生物经济与生物技术之浅析

生物经济是由生物技术高度产业化推动的人类历史上将达到的第四次经济浪潮,当前我们正处于生物经济的成长阶段。生物经济具有资源依赖性强,产品多样化但垄断性差,生物技术通用性强的显著特点。生物技术产业的崛起将促进新经济发展,对农业、工业、医药、环境保护、新能源开发以及生物战剂的抵御能力产生重要影响。通过总结生物经济的发展态势及现状,指出我国发展生命科学与生物技术的成果和面临的问题,探讨发展对策,以期为推动生命科学和生物技术产业化提供参考。     

一株碱性淀粉酶产生菌Bacillus flexus XJU-3的分离鉴定及酶学特性分析

[目的]从新疆石河子市一处碱性工业污水(pH11.0)分离﹑鉴定高产碱性淀粉酶菌株,并对其所产酶酶学特性进行研究.[方法]在碱性淀粉酶分离培养基上对所分离菌株进行筛选,分离到一株高产碱性淀粉酶菌株,并将其编号XJU-3.应用生理生化试验,脂肪酸含量,16S rDNA序列以及(G C) mol%含量等方法对菌株进行鉴定,同时对XJU-3所产碱性淀粉酶的生物学特性进行研究.[结果] XJU-3可在pH4.0～12.5的LB培养基上生长,最适生长温度37℃.16S rDNA序列构建的系统进化树表明XJU-3与Bacillus flexus类聚在一起,且序列同源性为99%.该菌产生的淀粉酶最适pH10.0,最适温度40℃,且在pH9.0～13.0内有较高活性和稳定性.Co2 和Mg2 能明显提高酶的活性.[结论] XJU-3被鉴定为Bacillus flexus,由于XJU-3与B. flexus DSM 1320T在尿素水解和优势脂肪酸含量上有差异,且具有宽范围pH耐受性,因此XJU-3被认为是B.flexus的一个新菌株.XJU-3所产的碱性淀粉酶酶学特性良好,具有极大的工业应用潜力.     

新疆蒙古族对糖精和乙酰水杨酸尝味能力的分析

对710名（男328人,女382人）新疆蒙古族进行了糖精和乙酰水杨酸尝味能力的检测分析。结果表明,蒙古人群中的糖精味盲率为4.648%,没有尝味能力的隐性基因频率为0.2156,具有尝味能力的显性基因频率为0.7844,平均尝味阈值为8.009±1.34（0.108mol/L）。乙酰水杨酸的尝味阈值分布出现了非常明显的双峰一谷分布,表明该性状是单基因决定的性状,谷底7号液（3.00×10-4 mol/L）是味盲的界限,味盲的峰值在1号液(1.7×10-2mol/L),尝味者的峰值在11号液（1.25×10-5mol/L）,味盲率为90.282%,。经χ2检验,男、女性的味盲率无显著差异（P＞0.90）,表明决定乙酰水杨酸尝味能力的基因位于常染色体,对该基因的显隐性等特点尚需通过家系分析进行确定。 Abstract:The saccharin and aspirin tasting abilities have been detected and analyzed in 710 individuals (328men,382women)of Xinjiang Mongol.It is showed that the saccharin taste- blindness ratio among Mongolians was 4.648%,frequency of the recessive gene determining taste-blindness and the dominant gene determining taste ability was 0.2156,and 0.7844 respectively,and its mean testable threshold was 8.00±1.34 (0.108mol/L).Distribution of aspirin tasting threshold appeared a distinct curve with double peaks and single bottom,and demonstrated the aspirin tasting ability was a monogenic character.Solution NO.7 (3.00×10-4mol/L) at the bottom in the curve was the boundary of taste-blindness.The peak of taste-blindness was at the solution NO.1 (1.7×10-2mol/L),and the peak of tasters was at the solution NO.11 (1.25×10-5mol/L),The ratio of aspirin taste-blindness was 90.28%.The χ2 test has been used to evaluate the statistical difference in aspirin taste-blindness ratio between male and female,the result showed that there was no significant difference (P＞0.90),and the gene determining for aspirin tasting ability located on autosomes.     

Bacillus halodurans菌株xynM基因的克隆、表达和序列分析

目的:用2株新分离鉴定的细菌克隆与最近源种(Bacillus halodurans C-125)木聚糖酶基因的同源序列,并对其进行序列分析。方法:根据已发表的近源种(C-125)的保守区序列设计引物,扩增出与其同源的木聚糖酶基因,进而用pQE31载体对该基因进行表达。同时对表达蛋白的三维空间结构进行网络模拟分析,对蛋白同源性进行比对分析。结果:克隆的木聚糖酶基因片段分别为1284bp和1236bp,而且该基因也成功表达;该蛋白是(α/α)6折叠构象,与C-125三者同属于一个分支上。结论:通过分析、表达蛋白编码外切-1,4-β-木聚糖酶,属于M家族。这该新分离菌株木聚糖酶的研究和应用提供了重要线索。     

