为了更好地保护和开发我国新疆的牦牛遗传资源，对新疆克孜勒苏柯尔克孜地区帕米尔牦牛的遗传多样性及群体遗传结构进行了分析。对3个帕米尔牦牛类群的线粒体COⅠ基因序列进行测定，分析其多态性，构建系统进化树。研究结果显示，帕米尔牦牛COⅠ基因序列全长为1 048 bp，共检测到13个变异位点，其中单态突变位点9个，简约信息位点4个。在帕米尔牦牛类群中共检测出10种单倍型，平均单倍型多样性（haplotype diversity,H_d）、平均核苷酸多样性（nucleotide diversity,P_i）分别为0.762和0.001 64。3个类群间平均遗传距离为0.004 30，且苏木塔什牦牛与布伦口牦牛的遗传距离最小（0.003 72）。结果表明，帕米尔牦牛具有丰富的遗传多样性，但各类群之间遗传分化不明显，且经人工或自然选择后群体发生了扩张和基因交流的情况。研究结果为新疆帕米尔牦牛的遗传改良及新疆优良畜禽遗传资源的保护和开发提供了科学依据。

研究了敲除tp53基因对斑马鱼高温耐受能力和运动能力的影响。通过RT-qPCR、Western blot等技术发现高温下野生型的斑马鱼tp53表达上调，暗示tp53可能在高温下发挥作用，而敲除tp53基因的斑马鱼在高温下的存活时间降低。进一步研究发现，tp53^-/-斑马鱼在高温下ROS水平升高（P<0.05），ATP水平降低(P<0.001)，γH2A.X蛋白水平显著升高。通过苏木精-伊红（hematoxylin-eosin，HE）染色发现tp53^-/-斑马鱼高温下肝脏组织充血更严重。Danio Vision斑马鱼行为轨迹分析显示34 ℃下tp53^-/-斑马鱼的运动能力减弱。研究结果表明，tp53在高温下对斑马鱼的高温耐受能力和运动能力起正向调节作用，为斑马鱼高温耐受机制和运动行为学研究提供了新思路。

为揭示斑马鱼组蛋白去乙酰化酶11（histone deacetylase 11，HDAC11）在斑马鱼脂代谢中的作用，利用CRISPR/Cas9技术成功构建斑马鱼hdac11^-/- 模型，将受精5 d后(5 days post fertilization，5 dpf)的WT与hdac11^-/- 斑马鱼分别以正常饮食和高脂饮食2种方式饲喂至90 dpf，检测斑马鱼体重和体长，观察肝脏组织学切片并检测肝脏甘油三酯含量和脂代谢相关基因表达水平。结果显示，与WT相比，hdac11^-/- 斑马鱼体重、体长无显著性差异；幼鱼时期正常饮食下hdac11^-/- 斑马鱼全鱼甘油三酯含量显著降低(P<0.001)；成鱼时期正常饮食和高脂饮食下hdac11^-/- 斑马鱼肝脏脂滴变小且肝脏甘油三酯含量均显著降低(P<0.05)；肝脏中pnpla2、lipeb基因表达水平均显著升高，gpam基因表达水平均显著下降。结果表明，hdac11通过改变甘油三酯合成与分解的基因表达水平进而影响脂代谢调控，这为鱼类脂代谢过程中的表观调控机制提供了新的研究方向。

以往的研究表明，动物的食性与能量代谢及生存适应密切相关。能量代谢主要发生在线粒体中，线粒体编码的13个蛋白质亚基是氧化磷酸化复合体的重要组成部分。雁形目鸟类的食性主要包括肉食性、杂食性和植食性3种类型。为了分析食性对鸟类基因组进化的影响，研究选取了20种雁形目鸟类，并根据食性分成3组，下载其线粒体基因组，通过适应性进化分析、放松性选择分析、多态性氨基酸位点检测以及3D结构预测分析，研究这3组鸟类的线粒体蛋白编码基因在进化上的表现。结果发现，食肉组鸟类线粒体基因组的进化速率高于食草组和杂食组鸟类，并且只有食肉组鸟类线粒体蛋白编码基因受到了放松性的选择压力作用。此外，多态性氨基酸位点检测表明，食肉组线粒体基因组编码的蛋白质中，多态性位点和有害位点数量远高于食草组和杂食组。而杂食组鸟类线粒体蛋白编码基因进化速率较低，大部分基因受到强化性选择作用，蛋白质序列中的多态性位点也较少。研究结果表明，不同食性的雁形目鸟类，其线粒体基因组编码的蛋白质受到了不同的选择压力，这为食性差异影响鸟类线粒体基因组适应性进化提供了分子依据。

