阿特拉津降解菌SA1的分离鉴定及其降解特性研究

为进行阿特拉津(AT)污染的生物修复,从AT降解混合菌群中,经长期的交替液体摇瓶培养和平板划线分离,筛选到一株能完全降解AT的菌株SA1。经生理生化特征及16S rDNA序列分析,将该菌鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。与已报道的AT降解菌Pseudomonas sp.ADP不同,SA1能以AT为唯一碳源、氮源和能源生长,培养基中添加铵盐不抑制SA1的降解功能,而添加葡萄糖时,累积的氰尿酸会被快速降解。SA1生长的最适温度为37℃,最适pH值为7.0。SA1的静息细胞在10℃~40℃或pH值4~11时均能高效降解AT,比ADP降解具有更广的pH和温度范围,表明SA1降解菌株具有广阔的应用前景。SA1中AT降解基因为保守的atzABCD,并含有IS1071的tnpA基因片段,传代过程中降解基因会以一定频率丢失。     

大肠杆菌发酵生产重组人颗粒溶素

目的:在FUS-50L生物反应器中利用补料分批培养技术培养表达含重组质粒pET28a( )-GNLY的大肠杆菌BL21(DE3)pLysS株,生产重组颗粒溶素(GNLY)。方法:选取含pET28a( )-GNLY的BL21(DE3)pLysS菌株单个克隆分级培养,将制备的二级种子液接种于发酵罐中。在发酵过程中,控制溶氧为30%～50%,温度为37℃;在基础培养基内生长4h后,补加以甘油为碳源的补料,继续生长到11h;加入葡萄糖至终浓度为1%,30℃诱导表达6h;收集菌体,纯化制备目的蛋白。利用Western印迹检测重组蛋白的抗原性,用CFU方法检测其生物学活性。结果:发酵液中最终菌体密度达80g/L;纯化所得重组蛋白约占菌体总蛋白的5%,含量为60mg/L;经鉴定所获重组颗粒溶素有较好的免疫学活性和生物学活性。结论:用含重组质粒pET28a( )-GNLY的大肠杆菌BL21(DE3)pLysS表达系统,可得到具有生物活性的重组颗粒溶素,为大批量生产提供了条件。     

哺乳动物卵泡卵母细胞发生的分子调控

哺乳动物卵泡卵母细胞发生的研究一直是发育生物学研究的重点之一。简要叙述了哺乳动物卵泡卵母细胞发生的一般过程,重点分析了原始生殖细胞向卵母细胞分化过程中gdf9、c-kti、BMP4及TGF家族关键基因的表达调控对卵母细胞发生的影响,以及卵母细胞与颗粒细胞间的相互调节作用,介绍了卵母细胞体外发生的最新研究进展及面临的难题等,为进一步研究原始生殖细胞向卵母细胞分化以及卵泡生长发育的机制提供了理论基础。     

西藏兰科植物1新记录属和2新记录种

该文报道了西藏兰科1个新记录属——坛花兰属(Acanthephippium) 及其新记录种——锥囊坛花兰(Acanthephippium striatum Lindl),另1西藏新记录种为夏天麻(Gastrodia flavilabella S. S. Ying)。锥囊坛花兰与同属的中华坛花兰［A. gougahense (Guillaumin) Seidenfaden］和坛花兰(A. sylhetense Lindl. Gen)相近,主要区别在于后两者唇盘肉质增厚且萼囊宽而短钝。夏天麻植株形态类似于南天麻［G. javanica (Bl.) Lindl］,后者花苞片宿存,为三角形;根状茎上不具珊瑚状根;唇盘基部爪上的胼胝体非球形。文中对新记录1属和2种兰科植物进行了描述,并附有新记录的特征照片,丰富了该区野生兰科植物本底资源。同时根据IUCN的评价标准,对其濒危等级进行了评估认定,提出了保护等级的建议。凭证标本保存于西藏高原生态研究所标本室(XZE)。     

模拟放牧干扰对黄土丘陵区生物结皮坡面土壤水分入渗的影响

水分是黄土高原地区植被恢复的关键影响因子,该区广泛分布的生物结皮显著影响土壤水分入渗。干扰影响生物结皮土壤水分入渗,但目前不同强度的干扰对生物结皮土壤水分入渗的影响仍不明确。本研究以黄土丘陵区吴起县合沟小流域的生物结皮坡面为对象,模拟羊蹄踩踏干扰,研究10%、20%、30%和40%干扰强度(以生物结皮破损度表征)对生物结皮坡面地表覆被的影响,采用线源入流入渗法观测了不同强度干扰后土壤水分入渗特征,通过结构方程模型和相关性分析,探索了干扰对生物结皮坡面土壤水分入渗的影响机制。结果表明:与对照(不干扰)相比,10%干扰强度下藻结皮盖度显著增加33.6%,20%干扰强度对藻结皮盖度无显著影响,30%和40%干扰强度下藻结皮盖度分别显著降低了36.1%和75.0%;40%干扰强度显著增加了枯落物盖度(34.3%),其他处理无显著影响;10%、20%和30%干扰强度下地表粗糙度分别显著降低了22.3%、11.1%和5.6%,40%干扰强度下增加了8.2%;40%干扰强度下初始入渗率显著增加了77.1%,其他干扰强度无显著影响;不同干扰对土壤稳定入渗率和平均入渗率无显著影响。可见,干扰主要通过降低藻结皮盖度,增加枯落物盖度和改变地表粗糙度,进而促进了土壤水分初始入渗。本研究可为黄土高原退耕地生物结皮管理提供科学依据。     

