微生物镉解毒机制及微生物-植物互作修复研究进展

镉(cadmium,Cd)是引起粮食减产的主要金属之一,具有高溶解性及高迁移性,易被植物吸收和积累。微生物长期在镉胁迫的条件下进化出一系列的镉解毒机制。微生物对镉的解毒包括抑制Cd(Ⅱ)的进入、促进Cd(Ⅱ)的外排,以及将进入胞内的Cd(Ⅱ)进行“扣押”。微生物的Cd(Ⅱ)钝化是通过细胞吸附和胞外沉淀将游离态的Cd(Ⅱ)进行钝化,这类微生物具有较强的土壤镉污染治理潜力。本文主要介绍微生物的镉解毒机制、微生物-微生物互作、微生物-植物互作机制及其在镉污染生物修复中应用的最新研究进展。     

青藏高原垫状点地梅叶际及内生可培养微生物多样性

【背景】垫状点地梅作为青藏高原最具代表性的垫状植物,其叶际和内生微生物对适应极端环境有重要意义,同时也是一种独特的资源。【目的】探究垫状点地梅叶际和叶内可培养微生物多样性,以及不同生存状态个体之间的微生物差异。【方法】采用纯培养方法分离和纯化3个不同地区垫状点地梅叶际和叶内的细菌、酵母菌和丝状真菌,并用16S rRNA基因和ITS区域序列进行分析鉴定。【结果】最终得到叶际微生物350株,鉴定为22属49种,优势种为Penicillium sajarovii;内生微生物274株,鉴定为19属45种,优势种为Bacillusmycoides;两者的优势属均为Penicillium。垫状点地梅叶际和叶内之间及不同生存状态个体之间微生物的α多样性大多无显著差异,各群落间的成员也有重叠,但物种组成存在显著的空间异质性。【结论】垫状点地梅叶际和叶内有着丰富的可培养微生物资源,来源于不同生存状态的个体或不同部位的微生物物种组成差别较大,微生物对不同环境的选择偏好形成了不同的群落模式。但这些不同来源的微生物群落之间同样存在高比例的共有菌株,这些共有菌株的异养方式和生态位并不固定,可兼共生和腐生生存,生...     

灵芝液态发酵胞内外多糖结构特征及其活性研究进展

灵芝是一味传统的中药材,具有很高的药用价值,多糖是其主要的活性成分之一,可从其子实体、孢子粉、发酵菌丝体和胞外液中获得。近年来,从灵芝菌丝体和胞外液中发现的多糖越来越得到研究者们的关注。本文从发酵培养基成分及发酵条件对灵芝胞内外多糖的影响、灵芝胞内外多糖的结构、灵芝胞内外多糖生物活性3个方面进行综述,为发酵来源灵芝多糖的开发利用提供科学理论依据。     

水产动物副溶血弧菌病及其噬菌体防治研究进展

副溶血弧菌是水产动物弧菌病的重要病原微生物之一,又是食源性致病菌,摄入被其污染的水产品后可引发肠胃炎、败血症和坏死性筋膜炎等疾病,对水产养殖业及公共卫生安全均具有较大威胁。抗生素大量使用甚至滥用,不可避免地会带来水产品药物残留和细菌耐药等问题,开发安全有效的抗生素替代品迫在眉睫。作为细菌病毒,噬菌体具有宿主特异性强、易筛选、易保存、高效直接等优点,在水产养殖病害防控和食品安全领域受到广泛关注。本文概述了水产动物的副溶血弧菌病及该菌噬菌体防治的研究进展,为副溶血弧菌噬菌体及制剂应用于水产养殖病害生物防控提供参考。     

新疆阿克苏地区一株羊源沙门菌及其小菌落变异株的生物学特性

【背景】小菌落变异株(smallcolonyvariant,SCV)是一种具有独特的表型及致病特征且生长缓慢的细菌亚群,而国内鲜有关于食源性沙门菌SCV的研究报道。【目的】为食源性沙门菌的防治及动物性食品安全提供实验数据。【方法】使用氨基糖苷类抗生素对羊源胆汁中分离的沙门菌进行实验室诱导得到SCV,然后分别对野生株和诱导株的菌落形态、生长、生化特性、营养缺陷型检测、运动性、耐药性检测及耐药基因、毒力基因、生物被膜形成能力进行比较和分析。【结果】经卡那霉素诱导获得一株血红素依赖型沙门菌SCV,与野生株相比,诱导株生长缓慢,低于野生株84%,不利用柠檬酸盐,溶血能力增强40%,对磺胺类和氨基糖苷类药物的耐受性增强,生物被膜形成能力减弱45%,运动能力减弱78%。【结论】沙门菌SCV的生长和生理生化特性与野生株相比有显著差异,使得沙门菌SCV的分离鉴定尤为困难;并且SCV的致病性与耐药性等方面的变化可能给沙门菌病的防治带来更大挑战,其机制还有待深入研究。     

