C4-dicarboxylates sensing mechanism revealed by the crystal structures of DctB sensor domain

C₄-dicarboxylates are the major carbon and energy sources during the symbiotic growth of rhizobia. Responses to C₄-dicarboxylates depend on typical two-component systems (TCS) consisting of a transmembrane sensor histidine kinase and a cytoplasmic response regulator. The DctB-DctD system is the first identified TCS for C₄-dicarboxylates sensing. Direct ligand binding to the sensor domain of DctB is believed to be the first step of the sensing events. In this report, the water-soluble periplasmic sensor domain of Sinorhizobium meliloti DctB (DctBp) was studied, and three crystal structures were solved: the apo protein, a complex with C₄ succinate, and a complex with C₃ malonate. Different from the two structurally known CitA family of carboxylate sensor proteins CitA and DcuS, the structure of DctBp consists of two tandem Per-Arnt-Sim (PAS) domains and one N-terminal helical region. Only the membrane-distal PAS domain was found to bind the ligands, whereas the proximal PAS domain was empty. Comparison of DctB, CitA, and DcuS suggests a detailed stereochemistry of C₄-dicarboxylates ligand perception. The structures of the different ligand binding states of DctBp also revealed a series of conformational changes initiated upon ligand binding and propagated to the N-terminal domain responsible for dimerization, providing insights into understanding the detailed mechanism of the signal transduction of TCS histidine kinases.     

抗菌肽VIP在毕赤酵母中的高效表达及鉴定

基于人抗菌肽VIP(Vasoactive intestinal peptide)基因序列,按照毕赤酵母密码子偏好性设计引物;用SOE-PCR法扩增目的基因;然后将目的基因克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPICZαA上,构建VIP分泌表达菌株GS115-p PICZαA-vip。用甲醇诱导96 h收集上清,用质谱进行鉴定,结果显示分泌表达产物与人抗菌肽VIP理论值(3 326.82 Da)完全一致,表明人抗菌肽VIP成功得到分泌表达。琼脂糖凝胶扩散法实验结果显示,重组VIP对大肠杆菌Escherichia coli ATCC25922和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus ATCC25923都有很强的抗菌活性,MIC(Minimal inhibitory concentration)分别为8 mmol/L和16 mmol/L。进一步细胞毒性和溶血性实验结果显示,重组VIP对正常细胞NCM460和IPEC-J2没有毒性,其对SD大鼠红细胞不具有溶血活性。通过透射电镜观察了VIP的抗菌机制,结果显示VIP主要通过破坏细胞膜的方式抑杀细菌。本研究为人抗菌肽VIP的开发应用和大量生产奠定了基础。     

开封地区不同土地利用方式农田杂草群落结构及动态

2005年春、秋两季对开封地区不同土地利用方式小麦-玉米、小麦-大豆轮作地,葡萄地,弃耕地中杂草进行调查,统计分析各杂草群落中物种相似系数、物种相对多度分布、功能群相对多度和生物多样性。杂草功能群分为单子叶短期生植物（MA）、双子叶短期生植物（DA）、单子叶多年生植物（MP）及双子叶多年生植物（DP）4个功能类群。调查共记录杂草种类71种,隶属27个科;春季51种、共同种7个,秋季36种、共同种8个。不同土地利用方式杂草群落相似系数春季各群落间0．3～0．5,秋季玉米地-大豆地、秋葡萄地-弃耕地最高,分别是0．73和0．70;季节间小麦地与秋季各杂草群落间相似系数小于0．1。春、秋季弃耕地物种-相对多度分布曲线下降缓慢,常见种和偶见种多、相对多度分配分别占61．32％和47．09％;小麦地、玉米地、大豆地和葡萄地优势种突出。春季DA功能群占优势,小麦地高达81．06％;MP功能群较少,小麦地缺少MP。秋季玉米地和大豆地杂草功能群分布较均衡,葡萄地以DA和MP为主、分别为42．34％和42．64％;弃耕地MA、DA和MP平均,为33．63、31．07和30．25％。多样性指数为春、秋季弃耕地最高1．76和1．72,玉米、大豆地次之为1．55和1．52,春、秋葡萄地1．49、1．30,小麦地最低1．12。结论：不同土地利用方式杂草群落种群构成不同,功能群相对多度分配格局以免耕农田玉米地、大豆地和葡萄地杂草功能群分布均衡;功能群季节变化明显,趋势为MP上升,DA下降。不同土地利用方式土地多样性等级为小麦地〈葡萄地〈大豆地和玉米地〈弃耕地。     

