利用扁桃斑鸠菊叶发酵高产粗毛纤孔菌胞外多糖的条件优化及其抗氧化活性研究

粗毛纤孔菌胞外多糖是粗毛纤孔菌液体发酵的重要活性代谢产物,但采用常规的发酵方法,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量较低。为更好地获取粗毛纤孔菌胞外多糖,本文采用双向液体发酵的方法,通过向发酵培养基中添加适量的扁桃斑鸠菊叶粉末,来提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,并对优化得到的胞外多糖抗氧化活性进行了研究。以发酵液中胞外多糖含量为指标,采用单因素实验和正交实验优化发酵条件;采用红外光谱对胞外多糖的结构特征进行分析;通过测定胞外多糖对ABTS、DPPH和羟基自由基的清除率来了解其抗氧化活性。结果表明,最优发酵条件为:扁桃斑鸠菊叶粉末添加量0.5g/L、发酵时间10d、pH 6.5、接种量5.0mL,在此条件下,粗毛纤孔菌胞外多糖的产量达到(2.34±0.25)mg/mL,与未添加扁桃斑鸠菊叶的空白组相比,其胞外多糖产量提高了约216.22%;红外分析与抗氧化活性实验结果表明,添加扁桃斑鸠菊叶后的胞外多糖与未添加扁桃斑鸠菊叶的胞外多糖红外主要吸收峰一致,并且对ABTS、DPPH以及羟基自由基清除能力相近。本研究结果表明扁桃斑鸠菊叶能够有效地提高粗毛纤孔菌胞外多糖的产量,为其他珍稀食药用菌胞外多糖的高效生产提供了新思路。     

灰杨克隆繁殖、自身养分与土壤养分季节变化及其耦合关系的林缘——林内差异

阐明灰杨(Populus pruinosa Schrenk)克隆特征变化及受外界环境影响,是增强灰杨林生态服务功能的基础。本研究在中国新疆塔里木河上游灰杨河岸林,沿垂直河道方向在林缘(距河道200 m)、林内(距河道400 m)生境设置样方,于2014年4～10月,每隔20天调查两生境不定芽、未出土和出土克隆分株数量,测定横走侧根及土壤养分含量。结果表明:(1)横走侧根全氮、全磷、全钾、有机碳含量的变化趋势与不定芽和未出土分株数在4～6月逐渐增加、7～10月逐渐减少变化趋势基本一致,与土壤有机质、碱解氮、速效磷及速效钾含量在4～6月逐渐升高或保持最高水平,在7～10月逐渐降低的变化趋势同步;横走侧根碳氮比在4～6月初逐渐降低,随后呈现增大又减小的趋势;氮磷比在4～6月逐渐减小,7月显著减小后逐渐增大(林缘)或基本保持不变(林内)。(2)不论是林缘还是林内,不定芽数量受到横走侧根全氮和氮磷比的影响,未出土分株数受到横走侧根全氮、有机碳含量、碳氮比的影响;林缘不定芽数量与土壤有机质、碱解氮及速效钾含量相关紧密,未出土分株数与土壤碱解氮和速效磷显著相关,土壤养分也与横走侧根全氮、碳氮比、氮磷比紧密相关,而在林内受到土壤养分影响的主要是横走侧根全氮和氮磷比。(3)林内的不定芽、未出土及出土克隆分株数量显著低于林缘,土壤养分含量通过影响横走侧根养分含量而影响不定芽、未出土分株、出土分株数量。灰杨是杨属为数不多的国家保护植物,具有重要的生态服务功能,我们的结果对基于克隆繁殖的灰杨林保护策略提供基础数据支持。     

