郫县豆瓣发酵过程的微生物多样性及溯源分析

[目的] 解析郫县豆瓣及其酿造半成品-蚕豆醅与辣椒醅微生物多样性和来源,探究郫县豆瓣酿造过程风味化合物特征。[方法] 采用高通量测序法测定蚕豆醅、辣椒醅与混合醅（蚕豆醅-辣椒醅混合物,发酵成熟形成郫县豆瓣）在酿造过程中的微生物群落结构;利用高效气相质谱与高效液相色谱高通量检测蚕豆醅及辣椒醅中基础理化指标及挥发性、非挥发性风味化合物浓度;利用多种生物信息学分析方法对混合醅酿造微生物及风味化合物进行溯源。[结果] 微生物方面：44%–59%的混合醅细菌来源于辣椒醅,5%–22%的混合醅细菌来源于蚕豆醅,其他混合醅细菌来源未知。同时,42%–77%的混合醅真菌来源于辣椒醅,2%–18%的混合醅真菌来源于蚕豆醅,其他混合醅真菌来源未知。另外,16个细菌属由辣椒醅特异性贡献;2个细菌属及2个真菌属由蚕豆醅特异性贡献。化合物方面：1-辛烯-3醇（1-octen-3-ol）、苯乙醛（phenylacetaldehyde）、异丁醛（isobutyraldehyde）、苹果酸（malic acid）与糠醛（furfural）仅由蚕豆醅贡献。辣椒素（capsaicin）、3-甲基-1-丁醇（3-methyl-1-butanol）、已醇（hexanol）与异丁醇（isobutanol）仅由辣椒醅贡献。[结论] 郫县豆瓣发酵中大部分微生物来源于辣椒醅,大部分发酵底物（氨基酸及葡萄糖）来源于蚕豆醅。两种发酵半成品均特异性贡献微生物及风味化合物,形成郫县豆瓣的独特风味密码。     

蚯蚓Sox2基因的克隆及其在再生进程中的表达

为了解Sox2基因在赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)再生进程中的作用,本研究采用c DNA末端快速扩增(RACE)方法成功克隆并得到了完整的赤子爱胜蚓Sox2基因序列(Gen Bank登录号:KP637161),其c DNA序列全长2 354 bp,其中包括367 bp的5′端非翻译区,844 bp的3′端非翻译区和编码380个氨基酸残基的1 143 bp开放阅读框。通过实时荧光定量PCR检测了Sox2基因在发育成熟的赤子爱胜蚓不同体段(头部、环带和尾部)以及在尾部体段再生进程中的表达特征。结果显示:Sox2在不同体段中(头部、环带、尾部)的表达差异不显著。在尾部断肢后再生进程中,随着时间推移,Sox2的表达量明显上调,其中,截断后12 h,Sox2基因表达量达到峰值,是截断初期(0 h)的22倍。研究结果表明,Sox2基因可能与蚯蚓的再生进程有关。     

巨噬细胞在动脉粥样硬化形成中的作用

巨噬细胞是机体免疫系统的重要一员,具有趋化、吞噬、免疫及分泌等功能。在动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)形成过程中,巨噬细胞受低密度脂蛋白氧化修饰过程中的炎性因子趋化,大量吞噬氧化低密度脂蛋白,变为"泡沫细胞",进而导致动脉粥样硬化病变,并通过免疫及分泌功能生成肿瘤坏死因子α等物质加速病变的进展,其功能变化与动脉粥样硬化形成和发展息息相关。ADRP作为PAT家族蛋白中的一员,因在脂滴形成中的重要作用而受到广泛关注。ADRP是动脉粥样硬化过程中的一个关键分子,不仅在病变中起着提高炎症反应与调节脂质代谢的双重作用,而且通过限制泡沫细胞的形成,而影响了动脉粥样硬化的走向。     

斑马鱼神经底板处神经元的分布及特征

神经底板(floor plate, FP)位于神经管腹侧中线区,存在多种神经细胞类型,是调控神经管分化及维持体轴生长的重要信号中心。目前,对神经底板处神经元细胞的类型及分布研究并不深入。本研究以斑马鱼(Daniorerio)为模式动物,结合多种神经细胞的转基因品系,分析了斑马鱼幼鱼中神经底板细胞群的排列图式。研究发现,foxj1a、sox2、clusterin和gfap等多个基因在内侧中央底板(medial floor plate, MFP)单排细胞中表达。Kolmer-Agduhr神经元KA’与KA”又称为脑脊液接触神经元,定位在MFP附近,其中KA”神经元表达foxj1a和pkd2l1基因,与表达Gfap蛋白、Olig2蛋白或Sox2蛋白的阳性细胞间隔性插入MFP细胞腹侧间隙中。KA’神经元位于KA”背侧,表达foxj1a、pkd2l1和olig2基因,并与Sox2~+或Olig2~+阳性细胞间隔分布于MFP细胞胞体的两侧。药物处理实验结果表明：抑制Notch信号影响神经底板的发育,导致神经底板细胞排布异常,并引起幼鱼出现体轴上弯表型。本研究初步阐释了斑马鱼幼鱼早期神经底板处各种细...     

