乳酸菌在农业和食品加工中的应用研究进展

乳酸菌是发酵糖类物质的主要终产物为乳酸的细菌总称。常见的乳酸菌包括乳杆菌属（Lactobacillus）、片球菌属（Pediococcus）、明串珠菌属（Leuconostoc）、乳球菌属（Lactococcus）、链球菌属（Streptococcus）和双歧杆菌属（Bifdobacterium）等少数属的种类。许多乳酸菌属于人和动物胃肠道、泌尿生殖道、母乳、口腔等的正常菌群,能产生多种生物活性物质,具有调节肠道菌群平衡、增强机体免疫力、促进机体生长等益生功能,因而乳酸菌具有重要的应用价值。综述了乳酸菌在畜禽养殖饲料添加剂、青贮饲料发酵、水产养殖及植物病害防治等领域的应用研究进展,尤其在“饲料禁抗、养殖减抗、产品无抗”的养殖背景下,乳酸菌制剂是替代抗生素的最佳选择。总结了乳酸菌在奶制品、肉制品加工以及植物基饮料、低糖食品和饮料发酵等方面的开发潜力,展望了乳酸菌研究与应用的发展趋势。     

千渭之会国家湿地公园典型植物底泥真菌群落结构及功能研究

通过研究陕西省宝鸡市千渭之会国家湿地公园不同植被类型的底泥中真菌群落结构、多样性及功能差异,为千渭之会国家湿地公园水生植物的优化选择提供依据。以芦苇、香蒲、白茅、水葱、荷花等典型湿地植物底泥样本为研究对象,采用高通量测序技术对底泥样本DNA的ITS1片段进行基因测序,获取底泥中真菌群落结构组成并预测其功能信息,测定样本理化性质及酶活性。结果表明,测序共获得11 778个OTUs（Operational Taxonomic Units）,划分为34个门、58个纲、134个目、244个科、599个属;真菌群落以子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为主;芦苇底泥样品的真菌多样性最低;子囊菌门的相对丰度与蔗糖酶、磷酸酶活性呈显著正相关（P<0.05）,担子菌门的相对丰度与总碳、总有机碳含量以及蔗糖酶活性呈显著正相关（P<0.05）;底泥真菌群落主要包括3类营养型和6类互有交叉营养型功能菌群。探讨了湿地中不同植物群落的底泥中真菌群落结构、多样性以及潜在功能的差异,分析相关理化性质的影响,以期为筛选人工湿地植物、有效利用湿地资源和生态修复提供参考。     

环境变化对水稻osfh1突变体成蛋白家族表达的影响

水稻成蛋白基因成员OsFH1在水稻根毛的生长发育中起着关键作用,这一过程受到环境因素的调控,当前的研究对环境因素如何与OsFH1互作调控水稻根毛的机制尚未阐明。为探索水稻成蛋白成员是否在环境因素介导的osfh1突变体根毛表型恢复中发挥作用,该研究使用1/2 MS液体培养液与1/2 MS固体培养基处理osfh1突变体,通过qRT-PCR技术分析成蛋白家族成员表达量,并对成蛋白家族进行生物信息学分析。结果表明:(1)与野生型相比,在液培中osfh1突变体主根根毛缺失,地上部分较短,侧根数量增加,在固体培养中osfh1突变体根毛缺失表型得到恢复。(2)与野生型相比,当osfh1突变体从液培到固培环境时,OsFH16表达量下降,OsFH17表达量上升,并且差异显著。(3)OsFH1、OsFH16、OsFH17都是第一类成蛋白亚家族成员,都具有生长素、赤霉素以及厌氧等与环境胁迫相关顺式作用元件,并且预测到OsFH1、OsFH16和OsFH17定位于质膜行使功能。(4)OsFHs在不同组织的表达模式分析表明,OsFH1在根部表达水平较高,而OsFH16、OsFH17在根部表达量相对较低。综上认为,由于OsFH16、OsFH17、OsFH1之间亲缘关系较高,调控模式相近且三者都可能在细胞质膜上行使功能,因此OsFH16、OsFH17可能参与环境因素与osfh1共同改变根毛表型这一过程。该研究结果为解析环境与osfh1基因共同调控水稻根毛发育机制奠定了一定理论基础,为探索植物成蛋白基因功能提出了新方向。     

