豆豉发酵过程中产乳酸菌株的筛选、鉴定及其培养基的优化

豆豉是一种以黄豆或黑豆为原料经过制曲和微生物发酵阶段最终形成的传统发酵食品。在发酵阶段的后期,乳酸对豆豉的风味有着重要的影响。本研究通过对发酵过程中的传统曲霉型豆豉中产乳酸的菌株进行富集、分离和筛选,从中获得1株产乳酸较高的菌株,随后对获得的菌株进行形态学鉴定及16S r DNA基因序列分析鉴定确定该菌株为片球菌属(Pediococcus lolii)。同时通过单因素实验对其培养基的氮源、碳源进行优化,用正交试验对其无机盐离子的浓度进行优化,以产乳酸量为基准,得到其最佳发酵培养基:10%的葡萄糖为碳源,9%的牛肉粉为氮源,无机盐离子的最佳浓度分别为:柠檬酸氢钠1%、乙酸钠1%、硫酸镁0.05%、硫酸锰0.05%、磷酸氢二钾1%,最终乳酸产量提高了9.1倍。本实验为豆豉发酵过程中制作良好风味的豆豉提供理论基础。     

2008-2017年度微生物资源分类方向申请与资助情况

本文简要统计分析了2008至2017年度国家自然科学基金微生物学科在资源、分类和系统发育方向的项目申请、受理和资助情况。针对本方向项目资助与管理过程中的突出问题,对未来工作提出若干建议。     

鄱阳湖围垦区藕塘越冬白鹤的时间分配与行为节律

2016年12月—2017年3月,采用瞬时扫描法研究了鄱阳湖围垦区藕塘生境中白鹤Grus leucogeranus越冬期的行为,共扫描2560次,23219只次,包括18031只次成鹤和5188只次幼鹤。结果表明,觅食(41.78%)、警戒(25.02%)、修整(15.00%)和休息(10.84%)是白鹤越冬期的主要行为。与自然生境相比,藕塘生境中白鹤主要采取多休息和修整的策略来节省能量支出。成鹤的觅食行为(35.29%)显著低于幼鹤(62.42%)(F_(1,12)=45.977,P0.01),警戒行为(28.66%)则显著高于幼鹤(10.26%)(F_(1,12)=38.975,P0.01)。家庭群成鹤觅食行为(43.96%)极显著高于非家庭群成鹤(27.04%)(F_(1,12)=60.169,P0.01)。家庭群成鹤需要喂食幼鹤,它们花费更多的时间觅食弥补能量的消耗。行为节律上,白鹤各时段觅食行为占总行为的比例均较高,11:00—11:59出现明显高峰,占总行为的48.64%。警戒行为无明显的低谷和高峰。成鹤在各时段的觅食行为比例均明显低于幼鹤,成鹤和幼鹤的觅食曲线变化趋势相似,即觅食比例的升高和降低比较同步。成鹤在各时段的警戒行为和修整行为比例均明显高于幼鹤,成幼鹤的休息行为比例在各时段差别不大,均在14:00—14:59有个明显的高峰。家庭群成鹤的觅食行为比例几乎在各时段均明显高于非家庭群,家庭群成鹤的修整行为和休息行为在大部分时段均低于非家庭群成鹤。因此家庭群成鹤采取多取食,少休息和修整的策略提高自身的适合度,同时保证对后代的抚育。     

基于RNA-seq的黄蜻头部转录组测序与分析

利用RNA-seq技术对黄蜻Pantala flavescens(Fabricius)头部细胞的全部转录本进行测序、功能分析。提取黄蜻头部总RNA,反转录得到c DNA,在Illumina平台上进行测序,经拼接、组装、聚类后获得全部unigenes,并将所得的unigenes与数据库比对,对其进行功能注释和分类。总共得到47 039 040条碱基序列,包含了7 102 895 040个碱基序列信息,碱基G和C的数量总和占总碱基数量的44.05%。将测序结果进行组装,组装所得到的unigenes为34 406 502条,对所得到的unigenes进行不同的数据库注释,共有44 499条unigenes被注释到数据库,其中有大量unigenes与代谢过程、结合活性、催化活性和细胞进程有关。与COG数据库比对,根据功能可以分为26类,其中信号转导机制最为丰富。与KEGG数据库比对,线粒体基因在所测样本中最为丰富,与KEGG ORTHOLOGY注释后,代谢活动基因最为丰富。这些与线粒体和代谢有关的基因与我们研究中与黄蜻迁飞基因相关,为后续研究奠定了基础。     

