猪链球菌2型Orf207基因缺失菌株的构建及其生物学特性检测

【背景】猪链球菌2型(streptococcus suis type 2, SS2)可引起人、猪的脑膜炎、关节炎及败血症等,不仅给养猪业带来巨大的经济损失,同时严重威胁公共卫生安全。本团队前期通过噬菌体展示文库技术发现Orf207编码蛋白可能参与SS2诱导的脑膜炎发生,然而其在SS2致病过程中的具体作用尚不清楚。【目的】探究Orf207基因对SS2致病性的影响。【方法】采用温敏性自杀质粒介导的同源重组系统,构建SC19 Orf207基因缺失菌株ΔOrf207及其回补菌株CΔOrf207,系统比较缺失菌株与野生株间在生长特性、形态、组织定殖能力、毒力情况、细胞黏附与侵袭及抗巨噬细胞吞噬能力等生物学特性方面的差异。【结果】与野生株相比,缺失菌株链长变短,生长速度略慢;而且Orf207缺失显著增加了小鼠的存活率,降低了细菌在血液、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脑组织的定殖能力和对肺组织的病理损伤并显著减弱SS2对HeLa细胞的黏附与侵袭能力及抗巨噬细胞吞噬能力。【结论】Orf207基因可以显著降低SS2对宿主的致病能力,本研究结果不仅丰富了SS2的致病机制,也为SS2疫苗等研发提供了新靶点。     

基于响应面分析的高抗原活性猪水肿病大肠杆菌疫苗培养基的研制及效果评价

【背景】猪水肿病大肠杆菌引发的疾病造成了很大的危害,但现有培养基存在培养密度低的问题。【目的】研制出高抗原活性猪水肿病大肠杆菌疫苗培养基。【方法】以常用的市售猪水肿培养基为对照,通过单因素试验、爬坡试验(Plackett-Burman, PB)、响应面(Box-Behnken, BB)试验对猪水肿培养基进行响应面优化,得到猪水肿培养基最优配方。以响应面试验得到的培养基培养猪水肿病大肠杆菌,评价不同培养时间点菌株的抗原活性,制作灭活疫苗,进行动物免疫保护试验。【结果】对研制的培养基进行扩大培养验证,发现扩大培养得到的菌株活菌数可达5×10⁹ CFU/mL以上,约为对照组的2倍。制备的灭活疫苗效价可达1:140 000,并在9 h时抗原蛋白效价达到最高。【结论】本研究研制出的疫苗培养基显著提高了猪大肠杆菌菌体密度,并可提高菌体抗原活性,为猪水肿病灭活疫苗的制备提供了技术指引。     

单增李斯特菌胎盘感染的体内外模型研究进展

单核细胞增生李斯特氏菌（Listeria monocytogenes）是重要的食源性致病菌,能引发人类的李斯特菌病,是全球公共卫生问题之一。该菌易感染孕妇,引起胎儿和新生儿的侵袭性李斯特菌病,严重威胁母婴健康。因此,建立有效的单增李斯特菌感染胎盘体内外模型,解析和探究单增李斯特菌经胎盘感染机制,是预防和控制单增李斯特菌感染母婴的关键所在。本文综述了可用于研究单增李斯特菌母婴感染的体内外胎盘模型,总结和讨论了各类模型的优势和局限性;并着重分析了体外三维胎盘屏障模型在单增李斯特菌感染方面的研究进展和未来研究方向。以期为深入解析该菌经胎盘感染的途径、发病机制提供支持,并为预防和控制母婴李斯特菌病提供科学参考。     

光驱动二氧化碳转化系统的构建、优化与应用

利用光能驱动二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)还原生产化学品对于缓解环境压力、解决能源危机具有重要意义。光捕获、光电转化和CO₂固定等作为影响光合作用效率的关键因素,同时也制约着CO₂的资源化利用效率。为了解决上述问题,本文从生物化学与代谢工程相结合的角度,系统总结了光驱动杂合系统的构建、优化与应用,并从酶杂合系统、生物杂合系统以及杂合系统应用3个方面分析了光驱动CO₂还原合成化学品的最新研究进展。在酶杂合系统方面,采用的策略主要有提升酶催化活性、增强酶稳定性等;在生物杂合系统方面,采用的方法主要包括增强生物捕光能力、优化还原力供应以及改善能量再生等;在杂合系统应用方面,主要阐述了光驱动CO₂还原生产一碳含能化合物、生物燃料以及生物食品等。最后,从纳米材料(包括有机材料和无机材料)和生物催化剂(包括酶和微生物)两个方面,展望了人工光合系统的进一步发展方向。     

硃砂叶螨久效磷抗性品系与敏感品系的比较适合度初步研究

棉田杀虫剂的大量使用导致了硃砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus Boisduval)对许多杀虫剂产生了抗性,成为目前害虫治理的严重问题。了解硃砂叶螨的抗性发展和敏感性的恢复对于抗性治理十分有用。一般在有药剂的环境中,抗性个体的增殖能力显然高于感性个体,而在无药剂的自然环境中抗性个体与感性个体的增殖能力差异预示着抗性群体敏感度恢复的快慢。如抗双甲脒的柑桔全爪螨(Panonychus     

