土地类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae)NK3-4 EsxA结构与系统发育分析

前期研究在植物根际促生菌土地类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae )NK3-4中发现一个EsxA编码基因,为明确该基因编码的蛋白的性质、结构及系统发生关系,对该基因进行了生物信息学分析。分析表明,该EsxA含有91个氨基酸,分子质量10 276.53 Da,理论pI 5.29,分子式为C₄₄₅H₇₁₁N₁₂₅O₁₄₆S₄,弱酸性,亲水,具有WEG保守基序,属于WXG超级家族成员;建模预测表明,自然状态下EsxA 形成不对称的同源二聚体,其中每个亚基都由一个β折叠连接两个α螺旋组成,两个α螺旋反向平行排列;二聚体中两个亚基的肽链呈反向排列,所有N末端和C末端均暴露在外,形成棒状表面形态,其中一个亚基的N端的不规则卷曲形成与棒状二聚体垂直的短柱形凸起;系统发育分析显示,EsxA在种内及种间进化关系虽是不保守的,但类芽胞杆菌源的EsxA与病原细菌的EsxA同源性较低,暗示类芽胞杆菌源EsxA可能与病原微生物的EsxA具有截然不同的功能。结果为包括NK3-4菌株在内的类芽胞杆菌属EsxA外源分泌表达条件,活性保持及功能的深入研究提供了理论依据。     

丛枝菌根真菌在内的土壤真菌对入侵植物紫茎泽兰的正反馈：证据来自野外实验

包括紫茎泽兰在内的许多外来植物都能够与新入侵生境的丛枝菌根真菌（ AMF）形成互利共生,因此菌根真菌如何调节外来植物种的入侵是当前亟待研究的问题。测定了紫茎泽兰入侵不同阶段（紫茎泽兰呈零星丛状分布于本地植物群落中[部分入侵生境]及紫茎泽兰单优群落形成期[入侵生境]）的土壤化学性状,而后通过野外试验,采用杀真菌剂处理,研究了包括AMF在内的土壤真菌对紫茎泽兰入侵的反馈作用。紫茎泽兰入侵改变了土壤化学性状。施用杀真菌剂降低了紫茎泽兰叶面积、叶片碳、氮、磷、和δ13 C含量。综合分析发现,在紫茎泽兰与本地植物混生群落中,土壤真菌能够增加紫茎泽兰叶片碳和δ13 C含量,但是不能提高紫茎泽兰的光合作用,表明碳和δ13 C含量的提高,不是光合作用的结果,而是通过其他机制实现的。因此可以得出,在部分入侵生境中,碳从土壤或临近植物经由菌丝网向紫茎泽兰转移。紫茎泽兰入侵不同阶段土壤养分的变化利于紫茎泽兰种群建立,同时利于紫茎泽兰借助真菌（尤其是AMF）从土壤或临近植物转移碳,促进种群扩散,这可能是紫茎泽兰入侵的机制之一。     

异氟醚通过Nrf2/HO-1/ROS途径抑制缺氧引起肺动脉平滑肌细胞焦亡

研究发现,异氟醚吸入麻醉可明显减轻由缺血-再灌注引起的肺动脉高压(PAH),提示其对肺循环功能有一定保护效应。肺动脉平滑肌细胞(PASMC)是肺动脉血管重塑和PAH发生的主要参与者,其结构改变和功能异常均可显著影响肺动脉高压病情进展。本研究探讨异氟醚对缺氧诱导的PASMC焦亡的影响及其调控机制,旨在为肺动脉高压治疗提供潜在分子靶点。PASMC于37 ℃、5％CO₂、3％O₂条件下静置培养24 h建立缺氧模型。RT-PCR和Western印迹等结果显示,缺氧致使PASMC内紅系衍生的核转录因子2(Nrf2)核转位减少,血红素加氧酶-1(HO-1)表达水平下调,而焦亡相关蛋白质,包括NOD样受体蛋白 3(NLRP3)、胱天蛋白酶 1(caspase-1)、凋亡相关斑点样蛋白(ASC)及消皮素D(GSDMD)等表达上调,活性氧(ROS)生成、胱天蛋白酶1活性和乳酸脱氢酶(LDH)释放水平升高,Hoechst/PI染色显示,焦亡孔洞增加。ELISA结果表明,IL-1β、IL-6、IL-18和TNF-α分泌增加(P＜0.05)。异氟醚处理可显著激活Nrf2/HO-1通路,缓解缺氧诱导的PASMC焦亡,并且ROS阻断剂NAC预处理肺动脉平滑肌细胞,可使异氟醚的抗焦亡效应更为明显。另外,Nrf2特异性siRNA(Nrf2 siRNA)、或HO-1抑制剂锌原卟啉(Znpp)处理肺动脉平滑肌细胞,异氟醚引起的ROS生成显著升高(P＜0. 05),且Nrf2 siRNA转染显著抵消了异氟醚的抗焦亡效应。综上,异氟醚可通过Nrf2/HO-1/ROS途径抑制缺氧引起的肺动脉平滑肌细胞焦亡。     

