模拟失重环境对大肠杆菌K12表型异质性亚群菌株的影响

【背景】我国未来几年深空探索任务将呈"井喷式"发展,微生物对于航天活动的影响越来越引起关注,而国内外少有表型异质性亚群的研究。【目的】从表型异质性的角度探讨低剪切力模拟失重环境(Low-shearmodeledmicrogravity,LSMMG)和低剪切力正常重力环境(Low-shearnormalgravity,LSNG)对大肠杆菌K12造成的影响。【方法】利用旋转细胞培养系统模拟失重环境对大肠杆菌K12进行连续传代培养,从单克隆形态、颜色以及菌体形态等方面挑选出表型异质性的亚群菌株,对不同菌株进行增殖速率、抗生素耐药性、生物被膜形成、环境压力抵抗力以及细胞毒性的测定,以此评估低剪切力和模拟失重环境对大肠杆菌K12的影响。【结果】利用旋转细胞培养系统连续传代培养,总共分离出4株形态不同的表型异质性亚群菌株,其中2株来自模拟失重组(M1,Ma),另外2株来自正常重力对照组(N1,Na);4株亚群与原始菌株(P)相比,在增殖速率、生物被膜形成、环境压力抵抗力和细胞毒性方面均有增强或减弱的明显变化,对于抗生素的耐药性无明显变化。【结论】低剪切力模拟失重环境以及存在低剪切力的正常重力环境均能引起大肠杆菌表型异质性变化,与原始菌株相比,表型异质性亚群菌株在分化上并没有统一的方向,但仍需警惕那些可能对人类造成危害的变化表型。     

长白山阔叶红松林CO2通量与温度的关系

应用涡度相关法观测的通量数据和环境因子数据,在生态系统水平上分析了长白山阔叶红松林生长季温度与CO2通量之间的关系.结果表明：（1）在相同的光合有效辐射水平下,净生态系统CO2交换量（NEE）随温度Ta的变化趋势为,在Ta〈20℃范围内,NEE随温度的增加而增加,在Ta=20℃附近有极大值,随温度的继续增加NEE呈下降的趋势,同时NEE还具有明显的季节变化,表现为7月〉6月〉8月〉9月〉5月〉4月〉10月.（2）应用Michaelis-Menten方程计算得出最大光合速率Pmax和生态系统呼吸Re,分析其与温度的关系发现,Pmax随温度的变化呈S型曲线,Re则随着温度的升高而呈指数上升的趋势,曲线为：Re=0.0607 exp（0.0666Tα）,R^2=0.96.夜间生态系统呼吸的Q10为3.15.（3）通过对NEE与环境因子的偏相关分析表明,温度对NEE的偏相关系数在生长季呈现先减小后增大的趋势,说明在生长季初期和末期升高温度比生长季中期对NEE的影响要大.     

长白山温带混交林林冠下层CO2通量对生态系统碳收支的贡献

作为ChinaFLUX的重要组成部分,从2002年年底开始利用涡度协方差技术在长白山温带混交林林冠上层和下层进行连续通量观测,这为量化林冠下层CO2通量对整个森林生态系统碳收支的贡献提供了一条有效途径.利用2003年林冠上层和林冠下层的观测数据,研究表明林冠下层夜间的CO2通量与5 cm深度的土壤温度存在明显的指数正相关关系.林冠下层的呼吸通量与箱式法观测的土壤呼吸通量之间具有很好的一致性(R2=0.77),二者在全年都与整个森林的光合产物量相耦合,且都在7～8月份达到最大值.林冠下层的呼吸量和土壤呼吸量分别为770 g Cm-2a-1和703 g Cm-2a-1,占整个森林生态系统呼吸年总量的比重高达59.88%和54.69%.林冠下层的光合作用呈双峰型季节变化,两个峰值分别出现在5月中旬和8月下旬.尽管全年林冠下层光合产物量为87 g Cm-2a-1,对整个森林光合产物量的贡献率仅为5.69%,但林冠郁闭度低的4、5月和10月份,林冠下层的光合产物贡献率也分别达到19.99%、21.06%和14.53%.林冠下层净初级生产力的季节动态受该层呼吸作用的季节变异控制,林冠下层在全年都表现为碳源,其净碳排放速率在8月份达到最大.     

