厌氧真菌纤维降解酶及其应用潜力的研究进展

反刍动物的瘤胃是已知的纤维降解能力最强的天然发酵罐,其发酵粗纤维的能力很大程度上依赖于其中栖息的各类微生物的功能。厌氧真菌作为瘤胃内的一类低丰度菌群,最先定殖到宿主动物摄入的纤维质饲料上,并通过分泌大量高效的碳水化合物活性酶降解粗纤维。然而,由于缺乏足够的基因组信息和有效的厌氧真菌遗传操作系统,目前国内外对厌氧真菌分泌的纤维降解酶及其降解机制的研究进展有限。本文对厌氧真菌的分类及已发表的基因组信息进行概述,介绍了各类纤维降解酶及纤维小体的组成结构和催化机制特点,并对纤维降解酶在生物质能、饲料处理、纺织造纸及食品加工等方面的应用进行总结。研究厌氧真菌纤维降解酶的作用特性,将有助于完善其在瘤胃环境中有效竞争资源并降解粗纤维的知识体系,也将进一步了解其生物技术应用潜力,为工业生产中应用酶制剂提供新思路。     

基于植物-土壤反馈的不同绿肥驯化微生物对玉米生长的影响

【背景】在农田生态系统中,土壤微生物与植物互作的机制仍不清楚。【目的】进一步加强对植物-微生物互作的认识,筛选出引起不同反馈作用的关键微生物或微生物类群。【方法】采集豆科绿肥救荒野豌豆(Vicia sativa, V)、十字花科绿肥油菜(Brassica napus, N)和荒坡土壤(remnant prairie, R)驯化的田块土壤0-20 cm作为菌剂在温室进行植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)试验。土壤菌剂的接种量为10%,即有90%理化性质一致的灭菌土壤作为背景土,同时设置灭菌土壤菌剂作为对照(CK),种植玉米。每组土壤菌剂处理均分为50 mg/kg高磷(high phosphorus,HP)和5 mg/kg低磷(low phosphorus, LP)两个磷浓度处理。玉米收获后,测定产量和植株地上部磷含量,并取土壤样品进行高通量测序,解析不同养分供给情况下微生物对作物生长的反馈效应。【结果】高磷和土壤反馈效应均促进了玉米的生长。在低磷水平下,V、N和R处理的玉米地上部生物量均高于CK处理,但N处理的玉米地上部生物量增加最多(38%),且增幅显著高...     

湖南郴州发现岭南两头蛇

2022年8月,于湖南省郴州市永兴县湘阴渡镇（113°01′18′′E,26°11′87′′N,海拔174 m）采集到两头蛇活体标本1号,通过形态测量比较,发现所采集标本与中国广东省分布的岭南两头蛇（Calamariaarcana）形态特征基本一致;后基于线粒体Cytb基因片段进行分子系统发育分析,结果显示该标本与岭南两头蛇形成高支持率单系群（后验概率PP为1.00,自举值BS为100）,所采集标本与岭南两头蛇的遗传距离为1%。综合形态学和分子生物学证据,最终确定该标本为两头蛇科（Calamariidae）两头蛇属的岭南两头蛇,系湖南省蛇类分布新记录种。     

分离自母婴肠道的假小链双歧杆菌的耐药性分析

【背景】由于滥用抗生素导致细菌耐药性日益严重。对于双歧杆菌,人们往往注重其益生功能的挖掘而忽视了对其耐药性的研究,存在一定的安全隐患。【目的】检测母婴肠道中假小链双歧杆菌的耐药性,探究婴儿肠道中假小链双歧杆菌耐药性的来源。【方法】利用微量肉汤稀释法测定48株分离自母婴肠道的假小链双歧杆菌对14种抗生素的耐药性,比较分离自不同家庭母婴肠道中假小链双歧杆菌的耐药性。【结果】48株母婴肠道分离株对四环素、氯霉素、新霉素、环丙沙星100%耐药,对其余10种抗生素耐药率依次为：卡那霉素98%、利福平80%、克林霉素78%、甲氧苄啶63%、红霉素59%、庆大霉素43%、链霉素16%、万古霉素14%、氨苄西林6%、利奈唑胺2%。母婴肠道分离株的耐药性无显著差异,分离自同一家庭母婴肠道的菌株具有相似的耐药表型。【结论】分离自母婴肠道的假小链双歧杆菌对多种抗生素具有耐药性,婴儿肠道中假小链双歧杆菌的耐药性可能是由母亲肠道垂直传递而来。     

屎肠球菌对斑节对虾肠道代谢组学及炎性因子的影响

【背景】屎肠球菌(Enterococcus faecium)作为乳酸菌属的潜在益生菌,因其具有良好的生物学特性在动物养殖中应用广泛,但是屎肠球菌对肠道代谢组学的研究很少。【目的】以斑节对虾为试验动物,初步探究屎肠球菌R8对肠道代谢组学及炎性因子的影响,为屎肠球菌作为益生菌在对虾养殖中的应用提供理论基础。【方法】将400条斑节对虾随机分配,设计饲料中屎肠球菌添加量分别为107、108、109 CFU/g的3个试验组,不添加屎肠球菌为对照组进行试验,养殖周期为28 d。养殖周期结束后测定斑节对虾免疫球蛋白M (immunoglobulin M,IgM)、对虾酚氧化酶(phenoloxidase,PO)、白介素6 (interleukin 6,IL-6)、补体片段3a (complement fragment 3a,C3a)的活性含量并运用LC-MS代谢组学研究肠道内源代谢物的变化,分析差异代谢物和相关的代谢通路。【结果】添加屎肠球菌对斑节对虾炎性因子有积极的影响,增加了斑节对虾体内免疫球蛋白IgM、对虾酚氧化酶、补体片段3a的含量,降低了其体内IL-6的含量,对肠道差异代谢物的分析发现,对...     

