粪产碱杆菌的分离鉴定及其生物转化作用

【背景】硫化氢(H2S)作为畜牧生产过程中释放的一种有毒有害气体,严重危害畜禽和人类的健康,因此降解硫化氢特别是生物氧化法转化硫化氢已成为当前研究热点。【目的】筛选高效硫氧化菌株并研究其生物转化作用。【方法】以长春市某养鸡场采集的新鲜粪便为材料,分离鉴定硫氧化菌株。采用单因素分析法优化其生长条件,研究生物转化效率,检测soxY、soxZ基因m RNA表达水平。【结果】获得一株高效硫氧化菌株JF9,经鉴定为粪产碱杆菌。最佳生长条件:底物浓度0.5 g/L,温度35°C,初始pH 7.0,在此条件下Na2S去除率达94%以上。菌株JF9存在soxY和soxZ基因,其转录水平在硫源诱导前后差异显著(P0.05)。【结论】分离得到的粪产碱杆菌具有良好的硫化物转化能力,脱硫过程中硫氧化基因高效表达。     

小檗碱通过JNK通路调控柯萨奇病毒B3感染心肌细胞凋亡的作用

小檗碱是具有细胞保护作用的生物碱,能够在柯萨奇病毒B3(CVB3)感染引起的病毒性心肌炎小鼠中发挥心肌保护作用,但具体的机制未阐明。在内皮细胞中,小檗碱通过c-Jun氨基末端激酶(JNK)通路抑制细胞凋亡,因此本研究将分析小檗碱通过JNK通路调控CVB3感染心肌细胞凋亡的作用。H9c2心肌细胞分为对照组(不含药物的DMEM处理)、模型组(含CVB3的DMEM处理)、小檗碱组(含CVB3及小檗碱的DMEM处理)、小檗碱+JNK质粒组(含CVB3、小檗碱、JNK质粒的DMEM处理),检测细胞凋亡率、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)的含量、p-JNK、cleaved caspase-3、bax、bcl-2的表达量。结果显示,模型组的细胞凋亡率、TNF-α、IL-6、ROS、MDA的含量、p-JNK、cleaved caspase-3、bax的表达量高于对照组,bcl-2的表达量低于对照组(P<0.05);小檗碱组的细胞凋亡率、TNF-α、IL-6、ROS、MDA的含量、p-JNK、cleaved caspase-3、bax的表达量低于模型组,bcl-2的表达量高于模型组(P<0.05);小檗碱+JNK质粒组的细胞凋亡率、TNF-α、IL-6、ROS、MDA的含量、p-JNK、cleaved caspase-3、bax的表达量高于小檗碱组,bcl-2的表达量低于小檗碱组(P<0.05)。以上结果表明小檗碱对CVB3感染心肌细胞的凋亡具有抑制作用,抑制JNK通路是介导这一作用可能的分子机制。     

嗜碱单胞菌的新型羧基转移酶α亚基基因Aa-accA及其抗盐碱性能

[目的]探讨解淀粉嗜碱单胞菌(Alkalimonas amylolytica)N10来源的羧基转移酶α亚基(Acetyl-coenzyme A carboxylase subunit alpha,AccA)基因Aa-accA对细菌及植物细胞耐盐碱性的作用.[方法]通过PCR方法从嗜碱菌N10基因组中扩增基因Aa-accA,并在大肠杆菌(Escherichia coli)K12中表达,通过测定工程菌及对照菌在不同盐浓度[0%,2%,4%,6%(W/V) NaCl]及不同碱性pH(8.0,8.5,9.0,9.5)的LB中生长12 h后的OD600值,以及二者在分别含6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中的生长曲线,评价Aa-accA对大肠杆菌耐盐碱性的影响.同时以pPZP111为载体,构建了植物细胞重组表达载体,通过农杆菌介导方法将该基因转入烟草BY-2悬浮细胞表达,利用FDA染色方法测定经盐碱溶液处理后残存的活细胞数量评价该基因对植物细胞耐盐碱性的影响.[结果]PCR扩增得到基因Aa-accA,其ORF含957 bp,编码318个氨基酸的多肽,BLAST比对显示该基因为羧基转移酶α亚基(AccA)家族中的成员,其氨基酸序列与E.coli的AccA具有76%同源性;含有Aa-accA的E.coli K12相较于对照组在不同NaCl浓度及不同碱性pH的LB中表现出了明显的生长优势,特别是在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中培养12 h后,终OD600分别是对照菌的2.6倍和3.5倍;缺失体实验结果显示基因缺失的突变体E.coli K12△accA在6%(W/V) NaCl及pH 9的LB中不能正常生长,而含有Aa-accA基因的重组质粒使得E.coli K12△accA在同样条件下OD600值达到0.5和0.2;转入此基因的烟草BY-2细胞,经盐碱溶液处理后,其存活细胞比例高于野生型.[结论]本研究首次发现了Aa-accA基因与盐碱性的相关性,可提高大肠杆菌及烟草BY-2细胞的耐盐碱能力.     

