特殊环境真菌

真菌是生物多样性最丰富和生存环境最多样的生物类群之一,除了我们熟知的土壤、植物残体、水体等一般环境外,还存在极地、高温、高盐等各种特殊环境.对真菌而言,特殊环境是指绝大多数真菌不能生存的环境,而特殊环境真菌是指特殊环境中特有的真菌或适应特殊环境的真菌.特殊环境人为地划分为以下3种类型:第一类,具有某种特定的理化限制因素的环境;第二类,某些特殊基质;第三类,受多因素限制的特殊复杂环境.特殊环境真菌有着独特的适应性,并进化出各种机制来占据生态位.它们在细胞构造、代谢方式、进化机制等方面的特殊性引起了科学家的广泛关注.本文介绍了各种特殊生态环境下生活的真菌类群以及它们的生存机制,并对今后的研究方向进行了展望.     

麻疹病毒受体与病毒侵入

麻疹病毒是一种具囊膜的负链RNA病毒,两种主要的囊膜蛋白血凝素蛋白(H)和膜融合蛋白(F)表达在膜表面负责病毒侵入过程中与宿主受体的结合和膜融合过程.病毒囊膜蛋白与受体的相互作用是病毒侵入宿主的关键步骤,决定了病毒感染能力、种属和组织嗜性.因此,囊膜病毒与受体的结合位点往往成为重要的抗病毒药物的靶点.目前已发现的3种麻疹病毒受体包括CD46、SLAM和Nectin-4.以下综述了麻疹病毒受体的特征及在病毒侵入中的作用、麻疹病毒H蛋白与受体的相互作用机制,为抗病毒药物设计及麻疹病毒作为肿瘤治疗性载体的应用提供理论依据.     

人CD96第一个IgV结构域的表达、结晶及晶体学分析

CD96(Tactile)是一个主要表达在活化的T细胞、NK细胞上的免疫受体分子。它属于免疫球蛋白超家族,胞外区有3个免疫球蛋白结构域(V1,V2/C和C)。最近的研究表明,CD96的第一个IgV结构域(CD96V1)在细胞粘附和NK细胞介导的杀伤过程中起着重要的作用。文中构建了人类CD96第一个IgV样结构域(hCD96V1)的表达载体,并将它在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中以包涵体形式表达。通过包涵体体外复性,得到了CD96可溶性蛋白。分析超速离心结果证明CD96可溶蛋白在体外以二聚体形式存在。采用座滴气相扩散法获得了衍射质量较好的CD96蛋白晶体,衍射分辨率为1.9,晶体属于空间群P21,晶胞参数为a=35.1,B=69.5,C=49.6,α=γ=90°,β=105.4°。CD96晶体及衍射数据的获得为后续的结构和功能研究奠定了基础。     

黑龙江省五大连池枝状地衣多样性

报道了五大连池地区枝状地衣4属32种,其中圆鳞石蕊(Cladonia trassii Ahti)为中国新记录种,裸柄石蕊(Cladonia gymnopoda Vain.)为中国大陆新记录种,7种为黑龙江省新记录种。对32种地衣地理成分进行了分析,分属于6个地理成分:环北极成分(50%),广布成分(25%),东亚成分(9%),欧亚成分(6%),泛热带成分(6%),中国特有成分(3%);并对32种地衣的基物及分布特点进行了简要分析。     

从蛹虫草栽培料中分离的单端孢属一中国新记录种

从蛹虫草子实体栽培培养料中分离得到1个中国新记录种:卵孢单端孢[Trichothecium ovalisporum(Seifert&Rehner)Seifert&Rehner]。对其形态特征进行了描述,讨论了与相近种的区别,并进行了ITS序列分析。研究菌株保存于中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)。     

L-六碳糖形成机制的研究进展

糖及其衍生物在许多初级或次级代谢过程中发挥着重要作用。糖结构与功能的多样性和糖在疾病诊断与治疗中的重要性推动了糖生物学的快速发展。D型糖,尤其是D-六碳糖在糖中占据着主导地位,L-六碳糖也是许多重要糖蛋白复合物、多糖及抗生素的组成成分。了解L-六碳糖的形成机制有助于理性改造糖的结构并开发其应用价值。L-六碳糖通常由3,5位差向异构酶或5位差向异构酶催化D-六碳糖的C5位异构化形成,这种转变赋予了糖在构型上的多样性,并在许多天然产物中起决定生物活性的作用。对3,5位差向异构酶和5位差向异构酶的功能及晶体结构的研究揭示了L-六碳糖的形成机制。本文综述了L-六碳糖形成过程中不同类型的3,5-位差向异构酶和5-位差向异构酶的催化机制,揭示L-六碳糖在生理和医药领域的重要意义。     

