典型煤层水微生物产甲烷潜力及其群落结构研究

内蒙古自治区二连盆地、海拉尔盆地是我国重要的煤层气产区,其中生物成因煤层气是煤层气的重要来源,但复杂物质转化产甲烷相关微生物群落结构及功能尚不清楚。【目的】研究煤层水中的微生物代谢挥发性脂肪酸产甲烷的生理特征及群落特征。【方法】以内蒙古自治区二连盆地和海拉尔盆地的四口煤层气井水作为接种物,分别添加乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠厌氧培养;定期监测挥发性脂肪酸降解过程中甲烷和底物的变化趋势,应用高通量测序技术,分析原始煤层气井水及稳定期产甲烷菌液的微生物群落结构。【结果】除海拉尔盆地H303煤层气井微生物不能代谢丙酸外,其他样品均具备代谢乙酸、丙酸和丁酸产生甲烷的能力,其生理生态参数存在显著差异,产甲烷延滞期依次是乙酸丁酸丙酸;最大比产甲烷速率和底物转化效率依次是丙酸乙酸丁酸。富集培养后,古菌群落结构与煤层气井水的来源显著相关,二连盆地优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanocalculus (相对丰度13.5%–63.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina (7.9%–51.3%),海拉尔盆地的优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium(24.3%–57.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina(29.6%–66.5%);细菌群落则与底物类型显著相关,硫酸盐还原菌Desulfovibrio(12.0%–41.0%)、互营丙酸氧化菌Syntrophobacter(39.6%–75.5%)和互营丁酸菌Syntrophomonas(8.5%–21.9%)分别在乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠处理组显著富集。【结论】煤层气井水微生物可降解挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)并具有产甲烷潜力;乙酸可能被古菌直接代谢产甲烷,而丙酸和丁酸通过互营细菌和产甲烷古菌代谢产甲烷。Desulfovibrio、Syntrophobacter和Syntrophomonas分别在乙酸、丙酸和丁酸代谢过程中发挥了重要作用。这些结果为煤层气生物强化开采提供了一定的微生物资源基础。     

红树林源白骨壤链霉菌中多环稠合大环内酰胺类化合物的结构多样性研究

【目的】通过基因组挖掘的方法,研究红树林来源白骨壤链霉菌Streptomyces avicenniae 9-9中多环稠合大环内酰胺(PTMs)类化合物的结构多样性。【方法】通过生物信息学分析白骨壤链霉菌基因组序列,寻找PTMs类化合物的生物合成相关基因;利用UPLC-MS/MS技术对该菌的次级代谢产物进行分析。【结果】在白骨壤链霉菌基因组中发现PTMs生物合成基因簇(aviA-D);从菌液提取物中鉴定出5个PTMs类化合物,其中包括ikarugamycin(化合物1)和capsimycin B(化合物2);基于PTMs类化合物5-6-5环类型的MS/MS碎裂规律,对化合物3–5的结构进行了推测。【结论】红树林来源白骨壤链霉菌S.avicenniae 9-9具有产生5-6-5环类型的PTMs类化合物的能力。     

链霉菌底盘细胞的开发现状及其应用

天然产物及其衍生物在现代医疗中扮演着举足轻重的角色,其生物活性多样性以及化学结构的丰富性是新药研发的源泉和动力。利用纯化学方法合成天然产物在技术和成本上有很大的困难,加上许多天然产物的原始产生菌具有培养条件苛刻、产量低下等缺点,而且大量基因簇在原始菌株中是沉默的,这使得利用合成生物学思想来指导天然产物生物合成基因簇的异源表达具有重大意义。作为抗生素、抗肿瘤活性物质、免疫抑制剂等次级代谢产物主要来源的放线菌一直是研究者们关注的焦点,特别是随着基因测序技术的飞速发展,人们发现链霉菌基因组中包含着极为丰富的天然产物生物合成基因簇资源。这意味着开发链霉菌底盘细胞作为异源表达宿主有其得天独厚的优势。本综述从底盘细胞开发的意义入手,重点阐述链霉菌底盘细胞构建的策略及现状,随后通过实例阐述了各种底盘链霉菌的实际应用。     

