典型气田的指示微生物异常分子诊断:以杭锦旗气田为例

【目的】油气微生物勘探技术因其多解性小、信噪比高、受环境影响小和经济快速的特点,日益受到勘探者的重视。然而,多数微生物勘探应用是基于非原位的实验室培养分析,不能准确而全面反映漫长地质历史过程中油气资源微生物的原位动态变化规律。本研究以杭锦旗气田为例,分析气区上方和背景区的微生物群落结构和发育特征差异,识别地表油气微生物异常。【方法】对采集自杭锦旗的新召和什股壕大营圈闭土壤样本中细菌16S rRNA基因进行测序,结合理化参数,比较微生物多样性差异,分析理化参数对微生物分布的影响,识别微生物异常。通过共生网络分析,探索气藏上方地表土壤中微生物群落构建过程和功能组成。【结果】群落组成分析发现在杭锦旗地区,放线菌门和变形菌门是主要的微生物类群,占菌落总体丰度的72.47%,理化参数相关性分析表明该地区的微生物分布与理化参数无明显相关关系。群落多样性分析显示,气区和背景区的群落结构存在显著差异。共生网络分析发现气区微生物群落呈现出非随机性和连通性,表明确定性因素在微生物群落构建中占主导作用。模块化的共发生网络揭示微生物群落形成了特定的功能模块,不同模块的节点可能具有不同的功能。【结论】通过对杭锦旗气区和背景区的微生物多样性分析发现了新召和什股壕气区的指示菌属。根据对杭锦旗气区的共生网络分析,发现关键指示类群为出芽单胞菌属、土壤红色杆形菌属、假诺卡氏菌属、短芽孢杆菌属、气微菌属和类诺卡氏菌属,主要的功能模块包括碳氮循环和有机物质降解模块,共同参与气田上方土壤中烃类物质的降解。     

不同用足偏侧性大山雀的巢址选择对道路和建筑物分布的响应

行为偏侧化现象广泛存在于不同的动物类群。行为偏侧性不同的动物个体响应特定刺激的行为表现存在差异,可能会影响其适合度。探究行为偏侧化与适合度相关行为之间的联系,有助于理解行为偏侧化对物种适应自然环境能力的影响。然而,目前对不同行为偏侧性的动物个体在野外自然条件下响应特定刺激(如风险刺激)是否存在行为差异仍然知之甚少。2022年,本研究在河南董寨国家级自然保护区附近选取样地悬挂人工巢箱400个,并对利用巢箱繁殖的大山雀(Parus minor)进行了用足偏侧性测试。通过对比77只不同用足偏侧性的大山雀(雄性45只,雌性32只)巢址与人类干扰源(道路和建筑物)之间的距离,分析了左偏侧性和右偏侧性大山雀在人为干扰环境中的巢址选择差异。结果表明,雄性大山雀的巢址与最近道路以及最近建筑物之间的距离在左偏侧性和右偏侧性个体之间均没有显著差异。对于雌性大山雀,繁殖起始时间越晚,左偏侧性个体和右偏侧个体所利用的巢址均离最近道路更远,但仅左偏侧性个体的巢址到最近建筑物的距离更远,而右偏侧性个体的巢址到最近建筑物的距离不变。上述结果说明,行为偏侧性差异可能会影响个体在野外环境中对人类活动干扰的响应。由于国内外在相关领域开展研究较少,本研究建议在野生动物中开展更多工作,以深入探究行为偏侧化与动物适应变化环境的相关行为之间的联系。     

重组Bacillus subtilis产B.stearothermophilus环糊精葡萄糖基转移酶的发酵优化

利用本研究室已构建的重组菌Bacillus subtilis/pBSMuL3-α/β-CGTase对产B.stearothermophilus环糊精葡萄糖基转移酶的发酵产酶进行了优化,考察了培养基中重要成分:碳源、有机氮源、无机氮源、有机与无机氮源质量比、碳源与氮质量比、金属离子种类等单因素对该重组菌产α/β-CGTase的影响,并采用正交实验对发酵培养基进行优化,对优化结果分析可知,重组菌B.subtilis/pBSMuL3-α/β-CGTase发酵产α/β-CGTase的最优培养基成本为:葡萄糖5 g/L,氮源(鱼骨蛋白胨∶NH4Cl=3∶1)25 g/L,1 mmol/L Mg^2+。在最优条件下发酵培养,α/β-CGTase的酶活由原来TB发酵培养基的9.20 U/mL提高至20.32 U/mL,是优化前酶活的2.2倍,为α/β-环糊精葡萄糖基转移酶的工业应用提供了理论支持。     

