解脂耶氏酵母基于木质纤维素原料生产化学品研究进展*

解脂耶氏酵母具有遗传背景清晰、分子操作体系较为成熟、抗逆性强、底物谱广、有机酸和蛋白质分泌能力强等优点,在微生物发酵生产化学品领域极具应用潜力。木质纤维素是丰富的可再生生物质资源,以木质纤维素原料替代化石原料生产化学品对于缓解全球能源危机、保障粮食安全等意义重大。解脂耶氏酵母可以天然代谢木质纤维素水解产生的葡萄糖,但对其他水解产物(如木糖)的利用效率极低。综述解脂耶氏酵母利用木质纤维素原料的代谢途径及改造策略,以木质纤维素原料生产化学品为例,重点讨论该过程中的主要瓶颈问题及解决办法,为后续研究提供参考。     

地市尺度气候调节服务评估——以福州市为例

生态系统服务是衔接生态系统功能和人类福利的桥梁,气候调节服务在生态系统服务中占有极其重要的地位。对气候调节服务发生的全过程进行评估,对科学开展生态系统服务评估具有重要意义。本研究以福州市为案例,开展地市尺度气候调节服务评估,分析气候调节服务在行政单元、地类尺度上的时空变化特征。结果表明: 2015、2018年,福州市气候调节服务总实物量分别为4.01×10¹² MJ(价值量6139.44亿元,GDP为5618.08亿元)和4.66×10¹² MJ(价值量7140.02亿元,GDP为7856.81亿元),气候调节服务价值大致与当年GDP相当。主要的土地利用/覆被类型是森林、耕地、水域,分别占福州市国土面积的57%、15%和9%;水域对福州市气候调节服务贡献最大,2018年贡献度超过60%,高于林地(12%)及耕地(13%)。建成区、东部农耕区域气候调节服务价值较低。2015、2018年,福州市土地利用/覆被变化面积为1805.5 km²,变化最大的用地类型是耕地、林地,主要的土地利用转移方向是耕地与林地、林地与园地、耕地与城镇村及工矿用地之间的转化;气候调节服务总实物量变化了6.74×10¹¹ MJ,相应的价值变化量为1035.8亿元;气候调节服务变化集中在闽侯、闽清、永泰等中西部地区,以及罗源、福清等西部山区;水域的气候调节服务变化最剧烈,水域类型转化会产生极为强烈的气候调节服务变化,远高于其他用地类型转换的效果。     

闽西南红壤侵蚀区黑莎草功能性状特征及其与土壤因子的关系

为了解黑莎草(Gahnia tristis)在南方红壤侵蚀区的适应状况,测定了长汀县红壤侵蚀区的黑莎草叶片、根系的功能性状及土壤理化性质,并应用数理统计方法分析了黑莎草叶片与根系功能性状之间的相关性,及其对土壤因子的响应。结果表明,黑莎草叶片表型性状在冬夏季间存在显著差异,叶长、叶宽、叶组织密度和叶绿素表现为夏季显著大于冬季,根系表型性状则更具稳定性,冬季的根系养分含量均高于夏季,养分的分配上叶片养分高于根系养分。叶组织密度与叶绿素含量呈显著正相关,与比叶面积呈显著负相关;根组织密度与比根长和比根面积均呈显著负相关,叶片和根系养分间均呈显著正相关,土壤碳、氮、磷含量是影响黑莎草功能性状主要因子。因此,黑莎草可通过调节功能性状以适应环境变化,可作为地带性植物应用于南方红壤侵蚀区的植被恢复和水土流失治理。     

三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用与展望

太阳辐射是森林生态系统功能与服务得以维持并发展的基础, 对森林中的辐射传输过程进行建模对于理解森林生态系统过程具有重要意义。近年来, 三维辐射传输模型的迅速发展使得冠层辐射能量分布格局与动态的准确模拟成为可能。为更好地理解三维辐射传输模型以使其更有效地服务于森林生态系统研究, 该文从模型的原理、应用及发展趋势3个角度展开论述。首先简要介绍了辐射度方法、光线追踪法等森林三维辐射传输模型常用的原理及目前代表性的模型, 然后总结了三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用, 最后对模型未来如何通过提高易用性、增加多模型耦合等方式更好地应用于森林生态系统研究进行了展望。随着森林生态系统大数据的积累与过程模型的不断完善, 三维辐射传输模型将在未来森林生态理论研究与实践中发挥更加重要的作用。     

