Functions of poly-gamma-glutamic acid (γ-PGA) degradation genes in γ-PGA synthesis and cell morphology maintenance

Poly-γ-glutamic acid (γ-PGA) is an important biopolymer with greatly potential in industrial and medical applications. In the present study, we constructed a metabolically engineered glutamate-independent Bacillus amyloliquefaciens LL3 strain with considerable γ-PGA production, which was carried out by single, double, and triple markerless deletions of three degradation genes pgdS, ggt, and cwlO. The highest γ-PGA production (7.12 g/L) was obtained from the pgdS and cwlO double-deletion strain NK-pc, which was 93 % higher than that of wild-type LL3 strain (3.69 g/L). The triple-gene-deletion strain NK-pgc showed a 28 % decrease in γ-PGA production, leading to a yield of 2.69 g/L. Furthermore, the cell morphologies of the mutant strains were also characterized. The cell length of cwlO deletion strains NK-c and NK-pc was shorter than that of the wild-type strain, while the ggt deletion strains NK-g, NK-pg, NK-gc, and NK-pgc showed longer cell lengths. This is the first report concerning the markerless deletion of γ-PGA degradation genes to improve γ-PGA production in a glutamate-independent strain and the first observation that γ-glutamyltranspeptidase (encoded by ggt) could be involved in the inhibition of cell elongation.     

力生长因子在大肠杆菌中的表达及活性分析

MGF(Mechano-growth factor)是一种IGF-1变体形式, 研究发现该因子具有应力敏感性, 并且具有促进肌肉肥大、再生以及神经损伤修复的功能。通过RT-PCR从拉伸刺激的人成骨细胞中克隆MGF cDNA序列, 并去除5'端9 bp的序列, 使N端缺少对肠激酶(Enterokinase, EK)具有抑制作用的脯氨酸, 将截短型MGF (des(1-3) MGF) cDNA序列克隆入pET32a(+)质粒, 构建重组表达质粒。重组质粒转化E. coli BL21(DE3), 在30oC培养下以可溶形式表达融合蛋白Trx/ des(1-3)MGF, 采用离子交换层析和Ni2+金属亲和层析, 获得纯度95%以上的融合蛋白。再对融合蛋白EK酶切, rpHPLC分离获得纯度达98%的des(1-3)MGF, SDS-PAGE电泳及质谱分析蛋白分子量与理论值相符。生物活性实验显示, 所制备的des(1-3)MGF比des(1-3)IGF-1更显著的促进MC3T3-E1细胞的增值和迁移。     

覆膜方式对一膜两年覆盖旱地玉米籽粒产量、水分利用效率和土壤水分平衡的影响

以挖掘黄土高原半干旱区全膜双垄沟播玉米节本增效技术,探讨一膜两年覆盖系统土壤水分平衡为目标,通过大田定位试验,量化研究了一膜两年覆盖条件下,全膜沟垄作(F₁M)、全膜平作(F₂M)、半膜平作(F₃M)和不覆膜平作(F₄M,对照)玉米的产量、经济收益、水分利用效率和土壤水分平衡.结果表明: 2年全膜沟垄作、平作的生物产量较对照平均增加32.8%和32.9%,籽粒产量增加60.8%和51.7%,水分利用效率和降水利用效率平均增加59.8%、35.9%和87.6%、64.4%.新覆膜全膜沟垄作、平作属于高产高投模式,其总产值较对照增加51.0%、41.2%,产投比较对照降低15.1%和16.2%;一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作属于节本增效型生产模式,其总产值较对照增加40.8%和42.2%,产投比增加40.3%和42.2%.在606.5 mm的低降水条件下,一膜两年覆盖全膜沟垄作、平作的总耗水量分别达731.3和746.8 mm,土壤水分亏缺分别达124.8和140.3 mm,较对照增加22.7%和38.0%.一膜两年覆盖使全膜沟垄作、平作休闲期土壤水耗水量较对照降低了28.6%和30.0%,休闲效率较对照增加178.9%、148.3%.这说明全膜沟垄作、平作具有明显的增产和提高水分利用效率的作用,该技术结合一膜两年覆盖技术能实现节本增效,但在推广应用时需考虑低降水条件下的土壤水分亏缺问题.     

番木瓜环斑病毒复制酶(亚基)基因的克隆、序列分析及其植物表达载体的构建

近二年报道,在TMV^⑴、PVX^⑵、PEBV^⑶和CMV^⑷等病毒中,利用病毒编码的复制酶(亚基)基因或相关cDNA片段转化烟草,工程植株获得绝对或极高的病毒抗性。大量研究认为：马铃薯Y病毒组的核内含体大分子量蛋白(Nib)是依赖于RNA的RNA复制酶(或核心亚基),Nlb与上述病毒的复制酶有广泛的同源保守区^⑸。因此,Nib基因的克隆,不但在植物抗病基因工程方面,而且在马铃薯Y病毒组基因组的复制研究方面．均有重要的意义。本文以马铃薯Y病毒组的重要成员番木瓜环斑病毒的华南强株系(PRSV—sM)为材料,克隆了PRSV的Nib基因,并完成其全序列测定和植物表达载体的构建,为探索马铃薯Y病毒组复制酶可能介导的抗病性打下了基础。     

