鲁氏接合酵母对酱油中氨基甲酸乙酯前体物的代谢

【目的】研究鲁氏接合酵母氮源代谢特性,确定鲁氏接合酵母氮源代谢与酱油中氨基甲酸乙酯前体物瓜氨酸和尿素积累的关系。【方法】通过单一氮源培养、偏好型氮源培养和盐胁迫培养,检测不同条件下鲁氏接合酵母对精氨酸、瓜氨酸和尿素的代谢能力。【结果】通过对鲁氏接合酵母氨基酸利用能力的分析,确定了甘氨酸、丙氨酸和天冬酰胺3种氨基酸为鲁氏接合酵母的偏好型氮源。在偏好型氮源存在时,鲁氏接合酵母对尿素和瓜氨酸的利用并不受到抑制,丙氨酸和甘氨酸还能够促进对二者的利用。鲁氏接合酵母在单一氮源培养条件下不会降解精氨酸而积累尿素和瓜氨酸,反而可以大量利用氨基甲酸乙酯的前体物尿素和瓜氨酸。但在盐胁迫下,鲁氏接合酵母利用尿素和瓜氨酸受到阻遏,从而造成酱油中氨基甲酸乙酯前体物不能被充分利用而积累。【结论】盐胁迫阻遏了鲁氏接合酵母对瓜氨酸和尿素的利用,从而造成酱油发酵过程中耐盐细菌所产生的氨基甲酸乙酯前体物的积累。     

鲁氏接合酵母海藻糖耦合发酵过程的转录组差异分析

[目的]为探究鲁氏接合酵母(Zygosaccharomyces rouxii)在海藻糖耦合发酵过程中适应高温胁迫的基因表达差异及内在代谢调节机制。[方法]采用GC色谱仪和Illumina HiSeq^TM高通量测序技术对海藻糖耦合发酵过程(无调控阶段、补料响应阶段、补料与中温刺激耦合响应阶段、补料与高温刺激耦合响应阶段)的生物量、胞内海藻糖含量、基因转录序列等指标进行检测。[结果]转录组测序结果显示，与无调控阶段对比，三个调控响应阶段分别筛选得到1717、522、2038个差异表达基因。海藻糖耦合发酵过程中的鲁氏接合酵母细胞差异表达基因主要富集到次级代谢产物的生物合成、核糖体、氨基酸的生物合成等代谢途径上，高温胁迫条件下(海藻糖高速合成过程)分别涉及158、97、58个差异表达基因，次级代谢主要涉及赖氨酸等氨基酸和嘌呤/嘧啶核苷酸，氨基酸的生物合成主要涉及赖氨酸代谢、半胱氨酸和谷氨酸代谢。[结论]通过转录组分析揭示了鲁氏接合酵母主要通过调控次级代谢产物的生物合成与氨基酸代谢来适应高温热激胁迫。     

小麦根系响应高盐胁迫的时序转录组分析

小麦是重要的粮食作物,盐胁迫严重影响小麦的生长发育,小麦的耐盐机制尚不完全清楚.本研究以济麦19为材料,采用NaCl处理和时序RNA测序技术(time course RNA-seq)分析小麦根系响应高盐胁迫的分子机制.与盐胁迫0 h相比,不同处理时间下小麦根中响应盐胁迫的差异表达基因总数为5526个.通过Gene On...     

