一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

盐胁迫对扁桃光合特性和叶绿体超微结构的影响

温室条件下,分别用浓度为150、300、350 mmol/L的NaCl和Na2SO4处理‘石头扁桃’和‘桃扁桃’实生苗植株,处理10 d后分别测定其叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度,并观察叶绿体超微结构的变化。研究发现:(1)盐胁迫下,‘石头扁桃’和‘桃扁桃’chl a、chl b均在低浓度盐区含量最高,而在高浓度盐区含量最低,Na2SO4处理区chl a、chl b含量均低于NaCl处理区;(2)‘石头扁桃’和‘桃扁桃’叶片净光合速率随盐浓度的增加而下降,‘石头扁桃’下降的幅度较大;(3)‘桃扁桃’叶片细胞间隙CO2浓度随盐浓度的增加而升高,但‘石头扁桃’叶片细胞间隙的CO2浓度变化没有稳定的规律;(4)2个品种的叶片气孔导度均随盐浓度的增加而降低;(5)盐胁迫后,叶绿体基粒、基质片层扭曲,类囊体肿胀;随盐浓度的增加,形变加剧,叶绿体由椭圆形肿胀成圆形,叶绿体膜解体,且‘石头扁桃’叶绿体对盐胁迫比较敏感。综合分析发现,2种盐胁迫对植物造成伤害的机理不同,‘石头扁桃’的耐盐能力较差。     

蒙古栎、白桦根系分解及养分动态

采用埋袋法对蒙古栎(Quercus mongolica)、白桦(Betula platyphylla)两个树种粗根(>10 mm)、中粗根(5—10 mm)、中根(2—5 mm)和细根(<2 mm)的分解速率和养分动态进行研究。结果表明,根系的重量保持率随时间增加呈下降趋势,这种趋势可用Olson指数衰减模型来拟合,即:Xt/X0=e-kt(t为分解时间,X0为根系初始干重,Xt为分解t时间的残留干重,k为年分解系数),通过拟合计算出年分解系数k。在本研究中,蒙古栎粗根、中粗根、中根、细根的年分解系数分别为:0.2928、0.2562、0.2928、0.3660;白桦依次分别为:0.2196、0.3294、0.3660、0.4392,基本呈现随直径增加分解速率减小的趋势。根系分解过程中,两树种各径级均是N浓度增加,可溶性糖浓度减小。在根系分解的不同时期两树种各径级N表现出不同程度的释放或富集,没有明显的规律性;可溶性糖却一直处于释放状态。分解1a时间,蒙古栎各径级根系表现为释放N元素;白桦表现为细根和中根释放N元素,中粗根和粗根富集N元素。蒙古栎、白桦细根和中根可溶性糖的释放率达90%以上,中粗根和粗根的释放率达80%以上。     

集水区尺度下东北东部森林土壤呼吸的模拟

IBIS模型是陆地碳循环模拟的有利工具,土壤呼吸是陆地碳循环的关键生态学过程,利用IBIS模型模拟估算土壤呼吸对陆地碳循环和全球变化研究具有重要意义.在地形数据、植被参数、土壤质地参数和气象数据支持下,利用改造后的IBIS模型模拟2004年张家沟集水区5种森林类型的土壤呼吸,以实测数据对模拟结果进行验证,并分析土壤呼吸时空格局及其与土壤温湿度的关系.结果表明:(1)改造后的IBIS模型模拟的土壤呼吸值与实测值相关性显著,可较好地用于集水区尺度的森林土壤呼吸模拟估算.(2)土壤呼吸年均值为571 gCm-2 a-1,年土壤呼吸空间格局与生长季土壤呼吸空间格局相似,均表现为高值区主要分布在北部、西南和东南区域,低值区主要分布在沟谷附近,该格局与集水区的地形、植被及其组合等因素有关.(3)生长季内,5种森林类型土壤呼吸的季节性变化均呈单峰曲线形式,土壤呼吸峰值均出现在7月,其中落叶松林峰值最低,为85.5gC/m2,杂木林峰值最高,为146.3 gC/m2.(4)5种森林类型的土壤呼吸值与5 cm深土壤温度存在极显著的指数关系,与土壤湿度的相关性较低,土壤温度的变化可以解释土壤呼吸约70％的季节变化.     

