短链硫酯酶缺失对大肠杆菌合成聚羟基丁酸乳酸酯的影响

聚羟基脂肪酸酯 (Polyhydroxyalkanoates,PHAs) 是一种具有优质生物相容性的可降解生物基材料,其理化性质优越,具备替代石油基塑料的潜力。P(3HB-co-LA) 是PHAs的一种,融合了聚乳酸 (Polylactic acid,PLA) 和聚3-羟基丁酸 (poly(3-hydroxybutyrate),P(3HB)) 共同的优点,具有更好的韧性和透明度。文中首先在大肠杆菌MG1655中通过质粒表达外源基因phaA、phaB、phaCm和pctth,发酵生产出乳酸含量为23.8 mol%的P(3HB-co-LA),在此基础上缺失dld基因得到菌株WXJ01-03,其合成的聚合物中乳酸组分含量提升至37.2 mol%。当硫酯酶基因ydiI和yciA基因继续被敲除后,生产的共聚物中乳酸组分进一步提升至42.3 mol%和41.1 mol%。最后将3个基因dld、yciA和ydiI同时缺失得到重组菌株WXJ03-03,并通过该重组菌株获得了乳酸组分含量为46.1 mol%的共聚物。通过比较不同碳源的发酵结果得知,木糖有利于提高共聚物中乳酸组分含量。上述实验结果表明,在木糖发酵中短链硫酯酶基因缺失阻碍了大肠杆菌胞内的LA-CoA被降解,可有效提高聚合物中乳酸组分的摩尔百分比。     

封面植物介绍——地涌金莲

地涌金莲[Musella lasiocarpa(Fr.)C.Y.Wu ex H.W.Li],又名“千瓣莲花”“千叶佛莲”,为芭蕉科多年生大型草本。由叶鞘重叠覆瓦状排列形成的假茎高30~80 cm,叶片卵圆形至长椭圆形,长50~110 cm,宽30~50 cm。花期3~10月,莲座状花序直立生于假茎之上,苞片黄色至橙红色,形如花瓣,层层由下而上次第开放,花序展开直径30~50 cm,苞片卵圆形至长椭圆形,长13~20 cm,宽7~13 cm。     

引入新型异戊二烯醇利用途径促进解脂耶氏酵母中β-胡萝卜素的合成*

目的:微生物体内异戊二烯类化合物的前体物异戊烯焦磷酸酯的天然合成路径受到严格的代谢调控,因此限制了异戊二烯类化合物的高效生物合成,而新型异戊二烯醇利用途径独立于生物体内源性代谢路径,通过在微生物中引入IUP能够进行异戊烯焦磷酸酯的大量合成,从而促进异戊二烯类化合物的大量合成。方法:在油脂酵母解脂耶氏酵母中引入IUP,强化异戊烯焦磷酸酯生物合成,促进β-胡萝卜素的高效积累。结果:通过生物信息学的方法预测IUP中两个关键蛋白酿酒酵母来源的胆碱激酶ScCK和拟南芥来源的异戊烯磷酸激酶AtIPK,均为酸性亲水性蛋白,无跨膜区和信号肽,二者都具有疏松不稳定的结构特征,显著富集于磷酸类物质的合成通路中。在解脂耶氏酵母中利用同源重组技术引入外源β-胡萝卜素合成关键基因carRP和carB,强化甲羟戊酸途径的关键基因thmgR和ggs1,使工程菌株中积累2.68 mg/L β-胡萝卜素。通过Cre-loxP系统回收基因组上的ura标签,再将IUP进一步整合到工程菌株染色体上。当培养基中含有20 mM异戊二烯醇作为底物、碳氮比为4/3且发酵96 h后,重组解脂耶氏酵母中β-胡萝卜素的产量提高到410.2 mg/L,较原始工程菌的产量提高了近200倍。结论:IUP能够促进解脂耶氏酵母中β-胡萝卜素的高效积累,为利用IUP开展β-胡萝卜素和其他异戊二烯类化合物的高效生物合成提供新思路。     

