细菌中基因组岛的转移与调控机制研究进展

基因水平转移可导致细菌不同种属间个体DNA的交换,从而使细菌对环境的适应性增强,是细菌进化的重要途径之一。基因组岛是基因水平转移的重要载体,可移动的基因组岛能够整合到宿主的染色体上,并在特定的条件下切除,进而通过转化、接合或转导等方式转移到新的宿主中。基因组岛具有多种生物学功能,如抗生素抗性、致病性、异源物质降解、重金属抗性等。基因组岛的转移造成可变基因在不同种属细菌间的广泛传播,例如毒力和耐药基因的传播导致了多重耐药细菌的产生,威胁人类健康。基因组岛由整合酶介导转移,同时在转移的过程受到多种不同转录因子的调控。本文对细菌中基因组岛的结构特点、转移和调控机制以及预测等方面进行了综述,并最终阐明基因组岛的转移及其调控机制是遏制基因组岛传播的重要策略。     

嗜盐古菌Haloferax sp. D1227中超氧化物歧化酶功能鉴定及其增强细菌耐盐性的研究

【背景】细菌、酵母或植物来源的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)编码基因在异源宿主中表达并提高宿主耐盐性的研究已有一些报道,其异源宿主也多为植物,而古菌来源的超氧化物歧化酶编码基因在细菌中成功表达并提高其耐盐性的研究尚无报道。【目的】寻找嗜盐古菌Haloferax sp.D1227中的超氧化物歧化酶编码基因并鉴定其功能,将其在4-硝基苯酚降解细菌Burkholderia sp.SJ98中表达,研究该古菌的超氧化物歧化酶对菌株SJ98耐盐性和降解4-硝基苯酚功能的影响。【方法】通过生物信息学方法寻找嗜盐古菌D1227中潜在的超氧化物歧化酶编码基因,利用表达载体p ET-28a和广泛宿主载体p BBR1MCS-2将其分别在E.coli BL21(DE3)和4-硝基苯酚的降解菌株SJ98中异源表达,检测细胞抽提液和纯化蛋白的超氧化物歧化酶比活力。分别以葡萄糖和4-硝基苯酚为碳源,在M9培养基和添加500 mmol/L Na Cl(Na Cl含量约3%)的M9培养基中分别培养细菌SJ98的重组菌株和空载体重组菌株,利用全自动生长曲线分析仪和高效液相色谱等方法检测重组菌株的生长能力和对4-硝基苯酚的降解能力。【结果】通过生物信息学分析,在嗜盐古菌D1227基因组中发现了潜在的超氧化物歧化酶编码基因sod A,其在E.coli BL21(DE3)和菌株SJ98中分别异源表达均具有超氧化物歧化酶活力[细胞抽提液的比活力分别为21.07±0.02 U/mg和84.56±0.16 U/mg,从BL21(DE3)菌株纯化的蛋白Sod AD1227比活力为179.46±3.43 U/mg]。在添加500 mmol/L Na Cl的M9培养基中培养时,以葡萄糖为碳源,重组菌株SJ98[p BBR-sod A]仍可正常生长,而空载体对照菌株SJ98[p BBR1MCS-2]几乎丧失了生长能力;以4-硝基苯酚为碳源,菌株SJ98[p BBR-sod A]保持了利用底物生长和降解底物的能力,而菌株SJ98[p BBR1MCS-2]的生长和降解能力几乎丧失。用软件Phyre2模拟分析Sod AD1227的单体结构,该蛋白拥有Fe/Mn-SOD家族的典型结构特征,推测其属于Fe/Mn-SOD家族。【结论】本研究为利用古菌SOD对细菌进行改造以适应高盐环境中降解有机污染物的应用提供了潜在的可行性。     

