细菌降解邻苯二甲酸酯的研究进展

邻苯二甲酸酯(Phthalates esters, PAEs)是一类混合在塑料中以增强其可塑性和多功能性的有机化合物。同时,PAEs也是一种典型环境内分泌干扰物,长期生产和使用塑料制品已对环境和生物体乃至人类身体健康造成危害。研究发现微生物降解已成为削减环境中PAEs的主要途径。文中对近年来国内外在PAEs的结构及分类、毒理学效应、在环境中的污染状况、细菌降解的菌株多样性、降解途径及分子机制等方面的相关研究进行了总结与回顾,以期对解决PAEs的污染问题提供参考。     

药品与个人护理品生物降解研究进展

药品与个人护理品(Pharmaceuticals and personal care products, PPCPs)包括各种处方药和非处方药(如各类抗生素、人工合成麝香、止痛药、降压药、避孕药、催眠药和减肥药等)与个人护理用品(如化妆品、香料、遮光剂、发胶、染发剂和杀菌剂等)。作为一类新兴环境微污染物,PPCPs因具有潜在的环境毒理学效应和人体健康风险逐渐受到人们的广泛关注。有关PPCPs的生物降解研究已展开了大量的工作并取得了较大进展。文中总结概括了目前国内外PPCPs生物降解方法、功能菌种类、PPCPs的生物降解特性及产物组成与降解途径等,分析了PPCPs微生物降解机理,并对PPCPs生物降解的研究方向进行了展望。     

合成支架在代谢工程中的研究进展

代谢工程作为通过引入外源合成途径或改造优化代谢网络,进行高附加值的天然代谢产物生物合成的技术,已经得到广泛应用。但随着目标合成产物的结构日渐复杂,构建多基因的从头合成途径造成宿主生物代谢失衡与中间产物对宿主细胞产生毒害作用等一系列问题发生的可能性也随之增加。为解决这些问题合成支架策略应运而生,合成支架将途径酶共定位以提高局部酶和代谢物的浓度,来增强代谢通量并限制中间产物与宿主细胞环境间的相互作用,成为生物催化和合成生物学研究的热点之一。尽管由核酸、蛋白质构成的合成支架策略已经应用于多种代谢物的异源合成,并取得了不同程度的成功,但合成支架的精确组装仍然是一项艰巨的任务。文中详细介绍了合成支架技术的研究现状,详细阐述了合成支架技术的原理和实例,并初步探讨了其应用前景。     

蓝氏贾第虫无义mRNA的降解

无义介导的mRNA降解途径（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子（premature termination codon,PTC）的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫（Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1(Giardia lamblia up-frameshift 1,GlUPF1)、贾第虫RNA结合蛋白（Giardia lamblia HRP1, GlHRP1）、贾第虫核糖核酸外切酶（Giardia lamblia Ski7p,GlSki7p、Giardia lamblia XRN1,GlXRN1）之间的相互作用关系。结果表明,GlUPF1全长与GlHRP1、GlXRN1(1~500 aa)、GlSki7p间均可发生相互作用。而且GlUPF1的CH结构域和C端结构域分别与GlHRP1、GlXRN1（1~500 aa）、GlSki7p相互作用。说明GlUPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径：在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,GlUPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰, NMD途径激活,随后GlUPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物;GlUPF1进而招募下游贾第虫5′-3′核糖核酸降解酶GlXRN1、贾第虫3′-5′ 核糖核酸降解因子GlSki7p,最终降解靶标mRNA。     

大肠杆菌角鲨烯合成途径的构建与调控

角鲨烯因其具有良好的抗氧化功能而被广泛应用于食品、医药、化妆品、工业应用等领域。本实验在大肠杆菌中构建角鲨烯合成途径,通过对其合成途径中关键限速酶(1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和异戊烯基二磷酸异构酶)过表达的方法进行初步调控,使角鲨烯的产量提升了近三倍。之后采用单因素试验对其发酵培养基和培养条件进行优化,以此来提高角鲨烯的产量。优化发酵条件后,使用最优发酵培养基——TB培养基,在最佳发酵条件:37℃,220r/min培养至OD600约为1.2时加入终浓度为0.1mmol/L的IPTG诱导剂,25℃条件下诱导48h,角鲨烯产量可达73.88mg/L。     

