棘腹蛙生物学特性及资源保护研究进展

棘腹蛙(Quasipaaboulengeri)是无尾目(Anura)叉舌蛙科(Dicroglossidae)棘胸蛙属的两栖动物。因其以农业和森林害虫为食且对生存环境要求高的特点,故有保护和监测环境的生态功能。但由于生态环境恶化和过度捕捉等原因,造成野生棘腹蛙数量急剧下降,被《中国脊椎动物红色名录》列为易危种。本文从棘腹蛙的习性、生存环境特征、系统进化、人工养殖和资源保护等方面进行了综述,为进一步研究棘腹蛙提供基础资料和理论依据。     

不同生物土壤结皮微生物组跨膜转运蛋白基因多样性及差异

【背景】跨膜转运蛋白在微生物转运各种物质的过程中具有重要作用。【目的】通过比较原核微生物组磷酸转移酶(phosphotransferasesystem,PTS)系统和腺苷三磷酸结合盒(ATP-binding cassette,ABC)转运蛋白编码基因在两种不同生物土壤结皮中(藻结皮与藓结皮)的差异,以期揭示随着生物土壤结皮的发育演替,微生物组跨膜转运物质的生物学过程中的潜在变化趋势。【方法】对腾格里沙漠东南缘的藻结皮和藓结皮12个样品进行宏基因组测序,参照KEGG数据库PTS系统,与ABC转运蛋白代谢通路进行比较并筛选相关基因,分析其差异显著性。【结果】藻结皮和藓结皮PTS系统和ABC转运蛋白编码基因的多样性一致。在生物土壤结皮中共检测到16种PTS系统的转运蛋白的编码基因,具有显著性差异的有5种;检测到106种ABC转运蛋白的编码基因,具有显著性差异的有46种,并对这46种转运蛋白结合的底物以及变化趋势进行了详细的描述。【结论】生物土壤结皮发育演替过程中,微生物组从环境中摄取能够增加渗透势物质的潜力总体呈现降低趋势,转运氨基酸、细胞膜和细胞壁组分的潜力总体呈现增加趋势,对于矿物离子、辅助因子、糖类和碳酸氢盐等的转运潜力总体无明显变化。需要注意的是这些转运蛋白编码基因多样性及差异与生物土壤结皮的关系还有待实验证明与解释。     

基于成果导向教育理念的“发酵工程实验”课程内容设计及实践

"发酵工程实验"是生物工程专业的工程类重要主干课之一,是培养学生工程设计、工程实践和创新思维的重要课程。基于构思—设计—实现—运行(conceive—design—implement—operate,CDIO)理念,"发酵工程实验"通过构建模块化课程内容,以构思、设计、实现、运作的项目导向模块开展课程设计,进行目标导向的教学模式改革。以"发酵工程实验"课程为载体,将工程基础知识、发酵工程系统实践能力、团队合作能力、创新能力培养等融为一体。建立基于成果导向教育(outcome-based education,OBE)理念的学生学习效果评价体系,完成"发酵工程实验"课程教学任务。学生对改革后的"发酵工程实验"课程满意度明显提高,教学效果显著。     

