去N端信号肽的水痘-带状疱疹病毒糖蛋白E的原核可溶性表达及其免疫原性评价

水痘-带状疱疹病毒(varicella zoster virus,VZV)糖蛋白E(glycoprotein E,gE)是VZV亚单位疫苗的主要候选蛋白,但目前原核表达系统制备的gE蛋白以包涵体形式为主,可溶性差。本研究采用去除第1～30氨基酸序列的VZV gE胞外域基因,将其与原核表达载体pET32a连接,并转化至感受态细胞BL21(DE3)中。使用异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(Isopropylβ-D-thiogalactoside,IPTG)诱导表达,His-tag柱纯化重组gE蛋白,蛋白质印迹法(Western blot,WB)检测其特异性。用该重组gE蛋白免疫BALB/c小鼠制备多克隆抗体,酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)和间接免疫荧光法检测多克隆抗体效价及特异性。结果显示,BL21/pET32a-VZV gE工程菌可以表达可溶性重组gE蛋白,纯化后纯度约为90%。WB鉴定该重组蛋白具有良好的免疫反应性。ELISA检测显示小鼠抗VZV gE多克隆抗体效价＞1∶10 000,间接免疫荧光实验结果显示该抗体特异性较高。结果表明,本研究在原核表达系统中成功表达可溶性重组VZV gE蛋白,同时该蛋白具有较强的免疫原性,这为VZV gE亚单位疫苗的研制和大规模生产奠定了基础。     

不同剂量熊果酸干预糖尿病小鼠视网膜病变的作用及机制研究

目的:探究不同剂量熊果酸(UA)干预糖尿病小鼠视网膜病变的作用及机制。方法:选取雄性健康C57BL/6小鼠60只,其中50只按50 mg/kg的剂量一次性往小鼠尾静脉注射新鲜配置的四氯嘧啶生理盐水溶液构建小鼠糖尿病视网膜病变模型,随机分为5组,每组10只,分别为模型组、阳性对照组(小鼠玻璃体注射3μL 40 mg/m L的曲安奈德),低剂量UA干扰组(小鼠玻璃体注射3μL剂量为0.5μg/μL的UA)、中剂量UA干扰组(小鼠玻璃体注射3μL剂量为1.0μg/μL的UA),高剂量UA干扰组(小鼠玻璃体注射3μL剂量为2.0μg/μL的UA),余下10只小鼠作为正常对照组。观察各组小鼠对胰岛素敏感性、视网膜内糖代谢情况、小鼠视网膜神经节细胞(RGCs)凋亡情况,比较各组小鼠视网膜组织中血管内皮生长因子(VEGF)、环氧化酶-2(COX-2)、基质金属蛋白酶2(MMP-2)蛋白及其mRNA的表达情况。结果:建模后,正常对照组胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、视网膜含糖量、葡萄糖转运体-1(GLUT-1)与葡萄糖转运体-3(GLUT-3)含量、RGCs凋亡率、视网膜组织中VEGF、COX-2、MMP-2蛋白及其mRNA的表达量低于模型组(P0.05);经干扰后,阳性对照组、不同剂量UA干扰组HOMA-IR、视网膜含糖量、GLUT-1、GLUT-3的含量、RGCs凋亡率、视网膜组织中VEGF、COX-2、MMP-2蛋白及其mRNA的表达量低于模型组(P0.05),且随UA干扰剂量的升高而降低(P0.05)。结论:UA能够降低HOMA-IR和视网膜糖代谢能力,抑制RGCs的凋亡,对VEGF、COX-2、MMP-2蛋白及其mRNA的表达具有一定的抑制作用,高剂量UA对糖尿病小鼠视网膜病预防治疗效果较好。     

