毛乌素沙地油蒿叶性状对光能利用效率动态的影响

目前对于荒漠灌木光能利用效率（LUE）的季节变异及其调控因素,尤其是其生物调控因素的认识非常有限,导致了荒漠生态系统生产力模型的不确定性。拟验证假设：长期干旱环境下,典型荒漠灌木油蒿光能利用效率日均值（LUE_day）的动态变化与叶片性状的季节性调整有关。试验采用Li-6400便携式光合仪定期测量了油蒿生长季叶片LUE_day的季节动态及相关叶性状指标,探究叶性状对LUE_day的影响。结果表明：LUE_day的季节波动范围为0.003-0.017 mol/mol,整体变异系数（CV）为38.75%。完全展叶期LUE_day均值相比生长季平均值降低17.37%,相比展叶期和落叶期时降低30%;8个叶性状的季节变异幅度差异较大,其中总叶绿素含量（Chl）、类胡萝卜素含量（Car）和叶氮含量（LNC）均表现出较大的季节变异性（CV ≥ 20%）,叶碳含量（LCC）和叶片相对含水量（LRWC）的变异程度最低（CV<7%）。LRWC与所有叶片化学性状（Chl、Chl a/b、Car、LNC和LCC）均存在显著相关,表明其变化与叶片的养分吸收、光合色素合成以及碳同化的运输过程密切相关;油蒿LUE_day的相对变化与LRWC、Chl a/b和LNC显著正相关,而LRWC和LNC的季节动态受空气温度（T_a）和土壤含水量（VWC）的共同调节,Chl a/b的季节波动主要由浅层土壤含水量（10 cm VWC）控制。以上研究结果强调,在未来预计极端的气候事件（如极端干旱和持续热浪事件）发生更频繁的旱地场景中,时间尺度植物叶性状对于土壤干旱和高温的适应性调整应当被充分考虑到旱地生态系统的通量建模方案中。该结果将为构建叶片尺度的光合生理模型与厘清LUE的生物调控机制提供理论依据。     

合成生物制造2022

本文对2022年《生物工程学报》发表的与合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,重点讨论了DNA测序、DNA合成、DNA编辑、基因表达调控和数学细胞模型等底层技术,酶的设计、改造和应用技术,化学品生物催化、氨基酸及其衍生物、有机酸、天然化合物、抗生素与活性肽、功能多糖、功能蛋白质等重要产品的生物制造技术,一碳化合物和生物质原料利用技术以及合成微生物组技术,以帮助读者从一个侧面了解合成生物制造相关技术和产业的发展情况。     

Genetic identification of exported proteins in Streptococcus pneumoniae

A strategy was developed to mutate and genetically identify exported proteins in Streptococcus pneumoniae. Vectors were created and used to screen pneumococcal DNA in Escherichia coli and S. pneumoniae for translational gene fusions to alkaline phosphatase (PhoA), Twenty five PhoA⁺ pneumococcal mutants were isolated and the loci from eight of these mutants showed similarity to known exported or membrane-associated proteins. Homologues were found to: (i) protein-dependent peptide permeases, (ii) penicillin-binding proteins, (iii) Cip proteases, (iv) two-component sensor regulators, (v) the phospho-enolpyruvate:carbohydrate phosphotransferase permeases, (vi) membrane-associated dehydrogenases, (vii) P-type (E₁E₂-type) cation transport ATPases, (viii) ABC transporters responsible for the translocation of the RTX class of bacterial toxins. Unexpectedly one PhoA⁺ mutant contained a fusion to a member of the DEAD protein family of ATP-dependent RNA helicases suggesting export of these proteins.     

黄河流域生态安全屏障防风固沙时空变化及驱动因素

黄河流域是我国重要的生态屏障和经济区,防风固沙服务及其驱动机制的研究对于筑牢黄河流域生态安全屏障具有重要意义。基于修正土壤风蚀模型(RWEQ)定量评估黄河流域2000—2018年防风固沙服务时空变化,采用相关分析和地理加权回归模型(GWR)从社会、气候、土壤、植被、地形等角度探究各驱动因素对黄河流域防风固沙服务影响的空间异质性。结果表明：(1)2000—2018年黄河流域土壤风蚀模数与单位面积防风固沙量分别以0.04 t hm^-2 a^-1和0.14 t hm^-2 a^-1的速率下降,而防风固沙保有率和植被覆盖度则分别以0.05%·a^-1和0.26%·a^-1的速率上升。(2)黄河流域土壤风蚀以微度(<2 t hm^-2 a^-1)和轻度(2—25 t hm^-2 a^-1)为主,共占研究区面积的96.28%。土壤风蚀在空间分布呈现西北高东南低的特点,而防风固沙服务高值则主要分...     

