接种AMF和DSE对蛋白桑提质增产效应的影响

【目的】探究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)和深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)对蛋白桑(Morus alba)产量及品质的影响。【方法】采用盆栽试验,以丛枝菌根真菌和深色有隔内生真菌为微生物处理菌剂,通过设置单接种DSE、单接种AMF和联合接种DSE+AMF3种不同微生物组合研究对蛋白桑生长、产量和品质等影响,探索微生物菌剂对生态饲料作物蛋白桑的经济潜力。【结果】与未接菌处理(CK)相比,3种接菌处理均能显著促进蛋白桑地上部生长,提高地上部生物量,增加幅度为156.4%-196.6%;接菌微生物提高了蛋白桑的光合速率,增加了植物叶片氮、磷、钾的累积,提高蛋白桑的产量。接种微生物会使蛋白桑叶粗蛋白含量提升,降低饲料纤维营养价值,从而综合改善蛋白桑品质。微生物处理能够显著增加蛋白桑的叶茎比,提升了蛋白桑叶片的比例,优化生长结构,不同微生物处理对蛋白桑叶片各饲用品质指标的影响较其相应茎部更为明显,可以根据桑叶和茎秆的蛋白含量进行合理搭配获得饲料不同品级,从整体水平上提升蛋白桑地上部植株的饲用品质。接种微生物...     

丛枝菌根真菌与深色有隔内生真菌对姜瘟病的防效及抗病机理初探

【背景】青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum,R.S)引发的姜瘟病是生姜产业发展的瓶颈问题。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi, AMF)与深色有隔内生真菌(dark septate endophytes,DSE)是两类重要的共生微生物。【目的】前期研究发现,AMF与DSE可提高生姜对姜瘟病的抗性,但其抗病机制尚不清楚,极大地限制了利用这两类共生真菌对该病的防治。【方法】在温室条件下做盆栽试验,以生姜组培苗为材料,设立接种AMF、DSE和不接种AMF、DSE的对照(CK)处理,并在上述处理下的植物生长4周后淋入病原菌液,病原菌接种1周后,通过测定菌根侵染率、发病率、叶绿素含量、光合指标、磷(P)含量、防御性酶活性及丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量,研究AMF和DSE互作对病原菌侵染后生姜生长和生理生化指标的影响。【结果】AMF和DSE分别使姜瘟病发病率降低了45.27%和52.04%(P<0.05)。AMF+DSE组合处理抑病效果更好,发病率较对照降低60.87%(P<0.05)。AMF、DSE及...     

中国江西龙虎山崖顶植物根中深色有隔内生菌多样性

为探明丹霞地貌区崖顶植物深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）多样性、群落组成以及生态分布规律。本文以江西龙虎山崖顶常见植物刺柏、马尾松、青冈栎、檵木、乌饭树、鸭跖草、苦槠、辣木树和香附子9种植物的根为研究对象,采用经典的组织分离方法分离DSE真菌,结合形态学特征和分子生物学数据研究丹霞地貌区崖顶常见植物DSE真菌多样性。结果表明：从9种植物根部990个组织块中,共分离纯化出404株菌株,经鉴定隶属于45个分类单元。其中,青霉属Penicillium、拟内孢霉属Endomycopsis、曲霉属Aspergillus、头囊霉属Ascocybe为优势属群,属种组成在不同植物中存在差异,且内生真菌属的数目与植物优势度极显著正相关（P<0.01）。9种植物深色有隔内生真菌（DSE）总分离率在0.51%-13.33%之间;各植物DSE Shannon指数在0.0743-1.0400之间,与植物优势度极显著正相关（P<0.01）,差异明显;Simpson指数较高（均值>0.7）且Pielou指数较低（均值<0.4）表明DSE真菌在不同植物分布不均匀;相似性指数普遍不高,在0.071-0.467之间。本研究初步揭示了丹霞地貌区崖顶深色有隔内生真菌的分布及多样性情况,为进一步探讨内生真菌在丹霞地貌等特殊生境的生态功能提供参考。     

