易错PCR法提高土芽孢杆菌ZH1羧酸酯酶的热稳定性

摘要:【目的】对土芽孢杆菌(Geobacillus sp.) ZH1的羧酸酯酶基因进行定向进化,筛选得到酶热稳定性提高的突变酶。【方法】利用易错PCR技术向羧酸酯酶基因中随机引入突变,建立酶基因突变文库,筛选获得热稳定性提高的突变体,并对突变酶进行诱导表达、纯化及部分酶学性质研究。【结果】通过筛选,获得羧酸酯酶热稳定性提高的突变菌株65。序列分析表明,突变酯酶65有2个氨基酸发生了改变,包括T113S和M160K。突变酶的三维结构模拟显示,突变T113S位于酶分子的第5个β-折叠上;突变M160K处在酶分子第5个和第6个α-螺旋之间的环结构上,位于酶分子表面,突变后的Lys160与邻近的Thr162形成一个额外氢键。在90 ℃下,突变酶65和亲本酶的半衰期分别为3.1 h 和1.9 h,表明筛选到的突变酶65比亲本酶的热稳定性好。【结论】基于易错PCR技术对Geobacillus sp．ZH1羧酸酯酶的热稳定性进行了定向进化,对改善酶的性质、扩大酯酶的应用范围,以及研究酯酶的结构与功能的关系具有重要意义。     

四川主要松树内生拟盘多毛孢

从5种松树健康的枝、叶、干中共分离了2,400个组织块,得到199株内生拟盘多毛孢Pestalotiopsis,形态学和分子生物学鉴定分属于11个种,平均分离率为8.29%。所得11种内生拟盘多毛孢都是首次在四川的松属植物中分离得到,其中葡萄生拟盘多毛孢P.uvicola和山桃草拟盘多毛孢P.gaurae为首次在松树上分离得到。基于ITS序列的分子系统发育分析显示松树内生拟盘多毛孢种类之间存在一定的遗传差异,部分内生拟盘多毛孢与病原拟盘多毛孢的ITS序列具有很高的同源性。     

川西高寒山地灌丛草甸不同海拔土壤有机碳矿化的季节动态

为探明高寒山地灌丛草甸不同海拔土壤碳矿化潜力,选取折多山3800 m、4000 m、4200 m 3个海拔梯度的灌丛草甸,采用室内培养法测定不同季节土壤累积矿化量和矿化速率,运用一级动力学方程对土壤碳矿化过程进行拟合,并分析不同海拔土壤活性碳组分季节变化及累积矿化量与土壤环境因子的关系。结果表明:土壤累积矿化量及活性碳组分均呈现出0—20 cm土层显著高于20—40 cm土层,且夏季最高的季节变化,而海拔变化趋势不一致,但大体呈现出3800 m灰化土最大。土壤碳矿化速率随着培养时间的推移逐渐降低慢慢趋于平缓,且前21 d降低幅度显著高于后21 d。各海拔C_0和C_0/SOC均夏季最高,表明高寒灌丛草甸夏季土壤固碳能力最低,且3800 m灰化土固碳能力最低。土壤碳矿化与土壤全氮、有机碳、活性碳显著相关,且微生物量碳更能直接影响土壤碳矿化。土壤碳矿化季节性变化受土壤理化性质和环境因素综合影响,这些因子共同作用使得土壤有机碳库各组分发生复杂变化,所以对于高寒灌丛草甸地区植被多样性的保护及夏季牧场的合理控制至关重要。     

川西高原4种高山海棠的根茎解剖结构特征及其抗旱响应策略分析

采用石蜡制片法对川西高原区4种高山海棠的根、茎解剖结构进行观测分析,明确根茎结构特征与抗旱性的关系,揭示高山海棠的抗旱适应策略。结果表明:(1)4种海棠植物根茎的解剖构造基本相似,根由周皮组织和维管组织构成,茎由周皮组织、皮层薄壁组织、维管组织和髓组成。(2)根茎中均发现特化结构:根系中木射线细胞增宽至6~8列,有利于增强植物根系的水分横向运输;茎中的栓内层厚壁细胞、环髓带中的厚壁细胞以及导管周围的"假薄壁细胞"均是增强水分输导和机械支持的特化结构特征。(3)4种高山海棠植物在响应干旱逆境时采取的策略有所不同,其中,变叶海棠(Malus toringoides)主要通过根茎中发达的输导组织响应干旱逆境,花叶海棠(M.transitoria)根中强壮的韧皮部和茎中发达的髓结构使之能很好地适应干旱环境,山荆子(M.baccata)通过根中孔径较大的导管和茎中强大的韧皮部来响应干旱逆境,湖北海棠(M.hupehensis)根系中发达的栓内层、韧皮部结构和茎中宽广的髓结构使得干旱适应能力增强。     

地下水微生物功能群及生物地球化学循环

地下水系统是地球关键带的重要组成部分,为微生物提供了特殊的栖息环境和复杂的生存条件,进而演化出复杂的生物地球化学过程。随着多技术、多学科的交叉融合及发展,近几十年地下水微生物功能群及生物地球化学循环研究取得了引人瞩目的重要进展。本文从地下水中的微生物群功能分区、微生物介导的地球化学元素循环、污染与修复中的生物地球化学过程,以及生物地球化学过程数值模拟等方面对国内外相关研究进展进行了综述,并对地下水系统中微生物"暗物质、暗过程"、微生物修复、地下水医学地质学,以及地下水多学科交叉融合等研究方向和前景进行了展望。