嗜盐菌耐盐机制相关基因的研究进展

嗜盐微生物能够在高盐环境中生存,其耐盐机制一直是微生物学家研究的热点。目前嗜盐微生物耐盐机制的研究主要集中在细胞吸K+排Na+作用、胞内积累小分子相容性溶质及嗜盐酶的氨基酸组成特性三个方面。文章从基因水平综述了嗜盐菌的耐盐机制,并对其在高盐废水处理上的应用进行讨论与展望。     

植物抗逆蛋白（LEA3）22-氨基酸耐盐结构域在酵母细胞中的鉴定

大豆PM2蛋白属LEA3 （late embryogenesis abundant 3）蛋白。本文构建了编码PM2全长及含22-氨基酸结构域多肽（PM2、PM2A、PM2B和 PM2C）的酵母表达载体。转化酵母得到四种重组菌。SDS-PAGE电泳和ESI-MS/MS或MALDI-TOF/TOF质谱结果表明,重组菌可表达目标多肽。测定对照菌及重组菌在无胁迫、高盐（1.5 mol·L^-1 NaCl）和高渗透（2 mol·L^-1山梨糖）下的生长曲线。结果表明,在高盐胁迫下,四种重组菌胁迫后的恢复明显好于对照菌。多肽对高盐耐受能力的大小为:PM2C>PM2B≈PM2A≈PM2。证明大豆PM2蛋白的表达可提高酵母耐盐性,且22-氨基酸基序为PM2蛋白的耐盐结构域。结合前文在大肠杆菌中的结果,为“LEA蛋白可以类似机制参与原核和真核生物耐盐保护作用”的假说提供实验支持。然而,在高山梨糖胁迫下,对照菌和酵母重组菌的生长情况无明显差异。     

番茄耐盐体细胞变异体的离体筛选

以上海主要栽培番茄品种“鲜丰”的下胚轴作为外植体诱导愈伤组织,用NaCl进行直接高盐胁迫和逐渐加大盐浓度胁迫筛选。研究结果表明,逐渐NaCl浓度胁迫筛选获得的耐盐性大多属生理适应性,直接高盐胁迫筛选才有可能获得真正的耐盐突变体。直接高盐胁迫筛选再生出的12株耐盐植株,在150mmol/L NaCl的盐胁迫下,幼苗的成活率可达66％,而未经胁迫筛选过的原始株成活率则为零。其中,2株耐盐突变株能正常开花、结果。其在盐胁迫培养基中芽体的生根率、鲜重及干重均显著高于原始株。     

宏基因组学应用于耐盐酶类及耐盐基因研究的进展

耐盐酶在高盐浓度下仍具备催化活性和稳定性,在高盐食品和海产品加工、洗涤及其它高盐环境生物技术领域被广泛应用;耐盐基因在高盐条件下可以使微生物维持正常功能,获取并研究不同环境中的耐盐基因对揭示微生物的耐盐机制,以及实现其在高盐环境中的定向应用具有的重要意义。宏基因组学避开纯培养技术探知微生物的多样性及其功能,为我们提供了一种发现新基因、开发新的微生物活性物质和研究微生物群落结构及其功能的新技术。文中结合本课题组的研究工作,综述了利用宏基因组学获取耐盐酶类及耐盐基因的策略,同时着重介绍利用宏基因组学从海洋、土壤、胃肠道等环境中获取耐盐酶类及耐盐基因的研究。     

盐生植物耐盐分子机制的研究进展

盐生植物是研究植物耐盐分子机制和分离耐盐基因的良好材料,可以反映植物对盐胁迫的适应策略。综述盐生植物响应盐胁迫的转录因子、渗透平衡调节、离子平衡调节、氧化还原平衡调节、光合作用调节及代谢变化,反映盐生植物在多个方面适应盐胁迫的策略。此外,还对盐生植物耐盐分子机制的研究前景作了展望。     

植物转录因子家族在耐盐抗旱调控网络中的作用

植物对干旱和高盐环境的适应是一个复杂的生物学过程,涉及多条信号通路的交叉调控。其中,通过转录因子发挥的调控作用对增强植物的耐盐抗旱特性具有重要意义。结合最近的相关研究,重点综述了植物中的MYB、b ZIP、WRKY、NAC、AP2/ERF等各类转录因子在响应高盐干旱胁迫的信号通路中与ABA信号通路、ROS信号通路、Sn RK2信号通路及H2O2信号通路等存在的交叉整合作用,以期为利用基因工程手段增强植物的耐盐抗旱性提供更有效的改良途径。     

