假结核耶尔森氏菌中Phd-Doc毒素-抗毒素系统的功能鉴定

【背景】毒素-抗毒素系统在微生物体内广泛存在,在微生物对抗外界不良环境方面发挥重要作用。【目的】以模式细菌假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis,Yptb)为材料,探究其编码的Phd-Doc毒素-抗毒素系统的作用机制和生物学功能。【方法】通过生物信息学方法预测Yptb中编码的Phd-Doc毒素-抗毒素系统,通过毒性分析、基因表达分析及蛋白相互作用对其进行鉴定;通过抗生素胁迫、氧胁迫、生物被膜形成等实验研究Phd-Doc在体内发挥的生物学功能。【结果】生物信息学分析鉴定出一对Phd-Doc毒素-抗毒素系统,发现二者共转录且相互作用;毒素蛋白Doc能够引起大肠杆菌形态发生变化并抑制其生长,抗毒素蛋白Phd能中和Doc的毒性;Phd-Doc毒素-抗毒素系统具有自调控抑制效应;phd-doc的缺失对Yptb自身的生长无影响,而且毒素蛋白Doc在野生型Yptb内过表达并未显示毒性;phd-doc在转录水平上响应了抗生素胁迫和氧胁迫,其中,对氯霉素胁迫最为敏感,但并不影响Yptb的生长;同时,Phd-Doc能够影响Yptb的生物被膜形成能力。【结论】Yptb中Phd-Doc毒素-抗毒素系统的功能鉴定对于更好地了解在多变的外部环境下微生物的定殖和响应机制具有重要意义。     

间斑寇蛛卵粒毒素-Ⅵ的基因克隆、异源表达与活性鉴定

间斑寇蛛Latrodectus tredecimguttatus的一个显著特点是其毒腺外组织甚至卵粒中也存在毒性成分。研究毒腺外的毒素不但可以加深对蜘蛛毒素的了解,而且可以发现具有重要应用前景的新型毒素分子。为了探究间斑寇蛛卵粒中低丰度表达的蛋白质类毒素,利用生物信息学方法从间斑寇蛛卵粒转录组中挖掘出一条编码多肽毒素的基因序列,利用基于3′-RACE和巢式PCR的策略成功克隆并异源表达了该基因。表达的多肽毒素命名为间斑寇蛛卵粒毒素-Ⅵ(Latroeggtoxin-Ⅵ,LETX-Ⅵ)。生物学活性鉴定结果表明,LETX-Ⅵ能抑制ND7/23细胞膜上的钠离子通道电流和促进PC12细胞多巴胺的释放,但对美洲蜚蠊Periplaneta americana和金黄色葡萄球菌及白色念珠菌等细菌和真菌不显示明显的毒性,说明LETX-Ⅵ是一种哺乳动物特异的神经毒素,在神经生物学研究工具试剂和相关疾病治疗药物的研发等方面具有潜在的应用前景。     

遗传学课程思政教育的探索与实践

课程思政对高校落实立德树人、实现人才培养目标具有重要的意义。在专业课中进行课程思政改革有助于探究高校专业课程中育人功能的发挥。遗传学是生命科学专业重要的基础课程,在生命科学知识体系的构建中具有重要作用。立足内蒙古农业大学示范课程改革的教学实践,我们重塑了教学目标,改革教学方法,挖掘遗传学课程中蕴含的思政元素,使德育教育深入教师心、学生心,贯穿于教学、教评全过程,使知识传授、能力培养与价值引领同向同行,以提升学生的综合素质。     

大蒜气生鳞茎形态发生及其碳水化合物和内源激素含量以及相关基因表达的变化特征

以大蒜品种‘二水早’(早熟)、‘麻江红蒜’(中晚熟)和‘徐州白’(晚熟)为材料,采用石蜡切片技术结合显微观察探讨气生鳞茎形成过程中植株茎尖和花序轴形态变化,并测定了‘麻江红蒜’气生鳞茎形成过程中可溶性糖、蔗糖、淀粉和内源激素含量及相关基因表达变化,明确不同熟期各品种大蒜气生鳞茎形成进程和形态解剖学特征,以及碳水化合物和内源激素与大蒜气生鳞茎形成的关系,以探讨大蒜气生鳞茎分化的生理机制。结果表明:(1)依据茎尖生长点和花序轴的形态解剖特征,将气生鳞茎形成进程划分为启动期、气生鳞茎原基分化期(包括保护叶原基、贮藏叶原基分化)、气生鳞茎膨大期和气生鳞茎成熟期等4个时期;3个品种气生鳞茎在相同发育时期的形态解剖学特征相同,但分化时间不同,其分化顺序与大蒜品种成熟期表现一致;当总苞叶叶尖露出叶鞘,花器官原基分化时,花序轴周围分生组织区域产生小突起,标志着气生鳞茎原基分化的开始;外层保护叶由白色转为紫色时气生鳞茎进入成熟期。(2)气生鳞茎开始膨大后,其可溶性糖和蔗糖含量均显著降低,淀粉含量显著升高;ZR含量在启动期显著升高;IAA和MeJA含量在气生鳞茎原基分化期维持在较高水平,但IAA含量随着气生鳞茎膨大显著降低,并在成熟期降至最低。(3)果聚糖代谢相关基因1-SST、1-FEH分别在膨大初期、膨大中期表达量显著升高;细胞壁转移酶基因CWI相对表达量在气生鳞茎原基分化期显著升高;蔗糖信号转导基因T6P和生长素信号转导的关键转录因子ARF1相对表达量均在气生鳞茎分化期显著升高;茉莉酸信号调控途径中的负调控因子JAZ相对表达量在大蒜气生鳞茎原基分化期和膨大初期均维持一个较低水平。研究认为,大量可溶性糖及ZR在茎尖积累,可以启动气生鳞茎原基分化,促进气生鳞茎形态发生;高浓度IAA和MeJA可促进气生鳞茎原基分化;气生鳞茎膨大消耗可溶性糖,且低浓度IAA有利于气生鳞茎膨大;成熟的气生鳞茎积累大量淀粉。     

