转录组分析棒状链霉菌F613-1高产克拉维酸的分子基础

旨在探究S.clavuligerus工业菌株高产克拉维酸(CA)的分子基础。采用转录组高通量测序,对比标准菌株和高产CA的工业菌株F613-1之间的基因转录水平差异,结合菌株表型差异进行综合分析。结果表型比较显示,F613-1在固体培养基中生长速度、气生菌丝形态、孢子形成等方面与标准菌株存在差异。液体摇瓶培养中,菌体生长速度无明显变化,但F613-1的糖消耗量显著降低,同时CA产量比ATCC27064提高约11.7倍。转录组分析显示,F613-1中CA基因簇及其途径特异性调控基因的表达量显著升高,其副产物全霉素基因簇的表达量显著下降;CA合成原料精氨酸和3-磷酸甘油醛代谢相关基因的转录水平发生显著变化,精氨酸合成代谢基因上调,而3-磷酸甘油醛分解代谢基因下调;ABC转运系统中80多个基因的转录水平也发生明显变化,其中42个显著上调,38个显著下调。工业生产菌株高产克拉维酸的主要原因是CA基因簇及其调控基因表达量的升高、相关副产物基因簇的沉默及CA合成原料精氨酸和3-磷酸甘油醛的积累。     

不同成熟度树葡萄叶片中类黄酮合成转录组基因分析

为了解树葡萄(Myrciaria cauliflora)类黄酮合成相关酶差异表达基因信息,对其幼叶和成熟叶进行全转录组测序并比较分析。结果表明,从树葡萄幼叶和成熟叶中获得59 321条单基因簇(Unigenes),在8大数据库共注释到32 912条Unigenes信息,其中类黄酮合成代谢相关酶基因77个,在成熟叶片中显著下调表达的基因6个,包括2个CHI、1个CHS、1个F3H、1个2-羟基异黄酮脱水酶基因和1个ANS。5个差异表达基因经qRT-PCR验证的结果与转录组测序结果相符合。因此,树葡萄叶片中含有大量不同种类黄酮合成代谢相关酶家族基因,成熟叶片中类黄酮含量显著减少是由于少量相关基因显著下调。     

八个贵州地方桃品种果实甜酸风味品质分析

为了评价贵州地方桃品种果实的甜酸风味品质,以主栽桃品种‘燕红’作对照,采用高效液相色谱法测定了贵州8个地方桃品种的果肉糖酸组分及含量。结果表明:(1)8个地方桃品种果肉中糖主要由蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇组成,其中蔗糖的平均含量最高(55.62 mg/g),约占总糖的71.30%,但变异系数仅为17.92%;8个地方桃品种中,‘米桃’的葡萄糖与果糖含量差异较大,其果糖/葡萄糖的比值为1.21,而其它7个品种的葡萄糖与果糖含量相近。(2)8个地方桃品种果肉中有机酸主要由苹果酸、柠檬酸、奎宁酸和莽草酸组成,其中苹果酸含量最高,约占总酸的60.61%,但在‘白花桃’果实中有机酸含量以奎宁酸为主。(3)对8个地方桃品种果实的糖酸组分进行主成分分析发现,苹果酸含量和山梨醇含量的载荷系数分别为0.910和0.897,说明它们是影响果实甜酸风味的主导因素,且对改善果实的甜酸风味品质具有重要作用。8个贵州地方桃果实的甜酸风味分别为:‘黄腊桃’为甜,‘血桃’、‘青桃’、‘镇远桃’、‘红枫桃’为酸甜,‘白花桃’、‘西桃’和‘米桃’为酸。     

桃果实细胞内糖酸分布对果实甜酸风味的影响

以成熟‘白凤’桃果实为实验材料,采用区室化分析方法计算细胞内液泡、细胞质和细胞间隙中各糖酸组分的含量,并用调查问卷的方式对成熟桃果实甜酸风味进行评价打分,研究果肉细胞内各糖酸组分含量及其分布对果实甜酸风味的影响。结果表明:(1)成熟桃果实中可溶性糖(蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇)在液泡、细胞质和细胞间隙的含量分别为27.3、11.6和9.0mg·g-1,有机酸(苹果酸、柠檬酸、奎宁酸和莽草酸)含量分别为2.09、0.94和0.35mg·g-1;蔗糖和苹果酸含量分别占果实可溶性糖和有机酸含量的80.6%和77.0%,是成熟桃果实中糖和酸的主要储存形式。(2)果实细胞内各糖酸组分通过细胞膜的渗透速率明显高于液泡膜。(3)块状处理桃果实液泡、细胞质与细胞间隙中的糖含量比、酸含量比及糖酸比分别为3.0∶1.3∶1.0、6.0∶2.7∶1.0、13.9∶12.4∶23.1,而匀浆处理果实的细胞结构被破坏,其不同细胞器中的比例分别为1.0∶1.0∶1.0、1.0∶1.0∶1.0、14.0∶14.0∶14.0;块状果实风味评价得分(2.99)明显高于匀浆处理果实(1.98)。研究认为,桃果实细胞中液泡、细胞质和细胞间隙之间糖酸含量以及糖酸比的差异可能是导致果实甜度风味变化的重要原因。     

