c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781在抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用

【背景】抗菌肽Merecidin可抑制临床菌株铜绿假单胞菌PA03生物被膜。PA4781基因是课题组通过生物信息学分析筛选出的差异表达基因,PA4781作为细菌第二信使分子环二鸟苷酸(cyclic diguanylate,c-di-GMP)的磷酸二酯酶具有降解c-di-GMP的作用,其在抗菌肽Merecidin抑制生物被膜中的作用机制尚不清楚。【目的】研究细菌第二信使分子c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781基因在抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用。【方法】利用单碱基突变技术敲除PA4781基因,Sanger测序方法检测敲除的正确性。采用结晶紫染色法观察PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株24 h生物被膜生长情况,以及在抗菌肽Merecidin 24、48、72μmol/L作用下各菌株生物被膜的生长情况。采用对羟基联苯溶液显色法检测在抗菌肽Merecidin 48、72μmol/L作用下,PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜藻酸盐的变化情况。【结果】Sanger测序结果显示,用pnCasPABEC系统成功实现了靶点位置的单碱基突变,提前终止了PA4781的转录;结晶紫染色结果显示,培养24h时,在24μmol/L抗菌肽Merecidin作用下PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜形成情况无显著性差异(P0.05),在抗菌肽Merecidin 48、72μmol/L处理下,过表达株与正常株和敲除株有显著性差异(P0.05),生物被膜明显减少,敲除株生物被膜厚度高于PA03组(P0.05)。随着抗菌肽Merecidin浓度升高各组藻酸盐含量下降,其中过表达菌株在抗菌肽Merecidin作用下藻酸盐生成量抑制率最高,可达65%。【结论】抗菌肽Merecidin能够促进细菌第二信使分子磷酸二酯酶PA4781的表达,为抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜的作用机制可能通过细菌第二信使分子这一信号途径提供新的研究思路。     

紫穗槐叶片浸提液对长柄扁桃种子萌发和幼苗生长的影响

紫穗槐和长柄扁桃是中国西北干旱和半干旱地区的常见绿化植物。为探索紫穗槐搭配长柄扁桃进行绿化建设和生态修复的可行性,采用培养皿滤纸法和土培法测定了5种质量浓度的紫穗槐叶片浸提液(0.025、0.05、0.10、0.15和0.20 g·mL^-1)对长柄扁桃8个品种(YY₁、YY₃、YY₄、YY₅、YY₆、SM₆、SM₇和SM₈)的化感作用。结果表明: 当浸提液浓度为0.025和0.05 g·mL^-1时,长柄扁桃YY₁和SM₆品种的种子萌发和幼苗长势显著优于其他品种。随紫穗槐叶片浸提液浓度升高,长柄扁桃幼苗过氧化氢酶活性呈先升高后降低的趋势。此外,随叶片浸提液浓度升高,过氧化酶和超氧化物歧化酶活性以及可溶性蛋白和叶绿素含量降低,而丙二醛和可溶性糖含量及细胞膜透性呈现逐渐上升的趋势。主成分及聚类分析表明,在紫穗槐化感作用下,长柄扁桃的生长势按照YY₁、SM₆、SM₈、SM₇、YY₆、YY₃、YY₅和YY₄顺序依次降低。综上,低密度紫穗槐与长柄扁桃YY₁和SM₆品种人工搭配混合种植有利于促进长柄扁桃种子萌发和幼苗生长。     

天蚕素A-马盖宁杂合肽对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌抑菌机制的研究

【目的】研究天蚕素A-马盖宁杂合肽对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)DNA作用的抑菌机制。【方法】利用激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)、凝胶阻滞分析、紫外光谱分析、荧光光谱分析的方法。【结果】天蚕素A-马盖宁杂合肽对MRSA的最小抑菌浓度(MIC)为64 mg/L,杂合肽可以在细菌胞内形成累积,并能与体外基因组DNA发生结合作用。同时杂合肽可以引起DNA构象的改变,荧光光谱分析结果表明杂合肽能与溴化乙锭(EB)竞争性地嵌入基因组DNA中,作用方式类似于EB与DNA的结合方式,杂合肽与DNA的结合表现为混合式作用方式。【结论】天蚕素A-马盖宁进入细菌胞内,与MRSA基因组DNA结合,并以混合式作用方式与DNA发生了结合,通过胞内靶向机制发挥抑菌作用。     

杂合抗菌肽CecA-Mag的人工合成及其在Pichia pastoris中的分泌表达

根据抗菌肽天蚕素A(cecropinA,CA)N端第1~7个氨基酸残基,马盖宁(magainin,M)N端第2~12个氨基酸残基,以毕赤酵母偏爱的密码子设计合成了杂合肽CA(1~7)-M(2~12)基因,同载体pPICZα-A连接后转化Pichia pastoris受体菌SMD1168,在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子量约1.9kDa的CecA-Mag杂合抗菌肽获得表达,抗菌特性研究表明,该表达产物具有广谱抗菌活性,对多数G-菌及G 菌均有较好的抑菌活性。初步抑菌活性测定,显示该杂合肽对金黄色葡萄球菌、耐氨苄青霉素的大肠杆菌及枯草芽孢杆菌有良好的抑杀活性。酸稳定实验显示pH为3.2时仍具有相当高的活性。热稳定性实验显示该杂合肽100℃加热5min后仍具有抑菌活性。这些特点使得重组抗菌肽CecA-mag在疾病防治和动物饲料添加剂等方面显露出很好的应用前景。     

