基于全基因组数据华根霉产真菌毒素分析

【目的】在对中国传统优势浓香型白酒产业中重要功能微生物华根霉菌株CCTCCM201021全基因组测序的基础上,以生物信息学的方法和手段主要针对真菌毒素的合成代谢途径及关键基因进行分析,考察微生物在食品工业应用中的安全性。【方法】应用Illumina平台Solexa测序技术对华根霉进行基因组测序,运用SOAPdenovo组装软件进行拼接,并进行一系列生物信息分析,考察根霉素、小孢根霉素及典型丝状真菌毒素代谢的主要途径及相关基因,包括PKS、NRPS与PKS-NRPS混合代谢途径;萜类化合物代谢和其他代谢途径等,判断华根霉是否具有产真菌毒素的潜在危害性。【结果】测序结果表明华根霉全基因组大小为45.70 Mb左右,GC含量为36.99%。通过基因预测软件分析得到基因17 676个,共注释基因13 243个。通过进化树与同源基因比较分析,与目前基因组测序完成的仅有的3株接合菌基因组相比,序列相似性普遍偏低,与华根霉存在较为显著的差异,但同源基因的相似性在60%左右。代谢分析表明,华根霉中仅存在较少聚酮合成、萜类化合物合成途径代谢基因,存在大量异源物质降解途径基因。【结论】华根霉基本不具备产目前已知的真菌毒素的关键基因或合成能力,可以认为其发酵产品是相对安全的。在酿造过程中,不仅可作为糖化菌,在混菌发酵时,对部分具有抑菌能力的抗生物质具有降解功能,是发酵工业中应用的相对安全的重要生产菌。     

我国不同基因型水痘-带状疱疹病毒流行毒株gE基因序列分析

为进一步了解我国不同地区流行的水痘—带状疱疹病毒(VZV)病毒株的基因型分布和分析代表性病毒株gE基因序列。于2010年12月至2011年6月期间,收集来自北京市、长春市、拉萨市和乌鲁木齐市4个地区水痘和带状疱疹患者的疱疹液拭子和皮肤痂片,共计18份。用单个核苷酸多态性(SNP)谱的方法确定病毒株的基因型。然后采用聚合酶链反应(PCR)方法扩增gE基因的全长片段,并进行测序分析。SNP分析显示18个病毒株的基因型共为4种,其中有7株属于clade2遗传支,1株属于clade3遗传支,4株为clade5遗传支。另有6株病毒兼有不同遗传支的特征,按照目前国际通用的分型方法不能归属于任何明确的遗传支。对不同病毒株gE基因序列分析,除了发现3个国外已有报道的1个同义突变(T660C)和2个反义突变(C119T、C1606A),还发现了3个新的反义突变(C56T、C1109T和C917A)和4个同义突变(C54T、T1075C、T816C和G279A)。首次在我国新疆自治区发现了clade5遗传支的VZV,在长春市还发现了目前尚未能分型的6株病毒。对部分病毒株gE基因序列分析,在gE的e1和c1抗原表位的编码区内中检出1个新型反义突变(C917A),需要进一步研究该突变对该病毒免疫原性和致病性的影响。     

离子对高效液相色谱法分析黄瓜花叶病毒侵染烟草的总RNA水平变化

为研究植物病毒在RNA水平上对寄主植物的基因表达产生的影响,采用离子对高效液相色谱法,对黄瓜花叶病毒侵染烟草造成的总RNA的组成成分变化进行研究。离子对液相色谱法,是近几年才应用于对RNA进行分离、纯化和分析的一种试验技术,具有操作简单、重复性好、所需时间短等优点。选择适宜的离子对试剂,并对选定的离子对试剂正己胺/1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇进行了优化,达到了较好的总RNA分离效果,并观察到健康植株和染病植株分离峰之间的差异,有差异的RNA种类还需进一步试验来验证。为研究植物病毒的致病机制提供一种新的试验方法和途径。     

59卷3期封面

Cover illustration: Firmiana sinomiocenica; Shanwang Basin, Shandong Province, Early Miocene. Courtesy of Wang Zi-xi and Shi Gong-le; Shi Gong-le, the photographer.     