初次卵裂时间是猪克隆胚胎发育潜能的重要标识

初次卵裂时间与哺乳动物胚胎发育潜能有关．比较了不同初次卵裂时间(20～24 h,早期;25～36 h,中期;37～48 h,晚期;20～48 h,对照)的猪孤雌(parthenogenetic,PA)、体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)胚胎的囊胚发育率、扩张囊胚发育率和囊胚细胞数,评价其体外发育能力．发现早期卵裂的PA胚胎发育到第6天的囊胚发育率显著高于中期、晚期以及对照组(P < 0.05;54.0% vs. 19.6%,5.4%,18.7%)．扩张囊胚发育率,早裂胚胎同样优于其他组．早期卵裂的SCNT胚胎发育到第6天的囊胚比率高于中期卵裂胚胎(32.2% vs. 23.5%),而晚期卵裂胚胎发育到囊胚的比率最低(6.3%)．早期卵裂的SCNT胚胎发育到第6天的扩张囊胚比率显著高于其余各组 (P < 0.05;18.9% vs. 5.9%、3.1%、7.4%)．囊胚细胞数在早期、中期、晚期三组之间表现出下降趋势．将早期卵裂的SCNT胚胎与未经挑选的对照组胚胎分别进行移植,观察其体内发育能力．移植早裂SCNT胚胎的受体在产仔数和克隆效率上均明显高于未经挑选胚胎的受体(4.7 vs. 2.1;3.9% vs. 0.9%),说明早裂胚胎着床后具有更强的发育能力．以上结果表明：初次卵裂时间可以作为猪克隆胚胎发育潜能的重要标识,选择早裂的胚胎进行移植,有助于提高克隆效率．     

~（60）Co－γ射线诱变柠檬酸产生菌黑曲霉Co9－6的研究

本试验采用￣（６０）Ｃｏ－γ射线对柠檬酸产生菌黑曲霉Ｃｏ９－６进行辐射,经两次处理后选育出Ｌ１２１７和Ｌ８０１两株优良柠檬酸产生菌。中试结果表明菌株Ｌ１２１７较Ｌ８０１更优：产酸率较菌株Ｃｏ９－６提高１７．６％、发酵周期缩短１３．４％、对糖转化率提高１３．３％。     

正交试验优化天麻超声波提取工艺的研究

为了优化天麻素的提取工艺,本研究采用超声法提取天麻素,以天麻素含量为指标,在单因素筛选基础上,采用正交试验优化提取工艺,选择料液比、提取次数和提取时间3个影响因素,每个因素3个水平进行正交试验。结果表明,最优提取工艺组合为:提取时间20min、料液比1∶15和提取次数2次;按照此工艺平行制备3批样品,天麻素的提取率为(0.339±0.13)%。     

高秆野生稻内生固氮细菌多样性

高秆野生稻(Oryza alta)是一种重要的种质资源, 其组织内也蕴藏着非常宝贵的功能微生物资源。本实验采用无氮培养基, 从高秆野生稻中分离到43株内生固氮菌, 结合乙炔还原法测定其固氮酶活性。经固氮酶基因(nifH)的PCR扩增检测, 43株内生固氮菌代表菌株均能扩增出固氮酶基因片段。利用IS-PCR DNA指纹图谱和SDS-PAGE全细胞蛋白电泳图谱将获得的菌株聚类为6个类群(I、II、III、IV、V、VI)。对各个类群的代表菌株(ZF3, ZF8, ZF13, ZF15, ZF24, ZF43)进行16S rRNA基因序列测定, 结果表明, 类群I属于土生拉乌尔菌(Raoultella terrigena), 类群II属于类肺炎克雷伯氏菌类肺炎亚种(Klebsiella quasipnmoniae subsp. quasipneumoniae), 类群III属于越南伯克氏菌(Burkholderia vietnamiensis), 类群IV的菌株代表肠秆菌属的一个类群(Enterobacter sp.), 类群V的菌株属于门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina), 类群VI归属于固氮植物菌(Phytobacter diazotrophicus)。Biolog聚类结果与IS-PCR指纹图谱类型及SDS-PAGE全细胞蛋白聚类结果一致。Biolog板测定结果显示, 来自不同类群的代表菌株对碳源的利用差异显著, 说明野生稻内多样的内生固氮菌从环境中获取碳源和氮素的适应能力较强。     

植物激素相关核酸和蛋白质二级数据库的构建与应用

以NCBI维护的一级数据库为数据源建立植物激素相关核酸和蛋白质二级数据库。将该二级数据库设计为基因、蛋白质和文献三部分, 编写软件从上述数据源中采集数据, 并以XML作为中间格式保存, 通过解析提交到二级数据库中并集成部分生物信息学工具软件, 初步实现了数据检索、统计分析、基于Web的本地化BLAST同源序列检索、序列的自动拼接以及蛋白质结构和功能位点的分析等功能。该二级数据库的构建为植物激素作用分子机理研究提供了高针对性的植物激素数据源和生物信息学辅助工具。     

草菇低温胁迫初期应答关键通路的探究

本研究利用表达谱芯片技术解析了低温胁迫初期（0-120min）不同低温处理时间草菇转录组水平的变化。芯片结果分析发现在低温诱导过程中,低温处理20min内变化基因的功能为单加氧酶、氧化还原酶和细胞内的氧化还原。低温处理40min时表达差异基因具有结合RNA的功能。80min的时间段内,基因的功能比较集中于核酸物质和能量的代谢。CYP450的代谢途径在20-40min、60-80min和100-120min低温处理的菌丝体中均有显著性变化,表明这一通路在草菇低温处理过程中表现活跃。基因表达趋势分析发现34个表达差异基因富集到显著表达趋势模型,基因共表达网络分析发现VVO_04066位于网络的核心地位,推测VVO_04066通过提高磷酸肌醇特异性磷脂酶C（PI-PLC）的胞内水平,促进糖蛋白和几丁质的合成,从而完成草菇细胞的低温胁迫应答。