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。     

河口地区牡蛎礁的生态功能及恢复措施

在许多温带河口区,牡蛎礁是具有重要生态功能的特殊生境。牡蛎礁在净化水体、提供栖息生境、保护生物多样性和耦合生态系统能量流动等方面均具有重要的功能。近100年来,由于过度采捕、环境污染、病害和生境破坏等原因,许多温带河口区牡蛎种群数量持续下降,河口生态系统的结构与功能受到破坏,富营养化越来越严重。为了修复河口生态系统、净化水质和促进渔业可持续发展,近20年来,世界各地开展了一系列牡蛎礁的恢复活动,尤其美国在东海岸及墨西哥湾建立了大量的人工牡蛎礁,许多研究结果证实,构建的人工牡蛎礁经过2~3年时间,就能恢复自然生境的生态功能。本文介绍了我国首次牡蛎增殖放流工程-长江口南北导堤牡蛎礁,近2年的监测结果显示,长江口导堤牡蛎种群数量快速增长,附近水生生态系统的结构与功能得到明显改善。最后,针对目前牡蛎礁恢复过程中存在的不足,提出了需进一步研究的课题,包括牡蛎基础生物学(病害和分子系统进化),牡蛎礁恢复的关键技术、科学程序及成功的评价标准等。     

内蒙古达赉湖西岸地区大鵟巢穴特征和巢址选择

2010年和2011年3月-6月,对内蒙古达赉湖国家级保护区达赉湖西岸地区大鵟(Buteo hemilasius)的巢穴结构和巢址选择因子进行了调查研究.采用野外观察和样方法定位了13个大鵟巢址,并对巢址样方的20个生态因子进行测量,运用主成分分析法对影响大鵟巢址选择的主要因子进行了分析.测量显示,大鵟巢穴的基本结构特征为:外径(94.7+4.2) cm;巢高度(46.1±2.7) cm;内径(24.8±1.5)cm;巢深(14.0±+0.9)cm.生境因子分析结果表明,达赉湖西岸地区大鵟的巢集中分布在湖岸或水塘附近的悬崖,营巢点坡度为15°-45°之间的阳坡或半阳坡;隐蔽度高于20％;草本密度大于5株/m2;植被均高大于30cm;巢距悬崖上部距离2-5m;距水源l00m以内;距居民点距离大于lkm;距草原道路的距离大于0.5km;而对于物种丰富度没有特殊要求.主成分分析显示,影响大鵟巢址选择的主要因子有3个,依次为:隐蔽性因子(主要包括巢址区域的植物特征和地形特征)、干扰因子和食物因子.各主成分中,相对系数绝对值最高的变量依次是:植被盖度、距居民点距离、巢的高度和距草原道路距离.     

海洋高产尿酸氧化酶菌株筛选鉴定及酶学性质研究

尿酸氧化酶广泛用于常规临床分析和临床药物,在医学治疗和诊断中的重要性日益增加。为得到高产尿酸氧化酶的优良菌株,以大连黄海海泥、海水为材料,依次分别采用透明圈法、酶偶联分光光度法进行初筛和复筛,获一株高产尿酸氧化酶菌株Z7,根据菌株Z7的16S rDNA基因序列和形态学、生理生化特征,该菌株被鉴定为苛求芽孢杆菌(Bacillus fastidiosus)。酶学性质研究表明:尿酸氧化酶蛋白的分子量约为33.1 kD;最适作用温度是25℃,酶活高达673.7 U/mg;最适作用pH为8.0,在pH 8-9表现出较强的稳定性;Fe~(3+)、Ca~(2+)对尿酸氧化酶具有激活作用。Ag+、Hg~(2+)对该酶抑制性较强,使其几乎丧失活性。该菌株产酶活性及稳定性良好,可为尿酸氧化酶的工业化生产奠定理论基础,并具有潜在开发价值。     

