铜绿假单胞菌生物被膜组成及其受群体感应系统和c-di-GMP调控的研究进展

作为人类条件性感染的前三大病原菌之一的铜绿假单胞菌,是一种革兰氏阴性细菌,对免疫功能低下和囊性纤维化患者可以造成严重和持续性感染。造成这种持续感染的原因主要是由于细菌接收外界信号后,在自身调控网络的协同作用下,会依附于固体表面,并产生胞外多糖、基质蛋白和胞外DNA等大分子物质形成高度结构化的膜状复合物将自身包裹形成生物被膜群体结构。生物被膜可以有效帮助细菌定殖、提高细菌对抗菌物质和宿主免疫反应的抵抗能力、促进群落细菌的细胞-细胞之间的信号交流等,是临床治疗中病原菌慢性感染和反复感染最重要的原因之一。本篇综述重点介绍了铜绿假单胞菌生物被膜的各组成成分及其在生物被膜形成中的重要功能,并进一步阐述了群体感应系统(las、rhl、pqs与iqs)和c-di-GMP对铜绿假单胞菌生物被膜形成的调控作用。通过本篇综述可以更清晰地了解细菌生物被膜形成和调控的过程,为开发新的治疗生物被膜感染策略提供帮助。     

2013年度与昆虫学相关的国家自然科学基金资助项目统计与分析

<正>2013年度,国家自然科学基金委员会共资助各类与昆虫学相关的项目310项,资助金额为18 292.6万元。其中:创新研究群体科学基金1项、优秀青年科学基金项目4项、重点项目4项、面上项目143项、地区科学基金项目36项、国际(地区)合作与交流项目9项、青年科学基金项目111项、海外及港澳学者合作研究基金1项及专项基金项目1项。2013年度资助项目数量和资助金额较2012年度年度均所下降,项目总数较2012年度减少了41项,     

环境因素对PlnA诱导类植物乳杆菌产生细菌素效果的影响

【目的】研究人工合成的PlnA (Plantaricin A)诱导类植物乳杆菌L-XM1细菌素合成的功能及环境条件对其诱导效果的影响。【方法】制备类植物乳杆菌L-XM1 Bac?培养物, 用人工合成的PlnA对其进行诱导, 确定PlnA在类植物乳杆菌L-XM1细菌素合成中的作用, 并通过比较不同温度、pH以及NaCl浓度、乙醇浓度条件下PlnA的诱导活性, 研究环境条件对PlnA诱导效果的影响。【结果】在不同温度及pH条件下, 自诱导肽PlnA的诱导活性有很大的差异, 较高的培养温度及pH有利于其诱导活性的发挥。不同浓度的NaCl对PlnA的诱导活性影响不大。乙醇可以减弱PlnA的诱导活性, 高浓度的乙醇完全抑制PlnA的诱导活性。6%乙醇对细菌素合成的抑制可以被700 μg/L的PlnA消除, 含有8%乙醇的培养基中, 恢复细菌素的合成需要浓度高达1 000 μg/L的PlnA。【结论】环境条件可以影响诱导肽PlnA的诱导活性, 乙醇对细菌素合成的抑制可以通过增大PlnA的浓度消除。     

放线菌天然产物糖基化改造研究进展

放线菌可以产生结构多样的天然产物, 其中包括很多重要的抗菌和抗肿瘤药物。糖基化修饰在天然产物中广泛存在, 糖基侧链的变化往往会影响天然产物的生物活性。本文综述了放线菌来源天然产物糖基化改造的研究进展。糖基侧链改造的方法主要分为体内基因工程和体外酶学法。运用这两种方法已经成功对多种天然产物进行了糖基侧链改造, 获得了大量带有新糖基修饰的天然产物, 其中有些生物活性得以提高。天然产物糖基侧链改造为新药开发提供了一个重要的途径。     

半导体矿物介导非光合微生物利用光电子新途径

自然界中微生物按其能量代谢途径主要分为两种:光能营养微生物和化能营养微生物.化能营养微生物作为非光能营养微生物长期被排除在以日光为能量来源的能量利用途径之外.本文介绍了一种新的微生物能量利用途径,即非光能营养微生物通过半导体矿物光催化作用来利用太阳能进行生长.实验室模拟体系中,金属氧化物、金属硫化物等天然半导体矿物在模拟日光激发下产生的光电子促进了化能自养与异养微生物的生长.研究结果表明微生物的生长与光子能量和光子数量密切相关,同时不同波长光辐照下的微生物生长情况与矿物的光吸收谱相吻合.这一能量利用途径的光能-生物能转化效率为0.13‰-1.90‰.在含有天然半导体矿物与天然微生物的红壤体系中,进一步发现半导体矿物光催化能够明显改变环境微生物的种群结构.已有的研究揭示了一种新发现并极有可能长期在地球上存在的微生物能量利用途径,即通过自然界中半导体矿物日光催化作用产生的光电子能够促进非光能营养微生物的生长代谢活动.     

