夏眠对刺参(Apostichopus japonicus (Selenka))能量收支的影响

夏眠是刺参最重要的生理特征;水温升高是其夏眠的主要诱发因子,而夏眠的临界温度与刺参体重密切相关。为揭示刺参夏眠对其能量利用对策的影响,测定了2种体重规格(134.0±13.5)g和(73.6±2.2)g刺参在10、15、20、25℃和30℃5个温度梯度下的能量收支。结果表明,温度和体重及其交互作用对刺参能量的摄入均有显著影响;而温度是影响其摄食能分配的主要因素。研究发现,刺参在非夏眠期、夏眠临界期和完全夏眠期的能量利用对策有所不同:在非夏眠期,刺参摄食能支出的最大组分是粪便能,占摄食能的比例超过50%,其次为呼吸耗能,占19.8%～39.4%,而生长能和排泄能占的比例较小,分别为5.7%～10.7%和2.9%～3.7%;在夏眠临界温度下,呼吸和排泄耗能占摄食能的比例均显著增大(分别为88.3%和13.6%),而生长能所占比例降为负值(-55.3%),刺参表现为负生长;而在夏眠期,刺参的摄食能和排粪能为零,为维持其基本生理活动,不得不动用以往贮存于体内的能量,消耗于呼吸和排泄等生理过程,供维持生命之用。总之,从能量生物学的角度看,夏眠的主要生态学意义在于刺参长时间处于相对高温环境,进而导致摄食受阻条件下的一种能量节约方式。     

海伦脑炎微孢子虫分泌蛋白EhPTP4对宿主内质网蛋白降解通路的调控作用

【目的】微孢子虫是一类专性细胞内寄生的真核病原微生物,能够感染人类和几乎所有的动物。本课题以海伦脑炎微孢子虫（Encephalitozoon hellem）为研究对象,探讨其极管蛋白4（EhPTP4）作为一个潜在的分泌性毒力因子在宿主细胞内的定位和功能。【方法】制备EhPTP4的鼠源多克隆抗体,利用间接免疫荧光分析和Western blotting确定EhPTP4在感染细胞中的亚细胞定位;基于序列特征,在HEK293细胞中转染野生型和突变体EhPTP4,分析该蛋白的定位及其对病原增殖的作用;利用RNA-seq对转染EhPTP4的HEK293细胞进行转录组测序,分析EhPTP4引起的宿主基因表达和通路的变化;进一步通过RNAi和细胞转染分析差异表达基因的调控作用,利用RT-qPCR和Western blotting验证调控效果。【结果】EhPTP4的N端具有信号肽,C端具有富含组氨酸的结构域（HRD）和核定位信号序列（NLS）。蛋白定位分析显示,在感染和转染细胞中,EhPTP4均被分泌至宿主细胞核内。在HEK293细胞中过表达EhPTP4显著促进了病原的增殖。RNA-seq和蛋白泛素化分...     

一株具有防病促生功能的贝莱斯芽孢杆菌SF327

【目的】筛选植物根际促生贝莱斯芽孢杆菌,分析菌株的生防潜力和全基因组特征。【方法】通过温室小青菜促生试验以及植物益生表型的分析,明确具有促生功能的菌株SF327。用滤纸片法测定菌株SF327对5种植物病原真菌以及4种植物病原细菌的拮抗活性。通过大田喷雾接种的方式评价菌株SF327对水稻白叶枯病的防治潜力。利用antiSMASH分析预测菌株SF327产生的二次代谢产物。通过比较基因组分析SF327与2株植物根际益生贝莱斯芽孢杆菌的代表性菌株FZB42和SQR9的亲缘关系、核心基因以及二次代谢产物合成基因簇。【结果】菌株SF327能够产生生长素吲哚-3-乙酸,是一株有益的根围促生菌;对稻瘟病菌、黄瓜枯萎病菌、辣椒疫霉菌、橡胶树胶孢炭疽菌、尖孢炭疽病菌都具有明显的拮抗作用;也具有防治水稻白叶枯病的生防潜力。菌株SF327基因组全长4.08 Mb,GC含量为46.49%,共编码4 033个基因,含有13个潜在的次生代谢产物编码基因簇,不含有质粒。SF327与FZB42和SQR9具有较近的亲缘关系,有87%以上的核心基因相同,但与SQR9的亲缘关系较近。【结论】B. velezensis SF327是一株具有宽广拮抗谱的多功能菌株,具有较好的生防应用潜力。     

抗病毒免疫中干扰素与炎症信号通路的交互调控：防御反应与维持稳态

天然免疫是机体通过识别自身或外部危险信号后,为维持体内稳态而逐步建立起来的一系列防御反应,当宿主细胞内的模式识别受体识别胞内病原相关分子模式后激活干扰素(interferon, IFN)、核因子-kappa B (nuclear factor-kappa B, NF-κB)和炎性小体等信号通路。IFNs在天然免疫应答中发挥重要作用,它诱导的抗病毒基因能够通过多种方式抵御病毒的感染,炎症反应则是机体自动的防御反应,能够在病毒感染机体时释放促炎性细胞因子以调控机体的免疫反应,进而发挥抗病毒作用。在病毒感染过程中,IFN信号通路与炎症反应调控网络中的关键分子如NF-κB/RelA、PKR等存在一定的交互作用,此外,IFN信号通路及其产生的细胞因子又影响其他信号通路的活化,进而调控机体的免疫应答以维持自身稳态,它们之间的交互调控失衡将会引起过度炎症反应,导致组织器官的免疫病理损伤,例如SARS-CoV-2感染机体时产生的过度炎症反应。本文综述了机体抗病毒免疫过程中干扰素信号通路与炎症反应之间的交互调控,为研发抗病毒策略提供新思路。     

