多变鱼腥藻半稳定状态连续培养的若干特征

分别使用恒化装置和全玻璃发酵罐连续培养多变鱼腥藻。在稳定条件下加以周期性的光照(L∶D=12∶12),经5—6d得到半稳定状态连续培养物。在光照阶段,培养物的生物量增长速度约等于稀释速度D的两倍,叶绿素的增长速度略小于D的两倍,糖原的累积速度几乎高出D~5的一个数量级。细胞内糖原和蛋白质含量变化的时间过程反映出培养物在光-暗条件下的碳氮物质合成与消耗相互联系的代谢特点。半稳定状态连续培养受培养物内在的生理活性支配,生长参数的变化符合方程X=X_(oe)~((μ-D)~t),但不同于恒浊培养和恒化培养。外界因素的强弱变化只改变生长参量变化的强度。本法适用于研究微藻的生态生理。     

大肠杆菌突变株QQS101发酵生产琥珀酸初步研究

琥珀酸是一种具有重要应用价值的生物基平台化合物。对大肠杆菌focA-pflB ldhA突变株QQS101在严格厌氧条件下生长和葡萄糖代谢能力进行了考察,比较分析了葡萄糖与大肠杆菌混合酸发酵产物的单位碳的还原程度,认为非严格厌氧条件有利于QQS101发酵葡萄糖积累琥珀酸,进一步对有氧生长碳源进行了对比试验的结果表明,以木糖支持有氧生长,QQS101摇瓶发酵39 h消耗葡萄糖37.6 g/L,琥珀酸的产量达到31.01 g/L,摩尔产率为1.258 mol Succinate/mol Glucose。发酵过程中,丙氨酸的添加能够提高琥珀酸的摩尔产率。     

理性设计和构建过量合成莽草酸的大肠杆菌代谢工程菌

利用代谢工程手段理性改造野生大肠杆菌的莽草酸(Shikimic acid,SA)合成途径及相关代谢节点,以构建高产莽草酸的工程菌株.根据细胞代谢网络分析,利用Red-Xer重组系统连续删除了野生型大肠杆菌CICIMB0013的莽草酸激酶基因(aroL、aroK),葡萄糖磷酸转移酶系统(PTS)的关键组分EIICBglc的编码基因(ptsG)以及奎宁酸/莽草酸脱氢酶基因(ydiB)并系统评价了基因删除对细胞的生长、葡萄糖代谢和莽草酸积累的影响.aroL、aroK的删除阻断了莽草酸进一步转化成为莽草酸-3-磷酸,初步提高莽草酸的累积.删除ptsG基因使大肠杆菌PTS系统部分缺失,细胞通过GalP-glk(半乳糖透性酶-葡萄糖激酶)途径,利用ATP将葡萄糖磷酸化后进入细胞.利用该途径运输葡萄糖能够减少PEP的消耗,使得更多的碳代谢流进入莽草酸合成途径,从而显著提高了莽草酸的产量.在此基础上删除ydiB基因,阻止了莽草酸合成的前体物质3-脱氢奎宁酸转化为副产物奎宁酸(Quinic acid,QA),进一步提高了莽草酸的累积.初步发酵显示4个基因缺失的大肠杆菌代谢工程菌生产莽草酸的能力比原始菌提高了90多倍.     

九连小檗悬浮培养细胞生理生化特性的研究——Ⅲ.药根碱累积与细胞生长的关系

本文叙述了九连小檗植物细胞悬浮培养过程中,药根碱的累积和细胞生长与培养液中可溶性糖转化的关系。实验表明细胞培养过程中培养液的可溶性糖逐渐消耗,细胞生物量和药根碱量都逐渐增加,且细胞生长与药根碱累积的曲线几乎是平行的。然细胞生长速度较快,其生长速率曲线的峰形较尖陡。药根碱累积速度较慢,延续时间较长,其累积速率曲线的峰形较平缓。根据糖的消耗与细胞生物量增长和药根碱累积的关系,计算出蔗糖——细胞转化率为59%,蔗糖——药根碱转化率为3.3%。     

