宏基因组学结合合成生物学法挖掘新型生物催化剂的研究进展

生物催化剂是具有催化活性的细胞和酶的统称,因其高效和环境友好的特性被广泛应用于工业、农业、医药和能源等领域。传统的生物催化剂挖掘技术依赖于生物分离及体外培养,在一定程度上阻碍了生物催化剂的发展。宏基因组学挖掘新型生物催化剂通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库,再基于功能活性和序列分析筛选新型生物催化剂,避免了微生物的分离培养。合成生物学是利用工程学原理,通过元件的设计,组合和系统的构建对生物途径、有机体或生物系统进行重新设计。综述了宏基因组学方法挖掘新型生物催化剂的最新研究进展,并对利用合成生物学方法改进宏基因组筛选新型生物催化剂的效率进行了讨论,以期提高挖掘新型生物催化剂的效率。     

宏基因组学结合合成生物学法挖掘新型生物催化剂的研究进展

生物催化剂是具有催化活性的细胞和酶的统称,因其高效和环境友好的特性被广泛应用于工业、农业、医药和能源等领域。传统的生物催化剂挖掘技术依赖于生物分离及体外培养,在一定程度上阻碍了生物催化剂的发展。宏基因组学挖掘新型生物催化剂通过直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,构建宏基因组文库,再基于功能活性和序列分析筛选新型生物催化剂,避免了微生物的分离培养。合成生物学是利用工程学原理,通过元件的设计,组合和系统的构建对生物途径、有机体或生物系统进行重新设计。综述了宏基因组学方法挖掘新型生物催化剂的最新研究进展,并对利用合成生物学方法改进宏基因组筛选新型生物催化剂的效率进行了讨论。     

报春PFsHSP17-1基因转化拟南芥及耐热鉴定

根据灰岩皱叶报春PF sHSP 17-1热激蛋白基因序列,采用PCR法从差减文库中克隆得到该基因,并构建pCAMBIA1301-PF sHSP 17-1植物表达载体,通过根癌农杆菌介导的花器浸染法转化拟南芥,经潮霉素筛选、PCR和RT-PCR法鉴定后,对转基因植株和野生型对照进行高温胁迫,分析其耐热性差异.结果显示,在40℃、42℃、44℃处理下,转基因拟南芥的相对电导率和丙二醛含量升高的幅度均显著低于野生型对照,而脯氨酸含量的积累明显高于对照,可溶性蛋白的含量在热胁迫下也比对照稳定,仅有轻微下降.试验证明,PF sHSP 17-1基因对植物的耐热性有重要作用.     

透明颤菌血红蛋白基因表达载体构建及转化地被菊研究

根据透明颤菌(Vitreoscilla)血红蛋白基因Vgb序列设计引物,采用PCR法从pTPV-Vgb载体上克隆Vgb片段并添加酶切位点XhoⅠ,构建植物表达载体pCAMBIA1301-Pmi-Vgb。通过农杆菌介导法转化地被菊品种‘粉地毯’叶片,期望获得耐水湿能力提高的安全转基因地被菊植株。经过共培养、筛选、分化等步骤共获得了32个抗性芽。PCR检测结果表明8株呈阳性,氯酚红试验表明标记磷酸甘露糖异构酶基因(Pmi)在转基因株系中均有表达。该结果为进一步研究Vgb基因在地被菊耐水湿方面的作用奠定了基础。     

植物花青素生物合成相关基因的研究及应用

花青素是决定植物花色的主要色素,使大多数花呈现从红到蓝的系列变化,是花色研究和开发的重点,并具有重要的营养和药用作用。目前花青素生物合成途径已日益清楚,并已分离到大量的相关酶和基因,并获得了一批具有商业价值的转基因植物新品种。本文重点介绍了花青素合成途径中关键基因的研究成果,并概述了国内外花青素基因在植物基因工程中的应用研究进展情况,同时对花青素基因的研究应用前景和发展趋势作一展望。     

芳姜黄酮对人皮肤鳞状细胞癌A431细胞迁移、侵袭及凋亡的影响和机制研究

为研究芳姜黄酮(Ar-Turmerone)对人鳞状细胞癌A431细胞增殖、迁移、侵袭和凋亡的影响及机制。实验采用CCK-8法检测抑制率,吉姆萨染色观察细胞形态,划痕实验和Transwell小室实验研究细胞迁移和侵袭能力的变化,流式细胞仪检测细胞凋亡率。此外,通过实时荧光定量聚合酶链反应(Real-time PCR)与蛋白质印迹法(western blot)法检测mRNA和蛋白表达。siRNA阻断Notch1,Hes1和PTEN,检测相应的下游mRNA和蛋白的表达变化,流式细胞仪检测细胞凋亡率。结果发现,芳姜黄酮可以抑制A431细胞增殖,使细胞形态发生改变,抑制细胞体外迁移和侵袭能力,促进细胞凋亡。经过芳姜黄酮处理后,Notch1,Hes1,PTEN的mRNA和蛋白表达升高。沉默Notch1,Hes1 mRNA和蛋白表达低于单纯给药组,而沉默Hes1,PTEN mRNA和蛋白表达也低于单纯给药组;沉默PTEN后,与单纯给药组相比,细胞死亡率降低。总之,芳姜黄酮可以抑制人鳞状细胞癌A431细胞的增殖并促进其凋亡,且具有抑制体外迁移和侵袭的作用,其促进细胞凋亡的机制是通过Notch1/Hes1/PTEN途径实现的。     

生境对茶叶品质和产量影响的光合生理机制

为了探明茶叶产量和品质形成的特殊生境及其光合生理机制,在中国科学院长沙农业环境观测站利用3种间种乔木模式(S₁:桂花树-茶树, S₂:乐昌含笑-茶树, S₃:桂花树-乐昌含笑-茶树)与纯茶园(CK)建成了4种典型生境,比较研究了这些特殊生境下茶叶产量与品质形成的光合生理生态特性.结果表明: 生境S₁、S₂、S₃显著降低了茶树叶片温度(TL)、光合有效辐射通量(PAR),叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(g_s)的日均值,显著降低了茶叶茶多酚总含量.生境S₁、S₂、S₃显著提高了叶室相对湿度(RHS)、茶叶氨基酸总含量,显著提高了茶叶产量和品质,并且S₃>S₁>S₂>CK,其中生境S₁和S₃的茶叶适宜加工成高档绿茶和名优绿茶.综合各指标,生境S₃是茶园优质高产的理想间种模式.