土壤农杆菌转化的长春花冠瘿细胞培养

以土壤农杆菌C₅₈诱导的长春花冠瘿组织与从长春花茎、叶外植体诱导的愈伤组织进行比较,发现冠瘿组织在生长、总吲哚生物碱含量及药用成份阿吗碱含量等方面都优于愈伤组织。测定了光照、温度、蔗糖浓度及外加L－色氨酸前体等,对长春花冠瘿细胞的生长、总生物碱及阿吗碱含量的影响,为长春花冠瘿细胞培养生产吲哚生物碱的实际应用研究提供理论依据。     

黑麦胚性愈伤组织和体细胞胚胎形成过程中内源IAA和Zt变化的初步研究

体细胞胚胎发生已经成为许多植物细胞全能性得以实现的主要途径,黑麦也不例外。许多报道就外源生长素物质（2,4-D、Dicamba^[1]、CPA^[2]、Picloram^[3]）、细胞分裂素类（6-BA^[4]）以及ABA^[5.6]等激素物质对体细胞胚胎发生的促进作用作了较为详细的论述。但是,阐明体细胞胚胎发生的内在原因,对这一技术的完善将具有更为实质性的意义。本试验正是基于这一思路,对黑麦体细胞胚胎发生过程中内源IAA和Zt的变化进行了初步研究。     

谷物蛋白对白酒发酵过程中微生物群落及其代谢多样性的调控

[背景] 在白酒发酵过程中,原料中的谷物蛋白可为微生物的生长提供氮源等营养物质,进而形成多种代谢产物。谷物蛋白可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。然而,谷物蛋白对微生物多样性及其代谢产物多样性的调控尚不明确。[目的] 揭示白酒发酵过程中与微生物多样性及其代谢产物多样性显著相关的关键谷物蛋白种类及其调控作用。[方法] 通过Osborne法测定不同品种高粱中谷物蛋白的组成;采用多组学联用技术解析4种高粱在发酵过程中的微生物菌群多样性及代谢产物多样性;通过模拟发酵揭示原料中影响微生物群落及其代谢多样性的关键蛋白。[结果] 4种高粱中的谷物蛋白组成存在显著差异（ANOSIM：R=0.85,P=0.001）;4种高粱在发酵第5天时,S4高粱的细菌多样性显著（P<0.05）高于其他3种高粱,S3高粱中微生物的代谢产物多样性显著（P<0.05）高于其他3种高粱;清蛋白和球蛋白含量与发酵第5天的优势细菌多样性（R²=0.34,P<0.05;R²=0.58,P<0.05）和代谢产物多样性呈显著正相关（R²=0.58,P<0.05;R²=0.36,P<0.05）,被定义为关键蛋白;模拟发酵实验验证了优势细菌多样性和代谢产物多样性可随着2种关键蛋白即清蛋白和球蛋白含量的升高而升高。当清蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.72和0.65;当球蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.66和0.81。[结论] 研究揭示了酿造原料中的清蛋白和球蛋白对发酵过程中细菌多样性及代谢产物多样性的调控作用,为提高白酒发酵的可控性及质量提供了依据。     

基于铁氧化/还原菌改善黄铁矿-水草酸解液体系下低品位辉铜矿生物浸出过程

[背景] 高效的生物浸出与微生物介导活跃的铁硫代谢紧密关联,低品位辉铜矿（Cu₂S）铁代谢匮乏严重制约其效能。[目的] 强化铁硫代谢及“接触”机制改善低品位辉铜矿生物浸出。[方法] 基于自主筛选的嗜酸杆菌属（Acidiphilium sp.）及双层平板筛选的嗜铁钩端螺旋菌（Leptospirillum ferriphilum）,与硫氧化菌喜温嗜酸硫杆菌（Acidithiobacillus caldus）协作,加以Fe²⁺/Fe³⁺-黄铁矿-纤维质废弃物酸解液（废-废资源利用）干预,系统分析浸出生化参数差异性。[结果] 扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,SEM）结果表明矿渣表面大量微孔及坑壑,表明活跃的菌体作用;傅立叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）揭示N-H、C=O、O-H等键与胞外聚合物（Extracelluler Polymer Substance,EPS）紧密相关,S=O、C-O-S等吸收峰波动表明更剧烈的硫代谢;激光共聚焦扫描显微镜（Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM）结果表明优化体系呈现更多附着细胞及EPS,为“接触”机制奠定基础,浸出40 d游离/附着细胞量分别提高2.51倍及5.73倍,最大比生长速率（μ_max）出现时间提前1.5-5.3 d,最高浸出率达67.6%。[结论] 铁氧化/还原菌及外源含铁物质干预强化浸出体系铁硫代谢加速矿物溶解,酸解液促进铁元素循环及菌体生长,附着细胞及EPS分泌增多强化“接触”机制从而有效改善浸出微环境和效能。     

