也西湖噬藻体的分离与鉴定

【背景】噬藻体是一类特异性侵染蓝藻的病毒,广泛存在于淡水和海水水体中,参与调控宿主蓝藻的丰度和种群密度,被认为是潜在的蓝藻水华生物防控工具。但目前的研究多集中于海洋噬藻体,对淡水噬藻体的生物学特性和结构生物学等研究较少。【目的】分离更多种类的淡水噬藻体,为研究淡水噬藻体的三维结构、侵染机制、与宿主的共进化关系,及其在蓝藻水华防治中的应用提供理论基础。【方法】采集中国科学技术大学西校区内景观湖也西湖水华暴发水域的水样,利用液体培养基和双层固体平板法对17种宿主蓝藻进行筛选,通过NaCl-PEG沉淀法和氯化铯密度梯度离心分离和纯化噬藻体,并利用负染电镜观察噬藻体的形态,同时采用梯度稀释法测定裂解液的效价。【结果】发现也西湖的水样可特异性侵染本实验室分离自巢湖的一株拟鱼腥藻Pan。侵染后的裂解液中存在4株形态各异的噬藻体,包括1株短尾噬藻体和3株长尾噬藻体,其中包括首次发现的1株含有非典型长轴状头部结构的淡水噬藻体。【结论】也西湖作为巢湖流域的一个小型水体,具有与巢湖类似的水华蓝藻及其噬藻体分布谱,因此可以用于模拟大型湖泊进行相关分子生态学和生物防控的研究。     

表观遗传调控植物响应非生物胁迫的研究进展

植物的生长发育容易受到外界环境变化的影响。非生物胁迫发生时, 表观遗传机制对胁迫应答基因的表达调控发挥了十分重要的作用。近年来, 调控植物非生物胁迫应答的表观遗传机制研究取得了一系列重要进展, 为进一步深入解析植物响应非生物胁迫的分子机制奠定了基础。该文对DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等主要表观遗传调控方式在植物响应非生物胁迫中的作用进行了简要综述。     

产脲酶芽胞杆菌的微波诱变育种

巴氏芽胞杆菌是目前微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)方法中应用最为热门的一种细菌。为提高巴氏芽胞杆菌尿素分解以及矿化能力,以巴氏芽胞杆菌YB-B为出发菌株,采用微波诱变育种技术,通过诱变菌株特性筛选及其遗传稳定性检测,成功选育出2株突变菌株YB-3和YB-4。与出发菌株相比,诱变菌株尿素分解能力较原菌株提高1.5倍左右,矿化能力提高114%。诱变菌株具有生长速度快,环境适应性强,矿化能力高等优点,这为MICP更广层次的应用奠定了坚实的基础。     

蜡样芽孢杆菌ColR75E胶原酶的表达、纯化及酶学性质研究

目的:为了进一步了解蜡样芽孢杆菌R75E胶原酶colR75E的特性,在大肠杆菌原核表达系统中表达colR75E胶原酶,并对表达的重组胶原酶进行纯化以及酶学性质研究。方法:以蜡样芽孢杆菌R75E基因组DNA为模板采用PCR法获得胶原酶colR75E基因,构建pET28a/colR75E重组质粒,并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,利用Ni-NTA纯化的方式获得高纯度ColR75E胶原酶,利用胶原酶谱、胶原酶活力测定、Ⅰ型胶原蛋白降解产物电泳检测等方式对ColR75E胶原酶的酶学特性进行分析。结果:通过Ni-NTA纯化获得的蛋白经胶原酶谱、Ⅰ型胶原蛋白降解产物的检测时均表现出胶原蛋白的降解能力。在标准条件下测得其比活力为3.62 U/mg,Km为25.55μmol/L(2.93 mg/ml),Vmax为5.71μmol/(mg·min)。ColR75E胶原酶的最适反应温度为45℃,最佳反应p H为8.0。此外,ColR75E胶原酶对于不高于50℃的温度以及pH6.0~8.0的酸碱度范围具有良好的稳定性。ColR75E胶原酶可被Ca2+激活、但被Zn2+、Pb2+、Fe2+、Mn2+等金属离子抑制,抑制能力依次为Pb2+Zn2+Fe2+Mn2+。ColR75E胶原酶对EDTA和EGTA的高敏感性进一步证实了该胶原酶为一种金属蛋白酶。结论:利用大肠杆菌原核表达系统获得高纯度高活性的蜡样芽孢杆菌胶原酶是可行的,为该胶原酶广泛应用于医疗、食品等工业领域中奠定了理论基础。     

巢湖铜绿微囊藻Chao 1910的基因组学和磷代谢通路分析

【背景】铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)广泛分布于温带湖泊,因产生微囊藻毒素且易成为蓝藻水华优势藻株而备受关注。【目的】基于全基因组序列分析和基因转录水平验证,阐明从巢湖新分离的铜绿微囊藻Chao 1910的主要代谢通路和磷营养高效利用机制。【方法】通过第三代测序技术拼接获得Chao1910的全基因组序列,完成主要代谢通路的基因注释,并对与蓝藻水华优势藻株形成相关的磷代谢通路进行深入分析。【结果】比较基因组学表明,Chao1910藻株与日本铜绿微囊藻NIES-843的亲缘关系最近,其糖酵解、磷酸戊糖途径和核苷酸合成等代谢通路的基因组成非常保守,同时具有完整的磷转运、磷吸收、多聚磷酸盐合成/分解等磷营养高效利用的通路。不同于其他铜绿微囊藻,Chao 1910藻株不具有微囊藻毒素合成基因簇,推测其主要依靠对磷营养的高效利用获取生存竞争优势。【结论】Chao1910藻株是巢湖首株完成全基因组测序的铜绿微囊藻,这将有助于揭示其获得生存竞争优势的分子机制,为遏制巢湖蓝藻水华暴发提供依据。