低氧运动对Nrf2基因敲除大鼠运动能力和氧化应激的影响

Nrf2可调节多种抗氧化酶的表达,Nrf2的缺失可能影响机体的运动能力,而低氧可提高机体的抗氧化能力并改善运动能力。为了考察低氧运动对Nrf2基因敲除大鼠运动能力和氧化应激的影响,本研究分别在常氧和低氧环境(12%氧浓度)中对野生型大鼠和Nrf2敲除大鼠进行4周的跑台运动。研究显示,低氧运动可提高野生型大鼠的跑台运动力竭时间,Nrf2敲除可缩短大鼠的力竭时间;低氧运动可上调大鼠的Nrf2 m RNA表达量;Nrf2敲除明显抑制HIF-1α蛋白表达,而低氧运动可上调野生型和Nrf2敲除大鼠的HIF-1α蛋白表达;Nrf2敲除大鼠的骨骼肌ROS水平明显升高,并且低氧均可降低野生型和Nrf2敲除大鼠骨骼肌ROS水平。低氧运动可上调Nrf2敲除大鼠的CAT和GSH-PX蛋白表达。苏木精和伊红(HE)染色显示,Nrf2敲除大鼠在力竭跑台运动完成后出现更严重的骨骼肌病理改变,而低氧运动可减轻骨骼肌损伤。本研究认为,Nrf2敲除导致了大鼠骨骼肌中抗氧化酶的抑制及ROS的过量累积,从而造成了骨骼肌损伤并降低了运动能力。此外,低氧可通过上调Nrf2的表达,进而激活HIF-1α及抗氧化酶活性,从而提高运动能力,并防止骨骼肌损伤。     

斜带石斑鱼L-氨基酸氧化酶基因克隆及表达分析

鱼类的L-氨基酸氧化酶(L-amino acid oxidase, LAAO)具有广泛的抑菌杀虫效果, 为了解斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)LAAO基因序列特征及其在刺激隐核虫(Cryptocaryon irritans)感染后的表达变化, 该试验克隆得到2个石斑鱼LAAO基因: EcLAAO-1和EcLAAO-2, 它们的ORF长度分别为1536和1569 bp, 编码511和522个氨基酸, 均含有氨基酸氧化酶(Amino_oxidase)结构域以及LAAO保守序列: DBM和GG motif。多重序列比对显示石斑鱼LAAO与其他鱼类LAAO具有较高的相似性。系统进化树分析表明, 斜带石斑鱼的LAAO与硬骨鱼类亲缘关系较近。实时荧光定量PCR检测结果显示EcLAAO-1和EcLAAO-2在石斑鱼各组织均有表达, 其中皮肤、鳃、胸腺、肝脏和肌肉中含量较丰富; 在感染刺激隐核虫后, 鳃和脾脏EcLAAO-1, EcLAAO-2表达量显著升高(P<0.05), 这些结果暗示了石斑鱼LAAO参与先天性免疫, 并在抗御刺激隐核虫感染中发挥重要作用。     

UV-B辐射诱导芒果叶片抗氧化响应研究

为了解增强UV-B辐射诱导芒果叶片抗氧化响应的机制,以?台农1号?芒果(Mangifera indica?Tainong No. 1?)成年树为材料,以自然光为对照(CK),设置24和96 kJ/(m~2·d)两个增强UV-B辐射处理水平,观测叶片生理生化指标的动态变化。结果表明,24k J/(m~2·d)处理的芒果叶片MDA含量、相对电导率、净光合速率、抗氧化酶活性、多酚、Vc和芒果苷含量均与对照没有显著差异,而类黄酮和还原型GSH含量显著高于对照;而96 kJ/(m~2·d)处理的芒果叶片MDA含量、相对电导率、抗氧化酶活性及多酚、类黄酮、还原型GSH、芒果苷等还原型保护成分的含量均显著高于对照,而净光合速率和Vc含量均显著低于对照。因此,24 kJ/(m~2·d) UV-B辐射未引起?台农1号?芒果成年树损伤,可能是通过提高类黄酮和还原型GSH的含量来清除活性氧自由基;96 kJ/(m~2·d)处理则引起叶片活性氧损伤,但仍可能以两种机制减轻损伤,一是通过增强抗氧化酶活性和提高还原性成分含量来清除活性氧自由基,二是利用芒果苷、类黄酮和还原型GSH等成分吸收UV-B辐射。     