连翘酯苷A通过Akt/Nrf2信号通路发挥抗脑缺血氧化损伤作用研究

目的:研究连翘酯苷A(Forsythiaside A,FA)对缺血再灌注引起的脑细胞损伤的保护作用及机制。方法:采用PC12细胞缺氧再复氧模型(OGD/R),细胞分组为正常组,模型组,FA处理组(1.25, 2.5和5μmol/L),测定细胞存活率、凋亡率、ROS、MDA以及抗氧化酶水平。采用Western blotting测定对Akt和Nrf2蛋白的影响,采用Akt抑制LY294002验证FA的调节作用。结果:FA能够有效抑制OGD/R引起的存活率下降和凋亡率增加,同时可以抑制细胞内ROS和MDA水平,升高细胞内抗氧化酶(SOD、GSH、GSH-Px和CAT)水平。FA处理能够增加Akt磷酸化水平以及Nrf2和其下游蛋白HO-1蛋白表达。进一步采用LY294002验证发现FA通过Akt调控Nrf2发挥抗氧化作用从而抑制脑细胞损伤。结论:FA能够抑制缺血再灌注引起的脑细胞损伤,其作用机制可能是通过促进Akt磷酸化,调控Nrf2下游抗氧蛋白酶表达,抑制氧化应激,从而保护脑细胞。     

土壤微生物削弱了水生-陆地系统补贴对植物生长的正向影响

土壤微生物削弱了水生-陆地系统补贴对植物生长的正向影响 水生-陆地系统补贴形成的联结作用在构建群落和调节生态系统功能方面发挥重要作用。在营养贫瘠的生态系统中(例如密歇根湖周围的淡水沙丘),水生-陆生系统补贴显得尤为重要。春季成年蠓在密歇根湖涌出,成群交配,然后死亡。蠓尸体在植物的基部形成土丘状,通过输入营养提高植物的生产力。然而,水生-陆地系统补贴对植物生产力的影响可能取决于其他生物的交互作用,特别是土壤微生物可能通过促进养分转化为植物可利用的形式或与植物竞争养分而发挥关键作用。在温室实验中,我们检验了湖生蠓(Chironomidae)的尸体和土壤微生物如何独立和相互影响一种常见沙丘草(沙拂子茅,Calamovilfa longifolia)的生长表现。为确定蠓是否影响土壤非生物特性,我们检验了添加蠓如何影响土壤养分和土壤湿度。研究结果显示,蠓极大地增加了植物生物量,但其效应的大小受土壤微生物的影响。在没有土壤微生物的情况下,添加蠓的植物生物量比没有添加的高7倍,而在有土壤微生物的情况下,植物生物量提高了3倍。蠓对植物生长的促进作用可能由于它们向土壤中输入养分所导致,因为与沙丘土壤相比,蠓的氮、磷、钾含量分别高100倍、10倍和150倍。我们的研究结果表明,土壤微生物可能与植物竞争这些养分。总之,我们发现蠓是重要的水生-陆地系统补贴,对密歇根湖沿岸植物生产力产生强烈和正向的影响,但水生-陆地系统补贴作用必须在生态群落内发生的复杂相互作用的背景下考虑。     

中国东北地区流动沙丘生态系统丘间低地地下芽库的时空变化

中国东北地区流动沙丘生态系统丘间低地地下芽库的时空变化 地下芽库在半干旱区沙丘生态系统植被恢复中起着重要作用。然而,目前针对流动沙丘丘间低地地下芽库时空变化的研究却很少。本研究通过调查一个生长季内5个不同面积流动沙丘丘间低地地下芽库的大小和组成,确定流动沙丘丘间低地地下芽库的时空变化。研究结果显示,中等面积丘间低地的总芽库密度与分蘖芽密度最高,茎基部芽密度呈相反趋势,而根茎芽密度不随丘间低地的面积变化而变化。地下芽库大小具有明显的季节变化特征。总芽密度在8月份达到高峰,10月份最低,根茎芽密度变化趋势与总芽密度相似,而茎基芽密度变化趋势与总芽密度相反,分蘖芽密度的变化不明显。以上结果表明,地下芽库密度随丘间低地的面积和季节变化而变化。这一结果有助于认识流动沙丘生态系统中植物生长的适应策略,并可为半干旱区沙丘植被恢复和保护提供理论指导。     

国家公园陆地自然生态系统完整性与原真性评价方法探索: 以钱江源国家公园体制试点为例

中国建立国家公园的目的是保护自然生态系统的完整性和原真性, 促进生物多样性保护。国家公园的完整性和原真性评价是国家公园的布局规划、边界范围确定以及功能区划等研究的前提条件。为了评估国家公园自然生态系统完整性和原真性状态, 本文基于陆地自然生态系统的结构和功能, 通过指标筛选、专家咨询、指标量化和建立综合评价模型, 构建了陆地自然生态系统完整性与原真性的评价指标体系及其量化评价方法。该评价方法包括5个自然生态系统完整性指标、5个自然生态系统原真性指标和2个综合评价指标。以浙江省钱江源国家公园体制试点为例, 本文初步评估了其生态系统完整性与原真性状态, 并对评价结果进行了分级。按照本研究的评价方法, 钱江源国家公园体制试点的自然生态系统完整性评价结果为52.83%, 评价等级为较差; 自然生态系统原真性评价结果为87.06%, 评价等级为好。钱江源国家公园体制试点有待关注和提升的指标有保护区域完整性指数(27.00%)和旗舰种适宜生境完整性指数(53.04%)。最后, 本文结合研究区域评价结果对生态系统完整性和原真性领域应关注的问题进行了讨论。该自然生态系统完整性和原真性评价方法可提供一种评价指标覆盖较全面、数据易获取, 且评价结果易被决策者和管理者理解的评价思路。     