内蒙古围封草原枯落物累积对大针茅和羊草生长发育的影响

围封草原枯落物累积通过改变水分和热量的再分配影响植物的生长发育。为探究不同植物种群对枯落物累积的适应性,2015—2017年在内蒙古围封典型草原设置了枯落物去除实验,对土壤温度和水分进行了原位监测,也对群落优势物种大针茅(Stipa grandis)和亚优势物种羊草(Leymus chinensis)种群的生长发育过程及种群数量特征进行了测定。结果表明：枯落物累积显著降低生长季表层和深层土壤温度(1.3—4.6℃和1.5—3.2℃),并提高表层和深层土壤水分(1.4%—10.4%和1.0%—5.0%)。枯落物累积对大针茅种群返青时间的延迟(16.9—24.2 d)显著高于羊草种群的(5.2—6.7 d),但对大针茅和羊草种群的营养生长期无显著影响。枯落物累积显著提高大针茅种群的高度但显著降低其盖度和地上生物量,引起大针茅种群的重要值显著降低(0.38→0.22)。枯落物累积显著提高羊草种群的高度、盖度和地上生物量,进而显著提高其重要值(0.16→0.28)。大针茅和羊草种群重要值排序的更替驱动围封草原植物群落演替。本研究从植物种群的角度为阐明围封草原群落结构与功能改变提供新视角,也为科...     

谷氨酰胺对微囊化重组CHO细胞生长代谢及内皮抑素表达的影响

微囊化技术是一种有发展潜力的生物技术,在细胞移植和药物控释等方面具有广泛的应用。然而由于目前微囊化细胞规模化培养技术还不成熟,阻碍了其在临床治疗中的推广与应用。为了了解微囊化重组CHO细胞的生长代谢特性为今后规模化培养优化提供技术参考,考察了主要氮源物质谷氨酰胺对微囊化重组CHO细胞生长代谢及内皮抑素表达的影响。结果显示:当谷氨酰胺起始浓度从2.69mmolL增加到9.05mmolL时最大活细胞密度并没有增高,细胞增殖没有显著差异。当谷氨酰胺起始浓度较低(2.69mmolL)时,葡萄糖的比消耗速率较大;当谷氨酰胺起始浓度增高时(7.91mmolL～9.05mmolL)葡萄糖和谷氨酰胺的比消耗速率增大,但细胞对葡萄糖和谷氨酰胺的利用率降低。谷氨酰胺对产物表达有显著影响,起始浓度为4.97mmolL时的内皮抑素累积浓度最高,达546.36ngmL,过低和过高谷氨酰胺起始浓度下内皮抑素的累积浓度均较低。     

在静态和动态培养条件下杂交瘤细胞的生长和代谢

通过对WuT3杂交瘤细胞在静态和动态培养条件下的比较,发现细胞生长和代谢有很大不同。在静态培养条件下,细胞培养周期较长,细胞密度较高;但在动态培养条件下,细胞代谢更加旺盛,葡萄糖、氨基酸等营养物质的消耗加快,乳酸、氨、丙氨酸等代谢产物的比生成速率较大。     

川西亚高山两种树木不同径级根系腐殖化过程中胡敏酸和富里酸的累积特征

根系腐殖化过程中腐殖质的累积是土壤有机质形成和碳吸存的一个重要途径。该文采用凋落物袋法,研究了川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)两种优势林木3个径级根系(0–2、2–5和5–10 mm)在冬季和生长季胡敏酸和富里酸累积特征。结果表明:经过两年的腐殖化,粗枝云杉和岷江冷杉根系胡敏酸和富里酸含量受径级显著影响,并随径级增大而降低。不同径级间富里酸净累积量差异显著,而胡敏酸净累积量差异不显著;两个树种间胡敏酸和富里酸含量和净累积量差异不显著。胡敏酸在冬季降解而在生长季节累积,其中粗枝云杉0–2、2–5和5–10 mm根系净累积量分别为8.0、10.8和7.6 g·kg~(–1),岷江冷杉分别为15.2、8.0和7.8 g·kg~(–1)。富里酸总体表现为降解,其中粗枝云杉0–2、2–5和5–10 mm根系降解量为178.0、166.0和118.0 g·kg~(–1),岷江冷杉分别为170.0、160.0和128.0 g·kg~(–1)。根系径级对亚高山森林植物根系腐殖质累积有显著影响,而径级影响与分解时期有一定关联。     

