Phytopathogenic bacteria utilize host glucose as a signal to stimulate virulence through LuxR homologues

Chemical signal-mediated biological communication is common within bacteria and between bacteria and their hosts. Many plant-associated bacteria respond to unknown plant compounds to regulate bacterial gene expression. However, the nature of the plant compounds that mediate such interkingdom communication and the underlying mechanisms remain poorly characterized. Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) causes black rot disease on brassica vegetables. Xcc contains an orphan LuxR regulator (XccR) which senses a plant signal that was validated to be glucose by HPLC-MS. The glucose concentration increases in apoplast fluid after Xcc infection, which is caused by the enhanced activity of plant sugar transporters translocating sugar and cell-wall invertases releasing glucose from sucrose. XccR recruits glucose, but not fructose, sucrose, glucose 6-phosphate, and UDP-glucose, to activate pip expression. Deletion of the bacterial glucose transporter gene sglT impaired pathogen virulence and pip expression. Structural prediction showed that the N-terminal domain of XccR forms an alternative pocket neighbouring the AHL-binding pocket for glucose docking. Substitution of three residues affecting structural stability abolished the ability of XccR to bind to the luxXc box in the pip promoter. Several other XccR homologues from plant-associated bacteria can also form stable complexes with glucose, indicating that glucose may function as a common signal molecule for pathogen–plant interactions. The conservation of a glucose/XccR/pip-like system in plant-associated bacteria suggests that some phytopathogens have evolved the ability to utilize host compounds as virulence signals, indicating that LuxRs mediate an interkingdom signalling circuit.     

Eu3+-activated red phosphor Ca3YAl3B4O15 with low thermal quenching behaviour

This paper reports a sequence of a Ca₃YAl₃B₄O₁₅:xEu³⁺ red phosphor prepared using a high-temperature solid-state reaction. At the excitation of 396 nm, the samples emitted intense red emission centred at ~623 nm, which could be attributed to the ⁵D₀→⁷F₂ transition of the Eu³⁺ ion. The results showed that the optimum Eu³⁺ doping concentration of Ca₃YAl₃B₄O₁₅:Eu³⁺ phosphor was x = 80 mol%, and the concentration quenching mechanism of Ca₃YAl₃B₄O₁₅:Eu³⁺ red phosphor belonged to the exchange coupling between Eu³⁺ ions. The Commission Internationale de l'éclairage (CIE) coordinates and colour purity of Ca₃Y_0.2Al₃B₄O₁₅:0.8Eu³⁺ were calculated as (0.6375, 0.3476) and 95.5%, respectively. Moreover, the red emission of the obtained phosphor Ca₃YAl₃B₄O₁₅:0.8Eu³⁺ exhibited a low thermal quenching behaviour with an intensity retention rate of 92.85% at 150°C. The above results manifest that the Eu³⁺-activated Ca₃YAl₃B₄O₁₅ phosphor is predicted to be a promising red luminescent component for white light-emitting diodes.     

开垦对阿拉善荒漠啮齿动物群落功能多样性的影响

开垦会导致荒漠化的加剧,并对动物群落产生严重的影响。而功能多样性恰恰能体现环境或干扰胁迫导致的群落结构差异。但有关啮齿动物群落功能多样性的研究并不多见,为此,我们在2018至2020年的4月、7月和10月利用铗日法对开垦区和未开垦区的啮齿动物群落进行调查,选择并量化了与其营养、生活史、生理、形态及活动节律等相关的5个功能性状,以探讨开垦对啮齿动物群落组成的影响,以及性状组成和功能多样性变化。研究结果表明：(1)开垦区群落的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均低于未开垦区,开垦改变了啮齿动物群落性状组成;(2)阿拉善荒漠啮齿动物群落组成与蛰眠、繁殖周期和食性等功能性状显著相关;(3)开垦区春、秋季群落功能丰富度和功能均匀度高于未开垦区,各季节群落功能离散度显著高于未开垦区;而未开垦区夏季群落功能丰富度高于开垦区,秋季群落功能均匀度高于开垦区;(4)开垦区和未开垦区群落功能丰富度最高值均出现在夏季,二者在不同季节间差异较大;开垦区群落功能均匀度最高值出现在春季、功能离散度最高值出现在秋季,二者在季节间差异均较小;未开垦群落功能均匀度最高值出现在秋季、功能离散度最高值出现在夏季,二者在季节间差异均较大。上述结果说明,阿拉善荒漠区啮齿动物群落功能多样性变化与土地开垦和季节相关联,开垦会从啮齿动物群落的生态空间利用程度、资源利用、种间竞争及生态位等方面影响群落功能多样性。     