碱蓬属植物耐盐机理研究进展

碱蓬属(Suaeda)植物是一类典型的真盐生植物,属于重要的盐生植物资源,全球广泛分布.人们已经对20种碱蓬属植物进行了观察和盐胁迫实验,研究了不同器官或组织的生理生化特征及其对盐胁迫的反应,并基于这些研究分析了盐胁迫的应答机制.叶片肉质化、细胞内离子区域化、渗透调节物质增加和抗氧化系统能力增强是碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的重要方式和途径.但迄今为止的研究工作尚有一定的局限性,主要包括:研究工作主要集中在植物地上部分,而对植物地下部分的研究较少;多是少数生物学指标或生理学现象的单独观察,而缺乏对生理代谢过程的整体和综合分析;针对某种碱蓬的独立分析较多,而与近缘种的比较研究较少;植物对中性盐胁迫的反应研究较多,而对碱性盐的研究较少.为进一步系统阐明碱蓬属植物的耐盐机制,今后的工作应注重碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的信号网络和调控机制研究,基于系统生物学研究思路,采用现代组学技术探索该属植物响应盐胁迫的由复杂信号网络调控的特殊生理特征和特异代谢途径.     

苏打盐渍土草原植被群落分布与土壤理化性质相互关系

对羊草、星星草、虎尾草和碱蓬4中植被类型及碱斑裸地下苏打盐渍土0～30 cm剖面的化学和物理性质进行了测定,分析了苏打盐渍土草原植被群落分布与土壤理化性质的相互关系。结果表明:按羊草、星星草、虎尾草、碱蓬和碱斑的排列顺序,苏打盐渍土理化性质不断恶化;0～10 cm剖面的土壤饱和浸提液电导率(EC e),碱化度(ESP)、pH和土壤容重是影响群落分布的决定性因素;植被群落分布情况可以定性反映土壤的盐渍化程度和物理性质;植被生长可以影响盐渍土的理化性质;植被生长改变了土壤剖面ECe和ESP的分布规律,在有植被群落分布的土壤上,ECe和ESP均随剖面深度的增加而升高,而在无植被生长的碱斑地,二者均随剖面深度的增加而降低;植物生长可在一定程度上改善土壤的结构系数和饱和导水率。     

红碱淖遗鸥孵卵行为

2012年5-6月,应用e-Science信息技术,对红碱淖遗鸥的孵卵行为进行了研究.结果表明,不同孵化阶段昼夜间孵卵节律分别为:孵化前期换孵次数6.40±0.45(n=68)、2.37±0.20 (n=62),坐巢方向变换35.34±2.12(n=68)、16.16±0.67(n=62),翻卵次数10.81±0.50 (n=68)、6.58±0.40 (n=62);孵化中期换孵次数2.20±0.12 (n=66)、0.52±0.06 (n=60),坐巢方向变换18.73±0.85 (n=66)、4.28±0.31 (n=60),翻卵次数10.14±0.55 (n=66)、4.22±0.30 (n=60);孵化后期换孵次数1.81±0.10 (n=48)、0.53±0.07(n=47),坐巢方向变换15.17±0.75 (n=48)、3.87±0.34(n=47),翻卵次数8.65±0.51(n=48)、3.26±0.22(n=47).当大风或大雨时,对同一孵化阶段的换孵次数、坐巢方向变换和翻卵次数均存在极显著差异(P＜0.01).双亲交替换孵主要集中于04:00-06:00、08:00-10:00、12:00-14:00等时间段内.孵化后期,亲鸟坐巢时长达到601.14±31.16 min (n=56).遗鸥通过调节昼夜间的孵卵节律来控制卵的温度,以保证昼夜间卵胚胎的正常发育.     

外源硝态氮水平对长春花生理代谢的影响

以长春花为实验材料,采用珍珠岩为培养基质,设置不同氮素浓度,对其各器官的初生和次生代谢进行了初步研究,结果如下:植株中3种主要生物碱含量均是随着外源氮水平的降低而降低,外源硝态氮水平对长春花文朵灵和长春质碱在不同叶位叶片中的积累特点影响较明显,而对长春碱的积累影响较小。在高氮条件下,植物体内合成和积累较高水平的游离氨基酸,可能为部分生物碱的合成提供了骨架,并能促进生物碱含量的提高。蔗糖含量在不同叶位叶片中也是随着叶龄的增加而缓慢增加。同时,高氮水平下,叶片中蔗糖含量明显高于正常供氮水平下的含量。本研究为提高长春花中具有重要药用价值生物碱的含量提供参考依据。     