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。     

3种杓兰属植物菌根真菌系统发育和多样性分析

兰科植物菌根真菌(Orchid mycorrhizal fungi, OrMF)在兰科植物种子萌发和后续生长发育过程中具有重要作用。该研究采用培养(菌丝团分离)和非培养(克隆文库)2种方法获得同一栖息地3种不同杓兰属植物根中菌根真菌ITS序列并划分可操作分类单元(Operational taxonomic units, OTUs),分析其系统发育关系和多样性。结果表明:(1)所有根段中都有菌丝团定植,共分离出菌根真菌64株,其中63株为胶膜菌科(Tulasnellaceae)真菌,1株为角担菌科(Ceratobasidiaceae)真菌;可划分为7个OUT,每个OTU代表菌株的菌丝都能形成OrMF典型的近球形或椭球形链状排列的念珠状细胞;分离出来的菌根真菌均为无性型菌丝且不产生无性孢子。(2) 非培养法得到的3种杓兰属植物的根中OrMF分别隶属于胶膜菌科(Tulasnellaceae),腊壳菌科(Sebacinaceae)、角担菌科(Ceratobasidiaceae)和革菌科(Thelephoraceae),其中胶膜菌科OTU在种类和数量上占有绝对优势,培养和非培养2种方法得到的OrMF OTU类型和数量均为西藏杓兰(Cypripedium tibeticum)>无苞杓兰(C. flavum)>黄花杓兰(C. bardolphianum),但培养法少于非培养法。(3)对胶膜菌进行系统发育分析显示,优势和非优势OTU均分布在系统发育树的3个不同分支上,这种与多种亲缘关系较远的OrMF共生的现象可能与杓兰属植物对环境的适应性有关,且不同杓兰的OrMF物种丰富度没有显著差异,但群落结构存在差异。     

尖峰岭热带山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特征

不同功能群的根部真菌可能会与植物差异性地互作, 并进一步影响地下真菌与植物群落构建。本研究采用Illumina Miseq测序方法检测了海南尖峰岭热带山地雨林中常见植物的根部真菌; 采用网络分析法比较了丛枝菌根(AM)真菌、外生菌根(ECM)真菌, 以及所有根部真菌与植物互作的二分网络(bipartite networks)结构特性。从槭树科、番荔枝科、夹竹桃科、冬青科、棕榈科、壳斗科、樟科和木犀科等8科植物的根系中, 检测到297,831条真菌ITS1序列, 这些序列被划为1,279个真菌分类单元(OTUs), 其中子囊菌门748个、担子菌门354个、球囊菌亚门80个, 以及未知真菌97个。核心根部真菌群落(420个OTUs)中, 至少有三类不同生态功能的真菌常见, 即丛枝菌根真菌(40个OTUs, 占总序列数23.4%)、外生菌根真菌(48个OTUs, 13.9%)和腐生型真菌(83个OTUs, 19.8%)。尖峰岭山地雨林根部真菌-植物互作网络结构特性的指标普遍显著高于/低于假定物种随机互作的零模型期待值。在群落水平, 不同功能型的根部真菌-植物互作网络表现出不同或相反的结构特性, 如丛枝菌根互作网络表现为比零模型预测值高的嵌套性和连接性, 以及比零模型低的专一性, 而外生菌根互作网络呈现出比零模型预测值低的嵌套性和连接性, 以及比零模型高的专一性。在功能群水平, 植物的生态位重叠度在AM互作网络高, 而ECM互作网络低; 真菌的生态位宽度在ECM互作网络窄, 而在AM互作网络较宽。共现(co-occurrence)网络分析进一步揭示, ECM群落的物种对资源的高度种间竞争(植物、真菌高C-score), 以及AM群落的物种无明显种间竞争(低C-score), 可能分别是形成反嵌套ECM互作网络及高嵌套AM互作网络结构的原因。上述结果说明, 尖峰岭山地雨林中至少有两种及以上的种间互作机制调节群落构建: 驱动AM互作网络冗余(nestedness)及ECM互作网络的高生态位分化(专一性)。本研究在同一个森林内探讨了不同功能型的真菌-植物互作特性, 对深入理解热带森林的物种共存机制和生态恢复具有重要意义。     

我国禽流感研究进展及成就

禽流感不仅严重危害养禽业,而且给公共卫生造成巨大威胁。为了科学认识和积极防控禽流感,我国科学家进行了大量且富有成效的研究,取得了举世瞩目的成果。通过长期的监测,基本掌握了禽流感在我国的流行情况和进化规律;利用反向遗传操作技术和蛋白质组学技术,发现了影响流感病毒致病力、传播力和受体结合能力的部分关键位点,阐释了其作用机制;通过对传统技术的改进和先进方法的应用,不断成功建立禽流感诊断、检测技术;新型禽流感疫苗不断涌现并逐步被推广和应用,取得了良好的免疫效果。上述成果为我国禽流感的防控奠定了良好的基础,也为后续研究提供了依据。但是禽流感的防控形势依然严峻,2013年新型H7N9病毒的出现,使禽流感的防控面临新的挑战。