内蒙古呼伦贝尔草原土壤氨氧化细菌多样性及群落结构

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术及扩增产物序列分析方法,研究了呼伦贝尔5种草地类型(线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原)土壤氨氧化细菌多样性及群落结构特征.研究表明:不同草地类型间土壤氨氧化细菌群落结构组成差异显著,相似性均低于50%.线叶菊草原土壤氨氧化细菌群落多样性最高,其次是贝加尔针茅草原、羊草草原和克氏针茅草原,大针茅草原最低.5种草地类型土壤氨氧化细菌均以Nitrosospira cluster 3为优势种群,此外还发现有Nitrosospira cluster 1、2、4和Nitrosomonas.线叶菊草原土壤氨氧化细菌群落组成较其他草地类型复杂,而羊草草原和大针茅草原群落组成较简单.经相关性分析,土壤含水量、土壤全氮、有机碳、土壤C/N与土壤氨氧化细菌群落多样性显著正相关(P<0.05).     

防御素的生物学特性及其抗病基因工程

防御素是一种富含半胱氨酸的小分子多肽,对细菌等微生物具有广谱抗性,且作用机制特殊。迄今为止,国内外在防御素方面进行了大量的研究,已经从各类生物体中分离出不同种类的防御素,并在基因工程和医药领域呈现广泛的应用前景。文章对防御素的分类、生物学特性,包括哺乳动物α-、β-、θ-防御素、昆虫以及植物防御素的分子结构及抗菌活性进行了综述,阐述了防御素的膜作用及与细胞内复合物结合的作用机制。总结和归纳了防御素基因的分离、表达研究进展及动、植物防御素基因在抗病基因工程领域的应用,并对防御素在未来的生物制药和植物抗病基因工程方面的应用前景进行了展望。     

锰氧化细菌的分离鉴定及其锰氧化特性的分析

利用选择性培养基对锰矿样品进行分离、筛选, 得到一株高效锰氧化细菌(MN1405)。经形态特征、生理生化特征以及16S rRNA 基因序列分析, 将菌株MN1405 鉴定为Arthrobacter echigonensis。在培养条件下, MN1405 对培养基中的锰离子去除率可达93.38%, 且其培养所获得的培养液也具有良好的除锰效果。     

CRISPR-Cas系统与细菌和噬菌体的共进化

细菌在适应噬菌体攻击的过程中,进化了多种防御系统,噬菌体在细菌的选择压力下,也在不断进化反防御策略,双方的这种进化关系与发生机制一直尚不完全清楚。近年在细菌和古细菌中发现一种新的免疫防御系统,即CRISPR-Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR-associated system)系统。在对其功能和作用机制深入研究的同时,也不断地揭示了细菌和噬菌体之间的共进化关系。为此,文章在介绍原核细胞中CRISPR-Cas系统介导的免疫机制基础上,重点综述了CRISPR系统在细菌和噬菌体进化中的作用。     

氧化苦参碱下调免疫细胞TLR7mRNA的表达

为了探讨氧化苦参碱对免疫细胞Toll-like receptor7( TLR7) mRNA表达的影响,使用CCK-8试剂盒检测氧化苦参碱对RAW264.7细胞的生长抑制作用.应用荧光定量PCR方法检测氧化苦参碱对RAW264.7细胞TLR7 mRNA及其下游因子TNF-α mRNA表达的影响;检测氧化苦参碱对小鼠脾脏淋巴细胞TLR7 mRNA及其下游因子MyD88、TRAF-6 mRNA表达的影响.结果显示,氧化苦参碱对RAW264.7细胞的半数抑制率为5.9 mg/mL.氧化苦参碱下调RAW264.7细胞TLR7、TNF-α mRNA表达;下调小鼠脾脏淋巴细胞TLR7、MyD88、TRAF-6 mRNA表达.由此得出,氧化苦参碱可下调免疫细胞TLR7mRNA的表达.     

脂肪族芥子油苷侧链修饰酶基因FMOGS-OX4表达模式分析

芥子油苷是一类由氨基酸衍生而来的、在植物抗生物胁迫防御性反应中起重要作用的次生代谢产物,其生物活性与侧链结构密切相关。拟南芥中有5个黄素单氧化酶FMO_GS-OX1-5具有催化芥子油苷侧链上硫原子氧化的活性,使甲基硫烷芥子油苷转变为甲基亚磺酰烷芥子油苷。前期研究工作表明,在5个FMO_GS-OX基因缺失突变体中,除了fmo_gs-ox4外均表现出芥子油苷侧链结构变化的表型。为了深入揭示FMO_GS-OX4的表达特性和它对芥子油苷侧链的修饰作用,利用GFP和GUS为报告基因,系统地分析了FMO_GS-OX4在不同组织中的表达情况。结果表明FMO_GS-OX4主要在花梗、叶片及角果的维管组织中表达,在正常生长条件下,FMO_GS-OX4表达的空间位置与芥子油苷的分布不重叠,因而,酶与底物的分离可能是fmo_gs-ox4没有明显表型的主要原因。     