头孢菌素C生物合成调控研究进展北大核心CSCD

头孢菌素C由丝状真菌顶头孢霉产生,属于β-内酰胺类抗生素。其经改造后的7-氨基头孢烷酸是头孢类抗生素的重要中间体。头孢类抗生素在国内外抗生素市场中占有巨大的份额,是临床上的主要抗感染药物。随着分子生物学的发展,头孢菌素C的生物合成途径已基本阐明。为提高头孢菌素C的产量和降低生产成本,越来越多的研究者开始关注其较为精细、复杂的调控机制。本文重点对头孢菌素C生物合成及其调控机制的最新进展进行了简述,希望为今后头孢菌素C生产菌株的菌种改造和传统产业的升级换代提供一定的借鉴。     

杀粉蝶菌素A1生物合成基因簇中甲基转移酶PieB2的功能

【目的】研究杀粉蝶菌素A1产生菌中甲基转移酶基因pieB2的功能。【方法】利用接合转移和同源重组双交换的方法,构建pieB2基因缺失突变株,以及利用接合转移的方法,构建回补菌株。通过高保真PCR克隆pieB2基因到表达载体pET28a上,构建质粒pJTU5997,转化入大肠杆菌E.coliBL21(DE3)/pLysE中诱导表达。利用高效液相色谱检测PieB2的体外酶活。【结果】获得了pieB2基因缺失的双交换突变株。发酵结果显示,该突变株不再产生杀粉蝶菌素A1,而是积累了一种脱甲基产物。N-末端融合组氨酸标签的PieB2在大肠杆菌中获得可溶性表达,通过体外催化证明了PieB2甲基转移酶的功能。【结论】体内遗传实验和体外生化实验证明了PieB2作为甲基转移酶在杀粉蝶菌素A1合成中的作用。     

海南东寨港真红树植物内生放线菌多样性及其抗菌活性

【目的】勘探海南东寨港真红树植物内生放线菌多样性,为发现放线菌新物种和新抗生素奠定基础。【方法】样品经表面消毒后粉碎,用10种不同培养基分离放线菌;通过PCR扩增、测定并比对16S r RNA基因序列,开展放线菌多样性分析;通过发酵、萃取等处理方法得到四类样品,包括发酵原液、乙酸乙酯提取液及水层和菌体的丙酮浸泡提取液;采用纸片扩散法对样品进行抗菌活性筛选;基于PCR的基因筛选技术探测活性菌株可能存在的NRPS、PKS I、PKS II抗生素生物合成基因。【结果】经形态特征排重,从14种真红树植物样品中共得到放线菌146株,16S r RNA基因序列比对表明它们分布于13个科18个属,其中链霉菌属为优势菌属,菌株S3Cf-2和S3Af-1的16S r RNA基因序列分别与有效发表菌株Couchioplanes caeruleus DSM44103T(X93202)和Microlunatus terrae BS6T(JF806519)的相似率最高,分别为97.45%和97.43%,可能为新物种。对其中46株放线菌发酵样品的抗菌活性检测表明,40株具有抗菌活性,总阳性率为86.96%;活性菌株中,38株菌存在至少一种所探测的生物合成基因簇,阳性率为95%,其中14株同时具有所探测的3种抗生素生物合成基因簇。【结论】海南东寨港真红树植物中存在多样性丰富的药用放线菌资源,具有从中发现放线菌新物种及新抗生素的潜力。     

