一株假单胞菌(Pseudomonas sp.)L-1菌株γ-丁基甜菜碱羟化酶基因bbh 的克隆、表达及酶学性质

【目的】γ-丁基甜菜碱羟化酶是生物体内合成L-肉碱的关键酶。从假单胞菌(Pseudomonas sp.)L-1中克隆γ-丁基甜菜碱羟化酶基因,实现其在大肠杆菌(Escherichia coli)中的高效表达,并对表达产物进行酶学性质分析,为生物转化生产L-肉碱奠定基础。【方法】通过PCR克隆γ-丁基甜菜碱羟化酶基因,并将其开放阅读框(ORF)克隆至融合表达载体pET-15b;表达产物经His.Bind Resin纯化后对BBH进行酶学性质及三维空间结构分析;并以静止细胞进行L-肉碱的转化。【结果】成功地克隆了一个γ-丁基甜菜碱羟化酶基因bbh(GenBank:JQ250036),并实现了其在E.coli中的高效表达。融合蛋白以同源二聚体的形式存在,单个亚基的分子量约46.5 kDa,最适反应温度为30℃,最适反应pH为7.5。该酶在45℃以下稳定。在pH6.0时该酶有最高的pH稳定性。以表达bbh基因的重组大肠杆菌静止细胞转化L-肉碱,L-肉碱产量可达12.7mmol/L。【结论】Pseudomonas sp.L-1γ-丁基甜菜碱羟化酶与现有报道的bbh基因有较大的差异。由该基因表达的γ-丁基甜菜碱羟化酶能有效地转化γ-丁基甜菜碱生成L-肉碱。本研究不仅丰富了γ-丁基甜菜碱羟化酶基因资源,而且为L-肉碱的生物转化提供了一种新的转化方案。     

芽胞杆菌BSD-8肌氨酸氧化酶的纯化与性质

对一株从土壤中分离到的芽胞杆菌Bacillus sp.BSD-8菌株所产生的热稳定性较高的肌氨酸氧化酶进行纯化,并对该酶的特性进行了研究。通过硫酸铵分级沉淀、DEAE-纤维素离子交换柱、Toyopearl疏水层析柱和Sephadex G-75分子筛层析,使酶提纯25倍,比活力达到5.3U/mg。研究了纯化后的酶的生化特性,确定了该酶的主要特性:该酶为黄素蛋白,与黄素以非共价键的方式结合,由单一亚基组成,其亚基分子量为51kDa。酶的最适反应温度及pH分别为60℃与8.5。该酶在60℃及pH8.0~10.0条件下稳定。以Lineveaver-Burk作图法求得该酶米氏常数Km值为3.1mmol/L。Ag+、Hg2+、SDS及Tween80对该酶有强抑制作用,而Tween20和Triton X-100对酶活性无影响。该肌氨酸氧化酶在耐热性质上比以前所报道的肌氨酸氧化酶有很大的提高,在酶法肌酐测定应用中有明显的优势。     

一种嗜热厌氧纤维素降解细菌的分离纯化方法

根据纤维素降解细菌对不溶性纤维素底部的粘附作用,利用Ｈｕｎｇａｔｅ厌氧操作技术直接以不溶性纤维素粉为基质进行滚管,分离和纯化获得嗜热厌氧纤维素降解细菌。     

产肌氨酸氧化酶菌株的分离及发酵条件研究

在本研究工作中分别从42℃的恒化富集培养物和30℃的分批富集培养物中分离到4株产肌氨酸氧化酶（SOX）的节杆菌。对所产SOX的特性分析表明,从42℃恒化培养物中分离得到的菌株42-1所产的酶比分批培养法分离得到菌株的酶具有高的热稳定性和低的Km值。对菌株42-1产酶发酵条件的研究表明,SOX可以被诱导物如肌氨酸、肌酸、肌酐和氯化胆碱诱导产生。在发酵过程中适当减少通气量对SOX的产生有显著的促进作用。葡萄糖等容易利用的碳源的存在对SOX的合成不产生降解代谢产物抑制作用,而尿素的存在则对SOX的生成有强的抑制作用。因而菌株42-1分解肌酸的主要作用是为细胞提供生长所需的氮源。     

Fast R-CNN深度学习和无人机遥感相结合在松材线虫病监测中的初步应用研究

松材线虫病因其破坏性强、传播速度快和防治难度大等特点,严重威胁着我国的松林资源.及时发现、定位和清理病死松树是控制松材线虫病蔓延的有效手段.本研究利用小型无人机获得松材线虫病疫点的可见光和多光谱的航摄影像.根据松树针叶颜色变化,将松材线虫Bursaphelenchus xylophilus侵染的松树分为病树和枯死树两种类型.将无人机遥感正摄影像图切割成瓦片图,根据不同植被指数的特征差异,筛选出含病树和枯死树的瓦片图.训练Fast R-CNN深度学习框架形成最终模型,通过模型运算获得病枯死松树的分布地图及坐标点位置.研究结果显示Fast R-CNN深度学习和无人机遥感相结合能有效识别出病树和枯死树,正确率分别达到90％和82％,漏检率分别为23％和34％,可为大面积监测松材线虫病的发生现状和流行动态、评估防控效果和灾害损失提供技术支撑.     