鲍曼不动杆菌体外诱导耐药及其诱导前后交叉耐药和呼吸耗氧率分析

【背景】鲍曼不动杆菌是院内感染的重要病原菌,因其耐药率高、治疗难度大而备受关注。然而,对于该菌的交叉耐药及耐药相关因素尚未完全阐明。【目的】通过体外诱导分别获得耐美罗培南或耐替加环素的鲍曼不动杆菌菌株,并研究其诱导前后的交叉耐药性和细菌呼吸耗氧率差异。【方法】采用多步法对鲍曼不动杆菌ATCC19606进行体外诱导耐药,PCR扩增诱导前后菌株的16S rRNA基因并测序鉴定,微量肉汤稀释法检测诱导前后鲍曼不动杆菌对美罗培南、亚胺培南、替加环素、阿米卡星、头孢吡肟及左氧氟沙星等抗菌药物的最低抑菌浓度变化,Seahorse XF~e96细胞能量代谢实时测定仪对诱导前后菌株的耗氧率进行分析。【结果】通过88d的体外诱导实验,分别获得耐美罗培南或耐替加环素的鲍曼不动杆菌ATCC19606菌株。耐美罗培南鲍曼不动杆菌ATCC19606对替加环素、亚胺培南、阿米卡星、左氧氟沙星仍处于敏感状态,但是对头孢吡肟交叉耐药;耐替加环素鲍曼不动杆菌ATCC19606对美罗培南、亚胺培南、阿米卡星、左氧氟沙星及头孢吡肟仍处于敏感状态。鲍曼不动杆菌ATCC19606被美罗培南或替加环素诱导耐药之后的耗氧率均下降,差异均具有统计学意义。【结论】美罗培南的使用不仅可能诱导鲍曼不动杆菌ATCC19606对美罗培南耐药,也可能会导致该菌对其它一种或几种抗菌药物产生交叉耐药。鲍曼不动杆菌ATCC19606对美罗培南或替加环素耐药后其耗氧率下降,从而说明呼吸耗氧率下降可能是该菌耐药的因素之一。     

参豉对气虚血瘀模型大鼠肠道微生物及其代谢多样性的影响

【背景】参豉为人参与大豆采用自淡豆豉中分离获得的优势益生菌株共同发酵而成。已证明对气虚血瘀模型大鼠血液指标具有明显的调节作用,但对肠道微生态作用尚不明确。【目的】以气虚血瘀模型大鼠为材料,探讨参豉对肠道微生态是否具有调节作用。【方法】采用长期"力竭游泳+饥饿"方法建立大鼠气虚血瘀模型,造模同时分别灌胃给药参豉高、中、低剂量(每日6、3、1.5 g/kg体重)及补阳还五汤剂60d后,分析肠道6种常驻菌群数量变化;并采用Biolog-ECO自动微生物鉴定系统研究大鼠肠道微生物的代谢情况。【结果】参豉能够促进气虚血瘀模型大鼠肠道中有益菌脆弱拟杆菌、乳酸菌及双歧杆菌的增殖,调节肠杆菌及肠球菌数量使其趋于正常水平,并抑制有害菌产气荚膜梭菌的增殖。Biolog结果显示参豉高剂量组AWCD值与空白组接近;培养48 h时,模型组Shannon指数、Shannon均匀度、Simpson指数以及Mclntosh指数均显著高于空白组,差异显著(P0.05或P0.01),而参豉高剂量组Shannon指数、Shannon均匀度、Simpson指数与空白组相接近,差异无统计学意义(P0.05),与模型组相比差异极显著(P0.01);聚类分析与主成分分析显示参豉各剂量组与空白组、模型组、补阳还五汤组差异明显,可能与不同剂量参豉对气虚血瘀模型大鼠肠道微生态的调节作用相关。【结论】参豉对气虚血瘀模型大鼠肠道菌群具有明显的改善作用。     

天蚕素AD在毕赤酵母中的多拷贝整合表达及表达条件优化

【背景】天蚕素抗菌肽是目前研究最清楚、效果最显著的抗菌肽,实现工业化生产为其在农业、养殖业中的应用奠定了基础。【目的】获得一株高效生产天蚕素AD的基因工程菌株。【方法】构建重组载体pGAPZαA-CAD通过电击转化至PichiapastorisX33中,表达天蚕素AD基因并获得X33/GCAD菌株;构建重组载体pUCGAP-CAD导入至X33/GCAD菌株中。pGAPZαA-CAD是以博来霉素为抗性筛选标签被整合到P. pastoris X33的GAPDH启动子区域,pUCGAP-CAD是以遗传霉素为抗性筛选标签被整合到P. pastoris X33的非翻译rDNA区域,最终获得一株高效表达天蚕素AD的酵母菌株X33/GUCAD。【结果】通过质谱分析鉴定X33/GUCAD表达的抑菌物质为天蚕素AD,通过发酵条件的优化,表明X33/GUCAD菌株在以甘油为碳源和以蛋白胨、酵母提取物为有机氮源的情况下具有较强表达天蚕素AD的能力。【结论】较高的拷贝数更有利于提高天蚕素AD的产量,此工程菌株在后期发酵过程中稳定性较好,适于工业化生产。     