香蕉枯萎病生防菌绿头枝孢菌LS1的筛选鉴定

【背景】香蕉枯萎病是一种真菌土传毁灭性病害,由于抗病品种产量普遍不佳和化学防治易污染环境等系列问题,生物防治是其理想的防治方法。【目的】筛选抗香蕉枯萎病的深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes,DSE)菌株,丰富生防菌株资源库。【方法】采用平皿和盆栽实验方法评价5株DSE对香蕉的促生作用和对香蕉枯萎病的防治效果,采用形态学和分子生物学相结合的方法对优良菌株进行分类鉴定。【结果】接种DSE可有效促进香蕉植株的生长,尤以菌株LS1作用最显著,接种后鲜重与干重分别比对照增加47.36%与42.40%;接种DSE可有效提高植株对香蕉枯萎病的抗性,其中菌株LS1处理的香蕉植株表现的防治效果显著优于其它菌株,平皿中的防效为86.19%,盆栽实验防效为63.19%;结合形态学和分子鉴定技术,将菌株LS1鉴定为绿头枝孢菌Cladosporium chlorocephalum。【结论】LS1是一株具有开发利用价值的香蕉枯萎病生防菌株。     

宁夏枸杞深色有隔内生真菌的侵染特征及多样性

【背景】枸杞是享誉中外的名贵药材,深色有隔内生真菌(Dark septate endophytes,DSE)是枸杞内生真菌的重要组成部分。【目的】从宁夏枸杞栽培品种和野生品种的根系分离获得DSE菌株,研究枸杞DSE的群落组成、物种多样性及在宿主植物内的侵染定殖情况。【方法】从宁夏枸杞栽培园采集栽培品种宁杞1号、宁杞3号、宁杞5号、宁杞6号、宁杞7号、宁杞8号以及野生品种黄果枸杞和黑果枸杞共8个枸杞品种的根系,分离DSE菌株,运用形态学特征、r DNA-ITS序列分析进行菌株鉴定,采用回接试验方法确定DSE真菌。【结果】DSE在枸杞根系能形成大量"微菌核"典型结构。从8个枸杞品种根系中共分离获得DSE菌株279株,分属于18个属,具有丰富的物种多样性。镰刀菌属(Fusarium)为各品种的共有属和优势属,相对频率最高达85%。Monosporascus、蓝状菌属(Talaromyces)和俄氏孔菌属(Earliella)为枸杞内首次报道的DSE。枸杞不同品种中DSE群落物种多样性指数、均匀度指数和Simpson指数差异显著。【结论】DSE在枸杞栽培品种及野生品种中具有丰富的生物多样性,能够与枸杞根系形成良好的共生关系,增强了枸杞对生态环境的适应性。     

新疆药用植物天山雪莲及红景天内生真菌的分离与初步鉴定

本文采用常规组织块分离法及直接克隆测序的方法初步鉴定了新疆天山地区代表性的两种药用植物天山雪莲和红景天根内可培养及不可培养的内生真菌。从两种药用植物根中共分离获得34株内生真菌,除7株鉴定为镰孢菌属Fusarium外,其余菌株均具有暗色、有隔菌丝,不产生孢子;从形态上看,属典型的深色有隔内生真菌（dark septate endophyte,DSE）。采用直接克隆测序的方法,从两种植物的根中共获得143个真菌克隆子。依据核糖体内转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）序列鉴定多数克隆子归属于柔膜菌目Helotiales及格孢腔菌目Pleosporales,与已知的DSE如背芽突霉属Cadophora、瓶头霉属Phialocephala、瓶霉属Phialophora以及Leptodontidium等有90%以上的核苷酸序列相似性。该结果显示DSE在天山雪莲和红景天根部内生真菌中占优势,暗示其可能参与了宿主植物对高寒、强辐射环境的生态适应。     

中国江西龙虎山崖顶植物根中深色有隔内生菌多样性（英文）

为探明丹霞地貌区崖顶植物深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)多样性、群落组成以及生态分布规律。本文以江西龙虎山崖顶常见植物刺柏、马尾松、青冈栎、檵木、乌饭树、鸭跖草、苦槠、辣木树和香附子9种植物的根为研究对象,采用经典的组织分离方法分离DSE真菌,结合形态学特征和分子生物学数据研究丹霞地貌区崖顶常见植物DSE真菌多样性。结果表明:从9种植物根部990个组织块中,共分离纯化出404株菌株,经鉴定隶属于45个分类单元。其中,青霉属Penicillium、拟内孢霉属Endomycopsis、曲霉属Aspergillus、头囊霉属Ascocybe为优势属群,属种组成在不同植物中存在差异,且内生真菌属的数目与植物优势度极显著正相关(P0.01)。9种植物深色有隔内生真菌(DSE)总分离率在0.51%–13.33%之间;各植物DSEShannon指数在0.0743-1.0400之间,与植物优势度极显著正相关(P0.01),差异明显;Simpson指数较高(均值0.7)且Pielou指数较低(均值0.4)表明DSE真菌在不同植物分布不均匀;相似性指数普遍不高,在0.071–0.467之间。本研究初步揭示了丹霞地貌区崖顶深色有隔内生真菌的分布及多样性情况,为进一步探讨内生真菌在丹霞地貌等特殊生境的生态功能提供参考。     