岩黄连细胞生长与营养物质消耗的动态学研究

在岩黄连细胞悬浮培养过程中,对培养液pH值,碳源、氮源和磷酸盐含量,以及细胞生物量和生物碱含量进行测定,分析其动态变化过程。结果显示培养液pH值在培养初期降低,后逐渐升高;碳源在培养过程中逐渐被利用,磷酸盐和氮源在培养中期几乎耗尽,其中磷酸盐的消耗速率最快;悬浮细胞的生长周期为20 d左右,第18天细胞鲜重和干重达最大,而第21天脱氢卡维丁和小檗碱的含量最高,分别为8.22mg/L和4.31mg/L。结果表明营养物质(碳、氮和磷)的吸收与细胞生长以及生物碱的合成密切相关,营养元素的相对消耗速率为磷>氮>碳,推测氮和磷是影响岩黄连细胞培养的主要因素。     

人参细胞大量培养的研究

人参细胞培养液的 pH 值在培养过程中先迅速降低然后缓缓回升,后又趋于平稳。合成皂甙高峰在细胞生长对数期稍后出现。生产皂甙的最佳收获期,细胞悬浮培养为20—25天,细胞发酵培养为15—18天。细胞生长和皂甙累积要求有一个稳定而又适宜的 pH 值环境。发酵培养无论对细胞生长、培养规模、还是皂甙含量均是一种较为理想的培养方式。     

D-葡萄糖串联发酵生产2-酮基-L-古龙酸的工艺条件

研究了在10L发酵罐中D-葡萄糖串联发酵生产维生素C前体——2-酮基-L-古龙酸的发酵工艺条件。第一步发酵采用欧文氏菌(Erwinia sp.)的突变株SCB247,培养36小时,可将D-葡萄糖转化成中间体2,5-二酮基-D-葡萄糖酸,在发酵液中约累积180mg/ml。第二步发酵采用棒状杆菌(Corynebacterium sp.)SCB3058,可将2,5-二酮基-D-葡萄糖酸专一性地还原生成2-酮基-L-古龙酸。在细胞生长进入对数生长期后期时,加入经十二烷基硫酸钠处理的第一     

水杨酸对霍山石斛类原球茎细胞生长及多糖合成的影响

本研究考察了水杨酸对霍山石斛类原球茎悬浮培养细胞生长、多糖合成、碳代谢的影响,并研究了细胞生长、多糖合成以及蔗糖消耗的动力学。结果表明,水杨酸对霍山石斛类原球茎细胞生长有轻微的抑制作用,但能够显著改善类原球茎对碳源的利用,提高胞内可溶性糖的含量,从而促进多糖的合成,其中以添加100μmol/L浓度的水杨酸效果最好,培养18d时,多糖产量达到3.129g/L,为对照的1.63倍。建立的培养动力学模型能较好地反映水杨酸调控霍山石斛类原球茎悬浮培养过程中细胞生长、多糖合成和蔗糖消耗特性。     

杉木和米槠凋落叶DOM对土壤碳矿化的影响

DOM(Dissolved organic matter)是土壤微生物呼吸的重要底物,凋落物淋溶的DOM对土壤碳矿化具有重要影响。选择中亚热带地区具有代表性的杉木(Cunninghamia lanceolata)和米槠(Castanopsis carlesii)凋落叶作为研究对象,通过两个月的短期室内培养,把不同凋落叶浸提出的DOM添加到培养瓶中,定期测定土壤碳矿化速率,计算土壤碳累积矿化量,探讨两种等浓度等量DOM添加对土壤碳矿化的影响,并分析DOM化学性质在土壤碳矿化过程中的重要性。结果表明:米槠凋落叶浸提得到的DOC(Dissolved organic carbon)和DON(Dissolved organic nitrogen)浓度均显著高于杉木凋落叶的(P0.05),而杉木凋落叶浸提得到的DOM的UV吸收值(SUVA_(254))和HIX(Humification index)均显著低于米槠凋落叶的(P0.01)。添加等浓度等量杉木和米槠凋落叶DOM到土壤中均显著增加了土壤碳矿化速率,在第1天内分别比对照高198%和168%,3d后下降到61.8%和44.1%,14d后基本处于平稳状态,表明外源有机物添加对土壤碳矿化的前期影响较大。培养过程中,添加杉木和米槠凋落叶DOM的土壤碳矿化累积量均能采用双因素指数模型进行拟合(r~2=0.99),但添加两者凋落叶DOM后土壤碳矿化累积量没有显著差异。     

