甲醇的生物利用与转化*

甲醇作为一种来源广泛、价格低廉、还原度高的非粮原料有望成为下一代生物制造的关键原料。利用合成生物学技术构建能够高效利用甲醇的重组微生物以实现从甲醇到高值化学品的生物转化已成国内外研究热点,但由于甲醇代谢过程的特殊性及复杂性,目前人工设计的甲基营养菌还难以实现以甲醇为唯一碳源进行生长及产物合成。基于对天然甲基营养菌甲醇代谢过程的分析,从甲醇脱氢酶的筛选与改造、甲醛同化途径的重构与优化、甲醇到化学品的生物转化几个方面对合成型甲基营养菌的构建策略及面临的挑战进行总结与分析,以期为今后合成型甲基营养菌的人工设计和利用提供一定的借鉴。     

Hsa-miR-5195-3p对人宫颈癌细胞SiHa增殖、迁移与侵袭的影响

目的:探讨mi R-5195-3p对人宫颈癌细胞系Si Ha增殖、迁移与侵袭的影响。方法:采用qRT-PCR检测人宫颈癌细胞SiHa和正常上皮细胞HaCaT中mi R-5195-3p的表达水平。将mi R-5195-3p mimic转染至Si Ha细胞中构建外源性过表达细胞株,阴性对照组中则转染NC mimic,并用q RT-PCR验证转染效率;通过MTT和集落形成实验检测细胞增殖能力;划痕愈合实验检测细胞横向迁移能力; Transwell小室实验检测细胞纵向迁移能力和侵袭能力;采用qRT-PCR和Western blot检测E-cadherin、Vimentin与snail m RNA转录水平及蛋白表达水平。结果:宫颈癌细胞Si Ha中的mi R-5195-3p表达水平较HaCaT偏低(P 0. 05)。与阴性对照组相比,转染mi R-5195-3p mimic的SiHa细胞中mi R-5195-3p水平显著增高(P 0. 01);并且其体外增殖(P 0. 001),迁移(P 0. 001)与侵袭能力(P 0. 001)明显减弱;同时E-cadherin表达水平上调而Vimentin、snail表达水平下调。结论:过表达mi R-5195-3p可能通过阻碍EMT通路抑制宫颈癌细胞Si Ha的增殖,迁移与侵袭。     

聚乙二醇二缩水甘油醚交联氨基载体LX-1000EA固定化脂肪酶 *

聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)作为双功能环氧试剂,在实验中被用于交联氨基载体LX-1000EA共价固定化海洋脂肪酶,经过处理后的载体共价固定化脂肪酶具有良好的效果。实验经过单因素初筛和正交试验,得到最佳的交联及固定化条件为0.75%交联剂浓度、交联温度35℃、交联时间3h、载体量1.25g、pH9.0、固定化温度55℃、固定化时间1h。对LX-1000EA-PEGDGE固定化酶与游离酶、戊二醛(GA)交联LX-1000HA-GA的固定化酶进行酶学性质的比较,发现LX-1000EA- PEGDGE固定化酶较游离酶最适反应温度未改变,与LX-1000HA-GA相同的是最适反应pH都由7.0提高为8.0。在最适条件中所测LX-1000EA-PEGDGE酶活达到78.84U/g,固定化改变了游离酶的酸碱耐受性,热稳定性和操作稳定性较游离酶和LX-1000HA-GA固定化酶均有提高。LX-1000EA-PEGDGE的热稳定表现优异,在60℃孵育3h后保留90%酶活;使用5次后仍能残余50%酶活;保存30天酶活仍保留60%。首次使用新型双环氧交联剂PEGDGE交联有机氨基载体共价结合固定化脂肪酶,为更有效的固定化方法提供了技术支持,同时也发现交联剂对固定化酶的性质存在较大影响。     

基于全基因组序列的弯曲菌特征分析

空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)和结肠弯曲菌(Campylobacter coli)是引起人类腹泻的主要致病菌。传统生化方法在鉴定弯曲菌时存在步骤多、耗时长、通量低等问题。本研究通过利用生物信息学方法对弯曲菌全基因组进行序列、基因注释、耐药基因、多位点序列分型以及CRISPR-Cas系统等分析,挖掘能够有效区分空肠弯曲菌和结肠弯曲菌的高分辨力特征。实验结果表明,空肠弯曲菌和结肠弯曲菌在基因组序列长度、GC含量、基因数量、多位点序列分型以及CRISPR-Cas系统等方面存在显著差异。同时,研究还发现了一段在空肠弯曲菌基因组中广泛存在的高分辨力CRISPR重复序列。这些特征可用于构建能够准确鉴别空肠弯曲菌和结肠弯曲菌的生物信息学方法。     