周围神经损伤后再生与修复机制研究进展

周围神经损伤是一种由于压迫、牵引、切割、缺血等原因引起的外周神经细胞损伤或坏死的疾病。周围神经损伤病理学变化包括轴浆运输受损、轴突变性、施万细胞损伤、节段性脱髓鞘和完全瓦勒氏变性。神经损伤后修复成为了现代医学研究中的热点与难点。本文对干细胞移植、神经营养因子、新型材料和生物电刺激在周围神经损伤修复中的作用及机制做了综述,并且对其在临床中的应用进行展望。     

管氏肿腿蜂密度对其寄生及繁衍能力的影响

本研究以管氏肿腿蜂Sclerodermus guani雌成蜂为研究对象,拟探明寄生蜂密度对其寄生及繁衍能力的影响,为该寄生蜂行为生物学研究提供科学依据。本研究以松墨天牛Monochamus alternatus幼虫(0.350～0.450 g)为寄主,设置8种不同雌蜂密度(1～8头/寄主),对比分析不同雌蜂密度下,管氏肿腿蜂的寄生行为和效能,以及雌蜂生殖力和子代适合度变化。结果表明,随雌蜂密度增加,管氏肿腿蜂蛰刺发生前历时、寄主麻痹历时及产卵前历时均缩短。基于Hassell-Varley数据模型分析(E=0.9023×P^-0.9378),雌蜂的寻找效应随自身密度增加而逐渐变小,雌蜂间的干扰降低了寄生效能。雌蜂生殖力随其密度增加而降低,单雌平均产卵量及产雌量明显下降,雌蜂密度为1头/寄主时,单雌产卵量分别是4头/寄主和8头/寄主处理下的1.4倍和2.4倍。子代适合度也随雌蜂密度增加而变化,子代发育历期明显缩短,低龄幼虫存活率和单雌体重均下降。雌蜂密度为1头/寄主时,其子代发育历期最长,平均为26.7 d, 8头/寄主时最短,平均为24.0 d。雌蜂密度为1头/寄主时...     

朱鹮肠道微生物多样性与产酶活性

【背景】朱鹮是我国国家一级保护动物,属于世界上最濒危的鸟类之一。对朱鹮肠道微生物的多样性和产胞外酶活性进行分析,可为朱鹮种群数量恢复提供思路。【目的】了解朱鹮肠道微生物的多样性,测定其产胞外酶活性。【方法】采用纯培养的方法获得朱鹮肠道微生物,通过革兰氏染色和生理生化鉴定,结合16S rRNA基因扩增和序列分析对细菌进行鉴定。使用水解圈法筛选产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶的菌株。【结果】从人工喂养的朱鹮新鲜粪便中共分离到296株细菌,共计2个门11个属。变形菌门(Proteobacteria) 236株,占分离总数的79.73%,分别为：埃希氏菌属(Escherichia) 137株,占分离总数的46.28%;哈夫尼亚菌属(Hafnia) 39株,占分离总数的13.18%;变形菌属(Proteus) 28株,占分离总数的9.46%;柠檬酸杆菌属(Citrobacter) 23株,占分离总数的7.77%;气单胞菌属(Aeromonas) 6株,占分离总数的2.03%;肠杆菌属(Enterobacter) 1株,占分离总数的0.34%;志贺菌属(Shigella) 1株,占分离总数的0.34%;克雷伯菌属(Klebsiella) 1株,占分离总数的0.34%。厚壁菌门(Firmicutes) 60株,占分离总数的20.27%,分别为：肠球菌属(Enterococcus) 33株,占分离总数的11.15%;库特氏菌属(Kurthia) 14株,占分离总数的4.73%;芽孢杆菌属(Bacillus) 13株,占分离总数的4.39%。优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)中的埃希氏菌属(Escherichia),占细菌总数的46.28%。经过生理生化鉴定,每个菌株生理生化鉴定出的种属与各自的16S rRNA基因鉴定出的种属相一致。产酶活力分析结果显示有238株产蛋白酶、25株产脂肪酶、24株产淀粉酶、15株产纤维素酶,分别占分离总数的80.41%、8.45%、8.11%和5.07%。【结论】朱鹮肠道微生物分离出的细菌可分为2门11属,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)中的埃希氏菌属(Escherichia),占细菌总数的46.28%;产酶活性分析显示,80.41%的菌株具有产蛋白酶能力。     

