落叶松-杨栅锈菌基因复制事件及共线性分析

落叶松-杨栅锈菌是一种分布广且危害严重的林木病原真菌。了解基因组内发生的基因复制事件及基因组间的共线性关系,能为最终理解落叶松-杨栅锈菌适应性进化等生物学问题提供帮助。落叶松-杨栅锈菌全基因组水平上基因复制相关研究未见报道,共线性研究报道也较少。本研究利用落叶松-杨栅锈菌全基因组序列分析其基因复制模式。结果表明,落叶松-杨栅锈菌转座复制基因的数目远高于片段复制基因、串联复制基因及相邻复制基因。落叶松-杨栅锈菌基因组内不存在大规模的片段复制,且基因年龄法显示节点同义替换率分布图上没有峰形出现,推断该锈菌未发生全基因组复制。富集分析显示不同类型复制基因富集于不同的功能条目,如串联复制基因富集于碳水化合物的转运和代谢而转座复制基因富集于次生代谢物合成、代谢与分解。共线性分析显示落叶松-杨栅锈菌与松栎柱锈菌及小麦条锈菌的共线性程度均较低,3种锈菌间存在1个共同的共线性区域,该保守区域包含6个基因,其中1个可能编码小分泌蛋白的基因值得关注。     

猴头菌粉与5-氨基水杨酸联用抑制小鼠急性溃疡性结肠炎并提高肠道共生菌Parabacteroides distasonis丰度

猴头菌Hericium erinaceus是一种药食同源真菌,广泛应用于治疗胃肠道疾病,可采用液态发酵技术规模化量产获得菌丝体粉。本研究旨在分析猴头发酵菌粉（HE,300mg/kg/d）与5-氨基水杨酸（5-aminosalicylic acid,5-ASA,150mg/kg/d）联用对葡聚糖硫酸钠（dextran sodium sulfate,DSS）诱导的小鼠结肠炎的治疗作用。HE和5-ASA能够减轻小鼠急性溃疡性结肠炎症状,包括减轻体重的降低率和疾病活动指数评分（DAI）。HE和5-ASA联用可以显著抑制小鼠结肠组织炎症,通过降低肿瘤坏死因子-α（Tnf-α）和白细胞介素-β（Il-β）基因的表达。此外,利用16S rRNA基因测序技术对小鼠盲肠微生物群落组成及结构进行分析。HE与5-ASA联用可以重塑肠道微生态环境,并显著提高狄氏副拟杆菌Parabacteroides distasonis相对丰度。人体粪便体外发酵结果证实HE与5-ASA可以增加P. distasonis。综上,HE与5-ASA联用可有效抑制小鼠结肠炎症水平,并调节肠道微生物,可能是通过增加P. distasonis起作用。     

簇生岐柄菌的超微形态学研究

为揭示网柄细胞状黏菌的超微结构特征,对簇生岐柄菌Cavenderia fasciculata生活史过程中的孢子、黏变形体和柄细胞3种类型的细胞超微结构进行系统观察,并与目前仅知的3种网柄细胞状黏菌的超微结构进行比较。结果表明：簇生岐柄菌C. fasciculata的孢子、黏变形体和柄细胞内均有线粒体结构,随着细胞分化,线粒体内部结构逐渐破坏,并被自噬泡吞噬;孢子表面具有线状纹饰。     

小绒泡菌生活史及其形态建成期显微结构的观察

在完成小绒泡菌Physaum pusillum生活史的同时,观察了小绒泡菌P. pusillum生活史不同阶段显微结构的形成。生活史研究结果表明：小绒泡菌P. pusillum的孢子萌发方式为裂式,黏变形体具两根鞭毛,较短一根不易观察到,原质团类型为显型原质团,子实体形态建成过程约需12-13h。显微结构观察结果表明：石灰结和孢丝结构在原质团隆起约6h后开始形成,孢子在原质团隆起约9h后开始形成,石灰结和孢丝先于孢子形成。     

两种网柄细胞状黏菌挥发性成分

采用固相微萃取气相色谱-质谱联用技术,对紫轮柄菌Polysphondylium violaceum和簇生岐柄菌Cavenderia fasciculata子实体的挥发性成分进行分析,从这两种网柄细胞状黏菌中共鉴定出32种挥发性成分,包括烃、醛、吲哚、萜、酮、酯和酚类化合物。其中,紫轮柄菌P. violaceum的挥发性成分有15种化合物,簇生岐柄菌C. fasciculata的挥发性成分有27种化合物,二者共有化合物11种,部分化合物可用于制作香料等,研究结果为网柄细胞状黏菌的进一步应用提供了理论依据。     

