电子圆二色谱技术在微生物次级代谢产物结构研究中的应用研究进展

微生物次级代谢产物的化学结构十分复杂,对其绝对构型的确定十分困难。近年来,电子圆二色谱(electronic circular dichroism,ECD)由于其用量少、精度高等优点,在测定绝对构型方面的应用越来越多,已经成为研究微生物次级代谢产物结构的重要方法。本文就电子圆二色谱在微生物次级代谢产物结构研究中的应用进行综述,以期为今后的研究奠定基础。     

c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781在抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用

【背景】抗菌肽Merecidin可抑制临床菌株铜绿假单胞菌PA03生物被膜。PA4781基因是课题组通过生物信息学分析筛选出的差异表达基因,PA4781作为细菌第二信使分子环二鸟苷酸(cyclic diguanylate,c-di-GMP)的磷酸二酯酶具有降解c-di-GMP的作用,其在抗菌肽Merecidin抑制生物被膜中的作用机制尚不清楚。【目的】研究细菌第二信使分子c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781基因在抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用。【方法】利用单碱基突变技术敲除PA4781基因,Sanger测序方法检测敲除的正确性。采用结晶紫染色法观察PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株24 h生物被膜生长情况,以及在抗菌肽Merecidin 24、48、72μmol/L作用下各菌株生物被膜的生长情况。采用对羟基联苯溶液显色法检测在抗菌肽Merecidin 48、72μmol/L作用下,PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜藻酸盐的变化情况。【结果】Sanger测序结果显示,用pnCasPABEC系统成功实现了靶点位置的单碱基突变,提前终止了PA4781的转录;结晶紫染色结果显示,培养24h时,在24μmol/L抗菌肽Merecidin作用下PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜形成情况无显著性差异(P0.05),在抗菌肽Merecidin 48、72μmol/L处理下,过表达株与正常株和敲除株有显著性差异(P0.05),生物被膜明显减少,敲除株生物被膜厚度高于PA03组(P0.05)。随着抗菌肽Merecidin浓度升高各组藻酸盐含量下降,其中过表达菌株在抗菌肽Merecidin作用下藻酸盐生成量抑制率最高,可达65%。【结论】抗菌肽Merecidin能够促进细菌第二信使分子磷酸二酯酶PA4781的表达,为抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜的作用机制可能通过细菌第二信使分子这一信号途径提供新的研究思路。     

植物病媒昆虫的翅型分化

翅多型现象是昆虫非遗传多型性的一种表现,包括不具飞行能力的短翅型或无翅型,以及可以进行长距离迁飞的长翅型或有翅型。翅多型现象常发生在可以携带病原并将其传播给植物宿主的媒介昆虫中,对植物病害的时空分布与暴发有重要影响。本文从翅型分化的遗传规律、诱导因素、分子机制和伴随翅型分化的其他生理表现4个方面,对植物病原主要传播媒介蚜虫和飞虱的翅型分化研究进行综述和梳理。昆虫翅型分化的诱导因素主要包括温度、湿度和光周期等非生物因素以及虫口密度、宿主营养、病毒等生物因素;而其内在的分子机制大多是通过胰岛素/胰岛素样生长因子信号(IIS)通路、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun NH 2-terminal kinase,JNK)信号通路、Wingless和嗅觉受体SaveOrco等调控。翅型分化的同时伴随着生理状态的变化,表现为短翅型具有更强的繁殖能力和长翅型含有更丰富的飞行肌结构成分。目前,昆虫翅型分化的研究尚不够完善,有许多需要解答的问题,如找到胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路中真正发挥功能的靶基因,JNK如何调控翅型分化以及虫媒病毒影响媒介昆虫翅型的分子机理。本综述可为控制虫媒病原的传播以及其他昆虫翅多型的研究提供参考。     