云南红豆杉培养细胞系的建立

紫杉醇(Taxol)最初是从红豆杉属植物短叶红豆杉(Taxus brevifolia)树皮中分离出的一种二萜类化合物^[1]．对卵巢癌,转移性乳腺癌和恶性黑色寮瘤等患者疗效显著^[2],全世界红豆杉属植物有近11种,都含紫杉醇成分．但含量很低,加之现存数量很少,生长极为缓慢．造成了紫杉醇原料供应的危机^[3]。紫杉醇化学合成已经成功^[4-6],但繁杂的反应过程及前体化合物来源的限制使得它们无法实现商业化生产。最近从短叶红豆杉中分离出一种生产紫杉醇的内寄生真菌Tgromyer andreanae^[7]．由于紫杉醇含量仅为24～50ng/L．没有实用价值。植物细胞和组织培养可能是解决天然抗肿瘤药物长期供应的有效方法之一^[8]。自1991年Christen等人申请利用红豆杉细胞培养物生产紫杉醇专利以来^[9]．有关红豆杉细胞培养的研究已有不少报^[10-12]。但云南红豆杉(T.yunnanensis)仅见愈伤组织诱导的报道^[13]。本文报道云南红豆杉愈伤组织诱导和细胞培养的初步结果,并分析了细胞培养物中紫杉醇含量。     

利用 ORF438 启动子在链霉菌中表达透明颤菌血红蛋白

链霉菌中表达了透明颤菌血红蛋白（VHb）,表明VHb对放线紫素的产生和菌体的生长有促进作用^[2].pIJ702质粒上带有与次生代谢有关的酪氨酸酶基因（mel）^[3],mel由ORF438启动子（P_ORF438）带动转录^[4].本文尝试利用P_ORF4328表达vgb.     

高产花色苷玫瑰茄细胞系的筛选

花色苷在植物中呈现粉红、红、紫红、紫等颜色,可以用作食品、药品及化妆品的着色剂,亦有药用价值。作为食品添加剂,颜色较合成色素自然,且安全无毒性。早在１９８７年,Ｍｉｚukami^[1]就建议用植物细胞培养物生产花色苷类代替合成色素。所有的植物培养细胞都是异源性的。各细胞之间产花色苷的能力相差很大^[2].因为产花色苷的细胞系带有颜色标记,所以容易识别并通过肉眼选择即可获得高产花色苷的细胞系。筛选的方法很多,如平板饲喂法^[3]、小细胞团法^[4]、细胞块法^[5]、肉眼观察直接挑选法及细胞分栋器法^[6]等。高产系花色苷的含量可增加几倍到几十倍,而且产量稳定。本文采用平板法及小细胞团法筛选高产花色苷的玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa L.)细胞系。     

水-有机溶剂两相体系中甲基单胞菌Z201催化丙烯环氧化的初步研究

Lanne于1987年提出了生物催化剂工程（Biocatalyst engimeering）和介质工程（Medium enineering）的概念^[1].有机相生物催化中溶剂的选择也是介质工程的内容之一。纯酶在有机相中的催化作用已有大量报道^[2],但对完整细胞研究甚少。本文以甲基单胞菌（Methylomonos）Z201完整细胞为生物催化剂,丙烯环氧化为指标反应,研究有机溶剂对活性的影响并对催化活性-溶剂疏水性进行了相关性分析。研究了水-十六烷两相体系中十六烷含量和搅拦速度对丙烯环氧化速度的影响和细胞的操作稳定性。     

