蓝藻病毒(噬藻体)的研究进展

蓝藻(Bule-green algae)是一类原核生物,具有细菌的一些特征,因此又常称为蓝细菌(Cyanobacterium),相应地,把感染蓝细菌的病毒称为噬藻体(Cyanophage)[1～2],这是由于噬藻体与噬菌体非常相似的缘故.除蓝藻外,所有其它的藻类均是真核生物,通常将感染真核藻类的病毒称作"藻病毒"(Phycovirus)[3],它们的绝大多数是多角体的粒子(Polyhedral particles),只有个别如珊瑚轮藻(Chara corallina)病毒是杆状的[4].真核藻类病毒和病毒类粒子(VLPs)前文有过综述[4],蓝藻病毒或噬藻体则完全不同于真核藻类的病毒,二者是藻类病毒的重要组成部分,蓝藻病毒的研究情况有必要专门介绍.     

蓝藻病毒（噬藻体）的研究进展

蓝藻（Ｂｕｌｅｇｒｅｅｎａｌｇａｅ）是一类原核生物,具有细菌的一些特征,因此又常称为蓝细菌（Ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ）,相应地,把感染蓝细菌的病毒称为噬藻体（Ｃｙａｎｏｐｈａｇｅ）［１～２］,这是由于噬藻体与噬菌体非常相似的缘故。除蓝藻外,所有...     

噬藻体光合作用基因研究

感染原绿球藻和聚球藻的噬藻体基因组中普遍存在与psbA、psbD和hli等同源的基因,这些基因编码的蛋白参与光合作用,是光合成反应中心II(photosystem II,PSII)的重要组成成分,在噬藻体感染蓝藻过程中可能发挥着重要的作用。一些假说认为这些基因可能来自于宿主并发生共进化。因此,光合作用基因的功能、起源与演变及基因多样性分布引起了人们的关注。     

一种浓缩噬藻体的反冲超滤技术

噬藻体(Cyanophage)是一类感染蓝藻的病毒,形态上同于噬菌体,近期的研究表明,噬藻体作为水体环境中活跃的动态因子,在控制水体初级生产力和有害藻类水华(Harmful Algal Bloom,HAB)方面可能发挥着重要的作用,甚至影响水体生态系统中食物链的结构,因此研究水体中噬藻体的生理生态学特性对于了解其生态功能是非常重要的,但是由于自然水体中的噬藻体浓度往往较低,难以直接对其进行定性或定量研究,所以对天     

噬藻体生物多样性的研究动态

噬藻体(Cyanophage)是感染原核生物蓝藻(Cyanobacteria)的病毒,广泛分布于各种水生态系统中,对调控初级生产力、蓝藻种群密度及结构演替、微生物间基因转移以及全球生物地理化学循环等方面有重大影响。关注噬藻体的生物多样性,发现其感染相关基因,阐明噬藻体与宿主蓝藻的相互作用,将为藻华控制及认识病毒在复杂水环境中的功能提供重要信息。本文就噬藻体生物多样性,包括生态系统多样性、物种多样性及遗传多样性研究动态做一综述。     

噬藻体的分子生物学研究进展

噬藻体是一种侵染原核藻类的病毒,可能是控制蓝藻水华生消的重要生态因子,在自然水体中大量存在.随着分子生物学和遗传学技术的不断发展,噬藻体的不断分离和发现,水生生态系统的研究内容更加丰富.对近年来国内外有关噬藻体分子生物学、遗传标记和分子生物学检测等方面的最新研究进展作了综述,并对今后研究工作进行了展望.     

噬藻体辅助代谢基因(AMGs)研究进展

噬藻体是一类广泛存在于海洋及淡水环境中以蓝藻为感染宿主的病毒,对蓝藻种群结构与多样性以及水生态环境具有重要的影响。噬藻体携带一系列与宿主新陈代谢相关的同源基因被称为辅助代谢基因。它们编码的蛋白在噬藻体感染蓝藻过程中,可参与宿主的光合作用、戊糖磷酸循环、营养物质摄取以及核苷酸生物合成等代谢活动。近年来,一些辅助代谢基因被作为噬藻体分子检测的靶标基因,并用于噬藻体遗传多样性及其与蓝藻间相互关系的研究。本文综述了国内外有关噬藻体辅助代谢基因的来源、生物学功能及其多样性等方面的研究进展。     

噬藻斑扩大及噬藻体吸附率与宿主生长期的关系

蓝藻是地球上最重要的初级生产者之一,它们在北极水域等极端环境下均可生存,固氮贡献巨大1,而噬藻体是重要的具物种特异性的蓝藻致死者,在控制蓝藻种群的结构中无疑起着重要作用:噬藻体不但在海水中大量存在2,而且在控制水体初级生产力方面起关键作用.       

