URA3基因影响青蒿酸酿酒酵母工程菌中试发酵产量

CRISPR/Cas9基因编辑技术已经被广泛应用于工程酿酒酵母的基因插入、基因替换和基因敲除,通过使用选择标记进行基因编辑具有简单高效的特点。前期利用CRISPR/Cas9系统敲除青蒿酸生产菌株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) 1211半乳糖代谢负调控基因GAL80,获得菌株S. cerevisiae 1211-2,在不添加半乳糖诱导的情况下,青蒿酸摇瓶发酵产量达到了740 mg/L。但在50 L中试发酵实验中,S. cerevisiae 1211-2很难利用对青蒿酸积累起到决定性作用的碳源-乙醇,青蒿酸的产量仅为亲本菌株S.cerevisiae 1211的20%–25%。我们推测因遗传操作所需的筛选标记URA3突变,影响了其生长及青蒿酸产量。随后我们使用重组质粒pML104-KanMx4-u连同90 bp供体DNA成功恢复了URA3基因,获得了工程菌株S. cerevisiae 1211-3。S. cerevisiae 1211-3能够在葡萄糖和乙醇分批补料的发酵罐中正常生长,其青蒿酸产量超过20g/L,与亲本菌株产量相当。研究不但获得了不加半乳糖诱导的青...     

解钾促生菌的筛选鉴定及对东北黑土区玉米的促生效应

【背景】东北地区作为全国玉米的主产区,土壤缺钾严重限制了玉米的高产。解钾促生菌可活化土壤中难溶的钾,提高土壤钾的有效性,进而促进植物生长。【目的】从中国东北黑土区的玉米根际土壤中筛选鉴定高效解钾菌,研究其在缺钾条件下对玉米生长的促生效果,为开发适应当地环境的微生物钾肥提供优良的菌种资源。【方法】采用选择性培养基从玉米根际土中筛选解钾菌;采用16S r RNA基因测序方法鉴定菌株的分类地位;采用生理生化特征鉴定培养基测定其生态适应性(耐酸碱、耐盐、耐干旱及耐农药);2年的田间接种试验验证解钾菌在缺钾条件下对玉米的促生效果。【结果】筛选出3株高效解钾促生菌MZ4、KM1和KM2,经鉴定MZ4和KM2属于芽孢杆菌属,KM1属于短小芽孢杆菌属;3株菌可耐受强干旱、强碱、不同浓度的吡虫啉和嘧菌酯,并耐受一定程度的酸和盐;田间试验结果表明,与缺钾区不接种解钾菌相比,接种MZ4、KM1和KM2增加了拔节期、吐丝期玉米的株高、地上生物量、叶面积指数和叶绿素,接种MZ4和KM2显著增加了玉米产量,可增产9.65%-11.50%。【结论】鉴定出适合东北黑土区的高效解钾微生物,为该区域微生物钾肥研发及微生物解钾机理研究提供了优良菌种资源。     

G蛋白偶联受体及其类型的预测

G蛋白偶联受体是非常重要的信号分子受体,其功能失调会导致许多疾病的产生。在前期工作的基础上,作者将序列特征分析与支持向量机技术结合起来,通过分析序列的特征差异,对G蛋白偶联受体分子及其类型进行识别。首次提取了G蛋白偶联受体对应的mRNA序列的绝对密码子使用频率作为特征,这主要因为它既包含了基因密码子使用偏性的信息,也包含了基因所编码蛋白的氨基酸组成信息。结果显示：在G蛋白偶联受体序列及其类型预测的问题中,设计支持向量机分类器时,最好选择使用包含基因序列绝对密码子使用频率和蛋白序列双联氨基酸使用频率两部分信息的组合特征作为特征,同时采用径向基核作为核函数。     

蛋白质-核酸复合物界面氨基酸与核苷酸偏好性分析

蛋白质-核酸相互作用机制到目前还不是很清楚,尤其是蛋白质与RNA的相互作用。目前,可得到的蛋白质-核酸复合物结构数据不断增多,作者收集了Protein Data Bank数据库中所有的蛋白质-核酸复合物结构数据,对复合物中结合残基和结合核苷酸的偏好性进行了统计分析。发现：1）不同功能的蛋白质-核酸复合物间的结合残基数量存在显著差异;2）在蛋白 质-DNA和蛋白质-RNA复合物界面,碱性氨基酸都是最受欢迎的;3）氨基酸的极性大小及方向在决定它是否与RNA分子进行结合时起到重要的作用,同时发现氨基酸侧链形成的空间位阻会影响氨基酸残基与RNA分子的相互作用;4）随着定义结合残基距离阈值的增大,其氨基酸使用的特异性降低,而受欢迎与不受欢迎的氨基酸种类均没有变化。     

氨基糖苷类修饰酶引起的细菌耐药性机制的研究进展

氨基糖苷类抗生素是高效、广谱的杀菌药物。随着在临床的广泛应用,抗生素的抗药性日趋严重,这在很大程度上降低了其临床应用的潜力。其中,最主要的原因就是细菌产生了一系列修饰酶修饰抗生素的特定基团,使其失去药效。细菌产生的修饰酶种类众多,主要包括磷酸化、乙酰化和腺苷化修饰酶。研究发现,一种酶可以修饰多种抗生素,同时,一种抗生素也可以被多种修饰酶修饰。由于修饰酶底物的广谱性,使得细菌的耐药性难以克服。因此,本文就氨基糖苷类修饰酶和抗生素相互作用的热力学和动力学性质进行了详细的论述,试图找出不同修饰酶失活抗生素药物的共同作用机制。这将为设计新的抗生素药物及修饰酶抑制剂、克服细菌的耐药性,提供理论指导和技术支持。     