PVA固定化的生黑醋菌生产L-山梨糖的研究

生黑醋菌可以将D-山梨醇转化为L-山梨塘,用微生物将D-山梨醇氧化为L-山梨糖是维生素C生产的一个重要部分,目前工业上用的都是游离菌批式生产工艺。由于固定化活细胞作为生物催化剂具有生产的连续性和稳定性．操作简便．产物易于分离纯化等优点^[1],已有不少实验室研究甩固定化微生物细胞将D-山梨醇转化为L-山梨糖^[1-6],国内也有用海藻酸固定化生黑醋菌Acetobacteriummelanogenum的报道^[2,3]。用海藻酸钙^[1-3]、聚丙烯酰胺^[4]、铝处理的海藻酸钙^[5]、水合聚丙烯酰胺与海藻酸钙混合固定化的微生物细胞^[6]转化D-山梨醇成为L-山梨糖,都有因机械强度差,而不适合在搅拌式发酵罐中生产的弱点。聚乙烯醇制备的固定化微生物细胞具有机械强度好、类似于橡皮的弹性、成低等特性^[7]。因此,我们选择聚乙烯醇作为固定化生黑醋菌的材料。     

不同理化因子对黄连愈伤组织生长和生物碱合成的影响

古蔺野连（又称串珠连Ｃｏｐｔｉｓｇｕｌｉｎｅｎｓｉｓ）为黄连属植物中的一个野生珍稀品种,只生长在我国西南少数山区,其根茎可作中药黄连,含有与商品黄连相同的小檗碱等化学成分^[1].作者在对黄连细胞培养研究中,通过目视法和TLC比较,从古蔺野连的愈伤组织中初步筛选到了生物量增长较快、生物碱合成能力较为稳定的无性系H292,进行了其生物量及生物碱含量的动态测定。本文报道植物激素、温度、光照等对黄连愈伤组织生长和生物碱合成能力的影响。     

人纤溶酶原激活剂的抑制物2在昆虫细胞中的表达

纤溶酶原激活剂（Plasminogen Activator,PA）对血液中蛋白水解酶的活性有重要的调节作用。纤溶酶原激活剂的抑制物（Plasminogen Activator Inhibitor,PAI）可物异地抑制PA（t-PA和u-PA）,其作用迅速,是PA活性的重要调节因子。很多证据表明,PAI、Pat和体内许多生理反应有密节的关系,如炎症^[1]、组织重塑^[2]、肿瘤生长及恶性细胞的转移^[3,4]等。目前已发现了四种类型的PAI,PAI-2是基中的一种,它可由人胎盘滋养层细胞合成,在孕妇血浆中大理存在^[5].该蛋白具有两种形式：一种分子量为43~47kDa的非糖基化形式：另一种分子量为58~60kDa的糖基化形式^[6,7].对其结构与功能深入的研究将有助于了解许多生于现象,但由于PAI-2基因在大肠杆菌和哺乳动物细胞中的表达都不理想,不能获得足够量的该活性蛋白,本文在以轩状病毒为载体在昆虫细胞中成功地表达了该基因。     

植物叶绿体的摄取

遗传工程的研究方法和技术，随着现代分子遗传学的迅速发展也在不断创新^[5]。其中细胞器移植的研究，一直受到国内外遗传学工作者的重视^[8,11,12]。植物细胞比原核细胞或动物细胞在遗传操作方面具有无与伦比的潜力。去了细胞壁的球形原生质休再生成一完整植株，并诱导进行种内及种间融合产生的体细胞杂种，使育种家、遗传学家超越了有性过程的局限性，扩大了遗传重组范围，同时也为摄取细胞器、外源细胞核及核酸大分子创造了有利条件^[6,14,17]     

酶在有机相中催化酚类聚合的研究

酶曾-度被认为只能在水介质中起催化作用,而有机溶剂则会使其失活。由于大量化学反应都是在有机深剂中进行的,使得酶催化在有机合成中的应用受到极大限制。近年来少研究表明,只要条件合适,酶催化在有机介质中也可进行^[1.2],并已在实际应用中显示其优点,如肽的合成^[3,4]、旋光性物质的合成^[5,6]、不溶于水的化学物质的酶法分析^[7]、酯和酯交换反应^[8,9]、甾体氧化^[10]、脱氢的应^{[10]、酚类聚合反应[12].与一般化学催化相比,生物催化剂（酶）除了催化效率高,反应秉公执法曙和外,它具有亚格的选择性。例如对反应的专一性,化学基团的选择性,位置的选择性和对映选择性,因此,酶催化物别适合那些一般化学方法难以实现的手性化合物的选择性转化[13,14].}     

