地膜覆盖对旱作春玉米农田土壤微生物碳源代谢的影响

土壤微生物碳源代谢特征是评价土壤质量变化的重要指标。依托山西省东部晋中市寿阳县农业环境与作物高效用水科学观测试验站,采用Biolog-ECO微孔板技术探究覆膜（FM）与裸地不覆膜处理（LD）对旱作春玉米拔节期、灌浆期和收获期3个关键生育期不同土层深度下（0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm）土壤微生物碳源代谢的影响。结果表明：1） FM措施可以显著增加土壤微生物对碳源的利用能力,显著提高了土壤微生物的优势度指数,但降低了土壤微生物的均匀度指数。2）在0-10 cm和10-20 cm土层,FM与LD处理土壤微生物碳源利用情况均表现为灌浆期较高,而20-30 cm土层,表现为收获期较高,差异均主要体现在碳水类、羧酸类、氨基酸类3大类碳源上。3）拔节期和灌浆期0-10 cm土层中FM处理的土壤微生物碳源利用能力显著高于LD处理;然而收获期0-10 cm土层中恰好相反,呈现出LD处理下土壤微生物碳源利用能力显著高于FM处理。4）此外,Pearson相关分析表明,FM处理土壤微生物对碳水类碳源和羧酸类碳源2大类碳源的利用能力主要与土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）含量相关性较好,呈现出正相关关系;对氨基酸类碳源的利用能力主要与土壤含水量、pH、SOC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量相关性较好。LD处理下,土壤微生物对碳水类、羧酸类和氨基酸类碳源的利用能力与土壤中TN含量的相关性较好,且呈现正相关关系。     

口蹄疫病毒结构蛋白VP1在谷氨酸棒状杆菌中的表达及优化

【背景】口蹄疫(foot-and-mouth disease, FMD)是由口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus, FMDV)引起的感染牛、羊和猪等偶蹄动物的主要疫病之一。口蹄疫病毒的结构蛋白VP1包含多个能够引起机体免疫反应的主要位点,因此VP1是研究亚单位疫苗的方向靶标。谷氨酸棒状杆菌 (Corynebacterium glutamicum)作为安全生产菌株,是医药用蛋白生产的优势细胞工厂。【目的】利用C. glutamicum作为受体菌株表达外源蛋白的优势实现VP1的外源表达。【方法】根据VP1结构蛋白的基因序列、相应功能和C. glutamicum的密码子偏好性设计并合成VP1基因,与pXMJ19载体连接构成重组质粒pXMJ19-VP1。C. glutamicum CGMCC 1.15647菌株用于表达VP1-6×his蛋白,并对蛋白表达元件启动子、5′非翻译端(5′UTR)、目的蛋白自身N端等进行优化,同时对培养条件等进一步优化,采用SDS-PAGE和Western blotting技术检测VP1蛋白的表达情况。最后应用间接酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)测定本研究中生产的VP1的免疫活性。【结果】SDS-PAGE和Western blotting分析结果表明VP1蛋白能在C. glutamicum CGMCC 1.15647菌株成功表达,将P_tac启动子替换为合成型启动子P_H36能提高蛋白产量。在此基础上,通过插入不同的5′UTR序列和VP1蛋白N端氨基酸的改变能进一步提高蛋白产量并可利用CspB信号肽实现分泌表达。发酵试验表明,VP1摇瓶发酵培养最优条件为30 ℃、24 h。ELISA试验表明,本研究中的VP1可与阳性血清特异性结合。【结论】本研究在谷氨酸棒状杆菌中成功表达FMDV的VP1蛋白,并通过优化蛋白表达元件的方法进一步提高了产量,为开发新型FMD免疫诊断试剂和安全高效的亚单位疫苗奠定了良好的基础。