炭疽菌不利用硝酸盐突变体的筛选及鉴定

将从杉木和大叶黄杨上分离获得的８个胶孢炭疽菌（Colletoctrichum gloeosporioides）分离物培养在含氯酸钾的平板上,得到快速生长抗氯酸钾的不利用硝酸盐的突变体(Nit)。所有的突变体经鉴定分属于３种表现型,即硝酸还原酶结构位点（nit１）,硝酸盐同化途径的专化调节位点（nit３）,和钼辅因位点（nitM）。分离物发生突变的频率随氯酸钾浓度的增加而提高,并且不同的氮源在一定程度上会影响突变表型种类。除ＣＣ３外,所有的分离物都是自身亲和的,即不同表型的突变体能遗传互补,其     

人工群落中苗期紫茎泽兰的化感作用和对光环境的适应

在有、无活性炭的条件下分别构建紫茎泽兰（Ageratinaa denophora）与4种受体植物——飞机草（Chromolaena odorata）、鬼针草（Bidenspilosa）、胜红蓟（Ageratum conyzoides）和兰花菊三七（Gynura sp.）混种的人工群落,研究了群落中紫茎泽兰的化感作用和对群落光环境的适应,探讨了化感作用和光适应特性与其入侵性的关系。结果表明,活性炭处理对4种受体植物的生长、生理特性影响不显著,说明苗期紫茎泽兰化感作用不明显,推测入侵初期化感作用不是紫茎泽兰排挤本地种的主要原因。4种受体植物可以通过化感作用对紫茎泽兰产生某些影响,但群落的光环境对其影响更大。紫茎泽兰能很好地适应群落中不同的光环境。苗期紫茎泽兰处于群落下层,叶片受光指数低,此时它能长期忍耐并缓慢生长;随着叶片受光指数的升高,其最大净光合速率、超氧化物歧化酶活性、叶绿素a／b比、总生物量、总叶面积、地茎、叶片数和分支数升高,比叶面积和比茎长降低,这有利于它维持叶片能量平衡并导致对邻近植物的严重遮荫。紫茎泽兰强的光适应能力、强光下对其它物种的遮荫效应与其入侵性密切相关。     

干旱与条锈病复合胁迫对小麦的生理影响

以抗旱性和抗病性不同的小麦为材料,以正常生长为对照,观察了病原菌和水分复合胁迫对小麦叶片相对含水量、活性氧代谢以及对抗氰呼吸的发生、运行的影响。讨论了在干旱与病原菌侵染复合胁迫下,抗氰呼吸在植物抗逆机制中所扮演的角色。复合胁迫下,抗病小麦显然具备更强的水分调控能力,而感病品种不能有效控制病叶水分散失。水分胁迫能引起抗氰呼吸的下降,但不能抵消因病原菌侵染引起的抗氰呼吸的增强,条锈菌侵染对小麦抗氰呼吸的影响远远大于水分胁迫。病原菌侵染和水分复合胁迫下,活性氧产生的速率表现出累加效应,而抗氰呼吸表现出和基质抗氧化酶的活性互补。植物交替氧化酶在干旱与病原菌侵染复合胁迫中具有重要的抗氧化功能,并可能调节着逆境下物质与能量需求间的矛盾。     

苜蓿花叶病毒提纯方法的改进*

用来自于白车根草（Trifolium repens）上的一个苜蓿花叶病毒分离物AMV－SY为材料,比较了3种以差速离心为主结合PEG沉淀和超速离心提纯病毒的方法,对提纯病毒进行紫外吸收测定、电镜检查和SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳检测的结果显示：以交替使用含有0.1mol/LEDTA和0.1mol/L MgSO4的磷酸缓冲液作为病毒悬浮介质的提纯程度最为理想,该方法提取苜蓿花叶病毒的得率为47.6mg/100g昆诺藜鲜病叶,该病毒分离物的外壳蛋白分子量为29kD。该方法的病毒得率较高、杂蛋白较少、病毒粒子完整,是比较理想的提纯方法。     