固定化硝化细菌耐低温机理的研究

氨随污水排入水体．不但能诱发“富营养化”,造成水生生态系统紊乱,而且还有如下危害：(1)消耗溶解氧,导致水体缺氧;(2)影响鱼鳃的氧传递,严重时使鱼类死亡;(3)与氯气作用生成氯胺,妨碍氯化消毒处理^[1]。对于氨污染的控制．目前国内外主要采用生物脱氮技术。即硝化．反硝化工艺^[2]。由于硝化细菌生长缓慢(在低温下则生长更慢)．一些学者作了固定化细胞的尝试．以期持留足量的生物体,改瞢生物反应器的运作性能^[3,4]。研究发现,固定化硝化细菌具有较强的耐低温能力^[4]。这对含氨废水的冬季生物处理十分有益。本文拟就固定化细胞的耐低温机理作一探讨。     

云南红豆杉愈伤组织培养及其生产紫杉醇的研究

从红豆杉科红豆杉属植物如短叶红豆杉（Ｔａｘｕｓｂｒｅｖｉｆｏｌｉａ）等的树皮或枝叶提取到的紫杉醇（Ｔａｘ-ｏｌ）是一种具有强抗癌活性的二萜烯类化合物^[1].作为一种治疗晚期卵巢癌、乳腺癌的新药已经在欧美等一些国家被批准上市,成为迄今从植物中提取的最有效的抗癌药之一^[2].但由于紫杉树皮来提取紫杉醇的方法如紫杉醇的化学合成、半合成,从真菌中提取紫杉醇以及改善红豆杉的栽培措施等等均已取得了较大进展,但离实际应用还相差太远^[5,6].而利用组织和细胞培养方法替代砍伐天然红豆杉树皮来提取紫杉醇,也已成为近几年来红豆杉研究的一个重要课题之一并已取得了较大进展^[7].云南红豆杉（Taxus yunnanensis）主要分布于我国云南省,是分布于我国的主要品种之一,其含量在我国现有的几种红豆杉植物中属于较高的一种^[3],在我国,近些年来亦有不少实验室在红豆杉细胞培养方面取得了较好的成绩,但文献报道的较少^[8-10].本文报道利用云南红豆杉细胞培养方法来生产紫杉醇,以最终取代从天然来源的树皮和枝叶中提取的可能性,对云南红豆杉进行的愈伤组织的诱导和培养研究的进展。     

固定化技术研究的新进展

固定化生物催化剂的研究近一、二十年来发展非常迅速。它已由原来的单一固定化酶、固定化微生物细咆发展到动植物细胞、组织器官、微生物孢子^[1]、细胞与酶^[2]、好氧微生物与厌氧微生物^[3]的混合固定化等,其应用研究巳涉及发酵、食品、化工、分析、医疗、生化、环境净化等各个领域^[4],展示了广阔的发展前景。     

腺相关病毒载体工程毒株精细化纯化

[背景] 大量制备高纯度的重组腺相关病毒（Recombinant Adeno-Associated Virus,rAAV）,是以腺相关病毒（AAV）为投递载体的基因靶向治疗或基因工程药物研发过程中需要解决的重要问题。[目的] 利用层析柱法大量纯化质粒和rAAV细胞培养液,以获得高纯度的rAAV颗粒。[方法] 对组装rAAV的3种质粒用HiPrep^TM10 Sepharose 6FF和HiTrap PlasmidSelect Xtra凝胶层析柱纯化,目的是得到组装AAV的超螺旋质粒DNA,然后对组装rAAV过程中的AAV-293细胞培养方法进行优化,组装成功病毒后,再对收集到的细胞提取液用HiLoad^TM10Q和HiLoad^TM10SP阴阳离子交换层析柱纯化,最后用纯化浓缩后的rAAV感染HT1080细胞,通过流式细胞仪检测荧光表达细胞数,计算浓缩后活病毒感染滴度。[结果] HiPrep和HiTrap层析柱纯化后得到大量高纯度的超螺旋质粒DNA,组装病毒后,用HiLoad柱纯化获得大量高纯度的rAAV颗粒,通过测定,rAAV基因组滴度达到（2.46±0.37）×10¹² TCID₅₀/mL （MOI=1.0×10⁴）。[结论] 通过一系列精细化组装纯化制备出高纯度、高滴度rAAV病毒颗粒。     

