球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102 纤维素酶基因及其表达条件

[目的]生物质的利用是当前生物技术研究的一个热点.本小组分离到一株高效降解纤维素球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102,本文拟探索研究此菌的纤维素酶表达系统并寻找影响酶基因表达的关键因素.[方法]通过对NK102测序,本文界定了球毛壳菌NK102的主要纤维素酶编码基因,使用数字基因表达谱升级版(RNA-Seq)的方法得到纤维素酶基因的表达差异,然后观察了营养、物理条件下纤维素酶基因表达和酶活性变化的情况.[结果]发现随着培养时间的延长,纤维素酶基因整体上表达量升高.在所选基因中,外切葡聚糖酶、纤维二糖脱氢酶和内切葡聚糖酶基因(cbh1,cdh和egl1)的表达量最高.糖代谢的负调控因子ACE I和CreA的随时间表达量均降低,而Hap2/3/5复合体的表达量反而升高.之后检测了不同碳源培养基对纤维素酶基因表达量和酶活性的影响,发现葡萄糖为强阻遏因子,纤维二糖为其诱导物,而山梨醇没有影响.特别是,我们发现光照也影响纤维素酶基因的表达,黑暗条件明显抑制酶基因的表达.[结论]转录组学的方法可以初步探索纤维素酶表达的规律,酶基因的表达受到营养、物理条件的影响.本研究为揭示球毛壳菌降解纤维素分子机理和阐释生物质糖代谢途径提供了有用参考.     

新型隐球酵母非编码小RNAs的研究进展

新型隐球酵母是一种担子菌病原真菌,主要感染免疫功能缺陷的人群,例如HIV-1感染病人,最终会引起致命隐球菌性脑膜炎。非编码小RNAs一般指长度为20-30nt的小RNAs,具有调节功能。新型隐球酵母能够产生大量的小RNAs,但是其生成（biogenesis）过程以及生物学功能尚未完全阐述。本文就新型隐球酵母中小RNAs的特征和产生、以及在新型隐球酵母中的生物学作用和机制进行综述。     

硅胶柱层析分离天然产物实验要点分析

常压柱层析(Column chromatography)是天然产物分离的重要手段,可以将复杂多样的天然产物进行纯化。掌握规范的实验方法和操作对化合物的纯化和分离有很多的帮助。以小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsis microspora)的代谢产物分离为例,说明硅胶柱层析法进行产物分离的实验要点,并对硅胶柱层析过程中常见的问题进行分析,给出相应的处理方法。     

杀线虫天然产物Chaetoglobosin A合成的表观遗传调控证据

通过高效液相色谱(HPLC)、高分辨率质谱(HRMS)和~H和~(13)C核磁共振(NMR)证明1株球毛壳菌Chaetomiumglobosum NKl02产生的杀根结线虫(Meloidogyne spp.)成分为球毛壳甲素(Chaetoglobosin A)。C.globosum NK102能够利用微晶纤维素、杨树叶和木屑合成ChA。在12 d发酵液中,3种培养基获得的ChA产量由高到低的顺序为PDA、杨树叶、微晶纤维素和木屑,产量分别为26.49、9.38、4.47和0.47 mg/L。通过在微晶纤维素培养基中添加表观遗传沉默抑制药物表明:100μmol/L 5′-AZA的添加使得ChA的产量提高至原来的3.6倍,100μmol/L SAHA将ChA的产量提高到原来的2.4倍,DMSO使得ChA的产量提高到原来的1.7倍。这个结果预示ChA的合成的某些基因受到表观遗传调控。     

国际基因工程机器大赛高中赛道发展概况

国际基因工程机器大赛(international genetically engineered machine competition,简称iGEM竞赛)是合成生物学国际顶级大学生学术竞赛。iGEM竞赛赛况及项目成果受到Science、Nature、Scientific American、The Economist、英国广播公司(BBC)等顶级学术期刊或国际媒体的关注,具有广泛的国际影响力。吸引了来自世界40多个国家和地区的队伍参赛。2011年起开始有高中队参赛,参赛队伍数量逐年增加,高中生日益成为推动iGEM竞赛及合成生物学发展的重要力量之一,iGEM竞赛也成为培养中学生核心素养的重要平台。基于2017–2021年全球高中队参赛情况,本文总结了高中队赛道规则、选题倾向及获奖情况,进一步分析iGEM竞赛对高中生核心素养培养的意义,探究全球高中参赛队伍的发展趋势,为未来高中参赛队伍建设提供理论参考。     