中性粒细胞胞外诱捕网在矽肺中的作用研究

目的:通过构建二氧化硅诱导动物矽肺模型,探讨中性粒细胞胞外诱捕网(neutrophil nxtracellular traps,NETs)在矽肺中可能的作用。方法:将C57BL/6J雄性小鼠完全随机分为磷酸盐缓冲液(phosphate buffered solution,PBS)组、脱氧核糖核酸酶Ⅰ(deoxyribonuclease Ⅰ, DNase Ⅰ)组、二氧化硅+PBS组、二氧化硅+DNase Ⅰ组。通过气管内滴注二氧化硅(0.2 g/kg)混悬液构建小鼠矽肺模型,PBS组与DNase Ⅰ组注入等体积的PBS。在二氧化硅(silicon dioxide,SiO_2)混悬液注入后的第0小时、10小时小鼠气管内注入DNase Ⅰ(5 mg/kg),以后DNase Ⅰ持续给药:5 mg/kg/day,直到SiO_2混悬液注入后的28天。二氧化硅(SiO_2)干预28天后,取各组小鼠肺组织与肺泡灌洗液,通过PicoGreen荧光染料检测支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)中NETs水平,酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测BALF中转化生长因子β1 (transforming growth factor-β1,TGF-β1)与炎症因子白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平,HE染色和Masson染色观察肺组织的病理学变化,Western Blot检测肺组织中NETs特异性组分瓜氨酸化组蛋白3(citrullinated-histone3,Cit-H3)表达。结果:SiO_2干预28天后,与PBS组相比,二氧化硅+PBS组小鼠肺组织炎症损伤加重,BALF中促炎介质IL-1β、IL-6、TNF-α水平上升;肺组织发生纤维化,大量硅结节形成;肺组织中Cit-H3蛋白表达量增加,BALF中NETs水平显著升高。予以NETs抑制剂DNase Ⅰ进行干预后,肺组织NETs水平显著下降,二氧化硅诱导的肺部炎症损伤、纤维化显著减轻。结论:NETs水平升高可能介导了二氧化硅诱导的小鼠矽肺模型肺部炎症损伤与纤维化。     

铜绿假单胞菌对镉胁迫苗期水稻根系活力及叶片生理特性的影响

为揭示耐镉铜绿假单胞菌缓解镉胁迫水稻的生理效应,以无镉处理为对照,通过添加菌液、空载体、菌剂及20μmol·L^-1 Cd进行水培试验,分析了菌株对苗期水稻根系活力及叶片生理特性的影响.结果表明:镉胁迫显著抑制了水稻的根系活力,降低了叶片光合效率、抗氧化酶活性及可溶性蛋白、类黄酮与总酚含量,提高了叶片丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O2-)含量.与镉处理相比,添加菌液、菌剂处理的水稻根系活力分别提高了36.1%~42.5%、49.4%~53.0%;叶片净光合速率提高了118.5%~147.1%、137.6%~156.9%;可溶性蛋白含量提高了37.0%~49.3%、37.7%~72.6%.菌剂处理的水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别比Cd处理提高了36.9%~42.6%、82.7%~92.6%、43.3%~52.2%,菌液处理的SOD、POD、CAT则分别比Cd处理提高了25.8%~36.6%、40.9%~55.9%、24.0%~29.2%,菌剂对水稻叶片抗氧化酶的促进效应显著高于菌液;菌剂、菌液处理的水稻叶片MDA含量分别比Cd处理降低了44.8%~54.7%、29.4%~41.9%;O2-含量减少了9.9%~10.2%、3.0%~7.1%;菌剂处理后类黄酮、总酚含量分别比Cd处理提高了125.4%~135.7%、100.8%~119.4%;菌液处理后则分别提高了139.4%~146.7%、115.0%~134.7%.可见,铜绿假单胞菌及其菌剂通过提高苗期水稻根系活力、光合作用促进了苗期水稻的生长.铜绿假单胞菌通过增强水稻抗氧化酶活性、提高类黄酮和总酚等抗氧化物质含量,表现出显著的缓解镉胁迫效应.     