氧化低密度脂蛋白对THP-1巨噬细胞吞噬和分泌功能的影响

目的:探讨氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)对巨噬细胞源性泡沫细胞吞噬功能和炎症相关因子分泌功能的影响。方法:利用佛波酯(phorbol ester,PMA)诱导THP-1细胞分化形成巨噬细胞,之后采用ox-LDL处理48小时后,诱导其形成泡沫细胞。利用中性红吞噬实验,分析泡沫细胞形成前后吞噬功能的变化;通过ELISA法,检测细胞培养上清中肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)含量,观察ox-LDL对THP-1巨噬细胞功能的影响。结果:细胞形态学结果表明,我们成功利用ox-LDL诱导THP-1巨噬细胞形成泡沫细胞;进一步发现ox-LDL诱导THP-1巨噬细胞表面的清道夫受体CD36表达升高,并促进细胞吞噬功能增加,进一步促进细胞内胆固醇含量显著升高(P0.05);同时,ox-LDL能够刺激巨噬细胞大量分泌TNF-α(P0.05)。结论:ox-LDL通过增强清道夫受体CD36表达,提高巨噬细胞的吞噬功能,引起大量胆固醇聚集,产生细胞毒性损伤,并促进TNF-α炎性因子的大量分泌。     

大叶藻(Zostera marina)海草床沉积物细菌和古菌丰度及组成的垂直剖面特征

【背景】海草床是重要的"蓝碳"生态系统,对全球碳汇有重要贡献。海草床沉积物剖面的垂直梯度特征显著,表层呈现氧化态,富含活性有机质,而深层呈还原态,以惰性有机质为主。【目的】探究这种垂直特征如何影响微生物的丰度和群落分布。【方法】利用荧光定量PCR和16SrRNA基因高通量测序等手段,测定了山东荣成天鹅湖大叶藻海草床不同深度(5、10、15、20、25和30 cm)沉积物中细菌和古菌丰度、多样性和群落结构的变化。【结果】细菌和古菌16S rRNA基因拷贝数随深度的增加而降低,在沉积物5cm深处,细菌的16SrRNA基因拷贝数显著高于20cm和30cm层(ANOVA,P0.05)。深度对细菌和古菌α多样性指数没有显著影响(P0.05)。细菌中相对丰度最高的是变形菌门,其次是绿弯菌门,拟杆菌门,浮霉菌门等,其中δ-变形菌和浮霉菌的相对丰度随深度显著增加(P0.05)。古菌群落中深古菌门比例最高,在25cm深处达到70%以上;其次是乌斯菌门、洛基古菌门、广古菌门和奇古菌门等。奇古菌门比例随深度增加而显著降低(P0.05),其他古菌类群在不同深度间差异不显著(P0.05)。【结论】海草床沉积物细菌和古菌的丰度、多样性和群落分布具有明显的垂直特征,这种特征可能受沉积物有机质组成和氧化还原状况影响。     

糖尿病大鼠口服载胰岛素纳米粒的降血糖实验

目的:利用糖尿病大鼠模型,研究载有胰岛素纳米粒的降血糖作用。方法:雄性SD大鼠18只,禁食12 h后,尾静脉一次性注射5%四氧嘧啶40 mg/kg制备大鼠糖尿病模型。超声条件下,制备含胰岛素纳米粒,纳米悬液的胰岛素浓度为2 U/ml,于4℃冷藏保存。大鼠随机分为三组,口服胰岛素组(A组)、载胰岛素纳米粒组(B组)、皮下注射胰岛素组(C组)。分别于灌胃前、灌胃后0.5,1,2,4,8,12 h取血测定血糖。结果:口服载胰岛素纳米粒后能显著降低大鼠的血糖水平,起效时间晚于皮下注射胰岛素,但作用时间长久;而口服等量普通胰岛素血糖无明显变化。表明HTCC-ALG/OREC纳米粒在体内对胰岛素具有保护作用。结论:载胰岛素纳米粒具有一定的降血糖作用和缓释效果,是具有很好应用前景的口服蛋白质给药载体。     