miR-223的表达调控及生物功能研究进展

microRNA (miRNA)是一类非编码的单链小RNA分子,能够调控靶基因表达,对各种生物过程发挥重要的作用。miR-223是一种高度保守的miRNA,在多种组织、细胞中均有表达,并且其表达受到CEBPA和NFIA等重要转录因子的调控。miR-223对肝脏、脂肪组织和血液中的脂质代谢,如脂蛋白吸收、类固醇生成和脂肪酸去饱和等过程起调控作用;另外,它还对造血、癌症发生、炎症以及其他一些重要生物过程起调控作用。对其进行深入研究可以为脂质代谢疾病、血液病和癌症的治疗提供一个新思路,同时,有助于对调控家禽肝脏脂质代谢和控制卵黄脂质沉积,从而改善家禽脂肪肝和蛋黄品质提出新的策略。     

高寒草甸植物物种丧失对草原毛虫的影响

植物多样性是调控食物网结构和生态系统功能最重要的生物因素, 植物多样性丧失深刻影响食草动物, 但由于小型食草动物种群数量波动明显、统计随机性较大等困难, 我们对植物多样性丧失如何影响小型食草动物依然知之甚少。基于在青藏高原高寒草甸设置的长期植物物种剔除试验, 本研究于2016-2020年7-8月连续调查了植物物种剔除各处理中草原毛虫(Gynaephora alpherakiif)的数量, 分析了植物物种及功能群丧失对草原毛虫的影响。结果表明, 虽然时空差异及统计随机性是影响草原毛虫数量变化的主要因素, 但植物物种剔除介导的群落差异对草原毛虫数量的影响依然显著: (1)在各观测时段, 优势种线叶嵩草(Kobresia capillifolia)的丧失导致群落中草原毛虫数量显著减少; 禾草类物种丧失也会减少草原毛虫数量, 但其影响仅在8月显著; (2)杂类草物种丧失通过增加群落中禾草物种多度, 可增加草原毛虫数量; 豆科物种丧失使莎草增多, 也会增加草原毛虫数量; (3)各植物功能群部分物种剔除并未显著影响草原毛虫数量。本研究证实了高寒草甸中草原毛虫数量会因优势植物嵩草和禾草的多度减少或禾草物种丧失而显著减少, 但群落总生物量、个体数和物种丰富度、豆科多度以及各功能群植物同比减少, 都对草原毛虫数量没有明显影响。这些结果说明在随机作用主导下, 植物群落中的特定功能群相对多度(而非物种多样性)变化深刻影响草原毛虫适合度, 进而影响生态系功能及服务; 未来生物多样性研究及草地虫害生物防控中应更多考虑统计随机性及植物功能多样性对小型食草动物的影响。     

黄土丘陵沟壑区典型小流域生态系统服务权衡与协同关系研究

黄土高原植被恢复状况制约生态系统服务的提升,本研究依托中国科学院水利部水土保持研究所安塞国家科学野外观测站的基础土壤、植被、气象和水文等数据,在黄土丘陵沟壑区选取纸坊沟和坊塌2个典型小流域,通过购买1998、2008和2018年遥感影像,采用InVEST （Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型对生态服务（碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量）进行评估,探究植被恢复过程中生态系统服务的协同效应和权衡关系。通过对比得知：随着植被的恢复,坊塌和纸坊沟各生态服务（碳储量、土壤保持量、生境质量和产水量）均得到了大幅度的提升,其中2008-2018年增加幅度较小,而1998-2008年增加幅度较大,主要原因在于该阶段（1998-2008年）是退耕还林还草的初始10年,林地及草地面积增长较多,而后10年为退耕的延续阶段,退耕面积增长减缓。从1998-2018年,受自然因素和人为因素的影响,坊塌和纸坊沟流域生态系统服务表现出协同和权衡关系。对于坊塌流域,2008年生态系统服务主要表现为协同关系,1998、2018年以权衡关系为主;对于纸坊沟流域,1998年生态系统服务主要表现为协同关系,2008和2018年以权衡关系为主。相同生态系统服务在不同年份有所差别,土地利用类型相同生态系统服务也可能不同。综合来看,2个典型小流域的碳储量、产水量和土壤保持量均以协同关系为主,伴随区域的权衡关系;主要是由于在植被恢复过程中,生态系统服务在时空上增加的幅度不同;因此,在黄土丘陵沟壑区的植被恢复过程中,应综合考虑生态系统服务的协同与权衡,因地制宜的划分和制定合适的保护策略。     