地衣芽胞杆菌BL63516对抗生素诱导的 菌群紊乱小鼠肠黏膜屏障功能的影响

目的探索地衣芽胞杆菌BL63516对肠道菌群和肠黏膜屏障功能调节的效果和可能机制,为临床疾病的治疗提供新思路。方法采用健康清洁级雄性BALB/C小鼠30只构建动物模型,将小鼠分为3组(每组10只),分别为对照组(CON组)、头孢曲松钠灌胃组(CS组)和地衣芽胞杆菌BL63516治疗组(BL组),除CON组外其余两组小鼠给予300 mg/mL头孢曲松钠0.2 mL,2次/d灌服8 d,短期大量服用抗生素以建立肠道菌群紊乱模型。第9天起BL组小鼠给予地衣芽胞杆菌干预连续8 d。第17天摘眼球处死小鼠,取血、结肠、粪便样本。ELISA方法检测小鼠血清及肝脏组织中的细胞因子及LPS水平。PCR-变性梯度凝胶电泳方法及16S rRNA高通量测序测定小鼠肠道菌群结构。结果地衣芽胞杆菌干预后小鼠血清LPS水平较模型组显著降低,屏障功能改善。且地衣芽胞杆菌治疗后BL组小鼠肠道菌群丰富度和多样性显著升高,菌群结构有所改变。结论实验结果提示地衣芽胞杆菌BL63516可以有效改善抗生素所致的肠道菌群失调,对肠屏障功能有一定调节作用。     

芽胞杆菌浸种对水稻内生细菌群落结构的影响

水稻内生细菌群落是反映植株内环境是否健康稳定的重要生物学指标,芽胞杆菌是防治水稻病害的重要生防微生物。为揭示芽胞杆菌浸种处理对水稻内生细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq测序的方法对水稻内生细菌的16S rRNA基因进行测序,剖析了芽胞杆菌浸种处理对不同水稻组织内生细菌的微生态调控作用。结果表明,3种芽胞杆菌浸种处理可以提高水稻根和茎部内生细菌群落的丰富度和均匀度,降低叶部内生细菌群落的丰富度和均匀度,显著增加根部内生细菌群落多样性。变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是水稻根部和茎部共有优势菌门,厚壁菌门和芽胞杆菌属(Bacillus)是叶部共有优势菌门和属。芽胞杆菌浸种处理显著提高了叶部内生厚壁菌门和芽胞杆菌属的相对丰度,增加了根系和茎部组织内生细菌的分类单元OTU(Operational Taxonomic Units)数量,对叶部组织影响不明显;降低了茎部和叶部中参与各种代谢通路的内生细菌丰度,显著增加了根部参与代谢通路的内生细菌丰度。因此,3种芽胞杆菌浸种处理可以显著改变水稻根部、茎部和叶部内生细菌群落结构,改善水稻生长的微生态环境。     

细胞穿膜肽研究应用的新进展

细胞穿膜肽(Cell-penetrating peptides,CPPs)是一类能够穿过细胞膜或组织屏障的短肽。CPPs可通过内吞和直接穿透等机制运载蛋白质、RNA、DNA等生物大分子进入细胞内发挥其效应功能。相比于其他非天然的化学分子,CPPs具有生物相容性佳、对细胞造成的毒性小、完成入胞转运后可降解、并能与生物活性蛋白直接融合重组表达等优点,因此成为以胞内分子为靶标的药物递送技术发展的重要工具,并在生物医学研究领域具有良好的应用前景。文中针对CPPs的分类特点、入胞转运机制及其治疗应用的新近研究进展进行综述和讨论。     

