嗜热丁烷氧化古菌Candidatus Syntrophoarchaeum烷基转移酶MtaA催化丁基辅酶M的分子机制研究

【背景】嗜热古菌Candidatus Syntrophoarchaeum可以与硫酸盐还原细菌共生,通过逆转产甲烷途径进行正丁烷的氧化,但在该过程中负责催化丁基辅酶M氧化的酶尚未确定。【目的】利用分子动力学模拟证明Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白可以特异性催化丁基辅酶M中丁基的转移,并非转移甲基。【方法】使用Methanosarcina mazei辅酶M甲基转移酶Mta A的晶体结构(PDB ID:4ay8)作为模板,对Mta A_1 (Gen Bank登录号OFV65993.1)和Mta A_2 (Gen Bank登录号OFV65678.1)进行同源建模。使用分子对接得到两者分别结合CH_3-Co M和C_4H_9-Co M时的结构,并用AMBER18进行分子动力学模拟。【结果】当Mta A_1和Mta A_2分别结合C_4H_9-Co M时,表现出与4ay8晶体结构类似的TIM-Barrel折叠三维结构,但在活性中心形状、Zn~(2+)与底物距离以及活性位点附近氨基酸配位方式等方面存在差异,这可能是导致Ca.Syntrophoarchaeum中mta A基因编码的蛋白催化丁基辅酶M氧化的原因。其中Mta A_2与4ay8结构更相似,活性中心氨基酸配位更完整,暗示其更可能具备催化活性。然而当Mta A_1和Mta A_2分别结合CH_3-Co M时,整体结构不合实际,活性中心Zn~(2+)与底物距离过远,表明底物几乎不可能与酶结合。【结论】Ca.Syntrophoarchaeum中的Mta A_1和Mta A_2很可能是特异性的丁基转移酶,而非催化甲基的转移,其中Mta A_2具备活性的可能性更高。     

深海沉积物高效脱氮菌筛选分离及其脱氮特性研究

【背景】深海海域具有高压、低温、无光等环境条件,蕴含着丰富而独特的微生物资源。【目的】从深海沉积物中定向分离、筛选脱氮效率高的好氧脱氮菌株资源,并揭示其脱氮特性,为开发水体脱氮微生物技术提供物质基础。【方法】以东太平洋、南大西洋、西南印度洋共10个站位的深海沉积物为研究材料,在28°C下使用无机氮源连续进行两轮富集培养,然后定性筛选可以脱除氨氮、亚硝态氮和硝态氮的菌株,并通过形态学和16S rRNA基因序列分析进行初步分类鉴定;对优选得到的功能菌株,分别采用以氨氮、亚硝态氮、硝态氮为唯一氮源的培养基定量研究其生长和脱氮性能。【结果】从10份大洋深海沉积物样品中共分离得到49株好氧反硝化菌,其中3株在有氧条件下反硝化效率较高,分别命名为Pseudomonassp.G111、Pseudomonassp.G112和Dietziamaris W023a,其中菌株G111和G112与模式菌株博岑假单胞菌Pseudomonas bauzanensis BZ93T的16S rRNA基因序列相似度为99.2%,菌株W023a与模式菌株海洋迪茨氏菌DietziamarisATCC35013T的16SrRNA基因序列相似度为99.9%。菌株G111、G112和W023a培养48h后,对氨氮的脱除率分别为98.0%、85.2%和97.6%;对亚硝态氮的脱除率分别为71.9%、67.5%和34.7%;对硝态氮的脱除率分别为66.0%、52.6%和56.3%。菌株G111、G112和W023a均为异养硝化-好氧反硝化菌,可通过好氧反硝化作用将亚硝态氮和硝态氮还原为含氮气体,也可通过异养硝化-好氧反硝化作用将氨氮转化为含氮气体。【结论】从深海沉积物中分离筛选得到3株高效好氧反硝化菌,所获得的菌株在水体净化、污水处理、生态系统修复等领域具有应用潜力。     

氧化磷脂与动脉粥样硬化

磷脂是构成生物膜和脂蛋白的重要成分,容易在自由基或非自由基以及酶促条件下发生氧化修饰,形成氧化磷脂(oxidizedphospholipids,OxPLs),并进一步产生具有不同生物活性的氧化产物。临床证据表明,OxPLs在动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)发展过程中不断生成和转化,并在病变处积累。OxPLs是一种高度异质性混合物,可通过多种相关受体或信号通路影响AS病变进程。本文综述了磷脂氧化过程、相关产物,以及OxPLs通过与内皮细胞、单核/巨噬细胞、平滑肌细胞、血小板和脂蛋白相互作用参与AS病变过程,并对近年来将OxPLs作为抑制AS靶点的研究进展进行了总结。     