紫翅猪毛菜、钠猪毛菜不同个体大小繁殖分配差异及随海拔的变化

以新疆准噶尔盆地藜科猪毛菜属植物紫翅猪毛菜(Salsola affinis C.A.Mey)、钠猪毛菜(Salsola nitraria Pall)为研究对象,用繁殖分配比例的方法对比分析了两种猪毛菜不同海拔同一种群内不同个体大小繁殖分配的特点,并用异速生长模型分析了不同海拔繁殖生物量与营养生物量之间分配与个体大小的依赖关系。结果发现:1)不同海拔繁殖生物量(R)与营养生物量(V)呈不同程度的异速生长。紫翅猪毛菜随海拔的升高R-V的异速生长斜率显著升高,截距随海拔的升高没有显著增加;而钠猪毛菜的斜率随海拔升高显著降低,截距则显著升高。2)紫翅猪毛菜在较低海拔个体大小与繁殖分配呈负相关,在较高海拔呈正相关;钠猪毛菜在较低海拔个体大小与繁殖分配呈正相关,在较高海拔呈负相关;两种猪毛菜繁殖分配的适应对策相反。3)将同一种群个体大小分成大、中、小3种类型,多重比较发现紫翅猪毛菜在较低海拔,中小个体的繁殖分配显著高于大个体的繁殖分配;在较高海拔,大个体的繁殖分配显著高于中小个体的繁殖分配。钠猪毛菜在较低海拔,大个体的繁殖分配显著高于中、小个体的繁殖分配;在较高海拔,小个体的繁殖分配显著高于大、中个体的繁殖分配。综合分析认为:两个物种随海拔变化产生不同的繁殖分配策略,除遗传效应外,环境和个体大小对钠猪毛菜繁殖分配的变化均产生重要影响,而紫翅猪毛菜繁殖分配的变化主要由海拔差异导致。由于微生境对同一种群的个体大小产生影响,进而产生不同的繁殖分配模式,所以在干旱区更应重视个体大小对繁殖分配的影响。     

球毛壳菌降解天然木质纤维素能力差异及酶系基因分析简

目的：以不同植物中分离到的4株内生球毛壳菌NK102、NK103、NK104和NK105为对象,研究不同生态来源球毛壳菌降解木质素和纤维素的能力。方法：首先采用羧甲基纤维素和纤维素刚果红平板检测各菌株的纤维素降解能力,并利用Bavendamm平板反应检测各菌株的木质素降解能力;将4株菌分别培养在以微晶纤维素、杨树叶和木屑为惟一碳源的液体培养基中,通过检测培养液中纤维素酶和漆酶的酶活力,比较各菌株分解利用天然木质纤维素材料的能力,连续培养12d后检测培养液中次级代谢产物的合成情况;利用已测序的球毛壳菌CBS148．51的基因组信息,寻找编码木质纤维素降解酶类的基因,为球毛壳菌分解利用木质纤维素提供分子生物学依据。结果：NK102、NK103、NK104和NK105在羧甲基纤维素培养基和纤维素刚果红培养基上都能够生长并形成水解圈;Bavendamm平板反应显示4株菌降解木质素的能力由强到弱依次是NK103、NK102、NK105和NK104。4株菌都能分解利用微晶纤维素、杨树叶和木屑,分泌纤维素酶和漆酶,其中NK102在以木屑为碳源的培养基上纤维素酶活力最强,达到0．76U/mL发酵液,NK103在以杨树叶为碳源的培养基上漆酶活力最强。与此同时,4株菌在发酵培养过程中都能够稳定地合成球毛壳甲素（ChA）,ChA产量受到碳源影响,在以杨树叶为碳源的培养基上,NK104的ChA产量最高,可达到14．88mg/L发酵液。利用已测序的球毛壳菌CBS148．51的基因组信息,寻找到119个编码纤维素半纤维素酶的基因、8个编码漆酶的基因和2个编码锰过氧化物酶的基因,球毛壳菌具有完整的降解纤维素半纤维素的酶体系,在木质纤维素降解真菌的开发过程中具有重要的研究价值。结论：本研究为球毛壳菌木质纤维素降解过程的研究及该菌种的开发利用奠定了基础。     

纤维素降解球毛壳菌NK-102的高效遗传转化方法

摘要:【目的】在球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK-102 中,建立菌株特异性转化体系。【方法】构建新的抗性标记pUCATPH-Pgap,转化效率优于pUCATPH 和pCM768。建立了PEG-原生质体和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHA105 介导的两种转化方法。【结果】原生质体转化效率为30－50 个转化子/10 μg DNA,抗性标记pUCATPH-Pgap 效率最高。EHA105 介导转化率达到3.2×102 转化子/107 孢子。Sout     

沙生植物倒披针叶虫实在古尔班通古特沙漠的分布

倒披针叶虫实(Corispermum lehmannianum)在古尔班通古特沙漠广泛分布,重要值仅次于该沙漠建群种白梭梭(Haloxylon persicum),对沙面的稳定起着非常重要的作用。采用固定样方法对自然条件下该植物的分布特征和种群数量动态进行了研究。结果表明:1)倒披针叶虫实在沙丘各坡位均占有较高重要值,尤其活化程度较高的中部和上部优势度更明显;2)生长季节的不同阶段,除坡顶外,其他各坡位种子主要分3批萌发出苗,不同时期种子萌发出苗数量存在差异,3月份有大量种子萌发出苗,4月份种子萌发出苗数最多,5月份萌发出苗量逐渐减少。而坡顶3月份种子萌发出苗量最多,4月至5月均无种子萌发出苗。因此,除坡顶外,种子萌发出苗数量和种群密度在其他各坡位呈先增后减的趋势。生长季结束时各坡位种群密度表现为:中部和上部底部和丘间顶部;3)成熟植株单位面积种子产量为:中部和上部丘间和底部顶部,且中部和上部单位面积种子数量极显著多于丘间、坡底和坡顶(P0.01);4)通过对0—5 cm和6—10 cm土壤种子库密度研究发现,沙丘中部和上部种子库密度显著高于其他坡位。综合以上研究表明,倒披针叶虫实在沙面较活化的中部和上部呈优势分布,对沙漠环境具有良好适应性。因此,该植物是一种极具开发潜力的沙生植物。