斯氏油脂酵母基因组Fosmid文库的构建及降解百草枯氮次级代谢相关基因的筛选

斯氏油脂酵母在以百草枯作为唯一氮源的培养基中能降解百草枯,但其机制尚不清楚。为分离鉴定斯氏油脂酵母中降解百草枯的相关基因,本研究通过构建斯氏油脂酵母的Fosmid文库,用百草枯作为筛选标记,成功筛选到7个百草枯抗性的大肠杆菌克隆。对阳性克隆插入片段进行了测序分析,并对真核基因进行注释。结果在插入片段中发现了nmrA基因及氮代谢相关基因,nmrA是真菌在限氮的条件下才激活的氮代谢相关基因,能调控激活下游的次级氮代谢基因家族,分解那些不常见的氮源。这提示斯氏油脂酵母可能也具有氮的次级代谢调控机制,在百草枯作为唯一氮源的环境下斯氏油脂酵母能激活次级氮代谢相关基因,分解代谢百草枯。     

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。     

降解全氟辛酸真菌的分离与鉴定

目的通过富集培养分离降解全氟辛酸(PFOA)的真菌,进行分类鉴定和降解特性分析。方法采集全氟化合物污染的土壤,利用以PFOA为唯一碳源的无机盐培养基进行驯化和富集培养,分离降解PFOA的真菌;通过形态观察和基于ITS基因序列的系统发育分析对分离菌株进行鉴定;采用LC-MS检测其降解PFOA的能力。结果分离获得2株降解PFOA的真菌AF1和AF2,初步鉴定分别为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)和棘卷枝毛霉(Mucor circinelloides);胞外酶活性分析均具有漆酶活性。真菌AF1和AF2在以PFOA为唯一碳源的无机盐培养基中培养72h后,最大降解率分别为24.24%和28.12%。结论自然环境中蕴藏着降解PFOA的真菌资源。     

蓝氏贾第虫无义mRNA的降解

无义介导的mRNA降解途径（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子（premature termination codon,PTC）的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫（Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1(Giardia lamblia up-frameshift 1,GlUPF1)、贾第虫RNA结合蛋白（Giardia lamblia HRP1, GlHRP1）、贾第虫核糖核酸外切酶（Giardia lamblia Ski7p,GlSki7p、Giardia lamblia XRN1,GlXRN1）之间的相互作用关系。结果表明,GlUPF1全长与GlHRP1、GlXRN1(1~500 aa)、GlSki7p间均可发生相互作用。而且GlUPF1的CH结构域和C端结构域分别与GlHRP1、GlXRN1（1~500 aa）、GlSki7p相互作用。说明GlUPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径：在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,GlUPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰, NMD途径激活,随后GlUPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物;GlUPF1进而招募下游贾第虫5′-3′核糖核酸降解酶GlXRN1、贾第虫3′-5′ 核糖核酸降解因子GlSki7p,最终降解靶标mRNA。     

含氟有机废水处理过程活性污泥微生物群落研究进展

随着有机氟化物在各领域的广泛应用,含氟有机废水处理面临巨大挑战。活性污泥作为有机废水处理的核心技术之一,微生物在其中发挥着极其重要的作用。本综述首先聚焦在活性污泥微生物群落多样性、组成、结构和功能及其与含氟废水类型、处理工艺和处理效率之间的关系,进而讨论了功能微生物降解/转化有机氟化物的途径和作用机制,最后展望了结合分离培养降解有机氟化物的关键微生物,以及微生物组学技术解析活性污泥微生物群落构建、互作、代谢等核心问题,以提高对含氟有机废水微生物降解机理的认识,优化含氟有机废水处理工艺。     

DDT降解菌株Chryseobacterium sp. PYR2对小麦的促生作用及其机理

【背景】前期结果表明,DDT降解菌株Chryseobacterium sp. PYR2可高效去除土壤中的DDT等污染物,具有潜在的应用价值,但该菌对植物的影响尚不清楚。【目的】探讨菌株Chryseobacterium sp. PYR2对植物的促生作用及其机理,为后续开发DDT降解及植物促生双效功能菌剂提供理论依据。【方法】配制该菌株的不同梯度稀释菌悬液,用纸卷发芽法和盆栽法研究菌悬液对小麦种子萌发和植株生长的影响;Salkowski法测定PYR2合成吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)量;单因素实验研究不同培养条件对菌株生长及IAA合成的影响;液相色谱-串联质谱-多反应监测(LC-MS/MS-MRM)方法分析IAA在PYR2菌体内的生物合成途径。【结果】PYR2菌悬液可明显提高小麦种子萌发率并促进小麦植株的生长,小麦的侧根数、株高、鲜重、干重等指标均明显提高。该作用是由于菌株PYR2可以合成植物生长激素IAA。最适IAA合成条件:温度30°C,pH 7.0-8.0,盐浓度0.5%,L-色氨酸50mg/L。代谢液中检测到色醇、色胺和吲哚-3-乙酰胺3种中间代谢产物,推测PYR2体内存在3条IAA合成途径,分别为吲哚-3-丙酮酸(IPy A)、TAM和IAM途径。【结论】菌株PYR2对小麦具有明显的促生效果,是由于其具有多条高效合成IAA的代谢途径,表明其在农药污染土壤的生物修复及作物种植中具有潜在的应用前景。     

