SadC合成的c-di-GMP信号通过PilZ和FlgZ调节铜绿假单胞菌的泳动能力

【目的】探究铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)鸟苷酸环化酶(diguanylate cyclase,DGC)SadC合成的环二鸟苷酸(cyclicdi-GMP,c-di-GMP)信号与PilZ结构域受体间的信号传递关系,分析鉴定出特定PilZ结构域受体的调控功能和机制。【方法】SadC突变株和过表达菌株的构建及泳动能力分析;SadC过表达背景下,PilZ结构域受体突变各菌株的泳动表型分析和筛选;基因敲除和过表达解析筛选出的PilZ结构域受体功能;定点突变和遗传互补检测筛选出的PilZ结构域受体是否参与SadC合成c-di-GMP对泳动能力的调控。【结果】SadC通过影响鞭毛功能而非鞭毛形成抑制铜绿假单胞菌的泳动能力;PilZ结构域受体突变菌株筛选发现PilZ、FlgZ这2个受体参与了SadC介导的泳动能力抑制;功能分析发现ΔpilZ或ΔflgZ的泳动能力相比野生型PA14显著增强,而过表达PilZ或FlgZ则抑制了泳动能力;定点突变和回补实验发现PilZ第10位和FlgZ第140位氨基酸R对其介导SadC负调控泳动能力至关重要,多序列比对分析表明这些位点是其保...     

广西百色喀斯特地貌土壤产铁载体细菌的分离和鉴定

由于碳酸盐性质和特点,导致喀斯特地区的土壤有丰富的矿质元素,尤其是其中的铁氧化物,并具有丰富的有益微生物种群。针对具有潜在植物促生作用的铁载体产生菌,本研究从广西百色地区选取典型喀斯特地貌区域进行土壤采样,然后进行土壤理化性质测定与菌株分离,筛选铁载体产生菌。最终从66份土壤样品中得到140株菌株。16S r DNA测序分析鉴定出22属66种,其中筛选得到铁载体产生菌69株,分属14属35种,其中优势菌属为假单胞菌属。     

DNA分子标记在果树遗传学研究上的应用

本文综述了近年来DNA分子标记在果树种质资源研究、分子遗传图谱构建、 基因标记、辅助选择育种等方面研究的应用。 Abstract:This paper reviewed the recent progress of the application of DNA molecular markers in various aspects of fruit tree genetics including germplasm reseach,genetic mapping,genetic tagging,marker asisted selection.     

壳聚糖和帕米膦酸双修饰的固体脂质纳米粒的制备

目的:制备壳聚糖和帕米膦酸双修饰的固体脂质纳米粒。方法:首先利用课题组发表的专利合成帕米膦酸修饰Brij78的新型非离子表面活性剂(Pa-Brij78),然后以壳聚糖(CS)溶液为水相,Pa-Brij78为乳化剂,E-Wax为油相,采用微乳法,利用修饰的帕米膦酸基团与壳聚糖分子链中质子化的氨基交联反应原理,通过一系列实验条件的探索,确定了最佳实验工艺条件,成功制备了壳聚糖和帕米膦酸双修饰的固体脂质纳米粒。通过动态光散射(DLS)粒径仪测定了纳米粒的粒径大小和Zeta电位;透射电子显微镜(TEM)对CS-Pa-Brij78-SLNs的形貌结构进行了表征。结果:实验结果显示,制备壳聚糖和帕米膦酸双修饰的固体脂质纳米粒的最佳条件为:p H=6.0,壳聚糖浓度分别为0.1%,0.2%;反应温度65℃,反应时间40 min,在该条件下,制备的壳聚糖和帕米膦酸双修饰的固体脂质纳米粒(CS-Pa-Brij78-SLNs)粒径分别为97.9±6.6 nm和182.4±62.2 nm,表面电位分别为(+5.21±1.4m V);(+7.94±0.80 m V),装载姜黄素时,载药量为10%,包封率在90%以上,透射电镜下观察其形态圆整,清晰可见壳聚糖包裹的电晕。结论:本文以壳聚糖(CS)溶液为水相,合成的新型非离子表面活性剂Pa-Brij78为乳化剂,E-Wax为油相,采用微乳化法,经过最佳实验条件的探索,通过一步法成功制备了稳定的壳聚糖和帕米膦酸双修饰的固体脂质纳米粒(CS-Pa-Brij78-SLNs)。     