为了推进重组贻贝粘蛋白在医疗、化妆品领域的应用，对大肠杆菌规模化发酵及纯化生产获得的重组贻贝粘蛋白进行了表征及功效评价。经Edman降解法、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、PITC法、非还原型SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法、凝胶法、改良的Arnow法对重组贻贝粘蛋白进行氨基酸N端测序、相对分子量分析、氨基酸组成分析、蛋白纯度分析、内毒素含量测定、多巴含量测定；通过细胞迁移、斑马鱼尾鳍修复效果对重组贻贝粘蛋白进行功效评价。结果显示，获得的重组贻贝粘蛋白与理论的一级结构一致，蛋白纯度达95%以上，内毒素<10 EU·mg^-1,多巴含量大于5%；重组贻贝粘蛋白浓度为60 μg·mL^-1时能够显著促进细胞增殖的活性（P<0.01）；斑马鱼尾鳍面积样品组与模型对照组相比极显著增加（P<0.001）。研究结果表明，重组贻贝粘蛋白具有显著的促细胞迁移和修复愈合的功效，具备作为生物医学材料的潜质。

为优化外周血T淋巴细胞亚群流式检测方法，采集小鼠肝素钠抗凝血，用FITC rat anti-mouse CD3、APC rat anti-mouse CD4和PE rat anti-mouse CD8a荧光抗体进行染色，裂解红细胞，通过流式细胞仪检测各亚类细胞占淋巴细胞百分比。从样本体积（50 μL和100 μL）、FITC rat anti-mouse CD3抗体的工作浓度（1.25~40.00 μg·mL^-1）、APC rat anti-mouse CD4抗体的工作浓度（0.625~20.000 μg·mL^-1）、PE rat anti-mouse CD8a抗体的工作浓度（1.25~40.00 μg·mL^-1）及红细胞裂解条件（时间和裂解次数）等方面对检测方法进行了优化，并验证方法的精密度（批内差异和批间差异）；同时对样品4 ℃放置24 h、室温放置24 h、染色处理后4 ℃放置24 h的稳定性进行验证。结果表明，50 μL抗凝血中加入终浓度1.25 μg·mL^-1 FITC rat anti-mouse CD3、1.25 μg·mL^-1 APC rat anti-mouse CD4和5.00 μg·mL^-1 PE rat anti-mouse CD8a，室温避光孵育30 min，加入红细胞裂解液，裂解5 min，用磷酸盐缓冲液（phosphate buffer saline，PBS）终止裂解后，重复裂解1次，再用PBS重悬后上机检测，批内差异和批间差异均<15%，符合标准。染色处理后样品4 ℃放置24 h可保持稳定性。对流式检测小鼠外周血T细胞亚群的基本方法进行全面优化及验证，旨在为临床前免疫毒性评价提供研究方法和实验数据，以及为流式细胞术分析临床血液淋巴细胞免疫表型的方法学研究提供参考依据。

作物的优良性状往往来自于其相应基因的单个碱基突变，而传统育种无法轻易获得此种定向单碱基变异。单碱基编辑技术是以成簇规律间隔短回文重复序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR?associated proteins，CRISPR/Cas）系统为基础改良的一项基因编辑技术，该技术可在不造成DNA双链断裂的情况下对靶序列上的特定碱基进行定向替换。为拓展单碱基编辑技术在作物中的识别范围，利用来自Francisella novicida细菌的FnCpf1核酸酶及胞嘧啶脱氨酶APOBEC1对单碱基编辑系统进行改良，并针对玉米BT2基因靶位点构建相应载体，通过瞬时转化手段检测其编辑能力。检测结果发现9种碱基变化类型，其中靶位点5′端第11个碱基的胞嘧啶转化为腺嘌呤，位点编辑效率达到2.5%。结果表明该系统能够识别“TTN”作为原型间隔序列毗邻基序（protospacer?adjacent motif，PAM）并对靶位点进行单碱基编辑，为单碱基编辑识别范围的拓展提供了研究思路。

枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）作为食品级安全菌株，因其具有理化特征清晰、培养发酵方便等特点，广泛应用于异源蛋白质的高效表达以及高附加值物质的合成。传统的B. subtilis遗传转化方法存在操作流程繁琐、效率低等缺点，因此，开发方便高效的遗传转化系统具有重要意义。转录因子ComK被证实能调控B. subtilis感受态的形成，并在B. subtilis高效转化中有重要作用。构建1个含有木糖诱导启动子P_xyl调控comK表达的穿梭质粒pUBC01?P_xyl?comK的菌株B. subtilis K1，经木糖诱导条件优化后，质粒pHY300?p43?egfp的转化效率达到4.8×10³ CFU·μg^-1。此外，质粒pUBC01?P_xyl?comK可在无胁迫条件下连续培养及消除。木糖诱导感受态体系及质粒消除极大地提高了芽孢杆菌基因编辑和菌株改造的便捷性，同时增强了菌株尤其是生产菌株的性状稳定性。

