桃小食心虫发育过程中蜕皮激素滴度动态及甲氧虫酰肼干扰滞育的作用

【目的】 经历了长光照和短光照条件,桃小食心虫Carposina sasakii脱果老熟幼虫分别进行非滞育和滞育发育。本研究旨在通过使用蜕皮激素类似物甲氧虫酰肼对桃小食心虫滞育进行干扰,以期达到干扰桃小食心虫滞育的目的,为开发桃小食心虫防治新方法奠定基础。【方法】 利用ELISA法测定了桃小食心虫幼虫滞育和非滞育过程中的20E滴度动态;以清水为对照,测定了不同浓度(0.05, 0.1, 1,2, 5, 7.5和10 mg/mL)甲氧虫酰肼以及0.5和1 mg/mL 20E喷沙处理对桃小食心虫结茧的影响;测定了5mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理中桃小食心虫20E滴度,并跟踪调查了0.1和5 mg/mL甲氧虫酰肼喷沙处理对桃小食心虫滞育的干扰效果。【结果】两种光周期(15L∶9D和12L∶12D)下桃小食心虫滞育和非滞育幼虫生长过程中20E滴度没有差异,均是从幼龄到老龄逐渐降低,脱果时达到最低;但脱果时,长光照非滞育发育幼虫体内20E滴度(0.473 ng/g)显著高于短光照注定滞育幼虫体内的(0.254 ng/g)。非滞育发育幼虫脱果后进入长茧化蛹,虫体20E的滴度显著升高,在蛹期保持较高滴度区间(0.652~1.217ng/g)。滞育发育幼虫脱果后进入圆茧滞育,20E滴度缓慢上升,第4天达到第一个峰值(0.656 ng/g),随后降低,在第8天达到第2个峰值(0.790 ng/g);随着进入滞育稳定期,20E滴度逐渐降低;70 d后达到滞育解除状态,20E滴度持续保持在低滴度水平;第90天达到滞育期间最低滴度(0.424 ng/g),随后20E滴度开始上升。0.05 mg/mL甲氧虫酰肼点滴短光照桃小食心虫脱果幼虫,即可干扰部分滞育圆茧的形成,对桃小食心虫脱果幼虫的LD₅₀为7.039 μg/头。0.05 mg/mL以上浓度甲氧虫酰肼和20E喷沙处理均可有效干扰滞育圆茧的形成,1 mg/mL相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出的干扰活性更高,两者均能使注定滞育的幼虫出现结长茧、畸形茧以及无法结茧的表型;在结畸形茧和无法结茧幼虫中20E滴度显著升高,5 mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理不能结圆茧的比例分别为70.0%和66.7%,其中结畸形茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高16.3%和143.0%,异常不能结茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高149.3%和278.6%。部分幼虫接触甲氧虫酰肼后虽能够结圆茧,但能够完成滞育成功羽化的比例减少,甲氧虫酰肼0.1 mg/mL喷沙处理组羽化率仅为20.8%。【结论】 桃小食心虫幼虫在滞育过程中20E保持较低滴度,在生殖发育阶段需要较高滴度。外源甲氧虫酰肼和20E均能够干扰其结圆茧滞育,虫体结茧表型与20E滴度增加幅度具有相关性,相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出更高的干扰活性;甲氧虫酰肼处理减少了桃小食心虫幼虫成功完成滞育的比例。     

革兰氏阴性细菌蛋白分泌系统研究进展

革兰氏阴性细菌由于具有复杂的双层膜结构,其蛋白质分泌能力较差。这使得革兰氏阴性细菌的典型菌株——大肠杆菌作为最常用的受体细胞在生物制药工程和其他生物技术产品生产中受到一定的限制。因此,革兰氏阴性细菌蛋白分泌系统的研究具有重要意义。本文详细地归纳了革兰氏阴性细菌已知的蛋白分泌系统,分别从分泌系统的分泌过程、分泌蛋白类别、结构组成和研究技术4个方面做了论述,以期为进一步解析革兰氏阴性细菌蛋白分泌机制提供参考。     

生物工艺学课程教学改革的探索与实践

介绍内蒙古工业大学生物工程专业在生物工艺学课程教学改革中引入"课程设计"和"半自助式教学模式",以激发学生的学习兴趣,培养学生的学习能力与团队合作精神;在实践教学中实施"专业实验"和"专业综合实训",以强化学生动手操作能力和工程实践能力。经过几年的教学实践,生物工艺学教学得到不断改进和完善,并收到了良好的效果。     

水葱对镉的超富集作用及其用于植物修复的潜力

野外观察与研究发现水葱(Scirpus tabernaemontani G.)可以耐受土壤中高浓度的重金属污染,并对镉有很高的生物富集量。实验室水培试验研究了两个主要因素,营养液pH值以及镉含量,对其生物量以及镉富集效果的影响。结果表明,水葱可耐受的高浓度Cd(30mg/L)和大范围pH值变化(3.7～7.7)。当营养液pH值为4.7,Cd含量为25mg/L时,水葱富集的Cd达到最大值:地上部分264.71mg/kg,地下部分234·39mg/kg,平均转运系数1.13。这显示了它用于植物修复镉污染土壤的巨大潜力。     

