启动子PpetE与Pcpc560对集胞藻PCC 6803生物合成乙醇的影响

为了增加工程集胞藻PCC 6803的乙醇合成产量,通过选用强启动子Pcpc560 驱动并提高外源乙醇合成基因(pdc,yqhD)的表达,从而促进乙醇的生产。具体方法利用同源双交换引入来源于运动型发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶基因(pdc)与来源于大肠杆菌的NADPH依赖型醛还原酶基因(yqhD)并选用不同的启动子来驱动其表达。通过逆转录定量PCR分析,比较在不同启动子驱动的情况下,外源乙醇合成基因(pdc,yqhD)的表达情况并检测相应突变株的乙醇产量。结果显示相较于中等启动子,铜离子诱导启动子PpetE,来源于集胞藻PCC 6803的光强启动子Pcpc560显著促进了外源乙醇合成基因(pdc,yqhD)的表达,并增加了工程菌株乙醇合成的产量。超强启动子Pcpc560搭配pdc,yqhD的组合表达,显著提高了工程菌株的乙醇合成产量。     

敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因对生物合成乙醇的影响

探究在集胞藻PCC 6803中引入外源乙醇合成基因并敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因对生物合成乙醇的影响。在集胞藻PCC 6803中引入来源于运动型发酵单胞菌的丙酮酸脱羧酶基因（pdc）与大肠杆菌的NADPH依赖型醛还原酶基因（yqhD）光强启动子PrbcL的驱动下组合表达,生物合成乙醇。在此基础上进一步敲除集胞藻PCC 6803中编码乳酸脱氢酶的slr1556基因,以提高乙醇合成前体丙酮酸含量,促进乙醇的生产。结果显示敲除slr1556基因可以提高丙酮酸含量并显著增加乙醇的产量。竞争性丙酮酸转化乳酸代谢途径的阻断可以有效促进丙酮酸的累积,进而促进乙醇的生产。     

ggpS基因过表达对集胞藻PCC 6803甘油葡萄糖苷和甘油合成的影响

为了研究甘油葡萄糖苷磷酸合成酶(GgpS)在集胞藻PCC 803甘油葡萄糖苷和甘油合成中的作用,本研究在前期获得高产甘油葡萄糖苷藻株的基础上分别过量表达来自于集胞藻PCC 6803自身和聚球藻PCC7002的甘油葡萄糖苷磷酸合成酶基因ggpS,并测定了在不同浓度NaCl胁迫时突变藻株的甘油葡萄糖苷和甘油积累量。结果发现获得的突变株甘油葡萄糖苷合成没有提高,但是甘油合成显著增强。此外,当培养基NaCl浓度从600 mmol/L提高到900 mmol/L时,集胞藻PCC 6803自身ggpS过表达藻株的甘油合成进一步提高75%。这些结果显示了GgpS在将碳代谢流导入集胞藻甘油合成途径中的作用。研究成果也为进一步通过基因工程改造提高集胞藻甘油葡萄糖苷和甘油合成效率奠定了基础。     

集胞藻PCC6803铜离子诱导表达平台的构建

在集胞藻PCC6803中,基因敲除是研究基因功能的最直接有效的方法,但是对于某些生存必需的基因则无法通过这种方法获得突变株。为研究集胞藻PCC6803中此类基因的功能,在其基因组中构建了一个petE基因启动子（PpetE）控制的铜离子诱导表达的平台。将集胞藻PpetE装配在lacZ报告基因的上游,通过同源双交换整合到这种蓝藻的基因组中。通过调节培养基中铜离子的浓度发现,lacZ的表达能够人为控制。特别是当铜离子浓度在6－400nmoL／L范围时,LacZ活力随铜离子浓度增加呈S型增长关系。利用这个铜离子诱导表达平台,可以控制某些必需基因的表达：提供铜离子维持细胞生存;而撤去铜离子时则关闭基因的表达,可以观察其对生命活动的影响。     

集胞菌的初步研究

本文报告了网柄菌属(Dictyostelium)的4个种:毛霉状网柄菌(D.mucoroides Brefeld)、小网柄菌(D.minutum Raper)、紫网柄菌(D.purpureum Olive)和盘基网柄菌(D.discoideumRaper)。轮柄菌属(Polysphondylium)的1个种,即紫轮柄菌(P.violaceum Brefeld)。共5个种,以上均为我国新记录。此外,又增补了一些分离培养的方法,对每个种的生活史进行了观察,并提出了小囊胞应纳入生活史中。     

