贵州喀斯特石漠化地区土地利用方式对土壤质量恢复能力的影响

喀斯特石漠化是一种与脆弱生态环境和人类活动相关联的土地退化过程,土地利用方式和人为生产经营活动方式及干扰程度对石漠化土壤质量的恢复和重建有明显影响。研究结果表明:林地、草地的有机质、全P和全K含量最高,分别是果树地和坡耕地的2.3、2.1、1.5倍和1.7、1.9、1.3倍,全氮量以草地最高,分别是其它利用方式的1.2~2.8倍,农地有机质含量仅次于林地和草地,石漠化地土壤营养元素最低。果树地和林地的微生物以细菌为主,分别占微生物总量的69.7%和73.3%,草地以固N菌为绝对优势,占微生物总数的33.0%,农地的放线菌多于草地、林地、果树地和坡耕地,石漠化地土壤微生物数量和多样性最低。经开垦利用后(坡耕地),喀斯特山区表层土壤颗粒砂化逐渐明显。石漠化区经过13a退耕还林后,植物多样性指数和均匀度分别由0.96和0.29提高了1.92和0.53,优势度由0.75降到0.36。采用合适的土地利用方式,辅于必要的生物措施,是恢复喀斯特石漠化地区土壤质量的有效途径之一。     

饲料用酶制剂的研究进展与趋势

饲料用酶目前已成为世界工业酶产业中增长速度最快、势头最强劲的一部分。畜牧业开发应用饲料用酶制剂有着重大意义:可缓解饲料资源短缺、人畜争粮的局面,有利于保障粮食安全;提供更为安全、优质的动物产品,有利于保障食品安全;减轻环境污染,保障养殖业的可持续发展。饲料用酶的应用效果已在世界范围内得到公认,但酶的使用量还较低,其主要原因在于饲料用酶的性质难以满足饲料工业的要求,以及饲料用酶表达量低,生产成本较高。因此,目前的研发趋势主要体现在:1)饲料用酶基因资源的高通量筛选技术,尤其是特殊环境微生物和未培养微生物中的基因资源;2)酶蛋白的分子改良技术,利用蛋白质工程技术定向改良,创造具有优良特性的酶蛋白质分子,进一步提高饲料用酶的应用性能;3)饲料用酶高效表达和生产技术;4)饲料用酶的应用效果快速评估技术和配套应用技术体系。     

来源于Aspergillus candidus的乳糖酶基因的克隆及序列分析

从一株产乳糖酶的亮白曲霉(Aspergillus candidus)中克隆到了乳糖酶基因组DNA及cDNA序列(EMBL ACCESSION No. AJ431643),序列分析表明,乳糖酶基因组DNA序列长3458bp,其中含有8个内含子,cDNA编码区长3015bp,共编码1005个氨基酸,前19个氨基酸为信号肽序列,氨基酸序列中共含有11个潜在的糖基化位点。将此基因与不同来源的乳糖酶基因序列进行比较发现,该基因与绝大多数乳糖酶基因同源性较低。虽与米曲霉ATCC 20423的乳糖酶序列同源性较高,但其在酶学性质上更优于后者,亮白曲霉的乳糖酶基因可能是一个具有更广阔的生产应用前景的新基因。      

白地霉ch-3脂肪酶Ⅰ基因在大肠杆菌中的表达

构建了白地霉脂肪酶Ⅰ的基因工程菌,为进一步进行蛋白质工程改造和脂肪酶应用奠定了基础。从新疆昌吉市油脂化工厂含油冻土中分离得到1株低温脂肪酶产生菌-白地霉ch-3。该菌发酵上清液中的脂肪酶最适作用温度为35℃,在0℃仍可保持66%的相对酶活力。应用PCR技术从白地霉ch-3基因组DNA中克隆得到脂肪酶Ⅰ基因lip1,将该基因与原核表达质粒载体pET-22b（＋）连接,构建重组质粒pETl-ip1,转化E.coliBL21（DE3）,酶切鉴定,筛选得到重组菌。十二烷基磺酸钠-聚丙希酰胺（SDS-PAGE）显示重组脂肪酶Ⅰ的相对分子质量约为5.8×10^4,酶活为2.73 U/mL,表明lip1基因的表达产物具有正常的生物学活性。白地霉ch-3脂肪酶Ⅰ基因lip1能够在大肠杆菌中有效地表达。     

Aspergillus fumigatus来源植酸酶的Q23L和Q23LG272E突变研究

Aspergillus fumigatus来源的植酸酶具有热稳定性好、pH作用范围广的优点,但其比活性很低。设计的植酸酶Q23L突变能在pH4.5～7.0范围内大幅提高比活性,但pH稳定性却显著下降,为了进一步改良Q23L的pH稳定性,在Q23L分子上加入了G272E突变。将原酶、突变酶Q23L和突变酶Q23LG272E分别在毕赤酵母GS115中表达,表达酶经纯化后进行酶学性质比较分析,结果表明:突变酶Q23L的比活性比原酶显著提高,在pH5.5比活性由51u/mg提高到109u/mg,但其pH稳定性,尤其是在pH3.0～4.0酸性条件下的稳定性却显著降低,低于80%。突变酶Q23LG272E在pH3.0～4.5和pH6.5～7.0时的稳定性比Q23L有所提高,恢复到原酶的水平,而比活性基本维持在Q23L的水平。通过一级序列和三维结构比较,分析了可能影响Q23LG272E酶学性质的因素,为进一步研究植酸酶的结构与功能提供了材料。     

