扩头蔡白蚁肠道蛋白的鉴定

【目的】本研究旨在分析比较扩头蔡白蚁Tsaitermes ampliceps工蚁前中肠和后肠及其内容物的蛋白构成和表达差异,挖掘降解木质纤维素的相关酶和蛋白。【方法】通过扩头蔡白蚁工蚁的前中肠和后肠及其内容物蛋白的双向电泳,对高表达或高差异表达的47个蛋白点进行MALDI-TOF/MS测序,并进行生物信息学分析。【结果】测序分析发现,扩头蔡白蚁肠道及其内容物蛋白中有结构蛋白13个、调节蛋白9个、白蚁代谢相关蛋白10个、微生物代谢相关蛋白7个。经PD Quest分析发现,在前中肠和后肠有11个蛋白均高表达;仅在前中肠表达的蛋白有12个,主要是白蚁代谢相关蛋白和调节蛋白;仅在后肠表达的蛋白有8个,主要是微生物代谢相关蛋白。整个肠道内参与木质纤维素降解的相关酶有5个,分别是白蚁自身分泌的内源性纤维素酶,细菌产生的内切-β-1,4-葡聚糖酶和过氧化物歧化酶以及原生动物产生的GH11。【结论】白蚁对木质纤维素食物的降解主要在前中肠,后肠对降解产物进一步降解并进行微生物生长代谢。这些降解产物和微生物菌体蛋白为白蚁的肛哺提供营养成分。     

不同饲料饲养的近暗散白蚁工蚁肠道中差异蛋白分析

【目的】本研究旨在通过比较不同木质纤维素含量的饲料对近暗散白蚁Reticulitermesperilucifugus工蚁前中肠和后肠内容物蛋白的组成和表达差异,为揭示白蚁的营养消化吸收机理提供蛋白水平上的依据。【方法】用木质纤维素含量不同的3种饲料(松木、秸秆和滤纸)饲养近暗散白蚁工蚁,然后用双向电泳分析肠道不同部位的内容物蛋白,并对差异蛋白进行MALDI-TOF/MS测序及生物信息学分析。【结果】双向电泳结果发现,同一饲料饲养的近暗散白蚁工蚁前中肠可辨蛋白点数明显多于后肠;不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠可辨蛋白点数依次是松木饲养的＞滤纸饲养的＞秸秆饲养的。通过对115个蛋白点的测序分析表明,不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠中的主要差异蛋白为具有催化活性的蛋白质,包括与氨基酸代谢、丙酮酸代谢、碳代谢、氮代谢、TCA循环、糖酵解、糖异生和纤维素降解等相关的酶,以及参与细胞组成和信号传导的蛋白。【结论】木质纤维素含量不同的饲料饲养的近暗散白蚁工蚁肠道中的差异蛋白主要为具有催化活性的蛋白、细胞组成蛋白和信号传导蛋白,表明不同的饲料影响近暗散白蚁的肠道蛋白组成。这些结果为揭示白蚁对木质纤维素的降解机理提供了参考。     

扩头蔡白蚁消化与生殖系统解剖及其与黑翅土白蚁的比较研究

扩头蔡白蚁Tsaitermes ampliceps(Wang&Li)和黑翅土白蚁Odotoermes formosanus(Shiraki)是分布广泛的食木性昆虫,群居生活,具有复杂的品级分化.本试验研究了低等白蚁扩头蔡白蚁不同品级的消化和生殖系统结构,并与高等白蚁黑翅土白蚁进行了比较.结果显示扩头蔡白蚁的消化、生殖系...     

