Fatty acid activation and utilization by Alistipes finegoldii,a representative Bacteroidetes resident of the human gut microbiome

Members of the Bacteroidetes phylum, represented by Alistipes finegoldii, are prominent anerobic, Gram-negative inhabitants of the gut microbiome. The lipid biosynthetic pathways were analyzed using bioinformatic analyses, lipidomics, metabolic labeling and biochemistry to characterize exogenous fatty acid metabolism. A. finegoldii only produced the saturated fatty acids. The most abundant lipids were phosphatidylethanolamine (PE) and sulfonolipid (SL). Neither phosphatidylglycerol nor cardiolipin are present. PE synthesis is initiated by the PlsX/PlsY/PlsC pathway, whereas the SL pathway is related to sphingolipid biosynthesis. A. finegoldii incorporated medium-chain fatty acids (≤14 carbons) into PE and SL after their elongation, whereas long-chain fatty acids (≥16 carbons) were not elongated. Fatty acids >16 carbons were primarily incorporated into the 2-position of phosphatidylethanolamine at the PlsC step, the only biosynthetic enzyme that utilizes long-chain acyl-ACP. The ability to assimilate a broad-spectrum of fatty acid chain lengths present in the gut environment is due to the expression of two acyl-acyl carrier protein (ACP) synthetases. Acyl-ACP synthetase 1 had a substrate preference for medium-chain fatty acids and synthetase 2 had a substrate preference for long-chain fatty acids. This unique combination of synthetases allows A. finegoldii to utilize both the medium- and long-chain fatty acid nutrients available in the gut environment to assemble its membrane lipids.     

ABC转运蛋白及其在合成生物学中的应用

ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)作为一种超大膜转运蛋白家族,在大多数生物体中发挥着重要作用。文中从结构特征、转运机制以及生理功能等方面论述了ABC转运蛋白的研究进展,进而着重综述了近些年来ABC转运蛋白在合成生物学领域中的应用,并为今后进一步的研究提出了展望,希望为扩展其应用提供指导。     

果胶甲酯酶的结构与功能研究进展

果胶甲酯酶(PME)是一种重要的果胶酶,其水解果胶中的甲酯基从而释放甲醇并降低果胶的甲酯化程度。目前在食品加工、茶饮料、造纸等生产工艺中有着广泛的应用前景。随着对PME的深入研究,已报道了几种不同来源的酶晶体结构,对这些已获得的晶体结构进行分析发现,PME属于右手平行β-螺旋结构,其催化残基为2个保守的天冬氨酸和1个谷氨酰胺残基,并且在催化过程中分别起到了一般酸碱、亲核试剂以及稳定中间体的作用。同时对其底物特异性进行分析,初步了解其底物与活性位点的识别机制。文中针对这几个相关方面进行了系统的综述。     

物种分布模型在大型真菌红色名录评估及保护中的应用: 以冬虫夏草为例

我国大型真菌资源丰富, 由于受气候变化和人类活动等的影响, 近年来很多物种受到不同程度的威胁, 亟待保护。红色名录评估是物种保护的第一步, 为有效保护我国大型真菌多样性, 2016年生态环境部和中国科学院联合启动中国大型真菌红色名录评估项目。合理的评估依赖于完善的物种地理分布、种群数量规模及其动态变化信息。大型真菌评估信息较少, 需要引入新的方法解决评估信息不足的问题。冬虫夏草(Ophiocordyceps sinensis)是一种重要的食药用菌, 具有较高的经济价值, 受到全世界的广泛关注, 评估信息相对充足, 此次被评为易危物种。利用物种分布模型对冬虫夏草未来分布区变化的预测在评估过程中发挥了重要作用。为了将物种分布模型分析方法引入大型真菌的受威胁等级评估, 本文以此前我们利用物种分布模型预测冬虫夏草的潜在分布区及其对气候变化响应的研究为例, 介绍了应用物种分布模型预测大型真菌的潜在分布区、未来气候变化情景下分布区变化趋势的方法和流程, 以及在应用中可能存在的问题和解决方案。通过本文的分析, 我们认为物种分布模型在大型真菌的红色名录评估和保护中具有重要的应用潜力, 值得推广应用。     