温州地区小杓鹬的代谢产热特征

动物能量代谢相关的生理生态特征与其地理分布密切相关。为探讨温州地区迁徙鸟类小杓鹬(Numenius minutus)的代谢产热特征及体温调节,本文在环境温度(T_a)5.0～42.5℃范围内,测定了小杓鹬的代谢率(R_m,以单位时间耗氧量表示,ml/h)和体温,并计算不同环境温度的热传导。结果显示：在环境温度为5～35℃的范围内,小杓鹬的体温维持相对恒定,平均体温为(42.8±0.10)℃;热中性区为27.5～40.0℃;在热中性区温度范围内,代谢率即基础代谢率为(221.31±6.01)ml/h,是体重预期值的141%;环境温度在5.0～27.5℃范围内,代谢率与环境温度(T_a,℃)呈负相关,回归方程为R_m=587.10﹣11.78 T_a;在5.0～27.5℃的环境温度范围内,小杓鹬的热传导最低,平均为(0.11±0.00)ml/(g·h·℃),是体重预期值的212%;代谢预期比和热传导预期比的比值(F值)为1.21,表明该物种有较好的体温调节能力。小杓鹬具有较高的体温和基础代谢...     

细胞外基质刚度调控压电型机械敏感离子通道组件1对神经干细胞分化的影响

目的 本研究旨在探讨细胞外基质刚度变化对神经干细胞（neural stem cells,NSCs）分化的影响及其作用机制。方法 本研究基于成功构建脊髓损伤大鼠模型,并制备不同刚度（0.7 kPa、40 kPa）的聚丙烯酰胺凝胶基底,将大鼠原代NSCs于不同刚度基底上培养。压电型机械敏感离子通道组件1（piezo type mechanosensitive ion channel component 1,Piezo1）shRNA质粒转染NSCs细胞。免疫荧光染色检测神经元标志物双皮质醇（doublecortion,DCX）和星形胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein,GFAP）阳性细胞百分比。免疫组织化学及蛋白质免疫印迹（Western blot）法检测损伤组织及NSCs细胞中Piezo1蛋白的表达水平。结果 与0.7 kPa基质刚度组相比,40 kPa基质刚度组中DCX阳性细胞数增加,而GFAP阳性细胞数减少,Piezo1蛋白表达量上升。脊髓损伤大鼠损伤组织Piezo1蛋白表达显著高于空白对照（sham）组。40 kPa基质刚度条件下沉默Piezo1后,DCX阳性细胞数减少,而GFAP阳性细胞数增加,差异具有统计学意义（P<0.05）。机制研究发现,沉默Piezo1导致IV型胶原及纤连蛋白表达下降。重组纤连蛋白逆转了Piezo1 shRNA对NSCs分化的影响,即DCX阳性细胞数增加,而GFAP阳性细胞数减少。结论 综上可见,硬基底刚度通过促进Piezo1蛋白表达,上调IV型胶原及纤连蛋白表达,从而调控NSCs细胞分化。本研究为基于生物材料治疗脊髓损伤提供了新的视角。     