短期盐胁迫下盐穗木的转录组分析

盐穗木（Halostachys caspica）是荒漠盐碱地广泛分布的盐生植物,具有极强的耐盐性。为揭示盐胁迫下盐穗木基因组层面的基因表达变化特性,通过对300和500mmol·L^-1 NaCl胁迫3h的盐穗木同化枝进行了转录组测序。有效序列组装共得到153298条平均长度为643bp的unigenes,进行GO和KEGG功能聚类,分别获得47个GO功能小类和118个KEGG通路。差异表达基因分析显示,短期低盐（300mmol·L^-1）响应基因有4432个,高盐（500mmol·L^-1）响应基因有2580个,两个胁迫的共差异基因有1245个,主要富集在细胞过程、代谢过程和响应刺激等类别中。从短期盐胁迫下盐穗木转录组筛选出渗透调节和活性氧清除的相关基因,大多为上调基因。说明盐穗木能够通过促进渗透调节和增强活性氧清除提高短期的盐胁迫适应能力。     

酵母耐盐机制的研究进展

酵母是一种真核模式生物同时也是一种耐盐微生物,其基因表达和信号传导系统的调节机制及离子运输机制与高等真核生物类似。酵母耐盐机制的研究有助于阐明真核生物的耐盐机制。本文综述了酵母在盐胁迫下的信号传导途径和分子应答机制,以及在酵母耐盐机制研究中主要的研究方法。 Abstract:Yeast is a model eukoryotic organism and salt-tolerant microorganism.The regulative mechanism of gene expression and signal transduction and ion transport of yeast is similar to that of higher eukoryotic organism.The research on salt-tolerant mechanism of yeast will be helpful to the illustrate the salt-tolerant mechanism of higher eukoryotic organism.This review summarized the signal transduction pathway and molercular responses of yeast under salt stress and the major research methods in the research on the salt-tolerant mechenism in yeast.     

拟南芥AMP1负调控植物对高盐胁迫的反应

高盐胁迫严重影响植物的生长发育及农作物产量,因此鉴定盐胁迫响应相关基因至关重要。拟南芥的AMP1编码一个推测的谷氨酸羧肽酶,参与植物的生长发育、光形态建成与种子休眠。研究证明了AMP1的一个新功能,它的缺失提高了缺失突变体amp1的抗高盐胁迫的能力,研究证明amp1突变体的强抗高盐胁迫表型一方面是由于在高盐胁迫下amp1突变体比野生型中积累了更多的甜菜碱和脯氨酸降低了突变体细胞的水势,另一方面高盐胁迫条件下amp1突变体中高盐胁迫响应的下游基因RD29A,以及AHA3的表达量也高于野生型,后者可促进Na+的外排;高盐条件能够对植物造成氧化胁迫,研究发现AMP1的缺失还上调了抗氧化相关基因ZAT10/12的表达量,进而降低了在高盐胁迫条件下amp1突变体内过氧化物的积累水平,减轻对细胞的损伤和生长的抑制,这些都提高了amp1突变体的抗高盐胁迫的能力。以上结果证明在拟南芥中AMP1负调控植物对高盐胁迫的反应过程。     

植物根系耐盐机制的研究进展

植物根系能够摄取土壤环境中的养分与水分,在植物的生长发育中起重要的作用。植物根系由于直接与土壤环境相接触会受到非生物胁迫较大的影响。盐胁迫是主要的非生物胁迫之一,对植物根系会产生较大的伤害。综述根系在组织形态和细胞水平上对盐胁迫的应答,以及根系响应盐胁迫的信号传导途径、转录因子与基因,对植物根部耐盐机制的解析和植物耐盐基因工程工具基因的挖掘具有重要意义。     

