运动发酵单胞菌在生物炼制中的研究进展

以木质纤维素生物质为原料的生物炼制技术已成为全球研发的热点和难点。欧盟国家和美国的中长期生物质能源发展路线图中均将木质纤维素生物炼制技术作为重要目标,但是目前整体水平尚处于中试阶段。我国的纤维素类生物质原料非常丰富,将其转化成燃料乙醇及生物基础化学品等具有较大的潜力,但当前要想实现商业化生产,还面临着很多瓶颈问题亟待解决。缺乏能够同时高效利用纤维素类水解物的发酵菌株,已成为纤维素生物质高效与高值转化的关键制约因素。运动发酵单胞菌是目前唯一一种通过ED途径兼性厌氧发酵葡萄糖的微生物,其独特的代谢途径使其成为构建产乙醇工程菌的优选宿主之一;同时由于该菌具有较高的糖利用效率等优点,也是其他生物基化学品生产的重要候选平台微生物,如山梨醇、葡萄糖酸、丁二酸和异丁醇等。本文从该菌的研究历程、分子生物学基础、菌种改良及该菌在生物能源及生物基化学品等生物炼制体系中的应用研究角度进行了综述,并提出该菌可作为纤维素生物质生物炼制系统的新的重要平台微生物。     

转基因技术在能源植物育种中的应用

由于能源危机与环境污染问题日益严重,能源植物以其安全、环保、可再生和低成本等特性,成为能源开发的一个热点。随着转基因技术的不断进步,利用转基因技术培育高产、优质、高效新型能源植物新品种也取得了相应的成果。本文简要介绍了能源植物的概念和分类,概述了转基因技术在提高植物总生物量、降低植物木质素的含量、在植物中过表达纤维素降解酶、以及提高油料植物含油量等方面的应用现状,并探讨了该技术在能源植物遗传改良中的应用前景,以期为后续的能源植物新品种培育等研究和应用提供参考。     

大肠杆菌glgC基因的定点突变及功能分析

摘要: 利用PCR从Escherichia coli JM109基因组中扩增到全长为1 296 bp的glgC基因编码区, 通过PCR重组方法进行点突变, 获得氨基酸突变的3个突变体, 分别是Pro295Ser(Val121Ala, Met151Ile和Val334Asp)、Gly336 Asp单点突变和Pro295Ser/Gly336Asp(Lys109Arg), 其基因分别命名为295⁺³、336和295/ 336⁺¹。将突变和未突变的基因分别克隆到pET32-a, 构建重组质粒pET-glgC、pET-295⁺³、pET-336和pET-295/ 336+1, 在文中分别简称为a、b、c和d。转化大肠杆菌BL21(DE3), 在1 mmol/L IPTG 诱导下表达。SDS- PAGE 电泳分析显示, 在约67 kDa 处有1条明显与预期大小一致的蛋白质, 表明目的基因已得到融合表达。上述转化子的碘染和糖原含量测定结果, 第336位的Gly变成Asp后, 宿主菌的糖原含量提高; Pro295Ser/Gly336Asp(Lys109Arg)的突变导致宿主菌的糖原含量与Gly336Asp突变体相近, 表明在336突变基因的基础上增加Pro295Ser的突变没有进一步加大宿主菌中AGPase酶的反馈抑制效应的降低。已有的结果显示, Pro295Ser可以降低AGPase酶的反馈抑制效应活性, 而实验中295⁺³突变基因转入宿主菌后细胞糖原含量明显降低, 推测这个结果可能是295⁺³中的Val334Asp的突变造成, 而334位的氨基酸可能是AGPase功能域中的一个重要位点。     

基于宏组学方法认识微生物群落及其功能

进入后基因组学时代,测序技术飞速发展,测序成本明显下降,形成了涵盖宏基因组学、宏转录组学和宏蛋白质组学的宏组学技术,推动了对微生物群落的多样性、结构及潜在基因功能方面的深入研究。最近随着整合的宏组学技术的提出及应用,全面系统分析微生物群落动态变化及其代谢功能已成为可能,这将成为微生物生态学研究的新趋势。本文综述了宏组学在研究海洋湖泊、深海热泉、人体肠道、牛瘤胃生境、森林土壤与堆肥生境等环境中微生物群落的结构和功能方面的最新进展与成功应用案例。     

生物促腐剂对烤烟生长发育、产量和质量的影响

本研究以牛栏粪和HM腐熟剂为材料,研究了生物促腐剂的应用对烟株生长和品质的影响。研究结果表明,T2处理茎围较对照(CK)增加0.4cm,较T1处理增加0.5cm,均达到了差异显著水平;T2处理上部叶叶面积较对照(CK)增加131.9cm,中部叶较T1处理增加117.6cm。相对于T1处理,生物促腐剂的应用明显减轻病害发生程度,其中T2和T3处理烟株青枯病和黑胫病发病率和病情指数明显下降,普通花叶病毒病发生程度也有所减轻;总糖和还原糖含量分别增加1.6%～3.0%和2.0%～3.5%,总植物碱含量降低0.13%～0.17%,糖碱比更趋协调。生物促腐剂的应用对烟株前期生长无明显影响,但对烟株后期生长的促进作用较为明显,因此,生物促腐剂腐熟剂1号的应用在一定程度上能够促进烟株生长,明显减轻病害发生程度,协调烟叶内在化学成分,改善烟叶评吸质量。     

覆土栽培食用菌的微生物病害防控

微生物病害问题会造成覆土栽培食用菌的产量和质量严重下降。防控微生物病害一直是食用菌研究和产业发展关注的热点,但常规的防控措施均存在局限性,尚难以在生产实践中有效地防控病害。本文列举了近年来常规的生物和非生物方法在覆土栽培食用菌微生物病害防控中的应用,对其特点进行了总结,并综述了近年来覆土栽培食用菌土壤微生物群落多样性研究的进展。基于此,提出了应用合成土壤微生物组来防控食用菌微生物病害的新策略,对构建和应用合成土壤微生物组面临的挑战和前景进行展望。这将有助于有效地防控覆土栽培食用菌的微生物病害和维系土壤健康。