施氮量和土壤灭菌对根结线虫侵染番茄根系的影响

设施蔬菜生产中,根结线虫病害频繁发生,严重威胁了设施蔬菜生产的安全性和可持续性.为了探究氮肥施用量和土壤灭菌对根结线虫侵染番茄根系的影响,采用二因素(施氮量和土壤是否灭菌)二水平完全随机区组设计,进行盆栽试验.施氮量分别为100和300 mg·kg-1,采用γ射线对土壤灭菌或不灭菌.结果表明:未灭菌条件下,与高氮处理相比,低氮处理单位根长和单位根干重的根结数分别减少了42.5%和30.4%,地上部干重和根干重分别增加了43.9%和31.4%,氮素农学利用效率提高4.3倍;对土壤进行γ射线灭菌,有效地消除了根结线虫对番茄根系的侵染,地上部干重增加了31.8%;适当减少氮肥施用量能显著降低根结线虫对设施番茄根系的侵染,促进番茄生长,提高氮素农学利用效率.     

细菌中2-甲基柠檬酸循环研究进展

2-甲基柠檬酸循环广泛分布于细菌中,参与丙酸或丙酰-CoA的分解代谢。我们一直致力于微生物代谢调控方面的研究,并以苏云金芽胞杆菌为研究对象在2-甲基柠檬酸循环的代谢调控及生理功能方面取得了新的进展。本文将从2-甲基柠檬酸循环关键酶基因的组成、关键酶基因的转录调控和该循环参与的生理功能3个方面介绍细菌中2-甲基柠檬酸循环的研究进展。同时,对该循环研究中存在的相关科学问题和未来的研究重点作简要评述,并对该循环关键酶作为药物靶标在病原菌感染防治方面的应用进行展望。     

核桃内生细菌XHE8对病原真菌的拮抗及种子萌发的影响

为了明确前期分离得到的一株核桃内生细菌XHE8(Bacillus sp.)的生物防治潜力及对作物种子萌发的影响,通过平板对峙法测定了该菌株对12株植物病原真菌的拮抗作用,并室内测定了该菌株对11种作物种子的萌发以及芽和根长的影响。结果表明,XHE8对所有测试的12个菌株都表现出一定的拮抗作用,其中对花椰菜黑斑病菌Alternaria brassicicola的抑制率最高,达到73.55%,而对小麦赤霉病禾谷镰刀菌Fusarium graminearum的拮抗作用相对较弱,其抑制率为31.45%。在该菌株处理下,红苋菜种子发芽率、芽长和根长分别增加了2%、59.42%和78.18%。研究结果为进一步开发该核桃内生细菌的生防和促生应用潜力奠定了一定的基础。     

炭疽水肿因子在大肠杆菌中高效表达及一步法纯化

【目的】本研究旨在建立一种简单快捷的炭疽水肿因子(EF)重组表达及纯化方法。【方法】构建GST-EF融合表达载体,基于EF基因的密码子使用偏好,选择菌株Escherichia coli BL21-Codon Plus(DE3)-RIL为表达宿主,对EF进行诱导表达;细胞透性技术分离粗蛋白,进而利用亲和层析一步法纯化EF;Native-PAGE、竞争性抑制实验及c AMP浓度分析用于鉴定EF的生物活性。【结果】实现了EF可溶性高效表达,透性化处理可有效抽提可溶性重组蛋白;利用亲和层析一步法纯化得到了纯度达96%的EF;EF可与保护性抗原(PA)结合形成水肿毒素,该毒素能够急剧提高CHO-K1细胞中c AMP的浓度。【结论】本研究建立了一种高效快速制备具有生物活性的炭疽水肿因子的方法,为炭疽相关研究工作提供了新的选择。     