五种假单胞菌的分离鉴定及其生物活性

【目的】从湖南长沙市采集到的土样中分离假单胞菌并进行归类,研究各菌株抑菌和抗肿瘤生物活性,以丰富假单胞菌菌种资源并为微生物次级代谢物的挖掘奠定基础。【方法】采用大蜡螟诱集法诱集分离假单胞菌,结合形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列同源性分析,鉴定并归类各细菌,通过平板扩散法、对峙培养法和肿瘤细胞毒性试验分别研究各菌株抑制细菌、拮抗真菌和抗肿瘤细胞等生物活性。【结果】从湖南长沙市郊区菜地、林地中分离得到5株假单胞菌,归类并命名为Pseudomonas protegens CY01、绿针假单胞菌CY02(Pseudomonas chlororaphis CY02)、栖稻假单胞菌CY04(Pseudomonas oryzihabitans CY04)、Pseudomonas sp.CY05和恶臭假单胞菌CY06(Pseudomonas putida CY06)。P.protegens CY01和P.chlororaphis CY02对枯草芽胞杆菌(Bacillus subtillis)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)具有较好的抑菌效果,P.chlororaphis CY02对水稻稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)具有良好的拮抗作用,对小鼠黑色素瘤细胞B16具有较强的细胞毒性。【结论】分离得到的P.chlororaphis CY02,在抑制病原细菌、拮抗水稻稻瘟病菌和抗肿瘤细胞等方面具有显著效果。     

假单胞基因工程菌的开发应用现状与展望

假单胞菌 (Pseudomonas)是一群革兰阴性的杆菌或球杆菌 ,需氧生长 ,多数有鞭毛有动力。按照《伯杰氏系统细菌学手册》第二版 ,假单胞菌科包括 2 9个属 ,数百个种和亚种。假单胞菌广泛存在于自然界 ,是土壤和水体微生态系统的重要组成部分 ,也是自然界的碳、氮循环的重要组成部分[1] 。尽管其中的某些种如铜绿假单胞菌可引起人和动物的机会感染、个别种如丁香假单胞菌可某些农作物致病 ,但大多数种是无害的 ,某些假单胞菌和荧光假单胞菌还是植物生长的有益菌。更重要的是 ,假单胞菌拥有极为复杂的酶系统 ,具有非凡的降解能力 ,在环保方面意…     

集胞藻6803藻胆体别藻蓝蛋白多克隆抗体的制备

藻胆体是蓝藻细胞主要的捕光天线色素超分子复合体,主要由核心体和外围的杆两部分组成,核心体主要由别藻蓝蛋白组装而成,参与光能向光合作用反应中心的传递.该研究通过PCR扩增出集胞藻6803别藻蓝蛋白α亚基(ApcA)编码基因apcA,构建表达质粒pET-32a(+)-apcA,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)pLysS菌株中;通过IPTG诱导表达重组蛋白,并利用组氨酸标签将可溶性目的蛋白进行亲和纯化后,免疫日本大耳白兔,从而获得多克隆抗体.间接ELISA法揭示ApcA抗体效价可高达1∶1 025 000;蛋白免疫印迹确定该抗体具有高度特异性.表明该研究成功制备了集胞藻6803藻胆体别藻蓝蛋白多克隆抗体,为进一步研究藻胆体的核心体在光能传递过程中所承担的重要生理角色奠定了生化基础.     

集胞藻PCC 6803高产精氨酸藻株的紫外诱变选育

精氨酸在医药和食品工业上具有广泛用途。集胞藻PCC 6803是单细胞蓝藻, 能利用工业废气(主要成分是氮氧化物NO_x)与水反应生成的硝酸盐和亚硝酸盐合成氨基酸等化合物, 因而选育高产精氨酸藻株, 不仅能提高精氨酸产量, 而且能去除工业废气中的NO_x, 具有潜在的应用前景。研究在集胞藻PCC 6803中利用紫外诱变, 筛选抗0.8 g/L D-精氨酸和抗0.2 g/L 6-氮尿嘧啶的突变株, 选育到了一株精氨酸产量显著提高的突变株#13807-111-55, 它每OD₇₃₀值细胞的胞外精氨酸产量相比出发株提高了62.3倍, 达到(0.76±0.1) mg/(L·OD₇₃₀), 总精氨酸产量相比出发株提高了6.0倍, 达到(0.82±0.08) mg/(L·OD₇₃₀)。该突变株每OD₇₃₀值细胞的胞外精氨酸产量明显高于胞内, 表明该突变藻株是精氨酸分泌型, 因而具有潜在的应用前景。     

增强型绿色荧光蛋白在集胞藻6803中的表达

利用聚球藻7942热休克基因groESL的启动子和报告基因egfp,构建了表达载体pUC-Tegfp并转化集胞藻6803,并通过所制备抗体对转基因藻进行蛋白免疫印迹检测.结果发现,在转基因藻株T-egfp的细胞粗提液中含有能与eGFP抗体特异结合的蛋白质,表明外源增强型绿色荧光蛋白基因(egfp)在集胞藻6803中成功表达.     

