沙棘PEPCK基因的克隆及表达研究

以沙棘为研究对象,通过RACE、基因克隆和定量PCR技术,克隆并分析沙棘磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因(PEPCK)的序列信息,以及进化树构建和氨基酸的二级结构分析,比较NaCl胁迫后PEPCK基因的表达变化,为揭示PEPCK基因在沙棘抗性方面的功能研究奠定基础。结果显示:(1)成功克隆了沙棘PEPCK基因,该基因开放阅读框(ORF)为2 001bp,编码666个氨基酸。(2)序列分析表明,沙棘PEPCK与蓖麻、黄顶菊、核桃等序列一致性高达85%以上;进化上沙棘PEPCK基因与蓖麻和狭叶羽扇豆较近,与烟草、拟南芥进化关系较远。(3)在300mmol·L~(-1) NaCl盐胁迫下,沙棘PEPCK基因表达在胁迫组中显著上升,胁迫后7d时为未处理的2.5倍,15d时达到未处理的3.2倍。研究表明,沙棘PEPCK基因在沙棘适应外源盐胁迫的过程中可能发挥了重要作用。     

三氯乙酸(TCA)提取法与微波提取法检测活性污泥中三磷酸腺苷(ATP)

【目的】针对活性污泥法中的重要参数ATP进行研究分析,通过在不同条件下检测污泥的活性,得出以ATP为指标的污泥活性状态,为准确判定活性污泥的活性提供依据。【方法】分别运用三氯乙酸(TCA)提取法及微波提取法检测活性污泥中的ATP,并对检测ATP的影响因素(TCA浓度、冰浴时间、p H、微波频率及时间等)进行探讨与优化。【结果】运用TCA提取法检测ATP时,在1.0%-7.0%的TCA体积百分数内,活性污泥中TCA最佳体积百分数为2.5%;在2-60 min的冰浴时间内,最佳冰浴时间为10 min;三羟甲基丙烷-乙二胺四乙酸(Tris-EDTA)缓冲液的最佳p H 7.5;运用微波提取法检测ATP适宜的微波辐射条件为:功率800 W,辐射时间15 s。【结论】TCA提取法和微波提取法均可以检测活性污泥中的ATP,但与微波提取法相比,TCA提取法更能保证从细胞内释放出来的ATP的完整性,因此TCA提取法更适合用于检测活性污泥中的ATP。     

紫金牛叶杆菌RC6b及其诱变菌株对二苯砷酸的降解特征

【目的】阐明紫金牛叶杆菌Phyllobacterium myrsinacearum RC6b及其诱变菌株对二苯砷酸(Diphenylarsinic acid,DPAA)的降解特征与代谢产物。【方法】以紫金牛叶杆菌RC6b为出发菌株,分别以蔗糖、葡萄糖和乙酸钠为外加碳源,优化共代谢降解条件;采用亚硝基胍(N-methyl-N′-nitro-N-nitrosoguanidine,NTG)对出发菌株进行化学诱变,比较诱变前后菌株对DPAA降解能力的变化,鉴定诱变菌株对DPAA的降解代谢产物。【结果】以DPAA为唯一碳源时,培养28 d后RC6b菌株对DPAA的降解率低于2%;分别添加蔗糖、葡萄糖和乙酸钠为外加碳源培养28 d后,DPAA的降解率显著提高,分别达到14.08%、15.21%和15.05%;采用250μg/m L的NTG诱变后获得3株诱变菌,在以DPAA为唯一碳源培养28 d后,3株诱变菌对DPAA的降解率与出发菌株相比均显著提高,其中N-RC6b2对DPAA的降解率最高,达36.71%;代谢产物鉴定结果表明,诱变菌株N-RC6b2对DPAA的代谢产物中有单羟基化DPAA的生成。【结论】RC6b出发菌株难以直接利用DPAA为唯一碳源生长,外加蔗糖、葡萄糖和乙酸钠等共代谢碳源可显著提高菌株RC6b对DPAA的降解率;NTG化学诱变可进一步提高RC6b菌株对DPAA的降解效果,代谢产物为单羟基化DPAA。     