兴隆山国家级自然保护区不同生境的蝴蝶群落结构与种-多度分布

为明确甘肃兴隆山国家级自然保护区内的蝴蝶种类, 以及不同生境的蝴蝶群落结构与种-多度分布的变化情况, 在全部5个林场选取6条样线, 于2015-2018年连续4年采用样线法对保护区的蝴蝶进行调查和采集, 并分析了其多样性指数及种-多度分布。4年共采集蝴蝶标本5,719号, 经鉴定隶属8科69属120种。眼蝶科(3,093号)是保护区的优势类群, 喙蝶科仅采集到1号标本(朴喙蝶, Libythea lepita), 为保护区的稀有种类。其中, 各样线的种数、个体数、多样性指数以及物种丰富度表现为: 样线I最高, 样线IV次之, 说明其生境结构稳定, 环境良好, 适合蝶类生存; 样线III蜜源植物丰富, 各项指数较高; 样线V海拔较高, 各项指数较低; 样线II植物群落结构单一, 各项指数最低。相似性系数分析结果表明: 样线I和VI、III和IV、III和VI均为中等相似; 其余各样线间为中等不相似。区系分析结果表明: 古北种有63种, 占总种数的52.5%; 东洋种2种, 占总种数的1.7%; 广布种55种, 占总种数的45.8%。说明古北种占绝对优势, 且明显高于东洋种, 具有很强的地区代表性。种-多度分布分析结果表明: 样线I和IV呈现出对数正态分布, 模型拟合效果较好; 样线II和VI为非典型的对数级数模型, 符合生态位优先占领假说。说明不同生境以及人为干扰因素与蝶类多样性关系密切, 表现出单一生态系统蝴蝶群落的多样性指数较低, 复杂生态系统其多样性指数较高的特点。     

极小种群野生植物坡垒的生境特征及其对幼苗多度的影响

极小种群野生植物坡垒(Hopea hainanensis)曾经是热带低地雨林的优势种, 但由于商业采伐和刀耕火种等严重人类干扰及自然更新困难, 致使其种群数量急剧下降到最小可存活的界限, 急需开展种群的拯救恢复工作。而对于坡垒生境适宜性及更新限制的了解, 是进行种群保护及恢复的基础。本文在对野生坡垒种群及其生境因子调查测定的基础上, 分析了生物与非生物生境特征及其对坡垒种群更新幼苗多度的影响。结果表明: 坡垒种群从幼苗至幼树阶段存在着严重的增补限制。坡度小、土壤含水量和有效磷含量高、母株胸径和冠幅较大、伴生种胸高断面积中等的环境是坡垒幼苗较为适宜的生境, 且坡垒幼苗多度与坡度及土壤pH值显著负相关, 与土壤含水量及土壤全磷含量显著正相关。这些研究结果为极小种群野生植物坡垒的就地保护与种群复壮提供了科学依据。     

传统傣药竹叶兰的花粉团发育及分类学意义

该研究利用石蜡切片技术观察并描述了兰科单型属竹叶兰属的花粉团发育过程,包括花形态解剖特征、8个花粉团的形成机制、花药壁发育模式、小孢子发生及雄配子体发育等特征,为该属复杂的系统亲缘关系提供胚胎学证据。结果表明:(1)成熟花药有两个药室,每个药室有4个一簇金色的花粉团,被白色花药帽;早期花药原基分化出的一对并列侧生药室,每个药室中央的小孢子囊在极面观方向分化出两条十字交叉的纵向不育隔膜组织,将其沿花药室纵轴方向深切为4个不等大的棒状次生孢子囊,最后发育为4个花粉团。(2)花药成熟时,靠花药开裂处的隔膜组织比近药隔膜组织的降解速度快且彻底,因此每个药室内的4个花粉团在花药开裂处粘合成一簇。(3)发育完好的花药壁共有6～7层,由外到内为表皮、3～4层药室内壁、中层和双核绒毡层,符合多层型花药壁的发育模式;花药成熟时,表皮退化,纤维性加厚发生在3～4层药室内壁,中层和绒毡层彻底降解。(4)小孢子母细胞通过同时型胞质分裂产生了正四面体型、左右对称、十字交叉型排列的小孢子四分体;小孢子四分体继续保持在同一胼胝质内完成了雄配子体发育,形成了2-细胞型的四合花粉;四合花粉两两或松散或紧密排列,构成了粉质花粉团。在前人的研究基础上,本文证实、补充并分析了竹叶兰属的花粉团发育特征,为该属的亲缘关系提供了胚胎学证据。     