外切纤维素酶的研究与应用进展

纤维素酶主要包括三大类：外切纤维素酶、内切纤维素酶和β-葡萄糖苷酶。其中,外切纤维素酶因具有活性高、耐受性好、来源广等特点而被广泛应用于各种工业生产中。基于此,主要阐述了外切纤维素酶的分类、来源以及生化特性,介绍了外切纤维素酶的筛选及其水解产物分析的相关新技术,并综述了其在造纸业、食品加工业、制药业、纺织业、能源再生等工业领域中的应用进展,以期推动外切纤维素酶的深入研究及工业化应用。     

TAT-Cloan-DH-EGFP融合蛋白的原核表达及其在舞毒蛾幼虫体内的跨膜转导

【目的】为了探究滞育激素经昆虫取食的生物效应, 需设计一种能够加速跨膜运输的融合蛋白, 克服经昆虫消化道的降解作用。【方法】本研究以分月扇舟蛾Clostera anastomosis滞育激素基因Cloan-DH和TAT穿膜肽编码序列为基础, 构建TAT-Cloan-DH融合基因; 然后以增强型绿色荧光蛋白（enhanced green fluorescent protein, EGFP）为标签, 构建在pET-22b载体中。在0.2 mmol/L IPTG诱导下, 在大肠杆菌Escherichia coli BL21 Rosetta(DE3)中表达出TAT-Cloan-DH-EGFP融合蛋白。 再分别将表达有TAT-Cloan-DH-EGFP和EGFP融合蛋白的大肠杆菌BL21菌体拌入人工饲料,经舞毒蛾Lymantria dispar幼虫持续取食0, 8, 24, 48, 72和90 h后, 随机挑选试虫进行组织固定并制作石蜡切片, 选取中肠所在体段切片进行组织荧光分析。【结果】37℃ 0.2 mmol/L IPTG诱导条件下, 表达的TAT-Cloan-DH-EGFP融合蛋白的分子量为61 kD, 主要以包涵体形式表达, 融合蛋白约占细胞总蛋白含量的18.1%; 随着试虫取食含TAT-Cloan-DH-EGFP融合蛋白饲料的增加, 虫体组织的绿色荧光强度逐渐增加, 取食72 h后, 组织荧光强度达到最高。【结论】实验结果说明融合蛋白TAT-Cloan-DH-EGFP可以通过消化道横向跨膜运输, 到达虫体其他组织, 且该过程与蛋白的摄入量成比例。     

核黄素发酵菌种改造研究进展

核黄素是一种水溶性维生素,与动植物的生长密切相关,人体不能合成核黄素,需从外部摄取,因此核黄素的生产具有重要意义。介绍了核黄素的生产发展历程和产核黄素的微生物种类。对枯草芽孢杆菌的核黄素代谢途径及其诱变育种进行了总结,重点介绍了菌种的基因重组改造方法,主要是提高核黄素操纵子表达以及提高Ru5P和GTP两种前体供应量合成途径通量,介绍了近些年新的改造方法,并对未来的发展方向进行了展望。     

重离子诱变枯草芽孢杆菌高产复合酶菌种的筛选

重离子诱变作为一种新型高效的辐照诱变方式,具有突变率高、突变谱广、突变体稳定等特点。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)因具有多种水解酶活力而广泛应用于工业生产,虽然经过多次诱变和改造,其酶活力不断提高,但其复合酶活力仍有提升空间。同时,多次同种诱变剂的使用容易导致菌种产生"抗性",酶活力提高不大。为此,本研究首次利用不同剂量¹²C⁶⁺重离子束对枯草芽孢杆菌20076进行辐照诱变。诱变后通过透明圈初筛和酶活力验证复筛方式选育出一株复合酶活力较高的菌株B. subtilis KC-1。与原始菌株相比,其发酵液滤纸酶活力、内切葡聚糖酶活力、β-葡萄糖苷酶活力、外切葡聚糖酶活力、蛋白酶活力和α-淀粉酶活力分别提高了20. 2%、79. 6%、98. 2%、7. 4%、10. 4%和27. 4%。11代遗传稳定性实验结果表明该突变株具有良好的稳定性。     

瘤胃纤维素降解细菌的研究进展

反刍动物瘤胃是自然界中最有效的纤维素降解系统，其纤维素降解能力主要源于寄居于其中的纤维素降解细菌、真菌和原虫。其中，瘤胃纤维素降解细菌因数量庞大、种类繁多以及代谢途径丰富，在木质纤维素降解及利用方面发挥着重要作用。本文综述了国内外瘤胃纤维素降解细菌的种类，分析了瘤胃纤维素降解细菌的特性；阐述了瘤胃纤维素降解细菌通过纤维小体对纤维素的降解过程，以及瘤胃微生物之间的相互作用和相互制约关系；简述宏组学技术在开发新纤维素降解菌和新纤维素酶方面的应用，旨在为进一步研究纤维素降解细菌的降解机理，开发新的纤维素菌种和酶资源提供新的思路。