土地类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae)新菌株NK3-4及其功能

【目的】分离筛选出一株能溶解矿物磷、钾、硅,防治作物病害,具有固氮活性的细菌。【方法】从大豆(Glycine max)田中采集大豆根周土壤,用钾长石选择性培养基进行加富培养,从加富培养物中分离具有溶解硅酸盐矿物能力的细菌。采用平板对峙法,从分离到的菌株中筛选出一株对大豆根腐病菌尖孢镰刀霉(Fusarium oxysporum)抑制作用强的菌株,再通过摇瓶培养法测定该菌株溶解矿物钾、硅、磷的能力,用改良阿须贝(Ashby)无氮液体培养基培养待测菌株,测定菌株的固氮功能。依据形态观察、生理生化反应及16S rRNA基因序列分析结果鉴定菌株。【结果】从健康大豆根周分离筛选出一株编号为NK3-4的细菌,该细菌在平皿上对尖孢镰刀霉的抑菌带宽度达到8.0 mm;培养24 h后,含有钾长石的液体培养基中速效钾浓度比培养基中不含钾长石的处理浓度高15.0 mg/L,可溶性硅浓度比不接种对照高51.3 mg/L;在磷酸三钙为唯一磷源的液体培养基中培养8 d后,培养基中可溶性磷浓度是不接种对照的4.8倍;在改良阿须贝液体培养基中培养15 d后,培养基中可溶性氮浓度是不接种对照的4.6倍,每升培养基中菌体氮含量达到12.7 mg。经鉴定,该菌株为土地类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae)的新菌株。【结论】NK3-4是一株具有多种生物活性的土地类芽胞杆菌新菌株,可应用于生物农药及生物肥料的研制与开发。     

土壤微生物增强了外来植物紫茎泽兰对本地植物种的竞争力（英文）

【背景】土壤微生物群落对植物种群建立、生长及其营养都起着至关重要的作用,植物入侵进程也可能与植物—土壤微生物互作相关。【方法】在温室条件下,研究了从紫茎泽兰入侵的土壤(IS)和本地植物生长的土壤(NS)中获得的微生物群落对外来杂草紫茎泽兰与本地植物生长及其互作的影响。【结果】接种来自IS接种剂的紫茎泽兰,特别是与黄花苜蓿或狗尾草共同种植时,较接种NS接种剂具有更高的丛枝菌根侵染率。来自IS的接种剂促进了与本地植物狗尾草共同栽培的紫茎泽兰的生长,但这一本地植物种的生长却未受影响。接种IS接种剂的紫茎泽兰抑制了与其临近种植的2种本地植物的生长,而接种NS接种剂时,未受此影响。接种IS接种剂时,所有种植组合中的紫茎泽兰对接种剂均呈正响应;而接种NS接种剂时,单独种植或与黄花苜蓿共同种植的紫茎泽兰对接种剂呈负响应。【结论与意义】存在于紫茎泽兰根周包括丛枝菌根真菌在内的土壤微生物,增强了这一入侵杂草与本地植物种的竞争力,这可能是外来植物入侵的一个重要机理。     

丛枝菌根真菌在内的土壤真菌对入侵植物紫茎泽兰的正反馈:证据来自野外实验(英文)