铜藻岩藻黄素提取及纯化工艺研究

为了对岩藻黄素的提取、纯化进行系统研究,进而为高纯度岩藻黄素的工业化生产提供研究基础,筛选了适用于提取铜藻（Sargassum horneri）鲜藻中岩藻黄素的有机溶剂,并通过单因素实验和正交实验确定了最佳的提取溶剂浓度、提取温度、提取时间、料液比等工艺参数。随后采用硅胶柱层析法进行纯化,并通过单因素实验确定了最佳的硅胶柱床高度、上样量和洗脱流速。最后采用制备液相法对经层析纯化的岩藻黄素进一步纯化。结果表明,有机溶剂萃取的最佳工艺条件为：甲醇浓度90%,提取温度50 ℃,提取时间1 h,料液比1∶10,此条件下岩藻黄素提取率达到(0.258 9±0.003 6) mg·g-1鲜重（FW）［(1.078 8±0.015 0) mg·g-1干重（DW）］。硅胶柱层析的最佳工艺条件为：硅胶柱床高度10 cm,上样量6 g,洗脱流速10 mL·min-1,此条件下岩藻黄素得率为0.176 5 mg·g-1FW（0.735 3 mg·g-1 DW）,纯度为87.01%±0.88%。经制备液相进一步纯化后,岩藻黄素得率为0.127 1 mg·g-1 FW（0.529 4 mg·g-1 DW）,纯度为99.27%±0.22%。研究所用工艺简单,岩藻黄素得率高,为高纯度岩藻黄素的制备提供了实验基础。     

中欧组织间合作研究项目MIX-UP助力实现“碳中和”

随着全球塑料循环体系的变革升级,提高塑料的回收利用不仅可以减少塑料在生命周期中的碳排放,还可以解决废塑料潜在的生态环境危害。文中介绍了2019年国家自然科学基金组织间国际 (地区) 合作研究项目“废塑料资源高效生物降解转化的关键科学问题与技术 (MIXed plastics biodegradation and UPcycling using microbial communities,MIX-UP)”。该项目聚焦“塑料污染”这一全球化的问题,围绕中欧双方确定的“塑料生物降解菌群”研究领域,联合中欧双方14家优势科研单位,开展实质性的重大前沿合作研究。针对废塑料生物降解中存在的解聚与重塑两个难题,项目以难降解石油基塑料 (PP、PE、PUR、PET和PS) 以及生物可降解塑料 (PLA和PHA) 的混合废塑料作为研究对象,从塑料微生物降解途径解析及关键元件的挖掘与改造、塑料高效降解混菌/多酶体系的构建与功能调控、塑料降解物的高值化炼制途径设计与利用策略3个方面展开研究。本项目将突破废塑料生物降解转化中高效降解元件挖掘、塑料降解物高值化利用的关键科学问题与技术,探索一条废塑料资源化、高值化、循环化、低碳化的新塑料循环路线,建立以“降塑再造”为核心理念的废塑料生物炼制体系,丰富我国固废资源化生物技术利用平台。项目的实施不仅有助于提升我国塑料 (生物) 循环经济的理论基础和关键技术水平,还可以推动我国与国际科研院所的多边交流与合作,促进我国在生物技术领域的创新发展,助力我国碳中和目标的实现。