灰葡萄孢丝裂原活化蛋白激酶编码基因bmp1和bmp3的功能

【背景】植物病原真菌丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号途径参与病菌有性生殖、细胞壁完整、菌丝侵染、致病力、胁迫响应等过程,灰葡萄孢MAPK信号途径参与病菌生长发育、致病力以及胁迫响应,但MAPK信号途径基因在灰葡萄孢中的功能尚未完全阐明,该信号途径对灰葡萄孢的生长发育和致病力的调控机制尚不明确。【目的】明确灰葡萄孢MAPK编码基因bmp1、bmp3在病菌生长发育、致病力以及氧化胁迫响应过程的功能,为进一步阐明MAPK信号途径调控灰葡萄孢生长发育和致病力的分子机制奠定基础。【方法】利用RNAi技术构建灰葡萄孢MAPK编码基因bmp1和bmp3的RNAi突变体,并以野生型BC22菌株为对照,对bmp1和bmp3基因的RNAi突变体的表型、致病力以及对氧化胁迫的敏感性进行分析。【结果】灰葡萄孢bmp1和bmp3基因的RNAi突变体其菌落形态、菌丝形态均与野生型BC22菌株没有明显差别;bmp1基因的RNAi突变体生长速率明显减慢,分生孢子产量明显降低;bmp3基因的RNAi突变体的生长速率与野生型BC22菌株没有明显差别,不能产生分生孢子。bmp1和bmp3基因的RNAi突变体在番茄果实的表面均不能产生明显的致病症状,而且不能穿透玻璃纸。bmp1基因的RNAi突变体在含有H_2O_2的培养基上受抑制的程度显著低于野生型,而在含甲萘醌的培养基上受抑制的程度显著高于野生型;bmp3基因的RNAi突变体在含有H_2O_2和甲萘醌的培养基受抑制的程度均显著高于野生型。【结论】灰葡萄孢bmp1基因正调控病菌生长、分生孢子形成、致病力和穿透能力,参与调控病菌对氧化胁迫的响应;灰葡萄孢bmp3基因正调控病菌分生孢子形成、致病力、穿透能力以及对氧化胁迫的响应。     

一株蟾毒灵转化菌株的筛选鉴定与转化条件优化

【背景】微生物转化是对天然产物进行结构修饰的重要手段,具有催化反应快、选择性强、反应条件易控制和污染小等特点。许多微生物能够对蟾毒配基类化合物进行生物转化,在不同位置进行结构修饰,并且产生毒性减弱的活性衍生物。【目的】筛选蟾毒灵生物转化菌株,以期发现活性更好、毒性降低的化合物。【方法】利用蟾毒灵为底物筛选其生物转化菌株,通过HPLC (High performance liquid chromatography)/LC-MS (Liquid chromatograph-mass spectrometer)鉴定转化产物;对可生物转化蟾毒灵的菌株进行菌落形态观察和分子生物学鉴定,并优化发酵条件提高转化率,同时测试该菌株对其他甾体化合物的转化作用。【结果】筛选获得一株蟾毒灵转化菌,经形态学与ITS (Internal transcribed spacer)分析鉴定为Naganishia属菌,转化产物为3-去氢蟾毒灵。该菌株生物转化的培养基最适底物浓度为8 mg/L,最适初始pH值为6.5,最佳接种量为3%,最佳转化时间为96 h,最终转化率为48.3%。该菌株可将雌酮E1转化为雌二醇E2,也可将雌二醇E2逆向转化为E1。【结论】首次发现Naganishia属菌株对甾体类化合物具有转化活性,其产生的弱细胞毒性的转化产物3-去氢蟾毒灵有望成为高效、安全的强心药物。微生物转化法选择性高、反应条件温和、操作简单,为大量制备活性化合物3-去氢蟾毒灵提供了一条简便易行的道路,也为更多甾体化合物结构修饰提供了可能。     

通过优化表达元件及培养基组分提高地衣芽胞杆菌中碱性丝氨酸蛋白酶产量

【背景】碱性丝氨酸蛋白酶(Subtilisin)是一种具有广泛用途的工业酶制剂。【目的】旨在通过优化启动子、信号肽及培养基组分来提高地衣芽胞杆菌中碱性丝氨酸蛋白酶产量。【方法】以地衣芽胞杆菌BL10为出发菌株,构建了含有4种不同类型启动子(PbacA、P43、PaprE和PsrfA)及4种不同类型信号肽(SPVpr、SPSacB、SPSacC和SPAprE)的碱性丝氨酸蛋白酶表达菌株,并在获得高产菌株的基础上进行培养基优化。【结果】4种启动子的表达水平为PbacAPaprEP43PsrfA,4种信号肽的分泌效率为SPAprESPSacCSPSacBSPVpr。其中,菌株BL10/pPbacA-aprE产生最高的碱性丝氨酸蛋白酶酶活(275.21 U/mL),相比于出发菌株BL10/pHY-aprE (167.98 U/mL)提高了64%。随后,通过对发酵培养基成分进行优化并结合正交优化,获得了一种高产碱性丝氨酸蛋白酶的培养基(g/L):玉米淀粉40.0,豆粕50.0,(NH4)2SO4 4.0,K2HPO4 3.0,CaCO3 1.0。最后,碱性丝氨酸蛋白酶酶活提高到747.37 U/mL,是初始酶活的4.45倍。【结论】为工业化高产碱性丝氨酸蛋白酶提供了一种有效策略。     

