一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

介绍一种简便快速的电洗脱方法

凝胶电泳是研究核酸、蛋白质等生物大分子的一项重要技术,也是 DNA 的限制性内切酶切割片断的分析、分离、纯化的一种不可缺少的方法。这样,就时常需要将某些大分子或片段从凝胶中分离纯化出来,所采用的方法很多,如渗滤法、连续电泳洗脱法、透析法等等。但是,所有这些方法都或多或少地受到诸如分子大小、回收率、纯化时间等方面的限制。联邦德国 Schleicher and Schuell 公司最近推出了新型的电洗脱仪,用于从凝胶中分离生物大分子,并可对样品进行浓缩。经我们实验室使用,效果很好。现特作介绍,供国内同     

腹腔镜胆囊切除术与小切口胆囊切除术治疗胆结石的临床效果及对应激反应的影响

目的:探讨腹腔镜胆囊切除术与小切口胆囊切除术治疗胆结石的临床效果及对应激反应的影响。方法:选取2016年1月至2016年12月于我院行胆囊切除术治疗的胆结石患者80例作为研究对象,根据治疗方案不同将研究对象分为腹腔镜组和小切口组,腹腔镜组采用腹腔镜胆囊切除术,小切口组采用小切口胆囊切除术,比较两组患者手术时间、术中出血量、肛门排气时间、住院时间以及术后并发症的发生情况,检测并比较两组患者术前、术后1d、3d的白细胞(WBC)计数、中性粒细胞(NE)百分数、空腹血糖(Glu)、血清皮质醇(Cor)含量、C-反应蛋白(CRP)含量。结果:腹腔镜组的手术时间、术中出血量、肛门排气时间、住院时间均明显短于小切口组(P0.05),并发症发生率显著低于小切口组(P0.05)。术前,两组的WBC、NE、Glu、Cor、CRP水平比较差异均无统计学意义(P0.05);腹腔镜组术后1 d的WBC、NE、Glu、Cor、CRP水平均显著高于术前(P0.05),术后3 d的Glu、Cor、CRP恢复至术前水平(P0.05),WBC、NE也有所降低但仍高于术前(P0.05);小切口组术后1 d的WBC、NE、Glu、Cor、CRP水平均显著高于术前(P0.05),且高于同期腹腔镜组(P0.05),术后3 d的WBC、NE、Glu、Cor、CRP水平有所降低但仍高于术前(P0.05),且高于同期腹腔镜组(P0.05)。结论:腹腔镜胆囊切除术引起的应激反应更轻,并有利于胆结石患者术后快速恢复,并减少并发症的发生。     

人类胚胎三叉神经运动核的定位研究

目的:探讨人类胚胎三叉神经运动核的位置及细胞分布特征。方法:选用非疾病死亡的引产胚胎标本4例,胎龄20-26周(根据胎儿B超检测和孕妇末次月经日期来计算并获得胎龄),在获取标本1-4小时内,对标本进行灌流固定。其中,2例标本在手术显微镜下开颅取出脑干,石蜡包埋、冰冻切片、HE染色、光学显微镜下观察、照相,其余2例标本在手术显微镜下开颅、分离三叉神经根,注入DiI结晶体、在37℃恒温箱内保存3个月,取出脑干、明胶包埋、冰冻切片,在荧光显微镜下观察、照相。结果:(1)胚胎三叉神经运动核位于脑桥三叉神经根连脑水平;(2)三叉神经运动核为多级细胞、胞体较大、位于三叉神经根入脑桥的一束纤维的腹内侧;(3)三叉神经运动核呈椭圆形,神经核细胞呈大小不等,体积较大,胞体呈多角形。结论:人类胚胎三叉神经运动核为大型的多级细胞成群所形成的核团,位于脑桥三叉神经根连脑水平。     