电子圆二色谱技术在微生物次级代谢产物结构研究中的应用研究进展

微生物次级代谢产物的化学结构十分复杂,对其绝对构型的确定十分困难。近年来,电子圆二色谱(electronic circular dichroism,ECD)由于其用量少、精度高等优点,在测定绝对构型方面的应用越来越多,已经成为研究微生物次级代谢产物结构的重要方法。本文就电子圆二色谱在微生物次级代谢产物结构研究中的应用进行综述,以期为今后的研究奠定基础。     

中国温泉微生物物种多样性及其酶活性研究进展

微生物作为生物群体的重要组成成员,其生长受外界物化条件(如温度、盐度、pH等)影响较大。温泉作为极端水生环境之一,属于相对稳定且较为特殊的生态系统,使生长于其中的微生物可能具有适应高温等特殊生境的独特生存生理机制,具体表现为微生物物种及其活性次级代谢产物呈现出一定的多样性与新颖性。本文从菌株物种多样性分析及其酶活性研究方面,综述了近5年来国内温泉微生物相关研究进展,以期为温泉等极端环境微生物资源开发与保护提供参考。     

高通量测序分析重庆地区茅苍术根际丛枝菌根真菌多样性

【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是土壤微生物区系中分布最广泛的一类菌根真菌,能与地球上90%的维管植物形成共生体,可通过调节植物的生理代谢过程增强植物的抗逆性。【目的】揭示重庆地区中药材茅苍术根际土壤中AMF的结构与组成,解析土壤因子对AMF类群的影响。【方法】以重庆地区茅苍术主产地彭水县、秀山县、石柱县、南川区和酉阳县2-3年生茅苍术根际土壤为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台进行真菌扩增子测序,分析不同地点土壤的茅苍术根际AMF类群组成和多样性的差异。【结果】茅苍术的菌根侵染率均在50%以上,每10g风干土壤中孢子含量在50个以上,最高达到144个。根际土壤共检测到球囊菌门Glomeromycota的3纲4目8科9属AMF,包括Glomus、Claroideoglomus、Gigaspora、Paraglomus、Archaeospora、Ambispora、Acaulospora、Diversispora和Scutellospora,其中前6属为5个区县土样共有。球囊霉属(Glomus)相对丰度最高,达67%,为所有地区茅苍术根际样本中的优势类群。冗余度分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤pH对AMF群落组成影响最大。pH、有机质、碱解氮、速效钾与Shannon指数呈正相关,有效磷与之呈负相关;各土壤因子与Simpson指数的相关性则相反。5个土壤因子均与丰度(Chao1)指数呈负相关。另外,pH、有机质与均匀度(ACE)指数呈正相关;碱解氮、速效钾、有效磷与之呈负相关。【结论】茅苍术根际土壤中AMF资源丰富,土壤因子对AMF群落组成和丰度影响显著,是导致AMF群落结构地理分布格局差异的重要原因之一。     

GsSnRK1 interplays with transcription factor GsERF7 from wild soybean to regulate soybean stress resistance

Although the function and regulation of SnRK1 have been studied in various plants, its molecular mechanisms in response to abiotic stresses are still elusive. In this work, we identified an AP2/ERF domain-containing protein (designated GsERF7) interacting with GsSnRK1 from a wild soybean cDNA library. GsERF7 gene expressed dominantly in wild soybean roots and was responsive to ethylene, salt, and alkaline. GsERF7 bound GCC cis-acting element and could be phosphorylated on S36 by GsSnRK1. GsERF7 phosphorylation facilitated its translocation from cytoplasm to nucleus and enhanced its transactivation activity. When coexpressed in the hairy roots of soybean seedlings, GsSnRK1(wt) and GsERF7(wt) promoted plants to generate higher tolerance to salt and alkaline stresses than their mutated species, suggesting that GsSnRK1 may function as a biochemical and genetic upstream kinase of GsERF7 to regulate plant adaptation to environmental stresses. Furthermore, the altered expression patterns of representative abiotic stress-responsive and hormone-synthetic genes were determined in transgenic soybean hairy roots after stress treatments. These results will aid our understanding of molecular mechanism of how SnRK1 kinase plays a cardinal role in regulating plant stress resistances through activating the biological functions of downstream factors.