藻－菌生态系统代谢功能的生态学研究

在室内模拟条件下,研究了一些生态因子对藻－菌（Ａ＋Ｂ）生态系统代谢有机碳（Ｃ６Ｈ１２Ｏ６）、ＮＨ３－Ｎ和无机磷（ＩＰ）的影响．研究结果表明,当藻－菌生态系统中藻（Ａ）或菌（Ｂ）的起始数量一定时,其代谢Ｃ６Ｈ１２Ｏ６的速率,随与之组合的Ｂ或Ａ的起始数量增加（数量比则相应降低）而增加．在光照和黑暗条件下,Ａ＋Ｂ系统代谢上述３种营养物质的速率均有一定的差异．黑暗下Ｃ６Ｈ１２Ｏ６的平均代谢速率较光照下高１２．３％（Ｐ＜０．０５）,ＩＰ和ＮＨ３－Ｎ的平均代谢速率则分别较光照下低１４．４％（Ｐ＜０．０５）和１６．２％（Ｐ＜０．００１）．在Ａ＋Ｂ系统和Ａ、Ｂ单培养物中,３种营养物质的代谢速率均随有机负荷量增加而增加,而且Ａ＋Ｂ系统的代谢速率分别高于单培养的Ａ和Ｂ,其中ＮＨ３－Ｎ代谢尤为显著．文章还就生态系统结构与功能的关系问题进行了讨论．     

对氨基苯甲酸酯同系物形成细胞色素P_（450）代谢中间体络合物的定量结构与活性关系

细胞色素Ｐ４５０（Ｐ４５０,Ｅｃ１．１４．１４．１）是一种十分重要的催化氧化反应的酶。本文测定了１２个对氨基苯甲酸酯同系物与Ｐ４５０相互作用而形成Ｐ４５０代谢中间体络合物的活性,用半经验分子轨道法ＭＮＤＯ－ＰＭ３计算得到了这些同系物的分子轨道指数,并用逐步多元回归分析法导出了活性与分子轨道指数及正辛醇／水分配系数的对数值（ＬｏｇＰ）之间的定量结构与活性关系（ＱＳＡＲ）。结果表明：对氨基苯甲酸脂同系物形成Ｐ４５０代谢中间体络合物的活性与原子净电荷的绝对值之和（∑Ｑ）和ＬｏｇＰ均具有很好的抛物线型相务性,同时,ＬｏｇＰ与∑Ｑ之间也存在相当好的相关性。     

青皮核桃采后病害生防菌贝莱斯芽胞杆菌XRD006全基因组分析及防治效果研究

【目的】探究生防菌贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis) XRD006对青皮核桃采后病害的生防能力及其贮藏保鲜效果,解析菌株的基因特性和次级代谢产物,了解菌株的抑菌机制。【方法】通过抑菌试验确定XRD006对青皮核桃采后病原菌的抑制能力。利用活体抑菌及贮藏试验探究生防菌对青皮核桃采后病原菌的抑制能力及对青皮核桃贮藏品质的影响。以全基因组测序了解菌株XRD006的基因组特征及潜在抑菌相关基因;利用antiSMASH软件预测XRD006的次级代谢产物;结合比较基因组学分析XRD006和贝莱斯芽胞杆菌标准株FZB42、SQR9之间的共线性关系和次级代谢产物基因簇差异。利用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)和质谱鉴定XRD006次级代谢产物并通过牛津杯法测定其抑菌能力。【结果】抑菌试验表明菌株XRD006对青皮核桃采后病原菌隐秘刺盘孢(Colletotrichum aenigma)、暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)、葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)和藤仓...     

痰湿阻肺型COPD大鼠模型的构建及代谢组学分析

目的 构建痰湿阻肺型COPD大鼠模型,并应用代谢组学技术揭示其代谢特征。方法 采用烟熏联合LPS气道滴注、强迫游泳和隔日禁食的方式构建痰湿阻肺型COPD大鼠模型,通过观察大鼠行为变化,测定体重、肛温、血液指标、IL-6、IL-1β、TNF-α含量,观察组织病理形态学变化对该模型进行评价;应用LC-MS技术检测并筛选出正常组与模型组大鼠的血浆差异代谢物,进行通路富集分析。结果 与正常组相比,模型组大鼠出现不同程度的咳嗽、喘息、精神萎靡、行为倦怠、毛色干枯、体重减轻、饮水增加、体温升高、粪便稀溏、舌苔肥大白滑;外周血中白细胞数和淋巴细胞数显著升高;BALF中IL-6、IL-1β、TNF-α含量显著升高;肺组织中炎性细胞浸润明显、肺泡腔体大小不一,结肠、十二指肠、回肠粘膜局部脱落;正常组与模型组间共有116个差异代谢物,主要涉及氨基酸生物合成和代谢、维生素消化吸收与代谢、脂质及类脂质合成与代谢等代谢通路。结论 本研究提供了一种成功构建痰湿阻肺型COPD大鼠模型的方法及其相应评价体系,并初步揭示了该模型的主要代谢特征。     

高等植物中的山梨醇及其代谢

许多木本蔷薇科植物中均含有山梨醇。山梨醇是这些植物的主要光合产物,也是碳水化合物的订运输形式和一种可溶性的贮藏碳水化合物。其合成和分解由多种不同的酶经多种途径催化进行,其代谢调节着植物的库源转变和库源强度。     