晚熟芽变脐橙在果实成熟阶段与原品种在糖酸代谢的差异

奉节晚橙(Citrus sinensis) (FW)为奉节72-1脐橙(FJ)的一个晚熟芽变品种, 比原品种成熟期推迟1个月以上. 测定了两个品种在成熟阶段果肉和果皮的糖组分(蔗糖、葡萄糖和果糖)和酸组分(苹果酸和柠檬酸)的含量, 并分析了相关代谢酶基因的转录情况. 结果表明, FW中的糖分和酸代谢受到芽变的影响. FW果肉组织中的各糖分含量在花后227天前显著低于FJ, 不过在花后263天则显著高于后者. FW果肉中的蔗糖合成酶基因(CitSS1)的表达比原品种延迟, 而酸性转化酶基因(CitAI)的表达水平在花后207和263天高于原品种. 在FW果皮组织中, 仅有蔗糖含量在果实成熟早期(花后165和187天)显著低于FJ, 不过蔗糖相关裂解酶基因与后者相比在成熟时期不同阶段表现出较高的表达水平. 分析两品种酸代谢变化发现, 芽变品种果肉中苹果酸含量在整个果实成熟期都显著低于原品种, 不过在果皮中则显著低于后者; FW 果皮和果肉中柠檬酸的含量在果实成熟前期高于FJ, 但是在果实成熟后期则低于后者. 柠檬酸含量差异部分与柑橘线粒体柠檬酸合成酶基因高量表达及柑橘质体乌头酸酶基因的低水平表达相关. 明确了芽变品种在果实成熟过程中糖酸代谢相关指标的差异变化, 可以认为发生在FW中的突变影响了其糖酸代谢, 这种代谢的变化可能与其他晚熟特征相关.     

欧李果实发育期糖和酸组分及其含量的动态变化特性

以农大3号、农大4号、农大5号3个欧李品种为材料,测定果实发育过程中各组分糖、酸及总糖、总酸的含量,以明确欧李果实糖酸积累的动态变化特性.结果显示:(1)3个欧李品种果实成熟期糖含量、酸含量及糖酸比存在明显差异,其中农大3号品种的总糖含量最高,总酸含量最低,糖酸比值最高.(2)成熟期3品种各糖组分中均以果糖含量较高,葡萄糖和蔗糖含量较低,山梨醇含量微量;酸组分中均以苹果酸为主,柠檬酸少量.(3)3个品种果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇含量在整个果实发育期均呈持续增加态势,并以果糖积累为主;农大3号果糖含量在8周后增幅明显高于另2个品种,且一直保持到果实成熟;3个品种蔗糖含量的变化趋势相近,在前期和中期增加缓慢,接近成熟的2～3周则迅速增加并占整个发育期积累量的70%以上.(4)3个品种酸含量的变化趋势较为相似,苹果酸和柠檬酸在果实发育的前期和中期含量均较低,在果实发育后期迅速增加,但接近果实成熟时又大幅下降.研究表明,果糖与苹果酸的含量及其动态变化是影响欧李果实糖酸比、决定果实风味的主要因素.     

外源糖对水稻Ugp1基因表达调控研究

植物尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPase）是蔗糖合成与降解途径的关键酶。本研究采用水稻叶片离体培养方法,结合Northern杂交技术,研究了外源糖对水稻Ugp1基因表达的影响。研究结果表明,蔗糖、葡萄糖、果糖、光照均能上调水稻Ugp1基因的表达,同时这种上调表达依赖于己糖激酶;果糖能上调水稻成熟叶片中Ugp1基因的表达,但并不影响苗期叶片中Ugp1基因的表达,具组织特异性;葡萄糖和果糖协同作用对Ugp1基因的诱导表达强于蔗糖,这种诱导除依赖于己糖激酶外,还存在其它未知的调控途径。水稻中存在UGPase的多种异构体,蔗糖及光照可诱导水稻Ugp1基因的上调表达,但对水稻UGPase的多种异构体形式并无影响。研究结果将有助于深入了解水稻Ugp1基因与糖信号途径互作调控网络。     

