裂褶菌多糖的固体发酵与纯化

[目的]为探讨裂褶菌多糖的两种固体发酵方法及其大孔树脂纯化。[方法]设计了以玉米、大米为基料的两种固体发酵培养基培养裂褶菌,通过热水提取法(料液比1∶30,80℃,12 h)提取裂褶菌多糖,并采用动态吸附实验筛选盐类、核酸、蛋白质、色素吸附率最高的大孔树脂。[结果]28℃培养35 d,裂褶菌在米饭固体培养基(RSM)生长深度近20%,在玉米固体培养基(CSM)的生长深度达到100%;玉米发酵物、米饭发酵物的裂褶菌多糖提取率分别为4.8%、5.9%(以发酵物湿重计);在上样流速3 BV/h(1 BV=2 L)、上样体积10 L条件下,6种型号的大孔树脂中,树脂SA-210纯化效果最佳,盐类、核酸、蛋白质等杂质的吸附率分别为84.18%、98.02%、96.81%。[结论]裂褶菌在CSM生长深度是在RSM上的5倍,玉米固体培养基比米饭固体培养基更适合裂褶菌的生长;树脂SA-210对盐类、核酸、蛋白质等杂质具有较强吸附能力,吸附率均高于80%,且吸附效果稳定,适用于裂褶菌多糖的纯化。     

中国生物多样性核心监测指标遥感产品体系构建与思考

生物多样性的稳定维持关乎人类生存发展与地球健康。生物多样性核心监测指标(Essential Biodiversity Variables, EBVs)旨在结合地面调查与遥感技术, 为大尺度、长时间序列的生物多样性监测提供新的解决方案。然而, 目前学界仍然缺乏一套国家尺度标准化EBVs遥感监测产品数据集, 以进行生物多样性评估。本研究旨在对中国生物多样性核心监测指标遥感产品进行体系构建与思考, 首先综述了目前EBVs的遥感研究概况, 并根据EBVs研究文献的数量进行调研分析; 同时, 本文在已有遥感生物多样性产品优先标准的基础上, 添加了“可重复性”的新标准, 并据此构建了中国EBVs遥感产品体系与监测数据集的指标清单, 最终对中国EBVs遥感研究存在的问题进行思考与讨论。本研究可为中国的生物多样性遥感监测提供科学依据, 有望为中国生物多样性政策的制定提供支撑。     

三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用与展望

太阳辐射是森林生态系统功能与服务得以维持并发展的基础, 对森林中的辐射传输过程进行建模对于理解森林生态系统过程具有重要意义。近年来, 三维辐射传输模型的迅速发展使得冠层辐射能量分布格局与动态的准确模拟成为可能。为更好地理解三维辐射传输模型以使其更有效地服务于森林生态系统研究, 该文从模型的原理、应用及发展趋势3个角度展开论述。首先简要介绍了辐射度方法、光线追踪法等森林三维辐射传输模型常用的原理及目前代表性的模型, 然后总结了三维辐射传输模型在森林生态系统研究中的应用, 最后对模型未来如何通过提高易用性、增加多模型耦合等方式更好地应用于森林生态系统研究进行了展望。随着森林生态系统大数据的积累与过程模型的不断完善, 三维辐射传输模型将在未来森林生态理论研究与实践中发挥更加重要的作用。     

谷子PAL基因家族全基因组的鉴定和表达分析

苯丙氨酸解氢酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)基因家族参与苯丙烷类代谢过程,通过调控植物抗病次生物质的合成在植物抗逆反应中发挥重要作用。为明确谷子PAL基因家族在逆境胁迫下的表达规律,该研究利用生物信息学方法对谷子PAL基因家族进行鉴定和表达分析。结果表明:谷子具有11个PAL基因,在进化树中可分为3个亚家族,SiPAL7独自进化为一支。通过构建蛋白结构域发现PAL基因家族成员均含有保守的PAL结构域。启动子分析显示,PAL基因含有应答激素、逆境胁迫等多种因子的顺式作用元件,说明PAL基因广泛参与不同生物学调控过程。RT-qPCR结果显示,谷子PAL基因家族多为诱导型表达,不同光照条件下PAL基因表达量变化明显,不同基因具有不同响应模式,说明谷子PAL基因家族在参与光调节反应中发挥重要作用。谷子PAL基因高度保守,广泛响应不同非生物胁迫,具有表达特异性。该研究结果为揭示PAL基因家族在调节谷子抗性及胁迫应答过程中的作用提供了参考。     

雷公藤提取物中主要物质基础及其抗肿瘤活性研究北大核心CSCD

为进一步阐明雷公藤中的主要物质基础,并评价其抗肿瘤活性。该研究采用柱层析、HPLC等技术,对雷公藤提取物进行研究。结果表明:(1)从雷公藤95%乙醇提取物中分离得到12个化合物,根据理化性质及波谱数据鉴定各化合物的结构分别为α,β-amyrenone(1)、3β-acetoxyolean-12-en-28-oic acid(2)、antriptolactone(3)、ω-hydroxypropioquaiacone(4)、3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-propenal(5)、3-methoxy-4-hydroxy phenylethanol(6)、vanillin(7)、3,4,5-三甲氧基苯酚(8)、对羟基苯甲酸(9)、对羟基苯甲醛(10)、vanillyl alcohol(11)、2,6-dimethxy-1,4-benzoquinone(12)。其中,化合物1、2、5、12为首次在该属植物中分离得到。(2)采用噻唑蓝(MTT)法对12个化合物进行抗SH-SY5Y细胞株、K562细胞株和Hel细胞株3种肿瘤细胞系细胞增殖活性的筛选,并对活性较好的化合物12进行Hoechst荧光染色和促凋亡作用的检测发现,化合物2、3、5、12具有一定的抗肿瘤活性,其中化合物12的抗肿瘤活性最为显著(SH-SY5Y细胞、Hel细胞、K562细胞的IC_(50)值分别为35.6、14.3、28.8μmol·L^(-1))。该研究结果进一步丰富了雷公藤的化学成分,发现了1个具有明显抗肿瘤活性的单体物质,为雷公藤的进一步开发提供了科学依据。     