青海藏区B型沙眼衣原体的分离培养与鉴定

【目的】对青海藏区沙眼患者标本进行沙眼衣原体分离培养与鉴定。【方法】分别采集患者的单眼结膜和结膜囊拭子标本至1 mL样本保护培养基中。取50μL样本采用离心法感染BGM细胞,37°C培养72 h,连续传代3次,相差显微镜观察衣原体包涵体。对临床样本和分离株分别进行主要外膜蛋白基因ompA序列分析。【结果】共采集了45例活动性沙眼患者的115份临床样本,其中54份样本为ompA PCR阳性,15份样本为沙眼衣原体培养阳性。ompA分析发现,青海藏区沙眼衣原体有3个不同的同源ompA变异株,均为基因B型,都包含有一个泌尿生殖道型沙眼衣原体特有密码子。分离株QH111L和QH111R分别来自编号111患者的左眼和右眼样本,它们ompA基因的可变区有一个非同义碱基差异。该碱基变异仅存在于111号患者的左眼样本中,说明QH111L可能是新出现的ompA突变体。【结论】青海藏区的眼型沙眼衣原体流行株为基因B型,至少存在3个不同的ompA变异株。从青海藏区分离培养了15株眼型沙眼衣原体,发现同一患者的左右眼样本中的沙眼衣原体有不同ompA。本研究为研制沙眼疫苗和诊断试剂奠定了基础,也将有助于理解沙眼的进化和传播。     

非洲猪瘟病毒微滴数字PCR (ddPCR)方法的建立及应用

【目的】非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)能导致猪群高死亡率,从而造成严重的经济损失。因此,建立严密、高效的防控系统,包括灵敏、准确的诊断方法以及高效的预报预警机制等,以避免ASF传入我国。本文旨在建立一种新型而高灵敏度的ASFV微滴数字PCR(Droplet digital PCR,dd PCR)检测方法。【方法】针对ASFV K205R基因设计一对特异性引物和Taq Man探针,通过反应条件优化,建立了ASFV实时荧光定量PCR(q PCR)和dd PCR检测方法;并对两种方法的线性关系、灵敏性、特异性和重复性进行了评估,利用建立的ASFV检测方法对163份国内和进境的组织样本及血清样本进行检测,血清样本经商品化ASFV ELISA试剂盒复检,评估不同方法检测结果的符合率。【结果】建立的ASFV q PCR和dd PCR检测方法线性关系较好(R2≥0.998),dd PCR的最低检测限度可达到0.36拷贝,在20μL反应体系中约为10拷贝/反应,检测灵敏度是q PCR的10倍。ASFV dd PCR检测方法具有很高的特异性和重复性,不与其他猪常见病毒发生交叉反应。【结论】该方法灵敏度高、特异性强,可作为一种有效的分子生物学方法来诊断ASFV,为防止该病传入我国以及ASFV的实时监测提供新的技术储备,同时促进dd PCR技术在我国的发展和应用。     

食药用菌诱变育种研究进展

诱变育种是一项借助诱变剂人为的诱导突变,创造出杂交育种中无法创制的新性状的育种技术。自然界中的突变只有0.1%,而诱变育种可以提高到3%左右,比自然突变高100倍以上。诱变技术已经在食药用菌育种中广为利用,本文针对诱变育种的原理、方法、在食药用菌中的应用情况进行了阐述,最后为食药用菌诱变育种的进一步发展进行了探讨和展望,这为利用诱变技术进行食药用菌品种的选育提供了理论依据和参考。     

大肠杆菌Ⅲ型分泌系统2毒力岛研究进展

许多革兰氏阴性菌借助Ⅲ型分泌系统黏附在宿主细胞表面,然后跨越胞膜将特异性蛋白注入宿主细胞内,破坏宿主细胞内的多种信号通路,从而有利于细菌的感染及定殖。在肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic Escherichia coli,EPEC)中,除了肠细胞脱落位点(Locus of entericyte effacement,LEE)毒力岛编码的Ⅲ型分泌系统(Type Ⅲ secretion system,T3SS)外,在分析肠出血性大肠杆菌O157:H7的基因组序列时发现一个新的Ⅲ型分泌系统,大肠杆菌Ⅲ型分泌系统2(Escherichia coli type Ⅲ secretion system 2,ETT2)毒力岛。研究显示,ETT2可能在大多数菌株中不具有完整的分泌系统功能,但是其对于细菌毒力的发挥具有重要作用。因此,本文简要综述了大肠杆菌ETT2的基因特征、ETT2的分布与流行、ETT2的功能与机制等方面的主要研究进展。     