小胶质细胞极化与抑郁症关系的研究进展

小胶质细胞控制着中枢神经系统主要的免疫功能,在各种精神疾病中发挥重要作用. 某些信号通路的激活引发的神经炎症与抑郁症的发生有着密切的关系. 小胶质细胞是神经炎症的主要介导者,不同的刺激促进小胶质细胞极化,不同极化类型的小胶质细胞能分泌多种炎性细胞因子,在神经炎症调节中具有重要的作用. 临床研究和体内外实验研究表明,抑郁症与小胶质细胞极化介导的神经炎症有关. 小胶质细胞极化参与抑郁症发生发展的可能机制包括NF-κB信号通路激活、呼吸爆发、补体受体3信号通路、NLRP3炎症激活、cannibalism受体1、Notch-1信号通路和过氧化物酶体增殖物激活受体γ的激活. 本文就小胶质细胞极化与抑郁关系的研究进展作一综述.     

大蒜体细胞胚发生过程中内源激素含量及相关基因表达的变化特征

该研究以大蒜品种‘二水早’为材料,采用高效液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS),检测了大蒜体细胞胚发生过程中花序轴(EX)、愈伤组织(CA)、早期胚性愈伤组织(PC)、后期胚性愈伤组织(LC)和球形胚(GE)阶段的5种生长素及其类似物、4种细胞分裂素(CTK)和脱落酸(ABA)含量,结合激素合成和信号转导相关基因表达量的动态变化,探讨3类激素在大蒜体细胞胚发生中的调控作用,为大蒜体细胞胚发生的激素调控提供理论依据,也为进一步研究植物体细胞胚发生的分子机理奠定基础。结果表明:(1)在大蒜体细胞胚发生过程中,生长素及其类似物含量均呈现先升高后降低的变化趋势,且在PC阶段最高而在GE阶段最低;异戊烯基腺嘌呤(IP)、反式玉米素(tZ)和ABA在EX阶段含量最高,其余4个阶段的含量均显著低于EX阶段,而顺式玉米素(cZ)在CA和PC阶段含量较高,在GE阶段含量最低。(2)在PC阶段,IAA合成基因AsYUCCA1和AsTA1以及生长素外运载体基因AsABCB1的表达量升高;在LC阶段,生长素内运载体基因AsAUX1表达量升高,生长素应答基因AsARF1和AsARF2表达量降低,cZ合成基因AsLOG1在CA阶段表达量最高,细胞分裂素运输相关基因AsENT2和信号转导相关基因AsORR-A1、AsORR-A2在PC阶段表达量最高。(3)ABA合成限速酶基因AsNCED1和AsNCED2的表达量在大蒜体细胞胚发生的后4个阶段显著低于EX阶段,ABA信号转导相关基因AsPP2C表达量在PC阶段升高,AsABI1表达量在LC阶段升高,AsPYL1表达量在GE阶段升高。研究认为,在大蒜体细胞胚发生过程中,吲哚-3-甲醛(ICAld)、吲哚-3-丁酸(IBA)和cZ的积累有助于促进大蒜愈伤组织的形成,高水平的生长素及其类似物和低水平的IP、tZ有利于大蒜早期胚性愈伤组织的形成,而低水平的生长素及其类似物、CTK和ABA更利于大蒜球形胚的形成,表明激素合成相关基因可调控内源激素含量的变化,激素信号转导相关基因参与了大蒜体细胞胚的发生。     