SCARF1 在人THP-1 单核源性巨噬细胞抗烟曲霉菌刺激中的作用

目的:运用干扰腺病毒沉默THP1细胞中SCARF1基因研究其在体外抗烟曲霉中的作用。方法:用灭活的烟曲霉分生孢子(1×105 CFU/m L)于不同时间点处理THP-1细胞,RT-PCR分别检测SCARF1和TNF-αm RNA的表达;将Ad-si RNA-SCARF1转导细胞24 h后给予烟曲霉孢子刺激24 h,通过RT-PCR法检测细胞中TNF-αm RNA表达,Western blot法检测细胞中SCARF1表达以及NF-κB通路相关信号分子的活性。结果:RT-PCR证实烟曲霉孢子刺激能时间依赖性增强THP1细胞中SCARF1和TNF-α表达;Western法证实与Ad-GFP组比较Ad-si RNA-SCARF1组SCARF1的表达量显著降低(P0.05),沉默效率为71%;与Ad-GFP组比较,Ad-GFP+Af组NF-κB亚单位p65的磷酸化水平明显升高(P0.05),在Ad-si RNA-SCARF1+Af组,磷酸化p65的产生明显减少,SCARF1沉默后细胞因子TNF-α的分泌明显减少。结论:烟曲霉孢子刺激能诱导巨噬细胞SCARF1的表达增加,诱导信号分子NF-κB的活化,导致相应的细胞因子分泌增加,从而在巨噬细胞抗烟曲霉中发挥作用。     

调节性T 细胞在发热结缔组织病患者外周血中的表达及临床意义

目的:研究Treg细胞在发热CTD患者外周血表达对结核感染的诊断价值。方法:对103例发热CTD患者进行T-SPOT.TB试验,将39例阳性者设为实验组-1,进行抗结核治疗,将64例阳性者设为实验组-2,另选取40例健康者作为对照组,检测三组外周血CD4+CD25+Treg细胞、Foxp3基因、IL-10、TGF-β的表达。结果:实验组CD4+CD25+Foxp3 Treg细胞占CD4+T比例高于对照组(P0.05),实验组-1治疗前外周血CD4+CD25+Foxp3 Treg细胞占CD4+T比例高于实验组-1治疗后、实验组-2(P0.05);实验组TGF-β表达量低于对照组(P0.05),实验组-1治疗前低于实验组-1治疗后及实验组-2(P0.05);实验组-1治疗前IL-10表达量低于实验组-1治疗后、实验组-2及对照组(P0.05)。结论:CD4+CD25+Foxp3 Treg细胞在发热CTD伴有结核感染患者外周血中的表达升高,其变化可作为结核感染诊断的辅助性指标。     

药物代谢和药物动力学国家自然科学基金项目分析及其基础研 究的发展与展望

通过对2010—2015 年获批的药物代谢和药物动力学（DM/PK）国家自然科学基金项目的分析,总结我国DM/PK 研究取得的 进展,展望其重要研究方向,为DM/PK 学科发展规划的制定提供参考。     

