桃小食心虫生物学的研究——果实对幼虫蛀果、成活、生长发育及滞育的影响

桃小食心虫(Carposina niponensis Wals)是我国苹果、梨上的重要害虫,初孵幼虫在果面爬行片刻,即蛀入果内。幼虫能否入果,除受捕食性天敌和风雨等外界条件影响之外,与果实表皮组织有关系,蛀入果内幼虫的成活数量和生长情况亦受果肉组织及果实内含物的直接影响。因此,研究食料条件与桃小食心虫发生数量的关系,对提高该虫现有     

大豆过氧化物酶在毕赤酵母中功能表达

【目的】大豆过氧化物酶(SBP)作用底物广泛、比活高、热稳定性好,使其在免疫检测、工业污染废水处理领域有着广泛的应用潜力。现有的生产方法主要是从大豆壳中提取,这种方法产量低,成本高,远不能满足于工业应用要求,本研究希望实现在毕赤酵母中高效表达有功能活性的大豆过氧化物酶。【方法】将大豆过氧化物酶基因以及C末端截短20个氨基酸的基因克隆pPIC-9K载体中,并在毕赤酵母X-33中诱导表达。同时还将糖基化位点的天冬酰胺突变成为谷氨酰胺,研究糖基化位点对表达的影响。【结果】全长SBP在毕赤酵母中表达是无活性的,只有截短的SBP△20在试管发酵的表达活力达23.5 U/mL,经过糖基化位点的突变表明130、144、185、197对酶活非常重要,不能突变;211和216位点去糖基化突变对酶活有所提高。【结论】经过发酵条件的优化,在5 L的发酵罐中发酵液上清最高酶活力达510 U/mL,是目前报道的最高水平。     

生物启发的细菌表面人造矿物壳:通过仿生矿化保护活细胞

【目的】生物启发的细菌表面仿生矿化人造矿物壳被用于保护活细胞。【方法】将细菌限制在坚固而完整的矿物壳中,有限的物理空间和物质交换使其暂时进行休眠,降低长期保存期间的活力损失以及提高在各种极端环境中的生存能力,并且能够通过酸去除矿物壳而重新激活细菌。【结果】相较于未仿生矿化的细菌(EcN),矿化细菌(EcN@CaCO₃)在32 d的储存实验中活力最高提升262倍;在pH 2.5的强酸环境中存活率提高837倍;在pH 12.0的强碱环境中存活率提高171倍;在80 ℃的高温条件下存活率提高59.1倍;甚至在抗生素溶液中,EcN@CaCO₃中细菌的存活率是EcN的729.7倍。【结论】本研究利用仿生矿化提高了细菌的保存稳定性,使其能在酸刺激下去除涂层恢复活性,也能在极端环境下保留细菌的活力,为微生物在环境生态、食品制造和生物医药等领域的应用提供研究基础。     

菜豆环氧化物水解酶的表达及其催化特性研究

【背景】光学纯环氧化物及邻二醇是一类多功能手性砌块。与化学合成法相比,环氧化物水解酶(EHs)介导的生物转化法因环境友好而成为当前的研究热点。【目的】从菜豆(Phaseolus vulgaris)中克隆一种EH基因并进行原核表达,研究重组酶催化环氧苯乙烷(Styrene oxide,SO)的水解特性。【方法】通过计算机辅助分析EHs的一级结构,推测一种菜豆来源的未知功能蛋白(PvEH4)可能具有EH活性。利用RT-PCR技术,以菜豆总RNA为模板,扩增编码PvEH4的基因pveh4,并实现其在Escherichia coli BL21(DE3)中的表达。利用重组菌E.coli/pveh4全细胞催化SO水解,分析PvEH4的对映选择性和区域选择性。【结果】一级结构分析表明,PvEH4具有α/β折叠型EH特有的保守区域。SDS-PAGE结果显示PvEH4的表观分子量为39.4 kD。PvEH4针对SO的对映选择率(E值)为10.1,区域选择性系数αS和βR分别为99.5%和82.5%。当外消旋SO转化率达到68.1%时,可同时获得99.9%ees的(R)-SO和92.3%eep的(R)-苯乙二醇(Phenyl-1,2-ethanediol,PED),两者的产率分别为31.9%和65.6%。【结论】PvEH4的挖掘不仅增加了植物类EHs的数量,同时也为EHs的蛋白分子改造提供参考。     