基于响应面分析的高抗原活性猪水肿病大肠杆菌疫苗培养基的研制及效果评价

【背景】猪水肿病大肠杆菌引发的疾病造成了很大的危害,但现有培养基存在培养密度低的问题。【目的】研制出高抗原活性猪水肿病大肠杆菌疫苗培养基。【方法】以常用的市售猪水肿培养基为对照,通过单因素试验、爬坡试验(Plackett-Burman, PB)、响应面(Box-Behnken, BB)试验对猪水肿培养基进行响应面优化,得到猪水肿培养基最优配方。以响应面试验得到的培养基培养猪水肿病大肠杆菌,评价不同培养时间点菌株的抗原活性,制作灭活疫苗,进行动物免疫保护试验。【结果】对研制的培养基进行扩大培养验证,发现扩大培养得到的菌株活菌数可达5×10⁹ CFU/mL以上,约为对照组的2倍。制备的灭活疫苗效价可达1:140 000,并在9 h时抗原蛋白效价达到最高。【结论】本研究研制出的疫苗培养基显著提高了猪大肠杆菌菌体密度,并可提高菌体抗原活性,为猪水肿病灭活疫苗的制备提供了技术指引。     

非洲猪瘟病毒E248R蛋白抑制cGAS-STING介导的天然免疫

为了探究ASFV E248R蛋白调控cGAS-STING信号通路的机制,利用双荧光素酶报告系统验证ASFV E248R蛋白够剂量依赖性地抑制cGAS-STING和HT-DNA诱导的IFN-β的产生。通过相对定量PCR技术验证,过表达E248R抑制IFNB1、RANTES、IL-6和TNF-αβ基因的转录水平。免疫共沉淀和激光共聚焦试验结果表明,E248R与STING相互作用。通过蛋白印迹试验证实,过表达E248R可抑制STING的表达。研究表明ASFV E248R蛋白通过抑制STING的表达拮抗天然免疫应答。该结果将扩展对ASF免疫逃逸的认知,为疫苗的研制提供新的思路。     

大肠杆菌代谢工程改造合成L-高丝氨酸及其衍生物研究进展

l-高丝氨酸及其衍生物(O-琥珀酰-l-高丝氨酸和O-乙酰-l-高丝氨酸)是生物合成l-甲硫氨酸的前体,同时也是合成多种C4化合物(异丁醇、g-丁内酯、1,4-丁二醇、2,4-二羟基丁酸等)和l-草铵膦等的平台化合物。因此,发酵法生产l-高丝氨酸及其衍生物成为近年内研究的热点。然而,利用生物法合成l-高丝氨酸及其衍生物仍存在一些不足之处,如发酵产量不高或糖酸转化率过低等。此外,对l-高丝氨酸及其衍生物合成的总体代谢和调控机制鲜有报道。本文综述了大肠杆菌代谢工程改造合成l-高丝氨酸及其衍生物O-琥珀酰-l-高丝氨酸和O-乙酰-l-高丝氨酸的研究进展,从底物摄取、关键节点碳流分配改造、辅酶NADPH的循环供应以及目标产物的外运输出等方面,系统分析了大肠杆菌全发酵法生产l-高丝氨酸及其衍生物的代谢途径及改造策略,为其后续代谢改造及生物法生产提供一定的研究思路。