钝顶螺旋藻形态、生长及光合作用对不同波段太阳辐射的响应

为探讨中不同波段的光合有效辐射对钝顶螺旋藻(Arthrospira platensis)形态、生长及光合作用的影响,实验将钝顶螺旋藻D-0083藻液转入带塞的石英管中, 石英管水平置于阳光下并在其上覆盖不同的截止型和带通型滤光片, 以使藻丝接受不同波段的太阳辐射; 并检测其生长、形态与光合活动的变化。结果发现: 所有波段 (320500、395700、510700和610700 nm) 光合有效辐射下的藻丝均螺旋变紧且生物量增加。其中以包含少量紫外辐射A (Ultraviolet-A)的蓝光波段 (320500 nm)和红光波段(600700 nm) 对藻丝形态变化、生长及光合速率的诱发效率较高。在320500、395700、510700和 610700 nm波段上的单位能量光照引起钝顶螺旋藻螺距变化的效率分别为0.070、0.015、0.021、0.045 m/(Wm2)。 波段320500 nm虽然会轻微抑制钝顶螺旋藻D-0083的有效光化学效率(Fv'/Fm')、电子传递速率(ETR)和藻蓝蛋白的荧光发射, 但是却能够有效诱导其藻丝变紧促进生长。此外, 钝顶螺旋藻D-0083的藻丝变紧程度、比生长速率变化与不同波段太阳辐射下藻丝体的光合性能相一致。该研究表明任何波段的光合有效辐射都能使螺旋藻藻丝螺旋变紧并引发生长和光合作用, 其中以蓝光和红光的效率最高。     

氨氮降解菌的筛选、鉴定与复合菌水质调控效果研究

为寻找高效降解水体中氨氮的菌株并对其进行应用评价,研究从多种水产养殖池塘水体和底泥的混合物中筛选出2株氨氮降解菌,降解率分别达97.8%和98.5%,经鉴定均为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。对筛选出的2菌株培养条件进行优化,2菌株pH、C/N适应范围广,并且耐高温、高盐。通过灌服试验表明所筛选菌株对养殖动物是安全的。在此基础上,将筛选菌株与本实验室前期诱变菌株B38复配后制成复合菌,通过养殖试验评价了复合菌对氨氮、亚硝酸盐及藻类数量的调控效果。与4种商品微生态制剂(光合细菌、酵母菌、强效EM和芽孢杆菌)相比,泼洒复合菌的池塘氨氮含量逐渐降低。在氨氮含量下降的同时,亚硝酸盐含量有上升的趋势,但在试验的第18天,复合菌组与酵母菌组亚硝酸盐含量有所降低。对藻类数量的影响结果显示,从第9天开始添加复合菌与芽孢杆菌组藻类数量高于其他各组,在第14天,这2组藻类数量大约为其他组的2倍。由此可见,复合菌具有明显的降氨氮特性,并能有效增加藻类数量,但对亚硝酸盐降解效果不显著。研究为复合型微生态制剂的开发提供了技术支撑。     

油蒿扩繁丛枝菌根真菌的效果及土壤条件优化研究

为验证油蒿(Artemisia ordosica)作为宿主植物扩繁AM真菌的潜能, 试验选用了艾蒿、三叶草、黑麦草和紫花苜蓿4种植物为对照, 采用盆栽方法研究培养30 d、60 d、100 d后植物根围AM真菌孢子密度的变化, 测定了100 d后植物根系的真菌菌丝侵染率、丛枝侵染率, 并针对油蒿研究了不同类别土壤对其扩繁的影响, 分析孢子密度与土壤理化因子的相关性。结果表明: 油蒿和艾蒿两种植物的菌丝侵染率平均值约达40%, 显著高于其它3种植物(23%— 25%), 表现出与AM真菌良好的共生性。以油蒿为宿主经过100 d扩繁后, 其根围孢子密度平均达57个·10g -1干土, 显著高于其它4种植物。油蒿扩繁最大值出现在60 d, 其它4种植物虽然孢子密度随培养时间的延长而增加, 但60 d— 100 d增长不显著, 建议60 d为AM真菌盆栽扩繁最佳期限。相关分析表明植物根围AM真菌孢子密度与真菌菌丝侵染率、土壤速效磷呈显著正相关, 但与土壤pH值呈负相关性。当选用油蒿为宿主植物分别4种土壤类型进行AM真菌扩繁时, 土壤养份较高的腐殖质土孢子密度最大。