UV-B辐射增强对海洋大型藻与微型藻种群生长关系的影响

选用孔石莼和青岛大扁藻为海洋大型藻和微型藻的代表,通过室内添加模拟试验研究了UV-B辐射增强对孔石莼(重量固定)与青岛大扁藻(密度不同)种群生长关系的影响。结果表明:(1)在单养情况下,4个UV-B辐射剂量都对孔石莼的生长产生抑制作用;对青岛大扁藻生长的影响却不同,低剂量(U-1)的UV-B辐射对青岛大扁藻的生长有促进作用,而高剂量的UV-B辐射则有显著的抑制作用;且因初始接种密度不同而各异。(2)在共养情况下,微藻对孔石莼的生长表现出一定的抑制作用,随着微藻初始接种密度的增加,其抑制作用亦增加;反之,在共培养的初始阶段(6 d内)孔石莼对微藻的生长也有抑制作用,但后期阶段(9 d后)表现出促进作用。(3)在共培养的同时附加UV-B辐射处理,随着初始接种密度的增加,青岛大扁藻对孔石莼生长的抑制作用更加明显;同时,与共养相比较,孔石莼对微藻生长的抑制作用亦趋于明显。     

高盐条件下废水生物脱氮除磷及其工艺研究进展

高盐废水是指总含盐量至少为1%的废水,是目前很难处理的废水之一。国内外学者针对高盐废水做了很多研究,我们简要综述了高盐条件下废水的脱氮除磷及工艺进展,希望对高盐条件下废水的同步脱氮除磷研究提供有益的资料。     

解脂耶罗维亚酵母工程菌合成超长链脂肪酸及温度的影响

[背景]解脂耶罗维亚酵母属于产油微生物,大量研究表明该酵母能够高产长链脂肪酸和油脂,但是应用该酵母合成超长链脂肪酸仍待研究。[目的]工程化解脂耶罗维亚酵母合成高值超长链脂肪酸,并研究温度对脂肪酸合成的影响。[方法]合成密码子优化的拟南芥(Arabidopsis thaliana)延长酶基因AtFAE1、非洲芥菜(Brassica tournefortii)延长酶基因BtFAE1和碎米芥属植物Cardamine graeca的延长酶基因CgKCS,分别构建质粒pYLEX1-AtFAE1、pYLEX1-BtFAE1、pYLEX1-CgKCS和pYLEX1-AtFAE1-BtFAE1-CgKCS。以解脂耶罗维亚酵母菌株Po1g为宿主,通过化学法分别转化上述4个质粒,获得工程菌Po1g-AtFAE1、Po1g-BtFAE1、Po1g-CgKCS和Po1g-AtFAE1-BtFAE1-CgKCS,比较评价超长链脂肪酸的合成。在此基础上,过表达内源二酯酰甘油酰基转移酶基因DGAT1(diacylglycerol acyltransferase)提高产油量,并研究温度对生物量、产油、脂肪酸组成的影响。[结果]在解脂耶罗维亚酵母中3个延长酶的延长能力明显不同,AtFAE1主要催化C20:1脂肪酸的合成,BtFAE1更有利于芥酸(C22:1)的合成,而CgKCS能够催化合成神经酸(C24:1),但是三者共表达并未提高神经酸产量。在表达CgKCS基因的菌株中过表达DGAT1基因,细胞油脂含量提高50%。温度实验表明,低温有利于解脂耶罗维亚酵母合成不饱和脂肪酸,反之,高温利于其合成饱和脂肪酸。[结论]脂肪酸延长酶基因CgKCS可直接催化C18:1脂肪酸合成C24:1的超长链脂肪酸,并且通过优化培养温度可提高不饱和脂肪酸的合成。本研究为构建超长链脂肪酸细胞工厂以及发酵优化提供理论和技术参考。     