蛇足石杉内生真菌Shiraia sp. Slf14中赖氨酸脱羧酶基因的克隆、表达及功能

【目的】阿尔茨海默症治疗药物石杉碱甲(Huperzine A,Hup A)的生物合成途径起始于赖氨酸脱羧酶(Lysine decarboxylase,LDC)。本研究克隆及表达了来源于产Hup A的植物内生真菌的LDC基因,并研究了其功能。【方法】采用RT-PCR扩增法,从一株产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14获得LDC基因,构建表达质粒p ET-22b-LDC与p ET-32a-LDC,转化感受态细胞E.coli BL21,加入IPTG至终浓度为1×10~(–3) mol/L,于24°C、200 r/min培养8 h,诱导表达LDC蛋白质;通过Ni~(2+)金属亲和层析纯化重组LDC并建立酶促反应体系,利用TLC检测了LDC催化活性。利用生物信息学软件分析了LDC的理化性质及蛋白质的空间结构。【结果】成功克隆并异源表达出重组蛋白LDC与Trx-LDC,经SDS-PAGE电泳鉴定分子量分别为24.4 k Da和42.7 k Da,与预计大小相符。TLC结果表明LDC与Trx-LDC均具有赖氨酸脱羧酶活性。【结论】本研究从产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14中成功克隆到LDC基因并进行了异源表达,检测到了其催化活性,为丰富LDC分子信息及阐明内生真菌中Hup A生物合成机制提供参考数据。     

槐定碱联合顺铂对卵巢癌中FHIT，Survivin 及PTEN表达的影响

目的:探讨槐定碱联合顺铂对卵巢癌中脆性组氨酸三联(FHIT)、凋亡抑制基因survivin、抑癌基因PTEN的表达影响研究。方法:收集我院卵巢癌患者60例,随机分为实验组和对照组,每组30例,所有患者在给予纠正电解质与酸碱平衡等常规治疗后,对照组患者给予顺铂注射液进行治疗,实验组患者在对照组的基础上给予槐定碱注射液进行治疗。观察并比较治疗前后两组患者卵巢癌组织中FHIT,survivin及PTEN表达水平的变化情况以及不良反应的发生率。结果:与治疗前相比,治疗后两组患者FHIT及PTEN表达水平均升高,survivin表达水平均降低(P0.05),治疗结束后与对照组相比,实验组患者FHIT及PTEN表达水平较高(P0.05);与对照组相比,实验组患者survivin表达水平较低(P0.05);且两组患者不良反应率相当(P0.05)。结论:槐定碱联合顺铂可以有效降低卵巢癌的恶性程度,减慢肿瘤细胞的增殖发展,延缓病情,其机制可能与升高抑癌基因FHIT和PTEN的表达水平,以及降低凋亡抑制基因survivin的表达有关。     

Eco-physiological responses of linseed (Linum usitatissimum) to salt and alkali stresses

AimsEffects of salt and alkali stresses (NaCl-Na₂SO₄ and NaHCO₃-Na₂CO₃) were compared on growth, photosynthesis characters, ionic balance and osmotic adjustment of linseed (Linum usitatissimum), to elucidate the mechanisms of salt and alkali stress (high pH value) damage to plants, and their physiological adaptive mechanisms to the stresses. MethodsThe experiment was carried out in an artificial greenhouse. Plants grew at approximately 700 mmol·m^-2·s^-1 photosynthetic photon flux density (PPFD) in greenhouse under photoperiod of 15 h in light and 9 h in dark. In each plastic pot (17 cm diameter) which contained 2.5 kg of washed sand, 20 linseed seeds were sown. The seedlings were exposed to stresses lasting 14 days after 2 months.Important findingsThe inhibitory effects of alkali stress on linseed growth were more remarkable than those of salt stress, indicating that alkali and salt represent two distinct forms of stress. The alkali stress increased the Na⁺ content in shoots, damaged the photosynthetic system, and highly reduced the net photosynthetic rate and C assimilation capacity. Under salinity stress, the Na⁺ content increased, the K⁺ content decreased with increasing stress. Greater changes were observed under alkali than under salt stress. Alkali stress caused the massive influx of Na⁺, which probably explained that the harmful of alkali stress on plants was stronger than that of salt stress. Under alkali stress, Ca²⁺ and Mg²⁺ decreased in roots, showing that high pH value around roots hindered the absorption of them. Fe²⁺ and Zn²⁺ had little effects on the osmotic adjustment, mainly because of they had a low ion content. Under salt stress, anion increased in order to balance the sharp increase of Na⁺. However, alkali stress made severe deficit of negative charge, broke the intracellular ionic balance and pH homeostasis, and caused a series of strain response. Our results showed that linseed enhanced the synthesis of soluble sugars to balance massive influx of Na⁺ under salt stress, but linseed enhanced the synthesis of organic acids to compensate for the shortage of inorganic anions, which might be a key pathway for the pH adjustment. In conclusion, the alkali stress (high pH value) clearly inhibited the growth, element absorption, ion homeostasis reconstruction of plants. Organic acid concentration is possibly a key adaptive factor for linseed to maintain intracellular ion balance and regulate high pH value under alkali stress.