MutS蛋白识别DNA错配机制的研究

DNA生物合成过程中DNA聚合酶会错误的掺入一些碱基而导致错配，这些错配的碱基如果不能被及时地更正将会引起机体广泛的突变。DNA错配修复系统正是基于这样一种需要而产生的，它能够切除含有错配的DNA片段并重新合成出一段正确的DNA，因此对于维持基因组的稳定性具有重要的意义。 大肠杆菌DNA错配修复系统包含11种蛋白活性，并可分为起始、切割和修复三个阶段。起始阶段的第一个步骤是错配识别，这一功能是由一种叫作MutS的蛋白来完成的，它能够特异性的识别并且结合到错配上，然后引发下游一系列的修复反应。为了更深入的理解MutS蛋白识别镶嵌在随机DNA序列中的错配的机制，我们纯化了MutS及其突变体蛋白，构建了一个2279 bp的在1/4位置带有G/T错配的DNA片段和一个具有同样长度与序列的完全配对的DNA片段，然后在原子力显微镜下观察MutS及突变体蛋白与这两种DNA底物的作用方式。结果表明MutS蛋白不但能与错配的DNA结合也能与完全配对的DNA结合，而且MutS蛋白能够诱导这两种DNA底物形成一种形似a字母的环状结构，在这种结构中MutS蛋白位于两条DNA臂的交叉处。我们发现这些环状结构是在MutS蛋白寻找错配的过程中形成的，因为随着时间推移越来越多的错配位点会被MutS蛋白占据。这些结果表明MutS蛋白非特异性的结合到DNA上，然后诱导DNA形成a环状结构，并且凭借a环结构的形成对DNA的两条臂同时进行扫描以便寻找出错配的碱基对。根据以上结果我们推测a环模式是MutS蛋白寻找错配的一种机制。这些研究也为用单分子的手段研究蛋白与DNA的相互作用提供了一种可行的方法。

华东地区木材腐朽菌多样性与资源研究

木材腐朽菌是生物多样性的重要组成部分，在森林生态系统中起着关键的降解还原作用；同时，木材腐朽菌还是重要的生物资源，与人类的生产与生活密切相关，具有重要的经济价值。因此，木腐菌一直是真菌研究的重点领域之一，然而过去对华东地区木腐菌的研究还非常薄弱，对华东地区木腐菌的种类和资源还缺乏清晰的认识。本文对华东地区不同森林生态类型中的木腐菌进行了广泛的调查采样，通过形态学、分子系统学和单孢融合交配实验，对华东地区的木腐菌多样性与资源进行了系统的研究，同时对具有重要经济意义和潜在应用价值的种类进行了菌种的分离保藏，并初步分析了华东地区木腐菌的区系特点。通过本论文的研究，提高了对华东地区木腐菌资源与多样性的认识，丰富了我国木材腐朽菌的种类，为控制林木病原菌、开发利用有益真菌资源提供了基本信息和科学依据。本论文的主要研究结论如下： 1．华东地区的木腐菌有3目13科92属270种，其中真菌新种6个，分别是：铁杉集毛孔菌Coltricia tsugicola Y.C. Dai & B.K. Cui，香榧嗜蓝孢孔菌Fomitiporia torreyae Y.C. Dai & B.K. Cui，拟囊状体大孔菌Megasporoporia cystidiolophora B.K. Cui & Y.C. Dai，菌索多年卧孔菌Perenniporia rhizomorpha B.K. Cui, Y.C. Dai & Decock，微小硬孔菌Rigidoporus minutus B.K. Cui & Y.C. Dai，浅黄芮氏孔菌Wrightoporia luteola B.K. Cui & Y.C. Dai；中国新记录种9个，分别是：紫多孢孔菌Abundisporus violaceus (Wakef.) Ryvarden，卡玛蜡孔菌Ceriporia camaresiana (Bourdot & Galzin) Bondartsev & Singer，撕裂蜡孔菌Ceriporia lacerata N. Maek., Suhara & R. Kondo，塔斯马尼亚集毛孔菌Coltriciella tasmanica (Cleland & Rodway) D.A. Reid，瑞克纤孔菌Inonotus rickii (Pat.) D.A. Reid，骨质多年卧孔菌Perenniporia minutissima (Yasuda) T. Hatt. & Ryvarden，灰硬孔菌Rigidoporus cinereus Núñez & Ryvarden，凹形栓孔菌Trametes ectypus (Berk. & M.A. Curtis) Gilb. & Ryvarden，变形干酪菌Tyromyces transformatus Núñez & Ryvarden。 2．利用分子系统学方法，确定了一些通过形态学研究难以鉴定或容易混淆的种类的分类地位，并对嗜蓝孢孔菌属、彩孔菌属和多年卧孔菌属进行了系统发育分析，发现木腐菌新种3个：Fomitiporia sp.、Hapalopilus sp. 和Perenniporia sp.。 3．华东地区的异担子菌为岛生异担子菌，并且存在两个生物种：T生物种和Y生物种。T生物种为腐生菌，Y生物种为兼性腐生菌，华东地区不存在多年异担子菌这一严重的森林病原菌。 4．华东地区的木腐菌种类丰富，组成复杂多样。优势科为多孔菌科，其次为锈革孔菌科，这两科的种类构成了华东地区木腐菌类区系的主体；优势属主要有多年卧孔菌属、多孔菌属、针层孔菌属和泊氏孔菌属。 4．华东地区木腐菌科的地理成分分为3类：热带亚热带成分，北温带成分和世界广布成分，以世界广布成分为主。属的地理成分分为5类：世界广布属，北温带分布属，热带–亚热带分布属，东亚–北美分布属，大洋洲–北温带分布属，以世界广布属和北温带分布属为主。种的地理成分分为8类：世界广布种，北温带分布成分，泛热带分布成分，亚–欧共有成分，东亚–北美共有成分，东亚–澳大利亚共有成分，东亚成分，中国特有种，以北温带分布种和世界广布种为主。 5．华东地区木腐菌的各主要区系成分均有分布，以世界广布成分和北温带成分为主，表现出明显的北温带性质，可能起源于北半球，华东地区木腐菌类的区系地理成分与其所处的地理位置、气候特点与植物区系的组成密切相关。此外，华东地区的中国特有种类也较为丰富，说明了华东地区木腐菌类的区系具有一定的独特性，也在一定程度上反映了华东地区生态环境条件的特殊性，而木腐菌的生长与环境条件和寄主树木种类有很大的关系。 6．华东地区的木腐菌资源非常丰富，林木病原菌有36种，其中新发现的病原菌有3种；野生的食用木腐菌有11种，野生的药用木腐菌64种，工业用木腐菌有28种。对其中的一种重要经济真菌——黄白多年卧孔菌进行了分离培养，找出了最佳生长条件：最适生长温度为25℃左右，相对最适pH值为5.5，相对最好的碳源为可溶性淀粉和葡萄糖，相对最好的氮源为酵母汁。