杨树叶锈病研究

松杨栅锈菌（Melampsora larici-populina）导致的杨树叶锈病是杨树病害中分布最广、危害最大的一种病害,它造成杨树林的材积损失和材质下降,严重制约着杨树商品林和生态林的发展。该文从病原菌的分布和寄主种类、病原菌生理分化、寄主抗锈性及分子标记、防治措施等几方面介绍了杨树叶锈病的研究。     

粘性红圆酵母XJU-1产β-胡萝卜素的研究

目的:从粘性红圆酵母Rhodotorula mucilaginosaXJU-1中提取β-胡萝卜素并对其特性加以研究。方法:采用酸热法对发酵产物破壁,用丙酮∶石油醚(1∶1)萃取β-胡萝卜素,采用GB/T 5009.83-2003的HPLC方法测定β-胡萝卜素含量,以448nm波长的紫外分光光度吸收值计算出色素损失率来探讨β-胡萝卜素的稳定性。结果:该菌株在液体发酵培养基中生长72hβ-胡萝卜素含量高达389.2μg/g干重,经实验确定,葡萄糖是最有利于β-胡萝卜素生成的碳源;蛋白胨是生产β-胡萝卜素的最佳氮源。提取的β-胡萝卜素耐热性较好,需置于暗处保存。结论:该菌种β-胡萝卜素产率明显高于国内外已报道的,有很好的开发前景。     

一株分离于工业污水池的耐碱酵母

目的:从新疆温泉县一个碱性工业污水处理池中分离并鉴定耐碱酵母菌。方法:用稀释平板法分离菌种,通过形态学观察、生理生化特征及26S rDNA D1/D2区基因序列分析鉴定菌种。结果:从水样中分离得到一株耐碱酵母菌,它们能在pH3.5~11.0,12%NaCl,4~45℃生长,经形态观察及生理生化特征鉴定为酵母属,对其26S rDNA 5’端D1/D2区基因序列进行了PCR扩增并测序,GenBank注册号为DQ132884,同源序列分析结果表明该序列与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Sb4有99.8%的同源性,因此将其命名为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)XJU-2,该菌种已保藏于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(CGM-CC),保藏号为CGMCC No.2.3095。结论:XJU-2的最高耐碱值可达pH 11.0,而且酸碱耐受范围很大,性能明显优于国内外已报道的酿酒酵母菌种。     

反相高效液相色谱法测定Bacillus claussi的DNA G+Cmol%

目的:为了建立细菌DNA G Cmol%的快速准确的测定方法,选用反相高效液相色谱法测定Bacillus claussiDNA的G C mol%。方法:以已完成全基因测序的Bacillus haloduransC-125作为标准菌株,作者实验室新分离鉴定的2株Bacillus claussi作为待测菌株。采用80 mmol/L磷酸二氢钾溶液(pH5.6)20%甲醇为移动相,检测波长260nm,流速1ml.min-1,在Kromasil C18柱上对4种碱基进行分离。结果:DNA碱基分离效果好,无杂峰干扰,以峰面积计算得到标准菌株Bacillus haloduransC-125的G C mol%为44.23%,待测菌株的G C mol%分别为45.75%、43.35%,经过统计学分析,与已经报道的G C mol%差异不显著。结论:实验结果充分显示高效反相液相色谱法测定细菌DNAG C mol%快速、准确、结果稳定,是细菌精确分类鉴定的一种可靠方法。     

两株耐碱酵母的pH耐受实验观察

对分离鉴定的两株酵母菌用比浊法和Bradford法进行pH耐受范围检测。Trichosporon asahiiXJU-1的pH耐受范围为2.0~13.0,最适pH值为8.0。Rhodotorula mucilaginosaXJU-1的pH耐受范围为3.0~12.0,最适pH值为8.5。比浊法在pH4.0~10.0测出数值比较可靠,而在pH<4.0和pH≥10.0产生了较大误差。在最适pH时,Bradford法间接测定两酵母的生长量,T.asahii总溶解蛋白为290μg/mL,Rh.mucilaginosa总溶解蛋白为164μg/mL。Bradford法在pH2.0~13.0范围均能较准确地反映出菌株生长状况,数据表明两株酵母有广阔的pH耐受性,它们是耐碱酵母菌的新成员。     

莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)nfr基因的显隐性突变性质及其与叶绿体psbA基因之间的相互作用分析

通过对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)nfrl Nfr杂合二倍体的表型分析证明,nfr基因是隐性突变基因,Nfr-4和Nfr-5突变株对达草灭的抗性是由nfr-1和nfr-2两个不同核基因的隐性突变所导致。psbA基因突变株品系与野生型品系CC-124和nfr基因突变株进行杂交并对其后代进行的四分子分析结果表明：在光养条件下,叶绿体psbA基因突变株品系对达草灭的敏感性是psbA突变等位基因的多效效应;而在混合营养条件下,叶绿体基因组对达草灭抗性性状也产生一定影响。达草灭抗性突变株品系对抗菌素类的交叉抗性性质进行的检测实验结果中发现,Nfr-3对红霉素和链霉素具有一定的交叉抗性,预测,对八氢番茄红素脱饱和酶的抑制剂的抗性性状的决定对叶绿体蛋白质的形成可能起作用。