丙酮丁醇梭菌硫氧还蛋白系统在溶剂生产过程中的功能

【目的】探究丙酮丁醇梭菌硫氧还蛋白系统在生长和代谢过程中的功能。【方法】使用ClosTron系统对硫氧还蛋白系统中的硫氧还蛋白还原酶基因(trxB)进行插入失活,得到突变株,通过Southern杂交方法验证插入内含子的拷贝数;在基本培养基中进行分批发酵,比较并分析突变株的生长特点;通过pH控制,利用限磷的连续发酵方法使丙酮丁醇梭菌稳定地在产酸期和产溶剂期生长,分析野生型菌株和突变株在稳定的产酸期和产醇期的生长和产物合成情况;通过添加不同浓度的过氧化氢检测野生型和突变株的抗氧化压力。【结果】抗性筛选和基因测序结果表明,成功构建了硫氧还蛋白还原酶失活的突变株,命名为Clostridiumacetobutylicum trxB::int(29)。在分批发酵中,突变株和野生型菌株的最大生长量相近,细胞在600 nm处的光吸收值(OD600)达到6.5,但是突变株在36 h的OD600达到最大,较野生型推迟12 h;在连续发酵的产酸期,野生型菌株与突变株生长变化不大,OD600分别稳定在4.6和4.4,且葡萄糖的消耗和酸产量相差不大;在产溶剂期,突变株的OD600稳定在3.5,低于野生型的4.0...     

少弱精子症患者精子候选差异蛋白Trx 2、TrxR 1的验证及在少精、弱精子症中的表达研究

目的:根据TMT技术筛选少弱精子症患者精子差异蛋白的结果,选取硫氧还蛋白2(thioredoxin 2,Trx 2)、硫氧还蛋白还原酶1(thioredoxin reductase 1,TrxR 1)进行验证,探讨二者在少精、弱精和少弱精子症中的表达变化及其意义。方法:收集105例少精子症组(O组)、150例弱精子症组(A组)、50例少弱精子症组(OA组)和106例正常精液男性(N组)精液,分离出精子,对少弱精子症进行串联质谱标签(Tandem Mass Tag,TMT)技术蛋白质组学分析,根据少弱精子症组的精子差异蛋白结果选取Trx 2、TrxR 1,通过免疫荧光和免疫印迹方法检测其在O组、A组、OA组的表达情况。结果:TMT技术蛋白质组学结果显示Trx 2为上调差异蛋白(为N组的1.31倍),TrxR 1为下调差异蛋白(为N组的0.82倍)。免疫荧光和免疫印迹结果显示O组、A组、OA组Trx 2表达显著高于N组(P0.05),O组、OA组TrxR 1的表达显著低于N组(P0.05)。二者在OA组的结果与蛋白质组学结果一致。结论:Trx 2、TrxR 1可能在少精、弱精及少弱精子症的发生中起着重要的作用,并有望成为少弱精子症患者精子的候选标志物及治疗靶点。     

大草蛉对草地贪夜蛾捕食潜能研究

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda JE Smith于2018年底至2019年初入侵我国后,迅速扩散,并在半年内对西南地区的玉米生产造成为害。田间调查和观测研究表明,田间虽然可见该害虫的天敌,但由于天敌种群数量低,无法形成有效控害的模式。为研究大草蛉对草地贪夜蛾的控害潜能,本研究进行了捕食功能反应试验。结果表明,大草蛉成虫对草地贪夜蛾卵以及大草蛉3龄幼虫对草地贪夜蛾1龄幼虫的捕食效应均能够很好的拟合HollingⅡ功能反应模型。其中,大草蛉成虫对贪夜蛾卵的理论日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为1115.56头、1.004和0.0009 d。大草蛉幼虫对贪夜蛾低龄幼虫的理论日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为358头、1.074和0.003 d。结果表明大草蛉具备对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫进行有效控害的潜力,为应用天敌昆虫防治草地贪夜蛾提供了理论依据。     