DDT降解菌株Chryseobacterium sp. PYR2对小麦的促生作用及其机理

【背景】前期结果表明,DDT降解菌株Chryseobacterium sp. PYR2可高效去除土壤中的DDT等污染物,具有潜在的应用价值,但该菌对植物的影响尚不清楚。【目的】探讨菌株Chryseobacterium sp. PYR2对植物的促生作用及其机理,为后续开发DDT降解及植物促生双效功能菌剂提供理论依据。【方法】配制该菌株的不同梯度稀释菌悬液,用纸卷发芽法和盆栽法研究菌悬液对小麦种子萌发和植株生长的影响;Salkowski法测定PYR2合成吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)量;单因素实验研究不同培养条件对菌株生长及IAA合成的影响;液相色谱-串联质谱-多反应监测(LC-MS/MS-MRM)方法分析IAA在PYR2菌体内的生物合成途径。【结果】PYR2菌悬液可明显提高小麦种子萌发率并促进小麦植株的生长,小麦的侧根数、株高、鲜重、干重等指标均明显提高。该作用是由于菌株PYR2可以合成植物生长激素IAA。最适IAA合成条件:温度30°C,pH 7.0-8.0,盐浓度0.5%,L-色氨酸50mg/L。代谢液中检测到色醇、色胺和吲哚-3-乙酰胺3种中间代谢产物,推测PYR2体内存在3条IAA合成途径,分别为吲哚-3-丙酮酸(IPy A)、TAM和IAM途径。【结论】菌株PYR2对小麦具有明显的促生效果,是由于其具有多条高效合成IAA的代谢途径,表明其在农药污染土壤的生物修复及作物种植中具有潜在的应用前景。     

邻苯二酚1,2-双加氧酶的结构、功能及同工酶现象研究进展

邻苯二酚是芳香族化合物多条生物降解途径中共有的一种重要的中间产物,根据开环方式的不同,可分为邻位降解途径和间位降解途径,其中邻位降解途径中的关键酶是邻苯二酚1,2-双加氧酶。本文主要综述了邻苯二酚1,2-双加氧酶的结构、酶学性质,以及它在芳香烃降解菌中存在的同工酶现象及其功能研究进展。     

碳代谢基因gabT调控生防菌Snea253的γ-氨基丁酸代谢途径影响杀线虫活性

【背景】委内瑞拉链霉菌Snea253是本实验室前期获得的具有杀植物线虫活性的生防放线菌,通过生物信息学分析,γ-氨基丁酸转氨酶基因(gabT)是参与Snea253碳代谢的重要基因之一。【目的】明确gabT基因通过调控Snea253的γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid,GABA)代谢通路,从而影响菌株的活性。【方法】以紫外诱变所得弱毒株(Snea253-R)为材料,以南方根结线虫为靶标,在弱毒株中过表达gabT基因,通过酶联免疫法(ELISA)和高效液相色谱法(HPLC)分别检测菌株中GABA和下游代谢产物琥珀酸的含量及杀线虫活性,同时检测在不同碳源培养条件下野生型菌株gabT基因表达水平、产物含量和杀线虫活性。【结果】过表达菌株R-p IB139的gabT基因上调表达,GABA含量降低,琥珀酸含量升高,杀线虫活性提高了39%;在8种不同碳源培养条件下,gabT基因在野生株中相对表达量较高的培养基碳源是可溶性淀粉和玉米淀粉,其发酵液中GABA含量较低,发酵液中下游代谢产物增多,杀线虫活性较高。【结论】通过改变gabT基因的表达,明确GABA支路在调控Snea253代谢以提高杀线虫的过程中发挥重要作用。     

大肠杆菌rhtA缺失对血红素合成的影响

【背景】Escherichia coli BL21(DE3)是基因工程的常用宿主,以C5途径合成5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinicacid,ALA),ALA是合成血红素的重要前体物质,但ALA分泌对血红素合成的影响尚不清楚。【目的】阐明参与ALA外运的RhtA在血红素合成途径中的作用。【方法】利用Red同源重组,敲除Escherichia coli BL21(DE3)的rhtA,同时构建重组质粒pEA过表达血红素合成途径中的关键酶基因hemA,检测分析血红素及其前体物质含量,以及血红素合成途径中10个关键基因的表达水平。【结果】敲除rhtA对菌体生长没有显著影响,敲除菌株BL21(DE3)Δrht A与原始菌株BL21(DE3)比较,ALA的胞外含量下降23%,血红素含量提高12%,尿卟啉III (Uroporphyrin III,UIII)、粪卟啉III (Coproporphyrin III,CIII)和原卟啉IX (Protoporphyrin IX,PPIX)的含量分别提高25%、15%和18%;敲除rhtA同时过表达hemA的菌株BL21(DE3)ΔrhtA/pEA与仅过表达hemA的菌株BL21(DE3)/pEA比较,胞外ALA减少了16%,血红素含量提高了24%,UIII和CIII含量分别提高55%和64%,PPIX含量显著增加,约为4.7倍。实时定量PCR结果表明,rhtA缺失后,hemC基因转录水平下调,其余9个基因转录水平均有不同程度的上调。【结论】rhtA敲除减少了ALA的外运,使得胞内血红素产量得到提高。     

