增温和氮素添加降低荒漠草原多年生植物氮素回收效率

植物营养器官在枯萎过程中将部分氮素转移到储藏组织之中,是植物适应生境的重要策略。以位于内蒙古荒漠草原的增温和添加氮素的交互试验为平台,对建群种短花针茅(Stipa breviflora)以及优势种无芒隐子草(Cleistogenes songorica)、银灰旋花(Convolvulus ammannii)、冷蒿(Artemisia frigida)和木地肤(Kochia prostrata)等5种多年生植物绿叶期和枯叶期氮浓度,以及氮素回收效率进行了研究。结果表明:增温处理下,植物绿叶期和枯叶期的平均氮素浓度提高了5.5%和11.3%,氮素回收效率显著降低了7.0%。氮素添加使绿叶期植物氮浓度显著提高了5.2%,使植物氮素回收效率降低2.9%。增温和氮素添加对植物枯叶期、绿叶期氮浓度和氮素回收效率有显著的交互作用。氮浓度和氮素回收效率对增温和氮素添加的响应在5个物种间都有显著差异,即这种响应具有物种特异性。研究表明独立的增温和氮素添加以及两者的交互作用都降低该荒漠草原生态系统中植物氮素回收效率,这些结果将为气候变化条件下荒漠生态系统氮素回收效率变化趋势的预测提供数据支持和实验证据。     

花蜜微生物及其生态功能研究进展

花蜜是虫媒植物提供给传粉者最有效的报酬,对花蜜特征介导的植物-传粉者相互关系的研究已成为当今传粉生物学研究中最活跃的领域之一。开花植物分泌的原始花蜜是无菌的,不过一些微生物可经由空气传播至花蜜或(和)通过与传粉者的喙接触而聚集于花蜜中,并利用花蜜中的营养物质进行快速繁殖。花蜜的高渗透压环境导致花蜜中微生物(酵母菌,细菌)的物种多样性相对较低。此外,某些生物(传粉者组成,微生物间的竞争)与非生物因素(渗透压,糖组成,次生代谢物质,抗菌化合物,可利用氮源,温度,pH)也可影响花蜜中微生物群落的形成。花蜜中微生物的代谢活动能够改变花蜜物理(温度,粘度)与化学(pH,H_2O_2含量,糖组成和浓度,氨基酸组分和浓度,以及气味)特性,进而影响传粉者的访花行为与植物的繁殖适合度。因而,对花蜜中微生物及其生态功能的研究近年来颇受传粉生物学家的关注。在总结已发表研究成果的基础上,提出今后的研究有必要结合分子生物学与化学分析技术,以进一步揭示影响花蜜中微生物群落的潜在因素的作用机制,同时对花蜜微生物改变花蜜的物理、化学特性及植物-传粉者之间相互作用的可能原因进行更详尽的阐释,特别是对花蜜微生物在生态系统中所发挥的生态功能进行进一步的研究与认识。     

不同保存液和保存期限下肠道微生物组的变化

肠道菌群与人体健康的关系密切,通过检测肠道菌群可以获得有关健康的信息。新鲜粪便不易获得,很难做到快速低温冷冻,在进行标准化和大规模人群采样时,可用于常温条件下采集和保存样本的保存液可以弥补采集样本数量多、地域分布广、现场采样条件多样、工作量大、运输条件差等条件不足。本研究招募了5名健康志愿者,采集他们的粪便样本后,通过对比不同市售微生物样本采集常温保存液对新鲜粪便样本的影响,评估了各类保存液的保存效果。在室温下把粪便放置于5种保存液,在第0、1、3、7、15、30天提取元基因组DNA,进行16S rRNA V3–V4区高通量测序,来分析不同保存液,在不同时间段对肠道菌群组成的影响。结果显示,不同保存液对肠道菌群的影响存在差异,与对照组相比,不同保存液对样本中的OUT数量影响不大;保存液A、B和C在菌群构成上更接近对照组,保存液D会明显改变肠道菌群组成,使放线菌门 (Actinobacteria) 和厚壁菌门 (Firmicutes) 增加;随着时间延长,各类保存液都有降低菌群多样性趋势,保存液E降低菌群多样性更明显;第30天时,5种保存液都会改变肠道菌群构成;肠道菌群组成存在个体差异,是影响各样本相似性的主要因素,来自不同志愿者的粪便样本,无论何种保存液和保存时间,彼此之间更接近。不同保存液对革兰氏阳性杆菌、革兰氏阳性球菌和革兰氏阴性菌的含量存在不同影响,保存液C、E会降低双歧杆菌 (Bifidobacterium) 丰度,而保存液D则相对升高;除保存液E相对降低乳酸杆菌 (Lactobacillus) 丰度之外,保存液A、B、C、D与对照都相当。各类保存液对链球菌 (Streptococcus) 的影响,除保存液D差异较大之外,保存液C与对照组最接近;保存液D比对照组降低瘤胃球菌科UCG 003 (Ruminococcaceae UCG 003),其他各类保存液与对照组差异不大;不同保存液都比对照组增加大肠-志贺氏杆菌 (Escherichia-Shigella) 丰度,保存液A、B会增加克雷伯氏菌 (Klebsiella) 丰度,而保存液C、D和E与对照组相当。整体来看,保存液C在稳定肠道菌群的组成上表现较好。文中通过对比国内外常用保存液在不同时间点对肠道菌群的影响,为进行大规模微生物样本采集、保存提供了参考,也为标准化的微生物组项目提供了可参考的数据。后续的研究可在此基础上选择针对性的保存液和保存时间。     