赶黄草总黄酮树脂精制工艺与检测方法

本研究以总黄酮吸附量和解析率为检测指标,结合动态洗脱考察结果,考察11种树脂对赶黄草总黄酮的富集精制能力。优化树脂类型,选定了对总黄酮进行富集纯化较好的树脂HPD450;采用单因素及正交实验,确定最佳工艺条件:上样量10 mL,以6 mL/min的流速8 BV水、6 BV 80%甲醇溶液洗脱,pH值为6~7。以此方法得到90%以上的赶黄草总黄酮,实验结果良好,总黄酮精制工艺成效显著。用HPLC法精确测定赶黄草中槲皮苷、PGHG和ThA三个指标性黄酮成分,最佳色谱条件为:C18色谱柱,检测波长280 nm,进样量5μL,流动相:乙腈-0.05%磷酸溶液(0~25 min:12%~45%乙腈;25~40 min:45%~70%乙腈)梯度洗脱;精确测定赶黄草全草中3种黄酮成分的含量。采用分光光度法检测,指导优化总黄酮精制工艺,并以HPLC法精确测定三种黄酮代表成分。比较两种方法测定结果相一致,互为补充;故在工业生产时,可以分光光度法指导生产,以HPLC法精确定量测定。     

放牧对黄土高原退耕草地土壤有机碳储量的影响

放牧是影响草地土壤碳固存的重要因素。本研究选取黄土高原水蚀风蚀交错区西部、中部、东部地区及水蚀区,以各区20年以上退耕封禁地为对照,分析3个放牧强度下(羊粪球密度分别为0～10、10～20、>20 ind·m^-2)退耕草地0～20 cm土层土壤有机碳储量的分布特征,研究放牧及其强度对退耕草地土壤固碳效应的影响。结果表明: 放牧对交错区西部0～20 cm、东部0～10 cm,水蚀区0～5 cm土层土壤有机碳储量有显著影响,对交错区中部各土层均无显著影响;羊粪球密度0～10、＞20 ind·m^-2强度的放牧使交错区西部0～20 cm土层土壤有机碳储量显著降低了34.8%～50.9%,而在其他3个区域,放牧对有机碳储量的影响较退耕封禁地差异不显著。在交错区东部,放牧强度是影响退耕草地土壤有机碳储量的主要因素,而其他3个区域有机碳储量主要受土壤理化性质和(或)枯落物生物量的影响。羊粪球密度10～20 ind·m^-2强度的放牧对各区域退耕草地0～20 cm土层土壤有机碳储量无显著影响。     

大黄酸通过巨噬细胞激活的串扰调控肠道炎症中氧化还原介导的Nlrp3炎症小体的激活

巨噬细胞浸润和激活是急性结肠炎的关键步骤。巨噬细胞中氧化还原介导的Nlrp3炎症小体激活在介导结肠炎症反应中起着关键作用。从大黄根茎中分离出的大黄酸具有较强的抗炎作用。然而,其在调节急性结肠炎症中的作用尚未得到研究。来自澳门大学的王一涛及其团队研究了大黄酸在急性肠道炎症期间的保护机制及其对巨噬细胞活化的调节。结果发现大黄酸通过Nlrp3炎症小体干扰其在巨噬细胞中的复合物组装,降低IL-1β的分泌。大黄酸还通过激活Nrf2-HO1-NQO1通路,抑制Nox2亚单位的表达和易位以调节氧化还原平衡。     

华西雨屏区植被恢复对紫色土酸化的影响

退耕还林是控制水土流失、恢复森林植被和改善生态环境的重要举措。植被恢复进程中会发生土壤酸化,进而影响植物生长,厘清不同还林树种对土壤酸化的影响程度及作用机制有助于更好地评估退耕还林工程的整体生态效益。以华西雨屏区紫色土坡耕地(玉米)为对照,分析了退耕20a后柳杉纯林、柳杉-光皮桦混交林、慈竹林和茶园土壤pH的变化及其垂直分异。结果表明：玉米地、慈竹林、茶园、混交林和柳杉纯林0—50 cm土壤pH平均值分别为5.66、5.55、5.12、5.03和5.00,相较于玉米地,柳杉纯林、混交林和茶园土壤pH值显著下降(P<0.01),土壤酸化严重。相较于玉米地土壤pH值的均匀分布,植被恢复不同类型人工林pH值随土壤深度的增加而增加,10—50 cm土壤pH值(4.89—5.90)显著高于0—10 cm土壤pH值(4.72—5.21)(P<0.01),表层土壤酸化最明显。土壤pH值与土壤有机质含量呈极显著负相关,而与风化指数Na/K比值呈显著正相关,有机质含量和Na/K比值共同解释了土壤pH值变化的53.9%,表明植被恢复引起的土壤有机质积累与长石类矿物风化是驱动紫色土酸化的重要过程...     

