乙酸钠调控小球藻生长及代谢产物

【背景】小球藻是一种单细胞绿藻,在不同培养条件下可积累高附加值的代谢产物,这些产物可用于生产生物燃料、食品、保健品、药品等。然而这些代谢产物在藻细胞中的生产率较低且很难通过经济可行的方法将其分离,这使其工业化规模生产受到限制。【目的】研究乙酸钠对小球藻生物量的影响,并分析其对小球藻代谢产物的调控作用。【方法】通过在小球藻培养液中添加不同浓度的乙酸钠(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g/L),研究其调控小球藻生长和代谢的作用机理。【结果】在添加3.0 g/L乙酸钠的培养液中,小球藻的生物量是对照组的5.2倍,尽管藻细胞中蛋白质含量无明显变化,但油脂和类胡萝卜素含量是对照组的2.4倍和1.2倍,多糖和叶绿素a含量却仅为对照组的54.6%和54.4%。【结论】乙酸钠不仅会影响藻细胞的生长,还会调控其代谢过程,这为深入探索乙酸钠在调控小球藻生长及代谢过程的作用机制提供了理论基础和技术资料。     

热带普通小球藻培养模式的筛选及其培养基的优化

【背景】从海南热带海区中分离得到一株微藻,其生长速度快、适应力强,经鉴定该微藻为普通小球藻。【目的】提高热带普通小球藻的生长速率。【方法】以"宁波大学3#微藻培养液配方"为基础培养液,分别添加有机碳(C6H12O6和CH3COONa)对热带普通小球藻进行自养、兼养及异养培养,获得促进热带普通小球藻快速生长的培养方式。在"宁波大学3#微藻培养液配方"的基础上对热带普通小球藻的兼养培养基配方进行优化,并用优化兼养培养基与"宁波大学3#微藻培养基"对比培养热带普通小球藻。【结果】添加6 g/L CH3COONa的兼养模式促进热带普通小球藻生长效果最好;优化的兼养培养基配方为:6 g/L CH3COONa,20 mg/L(NH4)2SO4-N,5 mg/L Na H2PO4-P,3 mg/L Fe SO4-Fe,1 mg/L Vitamin B1和0.000 5 mg/L Vitamin B12。对比培养实验结果显示,培养第6天,兼养培养液收获的生物量(细胞密度)达4.20×107 cells/m L,是"宁波大学3#配方微藻培养液"的2.30倍。【结论】兼养培养模式为热带普通小球藻的最佳培养模式,优化的兼养培养基极显著地提高了热带普通小球藻的生物量(P0.01)。     

解淀粉芽胞杆菌HZ-12中ysnE参与吲哚-3-乙酸合成的代谢途径研究

【目的】吲哚-3-乙酸是调控植物生长发育和生理活动的重要激素,吲哚-3-乙酸N-乙酰转移酶YsnE在吲哚-3-乙酸合成中发挥重要作用,本研究拟解析解淀粉芽胞杆菌中YsnE参与吲哚-3-乙酸合成的代谢途径。【方法】通过基因ysnE缺失和强化表达,分析ysnE对吲哚-3-乙酸合成影响,结合吲哚-3-乙酸合成中间物(吲哚丙酮酸、吲哚乙酰胺、色胺和吲哚乙腈)添加和体外酶转化实验,解析ysnE参与吲哚-3-乙酸合成的代谢途径。【结果】明确了YsnE在解淀粉芽胞杆菌HZ-12吲哚-3-乙酸合成中发挥重要作用。发现ysnE缺失菌株中的吲哚丙酮酸、吲哚乙酰胺和吲哚乙腈利用显著降低,揭示了YsnE主要发挥吲哚丙酮酸脱羧酶YclB和吲哚乙酰胺水解酶/腈水解酶/腈水合酶YhcX的功能,并通过参与吲哚丙酮酸、吲哚乙酰胺和吲哚乙腈途径来影响吲哚-3-乙酸合成。【结论】初步揭示了YsnE通过影响吲哚丙酮酸、吲哚乙酰胺和吲哚乙腈途径参与吲哚-3-乙酸合成的代谢机理,为吲哚-3-乙酸合成途径解析和代谢工程育种构建吲哚-3-乙酸高产菌株奠定了基础。     

外源色氨酸对海水胁迫下长春花幼苗生长及生物碱含量的影响

以长春花[Catharanthus roseus(L.)G.Don]为材料采用温室盆栽法,研究了不同浓度色氨酸对不同浓度海水处理14 d后长春花幼苗生长及吲哚生物总碱含量的影响.结果显示:(1)20%海水中加入不同浓度的色氨酸,长春花幼苗生长受到显著抑制,而丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、色氨酸脱羧酶(TDC)活性、吲哚生物总碱含量均显著增加;(2)40%海水中加入不同浓度的色氨酸,TDC活性、吲哚生物总碱含量也得到显著提高,但幼苗生长受到严重伤害,生物产量显著降低,吲哚生物总碱的产量太低.研究表明,外源色氨酸能显著提高海水胁迫下长春花吲哚生物总碱的含量,而且用20%的海水中加入500 mg/L的色氨酸最有利于生物碱的积累.     