拟南芥高亲和性K~+转运蛋白AtHAK5功能位点的鉴定

AtHAK5是拟南芥高亲和性钾转运体,其基因表达受低钾条件强烈诱导,编码蛋白在低钾条件下可以整合到质膜.生物信息学分析发现其氨基酸序列含有多处潜在的磷酸化位点.本研究假设这些位点对于AtHAK5的功能至关重要,为探讨AtHAK5的功能位点,分别将AtHAK5 cDNA和带有13种不同点突变位点的AtHAK5转化到athak5突变体中,获得14种稳定表达的转基因植株.利用athak5突变体根对Cs敏感的表型,最终确定T549A和T666A为非核心磷酸化位点.如下11个位点为AtHAK5功能必需位点:F85L,T86A,T311A,T359A,P551S,D552N,S603A,S604A,K668E,S698A和V713L.     

JDV与三种牛反转录病毒相互关系的初步研究

为研究JDV与其它三种牛反转录病毒BIV、BLV、BFV的相互作用关系,将以JDV、BIV、BLV、BFV的LTR为启动子,以Luc为报告基因的质粒和以上病毒反式激活因子的表达质粒共转染BL12细胞系,通过瞬时表达分析试验证明了JDV和BIV的LTR和Tat之间亲缘关系很近,能够相互激活;JDV Tat可以反式激活BLVLTR,BLV Tax不能激活JDV LTR;JDV LTR上存在BFV Tas的应答元件;BLV、BFV和BIV的LTR和反式激活因子间不存在相互激活.     

恶臭假单胞菌SJTE-1中转化17β-雌二醇的3-酰基-ACP还原酶的鉴定与功能研究（英文）

【目的】假单胞菌SJTE-1可高效转化17β-雌二醇,但是催化该转化的酶尚不清楚。本文鉴定了该菌株的一个新的3-酮酰基-ACP还原酶(ANI01589.1),并对其进行了功能研究。【方法】首先,我们克隆了该3-酰基-ACP还原酶的编码基因,在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中进行了异源表达;利用金属离子亲和层析法,纯化获得了重组蛋白。体外检测了重组蛋白的活性与酶学性质,并利用高效液相色谱法(HPLC)测定了该酶的催化产物。【结果】3-酮酰基-ACP还原酶可被17β-雌二醇诱导表达,重组蛋白纯化量可达19.6mg/L。蛋白序列比对结果表明,该蛋白包含短链脱氢酶/还原酶(SDR)的2个共有区域和多个保守残基。该酶以NAD~+为辅助因子,将17β-雌二醇转化为雌酮;其Km值为0.071 mmol/L, k_(cat)值为2.4±0.06/s~(–1),5 min内可转化超过95.8%的雌二醇。该酶的最佳反应温度为42°C,最佳pH为8.0。不同二价离子对该酶的活性影响不同,Mg~(2+)和Mn~(2+)可增强其酶活性。【结论】这一假单胞菌SJTE-1来源的3-酮酰基-ACP还原酶可高效催化17β-雌二醇的转化,该酶可能在该菌株的雌激素代谢过程中起到重要作用。     

干旱胁迫下小麦苗期根系性状的全基因组关联分析

研究小麦根系在干旱逆境下的形态特征和遗传机制是提升小麦抗旱能力并获得稳产的基础。本研究以300份国内外小麦品种（系）为材料,苗期采用PEG-6000模拟干旱胁迫对小麦根系的最长根长、根总长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根干重等8个性状进行表型鉴定,结合90K SNP芯片对8个性状的抗旱系数进行全基因组关联分析,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。研究结果表明,干旱胁迫下小麦品种（系）的根系性状表现出丰富的表型变异,变异系数为0.17～0.58,全基因组多态信息量变异范围为0.01～0.38,LD衰减距离为7 Mb。群体结构分析表明,供试材料分为3个亚群。GWAS分析显示,共检测到与8个根系性状显著关联的41个SNP位点,单个遗传位点可解释3.91%～8.04%的表型变异。同时在两个及两个以上的性状中发现显著关联位点13个,其中Tdurum＿contig71499＿211(5A)、GENE-1743＿858(3B)、Tdurum＿contig28552＿211(5B)3个位点与4～5个性状显著关联,分别能解释遗传变异的4.12%～5.37%、5.77%～6.7...     

