大肠杆菌苏氨酸合成途径动力学模型的构建与分析

动力学模型分析有利于理解生物系统的调控机制,从而为高效细胞工厂的理性设计提供指导。基于以往发表的相关途径动力学模型和测量的酶动力学数据,开发了大肠杆菌苏氨酸合成途径的动力学模型。模型包含从天冬氨酸至苏氨酸的合成途径及葡萄糖开始的为合成途径提供前体以及能量的代谢途径。与以往模型不同的是新模型中考虑了能量和还原力的平衡,从而使模型模拟的系统自身成为一个不需要从外界提供能量和还原力的自洽系统。模型稳态分析的结果表明PTS、G6PDH和HDH等反应对苏氨酸合成反应的通量控制系数较大,通过过表达这些反应的酶可以有效增加苏氨酸合成反应的通量。     

太湖流域河流与湖泊间主要水质指标的空间关联特征

基于2006—2012年太湖流域主要观测断面水质监测资料,应用冗余分析法,研究分析了流域上游入湖河流、下游出湖河流与太湖湖体间水质在5、10、20、40和80 km等不同观测尺度上的关联性。研究表明,2006—2012年,太湖流域水质总体较差,但不同观测尺度内主要水质指标超标率存在较大差异,太湖湖体水质好于上游入湖河流,上游入湖河流水质总体好于下游出湖河流;上游入湖河流是太湖湖体营养盐输入的主要来源,其溶解氧、总磷和氨氮对太湖湖体相应指标超标率的累计方差贡献率均超过50%,分别达到75.9%、67.4%和57.4%;在单尺度上,太湖湖体水质主要对上游0~5 km内环湖河流水质变化的响应较显著,而对其他尺度河流水质无明显响应。在下游出流区,太湖湖体主要水质指标对出湖河流相应水质指标超标率的累计尺度和单尺度方差贡献率均低于7%,河流水质受太湖湖体水质的影响总体较小,且尺度效应不明显,下游出流区河流主要水质指标的高超标率更多受陆源污染的影响。     

一株产表面活性剂细菌鉴定及发酵条件优化

本文利用16S rDNA序列并结合形态学特征,鉴定实验室前期从油污土壤中分离的产表面活性剂菌株1098-3为大肠埃希氏菌(Escherichia coli).通过单因子实验初步确定了其产生表面活性剂的最适条件:37℃,初始pH7.0,转速200 r/min,培养基配比为可溶性淀粉2.5％,胰蛋白胨1.5％,氯化钠0.3％,磷酸二氢钾0.5％,氯化钙0.004％,硫酸铵0.6％,硫酸镁0.07％,酵母粉0.06％,500 mL三角瓶装液量为200 mL.在此条件下,发酵液表面张力由69.3 mN/m降至34.3mN/m,此时发酵液中表面活性剂相对浓度(RBC)为500.     

洗涤剂用碱性纤维素酶的研究进展

迄今报道的绝大多数纤维素酶的最适pH都在酸性和中性范围 ,当添加到洗涤剂中 ,由于处于碱性环境而无活力 ,不能发挥作用。近年来 ,国内外对由碱性芽孢杆菌 (Bacillussp )产生的碱性纤维素酶 (CMCase,endo β1 ,4 glucanase,EC 3 2 1 4)进行了广泛的研究。对该酶产生菌株的筛选和培养条件、酶学性质 ,以及该酶基因的克隆和表达等方面的研究进行综述 ;并对我国目前未能实现该酶工业化原因进行了初步分析 ,并提出解决途径。     

不同成花量金花茶花果期果枝叶内源激素的变化

该研究采用ISSR分子标记,对黄枝油杉7个自然种群的遗传多样性进行了分析。结果表明：用12条ISSR引物对218个黄枝油杉个体进行扩增,共扩增出125个位点。在物种水平上,多态性位点百分数( PPL)为100.00％,Shannon信息多样性指数( I)为0.4177,Nei’ s基因多样性指数( H)为0.2666;在种群水平上,多态性位点百分数(PPL)在71.20％~92.00％之间,平均值为80.69％,Shannon信息多样性指数(I)在0.3273~0.3886之间,平均值为0.3548,Nei’ s基因多样性指数( H)在0.2139~0.2478之间,平均值为0.2291。这说明黄枝油杉在物种水平和种群水平上均显示出较高的遗传多样性。 Nei’ s遗传多样性分析( Gst＝0.1433)和AMOVA分析(Φst＝17.91％)表明,黄枝油杉的遗传变异主要存在于种群内,种群间的遗传分化程度较低,种群间保持一定的基因交流( Nm＝2.9890>1)。 Mantel分析显示,黄枝油杉种群间的遗传距离和地理距离之间不存在显著的相关关系( r＝0.4567, P＝0.0610>0.05)。     

