基于CRISPR-Cas9技术构建橡胶树胶孢炭疽菌的基因敲除系统

[背景]CRISPR-Cas9基因组编辑技术为病原真菌的基因敲除、敲入及定点编辑提供了新的思路。[目的]建立适用于橡胶树胶孢炭疽菌的CRISPR-Cas9基因敲除系统。[方法]通过大肠杆菌原核表达系统合成含有细胞核定位信号的Cas9蛋白;以URA5为靶标基因,预测该基因中Cas9的切割位点,并在体外转录合成相应的SgRNA;体外构建Cas9-SgRNA复合体,并将该复合体转入橡胶树胶孢炭疽菌原生质体;通过表型筛选及测序鉴定,筛选URA5的敲除突变体菌株。[结果]体外表达的Cas9蛋白与SgRNA能够形成复合体,并在体外对目标基因URA5的DNA序列进行切割;Cas9-SgRNA复合体能够成功转入橡胶树胶孢炭疽菌原生质体,并完成对URA5的敲除;敲除突变株表现出尿嘧啶缺陷表现型。[结论]建立了适用于橡胶树胶孢炭疽菌的基因敲除系统。     

工业有机污染对小型水体沉积物真菌群落的影响分析

【背景】有机污染对水体沉积物中的微生物多样性影响极大,而目前有关污染水体沉积物中真菌多样性的研究较少。【目的】研究不同程度有机污染下水体沉积物中真菌种群的多样性特征,探究工业有机污染对真菌群落的影响。【方法】应用化学分析方法和高通量测序技术进行研究,并分析水质、沉积物成分等环境因子与沉积物真菌多样性的相关性。【结果】随着污染程度的降低,水体沉积物中真菌序列数、OTU数和Shannon多样性指数均呈上升趋势。未分类真菌、子囊菌门和担子菌门是沉积物真菌群落中的主要优势种类,主要优势属为Zopfiella、Westerdykella、Clypeosphaeria、Ilyonectria、Paracremonium、Aspergillus。真菌Shannon指数与水体溶解氧(dissolvedoxygen,DO)极显著正相关,与沉积物有机质和总磷含量显著负相关,Simpson指数与水体总氮(total nitrogen,TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(total phosphorus,TP)显著相关。【结论】有机污染导致水体溶解氧下降和沉积物有机质增加,从而导致污染区真菌多样性显著下降。Zopfiella、Penicillium、Emericellopsis、Westerdykella、Jugulospora、Chromelosporium可能参与曝气处理区域沉积物兼氧条件下污染物的去除,Ilyonectria、Mortierella、Epicoccum可能主要参与水生生物残体分解、污染物的吸附沉降等过程。     

口腔微生物耐氟机制的研究进展

氟化物一直被当作一种有效的抗龋药物广泛应用,但长期使用氟化物可能会导致耐氟菌株的出现,使其通过表型适应或基因型改变对氟产生抗性,降低氟化物防龋效果,且长期氟干扰可能引起口腔微生态失衡,从而诱发疾病。鉴于氟与口腔疾病防治的密切关系,以及口腔微生物稳态对于口腔乃至全身健康的重要作用,本文就口腔微生物耐氟机制的研究进展作一综述。     

基于超高效液相色谱-电喷雾-质谱、天然产物词典和活性筛选的艾纳香内生真菌次生代谢产物

【背景】植物内生真菌是天然活性小分子的重要来源,但由于种类繁多,导致寻找结构新颖、活性强的化合物非常困难,重复分离已成为制约新型药源小分子发掘的瓶颈。【目的】综合各种技术,快速寻找目标活性次生代谢产物。【方法】通过对菌株分子鉴定、天然产物词典(dictionaryofnatural products,DNP)数据库检索、超高效液相色谱-电喷雾-质谱(ultraperformanceliquidchromatographyquadrupole time-of-flight mass spectrometry,UPLC-QTof-MS)分析、滤纸片法抑菌实验和色谱技术跟踪获得活性单体化合物。运用质谱和单晶衍射技术对化合物结构进行鉴定,96孔板法对单体化合物进行活性评价。【结果】分离鉴定出11株艾纳香内生真菌,筛选出一株各方面表现良好的艾纳香内生菌菌株Diaporthe sp.,从其大米培养基中获得一个单体化合物Cytochalasin H,活性评价显示其对枯草芽孢杆菌具有很好的抑制活性,MIC值为32μg/mL。【结论】将多种筛选技术相结合的方法应用于艾纳香内生真菌活性代谢产物的发掘,为快速寻找活性先导化合物提供了很好的借鉴。     

环糊精葡萄糖基转移酶高效异源表达研究进展

环糊精葡萄糖基转移酶(cyclodextringlycosyltransferase,CGTase)酶法合成环糊精是目前生产环糊精的主要方法。本文介绍了用于生产环糊精葡萄糖基转移酶的几种工程菌株:大肠杆菌、枯草芽孢杆菌以及毕赤酵母,其中大肠杆菌是目前应用最广泛的用于表达CGTase的表达系统。除此之外,本文还总结了高效表达环糊精葡萄糖基转移酶的有效策略:选择合适的表达载体、启动子以及信号肽,以及密码子优化和分子伴侣共表达,以期为在相关CGTase研究领域开展研究提供参考。     