大球盖菇的生物学基础、活性成分及其应用

大球盖菇是联合国粮农组织向发展中国家推荐栽培的食用菌之一,对农作物秸秆及林木枝条、落叶等有较强的降解能力。通过人工种植可培养营养丰富、美味可口的大球盖菇子实体产品,其菌渣还能够改善土壤环境,在生态农林产业及循环经济等方面具有重要作用。本文从大球盖菇的生物学基础、子实体营养、生物活性成分及其在农林生态和环境修复应用等角度进行综述,为大球盖菇的进一步开发利用及其相关产业发展提供参考。     

朱鹮肠道微生物多样性与产酶活性

【背景】朱鹮是我国国家一级保护动物,属于世界上最濒危的鸟类之一。对朱鹮肠道微生物的多样性和产胞外酶活性进行分析,可为朱鹮种群数量恢复提供思路。【目的】了解朱鹮肠道微生物的多样性,测定其产胞外酶活性。【方法】采用纯培养的方法获得朱鹮肠道微生物,通过革兰氏染色和生理生化鉴定,结合16S rRNA基因扩增和序列分析对细菌进行鉴定。使用水解圈法筛选产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶的菌株。【结果】从人工喂养的朱鹮新鲜粪便中共分离到296株细菌,共计2个门11个属。变形菌门(Proteobacteria) 236株,占分离总数的79.73%,分别为：埃希氏菌属(Escherichia) 137株,占分离总数的46.28%;哈夫尼亚菌属(Hafnia) 39株,占分离总数的13.18%;变形菌属(Proteus) 28株,占分离总数的9.46%;柠檬酸杆菌属(Citrobacter) 23株,占分离总数的7.77%;气单胞菌属(Aeromonas) 6株,占分离总数的2.03%;肠杆菌属(Enterobacter) 1株,占分离总数的0.34%;志贺菌属(Shigella) 1株,占分离总数的0.34%;克雷伯菌属(Klebsiella) 1株,占分离总数的0.34%。厚壁菌门(Firmicutes) 60株,占分离总数的20.27%,分别为：肠球菌属(Enterococcus) 33株,占分离总数的11.15%;库特氏菌属(Kurthia) 14株,占分离总数的4.73%;芽孢杆菌属(Bacillus) 13株,占分离总数的4.39%。优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)中的埃希氏菌属(Escherichia),占细菌总数的46.28%。经过生理生化鉴定,每个菌株生理生化鉴定出的种属与各自的16S rRNA基因鉴定出的种属相一致。产酶活力分析结果显示有238株产蛋白酶、25株产脂肪酶、24株产淀粉酶、15株产纤维素酶,分别占分离总数的80.41%、8.45%、8.11%和5.07%。【结论】朱鹮肠道微生物分离出的细菌可分为2门11属,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)中的埃希氏菌属(Escherichia),占细菌总数的46.28%;产酶活性分析显示,80.41%的菌株具有产蛋白酶能力。     

光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

瞬时受体电位香草醛亚家族1(TRPV1)的生物学功能

瞬时受体电位香草醛亚家族1 (TRPV1)又称辣椒素受体(VR1),是一类可被辣椒素、热(>43℃)、酸(pH<6.0)所激活的配体门控性非选择性阳离子通道,对Ca²⁺有高度通透性。早期研究发现TRPV1主要分布在神经系统并介导瘙痒及痛觉反应,近些年研究表明其在非神经细胞如肥大细胞、膀胱上皮细胞、单核细胞、皮肤角化上皮细胞、胰岛细胞等中也广泛分布,在代谢性疾病、消化、呼吸和心血管系统疾病、皮肤病及肿瘤等疾病的发生发展中均发挥了重要作用。本文介绍了TRPV1的分布、结构特征及其功能研究的最新进展,并重点综述了TRPV1介导的瘙痒和疼痛信号通路及以TRPV1为靶点的中草药研究进展,以期为以TRPV1为潜在治疗靶点相关疾病的中西医防治提供理论指导。     

糜子黄、黑种皮遗传及转录组学分析

同源异型域-亮氨酸拉链(homedomain-leucine zipper,HD-Zip)转录因子广泛参与植物的生长发育和抗胁迫过程。该研究通过生物信息学方法对青稞HD-Zip基因家族进行全基因组分析鉴定,并采用qRT-PCR技术分析非生物胁迫下该基因的表达特性,为深入探讨青稞HD-Zip转录因子的生物学功能及其在高原作物抗逆育种中的应用奠定基础。结果表明：(1)成功从青稞基因组中共鉴定出41个HD-Zip基因家族成员,依次命名为i>HvvHD-ZipⅠ-1~Ⅳ-13,且这些基因在7条染色体上呈不均匀分布。(2)理化性质分析发现,HvvHD-Zip蛋白包含197～885个不等的氨基酸残基;分子量范围在19 914.36～94 014.87 Da;亚细胞定位表明HvvHD-Zip蛋白都位于细胞核。(3)根据多序列比对、系统进化、基因结构和保守基序差异将其聚为4个亚家族,各亚家族分类特征与系统聚类结果一致。(4)顺式作用元件预测分析发现,i>HvvHD-Zip基因启动子中含有11种植物激素和胁迫响应元件。(5)qRT-PCR结果显示,HvvHD-Zip Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ亚家族基因对各胁迫响应明显;与根组织相比,多数i>HvvHD-Zip基因在叶组织中响应明显(上调或下调);与冷和盐胁迫相比,i>HvvHD-Zip各基因对旱胁迫响应较强。