盐胁迫下盐穗木差异表达基因的转录组信息分析

盐穗木是一种理想的耐盐模式植物,本文利用生物信息学方法分析盐穗木在盐胁迫下差异表达基因的转录组,为盐穗木耐盐机理及耐盐关键基因的储备提供理论依据。基于盐穗木在盐胁迫（600 mM NaCl）下差异表达的转录组数据,以代谢通路中基因表达数量最多的7条通路和与胁迫刺激响应相关的共8条通路为主要研究内容,筛选出上调和下调表达差异显著的unigene,将其与NCBI数据库中所有物种相关基因进行Blastx比对,筛选出通路中上调和下调差异表达最显著的unigene,同时对差异表达活跃的unigene进行分类汇总。共得到23组差异表达活跃的基因类群,分别是乙烯响应因子、WRKY转录因子、Myb转录因子、bZIP转录因子、葡聚糖酶、6-磷酸脱氢酶、醛脱氢酶、柠檬酸合成酶、蛋白激酶等,推测这些类群的基因在盐穗木耐盐机制中发挥重要作用。     

盐胁迫对4个水稻种质抗逆性生理的影响

为筛选水稻(Oryza sativa)耐盐种质资源,研究了水稻耐盐相关生理指标。结果表明,盐胁迫下,耐盐种质Pokkali、Fl478、JX99的电导率较低,细胞膜透性较小,叶片叶绿素含量较高,受盐害程度较弱。盐胁迫促进了丙二醛的大量积累,加剧了细胞膜脂过氧化程度,而耐盐种质的丙二醛积累较少,但高盐胁迫下3个耐盐种质的丙二醛含量升高,破坏了细胞膜的完整性。感盐种质R29的临界饱和亏的增幅较大,耐盐种质相对含水量降幅小。应用模糊隶属函数法综合评价,4个水稻种质的耐盐性依次为JX99PokkaliFL478IR29。     

一株耐盐葡萄球菌的分离鉴定及其特性分析

本文旨在分离筛选出在高盐环境中具有潜在应用可能性的菌株。在筛选耐盐酵母的过程中分离出一株耐盐菌株,采用形态特征观察、生理生化实验和16S rDNA基因测序进行菌株鉴定,鉴定结果显示该菌为沃氏葡萄球菌(Staphylooccus warneri),命名为SW-1。进一步对其药敏特性、耐盐性和表面疏水性进行检测,结果表明,该菌株对大部分抗生素极敏感,在含20%(质量分数)NaCl的LB培养基中仍能良好生长,对氯仿、乙酸乙酯和正丁醇的疏水率依次为43%、34%和39%。沃氏葡萄球菌SW-1在高盐条件下能快速适应环境积累生物量,具有优良的生物学特性,为开发和利用耐盐菌株提供参考。     

不同盐度胁迫下杜氏盐藻全转录组测序及注释

【目的】通过对杜氏盐藻的转录组进行测序和基因功能分析,阐明不同浓度盐胁迫对杜氏盐藻生长发育以及不同信号途径的影响。【方法】分别获取9%NaCl浓度和24%NaCl浓度培养下的杜氏盐藻转录组并通过Illumina平台进行测序。将所得的序列进行拼接、去冗余处理。【结果】获得40682个unigenes,其中注释到NR数据库的10905个,注释到NT数据库的2768个,注释到SWISS-PROT数据库的7261个,注释到COG/KOG数据库的6499个。受到高盐胁迫的杜氏盐藻细胞相比低盐环境下,有717个基因表达上调,1012个基因表达下调。进一步对60个显著差异基因进行了功能聚类,发现盐胁迫诱导了光合作用途径的基因表达。【结论】杜氏盐藻通过提高光合作用基因表达增强耐盐性。该研究最大范围上挖掘了杜氏盐藻在高盐和低盐环境的基因转录水平,为深入揭示杜氏盐藻盐胁迫下基因差异表达提供了平台,并为进一步研究杜氏盐藻耐盐机理提供理论依据。     