高效降解木质纤维素的白蚁肠道微生物组

木食性白蚁是自然界木质纤维素的高效降解者,在长期进化过程中白蚁与其肠道微生物组协同作用发展出不同的纤维素降解机制。木食性白蚁具有分别来源于白蚁和共生微生物的两套纤维素酶系统。在低等白蚁中,木质颗粒经过白蚁前、中肠分泌的内源性酶初步消化后,在后肠共生鞭毛虫中被降解为乙酸、二氧化碳和氢。高等木食性白蚁在进化中丢失了鞭毛虫,木质颗粒经白蚁自身分泌的酶初步消化后,在后肠大量共生细菌的帮助下被有效降解。培菌类白蚁利用其菌圃中的蚁巢伞菌和肠道微生物协同作用降解木质纤维素。共生微生物在白蚁的氮素固定与循环、中间产物代谢及纤维素降解等过程中发挥了重要作用。学习和模拟白蚁高效降解木质纤维素的体系,对生物质能源的产业化发展具有积极的意义。     

长双歧杆菌NCC2705菌株应激蛋白的研究

研究长双歧杆菌NCC2705菌株发酵至稳定期时应激蛋白的表达情况。根据乳酸乳球菌IL1403菌株蛋白质参考图谱及长双歧杆菌NCC2705基因组注释中应激蛋白的分子量与等电点,确定应激蛋白在双向电泳凝胶上的相应蛋白点,并利用MALDI-TOF和/或ESI-MS/MS对相应蛋白质点进行鉴定。每个蛋白质点的肽指纹图谱均在长双歧杆菌NCC2705的蛋白质数据库用Mascot进行检索,共鉴定到44个蛋白点对应8个应激蛋白。这些蛋白为亲水性酸性蛋白,大多具有翻译后修饰现象,它们基因的CAI值除DnaJ外,其余均在0.5以上,在全细胞表达谱中为高丰度蛋白;此外,菌体具有较强的抗脂质过氧化和清除DPPH自由基的能力,而对羟自由基和超氧负离子的清除力较弱,推测鉴定到的具有逆转氧化损害作用的碱性过氧化氢还原酶(ahpC)可能是体内表达的降低氧损伤的主要酶。     

白蚁肠道共生微生物的作用:酵母,一个“隐身”的特别菌群

长期以来,白蚁对木质纤维素的降解能力令人惊叹,毫无疑问,其在全球碳循环中扮演着一个十分重要的角色。这一强大功能的实现极大地依赖于一种特别的肠道"消化液(digestome)",它的构成不仅包括了来自白蚁自身产生的木质纤维素降解酶系统,还来源于独特与多样的肠道共生微生物的贡献(包括了古细菌、细菌、酵母以及其他真核生物),它们的协同作用能有效地将木质纤维素生物质高效转化为乙酸、甲烷、二氧化碳、氢气等物质。然而,到目前为止,我们对这类昆虫的独特肠道生物转化系统的认识还很不深入,特别是针对肠道内的那些各类共生微生物菌群的功能、白蚁与共生微生物间的相互关系、以及潜在的科学与应用价值还无法给予明确的科学解释,更不用说针对其肠道中的共生酵母菌群,一类通常被忽略的独特微生物。近20多年来,越来越多的研究证据表明,白蚁肠道共生酵母在与寄主的关系中表现了不可或缺的重要性与独特功能,已被证明广泛分布于不同白蚁及许多其他昆虫的肠道中。随着近20年来越来越多昆虫肠道共生微生物酵母群被发现和鉴定,他们潜在的功能以及与寄主的共生机制被逐步解析,这些研究结果进一步揭示了"隐身"的昆虫肠道酵母类微生物菌群与寄主的营养、关键生物质转化过程中的重要酶系统、转化过程中的关键中间产物的转化与利用、抵御外源性的重要病原物,甚至对白蚁种群繁衍的远缘交配等方面均可能发挥了重要和不可缺少的作用。本文将试图归纳相关研究的最新进展,系统总结与解析白蚁肠道来源共生酵母的重要科学价值及其在不同领域的潜在应用前景。     

