长春花茉莉酸-异亮氨酸合成酶CrJAR1生物信息学分析与原核表达

长春花(Catharanthus roseus)可以产生多种萜类吲哚生物碱,其中包括多种天然的抗癌药物,但合成含量很低,茉莉酸信号通路可以调控这些萜类吲哚生物碱的生物合成,茉莉酸-异亮氨酸合成酶为茉莉酸信号通路中的关键元件。为了研究其功能,该文以长春花叶片为材料,分析了CrJAR1基因所编码的氨基酸序列,并进行原核表达。结果表明:CrJAR1基因编码了585个氨基酸,该蛋白不存在跨膜区域,定位于细胞质中,且该蛋白不含有信号肽; 进一步系统进化树分析表明, 长春花CrJAR1与笋瓜和番木瓜的JAR1同源性最高; 对二级、三级结构进行预测,发现CrJAR1蛋白主要由α-螺旋构成; 同时,成功构建了pET-30b-CrJAR1重组表达质粒,并经IPTG诱导后在大肠杆菌BL21中异源表达,经16、37 ℃分别诱导至16 h后,均显示出最高的表达量。综上结果,对长春花中CrJAR1蛋白进行生物信息学分析,并成功在大肠杆菌中进行异源表达,这对体外该蛋白功能的研究具有深远影响,为调节茉莉酸信号通路甚至调控长春花中次级代谢产物的生物合成提供了指导     

中国省际碳足迹广度、深度评价及时空格局

借鉴三维生态足迹方法构建了碳足迹广度、深度测算模型,对吸纳碳排放所占用的自然资本流量、存量进行区分,核算了2000—2016年中国30个省(市、自治区)碳足迹广度和碳足迹深度,并对其进行空间关联性分析。结果显示:①中国碳足迹广度受碳足迹和碳生态承载力的综合影响,由0.173 hm~2/人升至0.329 hm~2/人又降至0.301 hm~2/人;碳足迹广度高值区集中于东北、西北和西南地区,其自然资本流量尚未完全占用,低值区集中于东部沿海和中部,其自然资本流量已不足以补偿碳排放。②2008年起中国碳足迹深度突破自然原长1,数值由1.04升至1.42又降至1.31;研究期内碳足迹深度始终处于自然原长1的有10个地区,高值区集中于东部沿海和中部,尤其是上海可达298.83,以存量资本耗竭为主且生态持续性弱。吸纳碳排放所占用的流量资本和存量资本存在地域互补性。③中国碳足迹广度、深度呈显著的空间正相关。碳足迹广度H-H集聚区分布于东北和西北,该类集聚有减弱趋势;碳足迹深度H-H集聚区主要分布于东部沿海且向中部扩散,该类集聚有增强趋势。通过引入碳足迹广度、深度两项指标对碳足迹的研究方法进行了深化和完善,在碳排放对生态环境影响规模的刻画和表达上取得了较优于传统碳足迹的评价结果。     

超声辅助提高长春花毛状根诱导效率及转基因毛状根构建

在不同菌种、不同诱导部位、不同培养基以及不同的诱导方法对长春花进行毛状根诱导基础上,尝试改变侵染用试剂以及超声辅助的新方法,通过比较毛状根诱导效率以及毛状根的形态差异,筛选最优的长春花毛状根诱导方法与条件,并建立转基因毛状根体系。最终以C58C1为侵染用菌株,以无菌苗的叶片为外植体材料,1/2MS培养基为诱导培养基,预培养时间为2天,使用共培养缓冲液侵染,5 s超声辅助为诱导最优的诱导方法,成功获得乳白色、较为浓密的、无向地性并且多分枝的毛状根,并应用此条件成功构建转GUS基因的毛状根,为以后代谢调控途径相关基因的功能研究以及长春花中次生代谢产物合成的调控奠定基础。     