添加混合凋落物对沙丘草地土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是调节温室气体排放、土壤有机质形成以及土壤生物和植物营养供应的重要过程,植物残体分解释放CO_2对土壤有机碳矿化有着重要影响。通过对科尔沁沙地沙丘草地4种优势植物叶凋落物的混合培养试验,测定了凋落物培养过程中CO_2释放速率及其累积释放量,比较了混合凋落物CO_2释放量实测值与预测值的差异,分析了凋落物化学成分和物种多样性(包括物种丰富度和物种组成)与土壤有机碳矿化的相关关系,以期解释添加混合凋落物对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,混合凋落物物种丰富度对土壤有机碳矿化的影响不显著,而凋落物一些化学性质与土壤有机碳矿化紧密相关;所有混合组合处理中,80%的凋落物组合处理对土壤有机碳矿化产生显著(P0.05)的非加和效应;氮含量较高的豆科植物达乌里胡枝子凋落物与禾本科植物凋落物混合后土壤有机碳矿化表现极显著(P0.001)的协同非加和效应,而禾本科植物凋落物交互混合后土壤有机碳矿化产生显著拮抗非加和效应,这可能是凋落物化学成分相似或凋落物叶片的空间异质性引起的。     

谷氨酸棒杆菌SYPS-062合成L-丝氨酸的代谢通量分析

以一株由自然界筛选获得的能够利用糖质原料直接产L-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum SYPS-062为研究对象,考察了一碳单元循环中的辅因子—叶酸和维生素B12对菌株生长、蔗糖消耗及L-丝氨酸生成的影响,同时对处于对数生长期的菌株进行了代谢流量分析。结果发现,添加扰动因子叶酸和维生素B12对磷酸戊糖途径(HMP)碳流影响较大,碳源主要用于细胞生长及合成能量,而流向目的产物L-丝氨酸的碳流减少。同时在添加维生素B12时,增大了G3P节点的L-丝氨酸合成途径的分流比,但造成三羧酸循环(TCA)的流量不足,需要大量回补,从而限制了产物合成速率的进一步提高。     

茉莉酸甲酯对中国红豆杉胚性细胞紫杉醇生物合成的影响

紫杉醇(taxol)是一种复杂的二萜类生物碱,最初是从红豆杉类(Taxus)植物的树皮中分离出来的。紫杉醇作为具有广谱抗肿瘤活性的药物而得到广泛的临床应用,成为当今世界上有效的抗癌药物之一,但其天然资源十分稀少,解决其药源问题就显得非常重要。目前,普遍认为采用红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇是很有希望的途径之一。而提高红豆杉细胞生长速率以及细胞中紫杉醇的含量是实现细胞悬浮培养生产紫杉醇的两个关键因素,笔者研究了茉莉酸甲酯(methyl-jasmonate,简称MJ)在红豆杉细胞培养中的代谢调节作用。茉莉酸甲酯是茉莉属(Jasminum)中的素馨花…     