土壤水肥因子对胡杨幼苗生长权衡和木质化的影响

以当年生胡杨幼苗为材料,通过不同水平的水分和养分单因素控制盆栽试验,探讨土壤水肥因子对当年生胡杨幼苗生长权衡和木质化的影响,以明确胡杨生长过程中以及种子更新困难的原因和机理。结果表明:(1)当年生胡杨幼苗生长权衡主要体现在生物量的分配策略上,而主根长/高度没有显著差异。(2)在连续给水处理下,干旱胁迫使幼苗根冠比显著增加,土壤含水量15%处理的根冠比较含水量20%和30%处理分别显著增加了75%和93%;但干旱胁迫抑制了生物量的积累,含水量10%处理下生物量比15%、20%和30%处理分别显著减小53.4%、89.2%、78.6%;在断续给水处理下,随着干旱程度的增加幼苗根冠比显著增加,土壤含水量15%处理的根冠比较含水量20%和30%处理分别显著增加34%和38%;连续给水和断续给水两类干旱胁迫均能明显增加幼苗根系木质化程度。(3)土壤施加氮磷均显著增加幼苗根冠比和木质化,但过量的氮肥抑制根系生物量的积累。可见,胡杨幼苗对于水肥条件胁迫敏感性与生长权衡能力是胡杨林种子更新与种群维持的关键环节,调整立地土壤水肥环境对当年生胡杨幼苗的生长定居有重要的作用。     

水氮运筹对膜下滴灌棉花光合特性及产量形成的影响

以不同基因型棉花品种为材料,在土柱栽培条件下研究膜下滴灌条件下水氮运筹方式对新疆棉花光合性能和产量构成的影响.结果表明： 播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌,并配合氮肥基施20%+追施80%的水氮运筹方式（W₄N₂）下,盛花期叶片叶绿素含量、气孔导度（g_s）、净光合速率（P_n）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和光化学猝灭系数（q_P）均显著低于全生育期常规滴灌处理,非光化学猝灭系数（NPQ）增加,地上部干物质累积量受到限制;盛铃期至吐絮期叶绿素含量、g_s、P_n、Φ_PSⅡ、q_P均随水氮供应量的提高而增大,地上部干物质产生超补偿积累,且有利于光合产物向棉铃的运转与分配.在氮肥基施20%+追施80%的施氮方式下,新陆早13号以播前灌溉+全生育期常规滴灌（W₃）处理的籽棉产量较高,新陆早43号以播前灌溉+盛花期前限量滴灌+盛花期后充分滴灌（W₄）处理籽棉产量最高.因此,在播前灌溉条件下适当减少盛花期前、增加生育中后期水氮供应,可以延长冠层叶片光合功能期,促进光合物质优先向生殖器官分配,充分发挥膜下滴灌棉花的增产潜力.     

Genetic and alkaloid analysis of Menispermum dauricum DC. by RAPD and HPLC

The aim of the present work was to determine whether dauricine could be used as a taxonomic marker for Menispermum dauricum DC., and to explore the correlation among RAPD, ecological markers and chemical markers. To this end, the chemical and genetic differences of 173 individual samples of M. dauricum from nine different sources were studied based on the relevant ecological factors including longitude, latitude, annual precipitation, mean temperature, annual accumulated temperature and mean sea level. The contents of dauricine in the sample rhizomes were assayed by HPLC with photodiode array detection. The leaves from the same sample were assayed using randomly amplified polymorphism DNA (RAPD). The genetic distances were then compared. Hierarchical cluster analysis and multiple linear stepwise regression analysis were used in the statistical analysis. The results indicated that the contents of dauricine were respectively correlated with the genetic distance (r = 1.000), longitude (r = 0.849), latitude (r = 0.861), annual precipitation (r = 0.903), mean temperature(r = 0.912), annual accumulated temperature (r = 0.919) and mean sea level (r = 0.925). It is concluded that the content of dauricine in M. dauricum is significantly correlated with genetic distance and ecological factors, and may be used as the taxonomic marker.     