家蚕蛾触角蛋白的双向电泳分析

为探讨家蚕Bombyx mori蛾触角发生发育、结构与功能的分子基础和调控机制, 我们采用双向电泳结合基质辅助质量飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)技术初步探讨了家蚕蛾触角蛋白及其雌雄表达差异。采用ImageMast 6.0软件分析电泳图谱, 在家蚕蛾触角中检测到约550个蛋白点, 主要集中在分子量14～70 kD, 等电点4～8之间。从雌雄蛾触角电泳图谱中分别检测到419和489个蛋白点, 其中雌雄匹配蛋白点有326对, 匹配率为71.81%。雌雄间表达差异点有34个, 雌雄分别所特有的特异蛋白点分别为9和20个。对特异和差异点进行MALDI-TOF/MS鉴定获得其中5种蛋白--成虫原基生长因子(imaginal disk growth factor)、表皮蛋白RR-1基序15(cuticular protein RR-1 motif 15)、硫醇过氧化还原酶(thiol peroxiredoxin)、空泡ATP酶B亚基(vacuolar ATPase B subunit)以及gasp前体(gasp precursor), 它们在雄蛾触角中表达量都比雌蛾高。这为家蚕触角蛋白的进一步研究提供了基本信息。     

白蚁肠道共生体的纤维素代谢体系

白蚁是大陆生态系统中木质纤维素降解的生力军,其肠道共生系统纤维素酶对纤维素的消化起到了关键的作用.本文概述了白蚁自身及其肠道共生微生物的纤维素水解系统的特点、相互关系以及相互作用的研究进展.     

肠道鞭毛虫群落及在宿主白蚁分类学上的意义

于国内五个常见白蚁种肠道内共记录到十七个鞭毛虫种。鞭毛虫种群具特异性和稳定性。群落相的变异度反映了宿主白蚁亲缘关系的离散度。异域同种白蚁肠道鞭毛虫群落显示稳定的同一相,同属异种白蚁的鞭毛虫群落部分相同;异科异属或同科异属白蚁的鞭毛虫群落绝然相异。 鉴于传统的生物分类法已明显地显示出其片面性及局限性,为此,人们正试图从其它学科领域,各个不同角度去探索能更客观反映各物种在系统发生上关系的新分类法。迄今,精确定性的生化分类、免疫分类和以群体力对象的定量的数量分类等已倪露头角,从而为以形态描述为主的经典生物分类学注入了新的活力。 本文试图通过对白蚁肠道鞭毛虫群落及种群的研究而借以探讨其在宿主白蚁系统分类研究中的潜在意义。     

白蚁肠道内纤维素酶产生菌的筛选及其酶活性

从黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus Shiraki)肠道内筛选具有纤维素降解能力的细菌,并研究其酶活性。结果表明:筛选得到5株菌株,活力较高的菌株CMC-4被鉴定为土白蚁特拉布尔希氏菌Z-4(Trabulsiella odontotermitis ZJSRU-4)。同时对菌株T.odontotermitis ZJSRU-4进行了系统的研究,它具有完整的纤维素酶系统,主要产羧甲基纤维素酶(CMCase)和β-葡萄糖苷酶,滤纸酶的活力较低。在以羧甲基纤维素钠为碳源的培养基中培养36 h,发酵液中CMCase的比酶活达到20.8 U/m L,培养44 h,β-糖苷酶的比酶活达到18.2 U/m L。CMCase和β-葡萄糖苷酶作用的p H分别为6.0和6.5,它们作用的最适温度都为40℃。该菌对纤维质原料具有降解能力,具有潜在的应用价值。     

6种糖基化合物对台湾乳白蚁糖基水解酶分泌的影响

白蚁自身及其后肠共生微生物可以分泌多种糖基水解酶用于分解木质纤维素.本研究选用1％木质素、1％羧甲基纤维素钠、1％山梨糖、1％果糖、1％葡萄糖及1％半乳糖6种糖基化合物溶液,诱导台湾乳白蚁Coptotermes formosanus糖基水解酶的分泌,进行了酶活测定.结果显示,FPA活力、内切葡聚糖酶EG、β-葡萄糖苷酶...     

