基于中肠代谢组学意大利蜜蜂工蜂枣花病的发病机理研究

【目的】利用代谢组学分析患枣花病意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠内代谢物变化,挖掘出与蜜蜂枣花病相关的重要代谢通路,旨在揭示蜜蜂枣花病发病机制,为枣花病靶向药物的研发提供理论依据。【方法】分别利用液相色谱-质谱联用(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)和气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)技术对患枣花病和健康意大利蜜蜂工蜂进行中肠非靶向代谢组检测;通过主成分分析(principal component analysis, PCA)和正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis, OPLS-DA),以变量投影重要性(variable projection importance, VIP)>1.0,差异倍数(fold change, FC)>2.0和P<0.05为标准筛选差异代谢物,并对其进行KEGG注释和通路富集;利用生...     

不同抗应激反应能力克氏原螯虾肝胰腺的代谢组分析

为探讨不同抗应激反应能力克氏原螯虾体内代谢物的差异, 研究通过运输应激和温度应激处理后, 选取抗应激反应能力强(SSR)和抗应激反应能力弱(WSR)的克氏原螯虾, 取肝胰腺, 通过液相色谱-质谱/质谱(LC-MS/MS)进行代谢组学分析。质谱共检测到10292个离子, 从中筛选、鉴定出了464个显著差异的代谢物(差异倍数>1.20 或 <0.83,P<0.05, 且 VIP>1.0), 其中与WSR相比, 在SSR中下调的代谢物227个, 上调代谢物237个。KEGG分析显示, 这些差异代谢物主要富集在氨基酸代谢通路, 包括组氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、赖氨酸降解、缬氨酸和亮氨酸及异亮氨酸生物合成、谷胱甘肽代谢等, 同时也富集到抗坏血酸和醛酸盐代谢途径、碳水化合物代谢途径(戊糖和葡萄糖醛酸相互转化)和脂肪酸代谢途径(不饱和脂肪酸生物合成)等。这些结果表明, 克氏原螯虾在应对运输和温度应激时存在广泛的代谢应答, 其中一些与抗氧化应激和增强免疫力相关的代谢物, 如γ-L-谷氨酰-L-半胱氨酸、牛磺酸和油酸等可能在抗应激反应过程中发挥重要作用。研究不仅可为动物抗逆境机制的研究提供新的思路, 而且在克氏原螯虾优良品种的培育及寻找应对克氏原螯虾应激反应的策略等方面也具有重要价值。     

白脂素在代谢综合征、雄性生殖和运动中的研究进展

白脂素（asprosin,ASP）是新发现的一种禁食诱导的升糖激素,由脂肪细胞产生和分泌,并作用于多种组织器官,发挥重要的调控作用。ASP的异常表达,诱发了代谢综合征的发展,此外,ASP还对生殖功能具有一定影响。运动可引起ASP水平的变化,但其影响结果还存在争议。因此,长期和深层次地研究探索ASP在代谢综合征和生殖中的机理以及运动对ASP的确切作用可以为防治慢病和提升生殖潜能提供新思路。     

酶类药物现状、问题及展望

随着生物制药的迅速发展,许多酶类药物应运而生,在治疗代谢疾病、心血管疾病、癌症等诸多疾病上发挥着越来越重要的作用。但是酶类药物也存在一些不足,如潜在的免疫原性、较短的体内半衰期,以及较差的组织靶向性,影响了酶类药物的疗效和应用。为克服这些缺点,人们已开发出多种技术,如通过糖基化、聚乙二醇修饰等分子工程技术提升酶蛋白药效,另一方面酶基因疗法也已成功用于多种酶缺陷疾病的治疗。基于酶类药物的迅速发展和广泛的应用前景,本文对酶类药物的现状进行较详细的阐述,并对酶类药物的优势、所存在的问题及未来发展趋势进行分析和评述。     

黄土丘陵区代表性乔灌草植物凋落物关键代谢产物释放的室内模拟研究

凋落物源代谢产物在植物-土壤系统中发挥着重要生态作用,该研究以黄土丘陵区刺槐、油松、沙棘、狗尾草和达乌里胡枝子等5种代表性乔灌草植物的凋落物为研究对象,以土壤混水振荡沉淀后收集上清液的方式提取客土微生物,通过均匀喷施上清液对凋落物进行接种,并在室温(25℃)恒湿(凋落物持水率维持在约100%)条件下进行室内分解模拟,研究该过程中7种代谢产物的降解和释放特征,以期更深入地理解凋落物分解过程及其可能的后续生态学效应,为林草生态系统管理提供依据。结果显示：(1)150 d的分解过程中,5种凋落物的木质素均呈分解前期(0～60 d)少部分降解(<30%)、后期趋于停滞的趋势;水溶性酚、凝缩单宁和黄酮呈分解前期(0～30 d)快速释放大部分(>80%)、后期显著减缓的趋势;萜类呈持续释放、甚至在试验后期明显加速的趋势;可溶性糖和氨基酸的释放均呈现在短时间内快速释放、随后缓慢释放的趋势。总体而言,除木质素呈慢速降解状态外,其他代谢产物均呈超速释放状态。(2)7种代谢产物的年降解或释放速率总体均呈现沙棘和刺槐凋落物显著高于达乌里胡枝子、狗尾草和油松凋落物的规律(P<0.05)。(3...     