分离自苏云金芽胞杆菌的首例细菌乌头酸异构酶TbrA的酶学性质研究

【目的】乌头酸异构酶(aconitate isomerase,AI)可介导具有多重生物学活性及应用潜力的小分子物质反式乌头酸(trans-aconiticacid,TAA)的合成。本文通过表征来自苏云金芽胞杆菌的生物体首条AI基因(tbrA)的产物——TbrA蛋白的催化性质,填补人们对于AI酶学特性的认识。【方法】我们利用大肠杆菌Rosetta菌株和Ni²⁺柱亲和纯化获得了His6-TbrA蛋白,并在体外通过HPLC检测了产物生成及对应酶活。【结果】TbrA蛋白的最适pH、温度与离子强度分别为8.0,37°C和25 mmol/L。TbrA在10°C时仍保留约60%的活性,展现了较好的耐低温特性。金属离子Mg²⁺、Ca²⁺与还原剂DTT可显著增强TbrA活性,而Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺则强烈抑制TbrA活性。TbrA将顺式乌头酸(cis-aconitic acid,CAA)异构为TAA的正反应Km、Vmax、kcat、kcat/Km值分别为6.25mmol/L、1.39μmol/(L·s)、4.081/s、0.65L/(mmol·s),将TAA异构为CAA的逆反应的上述数值分别为71.50mmol/L、4.17μmol/(L·s)、12.25 1/s、0.17 L/(mmol·s)。【结论】AI酶蛋白TbrA可以在温和的理化条件下表现出最高活性,且更倾向于合成TAA。本研究定量描述了TbrA催化特性,为其今后应用于TAA工业生物合成奠定基础。     

核桃细菌性黑斑病菌rpfG基因的功能分析

[目的] 本研究旨在揭示核桃细菌性黑斑病菌（Xanthomonas arboricola pv.juglandis,Xaj） DW3F3中rpfG基因的生物学功能,从而为核桃细菌性黑斑病防治药剂的开发提供作用靶点。[方法] 以野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）8004菌株以及水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo） PXO99^A的rpfG基因为模板序列,对Xaj野生型菌株DW3F3的基因组序列进行检索。利用同源重组技术,对Xaj中rpfG基因进行敲除,并用生物化学方法对基因缺失菌株的相关毒力因子、抗逆性进行检测。[结果] 通过同源比对,在XajDW3F3的基因组中发现了与XccrpfG、XoorpfG同源的基因,并成功获得rpfG的缺失突变株ΔrpfG。与野生型相比,突变株ΔrpfG的生物被膜形成能力仅为野生型XajDW3F3的44.58%;胞外多糖产量也由野生型的8.47 mg/mL降为5.23 mg/mL;ΔrpfG的絮凝活性增加,能使菌液变澄清;运动性实验显示ΔrpfG的运动直径比野生型增加了12.38%;胞外酶的分泌也发生了不同程度的改变,突变株分泌纤维素酶的能力极显著降低,淀粉酶活性有所提高,而分泌蛋白酶的能力未发生变化;此外rpfG缺失后,Xaj对逆境（盐、酸、SDS、硫酸铜）的耐受力降低。[结论] 结果表明rpfG基因能影响核桃细菌性黑斑病菌的致病相关性状,并赋予了细菌一定的抗逆性。     

温度对花斑副沙鳅仔鱼发育、摄食及不可逆点的影响

2011年4～5月,研究了温度对花斑副沙鳅(Parabotia fasciata)早期仔鱼的发育、初次摄食时间、群体摄食率及不可逆点(PNR)的影响。结果发现,花斑副沙鳅仔鱼出膜后2 d已开始摄食;初次群体摄食率最高值出现在卵黄囊耗尽后的1～2 d,花斑副沙鳅仔鱼的摄食强度随温度升高而增大。仔鱼抵达PNR的时间随温度升高而缩短:22℃时,仔鱼的PNR出现在出膜后的8.0～9.0 d;26℃时,PNR为7.0 d;28℃时,PNR为5.5 d;30℃时,PNR为5.0 d。最大初次摄食率至PNR之间为不可逆饥饿期,22℃时为3.5 d,30℃时仅为1.5 d,说明温度越高,仔鱼耐受饥饿的能力越差,越不利于仔鱼的存活。研究认为,温度对花斑副沙鳅仔鱼发育、摄食及不可逆点的影响较大;在苗种培育过程中,应根据温度确定投饵时间,适时投饵对仔鱼的成活显得尤其重要。     