一种嗜热厌氧纤维素降解细菌的分离纯化方法*

根据纤维素降解细菌对不溶性纤维素底物的粘附作用,利用Hungate厌氧操作技术直接以不溶性纤维素粉为基质进行滚管,分离和纯化获得嗜热厌氧纤维素降解细菌。     

利用固定翼无人机监测松材线虫病疫点枯死松树的初步研究

无人机航摄监测森林病虫害是一个新的研究热点。为探究无人机航摄在松材线虫病监测中的应用,本研究于2017年11月利用小型固定翼无人机采集了广东省河源市新丰江库区松材线虫病疫点的航摄影像,总面积1425.9 hm~2。固定翼无人机搭载了1台可见光数码相机和1台多光谱数码相机,能同时采集枯死松树的可见光和近红外的航摄影像。利用LAMapper软件对航摄图像进行空中三角测量和像素匹配,获得可见光正射影像和多光谱正射影像。使用ERDAS软件生成影像的归一化植被指数(NDVI)。然后将带有地理信息的完整影像自动导入GIS系统进行异常点识别和几何矫正,导出最终的影像数据。最后,对影像进行分析,并根据植被指数(NDVI)对图像进行分类。分析结果显示,航摄的疫点中共自动识别1486株枯死松树,并获得了其分布地图及坐标点位置。验证结果表明监测的准确率达到80%以上,坐标点精度达到2-3 m。本研究结果具有低成本、自动化、可靠、客观、高效和及时等优点,可为大面积监测松材线虫病的发生现状和流行动态、评估防控效果和灾害损失提供技术支撑。     

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)参与调节斑马鱼卵母细胞第一次减数分裂的恢复

旨在阐明MAPK的激活在斑马鱼(Danio rerio)卵母细胞第一次减数分裂恢复中的作用。用17α,20β双羟孕酮(17α,20β-DHP)单独作用及17α,20β-DHP与U0126(MAPK上游信号MEK阻断剂)共同作用两种方法,分别培养斑马鱼卵母细胞。采集不同培养时间的卵母细胞,经裂解变性后利用SDS-PAGE电泳和Western Blot蛋白质免疫印迹技术,检测MAPK磷酸化变化,并且观察生发泡破裂(GVBD)发生情况。结果表明,斑马鱼卵母细胞在17α,20β-DHP诱发下6h基本发生GVBD,MAPK活性在2h明显升高,一直到6h都保持在较高水平。而加入U0126后,斑马鱼卵母细胞MAPK活性受到明显抑制,同一时间GVBD发生率均低于对照组斑马鱼卵母细胞。以上结果表明,MAPK参与调节斑马鱼卵母细胞第一次减数分裂的恢复,是斑马鱼卵母细胞GVBD正常发生所必需的。     

微杆菌属ZZJ4-1菌株的耐热尿酸氧化酶基因的克隆及重组酶性质

为了研究微杆菌Microbacterium sp.ZZJ4-1菌株的耐热尿酸氧化酶(Uox)的性质,克隆其基因(uox),得到1个894 bp的开放阅读框。该基因与多数已报道的uox无明显同源性,仅与球形节杆菌Arthrobacterglobiformis的uox有72%的同源性。将基因插入质粒pET-15b构成pET-15b-uox表达载体,转化至Escherichiacoli BL21(DE3)中诱导表达。对重组Uox的主要理化性质研究表明:该酶由大小约为35 kDa的亚基组成;其最佳反应温度和pH分别为30℃和7.5;在65℃以下和pH 8.5～11.0范围内稳定;以尿酸为底物的Km值为0.22 mmol/L;Ag+、Zn2+、Cu2+和SDS均能完全抑制酶活,Tween 20、Tween 80和Triton X-100对酶活有一定的促进作用。该重组酶的耐热性是目前报道的重组Uox中最好的,这一特性有利于其在诊断治疗中的开发应用。     

副球菌WB1菌株肌酸酶的研究

从恒化富集培养物中分离到一株产肌酸酶的菌株WB1,通过对该菌的形态学、生理生化特性、G+C mol%及16S rDNA序列分析,表明该菌为一株副球菌(Paracoccus sp.)。对菌株WB1产酶发酵条件的研究表明,该菌除了产生肌酸酶外还产生肌氨酸脱氢酶,但不产生肌酸酐酶,也不能利用肌酸酐。肌酸酶可以被诱导物,如肌氨酸、肌酸、和氯化胆碱诱导产生。葡萄糖等易用碳源的存在对肌酸酶的合成无代谢产物阻遏作用。该酶的分子量为48kD,最适反应pH为7.0～8.5,pH稳定范围在6.0～9.5之间;其最适反应温度在35℃～40℃之间,在45℃以下是热稳定的; 37℃时以肌酸为底物,酶的Km值为24.6mmol/L;Cu2+、Hg2+和Ag+对酶活性有强烈的抑制作用。