中国亚热带不同菌根树种的根叶形态学性状特征与生长差异: 以江西新岗山为例

探究植物功能性状的种内和种间变异不仅有助于揭示植物对环境的适应, 也能够反映植物的生态策略, 但不同菌根类型树木生长过程中根叶形态学功能性状的适应策略仍有待探究。本研究依托中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究平台(BEF-China)选取7种丛枝菌根(AM)树木和7种外生菌根(EM)树木的纯林, 测定各个树种的比叶面积、叶干物质含量、比根长、根系直径、树高生长速率、地径生长速率及细根生物量等根叶形态学功能性状和生长指标, 探讨了两种菌根类型树种间的根叶形态学特征的差异。结果表明: 与AM树种相比, EM树种具有较小的比叶面积、吸收根平均直径和生长速率, 但具有更大的叶干物质含量; 两种菌根树种之间的比根长和细根生物量无显著差异。比叶面积、叶干物质含量、树高生长速率、地径生长速率和细根生物量等功能性状及生长指标在不同菌根类型、树种及二者的交互作用中均存在显著差异; 且树种、根功能型、菌根类型及三者之间的交互作用均对根功能性状有显著影响。EM树种地上指标的种内变异均大于种间变异, 而AM树种地上指标的种内和种间变异程度类似; 但两种菌根树种细根生物量的种间变异均大于种内变异。尽管两种菌根树种地上部分生长速率较快通常表现为较低的叶干物质含量, 但AM树种通常拥有较高的吸收根比根长, 而EM树种拥有较粗的运输根平均直径。吸收根比根长越低, 两类菌根树种的细根生物量就越多。由此可见, 根叶功能性状对植物地上部分的生长具有一定的协同效应, 其中运输根主要在EM树种地上生长过程中发挥重要作用, 吸收根主要与AM树种的地上部分生长有关; 但两类菌根树种的地下细根生物量均与吸收根有关。     

不同剂量地佐辛用于腹腔镜妇科手术超前镇痛的效果观察

目的：观察不同剂量地佐辛用于腹腔镜妇科手术超前镇痛的效果。方法：将90例ASAI．II级、年龄18~60岁拟行腹腔镜妇科手术的患者随机分成3组,每组30例,A组给予地佐辛0．1mg／kg开皮前15rain静脉注射;B组给予地佐辛0．15mg／kg开皮前15min静脉注射;C组给予地佐辛0．2mg／kg开皮前15min静脉注射,采用VAS评分评估术后镇痛效果并观察术后辅助镇痛药物的使用和不良反应的发生情况。结果：B、c组术后2、4、6、8h的VAS评分明显低于A组（P〈0．05）;C组术后2、4h的Ramsay评分明显高于A、B组（P〈0.05）;A组术后辅助镇痛药的使用率明显高于B组和C组（P／0．05）;3组不良反应的发生率比较均无统计学差异（P〉0．05）。结论：开皮前15rain静注地佐辛0．15mg／kg用于腹腔镜妇科手术镇痛效果好,且不增加不良反应的发生率。     

酰基供体结构对褶皱念珠茵脂肪酶（CRL）催化芳香仲醇动力学拆分立体选择性的影响

研究仲醇的酶催化动力学拆分机制,发现酰基供体的结构是影响酶催化动力学拆分选择性的一个重要因素。通过实验发现了一类用于仲醇动力学拆分（KR）的优秀酰基供体——长链有机酸的对氯苯酚酯,并将这种酰基供体成功用于褶皱念珠菌脂肪酶（CRL）催化的仲醇动力学拆分过程。在1-苯乙醇的动力学拆分（KR）过程中,随着对氯苯酚有机酸酯供体中酰基部分碳原子数的增加,产物的对映体过量值（e．e.p值）也在不断地提高。当碳原子数≥5,转化率达到50％时,产物的叫．。值仍能保持大于99％。这样的规律也适用于其他的仲醇拆分过程,当选择对氯苯酚戊酸酯作为酰基供体用于其他仲醇的动力学拆分过程时,可以实现仲醇的高效拆分,反应6h转化率达到50％,产物的对映体过量值e．e．p为100％。