黄土高原生物结皮对SCS-CN模型初损率的影响

水文模型是水文过程研究的有效工具,初损率(λ)是径流模型SCS-CN模型的参数,对模拟流域水文过程具有重要意义。为了确定生物结皮对λ的影响,提高该模型在黄土高原生物结皮广泛分布的退耕地的预测精度,本研究以陕西省定边县鹰窝山涧流域不同盖度的生物结皮坡面为对象,采用模拟降雨试验,分析土壤潜在最大入渗量(S)与实际入渗量(F)的关系,以及生物结皮盖度对λ的影响,并修订了λ;在此基础上,采用陕西省安塞县纸坊沟流域生物结皮径流小区的模拟降雨试验数据校验了参数修订后的模型。结果表明: 生物结皮坡面S与F的关系式为: S/F=2.5×60/T(其中T为降雨历时);模型参数λ与生物结皮盖度(C_BSC)呈极显著负相关关系,二者关系式为: λ=0.0791×e^{(-0.015×C_BSC}),R²=0.60;较λ取标准值,依生物结皮盖度修订λ后,SCS-CN模型Nash效率系数提高338.7%,合格率提升16.1%。研究结果为黄土高原生物结皮坡面λ的确定提供了科学依据,对准确评估黄土高原退耕还林(草)工程的水文效应具有重要意义。     

短期生长环境光强骤增导致典型阴生植物三七光系统受损的机制

阴生植物突然暴露在强光下造成光损伤的情况时有发生, 但其对高光敏感的潜在机制尚不十分清楚。为阐明阴生植物无法在自然全光照环境下生存的相关机制, 该研究以典型阴生植物三七(Panax notoginseng)为材料, 将遮阴环境下(10%透光率)生长的植株转移到全日光环境下3天, 研究其相对叶绿素含量(SPAD值)、光合参数以及叶绿素荧光参数的变化。结果表明, 全光环境下三七光合日变化呈现“双峰”曲线特征, 且净光合速率在处理期间逐日降低。全日光下三七叶片SPAD值、水分利用率和光能利用率显著降低; 叶片光系统I (PSI)反应中心P700最大荧光信号、光系统II (PSII)电子传递速率、暗适应下PSII最大量子效率和光下PSII最大量子效率显著低于遮阴环境下的植株, 且至傍晚不能完全恢复。而参与调节性能量耗散的量子产量、PSI受体侧限制引起的非光化学量子产量、环式电子流则显著高于遮阴环境下的三七。此外, 生长环境光照强度骤增导致荧光诱导动力学曲线发生明显变化, 并显著升高了PSII供体侧和受体侧的荧光产量。当阴生植物三七突然暴露于全光环境下时, 强烈的光照会导致PSII供体侧的放氧复合体活性受损, 抑制受体侧的电子传递, 过度还原PSI的受体侧进而引发PSI光抑制。该研究结果揭示, 全日光导致的PSII不可逆损伤和PSI光抑制可能是典型阴生植物三七为什么不能在全日照光环境下存活的重要原因。     

抗生素诱导的呼吸道菌群缺失对小鼠RSV感染的影响

目的探究抗生素雾化暴露引起的呼吸道菌群缺失对小鼠呼吸道合胞病毒(RSV)感染的影响,为临床合理使用抗生素提供指导意见。方法32只BALB/c小鼠分为2组:雾化ddH₂O对照组和雾化ABX组合抗生素组,处理6 d后,进行细菌16S rRNA基因PCR检测,构建呼吸道菌群缺失小鼠模型。上述2组组内再随机分为2小组,即PBS对照组(ddH₂O+PBS,ABX+PBS)和RSV感染组(ddH₂O+RSV,ABX+RSV),饲养至第14天。检测和分析各组小鼠支气管肺泡灌洗液(BALF)中的炎症细胞和相关细胞因子(TNF-α、IL-8、IL-10及MCP-1)的数量和水平,观察肺组织病理学状况及检测病毒载量。结果BALF中细菌DNA提取和16S rRNA基因PCR检测显示,雾化ABX组合抗生素处理能够有效地剔除呼吸道菌群。BALF中炎症细胞和相关细胞因子检测显示,ABX+RSV组炎症细胞总数明显增多(P<0.05),分类以巨噬细胞和淋巴细胞为主;且细胞因子TNF-α、IL-8、MCP-1及IL-10水平显著升高(均P<0.05)。肺部HE染色显示,感染RSV后ddH₂O+RSV组和ABX+RSV组小鼠肺部损伤明显加重(均P≤0.01),与ddH₂O+RSV组相比较,ABX+RSV组的病毒载量明显升高(t=2.7160,P=0.0217)。结论雾化ABX组合抗生素不仅能够有效地剔除呼吸道菌群,而且明显增加了小鼠感染RSV的风险,导致呼吸道炎症加重,以及病毒载量升高。     

来源卤化二型聚酮类生物合成基因簇的两种关键功能基因鉴定与表达

为催化卤化产物,挖掘具有生物活性的新卤化物提供新的方法途径,拟构建卤化酶原核表达载体催化天然卤化物的卤化过程。对链霉菌Streptomyces sp. FJS31-2基因组中一个II型PKS类产物zunyimycin生物合成基因簇进行系列分析,针对其中的后修饰酶卤化酶基因和单加氧酶基因进行原核表达纯化。通过分子生物学手段成功构建卤化酶基因(65 kD)和单加氧酶基因(37 kD)的原核表达载体,并对其进行鉴定。卤化酶和单加氧酶在催化化合物的卤化过程中,会产生疑似新卤化产物。