驯化对始红蝽(Pyrrhocoris apterus)耐寒能力的影响及越冬适应策略

为阐明越冬期间始红蝽应对低温胁迫的耐寒策略及其影响因素,从生理生化水平探讨始红蝽成虫的耐寒能力,逐月测定了12月至翌年3月始红蝽低温驯化前后的过冷却点、低温存活率、LT_(50)以及始红蝽体内耐寒物质含量。结果表明,越冬期间始红蝽自然种群过冷却点最低为(-14.01±0.53)℃,-5、-10℃驯化30min后的始红蝽过冷却点最低降至为(-19.32±0.86)℃、(-25.56±1.09)℃。0℃驯化30min后暴露于-5、-10、-15℃1h的最高存活率依次为100%、39.1%±8.6%、10%;始红蝽自然种群LT_(50)最低为-8.53℃,0℃驯化后降至-9.21℃。越冬期间雌雄始红蝽体内自由水/结合水比值和游离蛋白质含量先下降后上升,12月达到最大值,雌雄分别为144.50±26.22和140.32±21.92,(15.81±0.10)mg/g和(15.47±0.01)mg/g;脂肪、海藻糖和甘油含量先上升后下降,2月达到最大值,雌雄脂肪含量分别为(16.33±0.48)mg/g和(13.15±1.32)mg/g,海藻糖含量分别为(11.98±0.01)mg/g和(10.88±0.02)mg/g,甘油含量分别为(14.74±0.01)mg/g和(15.06±0.03)mg/g。研究证明,低温驯化后始红蝽的过冷却点和LT_(50)明显降低,低温存活率显著提高,越冬期间始红蝽可通过调整体内抗逆物质含量以增强虫体耐寒能力。     

维吾尔族新发2型糖尿病患者肠道 乳杆菌属和多形拟杆菌的定量研究

目的定量研究维吾尔族新发2型糖尿病(T2DM)患者和糖耐量正常(NGT)人群肠道中乳杆菌属(Lactobacillus genus)和多形拟杆菌(Bacteroides thetaiotaomicron)的相对水平。方法严格按照纳入标准、排除标准收集维吾尔族新发T2DM患者96例,NGT 98例。提取所有研究对象的粪便细菌总DNA后,采用16SrDNA基因实时荧光定量PCR(Real-time PCR)对乳杆菌属和多形拟杆菌的水平进行定量检测;运用Pearson相关性分析乳杆菌属与研究对象的BMI、腰围、臀围、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、空腹血糖(FBG)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL-C)和低密度脂蛋白(LDL-C)的相关性。结果 16SrDNA基因Real-time PCR结果显示:(1)与新疆维吾尔族NGT组相比,乳杆菌属水平在新发T2DM中较低,差异有统计学意义(t=8.557,P=0.000)。但是多形拟杆菌在两组差异无统计学意义(t=0.524,P=0.601);(2)新疆维吾尔族上述人群肠道中乳杆菌属水平与FBG呈负相关(r=-0.334,P=0.000),腰围呈负相关(r=-0.170,P=0.018),TC呈负相关(r=-0.178,P=0.013),TG呈负相关(r=-0.157,P=0.030),收缩压呈负相关(r=-0.255,P=0.000)。结论 Lactobacillus genus水平在肠道中降低可能与2型糖尿病的发病,血糖和血脂代谢有关,其机制需进一步研究探讨。     

紫茎泽兰入侵前后抗虫物质含量差异及其对泽兰实蝇寄生的响应

【目的】紫茎泽兰是我国重要的入侵杂草,对我国生态环境和农、林、牧业造成重大危害。本研究通过比较紫茎泽兰原产地与入侵地种群地上部抗虫物质含量的差异及其对泽兰实蝇寄生的响应,为探明紫茎泽兰入侵种群持续扩张的化学生态机制提供依据。【方法】选取5个紫茎泽兰种群(3个中国云南种群:C1,C2,C3;2个墨西哥种群:M1,M2),比较原产地和入侵地种群地上部分碳氮比、单宁类(单宁酸、儿茶素、鞣花酸)和类黄酮物质(槲皮素、异槲皮素、山奈酚)含量差异,以及泽兰实蝇寄生前后这些抗虫物质的含量变化。【结果】入侵地种群地上部分碳氮比不同程度地低于原产地种群,茎秆部位差异最明显。紫茎泽兰入侵地种群的单宁类和类黄酮物质含量亦低于原产地种群,其中,芽尖部位单宁酸和儿茶素含量差异尤为明显,分别比原产地种群低26.4%和32.3%。泽兰实蝇寄生后,原产地和入侵地种群单宁类和类黄酮物质含量基本呈上升趋势,其中,M1种群寄生植株在虫瘿破膜前,儿茶素含量比未寄生植株升高了163.2%。【结论】紫茎泽兰入侵种群在抗虫特性方面产生了资源再分配的适应性变化,有利于其在新生境天敌缺乏条件下的持续扩张。虽然泽兰实蝇寄生会诱导紫茎泽兰原产地种群和入侵地种群抗虫物质的增加,但原产地种群增加的幅度更大,表明紫茎泽兰入侵后对专食性天敌胁迫的适应性明显下降。     