基于双重芯片式数字PCR快速鉴定KPC型碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌的方法

【背景】由于碳青霉烯类药物的泛用和滥用,致使肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株与日俱增,产碳青霉烯酶是肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类药物耐药的主要原因。目前对肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株的检测方法存在费时费力、特异性差、灵敏度低等问题。【目的】建立一种能同时检测肺炎克雷伯菌和碳青霉烯酶基因bla_KPC的双重芯片式数字PCR方法。【方法】依据肺炎克雷伯菌的特有基因yhaI和碳青霉烯耐药基因bla_KPC保守序列设计特异性引物和探针,确定双重芯片式数字PCR同时对yhaI和bla_KPC两个基因核酸浓度绝对定量的检测范围、检出限和最佳实验体系,并进行方法特异性、灵敏度、重复性分析及临床菌株的检测。【结果】双重芯片式数字PCR检测灵敏度比双重实时荧光定量PCR提高了约1.5个数量级,在两基因同时检出的情况下,最低检出限分别为3.74 copies/μL (yhaI基因)和1.93 copies/μL (bla_KPC基因);优化后的双重芯片式数字PCR对参考菌株检测特异性的结果与双重实时荧光定量PCR结果一致;利用优化后的双重芯片式数字PCR方法共检测58株临床菌株,其中肺炎克雷伯菌43株,属肺炎克雷伯菌且含有bla_KPC基因的菌株13株,这与质谱及耐药谱检测结果一致。【结论】利用双重芯片式数字PCR技术建立了产KPC型碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌的绝对定量检测方法。该方法特异性强、灵敏度高、准确度好,可用于检测具有碳青霉烯酶基因bla_KPC的肺炎克雷伯菌的核酸检测和定量分析,也为产其他类型碳青霉烯酶的病原菌检测提供了新的技术参考。     

核纤层蛋白B1通过影响端粒酶活性调控肝癌细胞生长

核纤层蛋白B1(nuclear lamina protein B1,LMNB1)高表达于肝癌组织中,通过敲低LMNB1探讨其对肝癌细胞增殖的影响及其机制。利用siRNA在肝癌细胞中敲低LMNB1,Western blotting检测敲低效果,使用端粒重复序列扩增法(telomeric repeat amplification protocol assay,TRAP)检测其端粒酶活性变化。利用实时定量聚合酶链反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qPCR)检测其端粒长度变化。并通过CCK-8、克隆形成、Transwell、划痕实验检测其生长,侵袭和迁移能力变化。利用慢病毒系统构建稳定敲低LMNB1的HepG2细胞,检测其端粒长度及端粒酶活性变化,采用SA-β-gal衰老染色检测细胞衰老情况,通过裸鼠皮下成瘤实验及对肿瘤后续的组化染色,SA-β-gal衰老染色,端粒荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)检测其对成瘤性的影响。最后利用生物信息分析的方法寻找LMNB1在临床肝癌组织中的表达情况,及其与临床分期、病人生存期的关系。HepG2和Hep3B中敲低LMNB1后端粒酶活性显著降低,细胞增殖、迁移和侵袭能力显著降低,细胞和裸鼠成瘤实验证明稳定敲低LMNB1后端粒酶活性降低的同时端粒长度缩短,细胞发生衰老,此外细胞成瘤性降低,Ki-67表达降低,生物信息分析结果显示,LMNB1高表达于肝癌组织,且与肿瘤分期和患者生存相关。LMNB1在肝癌细胞中过表达,其有望成为评估肝癌患者临床预后的指标和精准治疗的靶点。     

基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析（专题约稿）

该研究在人工控制水分条件下,设置3个干旱胁迫处理,选用3个主栽油菜品种‘陇油10号’、‘陇油2号’、‘青杂5号’幼苗进行盆栽试验,测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标,考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征,并通过主成分分析(PCA)和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子,以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制。结果表明：(1)各品种油菜幼苗的叶片相对含水量(RWC)均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低,最大水分亏缺(WSD)却逐渐上升。(2)各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减,且同一种幼苗在不同处理间差异显著。(3)各品种油菜幼苗叶片的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)、单株生物量、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)均在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著,而其叶片蒸腾速率(T_r)在干旱胁迫下无显著变化。(4)各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减,最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著。(5)主成分分析结果表明,在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、C_i、G_s、P_n、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用;隶属函数法综合评价表明,3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为‘陇油10号’＞‘陇油2号’＞‘青杂5号’。     

干旱胁迫下红砂幼苗非结构性碳水化合物动态变化特征

该试验以荒漠区主要建群种红砂幼苗为研究对象,设置适宜水分(CK)、轻度干旱(MD)、中度干旱(SD)和重度干旱(VSD)4个胁迫处理(即田间持水量的80%、60%、40%和20%),采用盆栽控水试验,分别测定干旱胁迫15、30、45和60 d时红砂幼苗的叶、茎、粗根和细根中非结构碳水化合物(NSC)及其组分的含量,分析不同胁迫强度下不同干旱持续时间红砂幼苗NSC的动态变化及各组分差异,以揭示红砂NSC对干旱胁迫的响应机制。结果表明:(1)干旱胁迫强度和胁迫持续时间对红砂幼苗不同器官NSC及其组分均有显著影响,其中胁迫持续时间对NSC动态变化的影响尤为显著。(2)干旱胁迫初期,红砂叶中的NSC含量呈下降趋势,而茎中的NSC含量呈上升趋势,粗根和细根中NSC含量在各胁迫处理下基本保持稳定。(3)干旱胁迫后期,红砂叶和茎中的可溶性糖、淀粉和NSC含量逐渐增加,而粗根和细根中的淀粉和NSC含量呈下降趋势(中度干旱除外),且这一时期重度干旱处理下各器官可溶性糖和NSC的含量明显高于CK。研究发现,重度干旱胁迫能显著诱导提高红砂幼苗不同器官中的NSC含量,并通过分解根中淀粉和增加叶片中可溶性糖含量的方式来调节细胞渗透势平衡,以维持细胞活力,进而保持红砂在干旱胁迫后期的存活。     

蛋白质侧链的预测

根据Ｄｅｓｍｅｔ的死端排除定则制作了一种蛋白质侧链观测的快速软件系统,用一批实例结构数据和不同的侧链转子来检验上定则的可行性;并讨论预测的ＲＭＳ与溶剂可及性和结构元素的关系。