三种淡水鱼类在中国南北两个地区的肠道菌群差异比较

山东省德州市禹城市和湖南省长沙市望城区分别属于我国北方和南方地区,环境和气候差异明显。本试验以禹城市和望城区两地的草鱼(Ctenopharyngodon idella)、鲫鱼(Carassius auratus)和鲤鱼(Cyprinus carpio)为研究对象,对肠道中的菌群进行16s rRNA V4高变区扩增,基于IonS5 TM XL测序平台进行测序,并对相关数据进行分析。结果表明,在门水平上鲫鱼、鲤鱼、草鱼的肠道优势菌主要为变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)、硬壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes),各组中这四种菌门所占比之和均在80%以上;基于Bray-Curtis距离值的秩次进行组间差异显著性检验,山东草鱼组和湖南草鱼组比较中组间差异大于组内差异(R=0.307,P<0.05),且线性判别分析显示湖南草鱼组的特征性菌群为弧菌属,而山东草鱼组的为梭菌纲,推测特征性菌群差异与环境的影响有关;有害菌种的统计分析表明,湖南鲫鱼组和鲤鱼组的嗜水气单胞菌属相对丰度明显高于对应的山东鲫鱼组和鲤鱼组,山东草鱼组和鲤鱼组的弧菌属相对丰度高于对应的湖南草鱼组和鲤鱼组,可能受外界环境的影响,不同地区抵御外来有害细菌的能力也不一样。本研究对两地的淡水鱼类肠道微生物群落结构进行了比较和分析,为进一步的鱼类发育研究奠定基础。     

五种假单胞菌的分离鉴定及其生物活性

【目的】从湖南长沙市采集到的土样中分离假单胞菌并进行归类,研究各菌株抑菌和抗肿瘤生物活性,以丰富假单胞菌菌种资源并为微生物次级代谢物的挖掘奠定基础。【方法】采用大蜡螟诱集法诱集分离假单胞菌,结合形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列同源性分析,鉴定并归类各细菌,通过平板扩散法、对峙培养法和肿瘤细胞毒性试验分别研究各菌株抑制细菌、拮抗真菌和抗肿瘤细胞等生物活性。【结果】从湖南长沙市郊区菜地、林地中分离得到5株假单胞菌,归类并命名为Pseudomonas protegens CY01、绿针假单胞菌CY02(Pseudomonas chlororaphis CY02)、栖稻假单胞菌CY04(Pseudomonas oryzihabitans CY04)、Pseudomonas sp.CY05和恶臭假单胞菌CY06(Pseudomonas putida CY06)。P.protegens CY01和P.chlororaphis CY02对枯草芽胞杆菌(Bacillus subtillis)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)具有较好的抑菌效果,P.chlororaphis CY02对水稻稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)具有良好的拮抗作用,对小鼠黑色素瘤细胞B16具有较强的细胞毒性。【结论】分离得到的P.chlororaphis CY02,在抑制病原细菌、拮抗水稻稻瘟病菌和抗肿瘤细胞等方面具有显著效果。     

脂肪酶lipAB操纵子在防御假单胞菌中的克隆、表达及活性研究

对荚壳伯克氏菌PG1(Burkholderia glumae PG1)基因组中的脂肪酶操纵子lipAB片段进行直接克隆,构建含有脂肪酶基因的分泌表达载体,实现其在防御假单胞菌Pf-5(Pseudomonas protegens Pf-5)中的异源表达,并研究重组工程菌的胞外脂肪酶活性。利用Red/ET直接克隆技术获得克隆载体p15A-cm-lipAB;再通过亚克隆技术构建重组表达载体pBBR1-km-lipAB和pBBR1-km-Papra-lipAB,将这两个表达载体分别电转至Pf-5中,通过卡那霉素或者阿伯拉霉素抗性筛选得到转化子,以三丁酸甘油酯平板扩散法和对硝基苯酚法检测脂肪酶酶活,并通过实时荧光定量PCR检测启动子的替换对lipA表达的影响。本研究从PG1中成功克隆了脂肪酶操纵子lipAB(GenBank accession number:AJK49931. 1 and AJK49932. 1);成功构建了重组工程菌Pf-5/pBBR1-km-lipAB和Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB,并成功检测到两株工程菌的胞外脂肪酶活性;以LB培养基培养至24 h时,启动子优化后lipA基因表达量是原始水平的2. 1倍;在LB培养基摇瓶发酵至66 h时,Pf-5/pBBR1-km-lipAB的脂肪酶酶活最高且为13. 51 U/mL,而Pf-5/pBBR1-km-Papra-lipAB的酶活为46. 85 U/mL,是Pf-5/pBBR1-km-lipAB的3. 47倍。初步实现基因lipA在Pf-5中的表达,发现组成型启动子Papra比lipAB的原始启动子PlipAB效率更高,为将来实现规模化生产奠定了技术基础。     

