围隔藻类水华演替过程中二甲基硫化物的含量动态

于2005年6月至7月,研究了海洋围隔不同藻类水华演替过程中二甲基硫化物的含量动态,并考察了相关环境参数对二甲基硫化物含量的影响。2个围隔实验组均出现未知藻水华-硅藻水华-甲藻水华的演替过程,这3次不同藻类水华分别对应了二甲基硫化物含量的3次高峰,表明藻类水华对二甲基硫化物含量有重要贡献。不同藻类水华的贡献有较大差异,甲藻水华的贡献最大,硅藻次之,未知藻类水华的贡献最小。实验结果还表明PO4^3-、NO2^-和NH4^＋主要通过影响藻类生长状态,进而影响DMSP和DMSO的含量;NO2^-和NH4^＋亦可能通过调节DMSP和DMSO在藻细胞内的生理功能,影响DMSP和DMSO的含量;PO4^3-、NO2^-和NH4^＋与DMS含量无显著相关。     

磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展

从研究方法、反应机理以及风险评价等方面综述了磷酸盐修复重金属污染土壤的研究进展,分析和讨论了其中存在的问题和不足,提出了今后加强研究的重点。目前磷酸盐修复重金属污染土壤时,使用的主要研究方法有化学形态提取法、化学平衡形态模型法和光谱及显微镜技术,各个方法都有其优缺点,应该结合使用并探索新方法。磷酸盐稳定重金属的作用机理主要有3个:磷酸盐诱导重金属吸附、磷酸盐和重金属生成沉淀或矿物和磷酸盐表面吸附重金属,但磷酸盐与重金属反应的机理十分复杂,人们尚不完全清楚,因此难以有效区分和评价诱导吸附机理和沉淀机理或其它固定机理,相应地对磷酸盐修复重金属的长期稳定性难以预测。磷酸盐修复重金属污染土壤时由于其较高的施用量可能会造成磷的积聚从而引发一些环境风险,如磷淋失造成水体富营养化,营养失衡造成作物必需的中量和微量元素缺乏以及土壤酸化等。所以应该谨慎选择磷肥种类和用量,最好是水溶性磷肥和难溶性磷肥配合、磷肥与石灰物质等配合施用。今后应着重研究磷酸盐与重金属相互作用的机理区分和评价;关注磷酸盐修复重金属污染土壤时存在的潜在风险,特别是加强植物长期不断吸收磷或其它环境条件变化致使土壤磷素持续减少过程中稳定的重金属溶解性和移动性的研究,磷酸盐修复重金属污染土壤的长期田间实践等。     

小热休克蛋白的结构和功能

小热休克蛋白（small heat shock protein,sHSP）几乎存在于所有生物体中,其主要结构是一个保守的α晶体蛋白(α-crystallin)结构域,由约90个氨基酸残基组成,与其相邻的是可变的N端域. N端域能够调节低聚体形成、亚单位动力学及其与底物的结合.sHSP能够与细胞内各组分（蛋白质、细胞核、细胞骨架元件、膜）进行相互作用,以维持细胞的稳定.小热休克蛋白家族成员的共同特点是特殊丝氨酸残基上的磷酸化,磷酸化作用对于受到胁迫时的细胞非常重要.由MAPKAP激酶 2/3和p38参与的级联反应能够诱导sHSP发生磷酸化,从而调节sHSP的低聚体状态,而低聚体状态和sHSP的生物学功能密切相关.本文介绍sHSP的结构特征和细胞内的作用底物,并讨论sHSP被不同的蛋白激酶磷酸化及磷酸化作用对低聚体状态和伴侣活性的影响.     

三裂叶野葛毛状根的生长及其培养基营养物质的消耗变化

研究了发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）ATCC15834遗传转化产生的三裂叶野葛（Pueraria phaseoloides）毛状根在液体培养过程中生长及其部分营养物质消耗的关系．结果表明：三裂叶野葛毛状根液体培养0～4d内处于生长迟滞期、8～16d为快速生长期、16d后进入生长平台期．培养基的PO4^2-、硝态氮和铵态氮在毛状根液体培养过程中被逐渐吸收和消耗,培养16d时培养基中的PO4^3-被消耗殆尽,其浓度仅为培养基起始PO4^3-浓度的0．26％;培养基的铵态氮和硝态氮则在培养20d时才消耗殆尽;而培养基中的Ca^2＋浓度在培养过程中逐渐降低．但在培养20d时仍未被完全消耗,其浓度约为起始浓度的30．5％．培养基的pH值随培养时间的延长而不断降低,培养20d后pH值由5．62降低到4．09;而毛状根的颜色也随培养基pH值的降低和培养时间的延长逐渐由白色变成浅黄色和浅褐色．该结果为今后设计合适的培养基以开展野葛毛状根的大规模液体培养来生产葛根素提供了可能性．     

黑曲霉嗜热β-甘露聚糖酶在毕赤酵母中的克隆表达及其魔芋降解产物分析

根据毕赤酵母密码子偏好性优化设计合成一段来自黑曲霉BK01的嗜热β-甘露聚糖酶基因,通过构建表达载体pPICZαA-man线性化后电转化入不同的毕赤酵母宿主,获得最佳重组菌KM71-MAN,其发酵罐发酵酶活最高达2 318.85 IU/mL。表达产物纯化后的分子量约为40 kD,最适反应温度为80℃,最适pH为5.0。该酶在70℃(pH5.0)保温44 h仍能保留43%的酶活力且在pH3.0-7.0范围内保温70 h(50℃)酶活力仍能保留85%以上。利用发酵罐所产重组酶酶解魔芋胶制备甘露低聚糖,产物以甘露二糖和甘露六糖为主,甘露低聚糖得率为55.6%。该重组β-甘露聚糖酶具有良好的热稳定性和pH稳定性,在魔芋制备甘露低聚糖中具有较好的应用潜能。     