褪黑素对铅胁迫下虎舌红和朱砂根生理响应及DNA损伤的调控效应

铅胁迫是影响植物生长的主要非生物因素之一。以二年生虎舌红(Ardisia mamillata)和朱砂根(A. crenata)为实验材料, 探究外源褪黑素(MT)处理对不同浓度铅胁迫下2种植物生理响应及DNA损伤的调控效应。结果表明, 相同处理时间内, 随着铅胁迫浓度的升高, 虎舌红与朱砂根的3种抗氧化酶活性、脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白(SP)含量均先升高后降低, 而丙二醛(MDA)含量先降低后升高, 根尖胼胝质含量持续升高, 根系DNA损伤加剧。施加适宜浓度的外源褪黑素(MT)后, 不同浓度铅胁迫下2种植物的抗氧化酶活性得到有效增强, 且均在100 µmol∙L^-1 MT处理时达到最大值, Pro和SP含量均显著升高, MDA含量则先显著降低而后缓慢升高, 根尖胼胝质含量持续增加, 根系DNA损伤得到改善; 随着MT浓度的持续升高, 其缓解作用逐渐减弱。相较于虎舌红, 朱砂根对铅胁迫的抗性更强, 生理响应更稳定。施加外源MT可有效缓解铅胁迫对虎舌红和朱砂根的毒害作用(缓解效果朱砂根>虎舌红), 增强二者对铅毒的耐受性, 其中100 µmol∙L^-1 MT处理下缓解效果最佳。研究揭示了虎舌红和朱砂根抗铅性的优劣及外源MT对铅毒的缓解效应, 为紫金牛属植物抗铅性研究提供理论参考。     

熊去氧胆酸对肝硬化大鼠血清IL-6、MMP-3、TIMP-1 及胃肠Cajal 细胞c-kit 表达的影响

目的:探讨熊去氧胆酸对肝硬化大鼠血清IL-6、MMP-3、TIMP-1水平及胃肠Cajal细胞c-kit表达的影响。方法:选取72只大鼠,随机分为四组,每组18只。空白组给予正常饲养,其余三组均注射CCl_4予酒精和高蛋白饮食,熊去氧胆酸组大鼠注射熊去氧胆酸1.5 mg/Kg·d;吗丁啉组给予吗丁啉0.85 mg/Kg·d;模型组仅给予注射生理盐水。治疗结束后,对比各组血清IL-6、MMP-3、TIMP-1水平及胃肠Cajal细胞c-kit含量。结果:与空白组比较,模型组大鼠血清IL-6、MMP-3、TIMP-1水平均明显升高(P0.01),胃肠Cajal细胞c-kit含量显著降低(P0.01)。与模型组相比,熊去氧胆酸组与吗丁啉组大鼠血清IL-6、MMP-3、TIMP-1水平均显著降低(P0.01),小肠推进率增高(P0.01),胃肠Cajal细胞c-kit含量显著升高(P0.01);与吗丁啉组相比,熊去氧胆酸组血清IL-6、MMP-3、TIMP-1水平较低(P0.01),小肠推进率、胃肠Cajal细胞c-kit含量显著升高(P0.01)。结论:熊去氧胆酸对肝硬化具有较好疗效,可改善肝纤维化和胃肠功能,这可能与其降低血清IL-6、MMP-3、TIMP-1水平及提高胃肠Cajal细胞C-kit含量有关。     

酿酒酵母中高效积累β-胡萝卜素的代谢途径构建

β-胡萝卜素是一种橘黄色的脂溶性色素，属于类胡萝卜素家族，基于其丰富的生物学活性，在食品、医药、化妆品等领域具有广泛的应用。国内外对β-胡萝卜素市场需求量巨大，特别是天然来源的β-胡萝卜素具有广阔的市场前景，建立适合天然β-胡萝卜素生产的微生物细胞工厂显得尤为重要。本研究利用基因工程手段克隆了β-胡萝卜素生物合成途径中的三个基因，分别是来源于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的香叶基香叶基焦磷酸合成酶基因(ScBTS1)、红法夫酵母(Xanthophyllomyces dendrorhous)的八氢番茄红素脱氢酶基因(XdCrtI)以及同时具有八氢番茄红素合成酶和番茄红素环化酶的双功能酶基因(XdCrtYB),构建组成型表达载体pYES2-Kan-CrtI-CrtYB-BTS1,并转化至酿酒酵母MKP-o中，最终筛选获得能够生产β-胡萝卜素的酿酒酵母基因工程菌株。结果显示，此工程菌摇瓶产量达到14.53 mg/g细胞干重(DCW)且发酵周期短，不仅可以稳定高效地积累β-胡萝卜素，同时发酵过程中无需添加诱导剂，有利于节约生产成本。因此，可以将其作为一株具有较高β...