人类小腿肌肉对运动训练生理响应的电学特性研究

目的 运动训练已被证明能够改善许多慢性肌肉功能疾病,被用于治疗衰老型肌萎缩。本文采用电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)研究人类小腿肌肉对运动训练生理响应的电学特性,旨在使用EIT方法可视化运动训练对人类小腿响应肌肉隔室内肌肉纤维体积增加的效果。方法 实验对象被要求在连续5个实验日进行左、右腿单侧提踵训练,应用EIT检测每日运动训练前和运动训练后小腿肌肉的电导率分布。为了定量分析运动训练对响应肌肉隔室的作用,使用配对样本t检验分析EIT重建图像的空间平均电导率<σ>。结果 运动训练后,由小腿腓肠肌组成的M₁肌肉隔室空间平均电导率<σ>_M1显著增加。此外,连续5个实验日的EIT测量结果显示,运动训练前的空间平均电导率<σ^pre>_M1呈上升趋势。所有实验对象在实验日1早晨进行实验前的腿部瘦体重与<σ>_M1呈线性关系,即<σ>_M1随腿部瘦体重增加而增加;运...     

神经肌肉电刺激下小腿肌肉的电学特性研究

目的 采用电阻抗成像（electrical impedance tomography,EIT）方法研究神经肌肉电刺激（neuromuscular electrical stimulation,NMES）下小腿肌肉的电学特性,旨在将EIT作为一种长期监测方法,从而可视化NMES训练对人类小腿肌肉的训练效果。方法 16名实验对象被随机分配到对照组（control group,CG,n=8）和最佳电压强度的NMES训练组（optimal voltage intensity training group,OG,n=8）。对照组保持正常生活方式并不进行NMES和其他的肌肉训练;NMES训练组中使用商业NMES设备对实验对象右小腿进行23 min的NMES训练,每周3次,为期5周。应用EIT测量在每周一训练开始前的电导率分布。并且采用生物电阻抗分析（bioelectrical impedance analysis,BIA）方法测量右腿细胞外含水量与身体总含水量的比率（ECW/TBW） βrl,及身体总含水量（TBW）τ。为了量化NMES在肌肉训练过程中的作用,使用配对样本t检验分析EIT重建图像的...     

黄瓜子叶扩张与细胞分裂素的关系

BA(benzyl adenine)专一性地促进离体黄瓜子叶的扩张。为了研究 BA 的作用机理,我们采用间接 EIISA 和 HPLC 的方法测定了子叶扩张过程中内源玉米素(Z)和玉米素核苷(ZR)含量的变化。离体黄瓜(Cucumis sativus,津研4号)子叶用10mg/l 的 BA 培养,72小时之后,处理子叶鲜重的增加比对照高70%。Z+ZR 在 BA 处理的子叶中有大量的积累。结果表明 BA 可能诱发了黄瓜子叶中的细胞分裂素生物合成和代谢的某些基因。     

越南槐根的抗HIV活性成分研究

为研究越南槐(Sophora tonkinensis)根的抗HIV蛋白酶活性成分及其分子对接机制,采用硅胶、MCI、Sephadex LH-20等多种色谱分离方法,对越南槐根的化学成分进行分离,采用HIV蛋白酶对化合物进行体外抗HIV活性筛选,运用分子对接手段初步探究活性化合物与HIV-1蛋白酶的结合机制。结果表明,从越南槐中共分离得到8个化合物,根据波谱数据分别鉴定为三叶豆紫檀苷(1)、苦参碱(2)、N-acetylnicotinamide (3)、2′-O-甲基腺苷(4)、毛蕊异黄酮苷(5)、玫瑰花苷(6)、环广豆根素(7)、芒柄花苷(8),此外还分离得到塑化剂衍生物邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(9)和邻苯二甲酸二异丁酯(10)。抗HIV蛋白酶活性测试显示化合物1和2的IC50分别为13.2和38.6μg/m L,分子对接表明其与HIV蛋白酶有一定的结合作用。化合物3～5为首次从该植物中分离得到,化合物1和2显示中等的抗HIV蛋白酶活性。