蔗渣制备低聚木糖的有机酸预处理条件研究

采用有机酸法水解制备蔗渣低聚木糖,通过单因素实验、正交试验研究了甲酸-乙酸比例、温度、水解时间、固液比等因素的影响,以水解率、总糖收率和聚糖收率为考察指标,得到有机酸法水解蔗渣制备低聚木糖的最优预处理条件为甲酸∶乙酸=9∶1、水解温度100℃、水解时间60min、固液比1∶7,在此条件下蔗渣水解率为47.78%,总糖收率20.57%,聚糖收率11.88%。HPLC检测结果显示:水解物中木二糖含量为17.69%,木三糖为11.23%,更高聚合度聚糖所占比例为29.42%,木糖为36.78%。半纤维素有机酸水解物可进一步通过木聚糖酶水解、分离制备低聚木糖。研究结果可为蔗渣制备低聚木糖新工艺提供科学依据。     

低聚壳聚糖诱导的毛白杨抗病反应与ABA信号通路的关系

脱落酸(ABA)信号通路核心组分有ABA受体(PYR/PYL/RCARs)、2C型蛋白磷酸酶家族中的A亚族成员(PP2Cs)以及蔗糖非酵解型蛋白激酶2家族成员(SnRK2s)。运用BLASTP序列比对方法,在毛果杨中获得14条PtPYR、7条PtPP2C和4条PtSnRK2基因,它们分别与拟南芥AtPYR、AtPP2C和AtSnRK2基因同源。根据系统进化树分析结果,选取基因PtPYRL7、PtPYRL9、PtHAB2、PtPP2CA、PtSnRK2.3和PtSnRK2.6,设计合适的引物。以85号无性系毛白杨组培苗为材料,分别对其根部进行外源ABA和低聚壳聚糖处理,于处理3h、6h、12h和24h4个时间点取样,提取样本叶片总RNA,反转录成cDNA,进行实时荧光定量PCR分析。结果显示:ABA处理和低聚壳聚糖处理均能使PtPYRL7和PtPYRL9基因表达下调,使PtHAB2和PtPP2CA基因表达上调,使PtSnRK2.3和PtSnRK2.6基因表达先上调后下调。研究表明,ABA处理和低聚壳聚糖处理诱导毛白杨叶片中与ABA信号通路相关的基因的表达变化趋势几乎一致,说明ABA信号通路是低聚壳聚糖诱导毛白杨抗病的信号传递途径之一。     

低聚木糖的提取工艺及相对分子质量分布

通过单因素试验和正交试验研究低聚木糖的提取条件,使用凝胶树脂对低聚木糖粗提液进行分离,采用高效液相色谱法测定了低聚木糖的相对分子质量分布。低聚木糖的最佳提取条件:在底物质量浓度为100 g/L的情况下,加酶量1 000 U/g,酶解温度55℃,提取时间为4 h。在此条件下,提取的平均聚合度为3.12,高效液相色谱测定结果发现,低聚木糖主要是由木二糖、木三糖以及4～8个聚合度的糖组成。     

浅黄根须腹菌磷酸盐转运蛋白基因异源表达分析

为探究外生菌根真菌对油松磷吸收作用的分子机理,以油松优良乡土外生菌根真菌——浅黄根须腹菌Rhizopogon luteolus的磷酸盐转运蛋白基因（RlPT）为对象,在缺陷酵母MB192中进行了异源表达研究。结果显示,该cDNA编码的蛋白质能够互补高亲和力磷酸盐转运蛋白pho84的功能;由不同pH条件下生长试验可知,该蛋白是一个与质子相偶联的运输蛋白;RlPT测算的K_m值为57.90μmol/L磷酸盐;通过酸性磷酸酶的活性检测,进一步验证该基因是具有高亲和力磷酸盐转运蛋白功能的基因。激光共聚焦显微观察表明,该蛋白在低磷条件下多定位于酵母细胞膜上发挥其功能。     

采用SELDI蛋白质芯片技术研究氧化亚铁硫杆菌对磷酸盐缺失的反应

氧化亚铁硫杆菌(At.f)是能够利用Fe2 和硫化矿来获取能量的一种化能自养菌.这种细菌在金属硫化矿的生物浸出中起着重要的作用.在硫化矿的生物浸出过程中,浸矿细菌通常会遇到多种胁迫条件,如温度的变化、营养成分的缺失和pH值的变化等,这些因素会影响到细菌的活性.因此对在胁迫条件下这类细菌的应急反应生理机制的研究具有重要的意义.SELDI蛋白质芯片技术是近年一种高通量的蛋白质组学研究技术.测定了以Fe2 为能源正常条件培养的At.f和磷酸盐缺失培养At.f的生长情况,绘制了相应的生长曲线;采用NP20蛋白质芯片,对At.f总蛋白的蛋白质芯片上样量进行了优化.在此基础上,采用IMAC-Cu、SAX2、WCX2三种特异性SELDI蛋白质芯片技术,获取了磷酸盐缺失培养At.f与正常条件培养的At.f的比较蛋白质图谱,采用软件对比较蛋白质图谱进行分析,发现了磷酸盐缺失培养At.f的13个明显差异表达的蛋白质分子,为进一步分离鉴定这些差异表达蛋白质奠定了基础.