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。     

β-桧木醇联合替加环素对tet(X4)阳性大肠杆菌的体外协同抗菌作用

质粒介导tet(X4)基因的出现和流行,严重影响替加环素(tigecycline)对临床多重耐药细菌感染的治疗效果,急需寻找有效的佐剂遏制替加环素耐药性。本研究采用微量棋盘稀释法、时间-杀菌曲线测定β-桧木醇(β-thujaplicin)和替加环素的体外联合抗菌表征,通过测定细菌细胞膜通透性、细菌胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量、铁含量以及替加环素含量等指标,来探究β-桧木醇和替加环素联合使用对tet(X4)基因阳性大肠杆菌(Escherichia coli)的抗菌作用机制。结果表明,β-桧木醇联合替加环素对tet(X4)基因阳性大肠杆菌具有体外协同抗菌效果,且β-桧木醇在抗菌作用浓度范围内无显著溶血性和细胞毒性。机制研究发现,β-桧木醇能显著增大细菌细胞膜的通透性,降低细菌胞内铁含量,干扰铁稳态,诱导细胞内ROS显著增加,从而发挥抗菌效果。进一步研究发现,β-桧木醇可通过干扰细菌铁代谢和增大细菌细胞膜通透性,协同增强替加环素的抗菌效果。本研究结果为β-桧木醇联合替加环素治疗tet(X4)基因阳性大肠杆菌感染提供了理论和实践基础。     

仿脑组织体模研究进展

仿脑组织体模是指可以有效模拟人脑组织形状、性质的等效材料组织或数字模型,可以在实验中代表人脑组织的某些生理特性从而达到特定的研究目标,根据其物理形态,通常可分为固体、液体、数字体模3类。仿脑组织体模具有安全经济,配置简单并且可重复使用的优势,被广泛应用于脑部疾病诊断、系统安全性评估等研究。本文就仿脑组织体模的分类、物理特性和脑科学研究应用3方面进行论述,在阐述当前仿脑组织体模与真实脑组织存在一定性质差异的同时也说明其在替代真实脑组织实验上有良好的应用前景。     

NaCl胁迫下宁夏枸杞光合作用相关基因差异表达分析

宁夏枸杞是著名的耐盐药用植物,该研究通过室内水培试验,利用高通量测序技术和qRT-PCR技术检测了不同浓度NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol/L)下宁夏枸杞叶片光合作用相关基因差异表达,并分析了其叶绿素含量、净光合速率、Rubisco活性的变化,以揭示宁夏枸杞在盐胁迫条件下光合机构及光合作用相关基因差异表达规律,为深入解析宁夏枸杞响应盐胁迫的光合机理奠定基础。结果表明：(1)用100、200、300 mmol/L NaCl胁迫处理7 d时宁夏枸杞分别有14、26、55个光合作用相关基因差异表达,且随着NaCl胁迫程度的增加下调表达基因多于上调表达基因。(2)qRT-PCR结果显示,宁夏枸杞的3个光合作用相关基因ATPε、CLH2、Lhcb3的相对表达量均随着NaCl胁迫程度的加深总体呈显著下降的趋势,qRT-PCR验证结果与RNA-seq测序结果基本一致。(3)随着NaCl胁迫程度的增加,宁夏枸杞叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量以及净光合速率和Rubisco活性均呈显著下降的趋势,而类胡萝卜素含量变化不显著。研究认为,宁夏枸杞能通过诱导光合作用相关基因的差异表达来调控叶片...     

褪黑素调节烟草丁香假单胞菌抗性的功能研究

为分析褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)在植物先天免疫中的功能及调控机理,研究以病原菌丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000,Pst DC3000)—烟草互作系统为模型,检测了病原菌侵染对烟草褪黑素相关基因表达的影响,并探讨了褪黑素对植物叶片病原菌生长以及气孔开度和活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)含量的影响以及调控机理。结果表明:(1)Pst DC3000处理提高了烟草褪黑素合成(NtSNAT1)和受体(NtPMTR1)基因表达,且外源褪黑素处理降低了叶片中的病原菌含量。(2)与野生型植物相比,过表达大豆GmSNAT1基因显著提高了转基因烟草中内源褪黑素含量和NtPMTR1的表达,且转基因烟草叶片中的Pst DC3000菌落数显著下降。(3)外源褪黑素和细菌鞭毛蛋白多肽flg22处理诱导了野生型和转基因烟草保卫细胞中ROS产生和气孔关闭,且转基因植物对褪黑素和flg22诱导的气孔关闭和ROS产生比野生型烟草更加敏感。综上所述,研究表明褪黑素可能通过受体NtPMTR1介导的信号途径促进保卫细胞ROS产生,诱导气孔关闭,从而降低病原菌Pst DC3000的入侵。     

广椭牛齿兰，中国兰科一新记录种

报道了在海南热带雨林国家公园内发现的兰科牛齿兰属中国一新记录种：广椭牛齿兰[Appendicula ovalis(Schltr.) J.J.Sm. ex Mansf.]。该种原分布于马来半岛、苏门答腊岛、爪哇岛、婆罗洲、苏拉威西岛,在形态上与国内记录的4种牛齿兰属植物均有较大差别,如茎中部具分枝、叶广椭圆形、单个花序仅着生1朵花、且唇瓣扭转具粉紫色斑块等特征。对产自海南的该种形态和生境进行了详细描述,并提供高清解剖照片。凭证标本保存于海南大学林学院教学标本馆(HUFB)。     