艾丁嗜盐小盒菌B2菌株16S rRNA核苷酸序列

艾丁嗜盐小盒菌B2菌株(Haloarcula aidinensis, strain B2)16Sr RNA的核苷酸序列已以双脱氧核苷酸链终止法确定。该菌16Sr RNA显示出了典型的古生物类(Archaea)特性。虽然艾丁嗜盐小盒菌B2菌株在序列方面更接近细菌类(Bacteria)的16SrRNA,但它的序列也显示出与真核生物类(Eucarya)的某些特殊的相似性。在序列和结构方面,该菌与细菌类或真核生物类之间的相似程度要高于细菌类与真核生物类之间的相似程度。另外,该菌16SrRNA的序列与其它嗜盐菌序列相比较支持了以前的结论,即艾丁嗜盐小盒菌B2菌株应属于嗜盐小盒菌属(Haloarcula)的一新种。     

新疆阿勒泰地区5个大赖草种群的表型多样性分析

为了解大赖草种群﹝Leymus racemosus ( Lam.) Tzvel.﹞的表型变异规律及多样性特征,对分布于新疆阿勒泰地区的5个大赖草种群(分别位于阿勒泰市、福海县、布尔津县和哈巴河县)的16个表型性状进行了测定;在此基础上,对各表型性状进行了Shannon-Weaver指数( H＇)分析和主成分分析。结果表明：各种群间的16个表型性状均存在较大差异,其中分布于哈巴河县的2个种群各表型性状的平均值均较高。种群内各表型性状的变异系数为5.97%~40.05%,差异较大;其中,穗下第一节间长度的变异系数在各种群内均较大(17.16%~40.05%);总体上看,种群内与营养生长有关的性状(如穗下第一节间长度、剑叶长度和宽度等)变异较大,而与繁殖有关的性状变异较小。在种群间,穗下第一节间长度、剑叶长度和宽度的变异系数均较大,分别为31.85%、26.87%和27.85%;而小穗和外颖长度以及穗节数的变异系数均较小,分别为15.21%、16.53%和16.91%。5个种群间16个表型性状的H＇值均有较大差异,并且,种群内各表型性状的H＇平均值(1.660)明显高于种群间(0.239)。主成分分析结果显示：前5个主成分的累计贡献率为80.210%,其中,第1主成分中与营养器官相关的性状(如株高、穗下第一节间长度、剑叶长度和宽度、茎节数)载荷较大,第2至第4主成分中与繁殖器官相关的性状(如穗长度和宽度、外颖和内颖长度、小穗长度和宽度以及外稃长度)载荷较大,表明这12个性状为大赖草种群表型性状变异的主要因子。研究结果显示：大赖草种群间的表型多样性低于种群内,且营养器官的表型变异是导致大赖草种群表型多样性的主要因子。     

新疆尉犁县黑湖嗜盐嗜碱菌的分离及系统发育学分析

【目的】从新疆尉犁县黑湖中筛选分离获得嗜盐嗜碱微生物,并对筛选获得的微生物进行种属鉴定。【方法】采用传统分离鉴定技术,进行形态和生理生化特性研究和基于16S r RNA基因的序列分析。【结果】从样品中分离获得可培养嗜盐嗜碱菌25株,对其进行鉴定。根据生理生化特征、16S r RNA基因序列测定和系统发育分析表明,25株菌分布在古菌Halorubrum、Haloarcula、Natrialba、Halohasta和Halopiger等5个属。其中优势菌群为Halorubrum,次优势菌群为Natrialba。其中DH-66(KU663028)属于Halopiger属,16S r RNA基因序列同源性与该属的模式菌株Halopiger aswanensis 56T同源性最高,为95.75%,预示为潜在的新种(新种鉴定将另行报道)。25株嗜盐嗜碱菌生长条件实验表明,这些菌适应Na Cl的浓度范围为15%-30%、最适浓度为20%-25%,生长的p H范围为7.0-13.0、最适p H为9.0-10.0。各种水解酶类的分析表明,在分离的25株菌中产淀粉酶的菌有5株占20%、产蛋白酶的菌有4株占16%、产酯酶可水解吐温20的菌有15株占60%、可水解吐温40的有7株占28%、可水解吐温80的有4株占16%、产过氧化氢酶的菌有14株占56%。9株菌同时能产4种酶,2株菌同时能产3种酶。表明了嗜盐嗜碱菌产酶的多样性。19株菌硝酸盐还原为阳性。【结论】揭示了新疆尉犁县黑湖嗜盐嗜碱菌生理生化特性的多样性和系统发育多样性,而且蕴藏着较丰富的新的微生物类群,亟待系统研究和进一步开发利用。