不同大豆品种上红绿两种色型豌豆蚜的种群参数

【目的】探讨不同大豆品种对红绿两种色型豌豆蚜Acyrthosiphon pisum种群参数的影响,为大豆品种的抗蚜性评价及豌豆蚜的预测预报与综合防治提供试验依据。【方法】在光周期10L∶14D、温度23±1℃,相对湿度60%±10%,光照强度212μmol/m~2·s的人工气候箱中,观察和分析4个大豆品种(汾豆牧绿2号、南夏豆25、南黑豆20和南豆5号)叶片上红绿两种色型豌豆蚜的成虫寿命、繁殖和种群生命表参数。【结果】在大豆品种汾豆牧绿2号上,红绿两种色型豌豆蚜成虫寿命均最短,繁殖力均最弱,且红色型豌豆蚜成虫寿命比绿色型长1.07 d,内禀增长率是绿色型豌豆蚜的29.93倍;在南夏豆25上,红色型豌豆蚜成虫寿命比绿色型长2.46 d,内禀增长率是绿色型豌豆蚜的5.86倍;在南黑豆20上,红色型豌豆蚜成虫寿命比绿色型长2.47 d,内禀增长率是绿色型豌豆蚜的1.54倍;在南豆5号上,红色型豌豆蚜成虫寿命比绿色型短0.02 d,内禀增长率是绿色型豌豆蚜的1.41倍。【结论】不同大豆品种对红色和绿色型豌豆蚜种群参数的影响不同,且两种色型豌豆蚜对不同大豆品种适应性反应也不相同。     

二点委夜蛾非典型嗅觉受体AlepOrco的基因克隆、原核表达及多克隆抗体制备

【目的】非典型嗅觉受体(olfactory receptor co-receptor, Orco)与典型嗅觉受体共同形成离子通道,在昆虫嗅觉识别中具有至关重要的作用。本研究旨在克隆和表达二点委夜蛾Athetis lepigone Orco基因,明确其分子特性,为进一步研究该基因在二点委夜蛾中的功能奠定基础。【方法】将二点委夜蛾雌雄成虫触角转录组数据建立本地数据库,通过生物信息学分析获得二点委夜蛾Orco同源基因AlepOrco;利用RT-PCR方法克隆二点委夜蛾AlepOrco基因全长,并在pGEX-6P-1/BL21(DE3)系统中进行了该基因开放阅读框(ORF)的原核表达,制备多克隆抗体,用Western blot检测抗体特异性;利用qPCR技术检测该基因在二点委夜蛾雌雄成虫不同组织(喙、触角、去除触角和喙的头、胸、腹、足和翅)中的表达谱。【结果】获得了二点委夜蛾AlepOrco的cDNA(GenBank登录号:MN583125)全长序列,开放阅读框长1 422 bp,编码473个氨基酸,序列中有7个跨膜结构区,预测等电点为8.59,分子量为53.40 kD。SDS-PAGE和Western blot分析结果表明AlepOrco能够在大肠杆菌Escherichia coli中高效表达。利用制备的多克隆抗体对二点委夜蛾AlepOrco进行Western blot检测,其能够特异识别成虫触角中AlepOrco蛋白。qPCR结果表明,AlepOrco在二点委夜蛾雌雄成虫不同组织间具有相似的表达模式,都是在触角中的相对表达量最大,在翅中的表达量最小。【结论】克隆并原核表达了二点委夜蛾非典型嗅觉受体基因AlepOrco,制备的多克隆抗体能够特异识别二点委夜蛾成虫触角中的AlepOrco。结果为深入了解二点委夜蛾AlepOrco基因的结构和功能奠定了基础。     

弱硅化腕足类化石酸处理方法的改进

本文介绍了一种获取灰岩中弱硅化腕足类化石的酸处理方法。以四川省布拖县浪珠乡万吨山剖面上奥陶统铁足菲克组近顶部的生屑灰岩为实验对象, 通过准备样品、悬吊样品、配酸解液、酸解样品等实验流程, 配合遮盖液(如二乙酸纤维素丙酮溶液)的使用, 可获得保存精美的、弱硅化的腕足类实体化石, 且该化石保存有主突起、铰齿和匙形台等重要的细小结构。相较于传统方法, 该方法可获取硅化程度更低的壳相化石。该方法为灰岩中其他多门类弱硅化保存的化石之酸解分析提供了新思路和参考。     