进化与未进化小球藻响应苯酚的转录组学分析

苯酚是工业废水中典型的环境污染物。小球藻(Chlorella sp.)由于其生长快、抗逆性强,可以有效利用废水中的酚类化合物,是最有潜力的含酚废水处理藻株。但是高浓度苯酚产生的氧化压力会造成小球藻细胞的氧化损伤。通过实验室适应性进化已经得到了可以耐受500mg/L苯酚的小球藻藻株(L5)。通过无参比较转录组学数据,在基因组尺度上考察了原始小球藻(L3)和进化后小球藻对高浓度苯酚的响应差异。无参比较转录组学结果表明,进化后小球藻能够耐受并降解高浓度苯酚是多个代谢途径整体调控的结果。相比于原始小球藻,进化后小球藻在500mg/L苯酚浓度下对苯酚氧化胁迫的响应增强,主要体现在细胞信号转导、ABC转运蛋白、热休克蛋白、氮代谢和三羧酸循环(TCA)等相关的转录水平明显上调。进化后小球藻通过这些响应降低高浓度苯酚产生的氧化压力。     

进化与未进化小球藻响应苯酚的转录组学分析

苯酚是工业废水中典型的环境污染物。小球藻(Chlorella sp.)由于其生长快、抗逆性强,可以有效利用废水中的酚类化合物,是最有潜力的含酚废水处理藻株。但是高浓度苯酚产生的氧化压力会造成小球藻细胞的氧化损伤。通过实验室适应性进化已经得到了可以耐受500mg/L苯酚的小球藻藻株(L5)。通过无参比较转录组学数据,在基因组尺度上考察了原始小球藻(L3)和进化后小球藻对高浓度苯酚的响应差异。无参比较转录组学结果表明,进化后小球藻能够耐受并降解高浓度苯酚是多个代谢途径整体调控的结果。相比于原始小球藻,进化后小球藻在500mg/L苯酚浓度下对苯酚氧化胁迫的响应增强,主要体现在细胞信号转导、ABC转运蛋白、热休克蛋白、氮代谢和三羧酸循环(TCA)等相关的转录水平明显上调。进化后小球藻通过这些响应降低高浓度苯酚产生的氧化压力。     

玫瑰黄链霉菌NKZ-259发酵培养基的优化

玫瑰黄链霉菌NKZ-259是一株生防菌株,其次级代谢能产生植物生长调节类物质吲哚乙酸(IAA)。为了进一步提高菌株代谢产生IAA的含量,本试验对该菌株的发酵培养基进行了优化。利用单因子试验确定发酵培养基中最适的6种营养成分为葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨、硝酸钾、磷酸氢二钾和L-色氨酸;通过Plackett-Burman设计筛选出影响菌株发酵产生IAA的主要因素为L-色氨酸、葡萄糖和磷酸氢二钾;采用中心组合试验(CCD)及响应面法分析各因素的交互作用。最终确定菌株代谢产生IAA的最优发酵培养基为:L-色氨酸2.24 g/L,葡萄糖20.7 g/L,磷酸氢二钾0.5 g/L,可溶性淀粉10 g/L,蛋白胨3 g/L,硝酸钾4.5g/L;使用优化后的发酵培养基菌株代谢产生IAA的含量为45.377 4μg/mL,比原始发酵培养基IAA的含量提高了3倍。     

对黄豆苷原具转化作用的耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC140未知代谢产物分离、鉴定及抗氧化活性测定

