木聚糖酶生产菌Saccharothrix variisporea YJ的筛选、发酵条件及酶学性质研究

以Azo-xylan为底物,利用双层平板法从堆肥中筛选到可降解木聚糖的菌株,16S rRNA测序分析显示该菌株与糖丝菌属（Saccharothrix variisporea）的同源性最高（99.33%）,命名为S. variisporea YJ。研究发现以酵母提取物或(NH₄)₂SO₄作为氮源、甘蔗叶作为碳源、初始pH值 7.0、发酵温度40 ℃、发酵时间5 d时,发酵液中木聚糖酶的酶活性最高。酶学性质研究表明该木聚糖酶的最适反应温度及pH值分别为55 ℃和8.0,在55 ℃以下及pH值 4.0~10.0的范围内保持较高稳定性。Na⁺能有效提高木聚糖酶活性,Mg²⁺和Mn²⁺没有明显影响,Cu²⁺则严重抑制木聚糖酶活性。此外,发酵液还可以直接对天然底物玉米芯进行降解。     

响应面法优化金针菇栽培工艺的研究

以提高金针菇单瓶产量为目的,以常规生产为对照,通过单因素试验、Plackett-Burman试验、响应面优化法、验证试验分析培养基装瓶量、灭菌前pH、接种量、搔菌深度、搔菌补水量对金针菇单瓶平均产量的影响。单因素试验结果表明,单瓶平均产量分别在装瓶量1 000 g、灭菌前pH值 6.80、接种量35 mL、搔菌深度10 mm、搔菌补水量10 mL时达到最大值;Plackett-Burman试验表明装瓶量、灭菌前pH和搔菌补水量是影响金针菇单瓶平均产量的关键因素;响应面优化法预测的最优化条件为培养基装瓶量1 004.05 g、灭菌前pH值6.83、搔菌补水量11.41 mL,金针菇单瓶平均产量为473.81 g;结合单因素试验及响应面预测,将验证试验设置为培养基装瓶量(1 000±5) g、灭菌前pH值(6.80±0.10)、搔菌补水量(11±1) mL、搔菌深度(10±2) mm、接种量(35±5) mL,金针菇单瓶平均产量为466.36 g,比对照组提高11.63 g,与预测值接近,相对误差为1.57%,试验设计符合生产需求。     

国家人勇担国家责，积极推动中国生物经济与生物产业发展

作为国家级研究机构,中国科学院各级研究所一直以来的重要使命就是心系国家事、肩扛国家责、永做国家人,站在国际科学发展前沿的高度,紧抓国家社会发展中重大需求的科学与技术问题,布局研究所及其项目和吸引人才。本文以个人视角,回顾了2004年回国接任微生物研究所所长后,开始思考工业生物技术的发展,布局天津研发中心,经过多年努力,在院党组的领导与支持下,中国科学院天津工业生物技术研究所建成,已经取得了重要成果;还回顾了建所初衷和早期成长发展历程以及与微生物研究所的关系。通过思考科学、技术、工程(医学)之间的关系,提出从事基础科学研究的科研人员进行转化应用的路径,即“想法-假说-实验-概念-论文-技术-样品-产品-商品”的9层逻辑关系,希望科学家能够做出解决实际问题的实用工作,并展望了未来工业生物技术的远景。     

云南三种特色柑橘属果皮精油成分及活性研究

为探究云南特色柑橘属西双版纳曼赛龙柚、元江绿皮冰糖橙、德宏青柠的果皮精油成分及抗肿瘤活性。该研究采用水蒸气蒸馏法提取西双版纳曼赛龙柚、元江绿皮冰糖橙、德宏青柠果皮的精油,通过GC-MS开展定性定量成分分析,并通过MTT法开展果皮精油抑制肿瘤增殖研究。结果表明:德宏青柠果皮精油提取率最高、元江绿皮冰糖橙果皮精油次之、西双版纳曼赛龙柚果皮精油最低; 从西双版纳曼赛龙柚、元江绿皮冰糖橙、德宏青柠的果皮精油中分别鉴定出24种、11种、13种成分,月桂烯、萜品烯是三种精油的共有成分。西双版纳曼赛龙柚和元江绿皮冰糖橙的果皮精油中都含有β-蒎烯、3,7-二甲基-1,6辛二烯-3-醇、柠檬烯、α-松油醇,以及重要香料成分乙酸二甲基苄基原酯和二氢茉莉酮酸甲酯,其中西双版纳曼赛龙柚精油中柠檬烯含量高达72.097%,德宏青柠精油中含有活性成分柠檬醛。三种精油对胃癌细胞MKN-45、人乳腺癌细胞MCF-7和结直肠癌细胞HCT-116均有一定的抗肿瘤活性,并呈剂量依赖关系。该研究结果可为云南三种特色柑橘属植物的开发和应用提供科学依据。     

