第五届国际藻类学大会反映的藻类生物技术的最新进展

第五届国际藻类学大会反映的藻类生物技术的最新进展秦松,严小军,曾呈奎（中国科学院海洋研究所青岛２６６０７１）第五届国际藻类学大会于１９９４年６月２６日－７月２日在青岛召开。有来自３９个国家和地区的专家学者参加,其中３２０名来自国外,１４２名来自中国大...     

肽类抗生素生物合成基因簇在Escherichia coli中的异源表达

微生物能够产生众多结构和生物活性多样的次生代谢产物,而其生物合成基因簇的挖掘和异源表达是药物创新和产量提高的必要前提. 在过去20年里,大量重要天然产物的生物合成基因簇在微生物中被不断的发现. 在这些被挖掘的基因簇中,肽类抗生素的生物合成基因簇占了很大比重.肽类抗生素因具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒等多种生物学活性而备受化学家和药物学家的重视. 如能了解它们的生物合成机制,实现其基因簇的异源表达,将使合理化遗传修饰生物合成通路获取结构类似物（药物开发）和提高产量成为可能. 大肠杆菌作为最广泛、最成功的表达体系,常用来表达外源基因,但一般只能表达一个或几个基因,却很少有用它来表达整个生物合成基因簇. 2001年,Khosla和Cane在E.coli中成功异源表达了一个复杂聚酮天然产物（红霉素苷原6dEB）基因簇. 这是首个有关在E.coli中异源表达天然产物生物合成基因簇的研究. 至此之后,大肠杆菌开始作为生物合成基因簇的异源表达宿主,越来越受到相关领域的重视. 紧接着核糖体肽和非核糖体肽生物合成基因簇也相继在大肠杆菌中成功异源表达. 本文对肽类抗生素生物合成基因簇在E.coli中的异源表达进行了综述.     

丰水期长江感潮河口段网采浮游植物的分布与长期变化

于2009年6、8月对长江口门至江阴的河口段浮游植物进行了拖网采集,共检出浮游植物6门99属239种。其中:硅藻123种,甲藻19种,绿藻和蓝藻各42种,裸藻9种,黄藻4种。河口段网采浮游植物丰度以蓝藻占绝对优势,硅藻次之,两者合计在群落中的比例超过了95%。优势种也主要以蓝藻(水华鱼腥藻Anabaena flos-aquae、柔软腔球藻Coelosphaerium kuetzingiarum、微囊藻Microcystis spp.、颤藻Oscillatoria spp.和席藻Phorimidium spp.)构成,硅藻仅有2种(骨条藻Skeletonema spp.和颗粒直链藻Aulacoseira granulata)。口门内盐度均<0.5,群落基本以淡水类群为主,口门附近则以半咸水类群为主,海水类群主要位于口门外(盐度>13)。随着水温和营养盐水平的升高,8月浮游植物平均丰度(347.75×10⁴ 个/m³)明显高于6月(204.19×10⁴ 个/m³)。根据多维尺度和相似性分析,丰水期长江河口段浮游植物群落组成与分布存在显著(P<0.01)的时空差异。对比20世纪80年代以来的历史资料发现,长江口门内网采浮游植物丰度显著升高,且优势种也从硅藻(骨条藻、直链藻和圆筛藻)转变为蓝藻(颤藻、鱼腥藻和微囊藻)。     

浙江西门岛海洋特别保护区大型底栖动物功能群特征及其与环境的关系

为研究浙江西门岛海洋特别保护区大型底栖动物功能群的变化规律及其与环境因子的关系,作者分别于2010年4月(春季)、11月(秋季),2011年8月(夏季)和2012年2月(冬季)进行了4个航次的大型底栖动物调查,共鉴定出大型底栖动物78种,根据其食性类型划分为浮游生物食者、植食者、肉食者、杂食者、碎屑食者5种功能群.各功能群平均密度从高到低依次为浮游生物食者＞肉食者＞植食者＞碎屑食者＞杂食者,平均生物量从高到低依次为浮游生物食者＞碎屑食者＞肉食者＞杂食者＞植食者.单因素方差分析结果表明,大型底栖动物各功能群的密度和生物量季节间均无显著性差异.典范对应分析结果表明,影响大型底栖动物功能群的主要环境因子包括温度、溶解氧、溶解态无机磷和表层沉积物的中值粒径,排序轴对功能群-环境关系的贡献率计算结果表明环境变量可以较好地解释功能群的变化情况.     

