蓝藻光驱固碳合成糖类物质的技术研究进展*

糖类物质在食品、医药、日化、发酵领域有着广泛应用,对人类健康和社会发展有着重要意义。发展新型糖类物质合成技术有利于解决传统植物生物质“采集-炼制”产糖模式所面临的高成本、长周期、时空限制等风险和问题。蓝藻是一类重要的光自养微生物,也是极具潜力的新型微生物光合平台,发展蓝藻光驱固碳产糖技术有望实现二氧化碳向特定糖类产物的一站式定向转化,实现糖类物质合成的模式变革。糖类物质本身在蓝藻天然光合代谢网络中发挥重要作用,特别是卡尔文循环、糖原代谢、相容性物质代谢等几个重要生理模块的运转都是以不同糖类物质的转化来驱动的;而合成生物技术的发展又为光合产糖网络重塑和扩展注入了新的驱动力,在产品类型、合成模式及生产效率上显著提升了蓝藻光驱固碳产糖技术的发展和应用潜力。针对蓝藻光驱固碳产糖技术的发展应用,从模式、策略、产物等不同维度总结了相关进展和风险挑战,并对其未来前景和方向进行了展望。     

蓝细菌光驱固碳细胞工厂的合成生物学开发策略

光合生物制造技术是指以光合自养生物为底盘,通过光合固碳过程,将太阳能和二氧化碳直接转化为生物燃料和生物基化学品的全新生物制造模式。发展光合生物制造技术可以同时实现固碳减排和清洁生产。蓝细菌是极具潜力的微生物光合底盘,也为光合生物制造技术开发高效的光驱固碳细胞工厂提供了重要平台。着眼于未来的规模化应用需求,蓝细菌光驱固碳细胞工厂需要在物质能量转化效率、工业过程中的生长和生产稳定性以及与工程过程的适配性这三方面进一步提升。现从光能的捕集和利用、碳源的固定和转化、逆境胁迫的适应以及工程过程的适配这四个角度,介绍了如何应用合成生物学工具和策略,人工设计、开发进而优化蓝细菌光驱固碳细胞工厂,以满足光合生物制造技术大规模应用的需要;最后,总结、介绍了本领域的最新研究进展,并对未来发展方向进行了展望。     

荷花花蕾cDNA文库构建及质量评价

为理解荷花Nelumbo nucifera花器官转录组表达情况,分别选取不同花型的代表品种‘洪湖红莲’Nelumbo nucifera ‘Honghu Honglian’(单瓣)、‘唐招提寺莲’N. nucifera ‘Tangzhaotisi Lian’(重瓣)和‘千瓣莲’N. nucifera ‘Qianban Lian’(千瓣及全重瓣)的花蕾为材料分离mRNA,利用SMART技术合成双链cDNA,经限制性内切酶SfiI酶切后回收去掉接头和500 bp以下片段的cDNA。将cDNA与pUC19载体连接,构建荷花花蕾cDNA文库。经检测,该文库容量为1.12 × 106 pfu·mL-1,插入片段大小集中在500～2000 bp,重组率为95%。该文库的成功构建为荷花花蕾期转录组数据的开发及其花器官发育相关基因的功能研究奠定了分子基础。     

KCl处理对百合柱头生理及结实的影响

以百合（Lilium）品种‘Pollyanna’为材料,研究了KCl处理对柱头中SOD、POD及CAT等3种保护酶活性、可溶性蛋白含量以及电阻率的影响。结果表明,处理后3种酶的活性均表现出不同程度的应激性升高,其中SOD活性在花开当天和花开1d显著升高,在蕾期与花开2d极显著升高;花开当天及花开1d的POD活性极显著升高;CAT活性在花开1d升高显著,花开2d及3d时升高极显著。柱头可溶性蛋白含量及电阻率无显著变化,表明KCl处理削弱了细胞膜的膜脂过氧化作用,延缓了柱头衰老,提高了授粉受精作用,且与结实率升高表现出一定相关性。     

2005年夏季长江口水域浮游植物群集特征及其与环境因子的关系

根据2005年9月8—15日在长江口及其邻近水域(30.5°32.5°N,121.0°123.5°E)进行的多学科外业航次调查所获资料,对调查区浮游植物的群集特征及其与环境因子之间的关系进行了研究。结果表明:鉴定浮游植物98种(含变种和变型),硅藻是浮游植物中的主要类群;浮游植物生态类型多为温带近岸种,少数为暖水种和大洋种;优势种主要为多尼骨条藻、尖刺伪菱形藻、柔弱几内亚藻、翼鼻状藻细长变型和柔弱伪菱形藻;细胞丰度平均为256.4个·mL-1,高值出现在调查区的中部偏南及东北部海域;Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数、Pielou'均匀度指数的分布显示:调查区东南部海域浮游植物多样性程度较高,物种均一性较好。物种与环境的典范对应分析显示:甲藻与环境因子中溶解氧的关系较为密切;多尼骨条藻与海水中硅酸盐和硝酸盐的关系较为密切,与海水盐度有很大的负相关性;各物种在排序图中的位置反映了其对不同环境资源的生态需求。     