β-桧木醇联合替加环素对tet(X4)阳性大肠杆菌的体外协同抗菌作用

质粒介导tet(X4)基因的出现和流行,严重影响替加环素(tigecycline)对临床多重耐药细菌感染的治疗效果,急需寻找有效的佐剂遏制替加环素耐药性。本研究采用微量棋盘稀释法、时间-杀菌曲线测定β-桧木醇(β-thujaplicin)和替加环素的体外联合抗菌表征,通过测定细菌细胞膜通透性、细菌胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量、铁含量以及替加环素含量等指标,来探究β-桧木醇和替加环素联合使用对tet(X4)基因阳性大肠杆菌(Escherichia coli)的抗菌作用机制。结果表明,β-桧木醇联合替加环素对tet(X4)基因阳性大肠杆菌具有体外协同抗菌效果,且β-桧木醇在抗菌作用浓度范围内无显著溶血性和细胞毒性。机制研究发现,β-桧木醇能显著增大细菌细胞膜的通透性,降低细菌胞内铁含量,干扰铁稳态,诱导细胞内ROS显著增加,从而发挥抗菌效果。进一步研究发现,β-桧木醇可通过干扰细菌铁代谢和增大细菌细胞膜通透性,协同增强替加环素的抗菌效果。本研究结果为β-桧木醇联合替加环素治疗tet(X4)基因阳性大肠杆菌感染提供了理论和实践基础。     

基于微波热声层析成像定量重建生物组织电导率的改进方法

目的 生物电磁学参数中的电导率与组织的功能性信息直接相关,精准重建生物组织电导率在医学成像技术和医学诊断领域中有着重要意义。本文改进定量微波热声层析成像（microwave-induced thermoacoustic tomography,MTAT）算法,使组织电导率的重建精度提高。方法 本文在利用有限元离散法求解热声波动方程和亥姆霍兹方程的基础之上,提出了一种基于正则化牛顿迭代法（regularized Newton iteration method,RNIM）定量重建组织电导率的改进方法。结果 通过数值模拟实验和含不同浓度NaCl溶液的仿体实验,验证了算法改进的有效性。组织仿体实验结果表明,目标在不同位置、不同大小、不同对比度情况下,相比于定量微波热声层析成像采用拟合（fitting）的方法,采用正则化牛顿法定量重建的仿体电导率相对误差明显降低,重建目标精度提高。在仿体实验中采用RNIM方法重建相同浓度的单目标在不同位置的电导率变化幅度更小,以及重建多目标电导率的相对比值与实际更接近,实验结果验证了改进方法的稳定性。结论 研究结果表明优化算法能更加准确地定量重建组织仿体的电导率,...     

非侵入物理疗法——红光照射改善脂多糖诱发小鼠抑郁样行为

目的 抑郁的发生机制不清及药物的临床疗效不佳,导致其成为世界难题。已有研究发现甲醛的气态暴露或液态腹腔注射都可直接诱发小鼠抑郁样行为,而内源甲醛是否参与抑郁的发生尚不清楚。本研究探索脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）是否通过刺激内源甲醛产生而诱发小鼠抑郁的分子机制;并观察非侵入物理疗法——630 nm红光照射是否能激活甲醛脱氢酶而降解甲醛,从而改善小鼠抑郁样行为。方法 雄性成年C57BL/6J小鼠随机分组：a.对照组,腹腔注射磷酸缓冲液（phosphate buffer solution,PBS）;b.抑郁模型组,按浓度梯度腹腔注射LPS;c.红光干预组,按浓度梯度腹腔注射LPS后并定时进行630 nm全身红光照射。采用旷场实验（open field test,OFT）、糖水偏爱（suorose preference test,SPT）、悬尾实验（tail suspension test,TST）、强迫游泳（forced swimming test,FST）等方法,评估小鼠的抑郁样行为;用甲醛荧光（Na-FA,特异甲醛荧光探针）定量法及整脑甲醛荧光成像法,检测小鼠脑...     

基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析（专题约稿）

该研究在人工控制水分条件下,设置3个干旱胁迫处理,选用3个主栽油菜品种‘陇油10号’、‘陇油2号’、‘青杂5号’幼苗进行盆栽试验,测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标,考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征,并通过主成分分析(PCA)和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子,以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制。结果表明：(1)各品种油菜幼苗的叶片相对含水量(RWC)均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低,最大水分亏缺(WSD)却逐渐上升。(2)各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减,且同一种幼苗在不同处理间差异显著。(3)各品种油菜幼苗叶片的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)、单株生物量、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)均在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著,而其叶片蒸腾速率(T_r)在干旱胁迫下无显著变化。(4)各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减,最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著。(5)主成分分析结果表明,在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、C_i、G_s、P_n、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用;隶属函数法综合评价表明,3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为‘陇油10号’＞‘陇油2号’＞‘青杂5号’。     

‘凤丹’牡丹PoKAS基因的克隆及表达分析

为探究‘凤丹’牡丹(Paeonia ostii‘Feng Dan’)PoKAS基因在脂肪酸合成中的功能,从转录组数据中获得3个PoKAS基因,克隆基因全长并进行生物信息学分析,通过qRT-PCR检测它们在牡丹落花后第23、45、75、100和125天时的表达。结果显示：(1)克隆得到的3个基因序列全长分别为1 401、1 692和1 215 bp,分别编码466、563和404 aa;保守结构域分析发现,它们都含有KAS保守结构域,属于cond-enzymes超蛋白家族。(2)系统进化树将三者分为三大类,表明其在进化上相对独立,分别命名为PoKASⅠ、PoKASⅡ和PoKASⅢ(GenBank登录号分别为OP056413、OP056412和OP056414)。(3)qRT-PCR分析发现,在牡丹落花后种子发育的5个时期中,PoKASⅠ和PoKASⅡ基因在落花后75 d和45 d时的表达量分别显著高于其他发育时期;PoKASⅢ基因在落花后45～125 d时的表达量均显著高于落花后23 d,说明PoKASⅢ基因在牡丹种子脂肪酸合成的整个过程中发挥着重要作用,而PoKASⅡ基因主要在种子油脂...