泌乳期、干奶期的娟姗牛和荷斯坦牛粪便菌群组成及纤维素降解功能CSCD

目的 探讨泌乳期、干奶期反刍动物粪便的纤维素降解能力和菌群变化。方法 采集娟姗牛和荷斯坦牛泌乳期、干奶期的粪便,通过滤纸崩解实验分析牛粪纤维素降解能力,利用二代测序技术观察泌乳期和干奶期牛粪在滤纸崩解实验前后粪便菌群的结构变化。结果 滤纸崩解实验发现,娟姗牛泌乳期和干奶期粪便菌群纤维素降解能力无显著差异,而荷斯坦牛干奶期粪便菌群纤维素降解能力显著强于泌乳期。二代测序结果表明,荷斯坦牛在干奶期时粪便菌群alpha多样性低于泌乳期,而滤纸崩解后2种牛的粪便菌群alpha多样性均显著升高,且荷斯坦牛干奶期粪便菌群的alpha多样性高于泌乳期;Beta多样性分析显示同种牛在泌乳期和干奶期粪便菌群结构有显著差异。滤纸崩解前2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群均以Proteobacteria为优势菌门,但在滤纸崩解后泌乳期和干奶期粪便菌群均以Bacteroidota和Firmicutes为优势菌门。滤纸崩解后,2种牛泌乳期和干奶期粪便菌群属水平组成相似,均以Rikenellaceae＿RC9＿gut＿group、UCG-005、Christensenellaceae＿R-7＿group和UCG-010为优势菌属,且粪便菌群结构趋同。结论 干奶期荷斯坦牛粪便的纤维素分解效果显著。在反刍动物粪便样本中进行纤维素降解功能菌分离筛选时,应于动物干奶期进行自然样本的集中采集。     

昆虫嗅觉相关蛋白的研究进展

嗅觉是昆虫产生行为的重要物质基础,阐明昆虫嗅觉机理有助于调控昆虫行为和进行害虫治理。近年来,许多与嗅觉相关的生物活性分子和相关基因的发现和克隆,对揭示嗅觉机理具有重要作用。作者针对近年来研究较多的气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体、气味降解酶以及感觉神经元膜蛋白等,就其生化特性、表达部位、分子结构、生理功能等进行了综述。     

丙烯对柿果实采后细胞壁物质代谢和几种生理指标的影响

丙烯处理的柿果实,其软化进程显著加快,呼吸速率和乙烯释放高峰提前,且峰值升高,细胞壁各组分的代谢速度加快,柿果实中多聚半乳糖醛酸酶（PG）和纤维素酶（Cx）活性提高,且高峰提前。     

海伦脑炎微孢子虫分泌蛋白EhPTP4对宿主内质网蛋白降解通路的调控作用

【目的】微孢子虫是一类专性细胞内寄生的真核病原微生物,能够感染人类和几乎所有的动物。本课题以海伦脑炎微孢子虫（Encephalitozoon hellem）为研究对象,探讨其极管蛋白4（EhPTP4）作为一个潜在的分泌性毒力因子在宿主细胞内的定位和功能。【方法】制备EhPTP4的鼠源多克隆抗体,利用间接免疫荧光分析和Western blotting确定EhPTP4在感染细胞中的亚细胞定位;基于序列特征,在HEK293细胞中转染野生型和突变体EhPTP4,分析该蛋白的定位及其对病原增殖的作用;利用RNA-seq对转染EhPTP4的HEK293细胞进行转录组测序,分析EhPTP4引起的宿主基因表达和通路的变化;进一步通过RNAi和细胞转染分析差异表达基因的调控作用,利用RT-qPCR和Western blotting验证调控效果。【结果】EhPTP4的N端具有信号肽,C端具有富含组氨酸的结构域（HRD）和核定位信号序列（NLS）。蛋白定位分析显示,在感染和转染细胞中,EhPTP4均被分泌至宿主细胞核内。在HEK293细胞中过表达EhPTP4显著促进了病原的增殖。RNA-seq和蛋白泛素化分...