一种简便快速的聚合酶活性实时检测新方法

基于双链DNA结合染料能特异嵌入双链DNA发出荧光的原理,发展了一种实时检测DNA聚合酶活性的简便方法.在检测过程中,聚合酶的聚合反应进程被实时转换为荧光信号,通过监测荧光强度的变化实时检测聚合酶的活性及药物对聚合酶活性的影响.该方法不需要对DNA进行放射性同位素标记和荧光标记,也不需要聚丙烯酰胺凝胶电泳和聚合酶链式反应,是一种简便、快速的聚合酶活性实时检测新方法,为研究抗肿瘤药物对聚合酶活性的影响提供了一种简捷方法,也将为相关疾病诊治和药物筛选提供一种新的思路.     

"纸核"东镇红芒开花习性及花粉母细胞减数分裂研究

以“纸核”东镇红芒为材料,采用改良的染色和制片方法,首次系统地对芒果花粉母细胞减数分裂进行研究。结果表明,①芒果染色体数目为2n=40,芒果减数分裂属于同时型胞质分裂,终变期为观测染色体数目的最佳时期;②终变期发现多倍体,后期Ⅱ出现分裂不同步现象;③低温阴雨气候是造成“纸核”东镇红芒花粉母细胞减数分裂异常的原因;④从细胞遗传学水平上分析了芒果“纸核”与花粉母细胞减数分裂异常的关系。     

EBR预处理对盐胁迫下葡萄幼苗叶片抗氧化物质及酶活性的影响

以2年生葡萄(Vitis vinifera L.)酿酒品种赤霞珠扦插苗为材料,在水培条件下,分别用0、0.05、0.10和0.20mg/L 24-表油菜素内酯(EBR)预处理幼苗,然后进行50mmol/L NaCl胁迫,分别在胁迫6d和12d测定幼苗叶片中超氧阴离子(O_2~)、丙二醛(MDA)、抗氧化物质含量以及相关酶活性,探讨EBR预处理对葡萄幼苗耐盐性的影响。结果表明:与单独盐胁迫处理相比,不同浓度的EBR预处理使盐胁迫葡萄幼苗叶片O_2~和MDA含量显著降低,同时使其抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高;其中,0.10mg/L EBR预处理的表现最佳,在盐胁迫12d时,其葡萄叶O_2~和MDA含量比单独盐胁迫处理分别显著降低30.5%和22.0%,其叶片相应AsA和GSH的含量较单独盐胁迫处理分别显著提高82.8%和27.9%,且GR、APX和SOD活性分别显著提高7.2%、8.5%和24.0%。研究发现,在盐胁迫条件下,适宜浓度的外源BRs预处理能够显著降低葡萄叶片中活性氧含量,提高抗氧化物质含量和抗氧化酶活性,以促进AsA-GSH循环的快速有效运转,有效减轻植株的过氧化伤害,缓解盐胁迫对葡萄幼苗的伤害,提高葡萄的耐盐性。     

黄河流域出土龙山时期扬子鳄骨板的多种同位素分析

扬子鳄现今生活在长江下游地区,但是在龙山时代(5000～4000 BP cal.)黄河流域多处遗址中发现了扬子鳄骨板。为判断龙山时代华北地区的扬子鳄是本地生长还是来自与长江流域的贸易交换,本研究对芮城清凉寺、邹平丁公、泗水尹家城3处遗址出土的7例鳄鱼骨板进行了Sr、C和O同位素分析。3处遗址鳄鱼骨板的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值均落入当地Sr同位素背景范围内,且山东样本的δ¹⁸O比值高于山西样本,符合δ¹⁸O值由内陆向沿海升高的趋势,证明这些扬子鳄个体属于本地物种的可能性很大。扬子鳄骨板的δ¹³C值都明显高于世界其他内陆地区淡水系统的鳄鱼,显示出复杂的饮食特征。上述结果有助于深入了解不同时期扬子鳄的地理分布变迁,对重建距今四千多年前华北地区的古环境具有重要意义,同时也对龙山先民与扬子鳄的关系提出了新的疑问。     

HMGB1与冠心病关系的研究进展

高迁移率族蛋白B1(high mobility group box1protein,HMGB1)是一种高度保守的核内非组蛋白,可由致病因素引发细胞被动释放或损伤、凋亡和坏死细胞主动分泌而产生。HMGB1可以在真核细胞坏死过程中被释放到细胞外。越来越多的研究证明,HMGB1是一种重要的潜在炎性介质,通过与其特异性受体结合而发挥着重要的炎症细胞因子作用。近年来研究表明,HMGB1通过参与炎症过程而影响动脉粥样硬化斑块的进展。因此,HMGB1可能是机体冠状动脉炎性疾病的重要靶点。本文对HMGB1及其作用机制进行综述,为心血管疾病的预防和治疗提供文献依据。