不同地区田间草地贪夜蛾卵巢的结构和发育

【目的】探明田间草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda卵巢的发育状态及其变化,为草地贪夜蛾种群的发生和迁飞动态提供精准监测依据。【方法】采用雌性生殖系统解剖法,比较不同日龄和地区的田间草地贪夜蛾雌蛾卵巢的形态差异,分析卵巢成熟状态与雌蛾交配的关系。【结果】草地贪夜蛾雌蛾生殖系统包含卵巢、输卵管、交配囊、导精管、受精囊、附腺和产卵器。根据形态特征可以将田间草地贪夜蛾卵细胞分为卵黄发生前期、卵黄期和成熟期3个时期。田间雌蛾1日龄卵巢中发育最快的卵仅处于卵黄期中期,卵巢管柄为空;3日龄卵巢出现分化,一部分卵巢仍然和1日龄相似,另一部分卵巢中存在成熟卵;这种卵巢发育分化到羽化后11 d时仍然存在。云南江城、弥勒,广西田阳以及浙江瑞安和镇海等地的田间雌蛾,到死亡时分别有61.5%, 51.7%, 41.7%, 42.1%和35.5%卵巢发育不成熟。室内饲养第1代雌蛾中,有39.6%的个体到死亡时卵巢未发育成熟,和田间雌蛾比例相似。交配雌蛾卵巢可以是发育成熟和未成熟的,但是未成熟卵巢的比例仅为18.0%±5.0%。【结论】结果提示同一代次的田间草地贪夜蛾可能同时存在迁飞和非迁飞个体,其比例随地理位置和季节发生变化。本研究的结果在一定程度上解释了单纯依据化学农药难以防治草地贪夜蛾的原因,也为田间草地贪夜蛾的迁飞监测和绿色防控提供了一定依据。     

悦目金蛛拖牵丝力学性能的变异

蜘蛛丝作为一种具有优良机械性能的天然动物蛋白纤维,其特有的结构和机械性能与其生物学功能密切相关。由大壶状腺纺出的拖牵丝在蜘蛛的行走、建网、捕食、逃生、繁殖等多种生命活动中均发挥了重要的功能,其机械性能会受到多种内外因素相互作用的影响。本文对在不同体重、不同猎物饲养和不同营养状态3种条件下人工抽出的悦目金蛛(Argiope amoena)拖牵丝与其不同单丝间的力学性能进行了比较研究。结果表明,悦目金蛛拖牵丝的力学性能在组间、组内不同个体,以及同一个体不同丝纤维间变异都较大。随着蜘蛛个体的增大,蛛丝横截面直径逐渐增大,这会使得蛛丝的力学性能更好,便于作为救命索的拖牵丝在遇到危险时承受蜘蛛体重;蜘蛛在经过1个月的饥饿后,蛛丝在屈服点附近的力学性能并未发生显著变化,而断裂点应变和断裂能均显著减小,同时也表明无论对于作为救命索还是网丝,拖牵丝的弹性形变性能在与蛛丝相关的微观进化中要优先于塑性形变。这是蜘蛛在能量摄入受到限制时对拖牵丝的投入权衡的结果。     

白顶鹀(Emberiza stewarti)——中国鸟类新纪录

白顶鹀(Emberiza stewarti)为中亚特有物种,比较罕见。2013年5月12日,喀什地区观鸟爱好者与户外摄影人在新疆乌恰县境内膘尔托阔依乡(39°20'N和75°05'E,海拔2 100 m)帕米尔东麓拍摄到一只雄性白顶鹀照片,经过查阅文献,确认是中国鸟类新纪录。     

集水区尺度下东北东部森林土壤呼吸的模拟

IBIS模型是陆地碳循环模拟的有利工具,土壤呼吸是陆地碳循环的关键生态学过程,利用IBIS模型模拟估算土壤呼吸对陆地碳循环和全球变化研究具有重要意义.在地形数据、植被参数、土壤质地参数和气象数据支持下,利用改造后的IBIS模型模拟2004年张家沟集水区5种森林类型的土壤呼吸,以实测数据对模拟结果进行验证,并分析土壤呼吸时空格局及其与土壤温湿度的关系.结果表明:(1)改造后的IBIS模型模拟的土壤呼吸值与实测值相关性显著,可较好地用于集水区尺度的森林土壤呼吸模拟估算.(2)土壤呼吸年均值为571 gCm-2 a-1,年土壤呼吸空间格局与生长季土壤呼吸空间格局相似,均表现为高值区主要分布在北部、西南和东南区域,低值区主要分布在沟谷附近,该格局与集水区的地形、植被及其组合等因素有关.(3)生长季内,5种森林类型土壤呼吸的季节性变化均呈单峰曲线形式,土壤呼吸峰值均出现在7月,其中落叶松林峰值最低,为85.5gC/m2,杂木林峰值最高,为146.3 gC/m2.(4)5种森林类型的土壤呼吸值与5 cm深土壤温度存在极显著的指数关系,与土壤湿度的相关性较低,土壤温度的变化可以解释土壤呼吸约70％的季节变化.