东亚-澳大利西亚候鸟迁飞区中杓鹬 的迁徙追踪

追踪候鸟的迁徙活动是全面认识其生活史年周期的重要途径。中杓鹬(Numeniusphaeopus)在全球广泛分布,但在东亚-澳大利西亚候鸟迁飞区的迁徙活动一直缺乏追踪研究。2018年2月,在澳大利亚西北部的布鲁姆为捕捉到的中杓鹬成鸟佩戴平台发射终端或全球定位系统-全球移动通讯系统追踪器,以确定其迁徙日程、迁徙路线以及迁徙停歇地和繁殖地的地理位置。我们从成功追踪的7只个体获取了6 378条精度高于1 km的位点数据。分析结果表明,在春季,中杓鹬的迁徙时长为(36±4)d,其间在1～3个迁徙停歇地的停留日期为(23±2)d,从越冬地到繁殖地的迁徙距离为(9 795±346)km(n=7)。追踪的中杓鹬在俄罗斯东部和中部区域繁殖,不同个体的繁殖地纬度相近而经度范围较广。在秋季,中杓鹬的迁徙时长为(90±27)d,相比春季迁徙时长更长;其间,在2～4个迁徙停歇地停留(79±29)d,从繁殖地到越冬地的迁徙距离为(10 101±520)km(n=5)。无论在春季还是秋季迁徙,迁徙停歇地广泛分布于东亚、东南亚沿海及内陆区域。大部分个体春季和秋季的迁徙路线相近,成功追踪的个体均在秋季返回了上一年的越冬地,这表明中杓鹬对越冬地具有很高的忠诚度。     

花青素单一成分矢车菊-3-O-葡萄糖苷抑制B16-F10细胞增殖和迁移的机理北大核心CSCD

本研究旨在探讨花青素单一成分矢车菊-3-O-葡萄糖苷(cyanidin-3-O-glucoside, Cy-3-glu)对小鼠黑色素瘤细胞B16-F10增殖和迁移的影响,并阐明相关机理。用不同浓度Cy-3-glu处理B16-F10细胞,采用CCK-8法检测细胞存活率,划痕法检测细胞迁移情况,流式细胞仪检测细胞周期,real-time PCR检测细胞周期相关基因的m RNA表达水平,Western blot检测p-AKT、E-钙黏蛋白(E-cadherin)、N-钙黏蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(vimentin)的相对表达水平,并用小动物活体成像仪检测B16-F10细胞在C57BL/6J小鼠体内的生长和迁移情况。结果显示,Cy-3-glu能明显抑制体外B16-F10细胞的生长(P <0.001)和迁移(P <0.01),使细胞周期阻滞在S期。Cy-3-glu作用后p-AKT (P <0.05)、N-cadherin和vimentin (P <0.001)表达水平显著下降,E-cadherin表达水平升高(P <0.05)。饲喂Cy-3-glu饲料的肿瘤模型C57BL/6J小鼠肿瘤大小和重量显著减小(P <0.05),肿瘤的转移水平也明显降低。以上结果提示,Cy-3-glu通过抑制PI3K/AKT信号、调节细胞黏附和迁移信号使B16-F10细胞周期停滞在S期,最终抑制其在体内和体外的增殖和迁移。     

Janus激酶3通过影响钙池操纵性钙通道促进乳腺癌细胞的迁移北大核心CSCD

本研旨在探讨Janus激酶3 (JAK3)对乳腺癌细胞迁移能力的影响以及其作用机制。利用si RNA (si JAK3)沉默乳腺癌MCF-7细胞JAK3的表达,用划痕实验检测细胞迁移能力,用荧光钙成像技术检测钙池操纵性钙通道(store-operatedcalcium channel,SOCC)活性,用Westernblot和RT-PCR检测钙池操纵性钙内流(store-operatedcalciumentry,SOCE)过程中的重要分子Orai1和STIM1表达水平。结果显示,SOCC抑制剂2-APB对MCF-7细胞的迁移能力有抑制作用。si JAK3转染可显著抑制MCF-7细胞的迁移能力,降低SOCC活性,下调Orai1和STIM1的m RNA和蛋白表达水平。在JAK3沉默细胞中过表达Orai1或STIM1,可使MCF-7细胞迁移力恢复。上述结果提示,JAK3通过影响SOCC促进乳腺癌细胞的迁移。