天麻栽培用蜜环菌的遗传多样性、生长和水解酶

蜜环菌Armillaria是一种广泛分布的担子菌,是栽培中药天麻所必须的共生菌。为揭示我国天麻栽培用和鄂西地区部分野生蜜环菌资源的遗传多样性和生物学特性,本文收集了9个省市EF-1-α的19个蜜环菌商品菌株和鄂西地区20株野生蜜环菌菌株,以IGS、ITS和elongation factor-1-alpha（EF-1-α）为分子标记对这些菌株进行系统发育与遗传多样性分析,并对影响与天麻共生的生物学特性（菌索发育和胞外水解酶活性）进行对比研究。结果表明,这19株蜜环菌商品菌株分别归属于2个clade。其中,有18个菌株聚在cladeⅢ,说明不同来源的蜜环菌商品菌株之间系统发育关系很近;通过对蜜环菌的系统发育、菌索生长以及胞外水解酶活性的研究,总体上商品种优于鄂西的野生蜜环菌生物种。从鄂西野生蜜环菌中筛选出4个具有潜在栽培价值的菌株。本研究为天麻栽培生产中蜜环菌菌种的选择提供参考。     

与蝉花有关的虫草菌生物多样性的研究I：文献考证

蝉花是我国重要药用真菌,但长期以来其名称特别是学名的使用一直混乱。本文从古代医药典籍记载确认,“蝉花”是历史最久、使用最广的中名,对于其他中名具有优先权。其学名Isaria cicadae系Miquel（1838）根据巴西标本命名,但模式标本已失,原描述文字及插图均极其简单,与蝉花形态差异较大。其有性型迄今未发现,曾先后被认为是小蝉草Ophiocordyceps sobolifera和大蝉草Tolypocladium dujiaolongae (=Cordyceps cicadae Shing)。本文根据文献考证澄清了国内外关于小蝉草和大蝉草的误用,分析了长期以来大量日本文献中的命名混乱对我国认知蝉花的影响,并质疑I. cicadae在中国及其他地区的分布,提出它是一复合种,因此蝉花的分类地位及学名需要进一步研究。     

基于Taqman-MGB探针的亚稀褶红菇实时荧光定量PCR检测方法

本研究建立了一种基于Taqman-MGB探针的亚稀褶红菇Russula subnigricans实时荧光定量PCR检测方法。根据亚稀褶红菇与其近似种的内转录间隔区（internal transcribed spacers,ITS）序列差异,设计合成1对引物和1条特异性Taqman-MGB探针,并用常见有毒红菇种类进行验证。结果显示,引物特异性良好,仅亚稀褶红菇出现荧光信号,完成整个检测过程只需2h。该法能够为毒蘑菇中毒的快速检测提供技术支持。     

福廷瓶头霉与马尾松的共生特征

深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）广泛定殖于植物根系,对促进植物生长、提高植物抗逆能力具重要作用。本研究从马尾松Pinus massoniana根系分离到一株DSE,于无菌条件下研究了此菌与马尾松的共生特征,研究结果表明：基于形态学和分子生物学分析,此菌被鉴定为福廷瓶头霉Phialocephala fortinii,在PDA培养基25℃培养条件下,此菌不产孢,菌丝深色、具隔,最适培养基为PDA。此菌与马尾松根系共生体的形成过程可划分为3个时期,即侵入前期：接种后2d,新生菌丝向马尾松根系定向生长并开始接触根系,但未侵入根系内部;侵入期：接种后4d,菌丝与马尾松根系接触侵入根内并在根系皮层细胞间扩展延伸;形成期：接种后6d,菌丝继续在马尾松根系内扩展并形成富含脂类物质的微菌核。接种福廷瓶头霉显著增加了马尾松生物量的积累（P<0.05）,并影响了其根系发育。接种后,马尾松主根生长受限,侧根生长显著提高（P<0.05）,侧根长度较未接种处理增加了112.87%。被侵染根系的根毛数量减少,并由大量根外菌丝包裹。以上结果对进一步揭示DSE与宿主的共生机理有一定指导意义。     

一株特殊生境荒漠药用植物沙蓬内生真菌Rhinocladiella similis中苯甲酸大环内酯化合物

从一株特殊生境荒漠药用植物沙蓬的内生真菌Rhinocladiella similis中分离得到4个苯甲酸大环内酯化合物,包括2个新化合物rhinoclactones E（2）和F（1）、2个已知化合物8,9-dihyrogreensporone D（3）和8,9-dihydrogreensporone A（4）。基于高分辨质谱与核磁共振谱数据以及相关文献比对,确定了新化合物与已知化合物的结构。化合物1和2是一对立体异构体,在大环内酯环中并有一个呋喃环,这种环系统在自然界比较稀少。化合物1-4对3株肿瘤细胞株和植物病原真菌没有抑制活性。本结果进一步丰富了该真菌的化学成分研究,暗示特殊生境荒漠植物内生真菌具有产生结构新颖的次级代谢产物的潜力,是发现新活性天然产物的一个新的重要宝库;此外,根据化合物的结构特征与生物活性结果,本文还探讨了这些化合物潜在的生态学功能。