水-有机溶剂两相体系中甲基单孢菌Z201细胞催化丙烯环氧化的初步研究

Laabe于1987年提出了生物催化剂工程(Biocatalyst engineering)和介质工程(Medium engineering)的概念^[1]。有机相生物催化中溶剂的选择也是介质工程的内容之一。纯酶在有机相中的催化作用已有大量报道^[2],但对完整细胞研究甚步。本文以甲基单胞菌(Methylomonas Z201)完整细胞为生物催化剂．丙烯环氧化为指标反应．研究有机溶剂对活性的影响并对催化活性——溶剂疏水性进行了相关性分析。研究了水一十六烷两相体系中十六烷含量和搅拌速度对丙烯环氧化速度的影响和细胞的操作稳定性。     

不同生物有机肥对连作菠萝生长及防控心腐病效果

[背景] 菠萝心腐病是菠萝生产中常见的土传病害。[目的] 促进连作菠萝的高效栽培并提高病害防效。[方法] 采集连作发病菠萝园土壤,利用盆栽实验研究3种载体（椰糠、泥炭土、菜籽饼）和生防菌株（枯草芽孢杆菌HL2、链霉菌株HL3）与商品普通有机肥共同堆制成的生物有机肥对菠萝植株生长及菠萝心腐病防控效果的影响。[结果] 与化肥处理（CK）相比,施用生物有机肥处理能促进菠萝植株的生长,显著增加鲜重（叶、茎、根）、干重（叶、茎、根）和D叶长（菠萝植株叶片束起时最长的叶片长度）;与化肥处理（CK）相比,施用生物有机肥处理均能降低菠萝心腐病发病率;施用商品普通有机肥处理（YJ）防病能力较差,而生物有机肥处理（KC）的防控效果最好,其次为生物有机肥处理（KY、KN、LY）,防控效果均为83.5%。相关分析表明,土壤病原菌（烟草疫霉菌）含量与放线菌、有机质、pH呈极显著负相关关系（p<0.001）,与土壤速效钾含量呈显著正相关关系（p<0.05）,与发病率呈显著正相关关系（p<0.01）。[结论] 施用生物有机肥可促进菠萝植株生长、降低发病率,对菠萝心腐病有较好的防效,可为菠萝产业健康发展提供参考。     

TRPO-AOT 反胶团体系萃取牛血红蛋白的研究

反胶团是表面活性剂溶解在非极性溶剂中形成的、围绕一个“水核”的纳米级聚集体。液液反胶团萃取蛋白质技术,因对目标物质选择性好、容量大和能保持其活性而得到广泛研究^[1-9].在反胶团萃取蛋白质的研究中,多数作者采用单一表面活性剂AOT^[2]或季胺盐^[3]的反胶团体系。两种体系的共同弱点是:体系受离子强度、pH值等静电因素的影响大,直接影响萃取率,为了克服它们的不足,有人在AOT体系中加亲和试剂增强反胶团对蛋白质的亲和性^[4],加磷酸类阴离子表面活性剂^[5]、天然表面活性剂磷脂^[6]等以增强体系的萃取性能e人在季胺盐的反胶团体系中加非离子表面活性剂作助剂提高蛋白质的萃取率^[7],有人则反阴、阳和非离子表面活性剂混合形成反胶团提高某种酶的萃取容量^[8],本文用中性磷氧萃取剂三烷基氧膦（TRPO）与阴离子表面活性剂琥珀二辛酯磺酸钠（AOT）混合溶解在异辛烷中形成反胶团萃取牛血红蛋白（BHb）,比较AOT、TRPO及AOT三体系对牛血红蛋白（BHb）的萃取性能。