养分增加提高大狼耙草入侵种群的生长和竞争能力

为了探讨大狼耙草的入侵风险,该文通过同质种植园实验,研究了不同养分水平下大狼耙草河北、江苏、江西和广西4个入侵种群在单种和各种群与近缘本地植物金盏银盘混种时的生长和竞争响应。结果表明:(1)单种时4个种群的株高、分枝数和总生物量在高养分下显著高于低养分下,繁殖比在低养分下显著高于高养分下(江苏种群除外); 混种时4个种群各生长参数的竞争响应在高养分下小于低养分下的。(2)各养分下,广西和江西种群的株高和总生物量显著高于河北种群,广西种群的分枝数最多[低、中和高养分下分别为(12±0.86)、(16.83±0.95)和(21.83±1.14)]; 河北种群的繁殖比在低养分 [(47.33±3.29)%]和高养分 [(25.74±2.82)%]下最高,且显著高于同养分下的广西种群 [低养分为(30.92±1.78)%和高养分为(19.77±1.22)%]。中养分下,河北种群总生物量的竞争响应(-0.51±0.04)显著大于广西种群(-0.35±0.06),繁殖生物量的竞争响应(-0.46±0.03)也显著大于广西种群(-0.28±0.07)。综上表明,高养分提高大狼耙草的生长和竞争能力,生长和竞争能力在种群间有差异,养分增加和入侵种群间基因流可能会潜在地提高大狼耙草的入侵风险,该研究结果有助于预测入侵植物的入侵风险。     

水稻黄绿叶调控基因YGL18的克隆与功能解析

叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常, 是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料。该研究通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变籼稻(Oryza sativa subsp. indica)品种华占(HZ)获得黄绿叶突变体, 将其命名为ygl18 (yellow-green leaf 18)。与野生型相比, 黄绿叶突变体ygl18自三叶期起叶片开始变黄且程度不断加深, 同时伴随着光合速率与叶绿素含量下降, 且结实率、千粒重及有效穗数均显著降低。透射电镜观察结果显示, ygl18的叶绿体结构紊乱, 基质片层疏松, 发育受到抑制, 与叶片出现黄绿色表型一致。遗传分析表明, ygl18突变性状受1对隐性等位核基因控制, 这对等位基因位于水稻第3号染色体长臂标记InDel2和InDel3之间115.2 kb范围内。进一步研究发现该突变体表型是编码铁氧还蛋白FdC2的基因LOC_Os03g48040的5'UTR发生突变所致。通过CRISPR转基因实验验证了该基因对表型的控制作用。研究结果揭示了叶色调控网络的遗传基础, 可为今后选育高光效水稻品种提供新线索。     

Protein Disulfide Isomerase 2 of Chlamydomonas reinhardtii Is Involved in Circadian Rhythm Regulation

Protein disulfide isomerases （PDIs） are known to play important roles in the folding of nascent proteins and in the formation of disulfide bonds. Recently, we identified a PDI from Chlamydomonas reinhardtii （CrPDI2） by a mass spectrometry approach that is specifically enriched by heparin affinity chromatography in samples taken during the night phase. Here, we show that the recombinant CrPDI2 is a redox-active protein. It is reduced by thioredoxin reductase and catalyzes itself the reduction of insulin chains and the oxidative refolding of scrambled RNase A. By immunoblots, we confirm a high-amplitude change in abundance of the heparin-bound CrPDI2 during subjective night. Interestingly, we find that CrPDI2 is present in protein complexes of different sizes at both day and night. Among three identified interac- tion partners, one （a 2-cys peroxiredoxin） is present only during the night phase. To study a potential function of CrPDI2 within the circadian system, we have overexpressed its gene. Two transgenic lines were used to measure the rhythm of phototaxis~ In the transgenic strains, a change in the acrophase was observed. This indicates that CrPDI2 is involved in the circadian signaling pathway and, together with the night phase-specific interaction of CrPDI2 and a peroxiredoxin, these findings suggest a close coupling of redox processes and the circadian clock in C. reinhardtii.