噬藻体和蓝藻间的基因转移及协同进化作用

生物物种之间的水平基因转移广泛存在于细菌、古生菌和真核生物中,并能造成同一生境中种群的快速协同进化。噬藻体是感染蓝藻的专一性病毒,近年研究表明其在蓝藻水华生消中发挥了重要作用,使人们认识到了噬藻体的重要生态地位。综述了物种间的水平基因转移,介绍了噬藻体遗传多样性研究中常用的光合作用基因、结构蛋白基因等靶标基因所介导的基因转移以及基因转移引起的病毒和宿主的协同进化,并介绍了研究基因转移所用到的试验技术以及今后所要面临的问题。     

感染丝状蓝藻的噬藻体的裂解周期和释放量的测定

近年来,随着浮游病毒的认识的深入,人们认识到浮游病毒对水体中初级生产力的影响是巨大的[1],其主要证据就是发现噬藻体在海洋蓝藻的种群控制上发挥着重要作用[2]. 噬藻体的释放量和裂解周期是衡量噬藻体感染力的重要指标,很多重要的生态指标如病毒在生态系统中对宿主的致死率、病毒种群得以维持的阈浓度等都需要使用病毒的释放量和裂解周期来加以推算[3,4], 因此准确地测定这两个基本参数是十分重要的.在自然界,很多丝状蓝藻,如颤藻、鱼腥藻、螺旋藻、席藻等是能够形成水华的,其中有些还具有产毒的功能[5].丝状蓝藻的形态特征有别于单细胞蓝藻, 在被噬藻体感染时,丝状蓝藻的感染周期和光合生理也与单细胞蓝藻有较大的差异[6],因此研究裂解丝状蓝藻的噬藻体的方法可能不同于感染单细胞的噬藻体.本次试验以一种感染丝状宿主的噬藻体为材料,探讨了确定其裂解周期和释放量的研究方法.     

Capsid Structure of a Freshwater Cyanophage Siphoviridae Mic1

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Identification of a Marine Cyanophage in a Protist Single‐cell Metagenome Assembly

Analysis of microbial biodiversity is hampered by a lack of reference genomes from most bacteria, viruses, and algae. This necessitates either the cultivation of a restricted number of species for standard sequencing projects or the analysis of highly complex environmental DNA metagenome data. Single‐cell genomics (SCG) offers a solution to this problem by constraining the studied DNA sample to an individual cell and its associated symbionts, prey, and pathogens. We used SCG to study marine heterotrophic amoebae related to Paulinella ovalis (A. Wulff) P.W. Johnson, P.E. Hargraves & J.M. Sieburth (Rhizaria). The genus Paulinella is best known for its photosynthetic members such as P. chromatophora Lauterborn that is the only case of plastid primary endosymbiosis known outside of algae and plants. Here, we studied the phagotrophic sister taxa of P. chromatophora that are related to P. ovalis and found one SCG assembly to contain α‐cyanobacterial DNA. These cyanobacterial contigs are presumably derived from prey. We also uncovered an associated cyanophage lineage (provisionally named phage PoL_MC2). Phylogenomic analysis of the fragmented genome assembly suggested a minimum genome size of 200 Kbp for phage PoL_MC2 that encodes 179 proteins and is most closely related to Synechococcus phage S‐SM2. For this phage, gene network analysis demonstrates a highly modular genome structure typical of other cyanophages. Our work demonstrates that SCG is a powerful approach for discovering algal and protist biodiversity and for elucidating biotic interactions in natural samples.     