绵羊肌肉中FAS基因和HSL基因的发育性变化及其对肌内脂肪含量的影响

选取不同日龄的雄性哈萨克羊和新疆细毛羊共54只,屠宰后取背最长肌,用索氏抽提法检测肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)含量,用荧光实时定量PCR法检测肌肉脂肪酸合成酶(fatty acid synthase,FAS)和激素敏感脂肪酶(hormone-sensitive lipase,HSL)基因表达的发育性变化,并分析基因表达对肌内脂肪沉积的影响。结果表明:1)随着日龄的增加,雄性哈萨克羊的IMF含量持续上升,各生长时期差异显著(P<0.05),而新疆细毛羊的IMF含量在各生长时期无显著差异(P>0.05)。雄性哈萨克羊的IMF含量30~90日龄期间极显著高于新疆细毛羊(P<0.01)。2)FAS基因mRNA水平在哈萨克羊肌肉中初生时最高(P<0.05),然后随日龄的增加呈下降趋势;在新疆细毛羊肌肉中,FAS mRNA水平表现出"下降-上升-下降-上升"的发育模式,其中60日龄显著高于90日龄(P<0.05),其余日龄之间差异不显著。HSL基因在2品种绵羊肌肉中的表达模式基本类似,在哈萨克羊肌肉中随年龄的增加而下降,初生时的水平显著高于60~90日龄(P<0.05);在新疆细毛羊中30日龄时达到最高(P<0.01),到60日龄时下降到最低(P<0.05),随后保持这种低表达水平。3)FAS和HSL基因mRNA的表达量均与哈萨克羊IMF含量呈负相关,相关系数分别为:r=-0.485(P=0.02),r=-0.423(P=0.05);在哈萨克羊中两基因表达量水平比值(FAS:HSL)与IMF呈极显著负相关r=-0.552(P=0.01)。在新疆细毛羊中两基因的表达水平及比值均与IMF无显著相关性(P>0.05)。     

黄瓜雄花形成过程中心皮的发育

黄瓜(Cucumis sativus L.)为重要的经济作物,雌雄同株异花,是研究植物性别分化的经典材料。人们对黄瓜性别分化进行了广泛的研究。Astmon和Galun、任吉君和王艳对黄瓜性别分化的形态特征和器官发生进行了初步研究,表明黄瓜单性花分化和发育过程中经历了无性期、两性期和单性期,最终只有一种性别的性器官原基发育成有功能的性器官,从而形成单性花,而对单性花中未形成有功能器官的相反性别原基的研究报道甚少。我们对雄花发育过程进行了连续的形态学分析,并对不同时期雄花中的心皮进行了细胞计数和同工酶电泳分析,以期从性器官发育的角度探讨黄瓜性别表现的机理。     

拮抗放线菌S24的鉴定及其对黄曲霉的抑制作用

以黄曲霉(Aspergillus flavus)为靶标, 从泰山土壤中分离获得一株对黄曲霉、赭曲霉、黑曲霉等粮食和饲料中常见的曲霉菌有高效拮抗活性的放线菌S24。根据其形态特征、培养特征、理化性质、细胞壁组份及16S rRNA 序列分析, 初步判定该菌株为链霉菌属中的白网链霉菌(Streptomyces albireticuli)的近似种; 该菌株抗菌谱广, 胞外抗菌物质对热稳定, 100°C加热100 min抗菌活性无明显变化; 96孔板法测得其胞外抗菌物质粗提物对黄曲霉的最小抑/杀菌浓度(MIC/MFC)分别为19.53 μg/mL和39.06 μg/mL。     

大肠杆菌半乳糖结合凝集素的提取纯化

采用琼脂糖凝胶CL-6B（Sepharose CL-6B）亲和层析以及Sephadex G-75凝胶分子筛等对大肠杆菌（Esche-richia coli,E.coli）半乳糖凝集素进行了纯化。结果显示,目标蛋白经简单的步骤即可以得到纯化,十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）及凝血实验证明纯化蛋白为E.coli半乳糖凝集素,蛋白提取回收率为11.4%。研究首次从E.coli蛋白提取液中分离得到纯的半乳糖凝集素,且此方法简单快捷,优越性明显。应用此方法将有利于微生物半乳糖凝集素的深入研究。