【目的】与原出发菌株AUH-JLC140相比,耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC140在其生长过程中产生一种未知物质,且该未知物质的产生与添加底物黄豆苷原无关。对该未知物质进行分离纯化和结构鉴定,并测定其产生动态及抗氧化活性。【方法】利用高效液相色谱对未知物质进行分离,经紫外吸收图谱、质谱、核磁共振氢谱和碳谱等分析,对未知物质进行结构鉴定;通过1,1-二苯基-2-苦味酰基自由基(DPPH)清除试验测定其抗氧化活性。【结果】Aeroto-AUH-JLC140产生的未知物质被鉴定为吲哚,接种后15 h菌株产吲哚最高,所产吲哚量为19.89 mg/L。浓度为0.2 mmol/L(即23.40 mg/L)的吲哚除对DPPH自由基具有明显清除作用外,还能有效降低脑心浸液(BHI)液体培养基的氧化-还原电位。【结论】耐氧突变株Aeroto-AUH-JLC140产生的未知代谢产物为吲哚,菌株通过产生吲哚降低培养基氧化-还原电位,进而为该菌株的生长提供适宜的低氧微环境。     

离体条件下L-色氨酸和吲哚丙酮酸诱导拐芹(Angelica Polymorpha Maxim)根切段直接形成胚状体的初步研究

以拐芹根切段0.5—1cm作为外植体,在MS附加L-色氨酸(L-Trp)2—80mg/L或吲哚丙酮酸(IPA)6—30mg/L和激动素(KT)0.25mg/L的培养基上均可以诱导直接形成胚状体。其中,L-色氨酸的最适浓度为40mg/L,而吲哚丙酮酸的最适浓度为20mg/L。在MS附加吲哚乙酸IAA和激动素KT的培养基上也可以导致体细胞胚胎的直接产生,但频率低于前两者。     

吲哚——种间及跨界信号分子新成员

吲哚作为一种典型的氮杂环芳烃化合物,在自然界中广泛存在。近年来,越来越多的研究表明吲哚具有一定的生物活性,是一种新型种间及跨界的信号分子。研究发现,吲哚不仅可以调节微生物的毒性、耐药性、生物膜形成以及群感效应等生理生化行为,调控植物生长发育和防御系统的形成过程,还能够影响动物的肠道炎症、细胞氧化压力及荷尔蒙分泌等生理健康。因此吲哚在微生物代谢、动物健康和植物生长等多个方面扮演了重要角色,具有重要的生物学及生态学双重意义。文中综述了吲哚从生物代谢到信号传递的研究历史,及其在微生物种内或种间以及微生物-动植物之间跨界的信号传导与调控作用的研究进展,旨在为揭示复杂环境中吲哚生物代谢及信号调控的生物学意义与生态学机制提供重要的理论指导。     

牛磺酸对急性低氧促培养的兔肺小动脉平滑肌细胞产生血栓素A2和前列环素的影响

本工作观察了牛磺酸（taurine）对分离培养家兔肺小动脉平滑肌细胞（PASMCs）在急性低氧条件下培养液中血栓素B2（TxB2）和6-酮-前列腺素F1α（6-keto-PGF1α）含量及其比值变化的影响,同时用环加氧酶抑制剂吲哚美辛干预,以探讨牛磺酸的作用途径。结果是：低氧使PASMCs培养液中TxB2和6-keto－PGF1α含量及其比值显著增加。常氧和低氧条件下,终浓度为2．5×10-5mol／L的牛磺酸显著降低TxB2的含量;显著提高6-keto-PGF1α的含量,终浓度为2．5×10－3mol／L的吲哚美辛显著降低TxB2和6-keto-PGF1α含量,牛磺酸和吲哚美辛共同作用,TxB2的含量进一步降低,6－keto-PGF1α含量比单纯用吲哚美辛增加明显。这些结果表明,牛磺酸可能通过抑制PASMCs内的TxA2合成酶的活性和增强前列环素（PGI2）合成酶的活性拮抗低氧增强PASMCs产生TxA2和PGI2,使TxA2与PGI2的比值显著降低而逆转低氧性肺血管收缩。     

高通量测序解析大青叶有效成分的生物合成途径

中药大青叶是菘蓝的干燥叶片,主要活性物质为吲哚类化合物,包括靛蓝、靛玉红、色胺酮等,以上吲哚类化合物的生物合成起始于色氨酸途径,目前在植物中的合成机制还未完全阐明.本研究以成熟菘蓝叶片为研究对象,对茉莉酸甲酯诱导的叶片进行了转录组分析,对已知途径进行了转录组注释,并对未解析途径进行了预测分析.分别获得了色氨酸代谢途径中色氨酸、吲哚乙酸、吲哚苷和萜类吲哚生物碱合成几个代谢支路中16个催化步骤的38个编码基因.通过共表达网络分析,预测转录因子bHLH125可能对吲哚途径具有核心调控作用;CYP2A6-1和CYP735A2等蛋白可能催化生成靛蓝、靛玉红、色胺酮前体的羟基化反应,对这两个蛋白与底物分子的结合进行分子对接建模,均显示对吲哚分子具有较好的结合力.本研究为后续开展菘蓝代谢调控和育种,以及开展吲哚类物质合成生物学研究提供候选基因.     