北京山区侧柏人工林水分利用效率及其影响因素

水分利用效率(WUE)是衡量植物抗旱性的一个重要指标,研究其动态变化及其影响因素能为北京山区植被建设提供参考.本研究基于稳定碳同位素技术,通过测定北京山区侧柏人工林在生长季的水分利用效率,探究气象因子、土壤因子和大气CO₂浓度对侧柏短期WUE的影响.结果表明: 1)侧柏生长季内的短期WUE呈现先降低后增加的变化特征,7月侧柏的短期WUE最低(2.69 mmol·mol^-1),10月侧柏的短期WUE最高(13.88 mmol·mol^-1).2)叶内外水汽压差(VPD)、大气温度(T_a)、土壤湿度(M_s)、空气相对湿度(RH)和大气CO₂浓度(C_a)是植物WUE的影响因素,5个影响因素对侧柏短期WUE变化的累计解释率达89.7%;太阳辐射(R_a)和风速(W_s)与侧柏短期WUE没有显著关系.3)VPD和T_a是影响侧柏短期WUE的主要因素,两者组成的主成分可以解释53.9%的侧柏短期WUE变化,其中VPD对侧柏短期WUE的影响高于T_a;M_s和RH是影响侧柏短期WUE的次要因素,两者组成的主成分可以解释25.4%的侧柏短期WUE变化,其中M_s对植物短期WUE的影响高于RH;C_a对侧柏短期WUE的影响较小,主要由C_a和T_a组成的主成分可以解释10.3%的侧柏短期WUE变化.     

一种自下而上的合成微生物组理性构建策略，用于郫县豆瓣发酵剂设计

【目的】提出一种合成微生物组的理性构建策略,用于构建郫县豆瓣蚕豆醅初始发酵的微生物组合菌剂。【方法】采取自下而上的合成微生物组理性构建策略,以相对丰度、频率和特征向量中心度作为核心微生物属的选择指标,分析确定蚕豆醅发酵核心微生物;设计模拟原位体系的全合成培养基,并利用该培养基快速、稳定地检测核心微生物包括产香性能在内的发酵特征。基于核心微生物的产香互补性能进行双菌组合发酵实验,结合核心微生物之间的生长相互作用,设计三菌组合发酵菌剂并验证其发酵性能。【结果】本研究确定并分离了郫县豆瓣蚕豆醅发酵过程中的 9种核心微生物。检测核心微生物产生的挥发性风味化合物,发现酵母菌类、乳酸菌类和其他类微生物之间存在产香互补关系。然后,结合微生物间的生长抑制关系设计了由乳酸片球菌、肉葡萄球菌及异变假丝酵母组成的三菌组合菌剂。与企业原位发酵样品相比,三菌组合菌剂产生的挥发性化合物数量达到原位样品的63.1%,化合物种类结构较为相似。与原位样品相比,组合菌剂样品氨基酸态氮浓度提升了21.8%。【结论】本研究提出了一种自下而上的合成微生物组理性构建策略,基于此策略设计了郫县豆瓣蚕豆醅发酵组合菌剂。使用该组合菌剂作为起始发酵剂发酵的郫县豆瓣蚕豆醅具有良好的风味谱和优异的氨基酸态氮水平。本研究在合成微生物组构建与发酵食品工艺改造方面具有较大的科学与应用价值。     

北京山区不同植被类型的土壤呼吸特征及其温度敏感性

土壤呼吸作为陆地生态系统碳循环的重要组成部分,是生态系统碳循环研究中的热点问题.土壤呼吸温度敏感性(Q₁₀)是估算土壤呼吸对全球变暖的反馈参数,研究不同植被类型的Q₁₀对评估森林生态系统碳收支具有重要意义.本研究以北京山区典型植被类型侧柏、油松和栓皮栎为研究对象,通过测定生长季内3种植被类型的土壤理化性质、土壤水热因素以及土壤呼吸速率(R_s)的变化,探究不同植被类型下的土壤呼吸特征及温度敏感性.结果表明:3种主要植被类型的R_s在生长季内与土壤温度、湿度的变化趋势相似,均呈现先升高后降低的单峰变化,R_s在4月初最低(0.45 μmol·m^-2·s^-1),随后逐渐增大,在7月初达到峰值(3.95 μmol·m^-2·s^-1),然后逐渐降低,3种植被类型的R_s和Q₁₀值均存在显著差异.土壤温度和湿度是土壤呼吸的重要影响因素,两者与R_s拟合的回归模型可以解析土壤呼吸速率48.1%～56.7%的变化.北京山区的Q₁₀值在2.05～3.19,在同一植被类型下,Q₁₀值与土壤有机碳含量呈显著负相关(R²>0.9),植被类型、海拔和土壤有机碳含量是造成不同植被类型Q₁₀值差异的重要原因.