桃果实不同发育时期细胞内糖酸分布对甜酸风味的影响

为了解桃果实发育过程中细胞内糖酸的分布、变化规律对果实甜酸风味的影响,采用区室分析方法研究了‘白凤’桃(Prunus persica‘Hakuho’)果实不同发育时期细胞内糖酸组分、含量及其分布对甜酸风味的影响。结果表明,成熟果实中(花后100 d)可溶性糖(蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇)在液泡、细胞质和细胞间隙中的含量分别为27.3、11.6、9.0 mg/g,有机酸(苹果酸、柠檬酸、奎宁酸和莽草酸)含量为2.09、0.94、0.35 mg/g;未成熟果实中(花后60 d)可溶性糖在液泡、细胞质和细胞间隙中的含量分别为0.97、2.2、2.3 mg/g,有机酸含量为0.25、0.44、0.82 mg/g。‘白凤’桃果肉细胞内不同的糖酸分布对成熟果实的甜酸风味具有显著影响,而对未成熟果实影响较小。成熟果实中糖酸在液泡、细胞质和细胞间隙三者之间的分布差异可能是导致果实甜度变化的主要原因。     

香蕉苹果酸脱氢酶基因克隆及其逆境胁迫表达

从香蕉果实抑制差减文库中获得一条香蕉苹果酸脱氢酶基因片段,采用RACE技术获得全长,命名为MaMDH;MaMDH基因全长1 249bp,编码332个氨基酸。生物信息学分析预测其编码蛋白分子量约35 448Da,等电点为6.53。与已知植物苹果酸脱氢酶基因相比,氨基酸同源性均达92%。保守结构域分析发现,MaMDH基因具有NAD结合位点、苹果酸结合位点和二聚体结合位点。系统进化树比对分析表明,MaMDH与玉米和小麦的亲缘关系较近。MaMDH基因在乙烯利处理香蕉苗中上调表达;在盐、Al 3+胁迫和香蕉尖孢镰刀菌4号生理小种处理幼苗中先上调表达,后下调表达;在冷害胁迫幼苗中先下调表达,后上调表达;而在干旱胁迫、伤害胁迫幼苗中表达没有明显变化。研究表明,香蕉中的苹果酸脱氢酶基因具有响应生物胁迫和非生物胁迫能力,可能在香蕉适应衰老、盐、铝、低温胁迫和枯萎病菌侵染等逆境中发挥重要作用。     

重组荞麦胰蛋白酶抑制剂通过下调己糖激酶Ⅱ抑制HepG2细胞生长

糖酵解过度活跃是肿瘤细胞能量代谢的显著特征。抑制过度糖酵解已经成为一种新的癌症疗法。重组荞麦胰蛋白酶抑制剂 (recombinant buckwheat trypsin inhibitor, rBTI)可以通过上调磷酸酶及张力蛋白同源基因 (PTEN) 进而抑制HepG2细胞增殖。有关rBTI对肿瘤细胞能量代谢的影响仍未见报道。本研究中的MTT和ATP检测分析表明,rBTI以剂量依赖性方式抑制细胞活力及胞内ATP含量。qRT-PCR和Western印迹分析表明,rBTI处理HepG2细胞后,己糖激酶Ⅱ转录显著下调,但是糖酵解过程中的其他酶及葡萄糖转运蛋白基因在转录水平未发生显著变化,同时己糖激酶Ⅱ蛋白水平的表达也显著下调。酶活性分析也表明,rBTI能显著降低己糖激酶的活性。进一步分析表明, rBTI使细胞内PTEN转录及表达水平明显上调,己糖激酶Ⅱ转录和p-AKT,p-mTOR、己糖激酶Ⅱ的表达下调。当PTEN抑制剂phen存在时,可阻断rBTI诱导的己糖激酶 Ⅱ表达下降,表明rBTI能通过上调PTEN进而影响己糖激酶Ⅱ的表达。免疫荧光及Western印迹分析显示,rBTI作用后减弱了己糖激酶 Ⅱ在线粒体的定位,导致己糖激酶Ⅱ与线粒体电压依赖性阴离子通道蛋白 (voltage-dependent anion channel, VDAC) 分离,促使己糖激酶Ⅱ从线粒体转位到细胞质,降低糖酵解的效率。上述结果证明,rBTI对肿瘤细胞能量代谢的调控作用主要通过抑制PI3K/AKT信号通路,下调己糖激酶Ⅱ的表达并影响空间定位,进而抑制肿瘤细胞糖酵解过程,导致癌细胞生长受到抑制。     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.     

杆状病毒出芽病毒粒子膜融合蛋白的研究进展

杆状病毒是一类感染节肢动物的病原微生物,其基因组为双链环状DNA,大小为80～180kb.     

Inception of the Modern Public Health System in China and Perspectives for Effective Control of Emerging Infectious Diseases: In Commemoration of the 140th Anniversary of the Birth of the Plague Fighter Dr. Wu Lien-Teh

In this article, we systematically review Dr. Wu Lien-Teh's academic achievements and outstanding contributions in the prevention and control of the plague epidemic in northeast China and introduce the development of the earliest public health epidemic prevention system in China in order to commemorate the 140th anniversary of Dr. Wu Lien-Teh's birth. We hope that this article will provide insights into the effective prevention and control of emerging infectious diseases as well as the current worldwide pandemic of COVID-19, facilitating the improvement and development of public health systems in China and around the globe.