木瓜三萜对吲哚美辛致胃黏膜损伤小鼠胃酸分泌及胃黏膜屏障的影响

观察木瓜三萜对吲哚美辛致胃黏膜损伤小鼠胃酸分泌及胃黏膜屏障的影响,在此基础上探讨其可能的机制。实验时,将小鼠随机分为正常组、模型组、木瓜三萜(50、100mg/kg)和奥美拉唑(20mg/kg)组。将给药组灌胃给予相应的药物,正常组和模型组灌胃给予0.5%羧甲基纤维素钠溶液,给药6小时后,除正常组外,灌胃给予20mg/kg的吲哚美辛,每天一次,连续7天。末次给药次日,小鼠用水合氯醛麻醉后,固定,剪开腹腔,进行胃黏膜血流量的测定,然后取胃检测胃液量、胃液酸度和胃结合黏液量;检测胃黏膜中表皮生长因子基因(EGF)和三叶因子1基因(TFF1)的mRNA和蛋白表达。研究发现:吲哚美辛致胃黏膜损伤模型组小鼠胃液分泌量,胃液酸度、胃黏膜血流量、胃结合黏液量及胃黏膜组织中EGF和TFF1的mRNA和蛋白表达明显降低,与正常组比较均具有统计学差异(P<0.01);用木瓜三萜预处理后,上述异常的变化均得到了有效逆转,与模型组比较具有显著性差异(P<0.05,P<0.01)。实验结果表明木瓜三萜(50、100mg/kg)对吲哚美辛致小鼠胃黏膜损伤具有较好的保护作用,通过上调EGF和TFF1的表达水平,增加胃液分泌量、胃液酸度、胃黏膜血流量、胃结合黏液量,恢复胃黏膜防御屏障的功能可能是其治疗吲哚美辛致胃黏膜损伤的机制之一。     

吲哚美辛水凝胶贴剂小鼠体外透皮性能研究

目的：通过研究不同促透剂对吲哚关辛水凝胶贴剂透皮性能的影响,遴选在特定栽药剂量时具有最佳促透效果的促透剂,并与市售贴剂进行比较,对吲哚美辛水凝胶贴剂的体外透皮性能进行评价。方法：采用改良Franz透皮扩散池,以离体小鼠背部皮肤为透皮屏障,在最佳载药量选用不同浓度的氮酮、油酸、丙二醇以及三者组成的二元或三元组合为促透剂,在规定时间点测定吲哚美辛的累积透过百分率以及单位面积累积透过量。结果：与空白对照组相比,当氮酮与油酸单独应用时,二者均没有明显的促透作用;当选用二元促透剂联合应用时,油酸与丙二醇联用能够明显促进吲哚美辛的经皮渗透（P〈0．05）;当选用三元促透剂时促透效果更好,单位面积累积透过量最高可达234．4μg·cm^-2,24h内药物累积透过百分率明显高于市售贴剂。结论：氮酮、油酸、丙二醇三者联合应用可作为吲哚关辛贴剂的理想促透剂。吲哚关辛水凝胶贴剂是具有应用价值的新型经皮控释制剂。     

矿质营养与其他生长物质对荷叶离褶伞菌丝生长的影响

1mg/mLKCl促进荷叶离褶伞菌丝生长;5或10mg/mLNaCl、5或10mg/mLMgSO4、5或10mg/mLKCl、10mg/mLH2PO4和1mg/mLCaSO4抑制菌丝生长;0.8mg/mL的MnSO4和CuSO4以及0.5mg/mLFeSO4、0.2或0.5mg/mLCoCl2和0.2、0.5或0.8mg/mLZnSO4促进菌丝生长;0.5或0.2mg/mLCuSO4、0.2或0.5mg/mLMnSO4及0.8或0.2mg/mLFeSO4对菌丝生长的影响不显著;维生素B6、维生素C、维生素PP和维生素B1可促进菌丝生长,在含有10μg/L维生素B6的培养基上菌丝生长速度最快,但维生素C试用浓度较低(50μg/L)时对菌丝生长的影响不显著;吲哚丁酸、吲哚乙酸、奈乙酸对菌丝生长具有促进作用,但0.1、0.5或1.0μg/L赤霉素对菌丝生长的影响不显著。     