高CO_2和UVR对叉节藻和刚毛藻生长及光化学效率的影响

为研究高CO2及UVR对大型海藻耦合效应的影响,实验选择红藻门可进行钙化的叉节藻(Amphiroa sp.)与绿藻门不具钙化能力的刚毛藻(Cladophora sp.)进行对比,探讨了高CO2与UVR对这两种藻生长及光化学效率的影响,并分析高CO2和UVR的耦合效应。结果表明,CO2浓度由360μmol/mol当前空气中CO2浓度)提高到1000μmol/mol培养73d后,叉节藻的生长下降了40.01%,而刚毛藻却增加了40.08%,UVR对叉节藻的光华学效率造成的抑制率增加了77.76%,对刚毛藻的抑制率增加了17.02%,这说明高CO2引起的海水酸化加剧了UVR对藻体的负面效应,且对具有钙化能力的叉节藻影响更显著。而叉节藻和刚毛藻之间的差异体现了藻体对海水酸化和UVR响应的种间特异性。     

不同营养方式对小球藻FACHB 484生长的影响及其非自养生长机理研究

系统研究了小球藻FACHB 484在含有葡萄糖的不同营养方式下的生长情况,并通过抑制试验探讨葡萄糖在小球藻FACHB 484光异养和兼养生长条件下所起的作用以及小球藻FACHB 484是否存在氧化呼吸系统的关键酶类。结果表明:小球藻FACHB 484可利用葡萄糖进行化能异养、光激活异养、光异养及兼养生长,其生长速率大小为:兼养光异养光激活异养化能异养光合自养。兼养培养的最大生物量和比生长速率分别是自养培养的8.6和3.4倍,其比生长速率接近于光合自养和光异养培养下的比生长速率之和。葡萄糖主要作为小球藻FACHB 484兼养和光异养培养的碳源,而能量主要源自光。小球藻FACHB 484存在氧化呼吸链代谢途径,其细胞中有琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶。       

光强和氮源对念珠藻胞外多糖分泌的影响

胞外多糖（EPS）是结皮蓝藻形成生物结皮的胶结剂,为了理解常球状存在的丝状蓝藻Nostoc胶结沙粒的机理,探讨了光强40、80 E/（m2s）和氮源（气态氮,硝态氮）对结皮优势种Nostoc sp.分泌EPS（包括荚膜多糖CPS和释放多糖RPS）的影响规律及其内在机理。结果发现:Nostoc sp.在气态氮和硝态氮下都有相似的快速生长,但其分泌的RPS、CPS及EPS量,在硝态氮下均随光强的增加而增加,在气态氮下却与光强没有关系。相关代谢研究发现,在硝态氮下细胞内有更高含量的可溶性糖和蔗糖。进一步的相关分析发现,在两种氮源下,蔗糖量与RPS量或CPS量间的显著正相关都只发生在80 E/（m2s）下,在气态氮中,两光强下的胞内总糖量都与CPS量显著负相关。以上结果说明,Nostoc sp.在氮源利用和光强适应方面都有明显优势,它即使在快速生长的对数期,也可同时分泌相当量的EPS,这使其在球状藻殖段形成之前胶结沙粒成为可能。由此可推知,Nostoc sp.在贫瘠沙土表面的最初生长过程中,其胞外的EPS均来自胞内的固碳产物,在高光强下,蔗糖很可能是其EPS合成的原料。       

合成己酸乙酯脂肪酶产生菌的筛选及产酶条件

从２７株脂肪酶产生菌中筛选到能由乙醇和己酸合成己酸乙酯的菌株８株。其中Ｒｈｉｚｏｐｕｓｓｐ．Ｈ－３菌株脂肪酶活力为５０－６０ｕ／ｍｌ,全细胞在有机溶剂中的酯化率可达己酸的９１％。Ｈ３产酶的最适碳源为淀粉或葡萄糖。６％黄豆饼粉加４％蛋白陈复合氮源有利于酶活力的增加。     

温度对黄冈仓花蝽种群增长的影响

黄冈仓花蝽(Xylocoris sp.)未成熟期的发育速率与温度呈逻辑斯蒂曲线关系,世代发育起点温度和有效积温分别为14.45℃和260.66日度.黄冈仓花蝽的世代存活率和成虫繁殖力均以28℃温度下为最高.当环境温度为32℃时,内禀增长能力最大(R_m=0.132179),相应的周限增长速率λ=1.1413天,世代平均历期T=25.48天,净增殖率R₀=29.0312.在20—36℃范围内,黄冈仓花蝽实验种群内禀增长能力呈抛物线趋势.在该种群的稳定年龄组配中,在20—32℃范围内成虫不足12%,在36℃下,成虫也仅占26.8040%.     