低温沼气发酵优良菌系筛选及优势菌群分析

【目的】为获得低温沼气发酵高效菌系, 从张家口、承德和邯郸地区采集低温产气良好的沼气池中沼泥样品12份。【方法】以沼泥为接种源进行16 °C?5 °C阶段降温模拟沼气发酵试验, 对处理组HL2、ZG2、CW1及其相应的接种源HLA、ZGB、CWB进行DGGE分析。【结果】ZG2处理组模拟沼气发酵综合性能最优, 与其他处理组呈显著性差异; DGGE图谱显示, 被检测样品中古菌种属多样性丰富, 但图谱中代表优势种属条带的位置存在较大差异。通过16S rDNA克隆及测序分析, 样品中主要优势菌属为甲烷八叠球菌属、甲烷鬃毛菌属和甲烷粒菌属。【结论】DGGE图谱中代表甲烷八叠球菌属的条带是样品ZG2和ZGB中唯一重复出现的条带, 且未作为优势条带出现在其他样品中, 推测甲烷八叠球菌属与低温产沼气有密切相关性。     

阿维菌素生产菌的常压室温等离子体诱变育种及培养基优化

【目的】通过诱变筛选技术选育阿维菌素高产突变株,对其发酵培养基进行响应面优化,提高阿维菌素产量。【方法】采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术,结合链霉抗性和卡那霉素抗性筛选法及96深孔板高通量筛选法,筛选阿维菌素高产株。在单因素实验的基础上,应用响应面分析法对其发酵培养基进行优化,最后确定最佳培养基配方。【结果】获得一株遗传性状稳定的阿维菌素高产株K-1A6,其阿维菌素产量达到4.22 g/L,比出发菌株9-39提高了23.4%,在最佳培养基中阿维菌素产量达到5.36 g/L,较优化前提高了27.01%。【结论】通过对阿维链霉菌9-39菌株进行ARTP诱变筛选及发酵培养基优化研究能显著提高阿维菌素的产量。     

多功能植物根际促生菌对东北黑土区玉米的促生效果

应用微生物肥料改良土壤是提高土壤及化肥养分利用率的重要途径之一,但微生物肥料的效果受作物及生态条件的影响较大,目前适合东北地区玉米生产的微生物肥料应用研究较少。本研究针对我国东北黑土类型及气候特点,从当地玉米根际土中筛选分离出5株具有不同程度的合成生长素(IAA)、溶磷、解钾、产铁载体等多功能的植物根际促生菌MZ1、MZ2、MZ3、MZ4和MZ5;生态适应性研究发现5株菌均有不同程度的耐盐、耐干旱、耐酸碱以及耐农药等特性;16S rRNA基因序列分析鉴定出它们分别属于鞘氨醇单胞菌、肠杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌和根瘤菌;玉米田间试验结果显示,在减施50%氮肥的条件下, 与不接种对照相比,接种MZ1、MZ3和MZ5可增产19.9%~25.0%。因此,MZ1、MZ3和MZ5具有发展为适合东北地区土壤和气候环境的玉米微生物肥料的潜力。     

亚低温条件下防控番茄南方根结线虫生防菌株的筛选与鉴定

【目的】筛选亚低温条件下抗线虫和促进植物生长发育的菌株。【方法】采用线虫击倒率测定、室内耐低温测定、拮抗测试和盆栽生物测定相结合的方法进行功能菌株的筛选;采用表型特征、生理生化特征、16S r RNA基因序列测定相结合的多相分类技术对筛选的菌株进行鉴定。【结果】从根结线虫多发的设施黄瓜和番茄病土中分离出细菌和放线菌297株;经对根结线虫击倒率的初步筛选,得到校正击倒率大于70%的活性菌株9株;通过复筛获得1株在亚低温条件下同时具有防线虫、防土传病原菌病、促生特性的生防菌株S205;菌株S205被鉴定为抗生素链霉菌(Streptomyces antibioticus)。【结论】获得一株在亚低温条件下同时具有抗线虫活性和促进植物生长发育的生防菌株S205,该研究对解决亚低温条件下根结线虫的防治具有重要意义。     

多功能链霉菌生物肥对老龄梨树长势和根际与内生可培养细菌的影响

2010-2012年连续3年在河北赵县老梨区25年以上树龄梨树上进行以多功能链霉菌TOR3209为核心的生物有机肥的应用试验。结果表明, TOR3209生物有机肥能显著恢复老梨树的长势,表现为再生根和毛细根数量显著增多;叶片厚度和叶片生物量明显提高、颜色由黄转绿,叶绿素含量提高14.6%;果实品质显著改善,可溶固形物含量提高6.3%,硬度提高10.8%;根际土壤和根系内生可培养细菌多样性显著提高。表明多功能生物有机肥通过根际生态的修复改善老龄梨树的长势,在老果园改良方面具有广阔应用前景。