微生物发酵豆粕的营养特性及生产应用

微生物发酵豆粕是以豆粕为原料,通过菌种发酵制备的一种生物活性饲料,具有蛋白吸收率高、抗营养因子水平低、富含生物活性成分等优点。本文介绍了微生物发酵豆粕的营养特性及生产应用,为发酵豆粕在饲料业的发展提供理论参考及实践指导。     

芽孢杆菌WL911促低温下小麦生长效应及其功能基因分析

【背景】青藏高原特殊生境孕育着强耐逆性的微生物资源。【目的】探究青藏高原特殊生境的芽孢杆菌对小麦的促生效应。【方法】以分离自青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县的红柳（Tamarix ramosissima）根围菌株WL911为研究对象进行16S rRNA基因及gyrB基因鉴定;测定其低温适生性;以WL911菌悬液（浓度为1×10⁷ cfu/mL）对4℃条件下的小麦（Triticum aestivum）品种“青麦7号”幼苗进行灌根处理,测定其对小麦幼苗的促生效应;采用二代测序平台Illumina HiSeq×10对菌株WL911进行全基因组测序、功能注释及相关功能基因分析。【结果】菌株WL911鉴定为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）,可耐受4℃低温;菌株WL911对“青麦7号”幼苗生长具有显著的促生效果,26℃时小麦株高、根长和鲜重分别提高12.22%、50.12%和70.99%;4℃条件下小麦生物量提高的同时,叶绿素含量提高19.72%,H₂O₂、丙二醛（malondialdehyd,MDA）的积累量分别下降23.50%、40.68%,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性分别提高45.82%、17.35%和14.18%;WL911基因组大小为3 915 549 bp,G+C百分含量为46.47%;生物学功能gene ontology （GO）注释到的基因占基因总量的75.74%,包括促生相关功能基因glnB、yclQ和fetB等,可参与合成生长激素、营养元素等途径;存在mnhA、mnhE、pheT、pheS和proV等关键基因参与Na⁺外排机制、编码脯氨酸和酚类化合物等反应;也存在编码冷休克蛋白CspC、CspB和CspD的关键基因cspA。【结论】B.velezensis WL911（登录号为OP874802）是一种优质的生物肥料研发菌株。     

基于图论的代谢网络中流通代谢物处理新方法

使用图论方法对基因组尺度代谢网络进行途径搜索是目前途径设计中最常用的方法之一。然而,由于流通代谢物（如H⁺、H₂O、CO₂和ATP等）的影响,图论搜索得到的途径在生物学上经常是不可行的。虽然前人提出了一些方法对流通代谢物进行处理,但均存在一些问题,目前还没有标准的处理方法。文中基于流通代谢物在反应中作为转移磷酸等功能基团转移载体的特性,提出了一种对流通代谢物成对处理的方法,并将其按照其在功能基团转移中发挥的作用进行优先级排序,以保证每个反应都有对应的代谢物连接,进而通过程序实现自动化处理。与已有其他方法处理结果的比较表明,这种流通代谢物成对排序处理的方法可以排除掉生物学不可行的途径,从而提高途径搜索的准确性,为利用图论方法进行途径设计和可视化提供更好的支撑。     

基于酶约束的代谢网络模型研究进展及其应用

基因组尺度代谢网络模型已经成功地应用于指导代谢工程改造,但由于传统通量平衡分析法仅考虑化学计量学和反应方向约束,模拟得到的是理论最优结果,对一些现象如代谢溢流、底物层级利用等无法准确描述。近年来人们通过在代谢网络模型中引入新的蛋白量、热力学等约束发展了新的约束优化计算方法,可以更准确真实地模拟细胞在不同条件下的代谢行为。文中主要对近年来提出的多种酶约束模型进行评述,对酶约束引入的基本思路、酶约束的数学方程表示及优化目标设定、引入酶约束后对代谢通量计算结果的影响及酶约束模型在代谢工程菌种改造中的应用等进行了全面深入的介绍,并提出了已有各种方法存在的主要问题,展望了相关方法的未来发展方向。通过引入新的约束,代谢网络模型能够更精确模拟和预测细胞在环境和基因扰动下的代谢行为,为代谢工程菌种改造提供更准确可靠的指导。