第六次北极科学考察海洋沉积物可培养细菌的多样性分析

【目的】研究北极海洋沉积物可培养细菌的菌种资源多样性。【方法】采用海水Zobell2216E培养基和涂布平板法对第六次北极科学考察获得的海洋沉积物开展细菌分离培养,通过16S rRNA基因系统发育分析了解可培养细菌的多样性。【结果】根据菌落形态特征,从40个站位的北极海洋沉积物样品中共分离并获得16S rRNA基因有效序列的细菌达445株;基于16S rRNA基因的相似性分析与系统发育研究结果表明,分离获得的细菌分属于细菌域的4个门、6个纲、13个目、28个科、49个属、91个种,其中γ-Proteobacteria占大多数;有12株与模式菌株的16S rRNA基因序列相似性小于97%,可能代表了6个潜在的细菌新物种;此次获得的细菌种类组成与以往第五次北极科考获得的相比,在属水平上差异较大。【结论】北极海洋沉积物中存在着丰富的微生物菌种资源,具有很多新型微生物仍未被发现,是亟待开发的微生物资源宝库。     

CO_2加富对UV-B辐射胁迫下亚心形扁藻光合作用和膜脂过氧化以及抗氧化酶活性的影响(英文)

在CO2浓度分别为当今CO2浓度(360 mL/L)和加富浓度(5 000 mL/L)条件下,研究了UV-B胁迫对亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis (Wille) Hazen)的光合作用、膜脂过氧化和抗氧化酶活性的影响。实验结果表明:(1) UV-B单独作用下,亚心形扁藻的干重、光合速率、叶绿素a (Chl a)和类胡萝卜素(Car.)含量显著降低,CO2加富单独作用下,亚心形扁藻的干重和光合速率显著升高,叶绿素a和类胡萝卜素含量与对照相比没有显著变化,而UV-B与CO2共同作用则使亚心形扁藻的干重和光合速率与对照相比没有显著变化,叶绿素a和类胡萝卜素含量显著降低。(2) UV-B单独作用和CO2加富单独作用都使可溶性蛋白含量显著降低,UV-B与CO2共同作用下的可溶性蛋白含量比UV-B单独作用的要高。高CO2对藻的可溶性蛋白含量的变化在很大程度上归因于Rubisco蛋白的降低。(3)UV-B单独作用下,O2-. 产生速率、H2O2 含量和MDA含量显著升高,而CO2加富单独作用下,O2-. 产生速率、H2O2 含量和MDA含量显著降低,与UV-B单独作用相比,UV-B与CO2共同作用使O2-. 产生速率、H2O2 含量和MDA含量显著降低。说明CO2加富可以减少活性氧对亚心形扁藻的氧化胁迫,同时减少UV-B对亚心形扁藻的膜脂过氧化伤害。(4) UV-B单独作用下,SOD、POD、CAT、GR和GPX活性显著升高,高CO2     

通过理性改造提高11家族木聚糖酶热稳定性研究进展

木聚糖是植物细胞中含量最高的半纤维素,是一种重要的微生物资源,也是自然界中含量丰富的多糖之一。木聚糖酶是能够将复杂的木聚糖结构水解为木寡糖的一类酶系,按其结构域可分为不同的家族,其中大部分木聚糖酶属于糖苷水解酶的10和11家族,而11家族的木聚糖酶由于分子量较小,比酶活较高等诸多优点使其在饲料、造纸、食品、能源工业有着广阔的应用前景。但是商业化木聚糖酶必须易于生产,酶活较高,并且能够适应工业过程中的各种严格条件,例如饲料与造纸工业过程中有时需要瞬时提高反应温度,这就要求参与这一系列反应的木聚糖酶在高温下有着较高的比酶活和热稳定性。但是一般条件下,很多微生物分泌的木聚糖酶达不到此要求,因此,通过合理的分子生物学方法提高木聚糖酶的热稳定性使其在工业生产中发挥更大的作用是人们不断追求的目标。本文重点阐述二硫键、糖基化、疏水作用等蛋白的重要性质,结合作者自身实验结果,讨论了这些性质对11家族木聚糖酶热稳定性的影响。为进一步加深木聚糖酶作用机制的了解、指导木聚糖酶的分子改良有提供参考。     