马铃薯实生群体遗传多样性的SSR分析

以云南马铃薯品种‘剑川红’植株1个浆果中的天然实生种子产生的70个单株以及B20[CIP010(♀)×CIP004(♂)]杂交组合后代100个实生苗单株为材料,采用12对SSR引物对自交种和杂交实生群体的遗传差异性进行分析,旨在从后代群体中找到与母本(亲本)在分子水平上表现一致的植株,为种质资源的长期保存提供依据。结果表明:(1)‘剑川红’自交群体的多态性比率为81.6%,比杂交组合B20实生群体的多态性比率72.8%略高,说明2个群体的多态性比率均较高。(2)聚类分析结果显示,自交后代和杂交后代群体的遗传相似系数均较高,变化范围均在0.74~0.96之间,说明2个群体均发生了不同程度的遗传分离,但分离的程度较小,绝大多数条带表现一致。(3)在所有供试材料中,同一浆果中均未发现与‘剑川红’母株在分子水平上表现完全一致的单株。研究认为,在分子水平上寻找完全不分离的实生群体难度非常大,需进一步评价与母株(亲本)在分子水平上相似株系的田间表现,从而确定是否可以通过相近或极相近株系来恢复种源。     

反义长链非编码RNA与基因表达调控

反义长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类与其它转录物序列互补的内源性lncRNA。它们通过转录抑制、染色质重塑、核内RNA-RNA相互作用和胞浆RNA-RNA相互作用等机制,在转录及转录后水平调控靶基因的表达。反义lncRNA参与了X染色体失活、基因组印记及一些疾病的发生和发展过程,有希望成为疾病治疗的新靶点。     

尤溪天然米槠林植物碳氮磷的化学计量特征及其分配格局

以福建尤溪的天然米槠[Castanopsis carlesii(Hemsl.) Hayata]林乔木层、灌木层和草本层的26个主要优势种为研究对象,分析了植物不同器官的C、N和P含量及其比值的差异及相关性,并对不同器官C、N和P含量在不同层次间的分布特征进行了研究.结果显示:同一器官中均为C平均含量最高、P平均含量最低;其中,叶片中C、N和P含量分别为344.95 ～ 486.15、6.26 ～ 19.50和0.18 ～0.62 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为22.52 ～61.21、696.64～2 589.72和11.38 ～58.94;根系中的C、N和P含量分别为277.95 ～458.30、1.41 ～12.73和0.13 ～0.44mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为34.63 ～296.17、731.45 ～3 372.69和8.81 ～34.41;乔木层和灌木层植物枝条中C、N和P含量分别为407.75 ～473.75、3.10 ～7.39和0.09～0.61 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为57.43 ～148.15、776.64～5 054.44和7.05 ～48.11;乔木层植物树干中的C、N和P含量分别为432.56 ～463.32、2.67 ～6.35和0.16 ～0.31 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为68.12 ～167.73、1 494.58 ～2 860.63和11.35 ～29.06.乔木层植物的不同器官按C含量由高至低依次排序为叶片、枝条、树干、根系,按N和P含量由高至低依次排序为叶片、枝条、根系、树干;灌木层植物的C含量在枝条中最高、根系中最低,N和P含量在叶片中最高、枝条中最低;而草本层植物地上部分的C、N和P含量均高于地下部分.除根系中的N含量与P含量呈极显著正相关外,同一器官的C、N和P含量间均无显著相关性,但与C/N、C/P和N/P比值间大多有极显著的相关性.不同器官的C、N和P含量也因植物所处层次的不同而异,其中乔木层植物叶片中均最高、草本层植物叶片中均最低;乔木层植物全株的C含量最高、N含量最低,草本层植物全株的N含量最高、C含量最低,各层植物全株的P含量比较接近.研究结果表明:尤溪天然米槠林内植物叶片的C、N和P含量均偏低,P缺乏很可能是限制该林分植物生产力的最重要元素.     

合成生物学在微生物细胞工厂构建中的应用

通过微生物发酵的方法生产大宗化学品和天然产物能够部分替代石油化工炼制和植物提取。合成生物学技术的发展极大地提高了构建微生物细胞工厂生产大宗化学品和天然产物的能力。一方面综述了合成生物学在构建细胞工厂时的关键技术,包括最优合成途径的设计、合成途径的创建与优化、细胞性能的优化;另一方面,介绍了应用这些技术构建细胞工厂生产燃料化学品、大宗化学品和天然产物的典型案例。     

Transfer of Natural Micro Structures to Bionic Lightweight Design Proposals

The abstraction of complex biological lightweight structure features into a producible technical component is a funda- mental step within the transfer of design principles from nature to technical lightweight solutions. A major obstacle for the transfer of natural lightweight structures to technical solutions is their peculiar geometry. Since natural lightweight structures possess irregularities and often have extremely complex forms due to elaborate growth processes, it is usually necessary to simplify their design principles. This step of simplification/abstraction has been used in different biomimetic methods, but so far, it has an arbitrary component, i.e. it crucially depends on the competence of the person who executes the abstraction. This paper describes a new method for abstraction and specialization of natural micro structures for technical lightweight compo- nents. The new method generates stable lightweight design principles by using topology optimization within a design space of preselected biological archetypes such as diatoms or radiolarian. The resulting solutions are adapted to the technical load cases and production processes, can be created in a large variety, and may be further optimized e.g. by using parametric optimization.