高产杀粉蝶菌素的链霉菌鉴定及其拮抗水稻白叶枯菌活性研究

【目的】为保证农业生产可持续性发展,研发和使用环境友好的生物农药受到全社会的高度重视。微生物代谢产物农药是我国目前应用最广的生物农药,也是未来发展绿色农药的一个重要方向。【方法】利用包含水稻白叶枯菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo) PXO99A的NA培养基琼脂平板,从水稻根际土壤中筛选能抑制Xoo生长的链霉菌。通过高效液相色谱和质谱分析活性代谢产物的化学结构;采用剪叶法接种Xoo到水稻叶片后,再喷施杀粉蝶菌素溶液(0.1 g/L),2周后测定叶枯症状;采用响应面分析法优化高产杀粉蝶菌素的发酵培养基;采用PacBio SMRT测序平台+Illumina HiSeq X Ten平台开展全基因组测序。平均核苷酸一致性(average nucleotide identity,ANI)用于比较HSW2009与其他链霉菌在全基因组水平的亲缘关系。【结果】分离到一株对Xoo生长有强抑制活性的链霉菌HSW2009,其活性代谢产物为杀粉蝶菌素A1(piericidin A1,简称PIE);喷施PIE可以减轻Xoo在水稻叶片内的侵染;优化HSW2009高产PIE的发...     

一株耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的差异代谢物分析

【目的】探究耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的代谢物组成以及代谢物合成潜力,为潜在功能分子和盐碱诱导的快速稳定响应逻辑门基因线路的挖掘提供参考。【方法】利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测乳酪短杆菌G20盐碱环境与正常环境下4个生长时期的代谢产物。着重对富含高差异变化倍数代谢物的适应期与指数期进行分析。【结果】乳酪短杆菌G20可以在pH 10.0、9%NaCl环境中正常生长,同时环境pH值会随菌株生长逐步下降。综合正负离子2种模式,乳酪短杆菌G20在盐碱环境下各生长时期间差异代谢物数量分别为正常环境的0.69、0.75和0.81倍。盐碱胁迫诱导下适应期与指数期差异代谢物主要为苯环型化合物、有机酸及其衍生物与有机杂环类化合物。其中上调的有机酸化合物吲哚-3-乙酸、犬尿酸和葡萄糖酸指数期质谱信号强度低于适应期。菌株中可能存在的渗透保护剂有L-瓜氨酸、L-脯氨酸、N-乙酰鸟氨酸和左旋肉碱等。适应期变化倍数较大或质谱信号强度较高的差异化合物有毛果芸香碱、植物鞘氨醇和柠檬酸等,指数期有组胺、L-脯氨酸和硫胺素等。菌株差异代谢通路集中在氨基酸代谢与碳水化合物代谢。菌株代谢物中存在甜菜碱和...     

枯草芽孢杆菌聚谷氨酸合成途径相关基因功能研究

聚谷氨酸(polyglutamic acid, PGA)作为一种天然多功能的聚合物,近年来成为研究的热点。由于很难通过化学方法合成,微生物发酵是目前生产聚谷氨酸的有效途径。【目的】从基因水平探究枯草芽孢杆菌聚谷氨酸合成途径中degS、degQ、degU、swrA、rocA、putM基因的功能,通过分子改造实现对代谢途径的调控。【方法】以枯草芽孢杆菌为出发菌株,通过对代谢途径中相关基因进行敲除或过表达,分别构建degS、degQ和degU基因缺失的重组菌,swrA、rocA和putM基因过表达的重组菌,借助菌株胞外聚谷氨酸积累的变化分析影响途径的关键节点。【结果】在摇瓶发酵条件下,重组菌Bacillus subtilis 168-swrA、Bacillus subtilis 168-rocA、Bacillus subtilis 168-putM的胞外聚谷氨酸含量分别是原始菌株的1.28倍、1.47倍和1.37倍。重组菌Bacillus subtilis 168-ΔdegS、Bacillus subtilis 168-ΔdegQ、Bacillus subtilis 168-ΔdegU的胞外...     

撕裂蜡孔菌HG2011对光叶紫花苕结瘤固氮的影响及其潜在机制

【目的】 在我国南方尤其是西南地区,光叶紫花苕(Vicia villosa Roth.)作为重要的青饲和绿肥两用豆科作物被广泛种植,有助于提高土壤氮素和后茬作物的产量品质。接种有益微生物是促进豆科作物生物固氮和生长的重要措施之一。为此,本文研究了一株自主分离获得的白腐真菌¾¾撕裂蜡孔菌(Careporia lacerata HG2011)对光叶紫花苕结瘤固氮和生长的影响,并揭示其潜在机制。【方法】 采用微生物培养、植物培养和田间试验,研究C. lacerata磷铁活化能力、代谢产物构成、与根瘤菌Rhizobium sophorae S3的相互作用,及其对光叶紫花苕结瘤、生长、产量、品质和土壤有效磷铁的影响。【结果】 C. lacerata和根瘤菌之间无拮抗作用。液相色谱-质谱(liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS)分析发现,C. lacerata发酵液含有氨基酸、有机酸和类黄酮等化感物质,能增强根瘤菌的趋化性并促进生物膜形成。此外,C. lacerata还能释放生长素、赤霉素、水杨酸和铁载体,活化难溶性有机和无机磷。在植物培养试验中,单独接种C. lacerata或根瘤菌均能促进光叶紫花苕生长,但以共接种处理效果最佳。C. lacerata定殖于光叶紫花苕根际,导致根长、根系表面积和结瘤数显著增加。田间试验发现,接种C. lacerata显著提高了光叶紫花苕单株根瘤数、根瘤质量和固氮酶活性,以及土壤有效磷铁含量和磷酸酶活性,产量比常规施肥处理增加12.15%且品质无显著变化。【结论】 C. lacerata能够在光叶紫花苕根际定殖,通过分泌化感物质、生长素和活化土壤磷铁等机制促进结瘤固氮和生长发育。C. lacerata易于培养,菌剂制备成本低廉,施用简便,对提高豆科作物产量品质具有一定应用价值。