我国入侵昆虫研究进展

我国是世界上受外来入侵生物影响最为严重的国家之一。生物入侵已经成为威胁我国粮食安全、生态安全、经济安全的重要制约因子。调查发现,我国近20年入侵昆虫占已知入侵生物的70%,已对国家经济社会安全构成持续威胁。近年来,随着全球变化加快,入侵昆虫疫情不断突发,入侵昆虫扩散分布格局变化加剧。为此,总结梳理了建国70年以来入侵昆虫分布扩散特点、基础与应用研究进展,分析了未来面临的挑战,提出了相关管理建议。     

入侵植物马缨丹研究进展

马缨丹原产于热带美洲,现已扩散至世界热带和亚热带地区,并严重威胁入侵地本地植物的生长。马缨丹因具有观赏价值而被我国大量引进,但由于疏于管理,发展成为入侵杂草,对我国农业、畜牧业及生态环境造成严重危害。目前对马缨丹的入侵机制还没有全面系统的认识。本文从马缨丹的生物学特性、入侵机制、生态学效应、防治与应用等方面进行综述,总结其研究进展,以期为马缨丹的防治工作提供依据。研究结果显示:马缨丹成功入侵的关键因素源于其独特的生物学性征;对农林业造成的危害的原因主要为它的化感作用;马缨丹的防治方法主要包括物理、化学和生物防治;马缨丹在防虫除虫、污染修复、药用价值等方面有所应用。此外,分析当前研究中的不足后发现,今后应加强马缨丹在自然环境中的适应机制、应用潜力、防治方法等的研究。     

海南发现新入侵害虫——橘绵粉虱Aleurothrixus floccosus(Maskell)

橘绵粉虱是一种危险性的入侵生物,已于2018年11月在我国海南文昌的番石榴上发现。本文记述了橘绵粉虱各虫态的形态特征、野外鉴别特征,并列出了其分布及重要寄主植物,附有彩色生态照片。由于橘绵粉虱是柑橘类的重要害虫,具有向中国大陆扩散的可能性,我国南方柑橘产区应密切关注此虫动态。     

Opposing effects of plant growth regulators via clonal integration on apical and basal performance in alligator weed

植物生长调节剂通过克隆整合对空心莲子草顶端和基部生长的不同作用 入侵植物不仅对全球生物多样性造成了巨大的威胁,同时也严重影响了农业生产与粮食安全。克隆整合使得相连植株进行资源共享,能促进入侵植物的生长从而获得优势。然而,入侵杂草 在植物调节剂(plant growth regulators, PGRs)影响下的克隆整合作用则很少有报道。PGRs被广泛应用于 农作物生产上,并能通过土壤淋溶、侵蚀和径流作用,影响分布在作物附近的农田杂草的生长。本 研究采用两种PGRs赤霉素(gibberellins, GA)和多效唑(paclobutrazol,PAC)处理恶性入侵杂草空心莲子草 (Alternanthera philoxeroides)基端,并保持或者通过剪切达到控制基端与顶端的连通,从而探究克隆整合作用在空心莲子草响应两种农业常用PGRs中的作用。研究结果表明,GA和PAC对空心莲子草生长的作用相反。GA通过克隆整合作用显著促进顶端植株的地上生长。相反地,PAC显著抑制基端和顶端的地 上生长,但是能够通过克隆整合作用显著促进基端和顶端的地下生长。这些研究结果解释了克隆整合作用能促进PGRs对空心莲子草生长的促进作用,这很可能是外来杂草能够成功入侵人为干扰较多的农业生态系统的重要原因之一。     

Interactions between invasive plants and heavy metal stresses: a review

入侵植物与重金属胁迫的相互作用研究进展 全球变化改变了植物群落的分布格局,包括入侵植物,而人为污染可能降低本地植物对入侵植物的抗性。因此,本文总结了近几十年本地植物、入侵植物和植物-土壤生态系统中重金属生物地球化学行为的研究,以加深我们对入侵植物与环境胁迫因子相互作用的认识。我们的研究结合已有文献报道表明：(i)入侵物种对环境胁迫的影响具有异质性, (ii)影响的大小是多变的, (iii)即使在同一影响类型内,影响类型也具有多向性。然而,入侵植物暴露在重金属环境中表现出更强的自我保护机制,对重金属的生物可利用性和毒性有正向或负向的影响。另一方面,由于入侵植物普遍具有较高的耐受性,加之本地植物暴露于有毒重金属污染时具有“逃逸行为”,重金属胁迫环境更有利于植物的成功入侵。但是,对于入侵植物的重金属等元素组成是否与污染地区的本地植物不同,目前尚无共识。因此,在全球范围内对外来入侵植物与本土植物的植物体内、凋落物和土壤污染物含量进行定量比较是今后研究的一个重要方向。