钾对兰州百合鳞茎中多酚类物质积累代谢及其抗氧化活性的影响

为探究施钾对兰州百合鳞茎中多酚类物质的积累、抗氧化能力及差异代谢物的影响,该研究以兰州百合鳞茎为试材,通过固定氮素(N)和磷素(P)用量,设置不同钾(K)浓度处理,即K_(0)(不施肥)、K_(1)(447.6 mg·L^(-1))、K_(2)(671.4 mg·L^(-1))、K_(3)(895.2 mg·L^(-1)),采用福林-肖卡法、溴甲酚绿比色法、香草醛比色法、DPPH法、铜离子还原能力(CUPRAC)法测定不同K浓度处理下兰州百合鳞茎中多酚类物质含量及其抗氧化活性,并采用LC-MS法分析多酚类物质的差异代谢物,并进行差异代谢物筛选,功能注释及富集分析,为兰州百合的优质栽培提供理论依据。结果表明:(1)不同K浓度处理下兰州百合鳞茎中多酚类物质的含量及其抗氧化活性存在显著差异(P<0.05),与K_(0)相比,K_(1)、K_(2)、K_(3)均能促进鳞茎多酚类物质的积累及其抗氧化能力的提高,其中以K_(2)(671.4 mg·L^(-1))效果最佳。(2)相关性分析表明,兰州百合鳞茎多酚类物质含量与抗氧化活性指标呈极显著(P<0.01)相关关系,相关系数为0.451~0.959。(3)K_(0)、K_(2)浓度处理下兰州百合鳞茎中存在89种多酚类及相关化合物,其中52种相对含量显著上调,37种相对含量显著下调,且显著富集到黄酮类及苯丙类化合物生物合成的通路上。研究认为,兰州百合的最佳施钾量(671.4 mg·L^(-1))能有效促进鳞茎中多酚类物质的积累并提高其抗氧化能力。     

氮肥对2个杨树品种碳氮代谢的影响

研究以‘丹红’杨(美洲黑杨)和‘通辽1号’杨(小叶杨)为材料,在田间进行施氮肥和不施氮肥处理,分析2个杨树品种的生长性状、碳氮相关代谢物和发育木质部转录组的变化特征,探讨不同杨树品种氮肥利用的生理机制,为杨树的氮高效利用遗传育种奠定基础。结果表明:(1)‘丹红’杨和‘通辽1号’杨的总生物量在施氮处理后分别比不施氮处理提高了1.69倍和1.10倍;‘丹红’杨的总生物量在施氮肥和不施氮肥条件下分别是‘通辽1号’杨的13倍和10倍。(2)施氮处理显著抑制‘丹红’杨和‘通辽1号’杨树皮和木质部中总氮和多种水解氨基酸的含量,但是没有明显影响木质部的总碳、纤维素、半纤维素和木质素含量。(3)施氮处理显著影响了2个杨树品种发育木质部碳固定、糖代谢、氨基酸合成等碳氮代谢途径的基因的高表达,从而促进了植株生物量的积累。研究发现,施氮处理可以显著促进杨树发育木质部碳氮代谢途径相关基因的高表达,从而促进了杨树生物量的积累和生长;‘丹红’杨的木材产量在不同的氮素环境下都远远高于‘通辽1号’杨,更加适合人工林的大面积推广和种植。     

热带山地雨林木本豆科和樟科植物叶内生细菌群落:物种与功能群多样性及驱动因子

揭示热带木本豆科与樟科植物的叶内生细菌群落的物种与代谢功能群组成差异及其驱动因子有助于理解热带森林的植物适应性和生物多样性维持机制。本研究采用IlluminaMiseq测序平台检测海南尖峰岭热带山地雨林中豆科与樟科植物叶内生细菌,并采用FAPROTAX微生物地球化学循环代谢功能数据库注解内生细菌功能。从豆科植物的长脐红豆(Ormosia balansae)、软荚红豆(O. semicastrata)与樟科植物的厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、硬壳桂(C. chingii)共4种植物检测到叶内生细菌可操作分类单元(operationaltaxonomicunits,OTUs)达1,123个,隶属于21门36纲51目92科160属,其中有600个OTUs被鉴定为变形菌门,72个OTUs为酸杆菌门,分别占总细菌序列数的57.17%和15.12%;噬纤维菌目的薄层菌属(Hymenobacter)及根瘤菌目的甲基杆菌属(Methylobacterium)的细菌物种最丰富,分别达37和27个OTUs。叶内生细菌物种组成在豆科与樟科植物之间存在显著差异(ANOSIM:R=0.5...     

小檗科鬼臼亚科多样性格局的演化历史和成因

探究生物多样性在类群和空间不均一性的形成机制对于认识多样性的形成和演化规律具有重要意义,也是生物学研究的热点之一。鬼臼亚科属于小檗科,包含10属约89种,属间物种数量差异巨大。本研究利用比较系统发育学的研究方法,重建了鬼臼亚科的系统发育关系、分化时间和多样化历史,并探讨了生物和非生物因素对净多样化速率的影响。研究结果表明鬼臼亚科起源于92.75Myr,净多样化速率在约23Myr开始明显提升,最显著的净多样化速率转变发生在21Myr附近的淫羊藿属(Epimedium)分支上。基于性状的演化速率分析显示,具有蜜距和分布在东亚亚热带的类群具有较高的净多样化速率,但淫羊藿属特定的距长对其物种的净多样化速率没有影响;果实类型、假种皮和气生茎的有无对类群间净多样化速率无影响。本研究表明功能性状的演化和中新世以来东亚地区季风气候的加强导致了鬼臼亚科内部多样性的分布不均。