嗜热链球菌IMAU20246胞外多糖基因簇及其表达分析北大核心

【目的】嗜热链球菌IMAU20246是一株具有良好发酵特性且高产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)的菌株,但其EPS基因簇及合成途径尚不清晰。因此可通过全基因组测序及生物信息学分析菌株基因组序列,探究EPS合成及调控机制。【方法】本实验对嗜热链球菌IMAU20246进行全基因组测序并进行生物信息学分析,解析EPS生物合成相关基因簇及EPS合成途径,同时采用实时荧光定量PCR技术(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)对其不同时间点EPS基因簇的表达进行定量分析。【结果】嗜热链球菌IMAU20246基因组中有一个18.1 kb的EPS生物合成基因簇,编码15个与EPS生物合成相关的基因。嗜热链球菌IMAU20246通过转运葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、乳糖、海藻糖、纤维二糖及蔗糖合成UDP-葡萄糖、dTDP-葡萄糖、dTDP-鼠李糖、UDP-半乳糖、UDP-呋喃半乳糖、UDP-N-乙酰葡萄糖胺和UDP-N-乙酰半乳糖胺等7种糖核苷酸。qRT-PCR的结果表明,EPS基因簇中的基因在细胞生长阶段均能表达,特别是糖基转移酶基因epsE、epsF、epsH和epsJ在培养6 h时表达量最高,此时EPS产量达到最高。【结论】本研究从基因组解析了嗜热链球菌IMAU20246 EPS基因簇及其合成途径,为菌株的进一步开发提供了理论依据。     

培养条件对双歧杆菌EPS各组分产量及比例的影响

【目的】动物双歧杆菌RH产生的胞外多糖(exopolysaccharides, EPS)经阴离子交换柱层析可获得EPSa和EPSb两个组分。得到可提高EPS的总产量, 尤其是EPSb产量的最佳培养基和培养条件。【方法】对培养基类型、氮源、碳源、碳源浓度、培养基初始pH值、培养温度和时间对双歧杆菌EPSa和EPSb产量的影响进行分析。【结果】在初始pH值调整为7.0的含5%蔗糖的PTYG培养基上, 在35 °C温度下厌氧培养60 h时动物双歧杆菌RH的EPSa和EPSb产量分别为0.982±0.003 g/L和0.312±0.001 g/L。【结论】在上述条件下EPS总产量高且可获得较多的EPSb。     

五种漠境深色有隔内生真菌对小麦促生抗旱效应研究

干旱是限制小麦生产力的主要环境压力之一,而全球水资源短缺将进一步加剧这种情况.因此,通过可持续的方法提高小麦产量和抗旱性已迫在眉睫.内生真菌与植物共生已被广泛研究,而野生植物丰富的共生真菌为有益菌株筛选提供了更多选择.本研究选取禾本科荒漠植物沙鞭根系分离的5种深色有隔内生真菌(dark septate endophyte, DSE)为研究对象,体外模拟干旱胁迫以筛选高效抗旱菌株;人工接种实验考察接种小麦的营养生长、根系发育、抗逆生理、籽粒产量及土壤营养等指标,探究DSE对小麦促生抗旱的潜力.结果表明, DSE在体外培养条件下均具有干旱胁迫耐性,共筛选2种优势菌株,分别为Alternaria sorghi(As)和Alternaria alternata(Aa).在干旱条件下,接种漠境DSE显著提高了小麦籽粒产量、根长、根表面积及地上部氮含量,且As, Aa和Alternaria chlamydosporigena对小麦的促生抗旱作用较强.此外,接种DSE的小麦生长基质中有机碳含量显著增加.综上所述, Aa和As在小麦促生抗旱研究中具有较好的应用潜力.     

综述与专论: 基于核酸适配体的细胞外囊泡分离分析方法

细胞外囊泡通过参与细胞间通讯，在诸多生理病理过程中发挥着重要作用。因此，细胞外囊泡的分离分析对理解其生物学功能以及发展基于囊泡的疾病诊疗方法具有重要价值。细胞外囊泡的高效分离以及高灵敏可靠检测很大程度上取决于识别配体。核酸适配体是一类高效、特异结合其靶标分子的单链寡核苷酸。核酸适配体的易修饰和可程序化设计等特征，使其成为细胞外囊泡分离和分析的理想识别配体。为提高细胞外囊泡的分离效率，研究者们提出多种策略用于提升核酸适配体的亲和力，以及界面与细胞外囊泡的接触几率。此外，分离不同亚型的细胞外囊泡有助于理解细胞外囊泡的生物学意义。在细胞外囊泡分析方面，根据核酸适配体与细胞外囊泡识别信号的转导方式不同，分为电化学、可视化、表面增强拉曼光谱、荧光法等方法。本文综述了核酸适配体的筛选以及其在细胞外囊泡分离和分析中的最新进展、挑战及未来方向。     