副产物途径的缺失对大肠杆菌合成D-1,2,4-丁三醇的影响

【目的】敲除副产物途径,提高重组大肠杆菌D-1,2,4-丁三醇(D-1,2,4-Butanetriol,BT)产量。【方法】利用Red重组技术敲除木糖途径xyl AB基因及2-酮-3-脱氧木糖酸代谢途径的yag E及yjh H基因,考察其对重组菌生长、BT生产及副产物积累的影响。【结果】敲除xyl AB基因后,重组菌生物量降低57%,BT产量降低20%,单位菌体产量提高84%,木糖酸积累量提高52%。yag E或yjh H基因单独缺失重组菌生物量分别提高10%和5%,BT产量提高36%和14%。基因共同缺失后重组菌生物量降低了21%,BT产量提高184%,达到2.44 g/L,单位菌体产量提高258%。而共同敲除两途径,生物量降低了72%,虽然单位菌体产量提高了约4倍,但BT产量仅提高43%。p H调控下,重组菌木糖酸积累量下降,BT产量进一步提高,最高达3.11 g/L。【结论】xyl AB基因缺失后,虽有利于提高BT途径的效率,但由于木糖无法进入PPP途径及木糖酸积累,造成生物量降低,不利于BT合成。单独敲除yag E或yjh H后BT产量略有提高,而共同敲除这两基因更为有效地调整碳流向BT合成偏转。两途径共同敲除利于BT的合成,但由于菌体量的减少,无法大量获得BT。     

分枝杆菌细胞裂解液催化甾体激素C_(1,2)位脱氢反应的研究

9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-1,4-二烯-3,20-二酮(Ⅳ)是生产9-氟甾体激素的关键前体,以9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮-21-醋酸酯(Ⅰ)为底物合成Ⅳ是工业化生产Ⅳ的重要方法。通过比较分枝杆菌全细胞转化法与细胞裂解液转化法,发现分枝杆菌全细胞只能将Ⅰ转化为9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮(Ⅱ),而细胞裂解液可以有效地将Ⅰ转化为Ⅳ,其反应机制为底物Ⅰ自发水解为中间体Ⅱ,Ⅱ在C_(1,2)位脱氢酶(KSTD)的催化作用下发生C_(1,2)位脱氢反应生成产物Ⅳ。为进一步提高产物Ⅳ的转化率,利用基因工程手段在分枝杆菌中分别过表达编码KSTD的关键基因:kst D、kst D3和kstD_M,提高脱氢反应效率,结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH7.0的重组菌株MS136-kst D_M细胞裂解液中反应45h,Ⅳ的转化率为78.4%,比出发菌株提高了38.9%;并优化缓冲液pH,提高反应速率,结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH7.5的重组菌株MS136-kstD_M细胞裂解液中反应45 h,Ⅳ的转化率为92.8%,比出发菌株提高了63.4%。     

醋栗番茄Solanum pimpinellifolium遗传多样性分析

野生种醋栗番茄包含丰富的变异,具有众多优良性状。本研究对从世界不同地区收集的433份醋栗番茄遗传资源进行了表型鉴定及遗传多样性分析。表型鉴定结果表明,在收集的433份醋栗番茄中约有14%为樱桃番茄,370份典型醋栗番茄中约22%的材料存在不同程度的分离。群体变异分析表明,不同性状间变异系数存在较大差异,其中柱头变异系数最大,为56.716%;花瓣数遗传稳定,变异系数最小,为2.082%;相关分析表明,多个性状间存在显著相关性;利用表型和基因型数据聚类均将醋栗番茄群体划分为两大类群;主成分分析表明,坐果率、单果重、可溶性固形物对变异的贡献率较大。研究结果将为利用醋栗番茄进行栽培种番茄遗传改良奠定一定的基础。