发光杆菌TT01中Tc毒素复合体基因簇的直接克隆

本研究通过NCBI数据分析得知Photorhabdus luminescens TT01基因组中表达Tc毒素蛋白复合体的基因簇包含了6个相关的Tc毒素基因,分别为tcaZCB(plu0514-0515)、tccAB3(plu0805-0806)、tccAB1(plu4165-4169)、tcd(plu0960-0971)、tccC4(plu0976)和tccC7(plu4488)。利用Red/ET直接克隆技术,快速获得发光杆菌TT01基因组DNA上的4个Tc毒素基因tcaZCB(6 804 bp)、tccAB3(7 419 bp)、tccAB1(10 954 bp)和tcd(51 406 bp)分别构建到相应的重组质粒p15A-cm-tcaZCB、p15A-cm-tccAB3、p15A-cm-tccAB1和p15A-cm-tcd上。通过PCR技术分别扩增得到tccC4基因(2 891 bp)和tccC7基因(2 871 bp),并进行T载体连接后,分别获得质粒pMD18-tcc4和pMD18-tcc7。本研究通过两种不同的生物技术方法成功克隆到发光杆菌TT01基因组上的Tc毒素蛋白复合体的所有相关基因,为后续的研究打下一定的基础。     

《生物化学》双语教学新模式的实践与探索

培养专业加外语的复合性人才,创新双语教学模式是提升教学效果的关键。经十三年生物化学双语教学的实践探索：注重钻研、吃透原版英文教材,列出重要专业英文词汇、音标和常用句型,写出英文教案;激发学生自主学习,课前引入问题、预习回答问题、师生互动讨论,重难点详讲、归纳总结解惑、习题巩固要点和实践创新应用,优化学科知识和课程教学设计;客观评价、综合分析其教学效果,形成了受学生欢迎、效果好、有一定创新特色的双语结构教学模式。     

苏云金芽孢杆菌伴孢晶体20kb DNA中cry1Ac基因的克隆、高效表达和生物活性研究

已经证实苏云金芽孢杆菌 (Bacillusthuringiensis,Bt)伴孢晶体结合 2 0kbDNA ,但其序列特异性及作用有待进一步研究阐明。研究了选择性溶解Bt 4.0718菌株Cry1类原毒素所形成的菱形伴孢晶体 ,从中抽提出与其结合的 20kbDNA。经NdeⅠ酶切消化后亚克隆构建文库 ,通过PCR-RFLP及测序筛选出含cry1Ac基因的转化子。然后设计引物PCR扩增出cry1Ac基因的ORF并与pET30a连接 ,转化E .coliBL21(DE3) ,高效表达了14.1kD蛋白。表达蛋白占总蛋白量的50%以上 ,且 90 %以上以包涵体形式存在。利用穿梭载体pHT30.4构建表达质粒pHTX42 ,电转化Bt无晶体突变株XBU001,获得重组菌株HTX42 ,经SDS-PAGE分析 ,cry1Ac基因得到强表达 ,蛋白质定量分析显示目的蛋白量占总蛋白量的79.28% ,且其在细胞中累积达细胞干重的6.413% ,比文献报道的25%左右高了 1倍以上。原子力显微镜 (AtomicForceMicroscopy ,AFM)检测显示 ,目的基因在大肠杆菌(E.coli)中表达的包涵体呈不规则形状且较小,而在无晶体突变株中表达的晶体呈典型菱形晶体,大小约为1.2μm×2.0μm.生测结果显示,包涵体与晶体对小菜蛾(Plutella xylostella)幼虫均有高效杀虫活性。本研究为构建高效杀虫工程菌及进一步阐明Bt伴孢晶体中20kb DNA分子的来源,结构和功能奠定了重要的基础。     