利用高通量生物反应器优化一种CHO细胞无血清培养基

研究以DMEM/F12(1:1 V/V)培养基为基础,添加不同添加剂优化一种适宜CHO DG44细胞生长的廉价培养基。以细胞密度和细胞活率为主要指标,对DMEM/F12(1:1 V/V)培养基进行了优化。通过正交试验和单因素试验筛选出了CHO DG44细胞生长的最佳培养基。正交试验结果表明添加8mg/L Insulin、10mg/L Transferrin、12mM Glutamine、9mg/L Ethanolamine、9mg/L Sodium selenite、0.5×Lipids、0.5×Vitamin,对细胞生长有较好促进作用,细胞密度从0.6×106 cells/mL上升到1.8×106 cells/mL。在此基础上添加2.5g/L Malt Peptone和2.5g/L YeastExtract可使细胞密度达到2.65×106 cells/mL,基本上达到商业培养基的培养效果,而成本降低了约60%。     

化学吸收剂单乙醇胺强化小球藻生长代谢及固碳效应的研究

近年来,为应对化石燃料燃烧造成的CO_(2)过度排放及由此带来的全球变暖和能源枯竭等问题,微藻固碳联产高值产品的CO_(2)减排策略备受关注,尤其是基于化学吸收法耦合能源微藻固碳的培养体系已成为新的研究热点。本文以优良CO_(2)耐受小球藻Chlorella sp.为试验藻株,探究添加不同质量浓度化学吸收剂单乙醇胺(MEA)在体积分数为20%的CO_(2)和通气比为0.33的条件下对小球藻生理生化特性及固碳效应的影响。结果表明,添加MEA可缓解由高浓度CO_(2)造成的培养基酸化对微藻的生长抑制,且适宜质量浓度的MEA可以有效提高小球藻的生长代谢、CO_(2)固定效率及光合活性。在50 mg/L MEA的条件下,小球藻的生物量、CO_(2)固定率和油脂含量达到最大值,分别为3.07 g/L、0.55 g CO_(2)(/L·d)和23.5%,与无MEA的对照相比分别提高了43.7%、45.6%和21.7%。综上所述,50 mg/L质量浓度的MEA作为CO_(2)吸收剂用于微藻培养体系可以显著提升小球藻在高浓度CO_(2)条件下的生物量、油脂积累以及固碳效率。以上结果可为微藻CO_(2)生物减排及清洁能源开发提供理论依据。     

吲哚美辛对去除下胚轴和根后的绿豆茎段生根的影响（简报）

吲哚美辛和甘油均显著促进绿豆去除下胚轴和根后的茎段生根, 根数和根干重增加;二者有促进生根的相加效应,吲哚美辛和甘油的最佳配比(molL-1)为5.0×10-4∶ 0.5.     

吲哚的微生物代谢及其作为新型信号分子的研究进展

吲哚,又称2,3-苯并吡咯,广泛应用于化工、医药、染料等行业,是工业上重要的前体物质,但其释放到环境中也是一种典型的氮杂环污染物。同时,作为一种常见的微生物代谢产物,自然界中无时无刻不发生着吲哚的合成—转化—降解过程。吲哚对微生物生物膜的形成、运动能力、毒性、质粒稳定性及抗生素抗性等多种生物功能有显著影响。因此,吲哚也被认为是新型且具有多功能的种间及跨界信号分子,在微生物生理学和动物行为学等领域发挥了重要作用。研究微生物介导的吲哚代谢机制,阐明其生物学功能的基础,是揭示吲哚在自然环境中的行为归趋和生态学意义的关键。本文系统地总结吲哚代谢的微生物资源及途径,介绍其作为信号分子的重要功能,并对有关吲哚-微生物相互作用的研究进行总结,以期为揭示复杂环境中吲哚生物代谢机制提供重要的理论参考。     

pH值对沼液培养的普通小球藻生长及油含量积累的影响

以50％的沼液为普通小球藻的全营养培养基,考察培养基的起始pH值对小球藻生长及油脂含量的影响,普通小球藻对不同初始pH的沼液中氮、磷的去除情况。设定了2组实验,一组只调节初始接种培养液的pH,分别为6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5;另一组将培养液pH分别固定在6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5,pH用稀HCl和NaOH进行调节。研究发现在pH 6.5和pH 7.0的偏酸环境有利于小球藻生长,而pH在7.0~8.5的偏碱性条件下有利于小球藻油脂的积累,因此综合小球藻生长和油脂积累2个因素,得到最适合小球藻生长和油脂积累的pH为7.0。培养结束后沼液中氮磷的去除率分别达到了95％和97％,沼液中的总氮由原来的134.91 mg/L降至4.86 mg/L,总磷由10.19 mg/L降到0.32 mg/L。