厚壳贻贝新型抗菌肽myticalin和mytimacin的分子鉴定

从厚壳贻贝(Mytilus coruscus)血细胞转录组数据中鉴定到两种新型抗菌肽, 分别为myticalin和mytimacin。为了解两种抗菌肽的结构与功能, 以及在贻贝免疫过程中的响应模式, 采用固相化学合成技术获得两种抗菌肽化合物, 在此基础上开展了抑菌活性测试, 红细胞毒性测试及对微生物抑制作用机理的扫描电镜观察。此外, 研究了贻贝在不同微生物诱导下, 两种抗菌肽的表达模式。研究结果表明, 化学合成的myticalin和mytimacin均具有抑菌活性, 但抑菌谱有所差异。两种抗菌肽尽管结构差异较大, 但对金黄葡萄球菌和溶藻弧菌的作用机制类似, 均能导致细菌表面形态结构发生变化。此外, mytimacin对白色念珠菌表现出明显抑制作用, 且其作用机制不同于金黄葡萄球菌和溶藻弧菌, 能导致白色念珠菌表面出现孔洞, 而myticalin则无此现象。两种抗菌肽在不同微生物诱导后, 其表达量均明显上调, 但myticalin表现出对革兰氏阳性菌诱导的敏感性, 而mytimacin表现出对真菌和革兰氏阳性菌诱导的敏感性。研究为深入了解贻贝抗菌肽的分子多样性及其抑菌活性机制, 以及贻贝抗菌肽的分子工程研究奠定了基础。     

厚壳贻贝鸟氨酸-尿素循环中的关键代谢物及基因分析

鸟氨酸-尿素循环(OUC)是生物新陈代谢过程中的重要循环过程,但在贝类中尚缺乏相关研究。为此,以厚壳贻贝为研究对象,分别采用氨基酸分析仪和荧光定量PCR研究了其外套膜和后闭壳肌组织中的鸟氨酸-尿素循环途径的主要代谢物和关键基因的含量及其表达量;进一步测试了在精氨酸注射条件下,各主要代谢物和关键基因的含量及表达量变化,以及¹³C标记尿素注射贻贝后,其贝壳中δ¹³C比值(¹³C/¹²C)变化。结果表明,厚壳贻贝外套膜和后闭壳肌均含有较高浓度的尿素;精氨酸注射导致其两种组织中尿素浓度显著上升(P<0.01),以及瓜氨酸浓度显著下降(P<0.01),但鸟氨酸浓度维持相对稳定的水平。精氨酸注射显著上调了两种组织中的脲酶基因的表达量(P<0.01),但其他基因表达量的变化在两种组织中存在差异,显示出鸟氨酸-尿素循环途径在其两种组织中具有复杂而不同的调控过程。¹³C标记尿素注射贻贝显著上调了贝壳中δ¹³C的比值(P <0.01),表明尿素分子可能参与了贻贝贝壳的生物矿化过程。上述研究为深入了解贻贝鸟氨酸-尿素途径与生物矿化之间的关联,以及探讨贻贝对海水酸化耐受性的内在分子机制奠定了基础。     

生物体内甜菜碱脂的研究进展

甜菜碱脂是一类极性膜脂,自然界中发现的有3类,分布于不同类别的生物中,其中最广泛分布于藻类以及部分低等植物中,有着多种功能,最主要的作用是作为膜脂参与生物的生命活动,对光合作用、植物抗逆以及藻类生物燃料的开发具有重要意义。不同生物体中的甜菜碱脂类别、含量以及分布均有差异,对甜菜碱脂的结构、化学鉴定、细胞内定位、理化性质、生物合成及其分子生物学机理等多方面进行综述,并指出目前研究中仍需解决的问题、可以拓展的方向,以便于对甜菜碱脂进行更为深入地研究。     

运用分子生物学技术监测水环境中产毒蓝藻

有毒蓝藻在形成水华破坏水体环境的同时,也对人畜产生危害。运用分子生物学技术对水环境中产毒蓝藻进行监测,由于其简单、快速和经济等优点,逐渐成为各国学者关注的热点。本文从以下3个方面对其进行了综述:1)早期分子生物学技术在产毒蓝藻诊断中的运用;2)以产毒基因为靶标进行的产毒蓝藻诊断;3)运用基因芯片技术对产毒蓝藻进行检测。与传统的分子生物学技术相比,生物芯片技术具有体积小、重量轻、便于携带、分析自动快速、高通量等许多传统方法所不能比拟的优势。因此,该技术在蓝藻毒素检测中的运用必将给目前的产毒蓝藻的检测带来一场新的革命。