基于高通量测序研究青藏高原茶卡盐湖微生物多样性

【目的】茶卡盐湖(Chaka Salt Lake,CSL)是青藏高原有名的天然结晶盐湖,具有独特的石盐盐湖矿床,盛产青盐。盐湖卤水环境中存在丰富的嗜盐菌资源和潜在的新种,细菌和古菌的群落结构特征和物种多样性尚不明确。【方法】采用Illumina高通量测序平台对茶卡盐湖水样和底泥混合物中的细菌和古菌群落进行16S r RNA基因(V3-V5区)高通量测序,检测4个样本的群落结构差异和微生物多样性。【结果】获得细菌和古菌总有效序列分别为117 192和110 571条。结果分析表明细菌和古菌的物种注释(Operational taxonomic unit,OTU)数目分别为421和317,获得分类地位明确的细菌种类为14门28纲170属,古菌为5门4纲34属。细菌的优势类群是厚壁菌门(Firmicutes),所占比例为68.37%,其次为变形菌门Proteobacteria(20.49%);优势种属依次为芽孢杆菌属Bacillus(41.94%)、海洋芽孢杆菌属Oceanobacillus(8.03%)、假单胞菌属Pseudomonas(7.67%)、盐厌氧菌属Halanaerobium(7.42%)和乳球菌属Lactococcus(7.38%);古菌的优势类群以广古菌门(Euryarchaeota)盐杆菌纲(Halobacteria)为主,优势菌是Halonotius(17.21%)和盐红菌属Halorubrum(16.23%)。【结论】揭示了茶卡盐湖中细菌和古菌的群落结构及物种多样性,为嗜盐菌的开发及后续微生物资源的挖掘提供了理论依据。     

常见肠道菌群代谢产物作为疾病诊断的指针的研究进展

人类肠道菌群能够产生多种代谢产物或与人体相互作用产生肠道菌群-宿主共代谢物,显著影响人体各大系统的生理功能。当人体健康状态以及肠道菌群发生变化时,肠道代谢物的种类和含量也会相应受到影响,因此肠道菌群代谢产物具有作为疾病诊断指针的巨大潜力。本文总结了常见的几类肠道微生物代谢产物,包括糖类、胆碱代谢物、脂质、氨基酸与肽类、维生素、胆汁酸、短链脂肪酸、酚、苯甲酰基和苯基衍生物等,及其在不同疾病状态下的作用机理,以期更好地理解肠道菌群、代谢产物和疾病之间的相关性,为疾病的预防、诊断和治疗提供新的靶点。     

24个菊芋品种（系）遗传多样性的ISSR标记分析

利用ISSR分子标记技术研究了来源于国内外不同区域的24个菊芋（Helianthus tuberosus Linn．）品种（系）的遗传多样性,并结合块茎特征采用聚类分析法探讨了它们的遗传关系。结果表明：用16条ISSR引物从24个品种（系）的基因组DNA共扩增出242条带,包含228条多态性条带,多态性条带百分率达94．2％,其中7条引物的多态性条带百分率达100．0％。各品种（系）间的遗传距离为0．19～1．01,遗传距离平均值为0．45。聚类分析结果显示：在遗传相似系数0．68处可将24个品种（系）划分为5类,第1类仅包含‘青芋1号’（‘Qingyu No．1’）,第Ⅱ类仅包含W12,第Ⅲ类包含W30、W42、‘青芋2号’（‘Qingyu No．2’）、W09、W18、W26和WSl,第Ⅳ类包含W06和W84,第V类包含‘青芋3号’（‘Qingyu No．3’）、w23、W36、W43、W54、W75、WS0、W62、W64、W79、S150、S138和W66;多数块茎特征相似的品种（系）被聚在一起,但也有部分块茎特征不同的品种（系）被聚在同一类中;部分品种（系）的聚类分析结果与其形态分类结果及地理分布不一致。研究结果表明：供试的菊芋品种（系）具有较高的遗传多样性,存在着较为频繁的基因交流;基于ISSR标记分析能较准确地揭示出菊芋品种（系）间的遗传多样性。     