褐飞虱对五种杀虫剂抗性的快速检测技术

【目的】建立褐飞虱Nilaparvata lugens对常用杀虫剂抗性的快速检测技术,实时掌握田间褐飞虱种群的抗药性水平,以指导褐飞虱防控合理用药。【方法】基于玻璃瓶药膜法,研制褐飞虱3龄若虫对吡虫啉、啶虫脒、醚菊酯、毒死蜱和异丙威5种杀虫剂抗性的快速检测试剂盒;利用试剂盒测定的死亡率与稻苗浸渍法测得的抗性倍数进行相关性分析,并验证利用试剂盒快速测定褐飞虱田间种群对5种杀虫剂 抗性水平的准确性。【结果】处理1 h时吡虫啉、啶虫脒、醚菊酯、毒死蜱和异丙威对褐飞虱室内敏感种群3龄若虫的LD₉₀分别为：30.96, 92.05, 117.24, 514.21和1.24 ng/cm²。在吡虫啉、啶虫脒、醚菊酯、毒死蜱和异丙威相应诊断剂量下,贵州省不同田间种群褐飞虱3龄若虫的校正死亡率分别在23.75%~78.75%, 25.00%~78.75%, 43.75%~88.75%, 36.25%~85.00%和18.75%~67.50%之间。相关性分析表明,上述田间种群褐飞虱3龄若虫的死亡率与稻苗浸渍法测定的抗性倍数呈显著负相关,相关系数在0.8751~0.9754之间。通过快速检测试剂盒获得的死亡率及相关性方程计算得到贵州安龙地区(AL)褐飞虱种群对吡虫啉、啶虫脒、醚菊酯、毒死蜱和异丙威的推测抗性倍数分别为7.23, 3.68, 4.14, 4.12和31.18,采用稻苗浸渍法测得上述5种杀虫剂的实测抗性倍数分别为6.33, 5.24, 3.71, 4.50和26.56,表明推测抗性倍数与实测的抗性倍数结果表现一致。【结论】该快速检测试剂盒可以通过测定褐飞虱田间种群的死亡率,快速评估褐飞虱田间种群对杀虫剂的抗性水平。     

苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)表达及其生长发育的影响

【目的】几丁质酶和几丁质合成酶对昆虫的变态发育极其重要。本研究旨在阐明苦瓜素Ⅰ对斜纹夜蛾Spodoptera litura几丁质酶和几丁质合成酶基因表达及其生长发育的影响。【方法】利用RT-qPCR检测斜纹夜蛾几丁质酶基因(SlCht)和几丁质合成酶基因(SlCHS-A)在斜纹夜蛾不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫)和4-6龄幼虫不同组织(体壁、中肠、脂肪体、血细胞、头部和马氏管)中的表达水平以及注射苦瓜素Ⅰ溶液(4 μg/头) 24, 48和72 h时斜纹夜蛾SlCht和SlCHS-A在6龄幼虫各组织中的表达水平。分析在斜纹夜蛾4龄幼虫中注射不同浓度(31.25, 62.5, 125, 250和500 ng/头)的苦瓜素Ⅰ溶液对幼虫和蛹历期、幼虫增重、蛹重、蛹长度、化蛹率、羽化率和存活率的影响,并利用体视显微镜观察斜纹夜蛾幼虫的表型变化。【结果】SlCht和SlCHS-A在斜纹夜蛾中的表达具有发育阶段特异性。SlCht和SlCHS-A在卵期表达量最高,幼虫期和预蛹期的表达量较低;在各幼虫期又表现为6龄幼虫期表达量最高,在其他龄期的表达量低。SlCht和SlCHS-A在斜纹夜蛾6龄幼虫中也显示出组织特异性表达,在血细胞和体壁中高表达,在头部、中肠和脂肪体中低表达。在斜纹夜蛾6龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ能诱导SlCht和SlCHS-A在其各组织中表达量降低;在4龄幼虫中注射苦瓜素Ⅰ后,斜纹夜蛾的生长发育受到抑制,幼虫增重延缓,发育历期延长,化蛹率下降甚至化蛹失败,幼虫及蛹出现较高的畸形率。【结论】苦瓜素Ⅰ可通过诱导SlCht和SlCHS-A表达量的降低来实现对斜纹夜蛾生长发育的抑制作用。本研究为进一步阐明苦瓜素对斜纹夜蛾生长发育的抑制机制提供了新的理论基础,并为进一步应用苦瓜素Ⅰ进行防控奠定了基础。     