胰岛素注射液启封后有效期内细菌污染情况调查分析

目的:分析生物合成胰岛素注射液启封后有效期内细菌污染情况,并总结其合理的使用方法及时间。方法:收集我院各个科室使用的胰岛素注射液96瓶,启封后分别在不同使用时间和保存温度下采集样本进行细菌学检测。结果:本实验中96瓶启封后有效期内的生物胰岛素注射液中,共有10瓶细菌培养呈阳性,阳性率为10.41%。其中7d之内启封的胰岛素注射液细菌培养全部呈阴性,其余各组的胰岛素注射液细菌培养均呈阳性及存在菌落,随着启封时间的延长,细菌培养阳性率及菌落数上升,且各组之间的差异均具有统计学意义(P0.05)。研究中保存温度2~4℃的细菌培养全部呈阴性,其余各组的胰岛素注射液细菌培养均呈阳性及存在菌落,随着保存温度的升高,细菌培养阳性率及菌落数上升,且各组之间的差异均具有统计学意义(P0.05)。结论:胰岛素注射液启封后有效期内随着时间的延长以及保存温度的升高,细菌培养的阳性率及菌落数量上升,临床使用时要应尽量在7d内使用完,并且尽量保存在低于25℃环境中。     

猫爪草中的脂肪酸类化合物

为了解小毛茛(Ranunculus ternatus Thunb.)的化学成分,采用色谱技术从其干燥块根猫爪草中分离纯化得到5个脂肪酸类化合物,经波谱分析,他们的结构分别鉴定为(R)-3-hydroxy-11-methoxy-11-oxoundecanoic acid(1)、十六烷酸(2)、棕榈酸乙酯(3)、已二酸(4)和硬脂酸(5)。其中,化合物1为新化合物,这些成分对耐药结核分枝杆菌(耐INH+RFP)有一定的体外抑制活性。     

胶原研究进展

胶原是哺乳动物体内含量最多的蛋白质,占体内总蛋白质含量的25%~35%。作为动物体内重要的结构蛋白,胶原不仅是细胞外基质的主要构成成分,还在细胞增殖和分化、组织发育方面发挥了重要作用。胶原纤维分布广泛,主要分布于动物的骨骼、皮肤、角膜、肌腱、软骨、韧带、内脏等组织和器官中。骨骼肌胶原纤维的含量约占总重的1%~2%。骨骼肌胶原含量及交联方式是肉产品嫩度的重要决定因素。通过对胶原结构、功能、合成调控及测定方法进行综述,旨在为提高肉类产品品质提供参考。     

芥菜型油菜脂肪酸含量的变异、相关性分析及芥酸调控基因FAE1特异引物设计

芥菜型油菜是我国芸苔属的三大油料作物之一,具有耐旱、抗病虫等优良特性;而我国是芥菜型油菜的重要起源中心,具有丰富的种质资源.该研究从全国各地搜集了34份芥菜型油菜,在贵阳环境条件下种植,其脂肪酸含量(芥酸、油酸、硬脂酸、亚麻酸和亚油酸)表现出丰富的变异,并呈正态分布.结果表明:这些芥菜型油菜种质资源的不同脂肪酸含量间的相关性发现,芥酸和油酸间呈极显著负相关,亚麻酸和硬脂酸呈极显著的正相关,亚麻酸和亚油酸呈现负相关.利用这些材料的脂肪酸含量进行主成分分析,发现绝大部分材料(30份,占88.2%)集中在二维图的特定区域,只有少数其它材料散落在图中其它区域,他们分别是SL63、棱角油菜、T6342和长阳黄芥,这些变异较大的材料在芥菜型油菜的育种中可以发挥特殊作用.此外,运用来自甘蓝型油菜和甘蓝的芥酸调控基因FAE1的已知序列,并设计了FAE1特异引物,而引物在全部34份芥菜型油菜种质资源中均表现出了较好的扩增效果.因此证实芥菜型油菜中至少含有一个FAE1拷贝.该研究结果对于芥菜型油菜育种在我国的开展及其未来的分子育种具有重要的指导意义.