不同生长调节物质对水稻生长及镉积累的影响

比较脱落酸(ABA)、乙烯利(ETH)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJ A)4种植物生长调节物质(PGR)对水稻生长及籽粒镉(Cd)积累的影响差异。试验采用重金属污染土种植水稻,于分蘖期、灌浆期各进行1次PGR叶面喷施处理,分析灌浆期叶片光合指标,丙二醛(MDA)含量以及收获期各部位生物量和Cd含量。结果表明:(1)低浓度ABA(5mg/L)可维持水稻正常产量;高浓度ABA(15mg/L)则导致产量下降。ETH对水稻地上部生长和单株产量有显著抑制作用,SA和MeJ A(0.56mg/L)均可保证地上部正常生长,维持正常产量。(2)外施4种PGR均抑制灌浆期叶片气孔开放,降低蒸腾速率和光合速率,抑制效果最明显的是高浓度MeJ A(0.56mg/L)。(3)在供试浓度范围内SA、低浓度ABA(5mg/L)以及高浓度MeJ A均可降低灌浆期叶片MDA含量,减少质膜过氧化水平。(4)4种PGR均可降低水稻籽粒Cd含量,其中低浓度ABA(5mg/L)抑制籽粒Cd积累的效应最佳。相关性分析结果表明,PGR抑制籽粒积累Cd的效应与地上部向籽粒转运Cd的调控机制有关,与蒸腾速率无显著相关关系。(5)综上所述,低浓度ABA(5mg/L)处理对水稻产量无影响,且籽粒Cd含量降低程度最大。适当浓度的PGR可降低水稻籽粒Cd含量,在中低度重金属污染农田生态修复实践中具有一定的应用前景,但必须精确控制PGR的处理时间和处理浓度,避免出现抑制生长和降低产量的负效应。     

科尔沁草甸生态系统水分利用效率及影响因素

生态系统水分利用效率(WUE)是衡量碳水循环耦合程度的重要指标。利用科尔沁温带草甸草地碳水通量观测数据,对该生态系统总初级生产力水分利用效率(WUEGPP)的日季变化规律及对环境和生理因子的响应进行分析。结果表明:(1)WUEGPP日变化呈下降-稳定-上升的变化趋势,最大值出现在日出后1—2 h,阴天条件下WUEGPP高于晴天,生长中期WUEGPP高于生长初期和末期;(2)总初级生产力、总蒸散和WUEGPP季节变化均呈夏季高、春秋低的形式,生长季平均值分别为0.57 mg m-2s-1、0.08 g m-2s-1和5.97 mg/g,最大值分别为1.49 mg m-2s-1、0.16 g m-2s1和13.62 mg/g;(3)总初级生产力与饱和差、气温和叶面积指数均呈二次曲线关系,与冠层导度呈对数曲线关系;总蒸散与气温呈二次曲线关系,与饱和差、叶面积指数和冠层导度相关性均不显著;(4)WUEGPP与饱和差、气温和叶面积指数均呈二次曲线关系,与冠层导度呈对数曲线关系,饱和差、冠层导度和叶面积指数分别为2.0 k Pa、0.0015 m/s和4.2是控制WUEGPP增加的阈值;(5)净生态系统生产力水分利用效率(WUENEP)和净初级生产力水分利用效率(WUENPP)季节变化规律与WUEGPP一致,均值分别为3.47和5.47 mg/g。     

土拉弗氏菌研究进展

1概述土拉弗氏菌（Francisellatularensis,处称土拉菌）是引起土拉菌病（或称土拉热）的病原体。1912年McCoy在美国西部加里福尼亚州研究黄鼠鼠疫时首次在土拉县（Tulare）,从黄鼠（Citellusbeecheyi）分离出一株新苗种,根据该地地名命名为上拉菌（Bacteriumtularensis）。因     

