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。     

冰川退缩地26种丛藓科植物叶中肋细胞结构的研究

该研究应用离析方法,并通过光学显微镜对新疆天山一号冰川退缩地的26种丛藓科植物叶片中肋细胞的形态结构进行比较分析,结果表明:(1)丛藓科植物叶片的中肋细胞的长、宽和细胞壁厚度、纹孔场数目及细胞端尾数目在一定程度上存在着差异,反映出各中肋细胞的功能及导水作用在同属及不同属植物之间存在一定的差异。(2)中肋细胞的端尾多以及细胞壁的波状结构都具有增强细胞间的联系、提高机械固着和支撑作用。(3)不同生境下,中肋细胞侧壁的纹孔场数目能有效控制导水和物质交换的速度。这些特征可能都是冰川地区苔藓植物对恶劣生境的积极响应,具有一定的生态学和分类学意义。     

2000-2017年新疆天山植被水分利用效率时空特征及其与气候因子关系分析

水分利用效率(WUE)是衡量生态系统碳水循环耦合程度的重要指标, 估算新疆天山及南北主要绿洲的植被WUE并分析其时空变化规律, 探索其影响因素, 对该区域生态系统保护、农业水资源的合理利用与开发等方面具有重要的意义。基于MODIS遥感数据、气象数据和土地利用类型数据, 分析新疆天山近18年植被WUE时空变化特征以及与气候因子的关系。结果表明: (1) 2000-2017年新疆天山植被WUE变化范围为0.84-1.34 g·mm ^-1·m ^-2, 多年均值为1.11 g·mm ^-1·m ^-2, 整体呈减少趋势, 变化率为-0.014 1 g·mm ^-1·m ^-2·a ^-1; 空间分布具有较强的垂直地带性规律, 1 000 m以上的区域随着海拔的升高而减少。(2)植被WUE年内变化呈单峰型变化格局, 具有明显的季节性差异, 表现为: 夏季>春季>秋季>冬季。(3)相关分析和统计结果表明, 新疆天山植被WUE时空变化受到气温影响的区域占33.23%, 受降水影响的区域占8.57%, 受气温和降水综合强影响的区域占5.63%, 气温和降水综合弱影响的区域占13.13%; 因此气候因素中气温在新疆天山植被WUE的变化中起到主导作用。(4)水田与旱地水分利用效率随着时间变化呈持续减少趋势, 并且这些区域基本上受到非气候因子的影响, 说明当地人类活动存在不合理性。     

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。     

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.     

哈萨克族、维吾尔族正常糖耐量人差异代谢物及肠道菌群的比较CSCD

目的 探讨哈萨克族2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)发病率低于维吾尔族的可能原因,比较两个民族正常糖耐量人群肠道菌群、粪便及血浆代谢物的差异。方法 纳入哈萨克族正常糖耐量人(KNGT组)及维吾尔族正常糖耐量人(UNGT组)各8名,利用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)对其粪便及血浆样本进行非靶向代谢组学检测,通过Illumina测序平台对其粪便样本进行宏基因组测序,对结果进行Wilcoxon检验及LEfSe差异分析。结果 非靶向代谢组学结果显示,KNGT组人群AICAR(5-氨基咪唑-4-甲酰胺核糖核苷)等5种粪便代谢物及1,7-Dimethylxanthine等5种血浆代谢物水平更高;宏基因组数据分析结果显示Dysgonomonadaceae等6种肠道细菌在UNGT组人群丰度较高,Alistipes putredinis等26种肠道细菌在KNGT组人群丰度较高,通过分析碳水化合物活性酶发现,两组人群糖苷水解酶和糖基转移酶的水平最高。结论 KNGT组与UNGT组人群中粪便、血浆代谢物及肠道细菌的差异可能是哈萨克族T2DM发病率较低的原因之一。     

降钙素基因相关肽、血管活性肠肽在复合应激大鼠模型阴茎组织中表达及伊木萨克干预的研究

目的:检测复合应激大鼠模型阴茎组织中降钙素基因相关肽(CGRP)、血管活性肠肽(VIP)的表达,并观察伊木萨克片对二者表达的影响。方法:选用56只正常雄性SD大鼠,其中10只为正常对照组(N),余46只为造模组,采用富含环境雌激素饲料+寒冷环境的干预条件建立复合性应激大鼠模型(20 w),并随机将其分为模型组(B1)、自然恢复组(B2)和伊木萨克干预组(B3),药物干预2 w后,免疫组化及Western blot方法检测大鼠阴茎组织中CGRP、VIP的表达。结果:①大鼠阴茎组织中CGRP表达:B1、B2组较N组明显减少(P0.05);B3组较B1、B2组明显增多(P0.05)。②大鼠阴茎组织中VIP表达:B1、B2组较N组显著降低(P0.05);B3组较B1、B2组显著升高(P0.05)。结论:复合应激大鼠模型阴茎组织中CGRP、VIP明显减少,伊木萨克片干预可抑制此变化。     

少弱精子症患者精子候选差异蛋白Trx 2、TrxR 1的验证及在少精、弱精子症中的表达研究

目的:根据TMT技术筛选少弱精子症患者精子差异蛋白的结果,选取硫氧还蛋白2(thioredoxin 2,Trx 2)、硫氧还蛋白还原酶1(thioredoxin reductase 1,TrxR 1)进行验证,探讨二者在少精、弱精和少弱精子症中的表达变化及其意义。方法:收集105例少精子症组(O组)、150例弱精子症组(A组)、50例少弱精子症组(OA组)和106例正常精液男性(N组)精液,分离出精子,对少弱精子症进行串联质谱标签(Tandem Mass Tag,TMT)技术蛋白质组学分析,根据少弱精子症组的精子差异蛋白结果选取Trx 2、TrxR 1,通过免疫荧光和免疫印迹方法检测其在O组、A组、OA组的表达情况。结果:TMT技术蛋白质组学结果显示Trx 2为上调差异蛋白(为N组的1.31倍),TrxR 1为下调差异蛋白(为N组的0.82倍)。免疫荧光和免疫印迹结果显示O组、A组、OA组Trx 2表达显著高于N组(P0.05),O组、OA组TrxR 1的表达显著低于N组(P0.05)。二者在OA组的结果与蛋白质组学结果一致。结论:Trx 2、TrxR 1可能在少精、弱精及少弱精子症的发生中起着重要的作用,并有望成为少弱精子症患者精子的候选标志物及治疗靶点。