EFFECT OF CHROMIUM(VI) ON PHOTOSYSTEM II ACTIVITY AND HETEROGENEITY OF SYNECHOCYSTIS SP. (CYANOPHYTA): STUDIED WITH IN VIVO CHLOROPHYLL FLUORESCENCE TESTS1

The inhibitory effect of Cr(VI) on the PSII of Synechocystis sp. was studied. Cr(VI) reduced O₂ evolution and inhibited the water‐splitting system in PSII. S‐states test and flash induction test showed that Cr(VI) exposure increased the proportion of inactivated PSII (PSII_X) and PSII_β reaction centers, which increased the fluxes of dissipated energy. JIP test and Q_A^? reoxidation test demonstrated that Cr(VI) treatment induces inhibition of electron transport from Q_A^? to Q_B/Q_B^? and accumulation of P₆₈₀⁺. More Q_A^? had to be oxidized through S₂(Q_AQ_B)^? charge recombination and oxidation by PQ9 molecules in PSII under Cr(VI) stress. These changes finally decreased the index of photosynthesis performance.     

基于尼罗红染色分析金藻总脂动态积累简

通过尼罗红荧光染色对一株富油微藻金藻Isochrysis sp.CCMM5001建立和完善了一种方便快捷且能准确定量金藻油脂含量的方法,利用该方法探索了不同培养条件对金藻生长和总脂积累的影响。结果表明:经尼罗红染色后,金藻的单细胞荧光强度与其总脂含量呈良好的线性关系;金藻最适生长的氮浓度、光照强度和温度分别为1323μmol/L、148.0μmol/(m2·s)、25℃;最适总脂积累的氮浓度、光照强度和温度分别为441μmol/L、92.5μmol/(m2·s)、15℃;优化培养条件并采用两阶段培养法后总脂含量和油脂产率都有大幅提高,可分别高达63.3%和22 mg/(L·d)。     

南极衣藻谷胱甘肽-S-转移酶基因的表达及其对大肠杆菌低温耐受性的增强作用

谷胱甘肽-S-转移酶(Glutathione-S-transferase, GST, EC2.5.1.18)是生物体内一种重要的抗氧化酶, 为阐明GST在南极衣藻(Chlamydomonas sp. ICE-L)中的具体地位, 采用实时荧光定量PCR对不同温度下南极衣藻的GST基因的表达进行了分析; 并构建了原核表达载体pET28a(+)-GST, 转化至大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达, 通过平板培养法探讨了重组菌E. coli BL21(pET28a(+)-GST)对低温胁迫的耐受性。结果显示, GST在0℃时表达量最高, 最高可达对照组的两倍多; pET28a(+)-GST重组表达载体在E. coli BL21中实现了高效表达, 且主要以包涵体形式存在, 经HisTrap HP柱分离纯化获得高纯度的GST融合蛋白, 并通过SDS-PAGE及Western blot分析得以验证; 对低温胁迫实验发现南极衣藻GST蛋白的表达可以提高重组菌E. coli BL21对低温的耐受性, 说明GST基因对南极衣藻适应南极低温环境具有重要作用。     

平腹小蜂Anastatus sp.个体发育与马尾松毛虫胚胎发育的相互影响

在28℃恒温下,松毛虫的胚胎发育期为7—8天;平腹小蜂的个体发育周期为19天左右,其中胚胎期约2天。如果松毛虫在产卵后12小时,胚胎发育到盘形成期以后,被平腹小蜂寄生,则胚盘在半小时内解体离散成匀质;产卵后约36小时,胚带形成后被寄生,经约5—12小时,胚带开始破坏而逐渐解体离散成为小颗粒;松毛虫胚胎发育到胚动以后,甚至将近孵化时,仍可被平腹小蜂寄生,并将离散后的寄主胚胎组织吞食殆尽,发育成蜂,破卵壳出来。在松毛虫胚胎发育早期被寄生,卵粒寄生率高,蜂的成活率也高,反之则低。 同一寄主卵可被一头或多头平腹小蜂复寄生。一粒寄主卵内的寄生蜂卵可达9粒,但最后只羽化一头蜂。