基于比较基因组学的高地芽孢杆菌6ww6分子标识筛选及其快速鉴定

【目的】高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis) 6ww6是一株根际耐盐促生菌,可以作为微生物肥料的优选菌种。为了加强菌种知识产权保护,建立菌株快速检测方法。【方法】本研究通过基因组比对分析、TBLASTn检索、NR库检索验证并剔除有其他同源的结果序列,最终得到菌株6ww6的孤儿基因,设计引物进行PCR鉴定。【结果】筛选出5个特异性基因J939_13195、J9319_05960、J9319_13355、J9319_05965和J9319_13350。引物5960F和5960R可以单一性扩增出菌株6ww6的目的基因J9319_05960,确定其为菌株6ww6的特异性分子标识。【结论】本研究确定了菌株6ww6的唯一性身份编码,建立了以比较基因组学和孤儿基因为基础的菌株水平上的鉴定方法。该方法具有快速、精确、能鉴定到菌株水平的优点,对于有价值微生物的知识产权保护提供了有力的抓手。     

以“环境微生物学”为载体的环境生态工程专业本科生科创能力培养

环境生态工程是一个设立较晚的新专业,其基本的教学体系和专业课程设计还有待摸索和完善。"环境微生物学"作为环境生态工程专业普遍设置的专业必修课,其授课内容和形式如何适应专业整体的培养需求是一个值得探讨的问题。我们结合所在学校、学院的特点和优势,提出将融入海洋特色和生态学思想的"环境微生物学"作为载体,结合课上理论教学、学生课堂报告、课下专题培训和实验技能培养等形式,培养环境生态工程专业本科生的科创能力。这可为同专业开设"环境微生物学"课程的教师提供教学参考,也可以为其他院校环境生态工程专业本科生科创能力的培养提供借鉴。     

深渊沉积物中盐单胞菌(Halomonas sp.)NyZ771菌株的分离培养及其降解芳香酸的研究

【背景】海洋是地球上最大的碳库,也是地球生物最大的栖息地。在这个庞大的生态系统中拥有多种多样的微生物,它们在全球碳循环中扮演了重要的角色。海斗深渊(海平面6 000 m以下的海域)由于高静水压和表层沉积汇集了大量有机质,形成了包含丰富生物资源的特殊生境。【目的】从马里亚纳海沟海斗深渊沉积物样品中分离培养能够以芳香酸为唯一碳源和能源生长的微生物,并研究其降解特性。【方法】通过模拟原位高压环境富集培养和常压条件下芳香酸选择性分离培养获得深渊来源的纯培养细菌,并根据形态学观察和16S rRNA基因序列系统发育分析进行种属鉴定,利用不同芳香酸进行培养和生物转化,通过HPLC和LC/MS鉴定芳香酸代谢中间产物。【结果】从马里亚纳海沟6 300 m沉积物样本中分离获得了一株盐单胞菌(Halomonas sp.)NyZ771。该菌株能够利用苯甲酸和4-羟基苯甲酸作为唯一碳源生长。其代谢4-羟基苯甲酸的中间产物鉴定为原儿茶酸。【结论】从深渊沉积物样本分离得到一株能降解苯甲酸和4-羟基苯甲酸的盐单胞菌NyZ771,丰富了深渊来源的微生物资源,为今后研究深渊中微生物的芳香酸降解及海洋微生物驱动的碳循环提供了一定的理论基础。     

硫酸盐还原细菌生物被膜的形成与调控研究进展

硫酸盐还原细菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)形成的生物被膜是微生物导致金属锈蚀行为的主要原因,同时也是重金属污水微生物修复技术的关键因子。生物被膜形成及调控机制研究对SRB的防治和利用均十分重要。本文综述了近年来SRB生物被膜的研究进展,包括SRB生物被膜的胞外多聚物组成和控制因子,并着重阐述了目前已知的调控因子对SRB生物被膜形成的影响。     

细菌降解双酚类化合物的分子机制研究进展

双酚类化合物(bisphenols,BPs)作为工业原料及药物和个人护理品的重要成分之一,在自然界中广泛分布。BPs作为类雌性激素造成的生态风险已成为全球备受关注的环境问题之一。研究人员使用不同方式分离得到菌株或菌群,尝试对BPs进行无害化降解,目前已取得了一些重要的研究进展。本文对近年来细菌降解BPs的相关研究进行了系统梳理,重点关注以双酚A(bisphenol A,BPA)为典型BPs的细菌降解,总结不同路径中的关键作用基因,讨论相同路径中酶的差异及作用方式,并分析其对BPA的降解效果。本文也简要总结了双酚S(bisphenolS,BPS)和其他BPs的细菌降解研究情况。通过总结讨论现有成果,分析细菌降解BPs中尚需深入研究的内容,探寻未来BPs细菌降解机理及应用的研究方向。     

提高肺炎克雷伯氏菌产1,3-丙二醇的分子生物学方法研究进展

1,3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PD)可用于工业合成多种化合物,包括聚酯、聚醚和聚氨酯。发酵法生产1,3-PD具有巨大潜力。本文从代谢途径分析入手,梳理了肺炎克雷伯氏菌厌氧代谢途径的相关酶及催化作用,较详细地综述了其产1,3-PD关键酶的分子改造、基因工程菌株的构建和关键酶基因表达、副产物相关代谢酶基因敲除等方面的最新进展,并展望了其今后的发展前景。