药用山蚂蝗属植物的化学成分和药理活性研究进展

由于在中药中的广泛应用,近年来对豆科Leguminosae山蚂蝗属Desmodium Desv.植物的研究已成为热点。山蚂蝗属植物的化学成分主要包括黄酮类、生物碱类、萜类、甾醇类、烷类及各种烷衍生物等,具有抗氧化性、抗炎、镇痛解热、抗菌、抗虫、抗心脑血管疾病等药理活性。本文对山蚂蝗属中小槐花、广东金钱草、三点金、小叶三点金、假地豆、大叶山蚂蝗、饿蚂蝗等药用植物的研究进行总结,综述其化学成分及生物活性的研究进展,旨在为该属植物的进一步研究与利用提供参考。     

CMP羟甲基化酶MilA中与甲基羟化过程相关的关键氨基酸定点突变分析

【目的】米多霉素生物合成起始反应的MilA蛋白可以使底物胞苷酸单磷酸(CMP)的胞嘧啶碱基C5位上形成羟甲基化,形成羟甲基化胞苷酸(HmCMP),MilA是迄今发现的首个能够高效利用CMP的羟甲基化酶。MilA属于脱氧胸苷酸合成酶(TS)和脱氧胞苷酸羟甲基化酶(CH)蛋白超家族,通过三维结构预测发现它们的三维结构非常相似,CH94上的丝氨酸曾被证明与胞嘧啶上甲基变成羟甲基过程有关,MilA102上对应的氨基酸为苏氨酸,TS91上对应的氨基酸为脯氨酸。因此,突变MilA上第102位的苏氨酸,考察该氨基酸对CMP和脱氧胞苷酸(dCMP)羟甲基化反应的影响。【方法】通过定点突变技术,将MilA第102位的保守氨基酸苏氨酸(Threonine,T)分别点突变成缬氨酸(Valine,V)和亮氨酸(Leucine,L)。【结果】体外酶活实验结果显示,相对于MilA,MilA T102V对于CMP的催化活性下降87.1%,对于dCMP的催化活性没有影响;而MilA T102L均丧失了对于两种底物的活性。【结论】这表明Thr102对于MilA催化底物CMP形成HmCMP至关重要;同时,失去活性的仅比缬氨酸和野生型苏氨酸的链长多出了一个碳原子,暗示其在与底物结合时形成了一定的空间位阻效应。Thr在102位点的功能经过自然进化的微调有可能已经达到最优化。     

二化螟APN1的原核表达及其与Cry2Aa蛋白的结合特性研究

【目的】Bt杀虫蛋白发挥杀虫活性的重要前提是Cry蛋白能够与昆虫中肠上皮细胞刷状缘膜囊(BBMVs)上的受体蛋白结合。在前期获得二化螟氨肽酶N1(Aminopeptidase N,APN1)基因全长序列的基础上,明确二化螟APN1多肽片段与Cry2Aa的结合能力。【方法】将二化螟APN1序列片段在大肠杆菌BL21(DE3)中表达,利用蛋白质单向电泳和ligand blotting技术分析二化螟APN1多肽片段与Cry2Aa的结合能力。【结果】重组载体可在表达菌株BL21(DE3)中表达一个约70 ku的蛋白,纯化后的多肽条带单一,纯度较好。Ligand blot分析结果显示,表达的二化螟APN1多肽片段可以与活化的Cry2Aa杀虫蛋白结合,且结合条带随着重组蛋白上样量的降低而减弱。【结论】APN1多肽片段可以与Cry2Aa结合,为阐明APN1基因的功能奠定基础,也为其他Bt蛋白的受体蛋白相关研究提供新的借鉴。