代谢工程改造L-半胱氨酸供给模块促地衣芽胞杆菌 高效合成杆菌肽

杆菌肽是一种主要由芽胞杆菌产生的广谱性抗生素,目前作为兽药广泛应用于畜禽养殖领域。前体氨基酸供应不足可能是限制微生物发酵高产杆菌肽的重要因素。文中以杆菌肽工业生产菌株——地衣芽胞杆菌Bacillus licheniformis DW2为出发菌株,研究l-半胱氨酸供给模块强化对杆菌肽合成的影响。首先,构建了l-半胱氨酸合成酶基因cysK强化表达菌株,杆菌肽效价相比于对照菌株提高了9.47%。接着,为提高l-半胱氨酸合成前体供给,对l-丝氨酸乙酰转移酶基因cysE和硫代硫酸盐/硫酸盐胞内转运蛋白基因cysP进行强化,杆菌肽产量分别提高了7.23%和8.52%。随后,结果表明转运蛋白TcyP负责从胞外向胞内转运胱氨酸,强化表达TcyP后胞内l-半胱氨酸浓度和杆菌肽效价分别提高了29.19%和7.79%。通过组合代谢工程育种,在整合表达了基因cysK基础上,利用强启动子PbacA分别替换基因cysP、cysE和tcyP原始启动子,得到工程菌株CYS4 (DW2::cysK-PbacA(cysP)- PbacA(cysE)-PbacA(tcyP)),杆菌肽效价达到910.02 U/mL,相比于出发菌株DW2 (747.71 U/mL) 提高了21.10%。最后,通过3 L发酵罐小试实验,进一步证实了强化l-半胱氨酸有利于杆菌肽合成。研究表明,强化胞内l-半胱氨酸供给水平是提高地衣芽胞杆菌中杆菌肽产量的有效策略,为杆菌肽工业生产提供了一株具有良好应用前景的菌株。     

芽胞形成相关基因缺失对解淀粉芽胞杆菌生物量及胞外酶表达的影响

解淀粉芽胞杆菌作为公认的安全生产宿主菌(GRAS),在高效表达异源蛋白方面具有巨大的发展潜力和应用前景。本研究以解淀粉芽胞杆菌TCCC111018为出发菌株,通过敲除芽胞形成相关基因(spo0A,sigF和sigE),构建了一系列突变菌株(BAΔspo0A,BAΔsigF,BAΔsigE),并对突变株生物量和胞外酶表达量进行分析比较。结果表明,与出发菌株BAΔupp相比,菌株BAΔspo0A的生物量及胞外酶表达量显著降低,BAΔsigE无明显变化,而菌株BAΔsigF的生产性能有显著提升,菌体生长的稳定期延长约6 h,产酶时间提前,耐酸性α-淀粉酶与碱性蛋白酶酶活分别提高了25.2%和21.3%,该菌株的成功构建为工业酶生产宿主提供了新的选择,也为异源酶的高效生产提出了一种新的策略。     

基于水稻染色体片段代换系的耐盐发芽QTL分析

为了检测水稻种子的耐盐相关数量性状位点,也为耐盐遗传机理的研究提供理论基础,本实验以Koshihikari(受体)和Nona Bokra(供体)为亲本构建的全基因组单片段代换系(154个)作为研究群体,采用培养皿培养,在水稻种子的萌发期进行浓度为1％的盐胁迫,以种子的发芽情况为指标,统计发芽率数据,利用分子标记技术,定位分析水稻种子发芽率耐盐相关性状的QTL.结果显示:共检测到两个盐胁迫发芽相关QTL(qST9-1和qST11-1),其中,qST9-1定位于水稻9号染色体上M9-15引物附近,贡献率为6.94％;qST11-1定位于水稻11号染色体上M11-386引物附近,贡献率为6.86％.初步定位到两个水稻萌发期耐盐性QTL,该结果为进一步进行耐盐基因的精细定位、克隆及功能研究奠定基础,对挖掘耐盐水稻在盐渍化耕地的利用潜力,培育耐盐水稻品种以及耐盐遗传机理的研究具有重要意义.     

土地类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae)NK3-4 EsxA结构与系统发育分析

前期研究在植物根际促生菌土地类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae )NK3-4中发现一个EsxA编码基因,为明确该基因编码的蛋白的性质、结构及系统发生关系,对该基因进行了生物信息学分析。分析表明,该EsxA含有91个氨基酸,分子质量10 276.53 Da,理论pI 5.29,分子式为C₄₄₅H₇₁₁N₁₂₅O₁₄₆S₄,弱酸性,亲水,具有WEG保守基序,属于WXG超级家族成员;建模预测表明,自然状态下EsxA 形成不对称的同源二聚体,其中每个亚基都由一个β折叠连接两个α螺旋组成,两个α螺旋反向平行排列;二聚体中两个亚基的肽链呈反向排列,所有N末端和C末端均暴露在外,形成棒状表面形态,其中一个亚基的N端的不规则卷曲形成与棒状二聚体垂直的短柱形凸起;系统发育分析显示,EsxA在种内及种间进化关系虽是不保守的,但类芽胞杆菌源的EsxA与病原细菌的EsxA同源性较低,暗示类芽胞杆菌源EsxA可能与病原微生物的EsxA具有截然不同的功能。结果为包括NK3-4菌株在内的类芽胞杆菌属EsxA外源分泌表达条件,活性保持及功能的深入研究提供了理论依据。     