细胞固定化技术在含氮废水处理中的应用研究

生物固定化技术是现代生物工程领域中的一项新兴技术。简要介绍了生物固定化技术,较为系统地阐述了单独包埋和混合包埋两种具体固定化工艺技术及其在处理氨氮废水中应用效果,展望了固定化技术在含氮废水处理中的应用前景与研究发展动向。     

嗜热厌氧菌Caldicellulosiruptor sp. F32中降解β-1,3-1,4葡聚糖水解酶的协同性分析及糖基化对F32EG5热稳定性影响

【目的】通过研究来自极端嗜热厌氧菌Caldicellulosiruptor sp. F32中3个可降解β-1,3-1,4葡聚糖(β-葡聚糖)的糖苷水解酶,解析其在降解β-葡聚糖过程中协同作用,以及异源表达的糖基化修饰对β-葡聚糖酶F32EG5热稳定性的影响,为该系列水解酶的应用提供考据。【方法】通过大肠杆菌异源表达β-葡聚糖酶F32EG5和Lam16A-GH,以及β-葡萄糖苷酶BlgA,利用DNS、TLC等方法检测其在β-葡聚糖降解过程中的协同性及底物耐受能力。随后,利用毕赤酵母对F32EG5进行异源表达,以及对糖基化修饰的p-F32EG5进行酶学对比。【结果】β-葡聚糖酶F32EG5和Lam16A-GH单独作用于底物时,水解产物不同。但混合使用时,低聚合度寡糖的比例增加。β-葡萄糖苷酶BlgA分别与F32EG5和Lam16A-GH复配时,均展示出良好的协同效应和底物耐受能力。此外,利用毕赤酵母异源表达的p-F32EG5,没有明显改变其最适pH和最适温度,但在超高温下(80–90°C)的热稳定性和催化效率相对于未被糖基化的F32EG5提高2倍以上。【结论】葡萄糖糖苷水解酶BlgA分别与β-葡聚糖酶F32EG5、Lam16A-GH复配,在水解β-葡聚糖过程中表现出良好的协同性和底物耐受能力,同时毕赤酵母异源表达的糖基化修饰能提高在超高温环境下的热稳定性能,有利于酶制剂生产造粒过程中的酶活保留,从而使F32EG5具备应用化潜力。     

3种海洋赤潮微藻蛋白质和核酸合成对UV-B辐射增强的响应

 应用同位素标志法,研究了赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）、亚历山大藻（Alexandrium tamarense ）和中肋骨条藻（Skeletonema costatum）核酸和蛋白质合成对紫外线B波段（UV-B,280～320 nm）辐射增强的响应变化。结果表明：1）按照由高到低的顺序,3种海洋赤潮微藻对UV-B辐射增强的敏感性依次是赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻。2） UV-B辐射增强抑制赤潮异弯藻的生长和脱氧核糖核酸（DNA）的合成,而低剂量的UV-B辐射对中肋骨条藻和亚历山大藻的生长与DNA的合成表现出刺激作用,高剂量则表现出抑制作用。3)随着UV-B辐射的增强,3种海洋赤潮微藻核糖核酸（RNA）和蛋白质的合成速度下降,其中赤潮异弯藻合成速度的下降幅度明显大于中肋骨条藻和亚历山大藻,表明赤潮异弯藻RNA和蛋白质的合成对UV-B辐射增强的敏感性高于中肋骨条藻和亚历山大藻。     

不同起始密度对3种赤潮微藻种间竞争的影响

通过共培养的方法,研究了不同起始密度对赤潮异弯藻和中肋骨条藻、塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻之间种间竞争的影响。结果表明1赤潮异弯藻对中肋骨条藻的生长有一定的抑制作用,随着初始接种时赤潮异弯藻细胞密度的提高,这种抑制作用愈加明显。2塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻与塔玛亚历山大藻和赤潮异弯藻之间的种间竞争结果相类似,即起始密度比例为A∶S(H)=1∶4时,中肋骨条藻和赤潮异弯藻分别在竞争中占优势;当起始密度比例为A∶S(H)=1∶1和A∶S(H)=4∶1,塔玛亚历山大藻在竞争中占优势。