白菜CesA基因家族鉴定及表达模式分析

为探究CesA基因家族在白菜生长发育及纤维素合成过程中的作用机制,该文通过生物信息学的方法,以白菜的全基因组序列为研究区域,进行理化特征、基因结构、进化特征、保守基序及结构域、顺式作用元件和组织表达等鉴定分析。结果表明:(1)共鉴定出16个编码纤维素合成酶亚基的CesA基因,该家族成员所编码蛋白的理论等电点为4.76～9.12,相对分子量为17.76～122.67 kD,长度为153～1 089 aa。(2)15个基因不均匀地分布于白菜的7条染色体上,Bra036008定位于scaffold上。(3)大部分成员包含4～14个外显子,1～11个保守基序。(4)该家族具有保守的DDD-QXXRW 保守功能域。(5)该家族编码蛋白主要分布在质膜上,二级结构以无规则卷曲与α-螺旋为主,多数成员都含有CesA蛋白典型的N端、C端和跨膜区。(6)CesA基因在茎中表达量相对较高,其中Bra011865、Bra023952和Bra029874在茎、叶、花中显著表达。该研究结果为后续深入研究CesA基因功能以及白菜生长发育研究奠定了基础。     

哈民忙哈遗址人和动物骨骼的C、N稳定同位素分析

哈民忙哈遗址是迄今为止内蒙古乃至东北地区发现面积最大的一处史前聚落遗址,为重建当时的生产和生活情况、文化习俗甚至思想观念等都提供了弥足珍贵的实物资料。其中,重建该遗址先民的食物结构和生业经济,有助于揭示哈民忙哈遗址产生和兴盛的动因及科尔沁沙地史前文化的变迁过程。目前,多学科的研究成果已经初步显示哈民忙哈遗址先民的生业经济具有多样性,但各种生业模式的比重以及是否存在家畜饲养等问题还缺乏相应的了解。本文对该遗址87例人骨与18例动物骨骼进行了C、N稳定同位素分析,还原了人和动物的食物结构及生业经济面貌。结果显示,陆生野生动物的食物结构主要基于C₃植物类食物和少量的C₄农作物,而犬科动物则体现出家养动物的食谱特性：食物主要依赖C₄食物和人类食物残羹。C₄类粟黍农作物和以此饲喂的动物是该遗址先民的主要食物来源,其中粟黍农作物在食物结构中的地位尤其重要。在该遗址中,女性摄入相对较多的粟黍和相对较少的肉类,与男性在食物结构上存在显著差异。农耕、家畜饲养是先民最重要的经济行为,狩猎、渔猎和采集是生业的重要补充。     

微生物组学研究的“淘金时代”

人体及动物肠道中生存着数量庞大的共生微生物;这些微生物无时无刻不参与着宿主的生命活动。揭示这些共生微生物在宿主体内的变化规律、与宿主之间的依存和博弈关系等,将使人类更加全面的认知高等生物体的生命本质。本专刊从肠道微生物与疾病、肠道微生物群落结构、肠道微生物与宿主互作、肠道微生物资源和肠道微生物研究方法 5个层面展示了我国科研工作者在肠道微生物研究领域的新进展及新观点。     

蜡状芽孢杆菌S458-1对水产养殖系统中水质调节的作用

【目的】水产养殖过程中蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)作为益生菌被广泛应用。本研究旨在深入了解分离于养殖水体中的一株蜡状芽孢杆菌S458-1对养殖水体以及养殖对象的影响,以期为菌株S458-1在水产养殖生产上的应用提供理论依据。【方法】根据控制变量法,各试验组鲫鱼养殖模式设置相同温度、盐度、溶氧和pH,利用分光光度法测定水体的水化学指标;利用试剂盒法测定鲫鱼的血清生理生化指标。【结果】添加菌株S458-1处理组(终浓度分别为10~6、10~7、10~8CFU/mL)与对照组(未加S458-1菌)相比:水体活性磷浓度显著性增加(P0.05);同时具有把NH_4~+-N和NO_2~–-N转化为NO_3~–-N的趋势,但无显著性差异(P0.05);养殖鲫鱼血清检测结果显示谷草转氨酶(GOT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)以及丙二醛(MDA)含量均显著降低(P0.05)。【结论】蜡状芽孢杆菌S458-1具有脱氮解磷、调节水质的作用,并可增强养殖对象的生理健康状态,可作为益生菌应用于水产养殖中,具有较高的应用价值。     

新型产甲烷古菌研究进展

产甲烷古菌是一类能利用简单化合物产生甲烷气体的厌氧菌。近年来,随着测序技术的不断发展,科学家结合宏基因组学和其他技术先后发现了众多之前未被报道的新型产甲烷古菌。基因组分析等研究发现这几类新型产甲烷古菌具有独特的甲烷代谢通路以及广泛的生态分布,科学家推测它们在全球生态调节以及碳循环中可能起到了不可忽视的作用。然而,这些新型产甲烷古菌大部分尚未通过传统培养方法获得纯培养菌株,其确切的生理代谢机制和生态功能还有待深入研究。为了更加系统地了解这些新型产甲烷古菌,本文从它们的分类、系统发育地位、代谢机制、生态分布以及分离培养等方面进行了综述,并对新型产甲烷古菌未来的研究方向进行了展望。