MicroRNA-21与平滑肌蛋白22α在哈萨克族食管癌组织中的表达及其临床病理学意义

目的探讨microRNA21与SM22a基因在哈萨克族食管癌发生发展中的作用及临床意义。方法免疫组织化学法检测162例石蜡包埋食管鳞状细胞癌组织及RT-PCR方法检测47例哈萨克族食管癌标本中microRNA21、SM22a表达水平,分析这些基因与临床病理特征的关系。结果SM22a在162例食管鳞癌组织中的阳性表达率(87.0%)显著高于食管正常黏膜组织(36.0%);在47例哈萨克族食管癌组织中,SM22a表达水平较远端无癌组织增高。与远端无癌组织相比,microRNA21在哈萨克族食管癌组织中表达水平增高。MicroRNA21高表达与分化程度、淋巴结转移、临床分期相关,SM22a高表达与临床分期相关、淋巴结转移相关;microRNA21与SM22a的表达呈正相关。结论MicroRNA21、SM22a协同高表达共同参与哈萨克族食管癌的侵袭发展过程。     

新疆昆仑雪菊水提物对 小鼠肠道菌群的调节作用

目的 研究新疆昆仑雪菊水提物对小鼠肠道菌群的影响。方法 C57BL/6小鼠,雄性,8周龄,40只,分为4个组(每组10只):高、中、低三个剂量组和空白对照组,给药14 d,收集给药前后小鼠粪样,16S rDNA实时荧光定量PCR法测定粪样中肠杆菌、肠球菌、乳杆菌和产气荚膜梭菌水平。结果 与空白对照组比较,中剂量组小鼠肠道粪样中乳杆菌显著增多(t=-2.503,P0.05),低剂量组与高剂量组变化不显著;与空白对照组比较,其他组小鼠肠道中肠杆菌属、肠球菌属和产气荚膜梭菌水平均无显著变化。结论 参照《保健食品检验与评价技术规范—2003版》之"调节肠道菌群作用检验方法",新疆昆仑雪菊水提物对小鼠肠道菌群具有一定的调节作用。     

封面照片：黄缘蜾蠃

蜾蠃属于膜翅目Hymenoptera的胡蜂总科,种类约占胡蜂总科的一半。通常单独生活,习性属单栖性胡蜂。它们平时白天在自然界自由飞翔、捕食、交尾,夜晚则隐伏于安全场所。只有当雌蜾蠃要产卵时,才衔泥造巢或寻找竹管等处产卵。一般一室一卵,以卵端丝粘于室壁上,并在自然界捕捉鳞翅目等昆虫的幼虫,经蜇刺麻醉后带回室内贮存,供孵化后的幼虫食用。本期封面为黄缘蜾蠃Anterhytwhium （Dirhynchium）flatomargirtatum fiavomarginatum（Smith）,拍摄于北京植物园。     

红松天然种群邻体影响半径

以天然红松种群为研究对象,采用生长方程回归分析、分段拟合判定的方法,探讨不同坡位红松邻体影响半径的变化．结果表明,红松树种邻体干扰指数与生长量呈显著负相关（R^2为0．61～0．89）,相关程度因邻体影响范围和坡位而异,R^2达到最大值所对应的影响范围即为邻体影响半径;对红松树种进行邻体干扰指数与影响范围的线性分段拟合,邻体干扰指数随影响范围的增加而增加,其在一定的范围内上升较快,而超出该范围则上升幅度变缓,其转折点所对应的影响范围即为邻体影响半径,线性回归显著（R^2为0．41～0．55）;不同坡位的邻体影响半径有一定的差异,表现为下坡位=上坡位〉中坡位．     

新疆粮棉混作生态区茧蜂种类调查初报

报道了新疆南、北、东3个主要粮棉混作生态区茧蜂科种类14个亚科,28个属,63种;其中新疆新记录18种,国内新记录3种.调查分析表明:小腹茧蜂亚科Microgastrinae、茧蜂亚科Braconinae、内茧蜂亚科Rogadinae和蚜茧蜂亚科Aphidiinae种类的数量在新疆粮棉混作生态区占明显优势地位.