Exosomes from hypoxic endothelial cells have increased collagen crosslinking activity through up‐regulation of lysyl oxidase‐like 2

Exosomes are important mediators of intercellular communication. Additionally, they contain a variety of components capable of interacting with the extracellular matrix (ECM), including integrins, matrix metalloproteinases and members of the immunoglobin superfamily. Despite these observations, research on exosome‐ECM interactions is limited. Here, we investigate whether the exosome‐associated lysyl oxidase family member lysyl oxidase‐like 2 (LOXL2) is involved in ECM remodelling. We found that LOXL2 is present on the exterior of endothelial cell (EC)‐derived exosomes, placing it in direct vicinity of the ECM. It is up‐regulated twofold in EC‐derived exosomes cultured under hypoxic conditions. Intact exosomes from hypoxic EC and LOXL2 overexpressing EC show increased activity in a fluorometric lysyl oxidase enzymatic activity assay as well as in a collagen gel contraction assay. Concordantly, knockdown of LOXL2 in exosome‐producing EC in both normal and hypoxic conditions reduces activity of exosomes in both assays. Our findings show for the first time that ECM crosslinking by EC‐derived exosomes is mediated by LOXL2 under the regulation of hypoxia, and implicate a role for exosomes in hypoxia‐regulated focal ECM remodelling, a key process in both fibrosis and wound healing.     

微生物胞外活性氧的产生及其促进有机污染物降解的研究进展

生物法处理是环境中有机污染物去除的主要途径,具有费用低、环境影响小等特点,其不足之处在于所需处理时间长,尤其当有机污染物难降解时,处理时间长达数十年甚至数百年.胞外活性氧(extracellular reactive oxygen species,EROS)是微生物代谢时产生的一类含氧活性基团,对难降解有机物的生物降解...     

Vascular smooth muscle cell senescence accelerates medin aggregation via small extracellular vesicle secretion and extracellular matrix reorganization

Vascular amyloidosis, caused when peptide monomers aggregate into insoluble amyloid, is a prevalent age-associated pathology. Aortic medial amyloid (AMA) is the most common human amyloid and is composed of medin, a 50-amino acid peptide. Emerging evidence has implicated extracellular vesicles (EVs) as mediators of pathological amyloid accumulation in the extracellular matrix (ECM). To determine the mechanisms of AMA formation with age, we explored the impact of vascular smooth muscle cell (VSMC) senescence, EV secretion, and ECM remodeling on medin accumulation. Medin was detected in EVs secreted from primary VSMCs. Small, round medin aggregates colocalized with EV markers in decellularized ECM in vitro and medin was shown on the surface of EVs deposited in the ECM. Decreasing EV secretion with an inhibitor attenuated aggregation and deposition of medin in the ECM. Medin accumulation in the aortic wall of human subjects was strongly correlated with age and VSMC senescence increased EV secretion, increased EV medin loading and triggered deposition of fibril-like medin. Proteomic analysis showed VSMC senescence induced changes in EV cargo and ECM composition, which led to enhanced EV-ECM binding and accelerated medin aggregation. Abundance of the proteoglycan, HSPG2, was increased in the senescent ECM and colocalized with EVs and medin. Isolated EVs selectively bound to HSPG2 in the ECM and its knock-down decreased formation of fibril-like medin structures. These data identify VSMC-derived EVs and HSPG2 in the ECM as key mediators of medin accumulation, contributing to age-associated AMA development.     

Biological functions of proteoglycans: use of specific inhibitors of proteoglycan synthesis

The use of specific inhibitors of proteoglycan synthesis have demonstrated essential functions for these molecules. Proteoglycans do not appear to be essential for cell viability or proliferation but are necessary for stable assembly of ECM and functional cell-ECM interaction. Because of their ability to nearly completely abolish ECM assembly in cell culture systems, proteoglycan synthesis inhibitors are useful tools to examine effects of ECM on the phenotypic behavior of cells.Despite its usefulness, the use of proteoglycan synthesis inhibitors has some drawbacks. The most significant of these is the fact that synthesis of all proteoglycans is inhibited, making it difficult to assign a particular function to a specific proteoglycan type. For this reason, inhibition studies need to be done in conjunction with additional biochemical, immunological or molecular biological studies.     

