植物乳杆菌培养上清对不同血清型沙门氏菌的抑制效果及作用机理

【目的】探究植物乳杆菌培养上清(Lactobacillus plantarum culture supernatant,LPC)对3种血清型沙门氏菌猪霍乱(Salmonella cholerae,SC)、肠炎(Salmonella enteritidis,SE)和鸡白痢(Salmonella pullorum, SP)的生长和致病性的抑制作用效果及机理。【方法】将2%LPC与3种沙门氏菌分别共培养后,采用比浊法及牛津杯抑菌圈试验检测沙门氏菌生长情况及LPC中的主要抑菌物质,使用实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)探究沙门氏菌致病性相关基因表达水平,最后通过结晶紫染色法检测沙门氏菌的生物被膜。【结果】2%LPC能够显著抑制3种沙门氏菌的生长,其作用效果与庆大霉素(gentamicin, GM)相近且对SE的生长抑制效果优于GM,其主要抑菌物质为有机酸;2%LPC对3株沙门氏菌SPI-1编码的主要毒力基因(InvA、InvF、SopE、SopB、SipB、HilA和SipA)、SPI-2毒...     

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.     

植物乳杆菌谷氨酸脱羧酶催化pH范围的理性改造及高效转化生产g-氨基丁酸

γ-氨基丁酸可由谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)催化谷氨酸一步合成,反应体系成分简单、环境友好。然而,绝大多数GAD酶催化pH偏酸性且反应范围狭小,需要加入无机盐维持最适催化环境,增加了生产附加成分。此外,随着产物γ-氨基丁酸的生成,溶液pH会逐渐上升,不利于GAD酶的持续转化。本研究首先从实验室保藏的一株高产γ-氨基丁酸的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中克隆得到谷氨酸脱羧酶LpGAD,基于酶蛋白表面电荷修饰,选择9个位点进行定点突变及组合突变,酶学性质表征结果显示三突变体LpGAD^{S24R/D88R/Y309K}在催化pH区间内酶活力整体提高,尤其拓宽了在偏中性pH 6.0下的酶活,为野生酶的1.68倍。接下来,通过分子动力学模拟解析了酶活提高的机理。此外,将Lpgad与Lpgad^{S24R/D88R/Y309K}突变基因分别在谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) E01中过表达,通过优化确定了摇瓶最适转化条件为反应温度40 ℃,菌体量OD₆₀₀=20,底物L-谷氨酸100.0 g/L,5-磷酸吡哆醛添加量为100 μmol/L。5 L发酵罐中,不调节pH,通过分批投料底物L-谷氨酸,γ-氨基丁酸产量高达402.8 g/L,较对照菌株提高了1.63倍。本研究成功拓宽了LpGAD的pH催化范围及酶活,提高了γ氨基丁酸的转化效率,为实现其规模化工业生产奠定了基础。     

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。     

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。     

不同预处理对小鼠粪样菌群高通量测序分析结果的影响

应用高通量测序技术比较不同预处理对小鼠粪样菌群结构的影响,以期为后续相关研究提供参考依据。采集昆明小鼠新鲜粪样,分为原始粪样组、生理盐水处理组和PBS处理组,提取粪样DNA,采用Illumina MiSeq平台进行测序对3组样本的16S rRNA V3~V4区基因文库进行生物信息学分析。结果显示,3组样本拥有共同的OTUs 188个,不同预处理对粪样微生物多样性和丰度产生影响,生理盐水处理组、PBS处理组和原始粪样组分别检出14、11、12个门,3组样本共有门11个;分别检出24、21、21个纲,3组样本共有纲20个;分别检出62、55、59个科,3组样本共有科26个;分别检出147、126、137个属,3组样本共有属117个。总体来看,生理盐水处理组微生物多样性和丰度相对最高,原始粪样组次之,PBS处理组最低。粪样经生理盐水处理后,能在一定程度上提高肠道菌群检测的准确性。