锰氧化细菌的生理生态功能与作用机制研究进展

锰的生物地球化学循环过程与全球尺度的营养元素循环紧密联系,是影响全球生态平衡及气候变化的重要因素之一。在自然界中,锰元素主要以氧化锰和含氧酸盐的矿物形式存在,近年来的研究观点普遍认为细菌介导的氧化作用是自然环境中锰氧化物形成的主要原因。锰氧化细菌广泛分布于海洋、锰矿土壤等生态系统,近期在植物微生态系统中也被发现,其生理生态功能未知。细菌的锰氧化过程是一个复杂的过程,多铜氧化酶和过氧化物(氢)酶是参与该过程的主要酶类,但关于其催化机制的认识尚不成熟。本综述系统探讨锰氧化细菌的种类和分布、细菌锰氧化作用的生理生态功能、参与细菌锰氧化作用的功能酶及其分子机制,总结这一研究领域所取得的成果和仍未解决的科学问题,并对今后的发展方向进行展望。     

风干羊肉中乳酸菌的体内外抗氧化特性

【背景】机体的衰老和一些疾病多与氧化作用有关,随着对抗氧化制剂研究的深入,人工合成抗氧化剂的安全性受到质疑,因此寻找天然抗氧化制剂的研究已成为热点。【目的】从风干羊肉中筛选抗氧化活性较高的乳酸菌,分析肉源乳酸菌体内外抗氧化能力。【方法】以24株肉源乳酸菌为研究对象,以自由基清除能力、亚铁离子螯合能力、还原能力及抗脂质过氧化能力为体外抗氧化能力分析指标,筛选出体外抗氧化活性较强的乳酸菌,运用16S rRNA基因序列同源性分析进行菌种鉴定,通过小鼠试验研究其体内抗氧化能力。【结果】试验所测24株乳酸菌均具有一定的体外抗氧化能力,其中菌株TR13为24株乳酸菌中体外抗氧化能力较强的菌株,其超氧阴离子自由基(·O2?)清除率为54.29%,羟自由基(·OH)清除率为90.84%,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)清除率为99.38%,亚铁离子螯合率为55.85%,还原能力达1.345,抗脂质过氧化率为39.99%。通过16S rRNA基因鉴定,菌株TR13为一株瑞士乳杆菌。通过给D-半乳糖诱导的衰老型小鼠饲喂TR13菌液,验证了TR13对小鼠的肝脏、肾脏及血液组织中谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性均有显著的提升作用(p<0.05),且TR13组的GSH-Px活性显著高于维生素C (Vc)组(p<0.05)。【结论】菌株TR13对机体的氧化具有一定的防御作用,研究结果可为乳酸菌抗氧化制剂的研究提供参考依据。     

锡林河流域Nitrospira的生态位分化及环境驱动力

【背景】硝化螺菌属(Nitrospira)驱动的全程及半程硝化过程在全球氮循环中发挥关键作用,但关于锡林河流域Nitrospira的生态位分化和环境驱动力及其可能发挥的全程硝化功能尚不明晰。【目的】阐明锡林河流域不同生境Nitrospira的生态位分化及环境驱动力,探究可能的全程硝化功能。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序及生物信息学分析研究不同生境沉积物及土壤Nitrospira类群的组成、丰度、生态位分化及其环境驱动力,并预测其全程硝化功能。【结果】共检测到9类Nitrospira,其中Nitrospira 1、2、4主要分布在旱生环境,与沙粒、水分含量、pH及氨氮间存在负相关关系,与硝态氮、可溶性盐、总有机碳、全氮、全磷、粉粒和粘粒含量间存在正相关关系;Nitrospira5、6、7、8、9主要分布在水生及湿生环境,与粉粒等存在负相关关系,与沙粒等存在正相关关系(Nitrospira 9与氨氮存在负相关除外);Nitrospira 3优先分布在河床中心水生环境,仅与沙粉粒含量存在正相关关系,与其他环境因子存在负相关关系。【结论】锡林河流域Nitrospira类群有明显的生态位分化和广泛的生境适应性。Nitrospira 1、2、4最适于营养相对丰富的旱生环境;Nitrospira 5、6、7、8、9最适于相对寡营养的水生及湿生环境;Nitrospira 3偏爱粉沙、自由水及低氨寡营养水生环境。粉粒含量、可溶性盐和氨氮是导致Nitrospira类群生态位分化及空间分异的最主要环境驱动力。推测Nitrospira 3很可能是驱动全程硝化的完全氨氧化菌(comammox),而Nitrospira 1、2、4、5、6、7、8、9是否为Comammox有待探究。     

昆虫假死行为研究进展

假死是昆虫重要的防御行为,与生存策略密切相关.昆虫受到天敌或类似天敌的外部物理刺激时,足、触角等附肢收缩,强直静止,自发进入假死状态.近年来,昆虫假死行为相关的研究逐渐增多,进展明显,明确了多种昆虫假死的发生时间、发生频率、刺激方式和诱发因素等特征,涉及臭椿沟眶象Eucryptorrhynchus brandti、赤拟谷盗 Tribolium castaneum、绿豆象 Callosobruchus chinensis、马铃薯甲虫 Leptinotarsa decemlineata、甘薯象甲 Cylas formicarius、毛健夜蛾Brithys crini、长壮蝎蝽Laccotrephes robustus等40种昆虫;但昆虫假死行为的发生机制仍未明确.随着技术的发展,从昆虫生理学(生物胺)、神经生物学甚至分子生物学角度研究昆虫假死行为机制成为可能.本文总结了近年来国内外关于昆虫假死行为的研究成果,重点介绍了昆虫假死行为发生机制方面的进展,指出了存在的问题和今后需要进一步研究的方向.