新疆一号冰川土壤细菌多样性的研究

应用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术分离PCR扩增的16SrDNA来研究土壤微生物的多样性。直接从新疆一号冰川不同海拔高度的土壤样品中提取总DNA。用两套细菌通用引物分别扩增16SrDNA的V3和V6／V9高变区的特异性片段,PCR产物进行DGGE分析。PCR—DGGE图谱表明,PCR产物经DGGE检测到的条带清晰且分离效果好。结果表明,PCR—DGGE是一种快速研究微生物群落结构的有效方法。     

高效表达具有生物学活性的植酸酶的毕赤酵母

对来源于Aspergillusniger 96 3的植酸酶基因 phyA2进行了改造 ,包括去掉基因中的内含子和信号肽编码序列 ,在不改变所编码氨基酸的情况下 ,定点突变优化了对此基因在酵母中高效表达起关键作用的Arg密码子 .经改造的植酸酶基因按正确的阅读框架融合到毕赤酵母 (Pichiapastoris)高效表达载体 pPIC9上的α 因子信号肽编码序列 3′端 ,重组表达载体电击转化毕赤酵母得到重组转化子 ,经Southernblotting分析证实了植酸酶基因已整合到酵母基因组中 ,并确定了基因整合的拷贝数 .Northernblotting分析证明植酸酶基因能进行正常的转录 .SDS PAGE分析和表达产物的酶活性研究证明 ,植酸酶能有效分泌和高效表达 (Arg密码子优化后其表达量可达每毫升培养液 1 5 0 0 0U ,比Arg密码子没有优化的表达量高约 37倍 ,比原菌株A .niger 96 3的表达量高约 30 0 0倍 ) ,表达产物具有正常的生物学活性 .这是迄今为止我国饲料工业中 ,构建的第 1株具有实用价值和应用前景的生产饲料添加剂的基因工程菌株     

亮白曲霉乳糖酶基因在毕赤酵母中的高效分泌表达及酶学性质研究

将克隆的亮白曲霉 (Aspergilluscandidus)乳糖酶基因lacb′插入到毕赤酵母 (Pichiapastoris)高效表达载体pPIC9中 ,与分泌信号肽序列α_因子融合 ,通过同源重组将lacb′整合到酵母染色体上。通过SDS_PAGE检测和表达产物的酶活性筛选 ,得到重组转化子 ,证明乳糖酶获得有效分泌和高效表达。表达的乳糖酶为糖蛋白 ,表观分子量为 130kD ,脱糖基后的蛋白分子量下降为 110kD。经过 5L小罐高密度发酵 ,重组酵母中酶蛋白表达量为 6mg mL发酵液 ,每毫升发酵液中乳糖酶的活力为 36 0 0U ,高于目前国内外报道的水平。进一步研究了表达产物的酶学性质 ,该酶最适pH为 5 . 2 ,最适反应温度 6 0℃ ,比活性为 70 6 . 5± 2 . 6U mg ,Km为 1 7mmol L ,Vmax为 3. 3μmol min。与米曲霉ATCC 2 0 4 2 3的乳糖酶相比 ,该乳糖酶具热稳定性强、比活性高、pH范围宽等特点。     

链霉菌Streptomyces olivaceoviridis A1-木聚糖酶基因xynA在大肠杆菌及毕赤酵母中的高效表达

从橄榄绿链霉菌Streptomyces olivaceoviridis A1中克隆出木聚糖酶基因xynA,将带与不带原基因信号肽编码序列的xynA分别以正确的阅读框架克隆到大肠杆菌表达载体pET22b(+)上的pellB信号肽编码序列之后,得到2种构建的重组载体,在重组大肠杆菌中木聚糖酶得到了表达,表达产物具有生物活性。进一步将不带原基因信号肽编码序列的xynA插入到毕赤酵母转移载体pPIC9中,转化毕赤酵母得到重组子,在重组子中木聚糖酶基因得到了高效分泌表达,在摇床培养水平上的表达量达到200mg/L,且表达产物具有生物学活性。     

来源于酸热脂环酸杆菌的嗜酸性α-淀粉酶的表达研究

从嗜酸耐热的酸热脂环酸杆菌Alicyclobacillusacidocaldarius中克隆到α_淀粉酶的基因 (amy) ,该基因全长 390 3bp ,编码130 1个氨基酸 ,理论分子量约 140kD。将基因amy分别克隆到大肠杆菌E .coli表达载体pET-2.2b(+)和毕赤酵母P .pastoris表达载体pPIC9α ,并在大肠杆菌和毕赤酵母中得到了表达 ,表达产物具有淀粉酶的活性。对酵母中表达的酶蛋白AMY进行了纯化 ,并初步研究了它的酶学性质 ,它的作用最适pH3.2 ,在pH 2.5～4.6范围内 ,酶活性保留 50%以上 ,它的最适温度65℃ ,在 70℃下处理 30min ,酶活性维持50%以上 ,基本保留了天然酶蛋白的耐热性和嗜酸性。位于基因amy内部 +1174～+3288bp的基因片段amy′全长 2115bp ,编码705个氨基酸 ,在E .coli表达后依然具有淀粉酶的活性。