谷子PAL基因家族全基因组的鉴定和表达分析

苯丙氨酸解氢酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因家族参与苯丙烷类代谢过程,通过调控植物抗病次生物质的合成在植物抗逆反应中发挥重要作用。为明确谷子PAL基因家族在逆境胁迫下的表达规律,该研究利用生物信息学方法对谷子PAL基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明:谷子具有11个PAL基因,在进化树中可分为3个亚家族,SiPAL7独自进化为一支。通过构建蛋白结构域发现PAL基因家族成员均含有保守的PAL结构域。启动子分析显示,PAL基因含有应答激素、逆境胁迫等多种因子的顺式作用元件,说明PAL基因广泛参与不同生物学调控过程。RT-qPCR结果显示,谷子PAL基因家族多为诱导型表达,不同光照条件下PAL基因表达量变化明显,不同基因具有不同响应模式,说明谷子PAL基因家族在参与光调节反应中发挥重要作用。谷子PAL基因高度保守,广泛响应不同非生物胁迫,具有表达特异性。该研究结果为揭示PAL基因家族在调节谷子抗性及胁迫应答过程中的作用提供了参考。     

甘蔗茎叶的化学成分及抗氧化活性研究

为研究甘蔗(Saccharum officinarum)茎叶的化学成分及抗氧化活性,该文对甘蔗茎叶以甲醇提取,提取物采用柱色谱(SiO₂、Sephadex LH-20、Rp-18)进行分离纯化,根据质谱和核磁共振技术鉴定所得化合物的结构,并通过DPPH法测定化合物的清除自由基能力。结果表明:(1)从甘蔗茎叶部位共分离鉴定22个化合物,分别为对羟基苯甲醛(1)、对甲氧基桂皮酸(2)、4-甲氧基苯甲醛(3)、香草醛(4)、4-羟基肉桂酸甲酯(5)、对羟基苯甲酸(6)、(2-羟基苯基)(苯基)甲酮(7)、对甲基苯甲酸(8)、咖啡酸甲酯(9)、乌头酸A(10)、乌头酸E(11)、5-O-二甲氧基肉桂酰基奎尼酸(12)、槲皮素(13)、槲皮素-3-O-α-L-阿拉伯糖苷(14)、槲皮素-3-O-β-D-吡喃半乳糖苷(15)、硫代二丙酸双十八烷基酯(16)、α-conidendrin(17)、rel-(2α,3β)-7-O-methylcedrusin(18)、3-O-阿魏酰奎宁酸甲酯(19)、木犀草素(20)、(5S,6S)-5,6-dihydro-3,8,10-trihydroxy-5-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-6-hydroxymethyl-2, 4-dimethoxy-7H-benzo [c]xanthen-7-one)(21)和5-O-阿魏酰奎宁酸甲酯(22),其中化合物2-3、7-11、14-19、21-22为首次从该植物中分离得到。(2)通过DPPH法对含量大的15个化合物(1-9、11-16)进行自由基清除能力的筛选,其中化合物12(5-O-二甲氧基肉桂酰基奎尼酸)显示了较好的抗氧化活性(IC₅₀值为 49.58 μg·mL^-1)。该研究结果丰富了甘蔗抗氧化活性物质基础,为其进一步开发利用提供了科学依据。     

油橄榄果渣抗氧化部位化学成分的研究北大核心CSCD

为了开展油橄榄果渣中主要抗氧化活性成分的研究,该文通过1,1-二苯基-2-苦肼基自由基(DPPH·)法测定了油橄榄果渣不同提取部位清除DPPH·的能力,并采用硅胶、ODS、Sephadex LH-20等柱色谱方法对抗氧化活性部位的化合物进行分离,同时运用核磁共振波谱等方法鉴定了化合物的结构。结果表明:(1)油橄榄果渣的乙酸乙酯部位具有显著的抗氧化活性,其清除DPPH·的半数抑制浓度(IC_(50))为119.11μg·mL^(-1)。(2)从该活性部位分离得到17个化合物,分别鉴定为没食子酸(1)、羟基酪醇(2)、原儿茶酸(3)、酪醇(4)、儿茶素(5)、香草酸(6)、咖啡酸(7)、香草醛(8)、丁香酸(9)、木犀草苷(10)、橄榄苦苷(11)、丁香酚(12)、槲皮素(13)、木犀草素(14)、芦丁(15)、山楂酸(16)、齐墩果酸(17)。其中,化合物1、6、7、9、15为首次从油橄榄果渣中分离得到。该研究明确了油橄榄果渣的抗氧化物质基础,为油橄榄果渣进一步的高值化利用提供了科学依据。     