中国仓鼠卵巢细胞表观遗传调控研究进展

中国仓鼠卵巢(Chinese hamster ovary, CHO)细胞因其具有可悬浮培养及进行蛋白质糖基化等翻译后修饰等优势,在生物制药重组蛋白生产方面具有不可替代的重要作用。但转基因沉默、表观遗传修饰等影响基因表达调控,造成CHO细胞表达稳定性降低而导致重组蛋白产量下降。本文对CHO细胞中表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA的作用研究,以及对基因表达调控的影响进行了综述。     

NAC类转录因子在‘砀山酥梨’黄化叶复绿过程中的表达分析

为探讨NAC转录因子在梨缺铁黄化叶复绿过程中的表达特性,并筛选响应该过程的核心NAC因子,以清水处理正常梨树叶片（N）和黄化梨树叶片（C）为对照（CN和CC）,再次探讨了外源0.2% FeSO4溶液对梨缺铁黄化叶复绿和Fe2+积累的影响,研究了其关键PbrNAC基因的生物学性质,组织表达特异性以及复绿过程中的表达模式,并阐述了其与叶内Fe2+积累的关联性。其结果表明,（1）于N和C内共鉴定到含NAM结构域的21个显著差异表达的PbrNAC基因,涉及8个亚族,其长度不均,motif数从4到9不等,内含子数较少。（2）该基因倾向于根中表达,且均可响应缺铁黄化叶的复绿,其中Pbr032231.1/Pbr021393.1/Pbr026635.1/Pbr038615.1/Pbr019210.3/Pbr019212.1/Pbr002372.1这7个基因在CC内的表达量显著低于CN内表达量,且FeSO4处理后,其各时期表达量均较CC显著上调;与之相反,Pbr007284.1/Pbr016205.1/Pbr007673.1等14个PbrNAC基因均在CC内显著高表达,而FeSO4处理后,其各时期表达量总体较CC显著下降。（3）各叶样内Fe2+含量与Pbr007284.1/Pbr016205.1/Pbr007673.1基因的表达量呈显著负相关,且该3个基因的表达与Pbr016932.1/Pbr027956.1/Pbr029956.1/Pbr026635.1等基因的表达显著相关。（4）多数PbrNAC在正常梨树根系和黄化梨树根系中的表达趋势与其在CN和CC内的表达趋势基本一致,说明其在地下部根系与地上部叶内可能存在表达协同性。以上结果表明,梨PbrNAC基因可能与梨树缺铁胁迫响应和缺铁黄化叶的复绿相关,其中Pbr007284.1/Pbr016205.1/Pbr007673.1可能起重要调控作用。     

肠道菌群在脊髓损伤后胃肠道炎症反应中的研究进展

脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)目前尚无有效的治疗手段。脊髓损伤后,患者常伴有严重的胃肠功能障碍,严重影响患者的生活质量。研究发现,脊髓损伤后肠道菌群的紊乱和脊髓损伤后的胃肠道功能障碍密切相关。因此,本文围绕脊髓损伤后肠道菌群的变化,探讨肠道菌群在迷走神经、下丘脑-垂体-肾上腺和肠道菌群代谢物3个途径中发挥的作用,及与胃肠道炎症反应相关的研究进展。     

分子对接技术在研究群体感应抑制剂中的进展

在大多数致病菌中都存在群体感应系统,而群体感应抑制剂就是以此系统作为靶点,在不影响细菌生长的情况下阻断细菌生物被膜形成或抑制毒力基因表达,不易导致耐药性的产生,是一种理想的抗菌增效剂。分子对接作为虚拟筛选技术之一,其目标具体、效率高、成本低,是药物研发的重要手段。本文重点介绍了分子对接的主要模块及其在研究群体感应抑制剂中的进展。     

玉米赤霉烯酮脱毒菌PA26-7的分离鉴定及其应用效果评价

【背景】玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)是广泛污染粮谷类作物的一种雌激素类真菌毒素,不仅给农业经济带来巨大损失,还能通过食物链对人和动物健康造成危害。【目的】从微生态制剂中筛选获得能够高效降解玉米赤霉烯酮的菌株,优化其脱毒条件,测定其在饲料中的实际脱毒效果及对饲料中植酸、维生素含量变化的影响。【方法】从微生态制剂中分离出玉米赤霉烯酮降解菌,通过细胞计数试剂盒-8 (cell counting kit-8, CCK-8)测定菌株降解玉米赤霉烯酮产物的细胞毒性和雌激素活性,通过高效液相色谱法测定分离株在培养基和饲料中的解毒效果,以及分离株在霉变的豆粕、麸皮和成品饲料中固态发酵前后维生素的含量变化,通过三氯化铁比色法测定饲料脱毒前后植酸的含量变化。【结果】从微生态制剂中筛选出一株通过分泌胞外酶高效降解玉米赤霉烯酮的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) PA26-7,该菌株在培养基起始pH 4.0-8.0、培养温度25-60℃条件下均可降解玉米赤霉烯酮,产物的细胞毒性和雌激素活性均较ZEN弱。PA26-7经固态发酵72h后,饲料原料(豆粕和麸皮)及霉变的成品鸡...     

“环境工程微生物学”线上线下混合式教学的改革与实践

“环境工程微生物学”是环境工程专业的一门基础课程,但由于环境微生物学概念抽象、内容繁冗,大部分学生在课堂上注意力不集中,难以理解和应用生物氧化过程、微生物在环境工程中的作用等内容,教学效果较差。为提高学生的学习效果和教师的教学感受,基于超星泛雅网络教学平台,对环境工程微生物学的教学内容、教学方法、考核方式等进行线上线下混合式教学改革与实践。实践结果表明改革后的课程激发了学生内在学习的动力,使学生具有了自学和继续学习的能力,在知识、能力、素质这3个方面取得了成效,并有效提升了学生的专业能力和综合素质;同时,课程教师的教学方法、教学能力、教学感受以及信息技术均得到提升和改进,加强了课程创新实践,提升了环境工程类专业课程的教学质量。