Genetic diversity and temporal dynamics of phytoplankton viruses in East Lake,China

Phytoplankton viruses are important components of aquatic ecosystems. However, their prevalence and genetic diversity in marine and freshwater systems are largely under estimated owing to the immense size of water bodies and limitations in virus discovery techniques. In this study, we conducted a 1-year survey of phytoplankton virus communities by collecting surface water monthly from an inland lake(East Lake) in China between May 2012 and April 2013. We examined four phytoplankton viruses, i.e., myoviruses, podoviruses, siphoviruses, and phycodnaviruses, and seven sets of primers were used to target conserved genes within these four species. In this year-long investigation, a total of 358 different virus-related sequences from four virus families were obtained. All virus families were detected in all months, except for cyanopodoviruses, which were only identified during eight of the 12 months surveyed. Moreover, virus abundance and diversity changed dynamically over time. Phylogenetic analysis revealed that the majority of viral sequences from East Lake, China displayed distinct clustering patterns compared with published sequences. These results supported the existence of a highly diverse and unique phytoplankton virus community in East Lake, China.     

蓝藻光驱固碳合成糖类物质的技术研究进展*

糖类物质在食品、医药、日化、发酵领域有着广泛应用,对人类健康和社会发展有着重要意义。发展新型糖类物质合成技术有利于解决传统植物生物质“采集-炼制”产糖模式所面临的高成本、长周期、时空限制等风险和问题。蓝藻是一类重要的光自养微生物,也是极具潜力的新型微生物光合平台,发展蓝藻光驱固碳产糖技术有望实现二氧化碳向特定糖类产物的一站式定向转化,实现糖类物质合成的模式变革。糖类物质本身在蓝藻天然光合代谢网络中发挥重要作用,特别是卡尔文循环、糖原代谢、相容性物质代谢等几个重要生理模块的运转都是以不同糖类物质的转化来驱动的;而合成生物技术的发展又为光合产糖网络重塑和扩展注入了新的驱动力,在产品类型、合成模式及生产效率上显著提升了蓝藻光驱固碳产糖技术的发展和应用潜力。针对蓝藻光驱固碳产糖技术的发展应用,从模式、策略、产物等不同维度总结了相关进展和风险挑战,并对其未来前景和方向进行了展望。     

CURT1调控类囊体膜弯曲的研究进展

高等植物叶绿体中的基粒是由多个圆盘状类囊体堆叠在一起形成的特殊结构, 它的形成可以将光合蛋白复合体分配在类囊体膜的不同位置, 使类囊体膜具有横向异质性, 能有效进行光合作用。促进基粒形成的关键是使类囊体膜弯曲, 目前发现导致膜弯曲的关键因子是CURT1蛋白。该文对近年在拟南芥(Arabidopsis thaliana)和蓝藻(Cyanobacteria)中有关CURT1蛋白的研究进展进行综述, 并对未来类囊体膜结构与功能的动态调控研究进行展望。     

miRNA调控成肌分化的研究进展

成肌分化过程包括成肌细胞的增殖,然后分化为肌细胞,最后融合形成肌管;microRNA(miRNA)是一类在转录后水平调控基因表达的微小非编码RNA,它通过靶向靶基因mRNA的3'UTR,抑制其翻译或诱导其降解。已有研究表明,miRNA在成肌分化中起重要调控作用。根据表达方式的不同,分为肌肉特异表达的miRNA,有miR-1,miR-133,miR-206,miR-208,miR-499和miR-486;和非肌肉特异表达的miRNA,其中miR-27,miR-29,miR-128,miR-199a和miR-431在成肌分化过程中具有重要的调控功能。另外,阐述了几个与miRNA相互作用从而调控成肌分化的lncRNA的功能。通过介绍两类miRNA的靶基因及调控机制,阐述了最新的研究进展。     

细胞自噬研究进展

细胞自噬是真核生物在进化过程中高度保守、基于溶酶体的一种胞内降解途径,对维持细胞和生物体的稳态平衡有重要作用。研究表明,自噬参与生物体发育、免疫反应、代谢调节、细胞凋亡和衰老等多种过程。自噬功能异常与神经退行性疾病、肿瘤等的发生发展密切相关。近30年,我们对细胞自噬的认识无论是在分子机制上还是生理功能方面都有了长足的发展。为进一步加深对细胞自噬的认识,该文主要对细胞自噬的概念、自噬核心机器的组成及调控机制、自噬类型、生理功能及与疾病的关系作一简单综述。     

睾丸间质干细胞的研究进展

睾丸间质干细胞(stem leydig cells,SLCs)是位于睾丸组织生精小管外侧壁的一类成体干细胞,具有维持自我更新和分化的特征.其分化形成的成熟间质细胞(adult leydig cells,ALCs)可以大量合成和分泌睾酮,是雄性动物机体睾酮产生的主要来源,广泛参与雄性动物的生殖和生理调控.由于SLCs发现...