青藏高原4类典型水化学特征湖泊的细菌多样性差异及影响因素

青藏高原分布着我国最密集的极端环境湖泊群, 湖泊类型和水化学特征多样, 而不同类型湖泊的细菌群落组成与多样性差异的系统研究相对较少。本文以青藏高原4类典型水化学特征湖泊(即氯化物型、MgSO₄亚型、Na₂SO₄亚型、碳酸盐型)为研究对象, 借助Illumina测序16S rRNA基因(V₃‒V₄区)分析细菌多样性、群落组成差异及其优势属与环境因素的制约关系。结果表明: MgSO₄亚型与氯化物型湖泊多属于超盐环境, 而大多数Na₂SO₄亚型与碳酸盐型湖泊属于咸水、微咸水或淡水环境。4类湖泊获得分类地位明确的细菌共计45门81纲1,148属(52,031个OTUs), 细菌Shannon指数为碳酸盐型(5.27 ± 0.57) > Na₂SO₄亚型(4.96 ± 0.51) > 氯化物型(4.12 ± 0.80) > MgSO₄亚型(3.64 ± 1.04)。优势细菌门是变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门。变形菌门的相对多度总体较高, 优势纲是γ-、α-和β-变形菌纲; 厚壁菌门多分布于MgSO₄亚型和氯化物型湖泊, 优势纲是芽孢杆菌纲; 拟杆菌门主要分布于碳酸盐型和Na₂SO₄亚型湖泊, 优势纲是黄杆菌纲。全部氯化物型和少数MgSO₄亚型湖泊的细菌组成相似, 优势属是假单胞菌属(Pseudomonas)、乳球菌属(Lactococcus)和不动杆菌属(Acinetobacter), 其聚集分布与总盐度、主要离子(Mg²⁺、Cl^-、Na⁺与K⁺)和温度相关; MgSO₄亚型湖泊独有的常见属是芽孢杆菌属(Bacillus)、气单胞菌属(Aeromonas)、大洋芽孢杆菌属(Oceanobacillus)等, 其聚集分布与SO₄ ^2-浓度正相关; Na₂SO₄亚型与碳酸盐型湖泊的细菌组成相似, 优势属是水弯曲菌属(Aquiflexum)、海仙菌属(Haliea)与苍黄杆菌属(Luteolibacter), 其聚集分布与HCO₃ ^-浓度、pH值和海拔高度呈显著正相关。与世界上其他湖泊组/群相比, 青藏高原湖泊具有独特的细菌优势属和常见属, 不同类型湖泊的细菌群落组成存在显著差异, 可能与水化学类型或地理位置有关。     

玉米黑粉菌CYP51稀有密码子和mRNA二级结构分析及与杀菌剂戊唑醇分子对接

通过截短玉米黑粉菌CYP51(P450-14DM,UmCYP51)基因(去除编码跨膜区部分)和选取不同的表达载体,构建了9种重组表达质粒,在大肠杆菌中进行UmCYP51基因的表达,发现只有BL21(DE3)/pET32-Um-35重组表达工程菌获得了表达.对稀有密码子和mRNA翻译起始区二级结构进行分析,结果表明稀有密码子和mRNA翻译起始区二级结构对UmCYP51蛋白的表达都有影响.适用于稀有密码子表达的菌株Rosetta(DE3)不利于UmCYP51蛋白的表达;同时只有翻译起始区二级结构自由能值最低的重组载体pET32-Um-35可以表达.为了设计以UmCYP51为靶标的新型抗真菌抑制剂,基于最新解析的真核生物人类的CYP51晶体结构,利用同源模建的方法构建了UmCYP51的三维结构并进行了分子动力学模拟优化.通过与商品化杀菌剂戊唑醇进行分子对接获得了此类抑制剂与UmCYP51的理论结合方式,阐述了戊唑醇分子的杀菌机理,为开发新型的抗真菌抑制剂奠定了基础.     