鄱阳湖越冬雁鸭类的种群动态与时空分布

2014年10月—2015年4月,采用样点法对鄱阳湖5个区域的47个样点中越冬雁鸭类数量与分布进行了调查。共记录雁鸭类18种,包括国家Ⅱ级重点保护动物小天鹅Cygnus columbianus和白额雁Anser albifrons。豆雁Anser fabalis的累计数量最多,其次为小天鹅、白额雁、鸿雁Anser cygnoides和罗纹鸭Anas falcata;斑嘴鸭Anas poecilorhyncha出现频次最高,其次为豆雁、小天鹅、鸿雁和白额雁;斑嘴鸭、豆雁和小天鹅出现湖泊数最多。浅水湖泊、草洲和泥滩是多数越冬雁鸭类偏好的生境。鄱阳湖国家级自然保护区集中了最多、最全的雁鸭类。     

Cd2+、Cu2+胁迫对黑藻(Hydrilla verticillata)的生长及光合荧光特性的影响

以黑藻(Hydrilla verticillata)为供试材料,采用Cd2+和Cu2+等两种重金属分别在5个浓度梯度水平下的河砂水培方法,研究Cd2+或Cu2+不同浓度胁迫对黑藻株高、生物量、成活率和叶绿素含量的影响,以及对黑藻叶片最小荧光(Fo)、最大荧光(Fm),PSⅡ最大量子产率(QYmax,)、稳态下的PSⅡ反应中心关闭程度(1-Qp_Lss)、稳态下的非光化学淬灭(NPQ_Lss)等光合荧光参数及其荧光成像的影响,探讨各个参数分别随镉、铜浓度递增的变化规律。研究结果表明,Cd2+胁迫下黑藻的株高显著下降,说明Cd2+可能对黑藻叶片的维管束结构产生伤害作用;Cd2+和Cu2+胁迫对黑藻鲜重均无显著影响,说明与水生植物自由水含量存在一定关系;Cd2+和Cu2+胁迫均使黑藻干重显著下降,其中Cu2+胁迫对黑藻干重的影响更显著,说明Cu2+胁迫对黑藻累积生物量的影响远大于Cd2+;Cd2+和Cu2+胁迫下叶绿素各值均呈下降趋势,而Cu2+胁迫对叶绿素的影响更大,说明Cu2+对黑藻叶绿体的毒害比Cd2+更大。随着Cd2+或Cu2+胁迫浓度梯度的增加,黑藻的叶绿素荧光参数(Fo、Fm、QYmax)呈显著下降趋势,(1-Qp_Lss)呈上升趋势,而NPQ_Lss先上升后下降。黑藻在不同重金属胁迫下的生理指标、荧光参数及成像特征等方面所表现出的变化差异性,反映出同等浓度下黑藻受重金属胁迫的影响程度为:Cd2+胁迫Cu2+胁迫;黑藻可以在Cu2+浓度低于1 mg/L的环境下具有正常的光合活性,可推测将黑藻用于低浓度Cu污染水域的修复;在Cu2+浓度达3 mg/L以上环境下黑藻即无法长时间生存,可推测黑藻可以作为Cd污染水环境的指示种。     