金缕梅科红花荷属野生资源及其园林开发潜力评估

为了解我国红花荷属的野生种质资源状况及其观赏价值,笔者对我国红花荷属(Rhodoleia Champ. ex Hook. f.) 6种野生种质资源进行了系统的野外调查,采集种质资源并开展了栽培试验,采用线性加权综合法,建立综合评价指标体系,对野生资源的园林开发潜力进行了评估。结果表明：红花荷、窄瓣红花荷和小花红花荷的综合价值高(Ⅰ级,分值＞2.0);小脉红花荷的综合价值中等(Ⅱ级,分值1.5~2.0);绒毛红花荷和大果红花荷综合价值低(Ⅲ级,分值＜1.5)。红花荷、窄瓣红花荷和小花红花荷作为优良的乡土木本花卉,在园林观赏性、栽培适应性、开发新颖性上的应用潜力非常高,值得进一步开发利用。     

棉铃虫Ⅳ型几丁质酶的基因克隆、酶学性质及表达谱

【目的】昆虫几丁质酶(chitinase, CHT)主要参与蜕皮、围食膜的降解和机体免疫防御等重要生理生长发育过程。本研究旨在对棉铃虫Helicoverpa armigera Ⅳ型(group)几丁质酶基因进行克隆和表达分析,为以该基因作为棉铃虫防控的分子靶标提供理论依据。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从棉铃虫中肠中克隆Ⅳ型几丁质酶基因,分别运用DNAMAN和MEGA软件进行多序列比对和构建系统发育树。在大肠杆菌Escherichia coli(DE3)中诱导表达其体外重组蛋白,利用Western blot进一步验证;用Ni-NTA纯化柱纯化重组蛋白,之后研究该蛋白的酶学性质。qPCR分析该基因的在棉铃虫不同发育阶段和6龄幼虫不同组织中的表达谱。【结果】克隆获得棉铃虫几丁质酶基因HaCHT4(GenBank登录号: MH500771),其cDNA长1 624 bp,ORF长1 527 bp,编码509个氨基酸,预测的分子量为55.2 kD。蛋白质序列的N末端具有信号肽,中间序列部分含有一个催化结构域(catalytic domain, CAD), C末端含有一个几丁质结合结构域(chitin binding domain, CBD)。多序列比对显示,HaCHT4具有几丁质酶的保守区域;系统发育分析表明,HaCHT4属于Ⅳ型几丁质酶。重组蛋白His-HaCHT4在大肠杆菌中成功表达。纯化的重组蛋白对胶体几丁质底物具有降解活性,最适温度和pH分别为50℃和7,动力学参数K_m和V_max值分别为1.76±0.35 mg/mL和0.0220±0.0012 μg/mL·s。qPCR分析表明,HaCHT4在1龄和2龄幼虫期的表达量显著高于其他幼虫龄期及预蛹期;主要在中肠和脂肪体中高度表达,体壁和头部中低表达。【结论】结果提示棉铃虫HaCHT4可能参与围食膜中几丁质降解过程。这些结果为深入研究HaCHT4的功能奠定了基础,并为害虫防治提供了有用的信息。     

Mutant hFGF23(A12D) stimulates osteoblast differentiation through FGFR3

Fibroblast growth factor (FGF) 23 is a member of the FGF family involved in bone development by interacting with FGFRs. In a previous study, we discovered a mutant human FGF (hFGF) 23 (A12D) in the mandibular prognathism (MP) pedigree. However, the exact role of hFGF23(A12D) during bone formation remains unclear. The aim of this study was to identify the function of hFGF23(A12D) in bone formation. We infected isolated rat calvaria (RC) cells with the recombinant lentivirus containing mutant hFGF23(A12D) and WT hFGF23 respectively. Real‐time PCR, western blot and enzyme‐linked immunosorbent assay confirmed that hFGF23(A12D) failed to be secreted. We measured cell growth via the CCK‐8 assay based on Zsgreen expression, detected cell differentiation ability via alkaline phosphatase staining, performed RT‐PCR and found that hFGF23(A12D) inhibited proliferation of RC cells and stimulated the differentiation of RC cells to osteoblasts. Through RNA sequencing, RT‐PCR and western blot, we found increased expression of FGFR3. Through co‐immunoprecipitation assays and immunofluorescence staining, we revealed that hFGF23(A12D) activated the mitogen‐activated protein kinase signalling pathway through interactions with the intracellular domain of FGFR3. In summary, we determined the mechanisms of hFGF23(A12D) involved in osteoblast generation and formation which is specifically due to its interaction with FGFR3.