基于UPLC-QTOF-MS技术分析多脂鳞伞特征性成分及体外抗肿瘤作用

多脂鳞伞是一种较为珍贵的药食用真菌。对其化学成分及体外抗肿瘤作用进行了研究。通过UPLC-QTOF-MS法、电喷雾离子源（ESI）及负离子全扫描模式测定了人工栽培多脂鳞伞的化学成分组成;体外培养HepG-2、A549、Hela及MCF-7,用不同质量浓度多脂鳞伞乙醇提物处理细胞,应用CCK-8法及流式细胞术进行细胞毒性测试,并应用流式细胞术选择HepG-2细胞系以进一步评估其对HepG-2细胞凋亡分析。结果表明：经UPLC-QTOF-MS分析,从多脂鳞伞子实体分析得到的化学成分与食药用菌成分数据库中的38种成分相吻合,其中棕榈酸与9E,12E-octadecadienoic acid含量最高,甾醇类化合物与多糖类化合物占比较高;多脂鳞伞乙醇提取物对HepG-2细胞毒性最强,其浓度为50μg/mL时凋亡率能够达到(23.71±1.59)%。多脂鳞伞具有多种功能性化学成分,并具有潜在的抗肿瘤应用价值,初步断定其抗肿瘤活性是功能性成分通过诱导细胞凋亡实现的。     

EL转染试剂转染食管鳞癌细胞的条件优化

该文探讨了关于EL转染试剂转染Hsa-miR-6743质粒至食管鳞癌细胞转染效果的影响因素。以食管鳞癌细胞株Eca-109、TE-1和Eca-9706为研究对象,GFP标记的Hsa-miR-6743为报告基因,通过倒置荧光显微镜检测荧光信号优化转染试剂和质粒比值。结果表明,食管鳞癌细胞的种类影响EL转染试剂的转染效果,EL转染试剂在Eca-109细胞株中的转染效果最好,在另外两种细胞中转染效果不佳。在Eca-109细胞株中,转染效果最佳检测时间为转染36 h时,细胞存活情况不受转染试剂影响。EL转染试剂与Hsa-miR-6743质粒最佳转染比例范围为1:4~1:2。EL转染试剂的转染效果受细胞种类、转染试剂与质粒比值以及转染时间的影响。     

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。     

芽胞杆菌治疗幽门螺杆菌感染疗效的Meta分析

目的评价芽胞杆菌(Bacillus)联合根除标准疗法治疗幽门螺杆菌(H.pylori)感染的有效性。方法收集关于芽胞杆菌联合治疗H.pylori感染的随机对照试验(RCT),检索时限为建库至2020年5月;对符合纳入标准的研究进行偏倚风险评价及Meta分析。结果最终纳入14个RCT。Meta分析结果显示芽胞杆菌联合治疗能提高H.pylori根除率(ITT分析:RR=1.13,95%CI:1.08~1.18,P0.001;PP分析:RR=1.13,95%CI:1.09~1.17,P0.001),降低不良反应发生率(RR=0.42,95%CI:0.35~0.50,P0.001)。根据亚组分析结果,芽胞杆菌联合H.pylori两种常规治疗方案[三联疗法(RR=1.22,95%CI:1.10~1.36,P=0.003),铋剂四联疗法(RR=1.11,95%CI:1.07~1.15,P0.001)]以及芽胞杆菌联合H.pylori常规治疗的两种疗程[10 d(RR=1.14,95%CI:1.04~1.24,P=0.006),14 d(RR=1.14,95%CI:1.07~1.21,P0.001)]均提高H.pylori根除率;而亚组分析芽胞杆菌种类中,地衣芽胞杆菌差异有统计学意义(RR=1.14,95%CI:1.10~1.19,P0.001),凝结芽胞杆菌与蜡样芽胞杆菌需扩大样本量进一步统计分析。结论芽胞杆菌联合疗法能有利于提高H.pylori根除率,并降低总不良反应的发生,相对于标准疗法有一定的意义。     

龙珠果茎段离体培养和组培苗耐盐性分析

为建立龙珠果(Passiflora foetida)的快繁再生体系,以实生苗茎段为外植体,研究了植物生长调节剂对丛生芽诱导、壮苗生根的影响,同时对组培苗的耐盐性进行研究。结果表明,MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L培养基有利于诱导丛生芽并促进芽的生长;MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L培养基有利于诱导愈伤组织;1/2 MS+IBA 0.2 mg/L培养基适合小芽壮苗生根。组培苗移栽至泥炭土∶蛭石∶珍珠岩(2∶1∶1)的基质中,成活率可达92.6%,且植株生长良好。0～200 mmol/L NaCl处理的组培苗生长不受影响;超过200 mmol/L NaCl处理,植株出现矮化、叶片萎蔫、变黄等现象。随NaCl浓度升高,叶片的SOD活性逐渐升高,POD、CAT和APX活性则呈先升高后降低的趋势。这为龙珠果的种苗繁育、海滨生态修复提供了技术支持。     

生防菌株HG18基因组信息分析与抗菌功能基因挖掘

贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis）HG18是1株低温生防菌株,能够分泌抗菌物质。为挖掘和利用其抗菌功能基因,服务农业生产,采用二、三代相结合测序技术,对其进行全基因组测序,获得菌株完整基因组序列。基因组全长4 461 844 bp,包含一个染色体和一个质粒,GC含量44.06%,编码4 643个基因,编码基因总长度3 893 994 bp,占基因组87.27%。发现6个几丁质降解相关基因,2个葡聚糖酶基因和1个壳聚糖酶基因,2个脂肽类抗菌物质芬芥素与表面活性素合成基因簇,2个细菌素subtilin和bacillolysin合成基因。研究为提高抗菌物质产量的菌株定向遗传改造以及植物抗病育种提供基因资源。