黄翅大白蚁后肠优势菌大白蚁营发酵菌的全基因组序列分析

【目的】营发酵单胞菌属Dysgonomonas是黄翅大白蚁后肠的第二优势微生物。前期研究中,我们从黄翅大白蚁后肠分离出一种命名为大白蚁营发酵菌的新菌。为深入了解大白蚁营发酵菌在宿主白蚁体内发挥的作用和功能,有必要解析大白蚁营发酵菌的基因组序列信息。【方法】使用Illumina Miseq测序平台获取该菌的全基因组序列,将其全基因组序列经过注释的基因蛋白质序列提交COG和KEGG数据库进行BLASTp比对分析,确定该菌潜在的重要酶类和代谢途径,并对个别纤维素酶活进行检测。【结果】大白蚁营发酵菌整个基因组大小为4655756 bp,GC含量为38.54%,DDBJ数据库登录号为BBXL01000001–BBXL01000078。生物信息学分析结果表明菌株大白蚁营发酵菌具有多个木质纤维素降解酶基因,且具备完整的木质纤维素降解和乙酸、乳酸生成通路。此外发现该菌株中存在与氮源代谢和抵御病原体相关的基因。【结论】本研究首次解析大白蚁营发酵菌的全基因组序列,了解其基因组基本特征,初步探讨了该菌降解木质纤维素的过程,为细菌协助宿主白蚁降解木质纤维素提供了理论基础,同时为该菌可能参与宿主白蚁氮源代谢和抵御病原体入侵提供了依据。     

白介素10对人成熟树突状细胞蛋白表达的影响

利用人外周血淋巴细胞分离液密度梯度离心分离CD14~+的单核细胞,并通过IL-4、GM-CSF、LPS、IFN-γ等重组细胞因子在体外将其诱导为成熟树突状细胞(mature dendritic cells,mDCs),利用10 ng/mL白介素10 (interleukin-10,IL-10)处理mDCs 4 h,双向电泳联合MALDI-TOF/TOF MS技术分析差异表达蛋白。结果显示共筛选出35个差异蛋白点,其中21个上调,14个下调,它们的功能主要涉及糖代谢、HIF信号转导通路、细胞骨架和免疫功能等。因此,IL-10可能通过调控mDCs的代谢过程以及细胞骨架或运动能力等相关蛋白来影响其生物学功能,为进一步深入研究IL-10对mDCs的影响具有潜在作用。     

培菌白蚁菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展

白蚁及其共生微生物协同降解植物细胞壁的机理一直被世界各国科学家所关注。培菌白蚁作为高等白蚁,相比低等食木白蚁具有更多样化的食性,其利用外共生系统“菌圃”,对多种植物材料进行处理。本文综述了菌圃微生物降解木质纤维素的研究进展,以期为深入研究菌圃中木质纤维素降解过程及其机制,并挖掘利用菌圃降解木质纤维素的能力及仿生模拟菌圃开发新的生物质利用系统提供参考。培 菌白蚁在其巢内利用由植物材料修建的多孔海绵状结构——“菌圃”来培养共生真菌鸡枞菌Termitomyces spp.,形成了独特的木质纤维素食物降解和消化策略,使木质纤维素在培菌白蚁及其共生微生物协同作用下被逐步降解。幼年工蚁取食菌圃上的共生真菌菌丝组成的小白球和老年工蚁觅得食物并排出粪便堆积到菌圃上成为上层菌圃。这一过程中,被幼年工蚁取食的共生真菌释放木质素降解酶对包裹在植物多糖外部的木质素屏障进行解聚。菌圃微生物(包括共生真菌)对解聚的木质素基团进一步降解,将多糖长链或主链剪切成短链,使菌圃基质自下而上被逐步降解。最后下层的老熟菌圃被老年工蚁取食,其中肠的内源酶系及后肠微生物将这些短链进一步剪切和利用。因此,蚁巢菌圃及其微生物是培菌白蚁高效转化利用木质纤维素的基础。化学层面的研究表明,菌圃能够实现对植物次生物质解毒和植 物纤维化学结构解构。对共生真菌相关酶系的研究显示可能其在菌圃的植物纤维化学结构和植物次生物质的降解中发挥了作用,但不同属共生真菌间其效率和具体功能不尽相同。而菌圃中的细菌是否发挥了作用和哪些细菌类群发挥了作用等仍有待进一步的研究。相比于低等食木白蚁利用其后肠共生微生物降解木质纤维素,培菌白蚁利用菌圃降解木质纤维素具有非厌氧和能处理多种类型食物两大优势,仿生模拟菌圃降解木质纤维素的机制对林地表面枯枝落叶的资源化利用具有重要意义。     

