磷对霍山石斛类原球茎悬浮培养细胞生长和多糖合成的影响

在确定了最适接种量和外植体细胞生理时间的基础上,研究了在不同起始磷浓度下,霍山石斛类原球茎生长、碳、氮消耗和多糖积累的动力学特性。以生长30d的类原球茎为材料,在接种量为100g/L时,类原球茎生长的最佳起始磷浓度为2.5mmol/L,培养36d时,类原球茎鲜重达496.5g/L。动力学分析表明,磷是霍山石斛类原球茎生长的限制性因素,胞内磷的积累水平与细胞生长具有相关性,2.5mmol/L的磷酸盐有利于碳、氮等营养物质的吸收;而多糖积累的最佳起始磷浓度为0.312mmol/L,培养36d时,其产量为2.22g/L。     

棉铃虫取食转Bt棉后蛹的抗寒力测定

在棉铃虫HelicoverpaarmigeraH櫣bner人工饲料中分别添加转Bt基因棉叶粉和常规棉叶粉饲喂幼虫,经滞育诱导后,发现2个处理间棉铃虫蛹的滞育率相似,2个处理间滞育蛹的自由水和结合水含量没有差异;但取食含Bt棉叶粉人工饲料的棉铃虫滞育蛹的过冷却点和结冰点显著高于对照组,蛹重及与抗寒性有关的脂肪和糖原含量均显著低于对照组。     

霍山石斛类原球茎二步法培养细胞生长和多糖合成的动力学研究

磷是调控类原球茎细胞生长和多糖积累的有效因素。为了获得较高的多糖产量,根据霍山石斛类原球茎生长和多糖积累的动力学特性,提出了二步培养方式,采用了补料策略,研究了其培养过程的动力学特性,并建立了相关模型。结果表明,采用二步法培养,生物量从28·7gDW/L提高到44·2gDW/L,多糖产量从1·86g/L提高到5·22g/L,多糖含量从6·4%提高到11·9%。建立的模型基本反映了类原球茎生长和多糖积累的动力学机制。     

浅斑近微蛛体形大小对交配行为的影响

理论和实验表明体形大小是许多动物择偶的重要信号。体形大小与产卵大小、最终产卵数量、后代适合度等都有着密切的关系,因此动物利用体形大小为信号来择偶可以获得高的生殖利益。目前研究交配行为和体形大小的关系的文献较少,特别在微蛛亚科。本文以浅斑近微蛛为实验材料,在室内研究了体形大小对交配行为的影响。测量了体重,体长,头胸甲与腹部的长和宽,以头胸甲的面积(头胸甲的长与宽的乘积)为变量来表示体形大小。以雄蛛的行为为依据,将其交配行为划分为4个时期:潜伏期、求偶期、插入期和纳精期,并记录了各个时期的持续时间。通过分析,发现了一种微蛛新的交配模式,即可将浅斑近微蛛的插入期分为三个阶段:首先是大约25min长插入期,接着是一个大约15min的中度插入期,最后是一个大约5min的短插入期。结果表明,在本试验条件下,浅斑近微蛛的体形大小对其交配行为的潜伏期、求偶期、插入期和纳精期的持续时间都没有影响,对插入期的3个阶段的长短也没有影响。     

工业蛋白质理性设计与应用

作为合成生物学与绿色生物制造等领域的底层核心技术,蛋白理性设计可有效解决天然功能元件性能不足等共性挑战,创制高性能人工酶元件。值此天津工业生物研究所(Tianjin Institute of Industrial Biotechnology, TIB)创立10周年之际,文中回顾了研究所在工业蛋白理性设计领域的系列重要工作进展。从酶设计方法学研究、新酶反应设计到生物催化应用等方面进行了分析讨论,并展望了本领域未来发展方向。望借此搭建学术界和产业界与酶理性设计的桥梁,促进新技术、新策略的开发应用,加速融合人工酶的基础研究与产业应用,推动我国生物制造领域的科技创新升级。     

藏羚Y染色体雄性特异区遗传多样性

Genetic diversity is an important indicator of population health, especially for assessing population recovery of endangered species. To characterize the genetic diversity of Tibetan antelope(Pantholops hodgsonii) populations, we used muscle and placental tissues from accidentally killed Tibetan antelopes in Qinghai and Xinjiang and screened 11 Tibetan antelope Y-SNP-specific loci from 30 published polymorphic Y-SNP loci in bovids, of which AMELY3 (g.723 C > T) and SRYOY1 (g.167 G > A) 2 pairs of primers were polymorphic. Based on the AMELY3 locus, the haplotype diversity of Tibetan antelope Y chromosome was 0.048 ± 0.045 and the nucleotide polymorphism was 0.00006 ± 0.00005. According to the SRYOY1 locus, Tibetan antelope was divided into two haplotypes, of which H1 (g.167 G) was the dominant haplotype. Maximum likelihood tree suggests that Tibetan antelope might have two paternal origins. The haplotype diversity of Tibetan antelope Y chromosome was 0.439 ± 0.050 and the nucleotide polymorphism was 0.0008 ± 0.0004. The genetic differentiation index showed that the F_ST value between the male population of Tibetan antelope in Qinghai and Xinjiang was 0.6846 ± 0.0389, suggesting a strong population genetic differentiation. Therefore, integrated conservation across regions and research on sex chromosomes need more attention in the future conservation of Tibetan antelope.     

毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子特征和系统发育比较

为研究和比较毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子使用模式和系统进化关系,以完成测序的毛茛科33种植物、芍药科7种植物叶绿体基因组为材料,采用分析软件CodonW在线软件CUSP和R软件对叶绿体基因进行密码子特征分析。用MAFFT 软件,MEGA软件进行系统发育分析。研究结果表明芍药科植物叶绿体基因组和毛茛科植物（耧斗菜属除外）叶绿体基因组高频密码子一致性高,具有29个高频密码子,基本偏向与于A/U结尾,但最优密码子存在差异。毛茛科和芍药科叶绿体基因组密码子偏好性的形成因素主要受自然选择的影响,且芍药科叶绿体基因组密码子偏好性受自然选择的影响大于毛茛科。基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系表明,芍药科基于叶绿体基因组全序列和基于叶绿体基因组CDS序列的系统进化关系虽然部分不同,但都可以被划分为芍药组和牡丹组。毛茛科基于叶绿体基因组的系统进化关系不符合中国植物志分类关系,但支持把毛茛科划分为4亚科14族。系统进化分析结果也支持芍药科独立于毛茛科和毛茛目,被划分到虎耳草目,同时证明了叶绿体基因组作为超级DNA条形码的可行性。     

光氧环境对紫色硫细菌YL28去除无机三态氮的影响

【背景】光和氧是制约光合细菌生长代谢进而影响其除氮效果的重要因素。不产氧光合细菌紫色硫细菌——海洋着色菌(Marichromatium gracile) YL28能以亚硝氮为唯一氮源进行光合生长,对高浓度无机三态氮具有良好去除能力。【目的】阐明YL28菌株除氮效率与光氧环境的交互联系,获得其生物除氮的最适光氧条件。【方法】以高浓度无机三态氮共存海水水体为研究体系,在有光/无光条件下考查装样量(表征体系溶氧状态)对YL28菌株生物除氮活性的影响,并通过响应面分析法对装样量、光照强度和光周期3个主要因素进行优化。【结果】光照且氧浓度较低时(80%装样量),YL28具有最佳生长和无机三态氮去除能力;装样量在10%-100%时,菌体生物量(OD_(660))在0.938-2.719之间,当氨氮、亚硝氮和硝氮分别为7.16、5.67和4.83mmol/L时,其去除率分别在71.44%-89.09%、99.22%-99.83%和91.60%-97.33%。黑暗条件下,装样量在20%-100%时,氨氮、亚硝氮和硝氮去除率分别在48.07%-64.27%、73.51%-86.42%和42.57%-46.34%,但菌体生物量(OD_(660)为0.615-0.903)明显降低。通过响应面优化,当装样量、光照强度和光周期分别为80.0%(溶氧量约为0.32 mg/L)、2 800 lx和24L:0D时,细胞生长和氨氮去除活性达到最佳状态,分别比优化前提高了21.28%和14.11%。在实际应用中,选取72%-89%装样量(溶氧量约为0.26-0.63mg/L)、2240-3460lx光照强度和21L:3D-24L:0D光周期,细胞活性可达95%以上。【结论】80%装样量有助于促进菌体光照生长和除氮;在黑暗有氧和无氧环境下,YL28菌株也具有较好除氮活性,这为不产氧光合细菌在生物反应器中高效去除无机三态氮的应用提供了有价值的参考数据。     

基因重组大肠杆菌表达血红素加氧酶-1及培养条件优化

【背景】血红素加氧酶-1 (HO-1)具有抗氧化应激、抗凋亡和抗纤维化等多种生理效应,有望成为一种新型药物应用于临床疾病的治疗。【目的】构建表达HO-1的基因重组大肠杆菌(Escherichiacoli),并优化其表达培养条件,实现HO-1高产率的表达。【方法】PCR法克隆集胞藻(Synechocystissp.)PCC6803的HO-1基因(ho1),构建重组质粒pET-28a-ho1,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,单因素实验优化表达培养基的种类、诱导剂添加时间、诱导培养时间、诱导剂浓度和诱导培养温度。【结果】构建了表达HO-1的基因重组大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a-ho1菌株,用甘油(GY)培养基培养至菌体浓度OD_(600)约为0.8时,加入终浓度为0.1 mmol/L的IPTG诱导,30°C诱导培养6 h,HO-1的表达量最高,Ni-NTA柱分离纯化得到的HO-1收率占细胞总蛋白的10.9%。【结论】获得了可溶性表达HO-1的基因重组大肠杆菌及其较佳的培养条件,为进一步研究集胞藻来源的HO-1的酶学性质和应用奠定了基础。