光是影响植物分枝的重要外在环境因素，但光信号因子HY5（ELONGATED HYPOCOTYL5）是否调控植物分枝目前尚不清楚。创制了HY5转基因超表达植株，并获得商业化T-DNA插入突变体纯合植株。通过比较野生型（WT）、超表达植株（HY5-OE）、突变体（hy5-215）的分枝数目发现，与野生型相比，超表达植株分枝数目显著增加，而突变体分枝数目则显著减少。进一步比较这些遗传材料的拟南芥植株分枝的负调控关键因子BRC1（BRANCHED1）转录本水平差异，发现与野生型相比，超表达植株中BRC1转录本显著下调、突变体中显著上调。研究结果表明，HY5通过抑制拟南芥分枝关键负调控因子BRC1的转录水平，进而促进拟南芥的分枝。研究结果为阐明HY5调控分枝的生物学功能提供了一定的理论依据。

为了分析丙酮酸激酶M2型（pyruvate kinase M2，PKM2）在不同肿瘤中的表达情况及其与肿瘤患者临床预后的关系，并探索PKM2对肿瘤细胞增殖和迁移的影响及其作用机制，用TCGA数据库和免疫印迹分析了33种肿瘤中PKM2的表达情况，探索了PKM2与不同肿瘤患者预后的关系。在肺癌细胞系中过表达PKM2，利用CCK8和Transwell方法分析PKM2对肺癌细胞增殖和迁移能力的影响。利用免疫印迹检测不同肿瘤细胞中过表达和敲低PKM2对热休克蛋白90α（Hsp90α）分泌的影响以及上皮-间质转化（epithelial-mesenchgmal transition，EMT）相关蛋白的变化。TCGA数据分析显示，PKM2在包括乳腺癌、肺癌等15种肿瘤中高表达，且9种肿瘤中PKM2的高表达与肿瘤的预后具有显著相关性。在肺癌细胞中过表达PKM2后，肺癌细胞的增殖和迁移能力显著增强。过表达PKM2能够显著增加乳腺癌和肺癌中Hsp90α的分泌。敲低PKM2能够抑制N-钙黏蛋白（N-cadhesion）和波形蛋白（Vimentin）的表达，促进E-钙黏蛋白（E-cadhesion）的表达。研究结果表明，PKM2在多种肿瘤中高表达且与肿瘤预后显著相关，能够通过影响Hsp90α的分泌以及上皮-间质转化相关蛋白的表达从而促进肿瘤的进展。PKM2有望成为潜在的广谱肿瘤标志物和治疗靶点。

紫云英苷属于黄酮类3-O-糖苷类化合物，具有抗氧化、抗病毒、抗菌等多种药理学活性。利用来自葡萄柚中的糖基转移酶和大豆中的蔗糖合酶级联催化，将山奈酚转化为紫云英苷，同时将糖基化反应副产物二磷酸尿苷（uridine diphosphate， UDP）再生为UDP-葡萄糖，实现了UDP的循环再生。探究了级联催化反应的最适条件，并通过分批补料操作，紫云英苷的产量达到了1 550.1 mg·L^-1，转化率为86.5%，UDP循环了34.8次。对分离纯化后的物质进行鉴定，判断反应产物为紫云英苷。研究提出的紫云英苷合成方法极大地降低了反应成本，为工业化生产紫云英苷提供了新思路。

基因编辑技术自诞生以来，在作物育种、基因功能分析中得到了广泛的应用，其中CRISPR/Cas9系统是目前使用最多的基因编辑技术。基于荧光定量PCR技术，针对编辑位点设计特异性探针，结合基因组快速提取方法和成熟的水稻内参基因PLD引物，对自行研发的CRISPR/Cas9系统编辑水稻的Os11N3基因进行检测，并通过合成质粒模拟不同突变情况对该方法的特异性进行了验证。研究所建立的体系可在节约时间和成本的同时获取满足qPCR检测所需的基因组，能够区分1 bp基因编辑突变体与野生型，具有良好的特异性和灵敏度。检测方法可为作物育种筛选节省时间和成本，为基因编辑产品检测监管提供技术支持。