象白蚁肠道中一个纤维素降解菌群的分离和特性研究

利用滤纸培养基从象白蚁(Nasutitermes sp.)肠道中分离出一个具有纤维素降解能力,能够降解滤纸的混合菌群。在起始pH 6.5,37℃培养条件下培养6d可得到最高的纤维素酶(CMCase和FPase)活性。在优化条件下,混合菌群的滤纸降解率在第15d达到最大值66.3%,显示出较高的滤纸降解效率。酶谱活性染色分析显示,混合菌群在以滤纸为唯一碳源的生长过程中至少表达了8种内切葡聚糖酶和4种木聚糖酶。扫描电镜观察到该混合菌群包含短杆状和球形两种形态的细菌。基于16SrRNA基因的系统发育分析表明,该混合菌群中至少存在两种细菌,分别属于沙雷氏菌属(Serratia)和类芽胞杆菌属(Paenibacillus)。这两种细菌协同降解纤维素的机制值得进一步深入研究。     

抗、感绿豆象绿豆种子差异蛋白的分离与鉴定

为寻找抗绿豆象绿豆种子中的重要抗虫成分,以抗虫绿豆晋绿7号、B20及感虫绿豆潍绿2117为试验材料,采用蛋白质双向电泳(2-DE)和质谱技术,对抗、感虫绿豆中差异蛋白及功能进行了鉴定与分析。结果表明,抗、感虫绿豆中差异蛋白表达量超过2.5倍的点共有15个。其中6个蛋白点通过数据库得到了成功鉴定,涉及3种蛋白质,分别为8S球蛋白(α亚型和β亚型)、核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(RuBis CO)亚基结合蛋白和合成淀粉酶与胰蛋白酶两种抑制剂的前体多肽链。蛋白点B49(即8S球蛋白α亚型)和B31(RuBis CO亚基结合蛋白)在抗、感虫绿豆中的差异表达量分别达到10 000倍和23倍。抗虫绿豆中8S球蛋白α亚型及β亚型、RuBis CO伴侣蛋白及胰蛋白酶抑制剂的前体作为抗虫物质影响了绿豆象的生长发育甚至导致其死亡,与抗虫性的量效关系及联合效应还需进一步验证。     

氟中毒及补钙干预大鼠骨骼差异蛋白的分离与鉴定

为从蛋白水平探索钙缓解氟中毒的作用机制,本试验建立氟中毒和补钙干预动物模型进行骨骼差异蛋白的分离鉴定。通过双向凝胶电泳技术(Two-dimensional electrophoresis,2-DE)和基质辅助质量飞行时间质谱技术(MALDI-TOF MS)鉴定骨骼中的差异蛋白质,并通过gene ontology (GO)注释、pathway富集和互作网络对差异蛋白进行分析。结果表明,与对照组(C)相比,在氟中毒组(F)和氟中毒补钙组(F+Ca)中有17种差异性的蛋白,包括Ⅰ型胶原蛋白(Col1a1)、肌动蛋白(Actb)、蛋白质谷氨酰胺转移酶2 (Tgm2)等。这些差异蛋白富集到黏着斑(Focal adhesion)、PI3K-Akt信号通路、AMPK信号通路等38条骨代谢通路。并且这些蛋白的功能主要与细胞骨架、能量代谢、物质转运、离子通道、细胞凋亡有关。因此推测,钙可能通过调控黏着斑、PI3K-Akt、AMPK等信号通路进而缓解氟对骨骼带来的损伤,具体作用机制还需要进一步验证。     