二色补血草的耐盐性研究

通过NaCl胁迫发芽试验、盆栽浇灌NaCl盐水试验、不同含盐量土壤的种植试验,研究二色补血草(Limonium bicolor)3个时期的耐盐能力。结果表明:高浓度NaCl对二色补血草种子的萌发有明显的抑制作用,种子的发芽率与盐浓度之间呈显著的负相关,种子萌发时盐胁迫的适宜值、临界值、极限值分别是0.49%、1.30%、2.11%;盆栽试验结果表明,二色补血草在2.0%以下的NaCl盐水胁迫下没有表现明显的盐害症状,只表现高浓度NaCl胁迫下,生长量低于低浓度处理的,当处理浓度达到2.4%时,多数植株濒临死亡;不同含盐量土壤的种植试验结果表明,在自然条件下,二色补血草成株耐盐临界值为1.7%~1.8%。试验结果说明二色补血草具有较强的耐盐能力,适合在滩涂盐碱地推广种植。     

二色补血草的耐盐性研究

通过NaCl胁迫发芽试验、盆栽浇灌NaCl盐水试验、不同含盐量土壤的种植试验,研究二色补血草（Limoniumbicolor）3个时期的耐盐能力。结果表明：高浓度NaCl对二色补血草种子的萌发有明显的抑制作用,种子的发芽率与盐浓度之间呈显著的负相关,种子萌发时盐胁迫的适宜值、临界值、极限值分别是0.49%、1.30%、2.11%;盆栽试验结果表明,二色补血草在2.0%以下的NaCl盐水胁迫下没有表现明显的盐害症状,只表现高浓度NaCl胁迫下,生长量低于低浓度处理的,当处理浓度达到2.4%时,多数植株濒临死亡;不同含盐量土壤的种植试验结果表明,在自然条件下,二色补血草成株耐盐临界值为1.7%～1.8%。试验结果说明二色补血草具有较强的耐盐能力,适合在滩涂盐碱地推广种植。     

两种绣线菊低温锻炼与脱锻炼处理对蛋白质表达的影响

通过2维双向电泳法,研究抗寒能力与光合能力不同的金山绣线菊与华北绣线菊,低温锻炼处理对蛋白质表达所产生的影响。结果表明,低温锻炼处理对2种绣线菊蛋白质表达的影响显著不同,在低温锻炼与脱锻炼处理中,金山绣线菊产生低温诱导特异蛋白,华北绣线菊没有低温诱导特异蛋白表达;蛋白质双向电泳图谱分析表明,华北绣线菊与金山绣线菊经过低温锻炼后发生蛋白质差异表达,经质谱鉴定其中的3种显著差异表达的蛋白质分别为2种未知新蛋白,2种未知蛋白的部分氨基酸序列分别为VSHLAGFSSNNPK、LKADKPTLLSEAK;DPNDHPNPFTVK、DGNGFFLYLLDPDSSK、NGDGMFLYLLDGLESK,另一种差异蛋白为抗坏血酸过氧化物酶;低温锻炼处理使绣线菊中与光合作用密切相关的蛋白质抗坏血酸过氧化物酶发生了显著的变化。     

盐胁迫对二色补血草种子萌发的影响

以二色补血草(Limonium bicolor)种子为试验材料,用不同浓度的NaCl、Na2SO4及二者质量比为1:1的混合盐在其种子萌发过程中进行胁迫,调查盐胁迫对种子萌发的影响,并测定萌发过程中种子蛋白质含量、淀粉酶活力及还原糖和总糖含量的变化.结果表明:盐胁迫使二色补血草种子的发芽势、发芽指数和发芽率明显降低,而且随着盐浓度的增鲻加,抑制作用增强;3种盐对种子萌发的抑制作用强度依次为NaCl>混合盐>Na2SO4;二色补血草种子耐盐适宜范围为Na2SO4 1.2%、混合盐0.8%、NaCl 0.5%,耐盐半致死浓度为Na2SO4 2.1%、混合盐1.4%、NaCl 1.1%,耐盐极限浓度为Na2SO4 3.5%、混合盐2.4%、NaCl 2.0%.盐处理后不萌发的种子转入蒸馏水后重新萌发的试验结果表明,盐分胁迫主要是通过渗透效应,抑制种子中蛋白质和总糖的分解,进而延缓或抑制了种子的萌发.