大肠杆菌α-溶血素分泌途径研究进展

随着生物技术的不断发展,大肠杆菌胞外分泌分子机理日渐明晰,大肠杆菌表达系统成为实现规模化制备胞外重组蛋白的途径之一。本文综述了大肠杆菌α-溶血素分泌途径的转运机制及应用前景。     

一株PET降解菌株的筛选鉴定及降解特性

本研究进行了聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,PET)降解菌株的分离、筛选和鉴定,以及降解机制的探究.用"分级筛选"策略,先利用塑料类似物对苯二酸二甲酯(diethyl terephthalate,DET)进行富集培养,在以PET颗粒为唯一营养源的无机盐固体培养基上进行涂布,从垃圾填埋场PET塑料样品中筛选获得具有降解PET颗粒能力的菌株JWG-G2.通过菌株形态观察、生理生化特性及16S rRNA序列分析,鉴定该菌株属于微杆菌属(Microbacterium sp.).菌株JWG-G2在pH 7.0、30℃时生长状态最佳.经菌株JWG-G2处理后,PET颗粒表面酯键特征官能团明显减少;PET颗粒失重率达到1％.菌株JWG-G2能够显著降解PET中间体对苯二酸单羟乙酯钠盐(monohydroxyethyl terephthalate,MHET)和对苯二甲酸双羟乙酯(bishydro-xyethyl terephthalate,BHET)多聚体,其降解率分别为4.5％和11.2％.菌株JWG-G2具有较好的PET颗粒及其中间体降解作用,为降解机制的深入研究提供一定理论基础.     

启动子对枯草芽孢杆菌表达环糊精葡萄糖基转移酶的影响

以质粒pHY300PLK为骨架构建Bacillus stearothermophilus来源的α/β-环糊精葡萄糖基转移酶(α/β-CGTase)在枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)表达系统的表达质粒。为了提高α/β-CGTase的表达量,考察了9个单启动子(P_(amyQ), P_(amyQ)', Papr E, Pgsi B, Phpa Ⅱ, Pnpr E, Psrf, Pxyl, Pxyl')对α/β-CGTase表达量的影响,摇瓶发酵表明最优单启动子为P_(amyQ)',α/β-CGTase表达量为6.52 U/mL,其次为Phpa Ⅱ和Pnpr E,分别对应酶活5.80 U/mL和5.73 U/mL。用P_(amyQ)'与P_(amyQ)'、Phpa Ⅱ、Pnpr E两两组合,构建双启动子P_(amyQ)'-P_(amyQ)'、Phpa Ⅱ-P_(amyQ)'、Pnpr E-P_(amyQ)',摇瓶发酵表明最优双启动子为Phpa Ⅱ-P_(amyQ)',α/β-CGTase表达量为11.15 U/mL,是用单启动子PamyQ'表达时的1.7倍。测定Phpa Ⅱ-P_(amyQ)'、P_(amyQ)'-P_(amyQ)'、P_(amyQ)'-P_(amyQ)'、P_(amyQ)'、Pgsi B、Phpa Ⅱ为启动子时,α/β-CGTase m RNA转录水平,结果表明α/β-CGTase表达量随m RNA转录水平的提高而提高。使用含有启动子Phpa Ⅱ-P_(amyQ)'的表达质粒进行3 L罐发酵,培养96 h时,α/β-CGTase酶活达到最高110.4 U/mL。     

提高源自Bacillus circulans 251的β-CGTase对麦芽糖亲和性及其在生产海藻糖中的应用 *

将B. circulans 251 β-CGTase应用于海藻糖制备,海藻糖转化率从50.4%提高至71.9%。为进一步提高底物的转化率,运用易错PCR-高通量筛选技术筛选对以麦芽糖为歧化反应受体的亲和性提高的B. circulans 251 β-CGTase突变体。利用低底物浓度的96孔板4,6-亚乙基-对硝基苯-α-D-麦芽七糖苷(EPS)显色法,最终筛选得到了一株对麦芽糖亲和性提高的突变体M234I。将野生型β-CGTase和突变体酶M234I进行蛋白质纯化,测定其酶学性质。结果表明,突变体的比活为345.25U/mg,野生型则为357.63U/mg;突变体M234I对麦芽糖的K_m为0.258 2mmol/L,仅为野生型(0.474 9mmol/L)的54.4%,对麦芽糖的亲和性显著提高;突变体的最适温度、最适pH较野生型未发生较大变化。以麦芽糊精(DE值16)为底物,将突变体M234I用于多酶复配体系生产海藻糖,酶反应结果表明海藻糖的转化率最高达74.9%,较野生型β-CGTase提高约3%。     