水位下降对若尔盖泥炭地垂直剖面土壤甲烷产生及厌氧氧化潜势的影响

泥炭地是主要的甲烷（CH₄）排放源,甲烷循环过程对水位变化响应敏感。研究选取两块具有水位差异的泥炭地土壤,通过厌氧培养实验探究水位变化对泥炭地甲烷产生和甲烷厌氧氧化（Methane Anaerobic Oxidation,AOM）潜势的影响,并分析影响其潜势大小的生物地球化学因子。结果显示,高水位泥炭地（0 cm） CH₄产生累积量为（0.89±0.01）μg/g,要显著高于低水位（-30 cm：（0.70±0.03）μg/g）泥炭地甲烷产生量,但低水位AOM累积量要显著高于高水位泥炭地（0 cm：（2829.93±35.99）μg/g）,低水位泥炭地AOM量为（3588.06±24.78）μg/g。通过相关性分析发现甲烷产生潜势与含水量和DOC具有显著相关性,AOM潜势与含水量、pH、DOC具有显著相关性,含水量和DOC是影响若尔盖泥炭地甲烷产生及AOM潜势大小的重要因子。此外,发现高水位泥炭地甲烷产生潜势对温度升高的响应较为明显,特别是表层土壤（0-20 cm）。本研究明确了水位变化对若尔盖泥炭地甲烷产生及AOM潜势的影响特征,估算了全国泥炭地甲烷产生及AOM潜势的大小,以期为减缓全球气候变暖提供一定的理论支撑。     

攀枝花不同海拔高度烤烟农田红壤中氨氧化细菌与氨氧化古菌的群落结构分析

为探究攀枝花干热河谷区农田土壤氨氧化古菌（Ammonia oxidizing archaea,AOA）与氨氧化细菌（Ammonia oxidizing bacteria,AOB）群落对海拔高度的响应特征,深入认识该区域的氮素循环过程。以攀枝花米易县不同海拔（1600 m、1800 m和2000 m）农田红壤为研究对象,运用化学分析和末端限制性片段长度多态性（Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP）分别测定土壤理化性质、AOA和AOB群落组成及多样性,研究不同海拔农田土壤中AOA和AOB群落变异及其驱动因子。研究结果显示,不同海拔农田土壤pH均小于7,土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、速效钾（AK）和铵态氮（NH₄⁺-N）含量随海拔升高而降低,碱解氮（AN）、有效磷（AP）和硝态氮（NO₃^--N）含量随海拔升高先增加后降低;随海拔升高,AOA群落多样性指数增加,而AOB群落多样性指数先增加后降低;AOA以亚硝基球菌属（Nitrososphaera）为优势菌群,AOB以亚硝化螺菌属（Nitrosospira）为优势菌群;土壤有机碳（SOC）、速效钾（AK）和硝态氮（NO₃^--N）是影响该区域农田土壤AOA和AOB群落发育的主要因子。总体而言,攀枝花干热河谷区不同海拔农田土壤AOA和AOB群落结构变化明显,土壤硝态氮、速效钾和有机碳是影响AOA和AOB群落结构变异的主要因子;研究结果可为揭示干热河谷区农田红壤氮循环相关微生物的海拔分布格局提供理论依据。     

一株氯霉素降解细菌的分离鉴定与代谢特性研究

微生物是介导环境中氯霉素降解转化的主要驱动者,但高效降解矿化菌株资源匮乏,氧化反应介导的代谢途径不清。为研究微生物介导下氯霉素的环境归趋过程,为氯霉素污染环境强化修复提供菌株资源,文中以受氯霉素污染的活性污泥为接种源,首先富集获得一个由红球菌Rhodococcus主导 (相对丰度>70%) 的氯霉素高效降解菌群,并从中分离获得一株能够高效降解氯霉素的菌株CAP-2,通过16S rRNA基因分析鉴定为红球菌Rhodococcus sp.。菌株CAP-2能在不同营养条件下高效降解氯霉素。基于菌株CAP-2对检测到的代谢产物对硝基苯甲酸和已报道的代谢产物对硝基苯甲醛和原儿茶酸的生物转化特征,提出其降解途径是由氯霉素侧链氧化断裂生成对硝基苯甲醛,进一步氧化为对硝基苯甲酸的新型氧化降解途径。该菌株对于氯霉素分解代谢的分子机制研究以及受氯霉素污染环境的原位生物修复应用具有巨大潜力。     