天蚕素A-马盖宁杂合肽对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生理代谢影响的研究

研究天蚕素A-马盖宁杂合肽作用耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)后对细胞生理代谢的影响。利用全波长酶标仪测定杂合肽作用MRSA后对DNA、RNA、总蛋白、β-半乳糖苷酶、碱性磷酸酶的影响,利用溶氧电极测定杂合肽对细胞呼吸作用的影响,通过生物发光分析仪检测杂合肽作用细胞后ATP生产的变化。结果显示,杂合肽作用MRSA后对细胞DNA、RNA、总蛋白的合成能力均出现抑制作用。β-半乳糖苷酶、碱性磷酸酶的表达活性同样受到了明显的抑制。杂合肽作用细胞后呼吸作用明显下降,ATP生产能力受到抑制。杂合肽作用细胞后抑制了胞内部分生物大分子的合成能力、胞内酶的表达活性及细胞的能量代谢功能,通过胞内机制发挥了抑菌作用。     

河套灌区蒸散发时空变化特征及驱动力分析

蒸散发(Evapotranspiration, ET)是陆地与大气系统中水循环与能量交换的重要因素。为了提高估算区域尺度ET的精度, 更加准确的为气候演变研究、水资源管理、环境保护等提供现实数据与理论支撑, 论文基于2017—2018年Landsat8 OLI遥感影像与气象站数据, 运用SEBS (Surface Energy Balance System)模型估算河套灌区日尺度蒸散发, 采用Penman-Monteith公式计算结果对其进行精度验证, 并探讨其时空变化特征及驱动力。结果表明: (1) SEBS模型估算值与彭曼公式计算的5个气象站的平均相对误差分别为15.07%、17.94%、16.17%、9.93%、13.18%, 表明估算研究区日尺度蒸散发可以基于SEBS模型实现, 并且估算效果较好。(2)研究区内ET空间上呈现纬度递减变化, ET随着纬度的降低呈增大的趋势。(3)基于SEBS模型得到的日蒸散量与NDVI、地表反照率、地表温度等3个地表参数拟合系数从大到小依次排序为: 地表温度＞地表反照率＞NDVI。(4)日尺度SEBS模型得到的蒸散发与气象因素进行主成分分析, 与第一主成分密切相关的驱动因子为气温, 方差贡献率为40.434%。综合可见, SEBS模型能够很好的对河套灌区蒸散发进行模拟, 模拟潜在蒸散发量具有明显的年内分配特征, 在4—10月中整体表现为先增大再减小趋势, ET最高值出现在7月, ET的主要特征影响因子为气温。     

FMDV VP1基因与HSP70基因在毕赤酵母中的融合表达及免疫特性

利用毕赤酵母系统对O型口蹄疫病毒VP1基因与结核杆菌HSP70基因进行融合表达,并检测此融合蛋白对小鼠细胞免疫和体液免疫的影响。将人工合成的O型口蹄疫病毒VP1基因与结核杆菌HSP70基因克隆入酵母表达载体pPICZαA中,以电穿孔法转化酵母菌X-33,用Zeocin YPDS平板筛选重组子,经甲醇诱导表达后,SDS-PAGE和免疫印迹分析表达产物。以皮下接种的方式给小鼠进行3次免疫,同时设两组对照,分别免疫PBS和常规灭活疫苗,然后通过MTT法和ELISA分别检测淋巴细胞的增殖情况和抗体水平。结果表明融合蛋白既能诱导细胞免疫应答又能诱导体液免疫应答,其诱导产生的抗体水平略低于常规灭活疫苗,而细胞免疫水平则高于后者。     

抗菌肽17BIPHE2对金黄色葡萄球菌生物被膜的抑制作用

【目的】研究抗菌肽17BIPHE2单独使用及联合抗生素对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)生物被膜的抑制作用。【方法】采用刚果红平板测试法和结晶紫染色评估受试菌形成生物被膜的能力;微量肉汤稀释法和琼脂平板测试法测定金黄色葡萄球菌最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC);利用抑制金黄色葡萄球菌黏附实验和生物被膜形成抑制实验观察17BIPHE2单独使用及联合抗生素对生物被膜黏附阶段和形成阶段的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)观察17BIPHE2单独使用及联合抗生素对成熟生物被膜的清除作用。【结果】17BIPHE2的MIC为8μmol/L,1/2×MIC就可以有效抑制浮游菌的生长。单独使用17BIPHE2在细菌黏附阶段抑制率为40%,在生物被膜形成阶段抑制率达到35%。17BIPHE2联合抗生素使用较单独使用抗生素其抑制率均有所下降。生物被膜成熟阶段17BIPHE2于1/4×MIC浓度即可促进生物被膜崩解,1×MIC生物被膜崩解同时细菌黏附量有所下降,联合万古霉素促进生物被膜崩解同时细菌胞质大量外泄。【结论】抗菌肽17BIPHE2具有良好的抑制金黄色葡萄球菌生物被膜作用,联合抗生素其抗生物被膜作用进一步提高。这将为治疗由金黄色葡萄球菌生物被膜引起的相关感染提供了一个新思路。