携带blaNDM-1的质粒pNDM-BJ01在鲁氏不动杆菌中的适应度代价

[目的]了解编码新德里金属-β-内酰胺酶-1(blaNDM-1)的质粒pNDM-BJ01在鲁氏不动杆菌10621菌株中的适应度代价,进而评估该质粒在鲁氏不动杆菌群体中存续和扩散的潜能.[方法]通过不含亚胺培南的液体培养基连续传代培养,获得抗性质粒丢失的10621衍生菌株,利用生长曲线、生物被膜、无营养生存时间等体外适应度测量实验,分析10621NDM-1(+)及质粒缺失的10621NDM-1(-)之间的适应度差异.[结果]pNDM-BJ01在10621菌株中不稳定,连续传代11次即在群体中完全丢失.在26℃和37℃下,10621NDM-1( -)与10621NDM-1(+)菌株的生长曲线无显著性差异.在26℃条件下,10621NDM-1( -)菌株形成生物被膜的能力明显强于10621NDM-1(+),而在37℃条件下,10621 NDM-1(+)强于10621NDM-1(-).在无营养的PBS缓冲液中,10621NDM-1(-)菌株生存能力明显高于10621NDM-1(+).[结论]编码blaNDM-1的质粒pNDM-BJ01在鲁氏不动杆菌中具有较大的适应度代价,缺失这一质粒的菌株在外界环境中的生存能力强于抗性菌株,pNDM-BJ01在鲁氏不动杆菌存续与扩散的能力有限.     

长白山阔叶红松林二氧化碳湍流交换特征

采用开路式涡度相关技术,研究了长白山阔叶红松林森林-大气界面的CO₂湍流交换特征.结果表明,在近中性大气层结条件下,冠层上方垂直风速和CO₂浓度功率谱在惯性子区基本符合-2/3定律,垂直方向主导湍涡尺度约为40 m.湍流通量贡献区主要在0.01～2 Hz频率范围内,冠层上方低频传输的湍涡贡献了更多的CO₂通量.这说明开路式涡度相关仪器系统可以满足冠层上方湍流通量观测的基本要求.但通过涡度相关法实测获得的森林-大气CO₂通量仍存在夜间低估现象,非湍流过程的增加是涡度相关技术应用的主要制约因素.因此,需要对弱湍流条件下的CO₂通量做相应的修订.     

鼠疫耶尔森氏菌rV270抗原的克隆、表达及其免疫保护作用评价

目的：为研制鼠疫亚单位疫苗,克隆、表达并纯化去除产生免疫抑制作用序列后的鼠疫耶尔森氏菌LcrV抗原（rV270）。方法：依据已知的LcrV的核苷酸序列,避开其产生免疫抑制作用的区段设计引物,扩增rV270基因并克隆到pET24a载体中,在大肠杆菌BL21中表达His-rV270融合蛋白：表达产物先后经Co^2＋亲和层析和Sephacryl S-200HR凝胶柱纯化,并在纯化过程中应用凝血酶切除His标塔;氢氧化铝佐剂吸附重组抗原后免疫BALB／c小鼠,初次免疫后第21天加强免疫1次,第5周使用104CFU鼠疫菌141强毒株攻毒,测定其免疫保护作用。结果：rV270以可溶性方式表达;应用Co^2＋亲和层析柱和Sephacryl S-200HR凝胶柱结合凝血蛋白酶切除His标签的方法可得到不含标签的较高纯度的重组蛋白;攻毒实验中实验组小鼠全部存活,而对照组全部死亡。结论：获得了具有良好免疫保护作用的rV270蛋白,可用于鼠疫亚单位疫苗的研究。     

鼠疫菌cAMP受体蛋白对毒力相关基因yopD调控的初步研究

目的研究鼠疫菌cAMP受体蛋白（CRP）对毒力相关基因yopD的调控情况。方法利用芯片表达谱和实时定量RT-PCR初步判断CRP对yopD的调控,在获得纯化的his-CRP蛋白后进行体外凝胶阻滞实验（EMSA）证明CRP能否直接结合yopD启动子区,DNase I足迹实验（DNase I footprinting assay）确定yopD启动子区CRP结合位点序列精确序列。结果芯片表达谱和实时定量RT-PCR实验一致证实CRP可能直接负调控yopD,EMSA证明CRP能直接结合yopD启动子区,DNase I足迹实验确定yopD的启动子区上CRP位点的精确序列。结论CRP可能直接负调控毒力相关基因仰D。