四川黑竹沟地区非飞行小型兽类物种多样性与群落组成

四川黑竹沟国家级自然保护区位于生物多样性丰富的凉山山系, 在保护和维持区域生物多样性方面具有极其重要的地位, 然而对该自然保护区兽类群落的研究却极为缺乏。为了了解该自然保护区及周边的小型兽类群落,本文作者在2018年4-10月调查了该区域的非飞行小型兽类物种多样性及其群落组成。在海拔1,537-3,830 m间共设置样方184个, 布设鼠夹9,016铗日, 捕获小型兽类536只, 隶属4目7科13属21种。包括滇攀鼠(Vernaya fulva)和等齿鼩鼹(Uropsilus aequodonenia)两个稀有物种在内的共计9个物种为该地区首次报道, 丰富了物种分布记录。结合历史资料, 黑竹沟地区共记录小型兽类43种, 隶属4目9科28属。在43种小型兽类中, 东洋界物种37种, 占绝对优势(86%), 分布型以喜马拉雅-横断山型占优, 为18种(占东洋界48.6%)。本次调查捕获的21种小型兽类中, 群落优势种为中华姬鼠(Apodemus draco, 33.2%)、北社鼠(Niviventer confucianus, 21.3%)和中华绒鼠(Eothenomys chinensis, 12.7%)。随着海拔上升, 群落优势种组成发生变化, 由北社鼠 + 中华姬鼠 + 针毛鼠(Niviventer fulvescens) + 短尾鼩(Anourosorex squamipes)群落, 转变为中华绒鼠 + 中华姬鼠 + 凉山沟牙田鼠(Proedromys liangshanensis) + 西南绒鼠(Eothenomys custos)群落。群落物种区系的分布型组成随着海拔升高而发生变化, 喜马拉雅-横断山型物种随海拔升高所占比例增大; 分布于喜马拉雅-横断山的特有种分布的下限、中点和上限平均海拔都高于非特有种, 且特有种和非特有种的中点和下限平均海拔差异显著(n = 21, df = 19, P = 0.013; n = 21, df = 19, P < 0.01), 说明该区域物种具有明显的东洋界特征, 中高海拔主要由特有种构成。本研究丰富了黑竹沟地区小型兽类及群落多样性的数据资料, 有利于该地区物种多样性的研究和保护。     

基于功能性状的水杉原生母树种群生境适应策略

植物的功能性状变异和表型可塑性是其应对异质生境的主要机制, 对植物的生长和分布有重要贡献。本文以湖北星斗山国家级自然保护区的水杉(Metasequoia glyptostroboides)原生母树为研究对象, 分析了母树种群功能性状对树木形态、地形因子及人为干扰的响应机制。结果表明: 水杉原生母树叶面积、叶干重和比叶面积的变异幅度大, 可塑性较强, 而枝和叶的干物质含量稳定性最高。人为干扰和4个地形因子均对每个功能性状变异方差有5%-20%的解释度, 冠幅对枝、叶干物质含量的变异方差有高达38%和76%的解释度。5个功能性状主要受海拔、坡位和人为干扰影响, 其中, 比叶面积对环境因子和干扰的响应规律不明显, 叶面积和叶干重在强烈人为干扰的环境中普遍增大, 枝和叶的干物质含量对坡向的变化最敏感。总之, 水杉原生母树种群通过功能性状变异对环境能产生一定的可塑性响应, 但人为干扰对母树生长影响较大, 建议人工辅助更新, 并适度减少农业和建筑对现存母树的影响。     

外来入侵植物的根系觅养行为研究进展

土壤养分分布具有高度空间异质性, 植物的根系觅养行为是其对土壤养分异质性的一种适应。不同植物为了适应养分异质性会产生不同的根系觅养行为, 通过调整自身的根系觅养范围、觅养精度和觅养速度来更好地吸收利用土壤中的养分。外来植物与本地植物的竞争是决定其成功入侵的重要因素, 土壤养分等环境因素会影响它们之间的竞争关系。近年来, 外来入侵植物的觅养行为逐渐受到人们的关注, 关于入侵植物根系觅养行为的研究成果陆续出现: (1)总体来看, 外来入侵植物具有较强的根系觅养能力, 但根系觅养范围与觅养精度之间的权衡关系还不确定; (2)营养异质性会影响入侵植物与本地植物之间的竞争, 反过来, 二者之间的竞争也会影响根系觅养行为对营养异质性的响应; (3)丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能够提高入侵植物的根系觅养能力, 外来植物入侵能够改变入侵植物对AMF的偏好性, 形成AMF对入侵的正反馈作用, 而本地植物与AMF的相互作用也会影响入侵植物的竞争力。未来还应加强营养异质环境下种间竞争和AMF共生对入侵植物根系觅养行为的影响机制研究, 以及全球变化背景下入侵植物根系觅养行为的变化与机制方面的研究, 可以更深入地认识外来植物的觅养行为在其成功入侵中的作用, 并为利用营养调控来防控入侵植物提供理论依据。     

The intronic promoter of Actin4 mediates high-level transgene expression mainly in the wing and epidermis of silkworms

Transgenic Research - The cytoplasmic actin gene Actin4 (A4) in silkworm (Bombyx mori) was isolated 20&nbsp;years ago and has a distal promoter upstream of the first exon and a proximal...