NaCl与干旱双重胁迫下黑果枸杞幼苗对外源水杨酸的生理响应

干旱、盐分已成为限制植物生长发育的主要因子,在干旱与NaCl双重胁迫下植物的生长发育受到一定影响。为了探究黑果枸杞（Lycium ruthenicum）对盐旱逆境的适应性,该文采用盆栽试验,研究NaCl与干旱胁迫共同作用对其幼苗生长的影响,并观察盐旱逆境下黑果枸杞幼苗对外源水杨酸（SA）的生理响应,探究提高NaCl与干旱胁迫下黑果枸杞幼苗的存活率。结果表明：外源SA(0.1、0.5 mmol·L^-1)处理下,盐旱双重胁迫下黑果枸杞叶内可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量有所增加,而丙二醛（MDA）含量显著降低（P<0.05）,过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性上升,且0.5 mmol·L^-1 SA处理效果优于0.1 mmol·L^-1 处理。综上结果可知,黑果枸杞对于轻度盐旱胁迫具有一定的适应能力,适宜浓度SA可提高盐旱逆境中黑果枸杞叶内渗透调节物质含量及抗氧化酶活性,该研究为进一步了解盐旱双重胁迫下黑果枸杞幼苗的生长发育提供相关理论依据。     

海洋微生物铁载体的研究进展

铁是影响初级生产力的主要限制性因子之一,其在海洋环境中的分布具有空间异质性。由于铁在海洋中主要以溶解度较低、易沉降的三价态（Fe³⁺）形式存在,因此溶解铁对海洋生物而言是一种稀缺资源。为了获得生命代谢所需的铁,微生物进化出多种铁摄取的策略来满足需求,其中铁载体（siderophores）是最典型的代表。铁载体作为重要的代谢辅因子,除了铁循环以外,也强烈影响着其他元素的循环。基于铁载体的重要性,深入理解它的合成、转运和调控机制是系统认识海洋铁循环和生命过程的重要环节之一。本文以近20年的研究为重点,总结了铁载体的最新进展,包括其类型、合成/运输系统、获取途径、调控机制以及铁载体的功能与应用,旨在更好地认识铁载体在海洋微生物生态学过程中的作用,加深对海洋铁循环动力学机制的理解。     

Cdkn2a示踪小鼠:研究创伤性骨关节炎软骨退变细胞衰老的新模型

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是临床上最为常见的老年性运动系统疾病之一。研究表明,衰老是OA发生发展的重要影响因素之一,但其具体作用及机制尚未完全清楚。本研究通过CRISPR/Cas9技术,建立了Cdkn2a-e(Luc-2A-tdTomato-2A-CreERT2-WPRE-pA)1定点敲入的杂合子小鼠模型,可在小鼠活体内追踪衰老经典标记物Cdkn2a(p16, p16INK4a)的表达情况,结合前交叉韧带横断术(ACLT)诱导OA小鼠模型,将OA病理进程中的衰老变化在体外直观呈现,明确衰老与OA之间的关系。本研究选取10 ～ 12周龄Cdkn2a小鼠,随机分为非手术对照组、假手术组和ACLT组,通过ACLT手术在小鼠中构建OA的模型,术后4周收取动物进行活体荧光成像检测显示,ACLT组术后4周的小鼠膝关节局部Cdkn2a荧光表达升高(P＜0.05),小鼠膝关节组织切片的番红O固绿染色显示,4周时ACLT组膝关节软骨出现退变(P＜0.05),对小鼠膝关节组织进行Cdkn2a免疫组织化学染色,相较其他2个组,ACLT组的小鼠膝关节组织软骨表面Cdkn2a染色更深。研究结果显示,通过手术诱导的OA模型在局部具有衰老的表现,这进一步验证了衰老和OA的关系。同时,该Cdkn2a示踪小鼠模型能够在活体小鼠内体现衰老的进展。结合影像学检查,可以实时观察衰老和OA发生、进展的关系,为衰老与OA疾病机制的研究提供了良好的模型,也为今后进行靶向衰老进行OA的治疗提供了很好的研究工具。     