采用稳定碳同位素法分析白羊草在不同干旱胁迫下的水分利用效率

本研究以黄土高原乡土草种白羊草(Bothriochloa ischaemum(L.)Keng.)为研究对象,采用盆栽控制实验,比较白羊草在3个水分处理(CK80%FC、MS60%FC和SS 40%FC)下的生物量积累和分配模式、瞬时水分利用效率(WUE)、不同部位(新叶、老叶、茎、细根、粗根)的稳定碳同位素组成(δ~(13)C)和碳同位素分辨率(Δ~(13)C)及其相互关系,以及干旱胁迫下影响水分利用效率的主导环境因子。结果表明:1)重度干旱胁迫显著降低植物整体生物量,显著增加根冠比和细根生物量比例;2)随着干旱胁迫加剧,白羊草各器官的δ~(13)C均呈上升趋势,Δ~(13)C呈减小趋势,SS处理不同器官δ~(13)C和Δ~(13)C没有显著差异,CK和MS处理的各器官δ~(13)C均值表现分别为细根粗根老叶新叶茎、细根新叶老叶粗根茎,CK和MS处理Δ~(13)C的值总体呈根叶茎。3)新叶的δ~(13)CNL和Δ~(13)CNL与WUE的相关系数均最大,说明利用稳定碳同位素方法测定白羊草水分利用效率具有可行性。4)不同水分处理的WUE的主导影响因子不同,CK、MS、SS水分处理WUE分别受到叶面温度、大气水汽压亏缺和空气温度的影响最大。为采用稳定碳同位素方法指示白羊草水分利用效率可行性及阐明植物的胁迫响应机制提供理论依据。     

年内水热条件变化对冬候鸟数量时空分布特征的影响机制

环鄱阳湖湿地是东亚重要的冬候鸟栖息地,由于湿地内部分区接纳水源的不同,人为活动及地表类型的差异,使得该区冬候鸟数量的时空分布特征相对复杂。综合利用遥感数据、冬候鸟航空调查数据及气象观测数据,借助分区相关性统计分析方法,研究不同尺度环鄱阳湖湿地年内水热要素对冬候鸟数量时空分布特征的影响;通过水文要素之间的相关性分析以及地表温度的时空分布格局研究,探索水热要素之间的耦合关系,进而揭示鄱阳湖区年内水热条件变化对冬候鸟数量时空分布特征的影响机制。研究发现:12月份气温是影响鄱阳湖湿地冬候鸟数量时空分布特征的驱动因素;受分区农业及生态特征的影响,水文条件的年内变异成为影响鄱阳湖冬候鸟数量时空分布特征的决定因素。研究结果为环鄱阳湖湿地冬候鸟栖息地的保护提供决策依据。     

江苏海门蛎岈山牡蛎礁生态现状评价

基于2013—2014年间的生态调查结果,评价了江苏海门蛎岈山牡蛎礁的生态现状。无人机航拍结果显示,江苏海门蛎岈山分布有750个潮间带区牡蛎礁斑块,总面积约为201519.37 m2;与2003年相比,海门蛎岈山牡蛎礁面积约下降了38.8%。活体牡蛎的平均盖度约为66%,2013年5和9月熊本牡蛎Crassostrea sikamea的平均密度分别为(2199±363)个/m2和(2894±330)个/m2。2013年5月海门蛎岈山熊本牡蛎种群的平均肥满度(CI)和性腺指数(GI)分别为(9.76±0.95)%和(1013±82)mg/g,均显著低于浙江象山港养殖的熊本牡蛎种群(P0.05)。海门蛎岈山熊本牡蛎的单倍体多样性和核苷酸多样性指数分别为0.119和0.00028,均高于长江口野生种群和浙江象山港养殖种群。海门蛎岈山熊本牡蛎种群受到尼氏单孢子虫(Haplosporidium nelson)的轻度浸染,其感染率(17.2%)低于浙江象山港养殖群体(47.3%)。泥沙沉积和人类捕捞是江苏海门蛎岈山牡蛎礁面临的主要胁迫因子,今后牡蛎礁恢复的重点是增加附着底物的数量。     

中国林蛙生态学研究进展

中国林蛙具有重要的药用价值与经济价值,因此其受到人们的重视。对不同发育阶段中国林蛙生态学的研究现状进行了综述,为中国林蛙的人工养殖提供生态学的理论基础。