微生物胞外呼吸电子传递机制研究进展

胞外呼吸是近年来发现的新型微生物厌氧能量代谢方式,主要包括铁呼吸、腐殖质呼吸与产电呼吸3种形式。微生物胞外呼吸与传统的有氧呼吸、胞内厌氧呼吸存在显著差异。其电子受体多以固态形式存在于胞外;氧化产生的电子必须通过电子传递链从胞内转移到细胞周质和外膜,并通过外膜上的细胞色素c、纳米导线或自身产生的电子穿梭体等方式,最终将电子传递至胞外的末端受体。胞外呼吸的本质问题是微生物与胞外电子受体(铁/锰氧化物、固态电极或腐殖质等)的相互作用,即微生物如何将胞内电子传递至胞外受体。胞外呼吸的研究丰富了人们对微生物呼吸多样性的认识,同时在污染物原位修复及清洁生物能源提取方面具有重要应用前景,是当前研究的热点问题。总结了胞外呼吸类型和胞外呼吸菌的多样性,重点阐述了胞外呼吸的电子传递过程,并提出了其应用前景及今后的研究方向。     

Monomeric and polymeric forms of ependymin: A brain extracellular glycoprotein implicated in memory consolidation processes

Ependymin, a brain extracellular glycoprotein that appears to be implicated in neural circuit modifications associated with the process of memory consolidation, can rapidly polymerize into fibrous aggregates when the Ca²⁺ concentration in solution is reduced by the addition of EGTA or by dialysis. Such aggregates, once formed, could not be redissolved in boiling 1% SDS in 6 M urea, acetic acid, saturated aqueous potassium thiocyanate, and trifluoroacetic acid. They were, however, soluble in formic acid. Investigations of the immunological properties of ependymin indicated that various monomers, oligomers and polymers of the molecule with differing carbohydrate contents can be obtained. The polymerization properties of the ependymins may play an important role in their functions in memory consolidation mechanisms.Special Issue dedicated to Prof. Holger Hydén.     

Manufacturing and characterization of extracellular vesicles from umbilical cord–derived mesenchymal stromal cells for clinical testing

Extracellular vesicles (EVs) derived from mesenchymal stromal cells (MSCs) may deliver therapeutic effects that are comparable to their parental cells. MSC-EVs are promising agents for the treatment of a variety of diseases. To reach the intermediate goal of clinically testing safety and efficacy of EVs, strategies should strive for efficient translation of current EV research. On the basis of our in vitro an in vivo findings regarding the biological actions of EVs and our experience in manufacturing biological stem cell therapeutics for routine use and clinical testing, we discuss strategies of manufacturing and quality control of umbilical cord–derived MSC-EVs. We introduce guidelines of good manufacturing practice and their practicability along the path from the laboratory to the patient. We present aspects of manufacturing and final product quality testing and highlight the principle of “The process is the product.” The approach presented in this perspective article may facilitate translational research during the development of complex biological EV-based therapeutics in a very early stage of manufacturing as well as during early clinical safety and proof-of-concept testing.     

华北农牧交错带农田-草地界面土壤水分影响域分析

在华北农牧交错区,选择线状边界的农田与草地典型区进行调查与土壤水分测定,采用移动窗口法,对农田-草地景观界面表层（0～20 cm）土壤水分影响域进行研究.结果表明：界面水分的影响域为草地6 m到农田4 m,总宽度10 m,属急变型界面;将农田-草地景观界面划分为3个功能区：农田功能区、草地功能区和农田-草地复合功能区.其中农田-草地复合功能区的土壤含水量变化剧烈,而草地功能区与农田功能区内土壤水分基本呈线性分布;草地生态系统土壤平均含水量比农田高约1 g·g^-1,这主要是由于草地开垦为农田后风蚀等作用而引起的土壤毛管持水力下降所致.作为植被覆盖不同的两个生态系统,不同的植物蒸腾和地表蒸发,可使不同功能区的土壤含水量产生明显差异,从而使土壤水势发生变化,使水分跨生态系统运移成为可能.     

植物细胞质外体多肽与蛋白研究

细胞质膜以外的质外体是植物细胞的重要组成部分,质外体是植物细胞的重要信号源和细胞器。当植物遭受生物或非生物环境刺激时,可能首先引起质外体信号系统的变化;同时质外体作为植物细胞之间最方便的通道,在细胞间信号传递和信息交流上起重要作用,从而成为协调植物细胞分化、器官形成和整体生长发育的决定性因素之一。本文概括地介绍了我室在此领域的一些研究进展。