生物膜定量分析仪对不同细菌早期生物膜形成能力的比较研究

目的通过生物膜定量分析仪来观察铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa PAO1),变形链球菌(Streptococcus mutans UA159)以及大肠埃希菌(Escherichia coli MG1655)生物膜形成能力的不同,并以各菌株的吸光度值A600为参考,对3种菌株早期生物膜形成能力进行比较。方法通过向生物膜培养悬液中加入与细菌直径相近的磁性小珠,利用这些小珠在磁场中受到生物膜的位移约束力的原理,采用生物膜定量分析仪,定量比较3种菌株在生物膜形成上的差别。结果实验发现铜绿假单胞菌PAO1和大肠埃希菌MG1655的细菌增长速度基本相同,但铜绿假单胞菌PAO1的生物膜形成明显快于大肠埃希菌MG1655。大肠埃希菌MG1655和变形链球菌UA159的生物膜形成速度基本相同,但大肠埃希菌MG1655的细菌增长速度明显高于变形链球菌UA159。结论不同细菌有各自的生物膜形成模式。生物膜定量分析仪作为一种高效简便的检测手段,可用于生物膜早期形成的动态分析。     

盐度及种间相互作用对海三棱藨草、互花米草萌发及生长的影响

盐度和种间作用是影响湿地植物群落构建的关键因子。然而,已有研究主要集中于植物成体阶段,我们对生活史早期更新阶段的种间相互作用了解十分有限。崇明东滩国家级自然保护区是位于长江口的重要湿地,外来入侵植物互花米草对优势土著物种海三棱藨草的竞争排斥对当地生态系统造成了严重的负面影响。通过受控实验探讨了盐度及种间作用对海三棱藨草和互花米草种子萌发及生长的影响,以深入了解更新过程在盐沼湿地植物群落构建中的作用。结果表明,在培养皿中盐度对海三棱藨草的萌发有显著抑制作用,互花米草的萌发率受盐度影响不显著但萌发进程被延迟。混种处理对两者的萌发存在一定促进效应,且其作用强度受到盐度的调控。海三棱藨草与互花米草种子在萌发阶段的相互促进并非是通过化感作用实现的,可能是由于萌发过程对盐分的吸收减弱了盐胁迫的影响。盆栽条件下,两物种混种时的萌发及生长表现（高度、地上生物量）较单种时有所下降,但差异不显著。种间竞争受环境胁迫程度及生活史阶段的影响,竞争作用在胁迫较弱的淡水环境及生活史后期更强。盐沼湿地植物群落在形成早期受到盐度等环境因子的影响较大,不同植物对盐胁迫的响应是影响种群建成的主导因素,后期种间竞争的重要性不断增加,最终决定了植物群落的整体格局。     

保护性耕作对东北黑土微生物碳循环功能基因的影响

土壤微生物既参与土壤有机碳的分解也是土壤有机碳转化和固定的驱动者,是影响土壤碳循环和有机碳稳定性的关键因素。然而,保护性耕作（秸秆还田）如何通过调节土壤微生物碳循环功能基因组成来影响土壤CO₂释放的机理尚不明确。因此,依托中国科学院东北地理与农业生态研究所长春保护性耕作观测站,借助鸟枪法宏基因组测序技术,分析了玉米连作系统不同耕作方式（免耕（NT）、秋翻（MP）以及常规耕作（CT））对土壤CO₂释放速率、碳水化合物活性酶（CAZy）、碳循环功能基因（碳固定、甲烷代谢以及碳水化合物代谢）组成的影响。研究表明：基于生长季节土壤CO₂释放速率6年平均值分析发现,生长季前期免耕土壤的平均CO₂释放速率显著低于秋翻和常规耕作,分别比秋翻低28%（5月份）、11%（6月份）和23%（7月份）;比常规耕作低31%（5月份）、19%（6月份）和7%（7月份）。基于CAZy数据库注释结果,发现耕作处理显著影响一些糖苷水解酶（如GH102、GH5_38和GH13_17）、糖基转移酶（如GT39）和多糖裂解酶（如PL17和PL5_1）的基因丰度,与常规耕作相比,秸秆还田的免耕和秋翻处理的这些差异基因的相对丰度较高。基于京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库注释结果,发现耕作方式显著影响土壤碳循环功能基因组成（Adonis,多元方差分析,R²=0.45;P=0.006）,且免耕处理土壤的碳固定、甲烷代谢以及碳水化合物代谢功能基因组成不同于常规耕作和秋翻处理,单独聚为一类。免耕土壤上调的碳固定功能基因的相对丰度（所有上调功能基因相对丰度的平均值）分别比常规耕作和秋翻高17%和11%,而下调的2个功能基因（K01007和K00170）的丰度分别低19%（CT）、21%（MP）和14%（CT）、17%（MP）。免耕土壤上调的甲烷代谢基因相对丰度分别较常规耕作和秋翻高15%和10%;下调基因的丰度分别低13%（CT）和11%（MP）。免耕土壤上调的碳水化合物代谢功能基因丰度较常规耕作和秋翻高23%和14%;下调的基因丰度分别低25%（CT）和18%（MP）。冗余分析（db-RDA）表明土壤容重及土壤水溶性有机碳（DOC）是驱动土壤碳循环功能基因组成差异的主要因子（P<0.05）,且免耕土壤上调的碳固定功能基因（K00625、K01676、K09709、K00925和K14470等）、甲烷代谢基因（K03520、K00830、K10713、K15633和K00625等）和碳水化合物代谢功能基因（K00886、K00830、K01676、K00117和K00114等）与土壤DOC、容重或含水量呈显著正相关。此外,研究发现土壤CO₂释放速率与土壤碳循环功能基因组成显著相关（R²=0.80;P<0.01）,尤其是与一些碳水化合物代谢功能基因显著相关。这些结果说明免耕处理通过影响土壤理化性质改变土壤碳循环过程,且推断免耕秸秆还田和减少干扰的叠加效应通过调节碳循环功能基因组成来提高土壤固碳潜力。     