慢性氨氮胁迫对台湾泥鳅幼鱼生长、免疫及组织结构的影响

以平均体质量为(2.00±0.56) g的台湾泥鳅(Paramisgurnus dabryanus ssp. Taiwan)幼鱼为研究对象, 探究氨氮胁迫浓度为0、3.5、6.0、10.4和18.0 mg/L时台湾泥鳅幼鱼生长性能、免疫酶活性及组织结构的变化。经过56d的氨氮胁迫试验结果显示: 台湾泥鳅终末体质量(W_F)、增重率(WGR)和特定生长率(SGR)随氨氮浓度的升高而逐渐降低, 各组之间存活率无显著差异。10.4和18.0 mg/L处理组肝脏超氧化物歧化酶(SOD)、碱性磷酸酶(ALP)和鳃Na+K+-ATP酶活性均显著低于对照组(P<0.05); 18.0 mg/L处理组肝脏溶菌酶(LZM)活性显著低于对照组(P<0.05), 而丙二醛(MDA)含量显著高于对照组(P<0.05)。组织切片结果显示, 氨氮处理组幼鱼均存在不同程度的鳃组织损伤, 表现为鳃小片短小、上皮细胞水肿、细胞空泡化、上皮细胞坏死和脱落; 肝组织则表现为肝血窦扩张、细胞轮廓模糊、细胞水样变性、细胞核偏移和细胞核溶解; 且两种组织中其病变区域随着氨氮浓度升高而增大。上述结果表明, 氨氮胁迫对台湾泥鳅幼鱼的生长和免疫酶活性具有显著的抑制作用, 并对其鳃和肝组织造成损伤。     

蝇蛆粉替代鱼粉对杂交黄颡鱼生长性能、体组成和抗氧化能力的影响

研究旨在评估蝇蛆粉(MGM)替代鱼粉(FM)对杂交黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)“黄优 1 号”幼鱼生长、体组成和抗氧化能力的影响。实验设计 6 组等氮(粗蛋白 42%)饲料, 分别使用蝇蛆粉替代 0、20%、40%、60%、80%和100%的鱼粉蛋白, 分别记为 G0、G20、G40、G60、G80和G100。将初始体重为(0.62±0.01) g的杂交黄颡鱼幼鱼随机分为 6 组, 进行为期 8 周的投喂实验。实验结束时测定其生长性能、全鱼体组成和肝组织与血清中的抗氧化酶活性(SOD、CAT、GR和T-AOC)。结果显示: (1)与 G0 相比, G20 与 G40 组杂交黄颡鱼幼鱼的特定生长率并未出现显著性差异(P>0.05), G60、G80 与G100组的幼鱼的特定生长率表现出显著的负面影响(P<0.05)。与 G0 相比, G20 与 G40 组的饲料系数并未出现显著性差异(P>0.05), G60、G80 与 G100 的饲料系数显著性升高(P<0.05)。不同替代组杂交黄颡鱼幼鱼的存活率没有显著差异(P>0.05)。(2)各替代组杂交黄颡鱼幼鱼的全鱼体组成与形体指标没有显著差异(P>0.05)。(3)G20 组杂交黄颡鱼血清与肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性略高于 G0 组, 但没有显著性差异(P>0.05), 肝脏 CAT 活性与总抗氧化能力(T-AOC)在 G40 中出现显著升高(P<0.05)。肝脏中 GR 与 SOD 活性、血清中 SOD 活性与 T-AOC 在 G80 组显著下降(P<0.05)。综上所述, 蝇蛆粉可以替代 40% 的鱼粉并不会对杂交黄颡鱼的生长性能、体组成和抗氧化能力造成显著的负面影响。     

纳米载体介导的植物遗传转化研究现状和前景

高效遗传转化技术是植物重要性状功能基因鉴定的前提和转基因育种的基础。随着纳米生物技术的发展,以纳米载体介导的植物转基因技术已显示出巨大的应用潜力。综述了国内外应用于植物纳米载体的类型、与外源基因的结合方式以及传输细胞的原理,重点阐述了影响纳米基因载体性能与转化效率的重要因素,以及纳米载体介导外源基因转化植物细胞的方法,分析了纳米载体介导法与其他转基因方法的特点和优势,并提出纳米载体介导的转化技术应加强稳定遗传转化、基因编辑与植物原位转化等方面探索研究,旨为植物遗传转化技术和方法提供新的思路。     

酸面团发酵剂在发酵面食品加工中的研究进展

综述了酸面团的种类、分离培养方法,以及在面包、馒头等发酵面食品加工中的应用研究进展。研究显示,酸面团可以改善面团的延伸性和可塑性等加工性能,提高制品膳食纤维、矿物质、B族维生素的有效性,以及氨基酸、多肽等生物活性物质的含量,是加工无面筋质面包、馒头,以及低糖高膳食纤维的功能性发酵面食品的良好选择。酸面团的特殊菌群提高了面包、馒头的抗霉菌污染性能和保水能力,在延长面包、馒头的货架期方面效果显著。