自建和选用微生物信息学平台辅助“生物信息学”课程教学探索

"生物信息学"课程主要讲授生物信息分析技术及其在动植物和微生物学研究领域中的应用。随着课程涉及的多种信息学分析软件和算法的不断开发和使用,应用领域也在不断拓展,因而其教学内容也需不断发展和更新。本文主要从不断发展和自建的微生物信息学平台如何辅助教学角度,探讨研究生"生物信息学"课程的教学模式及其实践效果。我们基于自建微生物信息学分析平台,以强化研究生解决实际问题和创新能力培养为目标,在教学内容、教学手段、授课方式和考核标准4个方面积极探索,建立了适合我校微生物学相关专业研究生培养目标的课程设置、启发式教学模式和成绩评价方式,促进了研究生培养质量和水平的提升。     

Penicillium raistrickii15α羟基化左旋乙基甾烯双酮工艺研究*

通过生物转化技术对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮进行15α位羟基化,合成了重要的药物中间体15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,对生物转化工艺进行了优化。重点对底物的助溶剂进行了筛选,同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,Penicilliumraistrickii对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%,在发酵罐放大试验中,转化率达到50%以上。具有工业生产前景。     

可降解新烟碱类杀虫剂微生物及其代谢途径的研究进展

新烟碱类化合物基于烟碱结构改造修饰制备,相较菊酯、含磷类等杀虫剂,因其选择性毒力被认为是一类对人类和生态无害的农药。然而,近年来由于新烟碱类杀虫剂(neonicotinoid insecticides)过度施用,其残余或转化的物质通过在土壤与水体中累积,影响昆虫甚至哺乳动物及其生理与行为,导致了一系列生态环境问题和继发危害。本文聚焦新烟碱类杀虫剂的产业现状,面向生物降解新烟碱类杀虫剂这一迫切需求,围绕新烟碱类杀虫剂的微生物菌株资源,重点阐述微生物降解新烟碱类杀虫剂的代谢机制及其多样性。通过梳理新烟碱类杀虫剂生物降解及其应用转化的关键问题和前沿进展,旨在为借助合成生物学和宏基因组学手段建立或筛选安全可控的新烟碱类杀虫剂的高效转化体系提供参考。     

餐饮厨房中单增李斯特菌污染的分布特征及风险分析

为了解餐饮厨房中自制即食食品单增李斯特菌污染状况及厨房内各媒介单增李斯特菌污染的分布特征,并据此分析餐饮厨房中导致即食食品发生单增李斯特菌污染的可能高风险点,在我国3个省份的29个餐饮厨房中采集环境样本及厨房自制餐饮即食食品1 455份进行单增李斯特菌检验。检测结果进行统计学分析,探寻餐饮厨房自制即食食品污染与环境暴露之间的关系。结果显示:餐饮厨房中单增李斯特菌的污染广泛存在,自制即食食品、食品原料与环境样品中单增李斯特菌的检出无差异。针对单增李斯特菌的监测,应关注餐饮环节的污染,凉菜间的冰箱可能成为导致餐饮厨房自制即食食品被单增李斯特菌污染的危险因素。     

红瘰疣螈的繁殖生态

红瘰疣螈(Tylototriton shanjing)为国家Ⅱ级重点保护野生动物,对其繁殖生态尚无系统的研究。2007～2010年在云南省新平县哀牢山对红瘰疣螈形态、繁殖栖息地、求偶和交配行为、产卵及孵化等繁殖特征进行了研究。结果表明,红瘰疣螈雌雄两性在广泛的形态学度量特征上存在着差异;繁殖栖息地主要为稻田和潮湿的沟渠;参与繁殖的雌雄成体性比随繁殖时间的推移而不断变化,繁殖前期和后期雄性比例高,中期雌性比例高。求偶和交配主要在陆地潮湿的水沟中完成,也可在静水中进行。成体产卵活动从5月初持续至6月下旬,呈现出波浪式的产卵进程,个体完成产卵平均时间为(22.2±2.7)h。繁殖前期雌螈产卵于稻田,中后期产于多杂草的田埂草丛和泥壁,平均产卵数(126±18)枚(n=17)。平均孵化期(17.3±0.1)d(n=225),孵化率59.8%(n=79),孵化时幼体平均体长12.7mm(n=6)。     