广西内陆水域外来鱼类入侵风险分析

【目的】对广西内陆水域的外来鱼类进行入侵风险评估和适生区预测,为广西外来鱼类入侵防治及水生态环境保护提供科学依据。【方法】采用鱼类入侵风险和水生生物入侵能力筛查系统2个体系筛选广西内陆水域具有入侵风险的鱼类,并用最大熵模型预测高入侵风险鱼类在广西内陆水域的潜在适生区。【结果】广西内陆水域共记录有外来鱼类18种,其中13种鱼类具有高入侵风险,分别为尖齿胡鲇、尼罗罗非鱼、莫桑比克罗非鱼、奥利亚罗非鱼、豹纹脂身鲇、齐氏罗非鱼、大口黑鲈、斑点叉尾鮰、短盖肥脂鲤、露斯塔野鲮、条纹鲮脂鲤、麦瑞加拉鲮和食蚊鱼,2种具有中入侵风险,为丁鱥和太湖新银鱼。适生区预测结果表明,极易发生鱼类入侵的水域为黔江、郁江和南流江。【结论】对中、高入侵风险的鱼类均需重点监控且在具有高入侵风险水域应对外来鱼类开展持续性监测,并进行早期筛查。     

花蜜微生物与传粉者的相互作用：现状与展望

传粉者是花蜜微生物的重要传播载体,驱动了花蜜微生物群落结构和功能的变化。微生物在花蜜中定殖后,能够改变花蜜质量和花信号,间接影响传粉者觅食决策和适合度,也能通过直接作用影响传粉者健康。本文总结了传粉者对花蜜微生物群落结构和功能的影响,以及花蜜微生物对传粉者觅食行为和适合度的改变,最后阐述了相关领域的未来研究方向,旨在为花蜜微生物和传粉者资源的保护和利用提供参考资料。     

中国东北地区三种蜜环菌的生物学特性及奥氏蜜环菌人工培养

蜜环菌属Armillaria真菌具有较高的食药用价值。由于蜜环菌的生长发育过程较复杂,还未完全实现商业化栽培,野生资源的供应受到季节性和地域性的影响。本研究以采自东北地区蜜环菌属的3个菌株为研究对象,通过培养物的形态特征及分子标记确定菌株JG19016为奥氏蜜环菌A. ostoyae,菌株JG19017为高卢蜜环菌A. gallica,菌株JG19018为中国蜜环菌生物种C。奥氏蜜环菌JG19016最适生长温度为25 ℃,高卢蜜环菌JG19017的最适生长温度为22 ℃,中国蜜环菌生物种C JG19018则在22-25 ℃时菌丝生长速度最快;3个菌株最适pH为5-6。奥氏蜜环菌JG19016对葡萄糖和蔗糖利用率较好,高卢蜜环菌JG19017对葡萄糖利用率较好,中国蜜环菌生物种C JG19018对葡萄糖和淀粉利用率较好;蛋白胨对3个菌株促进作用最强,为最适氮源。培养基中加入VB₁,对3个菌株的菌丝生长均有明显的促进作用。奥氏蜜环菌JG19016菌丝生长的最优培养基配方为：葡萄糖20 g,蛋白胨3 g,磷酸二氢钾2 g,硫酸镁1.5 g,VB₁ 10 mg,琼脂20 g,水1 L。在木屑基质中培养,其配方的最优碳氮比为38:1,最佳木屑粗细比为3:1以上。出菇条件探索结果显示,菌丝及菌索长满菌袋(17 mm×33 mm×5 mm丝聚乙烯袋)需要50-60 d,之后在18 ℃、60%湿度和12 h散射光的环境中,10 d左右可观察到原基产生。增加菇房湿度到90%-95%,2-3 d可观察到1-3 cm的幼子实体,7 d左右菌柄和菌盖完全分化,10 d左右观察到菌盖展开。     

Signal transduction pathways in guinea pig sperm

Trifluoperazine (TFP), the antagonist of calmodulin (CaM). significantly stimulated the capacitation and acrosome reaction of guinea pig spermatozoa at the concentration of 10-100μmol/L, independent of the external Ca2+. Forskolin, dbcAMP and caffeine evidently promoted the occurrence of acrosome reaction of spermatozoa at early capacitation stage (5 h) in nonsynchronous system but not in synchronous system. If the spermatozoa were capacitated for 15 h in synchronous system, the above three drugs significantly stimulated acrosome reaction in a Ca2+-independent manner. Protein kinase C activators, i.e. phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) and phorbol 12,13-dibutyrate (PDB) did not influence the occurrence of acrosome reaction of spermatozoa at early capacitation stage, but significantly increased the acrosome reaction rate in capacitated spermatozoa in a Ca2+-independent manner. In contrast. PKC inhibitor staurosporine significantly inhibited the occurrence of acrosome reaction.