地衣芽胞杆菌FLP/FRT基因编辑系统的构建及验证

地衣芽胞杆菌有效的基因编辑工具有限,为了拓展和丰富其基因编辑手段,在地衣芽胞杆菌中构建一个抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因编辑系统,并通过敲除α-淀粉酶基因amyL、蛋白酶基因aprE及敲入外源透明颤菌血红蛋白基因vgb对该系统进行初步验证。首先以温敏质粒pNZT1为载体分别构建amyL和aprE基因敲除质粒pNZTT-AFKF和pNZTT-EFKF,两个敲除质粒各自包含针对目标基因的同源臂、抗性基因及同向的FRT位点;将敲除质粒转化地衣芽胞杆菌并经过两次同源交换过程实现目标基因的敲除;最后导入一个FLP重组酶表达质粒通过FLP/FRT系统的重组作用介导抗性基因的回收。为进一步验证本系统的实用性及编辑效率,构建了包含透明颤菌血红蛋白编码基因vgb表达盒及基因组丙酮酸甲酸裂解酶编码基因pflB敲除盒的重组质粒pNZTK-PFTF-vgb,并以此进行外源基因vgb在基因组上的定向敲入。结果显示,成功敲除amyL及aprE并回收了抗性标记卡那霉素基因,敲除后淀粉酶活和蛋白酶活分别减少95.3%和80.4%;vgb基因成功整合入基因组pflB位点并回收了抗性标记四环素基因,并利用荧光定量PCR技术检测到vgb的整合表达。文中首次建立了一个适用于地衣芽胞杆菌的、抗性标记可重复使用的FLP/FRT基因编辑系统,并进行了基因敲除及基因敲入验证,为地衣芽胞杆菌遗传改造提供了良好的方法参考。     

凝结芽胞杆菌BC01对白羽肉鸡生产性能、免疫器官指数及肠道大肠埃希菌的影响

为研究在饲料中添加凝结芽胞杆菌BC01对白羽肉鸡生产性能、免疫器官指数及肠道大肠埃希菌的影响,将240只白羽肉鸡随机分为4组,试验组1、试验组2、试验组3在饲料中添加凝结芽胞杆菌BC01的终浓度分别为1×10~8、2×10~8、3×10~8 cfu/kg,对照组日粮中不添加任何微生态制剂,饲养6周。结果显示,日粮中添加凝结芽胞杆菌BC01可显著提高肉鸡平均日增重(P0.05),显著降低料重比(P0.05),降低死淘率(P0.05),胸腺指数、法氏囊指数均显著高于对照组(P0.05),降低肠道中的大肠埃希菌数量。结果表明,日粮中添加凝结芽胞杆菌BC01,对肉鸡的生长性能有一定的促进作用,提高饲料转化率,提升肉鸡的免疫力,提高肉鸡饲养的经济价值。凝结芽胞杆菌BC01的最佳添加浓度为每公斤饲料添加2×10~8 cfu/kg。     

明党参内生菌的分离鉴定及其对金黄色葡萄球菌的抑制作用

研究郑州市栽培明党参内生菌资源状况,筛选出对金黄色葡萄球菌具有拮抗作用的内生菌。采用平板培养法从明党参中分离内生细菌,通过混菌法和牛津杯双层平板扩散法筛选出对金黄色葡萄球菌具有明显抑制作用的菌株,并通过培养特征、形态特征、生化特征、全自动微生物质谱检测、16S rDNA基因序列分析和系统进化树分析对菌株进行了分类学鉴定。在明党参中共分离到29株内生细菌,通过初筛和复筛后,筛选出对金黄色葡萄球菌具有明显抑制作用的4株菌株NMY1、NMJ10、NMG10、PMG3,其中NMJ10对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达20.3 mm,经鉴定菌株NMJ10和菌株PMG3为芽胞杆菌属新菌种(Bacillus spp.),菌株NMY1为枯草芽胞杆菌(B.subtilis),菌株NMG10为假蕈状芽胞杆菌(B.pseudomycoides)。明党参内生菌具有多样性,其中芽胞杆菌属为优势菌株,有拮抗金黄色葡萄球菌活性高的菌株存在,其代谢产物对金黄色葡萄球菌有较高抑制作用,为抗菌药源成分的开发提供了新的来源。