【背景】包括紫茎泽兰在内的许多外来植物都能够与新入侵生境的丛枝菌根真菌(AMF)形成互利共生,因此菌根真菌如何调节外来植物种的入侵是当前亟待研究的问题。【方法】测定了紫茎泽兰入侵不同阶段(紫茎泽兰呈零星丛状分布于本地植物群落中[部分入侵生境]及紫茎泽兰单优群落形成期[入侵生境])的土壤化学性状,而后通过野外试验,采用杀真菌剂处理,研究了包括AMF在内的土壤真菌对紫茎泽兰入侵的反馈作用。【结果】紫茎泽兰入侵改变了土壤化学性状。施用杀真菌剂降低了紫茎泽兰叶面积、叶片碳、氮、磷、和δ13C含量。【结论与意义】综合分析发现,在紫茎泽兰与本地植物混生群落中,土壤真菌能够增加紫茎泽兰叶片碳和δ13C含量,但是不能提高紫茎泽兰的光合作用,表明碳和δ13C含量的提高,不是光合作用的结果,而是通过其他机制实现的。因此可以得出,在部分入侵生境中,碳从土壤或临近植物经由菌丝网向紫茎泽兰转移。紫茎泽兰入侵不同阶段土壤养分的变化利于紫茎泽兰种群建立,同时利于紫茎泽兰借助真菌(尤其是AMF)从土壤或临近植物转移碳,促进种群扩散,这可能是紫茎泽兰入侵的机制之一。     

外来植物紫茎泽兰入侵对土壤理化性质及丛枝菌根真菌(AMF)群落的影响

为了揭示外来植物紫茎泽兰入侵对入侵地土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落及相关肥力的影响,比较测定了紫茎泽兰不同入侵程度土壤理化性质、AMF侵染率及AMF群落的差异。结果表明,紫茎泽兰入侵降低了土壤pH,使土壤中有机碳、全氮和速效钾含量分别增加83.0%,106.9%和111.0%;尽管对全磷含量没有显著影响,但有机磷含量呈升高的趋势,而速效磷呈降低的趋势。紫茎泽兰入侵降低了本地植物的AMF侵染率;随着入侵程度的加深,土壤中以膨胀无梗囊霉(Acauospora dilatata)为优势种的AMF群落结构逐渐转变为以近明球囊霉(Glomus claroideum )为优势种的结构,紫茎泽兰可在其根周选择培育近明球囊霉,而对其它AMF种,特别是对膨胀无梗囊霉则存在抑制作用;基于各AMF种多度的聚类分析表明,形成紫茎泽兰单优群落土壤中各AMF种多度与未入侵的本地植物群落及入侵程度较轻的紫茎泽兰与本地植物群落之间存在明显分歧。综合分析推断认为,紫茎法兰入侵改变了入侵地土壤理化性状,抑制AMF对土著植物的侵染,改变AMF群落,并在其根周选择培育近明球囊霉,这可能是紫茎泽兰入侵及扩张的重要途径之一。     

生物有机肥烘干温度与有效活菌数关系研究

目的：研究生物有机肥生产中烘干温度对有效活菌数的影响。方法：采用室内模拟试验和生产试验相结合的方法,烘干温度为70℃、80℃和90℃,烘干时间为15min、20min、25min和30min,采用平板稀释法测定样品中的有效活菌数。结果：随着烘干温度的提高和烘干时间的延长,有效活菌数存活率降低,烘干温度为70℃～80℃,烘干时间在25min以内,有效活菌数存活率高。结论：生物有机肥烘干温度在80℃以下,烘干时间在25min以内,对有效活菌数存活率影响小,含水量能达到标准要求。     

类芽胞杆菌（Paenibacillus）对植物促生御病机理研究进展

类芽胞杆菌（Paenibacillus）是植物根际促生菌的重要来源,可通过固氮、产生激素、分泌铁载体、活化矿物营养元素等机制直接促进植物生长;也可通过诱导植物抗病性、产生各类抗菌活性物质等机制抵御植物病害。因其特性符合植物促生和病害生物防治的需要,在可持续农业中发挥越来越重要的作用。从自身代谢角度综述类芽胞杆菌对植物促生御病机制的研究进展,梳理了组学技术在相关研究中应用所取得的成果,展望了未来研究的发展趋势,并对今后的研究提出了三点建议。