棉秆炭特性及其对灰漠土土壤有机碳矿化的效应

生物炭具有提高土壤肥力和减缓温室气体排放的作用,但其对土壤有机碳矿化的作用效应存在争议。以新疆灰漠土为研究对象,采用300℃和600℃制备的棉花秸秆炭(棉杆炭)为试材,在25℃、75%的土壤饱和含水量条件下,通过100 d的室内培养,研究了不同比例的棉杆炭添加(0、0.1%、0.5%、1.0%、2.0%和100%,以质量计)对土壤有机碳矿化的效应。结果表明:1)高温制备的棉杆炭,孔隙结构排列整齐,表面光滑,孔隙度和比表面积大,芳香化程度增强;2)棉杆炭的有机碳矿化速率与时间呈乘幂关系(P0.05),300℃棉杆炭相比600℃棉杆炭的累积矿化量和累积矿化率分别提高了318%和87.06%;高温炭化抑制了有机碳矿化;与对照相比,添加300℃棉杆炭增加了土壤有机碳累积矿化量(0.1%处理除外,降低了7.22%),并随棉杆炭添加量而增加,土壤有机碳累积矿化量提高幅度在3.05%—35.28%,而添加600℃棉杆炭降低了土壤有机碳累积矿化量,降低幅度为6.11%—10.79%;3)培养前期(0—20 d)300℃棉杆炭对灰漠土土壤原有有机碳矿化为正激发效应(0.1%处理除外),后期为负激发效应,整个培养期内为负激发效应;600℃棉杆炭培养前期(0—5 d)对土壤原有有机碳激发效应微小,主要表现为负激发效应。由此可见,低温制备的棉杆炭能提高土壤有机碳矿化,而高温制备棉杆炭则抑制了土壤有机碳矿化,棉杆炭添加对土壤原有有机碳矿化具有负激发效应,能够促进土壤有机碳积累。     

云南栽培的西蒙得木种子蜡的化学成分

西蒙得木(Simmondsia chinensis)为重要油脂植物。我所引种栽培的西蒙得木种子蜡(液体蜡)经化学处理后,用GC及GC/MS分析,化学成分与原产地一致。我们采用“远端基团修饰法”确定了未见前人报道的脂肪酸的双键位置。分析结果,西蒙得木液体蜡的脂肪酸部分,其主要成分(％):十六碳烯-7-酸0.07—0.10,十八碳烯-9-酸3.73—5.92,二十碳烯-11-酸37.59—38.83,二十二碳烯-13-酸7.09—9.27,二十四碳烯-15-酸0.62—1.11。脂肪醇部分主要成分(％):十八碳烯醇0.21—0.24,二十碳烯醇16.15—22.07,二十二碳烯醇19.93—23.09,二十四碳烯醇2.96—4.96。     

不同物候时期华西雨屏区四个树种新鲜凋落物可提取腐殖质碳动态

凋落物的可提取腐殖质碳可随着植物生长节律及物候时期的变化而变化,并进而影响物质循环的过程,为深入了解以凋落物为载体的生态系统物质循环特征,该研究以华西雨屏区麻栎(Quercus acutissima)、楠木(Phoebe zhennan)、柳杉(Cryptomeria fortune)和喜树(Camptotheca acuminate)为对象,通过定点动态收集萌芽期、展叶期、盛叶期和落叶期的不同类型凋落物,分析其可提取腐殖质碳(extractable humus carbon,HC)、胡敏酸碳(humic acid carbon,HAC)、富里酸碳(fulvic acid carbon,FAC)以及胡敏酸碳/富里酸碳(humic acid carbon/fulvic acid carbon,HAC/FAC)的差异。结果表明:相对于其他凋落器官,在同一物候时期凋落叶中的HC和HAC含量都最高,大致都表现为凋落叶>凋落枝>凋落果,且在落叶树种中更为显著;相对于其他时期,展叶期四个树种凋落叶均表现出较高的FAC含量,但不同物候期凋落枝和凋落果的HAC含量以及FAC含量受物种的影响较大。尽管HAC/FAC在各器官间差异并不显著,但落叶树种相同器官的HAC/FAC低于常绿树种,表明落叶树种凋落物富里酸相对含量较高,形成速度相对较快,难降解程度也相对较大。统计分析表明关键时期、物种类型、器官类型及其相互作用对凋落物中HC、HAC、FAC含量和HAC/FAC均具有不同程度的影响,这为进一步深入认识区域生态系统以凋落物为载体的物质循环过程提供了理论依据及新的思路。     

贝叶多孔菌营养生理生化特性的研究

本文对贝叶多孔菌(Polyporus frondosus)在柞树木屑——麦麸基物上生长期间基物的降解特性和培养物中胞外纤维素酶、半纤维素酶和淀粉酶在培养过程中的活性变化规律及其它一些生物化学性质进行了研究。认为贝叶多孔菌是白腐型木腐真菌。在培养初期主要利用基物中可溶性糖类为碳源,在子实体发育期,碳源基本由降解基物中木质纤维素所提供。