帕金森病睡眠障碍发病机制及其治疗的研究进展

睡眠障碍是帕金森病常见并发症,严重影响患者的生活质量。主要从帕金森病患者睡眠障碍的表现形式、发病机制及治疗策略 等 3 个方面综述帕金森病睡眠障碍研究的最新进展,旨在为其进一步研究提供参考。     

转hTNF-α基因在鱼腥藻中表达产物的提取及其初步纯化

研究了转hTNF-α基因鱼腥藻7120(Anabaenasp.PCC 7120)中表达产物的最佳提取条件,并研究目标蛋白hTNF-α对温度耐受度和硫酸铵盐析的条件,对总蛋白和目标蛋白进行了检测。结果表明,hTNF-α的最佳溶出条件为:0.05 mol/L、pH7.5Tris-HCl缓冲液,NaCl的浓度为0.2 mol/L;当温度为55℃时,处理30min,其hTNF-α提取量下降不明显,回收率达到92.08%,可除去约40%的杂蛋白;先用饱和度为30%的硫酸铵沉淀杂蛋白,再用60%的硫酸铵沉淀目标蛋白,又可除去部分杂蛋白。     

青海湖嗜盐微生物系统发育与种群多样性

青海湖是我国境内最大的内陆咸水湖泊,水体中嗜盐微生物的生存现状尚不明确。本研究利用OSM培养基(Oesterhelt-Stoeckenius medium),从湖域生境水样中富集和分离获得嗜盐微生物35株,以中度嗜盐菌为主,约占62.9%(22株);轻度嗜盐菌次之,约占22.9%(8株);耐盐菌与非嗜盐菌分别占11.4%(4株)和2.9%(1株)。根据16SrDNA序列的系统发育分析表明,γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)菌株最多,约占68.6%(24株);芽孢杆菌纲次之,约占17.1%(6株);放线菌纲、α-变形菌纲(α-Proteobacteria,1株)和散囊菌亚纲(Eurotiomycetidae,1株)的类群相对较少。这些嗜盐菌属于14个属,其中以海洋螺菌目盐单胞菌属(Halomonas)为优势种群,共计10株;其次为海单胞菌属(Marinomonas),共4株。中度嗜盐菌盐单胞菌属应为青海湖嗜盐菌的优势种群,可能因为相对偏低的盐度环境,为其长期进化和适应性生存提供了必要条件。     

西藏扎布耶盐碱湖细菌的多样性与分离菌株的生长特性

【背景】扎布耶湖位于青藏高原地区,是以水体中富含高浓度CO₃²⁻、HCO₃⁻和Na⁺为显著特性的盐碱湖,因其地理位置高寒、高海拔,人迹罕至,涉及该盐湖微生物的研究相对较少。【目的】系统探究湖水中细菌多样性和菌种资源等,发掘可利用的潜在菌种。【方法】采用Illumina测序16S rRNA基因V3−V4区分析扎布耶湖细菌的群落结构组成、物种多样性特征;采用纯培养筛选分离可培养细菌,明确分离菌株分类学地位、生长特性及产酸能力,同时测定分离菌株四氢嘧啶(ectoine)、吲哚乙酸(3-indoleacetic acid, IAA)和胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)的积聚量。【结果】Illumina测序明确分类地位的细菌有21门44纲86目583属,其中优势门类群是变形菌门(Proteobacteria, 25.11%−67.60%)、拟杆菌门(Bacteroidetes, 4.84%−35.02%)和厚壁菌门(Firmicutes, 1.24%−11.01%),优势属类群是克雷伯氏菌属(Klebsiella, 0.01%−9.53%)、盐单胞菌属(Halomonas, 0.54%−8.75%)、芽单胞菌属(Gemmatimonas, 2.39%−6.00%)和腈基降解菌属(Nitriliruptor, 1.27%−6.26%)。纯培养法筛选获得嗜盐碱菌38株,其中芽孢杆菌属(Bacillus) 23株(60.53%)和盐单胞菌属(Halomonas) 10株(26.32%),菌株均具有耐盐碱和产酸能力(19.80%−29.68%)。大多数菌株能积聚四氢嘧啶、IAA和EPS,产量范围分别为1.36−175.59、0.27−8.69和0.02−0.22 g/g。【结论】扎布耶湖细菌群落结构与其他地区盐碱湖相似,但存在大量未明确分类学地位的细菌,分离菌株多具有耐盐碱及产酸特性。此外,还发现4株高效生产四氢嘧啶、3株生产吲哚乙酸和3株生产胞外聚合物的潜力菌株,为扎布耶盐湖微生物资源的开发利用奠定了基础。