Penicillium raistrickii 15α羟基化左旋乙基甾烯双酮工艺研究

通过生物转化技术对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮进行15α位羟基化,合成了重要的药物中间体15α-羟基左旋乙基甾烯双酮,对生物转化工艺进行了优化。重点对底物的助溶剂进行了筛选,同时对培养基成分,接种量,初始pH,通气量,投料浓度,投料时间,转化时间等转化条件进行了优化。结果表明:在摇瓶发酵中,Penicilliumraistrickii对甾体化合物左旋乙基甾烯双酮生物转化,产物15α-羟基左旋乙基甾烯双酮转化率达到60%,在发酵罐放大试验中,转化率达到50%以上。具有工业生产前景。     

多重耐药寡养单胞菌的基因组学研究进展

寡养单胞菌(Stenotrophomonas)是一类广泛分布于自然环境中的革兰氏阴性非发酵细菌,环境适应能力较强,尤其具备高度耐受抗生素的能力,被认为是耐药基因(antimicrobial resistance,AMR)传播的“物流转运仓库”。临床上寡养单胞菌检出率逐年提高,且耐受抗生素能力及其种类呈现增加态势。本文围绕寡养单胞菌基因组编码的多样性耐药因子,结合基因组学工具开发、抗生素耐药分子机制的研究进展,针对耐药相关因子所涉及的进化/变异和序列编辑技术展开综述。寡养单胞菌的比较基因组学(comparative genomics)研究,可推动耐药菌高效监测与扩散风险防控、解析微生物适应环境关键机制和设计靶向药物。     

烟草废弃物中的难降解有机物的微生物降解研究进展

烟草废弃物的资源化利用及无害处理过程,需要利用微生物高效降解其中的难降解物质,如木质素与尼古丁。本文主要综述烟草废弃物中难降解物质的生物降解研究进展。迄今,已经发现了不少木质素和尼古丁的微生物降解菌株,对其降解机理及应用已有不少研究报道,但其在烟草废弃物处理中的应用方面报道较少。木质素和尼古丁降解菌可以用于废次烟叶（烟梗）木质素的消减和尼古丁去除,但同时也需要考察菌株的降解能力和应用环境的适用性。具备降解木质素和尼古丁双重功能的菌株更有应用前景,但迄今发现较少。基于全基因组分析和微生物组学技术的复合菌群的研究也是重要的研究方向,将推动含木质素和尼古丁等多种难降解物质的废次烟叶的处置技术发展和实际应用。     

基因组挖掘默诺霉素生物合成基因簇的比较分析

通过对NCBI数据库的检索,使用次级代谢基因挖掘的方法对整个基因组数据进行扫描,发现含有潜在的默诺霉素家族磷酸糖脂类抗生素合成途径基因簇的6株链霉菌:Streptomyces ghanaensis、Streptomyces bambergiensis、 Streptomyces prasinus、 Streptomyces lincolnensis、 Streptomyces. sp. SAT1和Streptomyces clavuligerus。将搜寻获取的候选基因簇与S. ghanaensis中的默诺霉素合成相关基因簇进行比较基因组学分析,从共线性比对、合成基因的进化水平和同源性比对结果的分析,说明默诺霉素合成基因簇存在两种不同的进化来源与途径。其中5株链霉菌的合成基因簇位于染色体的两臂区,该区域常发生染色体插入或缺失的水平转移。通过对移动元件的基因岛序列的预测,发现默诺霉素合成基因簇是由20 kb大小的基因组岛实现了种间水平转移。基因组岛的插入是链霉菌获得新性状的重要途径,可以阐述基因簇在种间转移的途径和进化方向,以生物信息学基因组分析的角度为高产菌株的构建提供数据支持和改造。     

我国婴幼儿配方粉中蜡样芽孢杆菌污染的暴露评估模型初探

探索适用于我国婴幼儿配方粉(PIF)蜡样芽孢杆菌污染的定量暴露评估模型,并估计风险水平。基于我国零售阶段婴幼儿配方粉中蜡样芽孢杆菌定量监测数据以及婴幼儿家庭喂养习惯调查结果,采用婴幼儿配方粉中蜡样芽孢杆菌的微生物预测模型。本研究构建了从零售到喂养阶段婴幼儿配方粉中蜡样芽孢杆菌污染的暴露评估模型,模型估计在婴幼儿最终摄入0.6%的婴幼儿配方粉溶液时,含有高于105CFU/m L的蜡样芽孢杆菌量。研究结果证明,构建的模型适用于我国婴幼儿配方粉蜡样芽孢杆菌污染的风险评估。