生物膜干涉（biolayer interferometry，BLI）技术可对抗体与抗原的相互作用进行亲和力、动力学的全面分析。在抗体克隆筛选、动力学常数测定中对链霉亲和素（streptavidin，SA）生物传感器的需求量较大，但目前鲜有关于SA传感器重复利用的报道。基于BLI技术、再生SA生物传感器建立一种使用再生后的传感器检测PDL1抗体与PDL1抗原亲和力的方法。通过将生物素化的PDL1抗原偶联至SA生物传感器上，再与单链抗体、双价单链抗体、完整抗体和双特异性抗体这4类PDL1抗体结合，计算抗原抗体的亲和力常数，利用甘氨酸（10 mmol·L^-1，pH 1.7）再生SA传感器，再次进行分子间相互作用力分析。结果显示，重复性相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）均值为6.87%，批间重复性RSD为0.82%，稳定性RSD均值为6.13%，说明运用甘氨酸再生后的SA生物传感器测分子间的亲和力数据可靠、重现性好、稳定性高，再生后的传感器可继续用于本样品的实时、无标记的抗原抗体相互作用力分析。BLI技术可节省检测成本，为SA传感器的重复利用提供理论依据。

利用生物酶进行体外催化反应合成不同种类的尿苷二磷酸糖（uridine diphosphate sugar，UDP-糖），生物酶的重复利用率较低。为提高尿苷二磷酸糖的合成效率及增加产物种类，以镍螯合聚丙烯酸酯树脂为载体，对带有HIS标签的N-乙酰己糖胺激酶（N-acetylhexosamine kinase，NahK）和尿苷转移酶（uridine transferase，GlmU）进行固定化。以固定化NahK和固定化GlmU为催化酶，不同单糖作为底物，研究尿苷二磷酸糖的一锅法合成情况。利用Q柱对产物进行纯化，通过高效液相色谱法、质谱法、核磁共振氢谱法对反应产物进行检测。确定了镍螯合聚丙烯酸酯树脂对游离NahK和GlmU的实际载量分别为10和20 mg·g^-1。固定化酶量的最优配比为5.5 g固定化NahK和2.5 g固定化GlmU。固定化酶的最适pH和温度分别为8.0和35℃，且能在重复反应中稳定反应5个批次。葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖和甘露糖可以参与一锅法反应，生成UDP-糖的相对分子质量分别为566、607、566，而葡萄糖醛酸、半乳糖和果糖在该体系下不能合成相应的UDP-糖。基于固定化酶技术，一锅法可合成UDP-葡萄糖、UDP-N-乙酰氨基葡萄糖、UDP-甘露糖。

软儿梨是西北地区特有的一种“冻果”产品，酸甜可口、果香浓郁，是酿造果酒的上乘原料。为明确果酒发酵过程中果香的保留情况，并探究发酵时间的延长对软儿梨果酒品质的影响，以青海省民和县软儿梨冻果为原料，基于带皮渣发酵工艺，先采用顶空固相微萃取（solid?phase microextraction, SPME），再结合气相色谱?质谱联用技术（gas chromatography?mass spectrometry, GC?MS）对原汁（0 d）、前发酵（7、14、28 d）、后发酵（100 d）3个不同时期样品中挥发性风味物质进行了动态跟踪分析，并结合相对气味活度值（relative odor activity value，ROAV）和主成分分析（principal component analysis，PCA）法分别探讨了软儿梨果酒原果香味保留情况和后发酵时间的延长对果酒风味的影响。结果显示：整个发酵过程共检出88种挥发性化合物，其中酯类33种、醇类29种、酸类6种、萜烯类7种以及13种其他类化合物，且风味物质的总含量随发酵的进行呈先上升后略有下降的趋势。ROAV结果表明：软儿梨原汁关键风味物质共8种，分别是丁酸乙酯、己酸乙酯、2?甲基丁酸乙酯、正辛醇、大马士酮、芳樟醇、丁香酚和癸醛；其中果香物质己酸乙酯、正辛醇、芳樟醇、丁香酚和大马士酮在果酒发酵中得到了很好的保留，是决定软儿梨果酒风味的关键物质。主成分分析表明：发酵初期主要的香气贡献物质是具有水果香的丁酸乙酯、3?羟基丁酸乙酯、2?甲基丁酸乙酯；发酵100 d时，乙酸乙酯、α?松油醇、柠檬烯和芳樟醇对香气贡献较大，这些香气化合物共同赋予软儿梨果酒幽香清雅、馥香浓郁的独特风味品质。研究获得了软儿梨果酒关键风味物质及其在不同发酵阶段特征风味物质的变化规律，可为研发高品质软儿梨果酒产品、改进软儿梨果酒发酵工艺提供理论支撑和参考。