一年生盐生植物耐盐机制研究进展

盐生植物是一类能够在盐土上完成生活史的天然植物, 在与盐土协同演化过程中形成了一系列适应盐生环境的特殊生存策略。其中一年生盐生植物因其生活史短、方便培养和观察、易于基因转化和后代繁殖, 已成为耐盐机制研究的主要对象。一年生盐生植物面临多变的生境胁迫, 具有更大的生存风险, 所以具有不同于多年生盐生植物的更稳妥的适应机制, 主要体现在种子的高盐休眠、复水速萌、形态和萌发的多态性、存在持久种子库及调节资源分配等方面。种子萌发后的生长、发育和繁殖等生活史的各阶段都要经受严峻的盐生胁迫环境。通常所说的耐盐机理是指成株对盐分的调控, 按照植物种类不同而分为稀盐、泌盐和拒盐3种耐盐形式。该文在对国内外相关文献进行分析归纳的基础上, 首先介绍了一年生盐生植物的常见类型, 然后分别从种子特征、形态结构、生理生化和生态习性等方面综述了一年生盐生植物的耐盐机制。     

盐度胁迫对幼体大海马基因转录表达的影响

为探究大海马(Hippocampus kuda Bleeker)幼体在高盐、低盐胁迫条件下的基因表达水平的变化规律, 对实验条件下的大海马幼体的肝脏样品进行了转录组测序。对照组(CK, 25‰)、高盐(HS-test, 31‰)和低盐 (LS-test, 17‰)胁迫组共获得71794个单基因簇(Unigenes), N50为1780 bp, 平均长度为820.71 bp。高盐胁迫组与对照组比较, 共获得2740个差异表达基因 (DEGs), 其中495个DEGs上调, 2245个DEGs下调; 与对照组相比, 低盐胁迫组共获得3715个DEGs, 其中1854个DEGs上调, 1861个DEGs下调。高/低盐胁迫组DEGs经 KEGG 数据库富集发现, 高/低盐度胁迫均能导致大海马幼体体内氨基酸代谢、免疫代谢、能量和脂肪酸代谢相关基因受到影响。其中, 低盐胁迫时能量代谢和氨基酸代谢的相关基因显著上调, 高盐胁迫时脂肪酸代谢的相关基因显著下调, 而高/低盐胁迫时免疫代谢的相关基因都显著上调。从经过盐度胁迫的大海马幼体的肝脏转录组中分别筛选到免疫相关基因Gst、Hsp70、Hsp90、Sod、Bcl-2、Gadd45α、Tcrβ、Tap2和Traf3, 脂肪酸代谢相关基因Fadsd6、Fas、Sqle、Cyp51、Elovl6和Slc27a6, 能量代谢相关基因Vlcad、Pdha1、Mdh1、Idh3b、G6pd和Sdhd, 及一些氨基酸代谢相关基因Gldc、Atp6v1e1、Sms、Fadh、Asl、Ass1和Glud1等, 可作为大海马幼体响应环境盐度变化应激的候选基因。研究结果为盐度胁迫下大海马幼体的稳态调控机制的研究奠定了一定基础, 有助于在养殖实践中预防极端的盐度改变对大海马幼体所造成的影响。     

盐胁迫下刺槐无性系生长和矿质营养平衡研究

以一年生盆栽刺槐无性系BH327和B56为材料,对盐胁迫下刺槐无性系生长和矿质营养平衡进行了研究。结果表明：盐胁迫下BH56生长受抑不明显,组织水平上K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋保持较高水平,尤其是在高盐下上部叶片足Ca^2＋、Mg^2＋的选择性吸收增强;而BH327,的生长受盐胁迫明显的抑制,组织水平上K^＋、Ca^2＋、Mg^2-水平相对较低,在高盐下上部叶片对Ca^2-、Mg^2＋的选择性吸收能力低于BH56。同时,从体内离子分配及选择性运输角度讨论了各无性系盐伤害或耐盐的原因。