蛇足石杉内生真菌Shiraia sp. Slf14中赖氨酸脱羧酶基因的克隆、表达及功能

【目的】阿尔茨海默症治疗药物石杉碱甲(Huperzine A,Hup A)的生物合成途径起始于赖氨酸脱羧酶(Lysine decarboxylase,LDC)。本研究克隆及表达了来源于产Hup A的植物内生真菌的LDC基因,并研究了其功能。【方法】采用RT-PCR扩增法,从一株产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14获得LDC基因,构建表达质粒p ET-22b-LDC与p ET-32a-LDC,转化感受态细胞E.coli BL21,加入IPTG至终浓度为1×10~(–3) mol/L,于24°C、200 r/min培养8 h,诱导表达LDC蛋白质;通过Ni~(2+)金属亲和层析纯化重组LDC并建立酶促反应体系,利用TLC检测了LDC催化活性。利用生物信息学软件分析了LDC的理化性质及蛋白质的空间结构。【结果】成功克隆并异源表达出重组蛋白LDC与Trx-LDC,经SDS-PAGE电泳鉴定分子量分别为24.4 k Da和42.7 k Da,与预计大小相符。TLC结果表明LDC与Trx-LDC均具有赖氨酸脱羧酶活性。【结论】本研究从产Hup A的蛇足石杉内生真菌Shiraia sp.Slf14中成功克隆到LDC基因并进行了异源表达,检测到了其催化活性,为丰富LDC分子信息及阐明内生真菌中Hup A生物合成机制提供参考数据。     

炭样小单孢菌中抗生素生物合成相关蛋白的筛选

目的:筛选一株具有广谱抗菌活性的炭样小单孢菌JXNU-1中核苷类抗生素生物合成相关蛋白。方法:通过i TRAQ定量蛋白质组学技术对JXNU-1菌体生长期(36h)和产物合成期(108h)的差异蛋白进行鉴定和功能分析。结果:基于i TRAQ定量蛋白质组学技术共鉴定出炭样小单孢菌总蛋白质2 390个,差异表达蛋白172个,在产物合成期(108h)表达上调76个、表达下调96个。通过蛋白GO和COG注释等功能分析,筛选出12个与抗生素合成密切相关蛋白和5个生物合成基因簇。结论:利用i TRAQ技术筛选出炭样小单孢菌JXNU-1的抗生素合成相关蛋白,为阐明该抗生素的生物合成机制奠定实验依据。     

细胞固定化载体比表面的测定

为了衡量细胞固定化载体的性能。基于单分子层吸附理论,利用溶液中亚甲蓝染料在固形物表面的吸附倾向;建立了用于测定细胞固定化载体比表面的“动态染料吸附法”,方法学考察时以PVA-海藻酸钠的混合载体为例,结果表明四批次测量同一载体比表面的结果变异系数为5.5%,测量的载体比表面能精确反映载体内PVA,或是海藻酸钠浓度的变化,说明方法重复性好,灵敏度高,同时讨论了文献中“染料吸附法”测定比表面的不足。     

模拟四季温度层积对南方红豆杉种子生理性状的影响

为了解濒危物种南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)种子内含物含量受温度和湿度层积的影响,设置4个季节、2种湿度(16%和24%)基质层积处理,对种子的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和脂肪等内含物质的变化进行研究。结果表明,不同层积处理下种子贮藏物质的含量有显著变化,春季层积9个月后,可溶性蛋白含量达到最高值;可溶性糖含量呈现降低-升高-降低的变化趋势;淀粉和脂肪含量均随层积逐渐减少。秋季层积9个月后,淀粉含量降至最低。相比于24%湿度,16%湿度的春季、秋季、冬季层积9个月后,脂肪含量均减少较多,说明16%湿度下种子代谢活动更强。春季和秋季的暖温更能促进种子代谢,促进种子形态后熟。夏季温度过高,导致种子生活力下降,夏季层积处理3个月后,种子已经发霉和腐烂。层积过程中,种子内含物在相关酶的作用下,降解为可溶性蛋白、可溶性糖等,为种子萌发提供物质与能量。种子层积时间、温度和湿度及交互作用可作为种子内含物的调控因子。