肝胆外科住院医师规范化培训教学探讨

住院医师培训是医学教育中重要环节之一,是提高临床医疗水平的关键。因此,如何探索科学、合理的住院医师培养方案,已成为临床医学教育探索的重要课题。本文对肝胆外科住院医师规范化培训的实践进行了总结分析,希望对提高肝胆外科住院医师规范化培训效果起到一定的促进作用。     

不同方法制备大鼠肝脏脱细胞支架及其免疫原性研究

目的:肝脏脱细胞支架(decellularized liver bioscaffold,DLB)在组织工程研究中具有良好前景,但对DLB的免疫原性尚未见探讨.本研究利用不同方案制备大鼠DLB,检测支架成分和体内重塑反应,为制备出低免疫原性的DLB提供改进依据.方法:选取文献报道的三种方案(分别以SDS,Triton X-100和NP-40为主要洗脱成分),制备F344大鼠DLB,进行HE和Masson染色,检测DLB中DNA、氨基葡聚糖(GAG)以及羟脯氨酸(HYP)含量;再将DLB埋植于C57BL/6小鼠的背部皮下,于术后第3、7和14天取出后进行形态学观察和组织学评分.结果:三种方案均成功制备出符合脱细胞标准的大鼠DLB;形态学结果提示TritonX-100和NP-40方案较SDS方案能更好地保护肝脏超微结构;成分检测结果发现NP-40方案去除DNA的能力显著强于SDS和Triton X-100方案(P＜0.05),而对GAG含量的洗脱作用最弱(P＜0.05);异种体内埋置实验提示NP-40方案制备的DLB引起的免疫反应强度明显弱于SDS和Triton X-100方案,体内重塑结局评分显著高于SDS和Triton X-100方案.结论:与SDS和TritonX-100方案相比,NP-40方案能更有效地去除肝脏DNA,较好地保留GAG,诱导移植受体对DLB的良性重塑反应,为进一步的体内研究提供更优化的支架.     

磷肥输入对稻田土壤剖面胶体磷含量的影响

磷肥管理与土壤磷素赋存息息相关,选取杭嘉湖地区典型稻田定位实验,研究磷肥输入下稻田土壤剖面胶体磷含量的变化,分析不同施肥管理下胶体磷在土壤中的分布规律。结果表明,(1)胶体磷是磷素在土壤中赋存的重要形式,能够占到土壤胶体溶液(1μm)总磷的85%以上,土壤全磷的0.1%—2%;(2)磷肥施用增加了土壤胶体磷含量,特别是在有机肥处理下0—5 cm土壤胶体磷含量达到了8.0 mg/kg;(3)随着土壤深度的增加,胶体磷含量减少,有机肥输入下对深层土壤胶体磷含量的影响较无机肥明显;(4)水稻收割后表层土壤胶体磷含量与油菜收割后相比减少明显,0—5 cm土壤胶体磷含量减少了90%左右,但有机肥施用下胶体磷含量减少较小;(5)水稻收割后30—60 cm土壤胶体磷含量有所增加,可能与胶体磷发生的纵向迁移有关。了解磷肥输入对稻田土壤剖面胶体磷含量的影响,为研究土壤磷素赋存形态及迁移变化提供科学依据,对有效评估胶体磷的环境风险起到指导作用。