蛹虫草菌粉胶囊抑制肺部炎症及缓解肺纤维化的研究

传统中药可治疗肺炎。新型急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）外部囊膜上的S蛋白是决定病毒毒力的关键因素及主要抗原。本研究利用SARS-CoV-2病毒的S蛋白和细菌脂多糖（LPS）诱导的肺炎模型,初步探索了蛹虫草菌粉对肺炎模型的促炎性因子、单核/巨噬细胞和髓源抑制性细胞（MDSCs）以及纤维化的调节作用。研究发现蛹虫草菌粉可降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组和LPS组小鼠血清中TNF-α、IL-6和IL-10的表达,并降低肺组织、肺泡灌洗液和外周血中巨噬细胞的比例,降低外周血和脾脏中MDSC的数量。进一步研究发现,蛹虫草还可降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组和LPS组小鼠肺组织羟基脯氨酸的表达和成纤维细胞的分布,进而减轻小鼠的肺纤维化水平。qRT-PCR实验发现蛹虫草菌粉处理不仅可以降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组小鼠肺组织中TGF-β R1水平,还降低SARS-CoV-2病毒的S蛋白组和LPS组肺组织中smad2的表达。因此认为蛹虫草菌粉可缓解SARS-CoV-2病毒的S蛋白和LPS诱导的肺部炎症和纤维化症状,且纤维化缓解作用可能与TGF-β R1/smad2信号通路相关。     

出芽短梗霉膨大细胞分选及产糖分析

本研究运用Percoll密度梯度离心的方法对出芽短梗霉Aureobasidium pullulans的两种细胞形态进行分选,并对两种形态的细胞进行多糖产量的分析。通过对转速、分选时间、Percoll分离液浓度的优化,确定了两种细胞形态分选效果最佳的条件是Percoll分离液浓度为60%、转速为5 000r/min、离心时间为30min。经过光学显微镜和透射电子显微镜观察发现上层为酵母状细胞（YL）、下层为膨大细胞（SC）,并发现膨大细胞外有明显的薄膜包被,且产大量多糖。也为今后在相应状态下研究出芽短梗霉膨大细胞的其他代谢机理提供了可行的方法,满足后续研究的需要。     

蛹虫草原基分化的差异蛋白质组学研究

蛹虫草子实体形成及发育的蛋白分子机制尚不清楚,本研究引入SWATH非标记定量蛋白质组学技术,对蛹虫草Cordyceps militaris 905菌株的菌丝体（mycelium,My）、原基（primordium,Po）、生长期子实体（developmental fruiting body,DF）和成熟期子实体（mature fruiting body,MF）进行了比较蛋白质组学分析。经搜库比对,从蛹虫草的My、Po、DF和MF中依次鉴定蛋白1 136个、1 090个、1 018个和997个（global FDR 1%）,经维恩分析后获得C. militaris 905蛹虫草表达蛋白1 578个。在此基础上,SWATH非标记技术定量蛋白1 109个。本研究获得了蛹虫草Po期与My期、DF期与Po期、MF期与DF期的差异表达蛋白,依次为115个、352个和104个,并对菌丝体分化形成原基的差异表达蛋白进行了重点解析。GO注释结果表明,Po期与My期差异表达蛋白以有机含氮类化合物代谢为主,其中AMP（活性成分虫草素合成的中间产物）从头生物合成途径富集最为显著。约1/5的差异表达蛋白参与氧化还原反应,还原酶活性的蛋白在原基中几乎都上调表达,而氧化功能的蛋白受到抑制,表明蛹虫草原基分化可能受到氧化应激的诱导。蛋白互作网络分析结果进一步表明,氧化还原反应与核苷类物质代谢相关联,可能通过影响AMP从头生物合成途径来调控虫草素的生物合成。对蛹虫草子实体系统的蛋白质组学研究和解析有利于揭示子实体形成的蛋白分子机制,为蛹虫草的基础和栽培研究提供了理论支撑。     

不同处理方法对灵芝β-葡聚糖降解效果的比较研究

本研究采用酸法、碱法、酶法和微波法对灵芝β-葡聚糖进行降解,通过降解率、产物分子量变化、产物聚合度分布等指标比较了不同方法的降解效果。结果表明,微波法降解率高达94%,处理后产物的分子量明显降低,寡糖产物聚合度分布广。酶法降解率约为40%,寡糖产物中含有DP2-5的成分。酸法及碱法降解率低于20%,寡糖产物少。研究表明,与其他3种方法相比,微波法降解率高、产物丰富、操作条件易于控制,是一种简单、高效的降解灵芝β-葡聚糖、制备灵芝β-葡寡糖的方法。     

丛枝菌根真菌与高羊茅协同修复镉污染土壤

本研究采用温室盆栽试验,利用丛枝菌根（AM）真菌摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae进行接种试验,研究了在Cd胁迫下（0、5、15和30mg/kg）接种AM真菌对高羊茅Festuca elata ‘Crossfire II’的生物量、防御酶活性、磷和镉（Cd）含量的影响。结果表明,随着Cd浓度的增加,高羊茅的菌根侵染率和菌根相对依赖性有所增加。接种AM真菌改善了磷从植株根系向地上部的转运,有助于植株在地上部积累更多的磷。此外,AM真菌和Cd胁迫对高羊茅植株抗氧化酶活性都有显著影响,在镉胁迫下,与未接种植株相比,接种AM真菌显著提高了植株的过氧化氢酶活性,而显著降低了植株的丙二醛含量。与未接种植株相比,接种摩西管柄囊霉显著提高了寄主植物对Cd的富集能力,有利于重金属在根部的积累,同时降低了地上部的Cd含量。本研究表明,高羊茅-丛枝菌根共生体在Cd污染土壤的修复中具有潜在应用价值。