固定化原生质体产谷氨酸脱氢酶的研究

本文报道了用海藻酸钙凝胶包埋法制备固定化谷氨酸捧杆菌T6—13原生质体及其用于生产谷氨酸脱氢酶(GDH,E．C．1．4．1．4)的研究。在一定条件下游离细胞和固定化细胞胞内可积累谷氨酸脱氢酶,但并不分泌到胞外。对数生长前期的细胞经蛋清溶菌酶处理14h后分离得到原生质体,游离原生质体和固定化原生质体可产胞外GDH。用3％海藻酸钙凝胶包埋10%的原生质体制备的固定化原生质体具有较高的产酶性,分批培养72h后发酵液中GDH活力可达到1．64×10^-2u／ml,为游离细胞胞内产酶的205％。固定化原生质体可用溶菌酶处理固定化细胞而制得,与直接固定化原生质体制备的固定化原生质体具有同样的产酶能力,且制备方便。固定化原生质体可重复使用6批次(约18天),且具有良好的贮藏稳定性。     

谷氨酸棒杆菌代谢工程高效生产L-缬氨酸北大核心CSCD

L-缬氨酸作为一种支链氨基酸,广泛应用于医药和饲料等领域。本研究借助多种代谢工程策略相结合的方法,构建了生产L-缬氨酸的微生物细胞工厂,实现了L-缬氨酸的高效生产。首先,通过增强糖酵解途径、减弱副产物代谢途径相结合的方式,强化了L-缬氨酸合成前体丙酮酸的供给;其次,针对L-缬氨酸合成路径关键酶—乙酰羟酸合酶进行定点突变,提高了菌株的抗反馈抑制能力,并利用启动子工程策略,优化了路径关键酶的基因表达水平;最后,利用辅因子工程策略,改变了乙酰羟酸还原异构酶和支链氨基酸转氨酶的辅因子偏好性,由偏好NADPH转变为偏好NADH,从而提高了L-缬氨酸的合成能力。在5L发酵罐中,最优谷氨酸棒杆菌工程菌株Corynebacterium glutamicum K020的L-缬氨酸产量、得率和生产强度分别达到了110g/L、0.51g/g和2.29 g/(L·h)。     

牛蛙冬眠期及其前后的消化道嗜银细胞分布

为研究两栖类在冬眠期及其前后消化道嗜银细胞是否参与冬眠期的消化调节,本文以牛蛙(Rana catesbeiana)为实验对象,采用Grimelius银染法,对冬眠期前(n = 10)、冬眠期(n = 10)和冬眠期后(n = 10)牛蛙消化道嗜银细胞的形态及密度进行比较研究。结果表明,牛蛙消化道各部位均有嗜银细胞分布;牛蛙消化道嗜银细胞形态在冬眠期、冬眠期前及冬眠期后无差异,均为锥体型、梭型和椭圆型;牛蛙消化道各部位具有外分泌功能的锥体型和梭形嗜银细胞密度在3个时期均显著高于具有内分泌功能的椭圆型嗜银细胞密度(P < 0.01);3个时期牛蛙消化道嗜银细胞分布密度高峰均位于空肠处,但低谷有所不同,冬眠期前和冬眠期后牛蛙消化道嗜银细胞的分布密度低谷位于食管,而冬眠期其分布密度低谷位于贲门;3个时期相比,冬眠期前和冬眠期幽门处分布密度差异不显著(P > 0.05),其余部位均有差异,且食管、胃、十二指肠、空肠、回肠和直肠中嗜银细胞分布密度在冬眠期显著高于冬眠期前和冬眠期后(P < 0.05);冬眠期前和冬眠期后消化道嗜银细胞分布密度呈倒“U”型趋势,冬眠期分布密度呈现“~”型趋势。结合相关研究,推测牛蛙嗜银细胞分布密度的改变可能与机体适应不同生理状态及消化功能的调节有关。     

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...     

冷藏温度对日本刀角瓢虫存活及生长发育的影响

【目的】本研究旨在调查不同冷藏温度下日本刀角瓢虫Serangium japanicum成虫生物学特性及F₁代的生长发育,明确日本刀角瓢虫成虫最适冷藏温度。【方法】将日本刀角瓢虫成虫置于不同低温(7,10,13和16℃),贮藏10 d时测定其存活率、单雌产卵量、寿命和对烟粉虱Bemisia tabaci 4龄若虫的日捕食量,以及日本刀角瓢虫F₁代存活率和发育历期;qRT-PCR测定日本刀角瓢虫成虫体内热激蛋白基因Hsp70和Hsp90的相对表达量。【结果】日本刀角瓢虫成虫在16℃低温贮藏10 d时,其存活率、雌雄成虫寿命、单雌产卵量和日捕食量以及F₁代存活率均与贮藏在26℃的对照无显著差异(存活率：99%vs 100%;雌成虫寿命：110.65 d vs 106.87 d;雄成虫寿命：123.12 d vs 108.79 d;单雌产卵量：399.19粒vs 422.63粒;日捕食量：34.70头vs 31.95头;F₁代存活率：80.39%vs 94.12%);但其F₁代发育历期...     