小分子药物BNTA通过上调Insig1缓解高胆固醇引起的骨关节炎

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是运动系统常见的退行性疾病,具有高发病率和高致残率。骨关节炎的发病机制目前尚不明确,既往研究认为骨关节炎发病主要与创伤因素相关,而近期研究表明,以胆固醇代谢异常为主的代谢性因素同样与骨关节炎密切相关,骨关节炎的治疗以早期对症治疗和晚期手术治疗为主,尚无针对病因的特效药物。既往研究中发现,有一种具有软骨保护作用的小分子药物BNTA,其在创伤引起的骨关节炎中具有较好的疗效,但其对高胆固醇引起的骨关节炎的作用尚不明确。本研究为探究BNTA对高胆固醇引起的骨关节炎的治疗作用及其机制,采用高胆固醇饮食构建了大鼠骨关节炎模型,取膝关节石蜡切片进行组织学评估,使用油红O染色评估大鼠软骨细胞内的脂质积聚情况,使用RT-qPCR、免疫荧光和免疫组化评估软骨细胞合成代谢、分解代谢及胆固醇代谢相关基因和蛋白质的表达。结果显示,BNTA可缓解高胆固醇大鼠骨关节炎模型中的病理表现,改善OARSI评分。在大鼠软骨细胞中,BNTA可促进合成代谢相关基因col2、sox9、acan的表达,抑制分解代谢相关基因mmp13、adamts5的表达,可改善高胆固醇引起的大鼠软骨细胞脂质积聚。在大鼠软骨细胞和高胆固醇大鼠骨关节炎模型中BNTA均可上调Insig1表达。本研究证实,高胆固醇可在体内和体外实验中加重骨关节炎,可引起大鼠软骨细胞脂质积聚增加。在体内和体外实验中BNTA均能缓解高胆固醇引起的骨关节炎表型,改善软骨细胞内的异常脂质积聚,其作用可能为通过上调Insig1抑制细胞内的胆固醇生物合成,从而缓解脂质异常积聚。     

Design,Synthesis, and Biological Evaluation of a Novel Series of Pirfenidone Derivatives

Russian Journal of Bioorganic Chemistry - In this study, a series of novel pirfenidone derivatives were designed and synthesized, and their activities against pulmonary fibrosis were evaluated. The...     

CSN5 promotes the invasion and metastasis of pancreatic cancer by stabilization of FOXM1

COP9 signalosome subunit 5 (CSN5) has been involved in the progression of diverse human cancers. MMP2 plays an important role in the metastasis of cancer cells. However, the roles and relationship of in pancreatic cancer (PC) is still unknown. Here, our data shown that both CSN5 and MMP2 were significantly upregulated in PC compared with the corresponding adjacent tissues, where a positive correlation in their expression and associated malignant characteristics were found. Further, silencing of CSN5 expression markedly inhibited PC invasion and metastasis in vitro and in vivo, accompanied by decreased MMP2 expression. Moreover, the anti-metastasis role of CSN5 silence was reversed by MMP2 overexpression, whereas knockdown of MMP2 decreased PC metastasis driven by upregulation of CSN5. Further investigation revealed that CSN5 regulated MMP2 expression via activation of FOXM1 in PC cells. Mechanistically, CSN5 directly bound FOXM1 and decreased its ubiquitination to enhance the protein stability of FOXM1. Taken together, the results indicate that CSN5 can contribute to PC invasion and metastasis through activation of FOXM1/MMP2 axis.     

Homoplasy or plesiomorphy? Reconstruction of the evolutionary history of mitochondrial gene order rearrangements in the subphylum Neodermata

Recent mitogenomic studies have exposed a gene order (GO) shared by two classes, four orders and 31 species (‘common GO’) within the flatworm subphylum Neodermata. There are two possible hypotheses for this phenomenon: convergent evolution (homoplasy) or shared ancestry (plesiomorphy). To test those, we conducted a meta-analysis on all available mitogenomes to infer the evolutionary history of GO in Neodermata. To improve the resolution, we added a newly sequenced mitogenome that exhibited the common GO, Euryhaliotrema johni (Ancyrocephalinae), to the dataset. Phylogenetic analyses conducted on two datasets (nucleotides of all 36 genes and amino acid sequences of 12 protein coding genes) and four algorithms (MrBayes, RAxML, IQ-TREE and PhyloBayes) produced topology instability towards the tips, so ancestral GO reconstructions were conducted using TreeREx and MLGO programs using all eight obtained topologies, plus three unique topologies from previous studies. The results consistently supported the second hypothesis, resolving the common GO as a plesiomorphic ancestral GO for Neodermata, Cestoda, Monopisthocotylea, Cestoda + Trematoda and Cestoda + Trematoda + Monopisthocotylea. This allowed us to trace the evolutionary GO scenarios from each common ancestor to its descendants amongst the Monogenea and Cestoda classes, and propose that the common GO was most likely retained throughout all of the common ancestors, leading to the extant species possessing the common GO. Neodermatan phylogeny inferred from GOs was largely incongruent with all 11 topologies described above, but it did support the mitogenomic dataset in resolving Polyopisthocotylea as the earliest neodermatan branch. Although highly derived GOs might be of some use in resolving isolated taxonomic and phylogenetic uncertainties, we conclude that, due to the discontinuous nature of their evolution, they tend to produce artefactual phylogenetic relationships, which makes them unsuitable for phylogenetic reconstruction in Neodermata. Wider and denser sampling of neodermatan mitogenomic sequences will be needed to infer the evolutionary pathways leading to the observed diversity of GOs with confidence.