黑翅土白蚁肠道放线菌菌株BYC-18及其抗菌代谢产物的分离鉴定

【目的】测定黑翅土白蚁肠道放线菌发酵产物的抗菌活性,并对其抗菌活性成分进行分析,以发现新颖的抗菌先导化合物。【方法】采用涂布平板法对黑翅土白蚁肠道放线菌进行分离;通过牛津杯法测试菌株发酵液提取物对4种致病菌(金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、大肠杆菌Escherichia coli、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和白色念珠菌Candida albicans)的抗菌活性,筛选出活性菌株BYC-18;通过形态学特征和16S rRNA序列分析确定BYC-18的分类学地位;采用滤纸片法测定BYC-18发酵液在不同极性溶剂萃取物的抗菌活性;运用多种色谱方法从乙酸乙酯粗提物中分离纯化抗菌活性化合物,利用质谱和核磁共振谱鉴定其化学结构;采用滤纸片法和最低抑制浓度法测定分离的化合物的抗菌活性。【结果】BYC-18被鉴定为链霉菌属Streptomyces sp.菌株,该菌发酵液对4种致病菌均有抗菌活性且其乙酸乙酯萃取物对金黄色葡萄球菌的抑制作用明显,抑菌圈直径达11.1 mm。从乙酸乙酯萃取物中分离得到1个单体化合物BYC-18-1,经鉴定为β-玉红霉素(β-ru...     

短头熊蜂肠道拮抗菌株的分离筛选鉴定及其生物特性评价

【背景】近年来,由于栖息地减少、农药的大量使用及病原菌侵染等综合因素,导致全世界的熊蜂种类与数量逐年减少,病原菌的侵染可通过微生物在自身生长过程中会产生的抑菌物质进行有效抑制或杀灭。【目的】短头熊蜂(Bombus breviceps)长期生存在野外环境中,其肠道内存在着大量微生物资源。从短头熊蜂肠道内筛选拮抗菌株,并对其抑菌特性进行研究。【方法】采用牛津杯双层法筛选拮抗菌株,测定抑菌活性最佳菌株发酵液的抑菌物质稳定性与抑菌广谱性等抑菌特性,并借助细胞膜通透性、流式细胞仪检测等试验探究其抑菌机制。【结果】得到了5株具有明显抑菌作用的拮抗菌株,其中果杆菌(Fructobacillus tropaeoli)CZ01对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonella choleraesuis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)这5种病原指示菌都具有高度抑菌效果。菌株CZ01对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳,抑菌圈直径可达到(21.21±0.25) mm,在121 ℃处理后仍具有67.36%以上的抑菌活性,调整pH值为10.0时仍具有78.16%的抑菌活性。【结论】短头熊蜂肠道微生物资源较丰富,尤其是果杆菌(F.tropaeoli)CZ01具有抑菌活性高、稳定性好、抑菌谱广等特性,对金黄色葡萄球菌具有良好的杀灭效果,显示出良好的应用潜能。     

利用蛋白表达谱鉴定毛壳属真菌2 个种的子囊果毛形态变异性

【目的】毛壳属真菌的子囊果毛形态曾是重要的分类性状,但因容易发生变异,在现代毛壳属的分类中它们的分类学价值受到质疑。印度毛壳(Chaetomium indicum)和绳生毛壳(Chaetomium funicola)是2个依据子囊果毛形态差异定义的物种,本研究旨在从蛋白表达谱水平认识这2个种的差异及其子囊果毛的变异性,同时探讨蛋白表达谱在真菌分类中的应用价值。【方法】通过形态学观察获得印度毛壳和绳生毛壳典型菌株和子囊果毛形态变异菌株,利用双向电泳技术对典型菌株和变异菌株的蛋白表达谱进行分析和比较。【结果】双向电泳(2DE)图谱特征反映出印度毛壳和绳生毛壳之间的蛋白表达谱差异明显。根据Neighbor-joining(NJ)算法生成的系统发育树进一步显示印度毛壳和绳生毛壳分别聚在2个不同分支,即同一种的典型菌株和变异菌株聚在一起。【结论】依据子囊果毛形态特征和种特异性的蛋白表达谱特征对印度毛壳和绳生毛壳的分类结果是一致的,表明子囊果毛特征仍然是毛壳属真菌分类的重要指标。