DNA改组的最新动态及应用前景

DNA改组(DNA shuffling)是目前最方便、有效的一种分子水平的体外定向进化技术,该技术同倾向错误PCR (Error-prone PCR) 相结合,通过对单基因或相关基因家族的靶序列进行多轮随机诱变、重组和高通量的筛选,可以有效富集正突变,去除负突变,提高突变文库的丰度,创造新基因和获得期望功能的蛋白质。DNA改组技术已在新药物等领域取得了广泛的应用,极大地推动了现代生物科学和生物技术的发展。该技术同计算机强大的数据分析系统相结合,将会为后基因组学的发展提供强有力的技术平台。     

利用转座子构建靶向侵袭性抗肿瘤工程菌

转座子是一类在基因组上可以自由跳跃的移动序列,同时也是对微生物进行基因修饰和插入突变的有效工具,但尚未见有利用转座子导入革兰氏阴性菌E.coli Nissle1917菌株的报道.本研究通过构建p R6K转座载体,对肠道益生菌E.coli Nissle1917菌株进行了转座插入诱变,将假结核耶尔森菌的侵袭素基因inv和单核细胞增多性李斯特菌的溶血素基因hly随机整合至E.coli Nissle1917菌株的染色体上,从而使非致病性大肠杆菌E.coli Nissle1917获得侵袭哺乳动物细胞的能力.通过细胞体外侵袭实验发现,本研究所构建的工程菌对B16,HCT-116等肿瘤细胞有较好的侵袭活性,同时与抗肿瘤蛋白Azurin一起作用B16细胞,抗肿瘤效果显著增强,为进一步运用以大肠杆菌E.coli Nissle1917作为DNA疫苗或者基因治疗的载体开辟了新的技术途径.     

苏云金芽胞杆菌等离子复合体诱变提高抗鳞翅目害虫的杀虫毒力

【目的】苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt) D18对鳞翅目、鞘翅目等农业害虫具有杀虫毒力,本研究拟通过复合诱变育种,筛选出杀虫毒力更高的突变菌。【方法】经四轮室温常压等离子体(ARTP)诱变和一轮ARTP-NTG复合诱变后,镜检形态观察与生物毒力测定筛选高毒力菌株,SDS-PAGE检测Cry蛋白,qRT-PCR定量cry基因的表达,揭示突变菌株毒力提高的原因。【结果】复合诱变筛选到2株高毒力突变菌株An-L5-1和An-L5-7,与出发菌株BtD18相比,An-L5-1和An-L5-7的生长衰亡期略微提前;芽胞形成能力增强;Cry蛋白表达量分别提高了80.47%和88.31%;对小菜蛾和黏虫的杀虫毒力显著增强【。结论】突变菌株An-L5-1和An-L5-7杀虫活性提高主要是由于毒力基因cry1Aa、cry2Aa和调控基因sigK的表达显著上调。     

须糖多孢菌Saccharopolyspora pogona的核糖体工程改造对丁烯基多杀菌素合成的影响

核糖体工程是以微生物的各类抗生素抗性突变为筛选标记,高效获得次生代谢产物合成能力提高的突变株的一种育种新方法。通过核糖体工程技术,使用链霉素对须糖多孢菌Saccharopolyspora pogona进行抗性选育,以获得高产丁烯基多杀菌素突变菌株。对原始菌株和所获得的突变菌株代谢产物的研究发现,相对于原始菌株,其中突变株S13的丁烯基多杀菌素产量提高幅度最大,相比原始菌株提高了1.79倍。经质谱测定表明,其代谢物中比原始菌株多了一种丁烯基多杀菌素组分Spinosynα1。对抗性突变株S13的DNA序列进行分析,发现在编码核糖体S12蛋白的rps L基因保守区域中出现点突变,第314位和第320位的胞嘧啶(C)分别突变为腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T),对应的氨基酸残基分别由脯氨酸突变为谷氨酰胺,丙氨酸突变为缬氨酸。研究显示,突变株S13遗传稳定性良好。