雷公藤提取物中主要物质基础及其抗肿瘤活性研究北大核心CSCD

为进一步阐明雷公藤中的主要物质基础,并评价其抗肿瘤活性。该研究采用柱层析、HPLC等技术,对雷公藤提取物进行研究。结果表明:(1)从雷公藤95%乙醇提取物中分离得到12个化合物,根据理化性质及波谱数据鉴定各化合物的结构分别为α,β-amyrenone(1)、3β-acetoxyolean-12-en-28-oic acid(2)、antriptolactone(3)、ω-hydroxypropioquaiacone(4)、3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-propenal(5)、3-methoxy-4-hydroxy phenylethanol(6)、vanillin(7)、3,4,5-三甲氧基苯酚(8)、对羟基苯甲酸(9)、对羟基苯甲醛(10)、vanillyl alcohol(11)、2,6-dimethxy-1,4-benzoquinone(12)。其中,化合物1、2、5、12为首次在该属植物中分离得到。(2)采用噻唑蓝(MTT)法对12个化合物进行抗SH-SY5Y细胞株、K562细胞株和Hel细胞株3种肿瘤细胞系细胞增殖活性的筛选,并对活性较好的化合物12进行Hoechst荧光染色和促凋亡作用的检测发现,化合物2、3、5、12具有一定的抗肿瘤活性,其中化合物12的抗肿瘤活性最为显著(SH-SY5Y细胞、Hel细胞、K562细胞的IC_(50)值分别为35.6、14.3、28.8μmol·L^(-1))。该研究结果进一步丰富了雷公藤的化学成分,发现了1个具有明显抗肿瘤活性的单体物质,为雷公藤的进一步开发提供了科学依据。     

拔毒散的化学成分及其抗炎活性研究

拔毒散(Sida szechuensis)为一种傣族传统的药用植物,常用于治疗诸疮肿毒、皮肤瘙痒、跌打损伤、刀枪伤等疾病。为研究拔毒散的化学成分及其体外抗炎活性,该研究采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、半制备HPLC等方法对其地上部分的化学成分进行分离纯化,通过理化性质和NMR等波谱数据鉴定化合物的结构,并用脂多糖(LPS)诱导的巨噬细胞(RAW 264.7)作为炎症模型,评价所分离化合物的抗炎活性。结果表明:从拔毒散乙醇提取物中共分离得到16个化合物,分别鉴定为kaempferol-3-O-β-D-glucopyranoside(1)、 kaempferol-3-O-rutinoside(2)、槲皮素(3)、20-hydroxyecdysone(4)、α-ecdysone(5)、22-deoxyecdysterone(6)、abutasterone(7)、pterosterone(8)、icariside E₅(9)、icariside E₃(10)、(+)-syringaresinol(11)、pinoresinol(12)、balanophonin B(13)、N-trans-feruloyl tyramine(14)、(-)-loliolide(15)、棕榈酸(16),其中化合物1-3、9-13、16首次从该植物中分离得到。抗炎活性测试结果表明,在50 μmol·L^-1的浓度下,化合物1、4、5无明显抑制NO生成作用,而化合物2、3、6-16均能在不同程度上抑制NO生成,其中化合物2、3、11-14具有较强的抗炎活性,其IC₅₀值分别为18.63、40.76、21.46、14.32、16.82、42.31 μmol·L^-1。该研究结果丰富了拔毒散的化学成分,明确了其具有抗炎效果的物质基础,验证了其传统用途的科学性,为其进一步在医药领域的开发利用提供了新思路及科学依据。     

基于代谢组学分析黑老虎植株不同部位黄酮类成分

黑老虎的根是常用中药,黄酮类化合物是药用植物的主要活性成分之一。为探究黑老虎植株叶和茎中可能含有与根类似或具有高度富集的类黄酮化合物,挖掘其利用价值。该文利用广泛靶向代谢组学技术,鉴定了黑老虎的叶、茎和根的代谢物,并根据结构配置分类,解析其中类黄酮的多样性和丰度。结果表明:(1)黑老虎叶中类黄酮数量(80个)>茎(73个)>根(67个),3个部位均有61个相同的黄酮类化合物,叶和茎中含有更多的黄酮醇类化合物,从而使类黄酮多样性高于根。(2)在3个部位积累量比较高的是黄酮醇类、黄酮类、黄烷醇类和查尔酮类,其中黄酮醇和黄酮在茎和根积累量下降,导致类黄酮丰度从叶(24.00 × 10⁷)-茎(13.45 × 10⁷)-根(9.05 × 10⁷)连续大幅度下调。(3)叶和茎中含有大量与根相同和多种根中没有的类黄酮,可以考虑替代或互补利用,3个部位儿茶素类化合物表达量都较高,叶中还富含槲皮素及其衍生物,具有较高的利用价值。