两株母乳源植物乳杆菌的全基因组测序分析

【背景】母乳是一个重要的益生菌筛选库,其中植物乳杆菌是一种用途广泛、适应性强的益生菌。然而不同菌株具有不同的功能,现有的生理生化方法对其潜在益生特性研究十分有限,有必要采用高通量的方法寻找具有种群特异性的优质益生菌。【目的】结合菌株生化特征在全基因组的测序与分析的基础上对两株植物乳杆菌的潜在功能进行预测,并重点找寻与肠液耐受性及细菌素的合成相关的基因,即在基因组的结构上对菌株的表型进行探究。【方法】分离筛选出两株母乳源植物乳杆菌MP55、MP37,并利用Illumina genome analyzer对菌株的全基因组进行测序,采用Prokka软件对细菌基因组进行注释,采用Carbohydrate-active enzymes (CAZy)、Koyto encyclopedia of genes and genomes(KEGG)和Clusters of orthologous genes(COG)数据库对基因组进行功能注释;同时采用Prodigal、RNAmmer等工具对编码序列、核糖体RNA进行预测,并用CGView软件绘制菌株的基因组环形图谱。【结果】通过基因组装得到了两株植物乳杆菌的全基因组信息,植物乳杆菌MP37、MP55基因组大小分别为3 204 421 bp和3 299 180 bp;(G+C)mol%含量分别为44.36%和44.46%;分别包含3 012个和3 101个DNA编码序列,结合菌株生化特征在基因组上找到4个与肠液耐受相关的基因及一段细菌素合成相关基因簇。基因组序列原始数据和拼接结果已提交至"gcMeta"平台。【结论】通过高通量测序分析在基因组水平上揭示了植物乳杆菌MP55、MP37在肠道存活性与抑制病原菌相关的可能机理。植物乳杆菌MP55、MP37是两株潜在的益生菌候选菌株,实验结果为进一步阐明其益生菌特性的功能机制提供了遗传学基础。     

粪便样本不同保存方式对肠道菌群测序结果的影响

[目的]本文探究了3种室温保存剂和-80℃C冷冻保存对粪便样本中菌群结构的影响,为大规模、标准化的采样提供参考.[方法]本研究采集了5名健康志愿者的新鲜粪便作为测试样本,采用4种不同的保存方式保存:DETs室温保存、GITC室温保存、RNAlater室温保存和-80℃冷冻保存,在保存0、1、3、7、14、28 d后,采...     

市售酸奶中乳酸菌的鉴定与耐药性

[目的]检测市售酸奶中乳酸菌的种类及其耐药情况.[方法]收集10种来自5个不同厂家的酸奶,通过细菌基因组重复基因外回文序列-PCR (repetitive extragenic palindromic-PCR,rep-PCR)结合16S rRNA同源性分析的方法对分离的乳酸菌进行基因分型和菌种鉴定.利用药敏纸片扩散法(K-B法)对分离的乳酸菌进行针对7种抗生素的药敏实验,用PCR特异性扩增结合测序的方法检测每个样品中不同基因型菌株的耐药基因(包括红霉素耐药基因erm A、erm B和四环素耐药基因tetM、tetK、tet S、tetQ、tetO、tetL、tetW).[结果]10种市售酸奶中分离到100株乳酸菌.其中,德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus)23株,干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)26株,嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)30株,嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)5株,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)6株,副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)10株.药敏实验发现所有100株乳酸菌均对链霉素和庆大霉素耐药,42株对万古霉素耐药,没有菌株对头孢氨苄,四环素,红霉素以及土霉素耐药.在28株经过16S rRNA测序的乳酸菌中检测到5种不同的耐药基因,在8株乳酸菌中检测到erm B基因,4株检测到tetK基因,2株菌检测到tetL基因,4株菌检测到tet M基因,2株菌检测到tet O基因,没有检测到erm A,tet S,tet Q,tet W基因.28株乳酸菌中有15株(53.57%)检测到耐药基因,其中有4株L delbrueckii ssp.bulgaricus检测到2-3种不同的耐药基因.[结论]本研究在市售酸奶中除了检测到商品标签上标注的L.delbrueckii ssp.bulgaricus和S.thermophilus以外,还检测到商标上没有标注的乳酸菌;作为常用发酵剂的德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌更容易检测到耐药基因;分离得到的乳酸菌均对红霉素和四环素敏感却检测到相应的耐药基因,再一次证明了没有耐药表型的菌株也可能携带耐药基因.