一株尼古丁降解菌株Arthrobacter sp.D4的分离鉴定及其降解代谢途径

【背景】烟草在生产和加工中会产生高浓度的尼古丁废弃物,对环境造成较大的污染。【目的】筛选降解尼古丁的微生物菌种并解析其降解尼古丁的代谢途径,理解微生物如何降解尼古丁。【方法】用常规分离筛选方法、结合形态学观察和分子鉴定手段分离和鉴定菌株类别,进而利用单因素试验方法,通过设置不同的尼古丁浓度、温度和pH确定菌株降解尼古丁的最适发酵条件和降解率,利用气相色谱-质谱联用技术检测菌株在尼古丁降解过程中的主要代谢产物。【结果】获得一株以尼古丁为唯一碳源和氮源的节杆菌属(Arthrobacter)菌株,编号为D4;该菌株降解尼古丁的最适温度和pH分别为30.0℃和7.0;在1 g/L的尼古丁浓度下具备较快的尼古丁降解速率,培养18 h时尼古丁降解率可达到90%以上;尼古丁浓度≥4 g/L时菌株生长受到明显抑制;与目前报道的节杆菌属降解途径不同,该菌株降解尼古丁过程中产生了新的终产物N-甲基吡咯烷酮、可替宁及中间产物麦斯明。【结论】本研究分离鉴定到一株具有较快尼古丁降解速率的节杆菌,该菌株很可能存在新的尼古丁降解途径。     

光强与水分处理下景宁木兰光合光响应模型拟合比较

采用5种数学模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、二次函数模型、指数模型、直角双曲线修正模型)对不同光照与水分处理下景宁木兰(Magnolia sinostellata)幼苗光响应过程进行拟合分析,以期筛选出光照与水分胁迫下景宁木兰适宜的光响应模型。结果表明:(1)5种拟合模型对景宁木兰光响应过程拟合精度为:指数模型直角双曲线修正模型直角双曲线模型非直角双曲线模型二次函数模型。(2)光合参数的拟合效果表现为:指数模型对景宁木兰最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)进行求解较准确,直角双曲线修正模型对光补偿点(LCP)求解最佳,而暗呼吸速率(Rd)的结果采用非直角双曲线模型较为合理。(3)景宁木兰幼苗能适应一定的弱光及流动水环境,而深度遮阴及积水环境抑制景宁木兰幼苗的光合速率。     

沙芥属(十字花科)的起源、分类与进化研究进展

沙芥属(PugioniumGaertn.)最初是从匙荠属(Bunias)中分出来单独建立的属,ndhF系统树表明,该属和高河菜属(Megacarpaea)、Farsetia、香雪球属(Lobularia)、屈曲花属(Iberis)和Ionopsidium亲缘关系较近,且和高河菜属构成姐妹关系。自从沙芥属确立以来,先后发表过沙芥[P.cornutum(L.)Gaertn]、斧形沙芥(P.dolabratum Maxim.)、距果沙芥(P.calcaratum Kom.)、鸡冠沙芥(P.cristatum Kom.)、翅果沙芥(P.pterocarpum Kom.)等5个种和宽翅沙芥(P.dolabratumvar.platypterum H.L.Yang)1个变种,但形态统计学和分子生物学的证据表明,沙芥属应该仅包含沙芥(P.cornutum)和斧形沙芥(P.dolabratum)2个形态学物种。基于不同遗传背景的DNA分子标记的研究结果进一步表明,沙芥和斧形沙芥这2个形态学物种间的遗传分化明显,但种间分化的时间并不久远,它们很可能是更新世以来随中亚和中国西北沙漠发展扩张而形成的2个近期分化的姐妹种。该文对沙芥属的系统起源、属下分类和遗传进化方面的研究历史和最新研究进展进行综述,并提出了研究中存在的问题。