探讨免疫系统人源化小鼠模型构建技术的方法和技巧，能够提高免疫系统人源化小鼠模型构建的成功率，并为后续的肿瘤免疫治疗药物研发提供临床前动物模型。利用不同移植数量和供体的HuPB-MNC细胞尾静脉注射重度免疫缺陷小鼠NCG，建立免疫系统人源化小鼠模型。每周观察2次，并记录小鼠体重及死亡情况；实验第7、14、21、28和35天眼眶静脉丛试血，流式细胞术监测NCG小鼠外周血中人CD45⁺ T细胞的重建水平。NCG小鼠外周血中人CD45⁺ T细胞水平随注射后时间逐渐升高，约在3~4周达到25%以上。研究结果表明，免疫系统人源化小鼠模型构建应该从构建方法、免疫缺陷小鼠品系、性别和饲养、免疫细胞的供体和数量及细胞状态等各个方面进行考虑，通过采用多种供体克服差异性，优化肿瘤模型和免疫细胞供体联合接种方案最大化利用窗口期等策略提高模型构建成功率及应用转化率，进一步完善实验室免疫系统人源化小鼠模型构建方法，以期为肿瘤免疫疗法提供更有利的药物研发工具。

为原核表达严重急性呼吸综合征冠状病毒2（简称新型冠状病毒，severe acute respiratory syndrome-coronavirus 2，SARS-CoV-2）S蛋白受体结合域（receptor binding domain, RBD）并制备多克隆抗体，利用基因克隆技术将RBD基因连接到原核表达载体pGEX-6p-1和pET-32a(+)上，电转化至大肠杆菌XL1-Blue感受态细胞，利用优化后的表达条件大量表达重组蛋白，经亲和层析纯化后通过SDS-PAGE检测蛋白的表达情况。利用GST-RBD融合蛋白作为免疫抗原免疫小鼠制备多克隆抗体，ELISA和Western blot分析抗血清的效价和特异性。PCR鉴定和序列测定结果显示，成功构建了重组载体pGEX-RBD和pET-RBD，在大肠杆菌中实现了GST-RBD和RBD-His融合蛋白的可溶性高效表达。研究获得的多克隆抗体的滴度达到约1∶3 000，并具有良好的结合特异性。原核表达的可溶性新型冠状病毒RBD重组蛋白具有良好的免疫原性，为后续制备基因工程抗体奠定了实验基础。

胃癌（gastric cancer，GC）是我国最常见的恶性肿瘤之一，严重危害人类健康。胃癌发病机制复杂，缺乏特异性预后生物标志物。长链非编码RNA（long non?coding RNA，lncRNA）可作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA，ceRNA），影响microRNA（miRNA）与mRNA的结合，从而影响胃癌的发生、发展。基于TCGA和GEO数据库的转录组数据，筛选GC中差异表达的lncRNAs，并构建基于6条lncRNAs（HAGLROS、TMEM92?AS1、LINC01745、HOXC?AS3、SEMA3B?AS1、FEZF1?AS1）的lncRNA?miRNA?mRNA网络。网络核心基因的KEGG/GO富集和蛋白质互作分析结果显示，lncRNA可能通过miRNA海绵吸附作用，调控胃癌的发生、发展与转移。AC011352.1、AC087636.1、AC093627.1、GAS1RR与胃癌患者的预后相关性具有统计学意义（P<0.05），并可能成为胃癌患者潜在的预后生物标志物。

脂肪酶作为一种能够催化各种酯键断裂和形成的绿色环保生物催化剂，已被广泛应用于食品、饲料、洗涤剂、制药、精细化学以及生物修复等领域。基于智慧芽数据库（Pat Snap）对2020年10月前全球范围内各个国家及地区的脂肪酶相关专利进行统计，分析脂肪酶的技术分布、发展状况和未来趋势，并对比分析我国的脂肪酶研发现状，以期为脂肪酶技术及产业发展方向提供参考依据。

探究在集胞藻PCC 6803中引入外源乙醇合成基因并敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因对生物合成乙醇的影响。在集胞藻PCC 6803中引入来源于运动型发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶基因（pdc）与大肠杆菌的NADPH依赖型醛还原酶基因（yqhD）光强启动子PrbcL的驱动下组合表达，生物合成乙醇。在此基础上进一步敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因，以提高乙醇合成前体丙酮酸含量，促进乙醇的生产。结果显示敲除slr1556基因可以提高丙酮酸含量并显著增加乙醇的产量。竞争性丙酮酸转化乳酸代谢途径的阻断可以有效促进丙酮酸的累积，进而促进乙醇的生产。