环糊精葡萄糖基转移酶的酿酒酵母表面展示及其生产2-O-α-D-吡喃葡萄糖基抗坏血酸

摘要:【目的】将环状芽孢杆菌251(Bacillus circulans 251)来源的环糊精葡萄糖基转移酶(Cyclodextrin Glycosyltransferase,CGTase)展示在酿酒酵母( Saccharomyces cerevisiae)细胞表面,构建全细胞催化剂生产2-O-α-D-吡喃葡萄糖基抗坏血酸(2-O-α-D-glucopyranosyl-L-ascorbic acid,AA-2G),以提高AA-2G 的产量。【方法】将CGTase编码基因cgt连接到载体质粒pYD1中的a凝集素(a-agglutinin)Aga2p亚基基因的下游构建表面展示重组质粒pYD1-cgt,转化酿酒酵母EBY100获得重组菌EBY100-pYD1-cgt,对发酵条件(培养基、诱导温度和诱导剂半乳糖浓度)进行优化;同时先后对重组菌的发酵产酶以及表面展示CGTase的酶促合成AA-2G的条件进行了优化;进一步又比较了表面展示的CGTase与E.coli BL21发酵所得的游离CGTase在酶促制备AA-2G过程中副产物的积累情况。【结果】展示CGTase的酿酒酵母重组菌株以YPG培养基作为发酵培养基,诱导剂半乳糖初始添加浓度为20 g/L,经25 ℃诱导48 h后,表面展示CGTase最大酶产量为0.5 U/mL;表面展示CGTase 40 ℃条件下的温度稳定性比游离酶有所提高,pH稳定范围变宽。对表面展示的CGTase制备AA-2G转化条件的优化发现,其最适温度最适pH分别为30 ℃和4.5,转化48 h达到平衡,表面展示的CGTase制备AA-2G的产量较游离酶提高了37%。【结论】对于CGTase,a凝集素系统是一个有效的展示系统,构建的酿酒酵母全细胞催化剂用于酶促制备AA-2G时,产生的副产物葡萄糖可能被酵母细胞利用,从而降低了葡萄糖与VC的竞争作用使AA-2G的产量增加,该全细胞催化剂具有良好的应用前景。     

具有人鼠交叉结合活性的抗IL-1R3抗体的筛选与鉴定

目的：IL-1受体辅助蛋白(IL-1R3)是炎症调控的潜在新靶点。筛选获得具有人鼠交叉结合活性的抗IL-1R3抗体,为炎症干预机制探究与新药开发奠定基础。方法：基于对人源和鼠源IL-1R3氨基酸序列与结构的比对,采用交替包被人源和鼠源IL-1R3的策略对噬菌体抗体库进行筛选;将获得的抗体可变区基因克隆到真核表达载体,制备抗体样品;在分子和细胞水平对候选抗体的结合活性与功能活性进行评价;采用重新配对抗体轻链与重链的策略获得新抗体,尝试改善其特性。结果：筛选获得5个具有人鼠交叉结合活性的抗IL-1R3抗体,其中4个对人源和鼠源IL-1R3的亲和力相当,均在10^-7 mol/L水平;2个溶解度较好的抗体在细胞水平上具有阻断活性;重新配对候选抗体的轻链与重链,获得1个溶解度明显提升且结合活性有所改善的新抗体。结论：优选获得2个具有人鼠交叉结合活性的抗IL-1R3抗体AET1907和4H6L,为后续深入探索奠定了物质基础。     

新疆玛纳斯河流域土壤螨类群落多样性

为探究玛纳斯河流域不同生境土壤螨类群落多样性及其时空特征,采用野外采样和改进的Tullgren法采集土壤螨类进行分类鉴定及比较分析。结果,共采集土壤螨类33208只,隶属4亚目86科140属。其中Ceratozetes和Oribatula为优势类群。不同垂直带生境土壤螨类个体数量和类群数量之间差异显著(P0.05),个体数依次为ⅥⅪⅧⅨⅠⅩⅦⅣⅤⅡⅢⅫ。垂直分布表明不同土层间的个体数差异极显著(P0.01),土壤螨类主要集中分布于表层土壤。不同生境土壤螨类在不同季节均有显著差异(P0.05),个体数依次为9月4月7月11月。在12种不同生境之间土壤螨类群落多样性指标均有显著差异(P0.05),Shannon-Wiener多样性指数(H)依次为ⅠⅤⅣⅥⅢⅩⅡⅨⅧⅦⅪⅫ,而Margalef(M)丰富度指数依次为ⅠⅥⅢⅩⅪⅧⅤⅣⅦⅡⅨⅫ。不同生境土壤螨类群落间的相似性处于中等不相似。结果表明研究流域不同垂直带生境土壤螨类群落多样性具有明显的生境和季节变化特征。