基于微波热声层析成像定量重建生物组织电导率的改进方法

目的 生物电磁学参数中的电导率与组织的功能性信息直接相关,精准重建生物组织电导率在医学成像技术和医学诊断领域中有着重要意义。本文改进定量微波热声层析成像（microwave-induced thermoacoustic tomography,MTAT）算法,使组织电导率的重建精度提高。方法 本文在利用有限元离散法求解热声波动方程和亥姆霍兹方程的基础之上,提出了一种基于正则化牛顿迭代法（regularized Newton iteration method,RNIM）定量重建组织电导率的改进方法。结果 通过数值模拟实验和含不同浓度NaCl溶液的仿体实验,验证了算法改进的有效性。组织仿体实验结果表明,目标在不同位置、不同大小、不同对比度情况下,相比于定量微波热声层析成像采用拟合（fitting）的方法,采用正则化牛顿法定量重建的仿体电导率相对误差明显降低,重建目标精度提高。在仿体实验中采用RNIM方法重建相同浓度的单目标在不同位置的电导率变化幅度更小,以及重建多目标电导率的相对比值与实际更接近,实验结果验证了改进方法的稳定性。结论 研究结果表明优化算法能更加准确地定量重建组织仿体的电导率,...     

高产纤维素酶芽孢杆菌的筛选、鉴定与发酵条件优化

纤维素是生产生物质能源最广泛、最廉价的原材料,筛选高活性纤维素酶菌株是纤维素能源开发利用的关键。采用刚果红-CMC平板筛选高产纤维素酶菌株;结合菌株形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定;采用正交实验筛选菌株AF1的最佳产酶发酵条件。筛选获得5株高活力的纤维素酶产生芽孢杆菌,鉴定为2株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、3株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。5株菌的水解圈直径与菌落直径比值均大于4.5,其中解淀粉芽孢杆菌AF1最大达到8.04,优化AF1菌株最佳固体发酵培养基为：玉米秸秆粉20 g, NaCl 0.4 g, CaCl₂ 0.2 g,麸皮32 g,吐温80 0.2 g,蛋白胨0.7 g,(NH₄)₂SO₄ 0.8 g,KH₂PO₄ 0.5 g, MgSO₄·7H₂O 0.04 g,糖蜜0.4 g,吐温20 0.4 g,水115...     

沙福芽孢杆菌GX-H6的分离鉴定及对水稻细菌性条斑病的防病效果

水稻细菌性条斑病（bacterial leaf streak, BLS）由稻黄单胞菌稻生致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc）侵染引起,已成为我国南方水稻种植区的一个重要病害。为了筛选防治BLS的生防菌,以Xoc野生型菌株GX01为指示菌,采用含菌平板稀释法和牛津杯法,从花生根际土壤中筛选到一株对Xoc具有拮抗作用的细菌,编号为GX-H6。根据形态学观察、生理生化特征以及16S rDNA和进化树分析,鉴定该菌株属于沙福芽孢杆菌（Bacillus safensis）。拮抗实验表明,B. safensis GX-H6菌株能够对多种黄单胞菌以及植物病原真菌具有较好的拮抗活性,尤其对引起水稻发生白叶枯病（bacterial blight, BB）的稻黄单胞菌稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）的拮抗效果最显著。温室和田间水稻植株试验表明,GX-H6菌株能较好地防治BLS和BB。对GX-H6菌株的基因组进行分析,发现该菌株的基因组中拥有与抗真菌、环境竞争相关的基因,同时也拥有地衣杆菌素（lichenysi...     

一株耐铀菌株的鉴定及其促生特性研究

从退役铀矿区土壤中筛选获得耐铀促生菌株,为铀污染土壤的微生物-植物联合修复技术提供优良菌种资源,以解决退役铀矿区污染治理问题。梯度稀释某退役铀矿区污染土壤,涂布含铀培养基,分离筛选出一株具有耐铀性能菌株B2。通过形态学观察、生理生化实验及16S rDNA序列比较分析,对其进行初步鉴定。采用分光光度法测定菌株在铀胁迫下的生长曲线和培养基铀含量,分析其耐铀能力和铀吸附或吸收能力。通过平板法测定其固氮、解磷、产纤维素酶、合成铁载体能力。用Salkowski比色法测定其产吲哚乙酸（3-indole acetic acid, IAA）能力及产量。通过种子萌发和盆栽实验,验证该菌株的促生能力。综合形态观察结果、生理生化特征和基于16S rDNA序列的进化分析,确定菌株B2为微枝形杆菌属细菌（Microvirga makkahensis sp.）,在铀浓度为0-400 mg/L时,其生长曲线符合S型生长曲线模型,当铀浓度达到600 mg/L后生长受抑制,其对培养基中的铀无吸附或吸收作用。菌株B2具有固氮、解磷、产纤维素酶、合成铁载体和产IAA的促生特性,培养48 h后IAA产量可达到24.39μg/...     

短期氮沉降改变毛竹林凋落物和土壤有机质化学组成

为了探究短期氮沉降对凋落物和土壤有机质化学组成的影响,以亚热带毛竹林为对象,于2020年7月—2022年1月设置氮沉降增加(施氮量50 kg N·hm^-2·a^-1)处理,利用热裂解气相色谱质谱联用(Py-GC/MS)技术,对毛竹林毛竹叶/根凋落物和土壤的有机质化学组分进行了分析。结果表明：与对照相比,短期氮沉降处理土壤有机质中酚类的相对含量显著增加了50.9%,而脂肪酸的相对含量显著减少了26.3%;叶凋落物中烷烯烃和木质素的相对含量显著增加了51.9%和33.5%,酚类和多糖的相对含量显著减少了52.2%和56.3%;根凋落物中多杂环芳香烃的相对含量显著减少了16.6%。土壤有机质中脂肪酸的相对含量与叶凋落物中多糖的相对含量呈显著正相关;土壤有机质中酚类的相对含量与叶凋落物中木质素的相对含量呈显著正相关,与多糖的相对含量呈显著负相关。短期氮沉降对毛竹林毛竹叶/根凋落物和土壤的总有机碳、总氮和碳氮比均无显著影响,但是会显著改变三者的有机质化学组成;另外,短期氮沉降下土壤有机质化学组成的变化受叶凋落物有机质化学组成的影响。