干旱胁迫对银杏叶片光合系统Ⅱ荧光特性的影响

为了探讨银杏叶片在长期干旱胁迫下光合性能的变化,采用盆栽控水法对银杏幼苗进行干旱处理,并分别在处理后第0、20、30、40、50天,对荧光动力学曲线和荧光参数进行了测定和JIP-test分析.结果表明:随着干旱的加剧,叶片叶绿素含量逐渐递减.由于干旱导致银杏叶片的光合系统Ⅱ(PSⅡ)结构破坏和稳固性减弱,其荧光动力学曲线出现了K相和L相的升高,在干旱处理40 d后升高加剧.PSⅡ结构的变化导致了一系列荧光参数的变化,初始荧光F0逐渐升高,最大荧光Fm逐渐降低;代表单位反应中心活性的参数ABS/RC、ET0/RC、TR0/RC逐渐升高;单位面积捕获的光能TR0/CS0高于对照,单位面积用于电子传递的光能ET0/ CS0后期下降;表示受体侧电子传递活性的参数Sm、Ψ0、(φ)E0逐渐下降,M0、VJ、VI逐渐升高;表示热耗散的参数DI0/RC、DI0/CS0随干旱时间延长而急剧升高;活性反应中心数目RC/CS0减少;代表PSⅡ光合效率的参数Fv/Fm、PIabs逐渐下降;代表PSⅡ供体侧活性的参数Wk随干旱时间延长而逐渐升高,OEC逐渐减少.干旱胁迫导致银杏叶片PSⅡ反应中心失活,能流分配失衡,电子传递受阻,PSⅡ放氧复合体失活和PSⅡ稳固性减弱,从而破坏PSⅡ光合功能.而反应中心失活和受体侧电子QA-的累积是造成PSⅡ电子传递活性减弱的主要原因.干旱条件下,银杏PSⅡ的PIabs比Fv/Fm对干旱的反应更灵敏,可作为银杏叶片受到伤害的指标.     

农田土壤紧实的发生、影响及其改良

土壤紧实是影响农田土壤质量和作物生长的关键障碍因子之一,是当前土壤功能及农田生态健康研究领域的重点。本文分析了近年来国内外关于土壤紧实的发生原因、影响因素、改良措施的研究进展。除农业机械以外,耕作制度和水肥管理对紧实的影响也不可忽视,此外,各因素的影响程度会随时空而变化。在综合分析已有研究的基础上,就目前土壤紧实研究中亟待解决的问题进行了探讨,认为今后应加强以下几方面的研究:1)从分子方面探讨抗紧实作物的遗传机理;2)田间可视化评价结合模型研究紧实下土壤-作物的变化过程;3)深入探讨土壤紧实的改良措施,为今后农田健康的相关研究提供参考。     

氚水在模拟水稻－水－土壤生态系统中的行为

采用模拟污染物的同位素示踪技术研究HTO(流水)在水稻-水-土壤模拟生态系统中的迁移、消长行为,并应用三库室开系统模型和非线性回归方法确定了水稻、水和土壤分室的拟合方程．结果表明,田表水中的HTO不仅在系统各分室间转移和分配,而且迅速向系统外散逸;HTO中的流以自由水氚和结合态流形式存在于水稻中,以吸湿性水流和结晶水氚存在于土壤,其中自由水氚(或吸湿性水氚)的比活度大于结合态流(或结晶水氚);水稻植株和土壤中HTO比活度随时间增加至最大值后又趋于下降,而结合态氚则呈缓慢增加;水稻茎秆中的总氚比活度高于其它各部位,而后逐渐趋于动态平衡．对实验数据进行回归分析得：田表水、土壤和水稻植株中的总氚比活度分别为Cw(t)=32.19c^-0.0353t 99.94c^-0.330t、Cs(t)=20.42(e^-0.0353t-e^-0.330t)和Cr(t)=38.49c^-0.0353t-10.13e^-0.330t-28.36c^-2.5744t。方差分析结果表明,各回归方程较好地反映了HTO在水稻-水-土壤生态系统中的行为．     

外泌体miRNA的生物学功能及其在肺纤维化疾病中的调控作用

外泌体是一种微型纳米级细胞外囊泡,由于能够直接参与细胞间信息的传递和物质的运输,被认为是细胞间通讯、免疫调节、疾病诊断和预后循环生物学标志物的重要载体,其携带的核酸和蛋白质等内含物能够影响受体细胞的生理状态.作为一种内源性非编码微小RNA,microRNA (miRNA)对疾病诊断和治疗有着重要的研究价值,有大量证据表明该类分子对肺部疾病的发病进程起着控制调节作用.本文聚焦于近年来细胞外泌体来源miRNA的生物学特性和功能领域,综述了近年来生物医学研究中的热点分子外泌体miRNA在肺部疾病尤其是肺纤维化中调控功能和机制的研究,因此不仅能为肺纤维化疾病的诊断提供新的标志物分子,并且还能够为肺纤维化的外泌体干预治疗建议新的干预策略.     

藜芦杀虫活性的初步研究

先后以乙醇、氯仿和正丁醇为溶剂,提取了熊耳山区植物藜芦根茎中的活性物质。得到3个提取物:乙醇提取物、氯仿萃取物和正丁醇萃取物,产率分别为2.93%、1.14%和0.58%。测定了3种溶剂萃取物对粘虫、蚜虫、朱砂叶螨和蚊幼虫的毒杀活性。结果说明:这几种提取物都具有良好的毒杀效果。氯仿提取物对3龄粘虫有很强的拒食作用;乙醇提取物对4龄蚊幼虫的杀虫活性最高;3种溶剂萃取物对蚜虫的毒杀能力大小次序为:氯仿提取物>正丁醇提取物>乙醇提取物;对朱砂叶螨的毒杀力大小为:乙醇提取物>氯仿提取物>正丁醇提取物。采用试管反应法和层析法对藜芦根茎提取物进行化学成分预试,结果显示:乙醇提取物、氯仿提取物和正丁醇提取物中均含有生物碱类活性物质。