昆虫病原线虫共生细菌共生性的分子生物学研究进展

嗜线虫致病杆菌属Xenorhabdus和发光杆菌属Photorhabdus细菌隶属肠杆菌科Enterobacteriaceae,对多种害虫致病能力强,分别与斯氏属Steinernema和异小杆属Heterorhabditis昆虫病原线虫互惠共生。该两属共生细菌既存在对昆虫寄主的病原性,又存在与线虫寄主的共生性。共生细菌与其线虫寄主的共生性主要表现以下4方面：（1）细菌产生食物信号诱导滞育不取食的感染期线虫恢复;（2）细菌为线虫生长与繁殖提供营养;（3）细菌能于感染期线虫的肠道定殖与生长;（4）细菌产生杀线虫毒素杀死非共生线虫。本文综述了共生菌以上4方面的共生性及其相关的分子机制。     

蜡状芽胞杆菌群三大类全基因组序列的同源性分析

全基因组比对一般采用全基因组范围内的序列比对,本文首次采用单基因在全基因组范围内进行基因排列比对,选取了蜡状芽胞杆菌群中的44个必须基因,在该群中3大类共5个(Bt.97-27,Bc.14579,Bc.10987,Bc.E33L和Ba.Ames Ancestor)全基因组进行横向比对,所有基因在各个基因组中的排列顺序完全一致,少有交叉,进一步证明:在蜡状芽胞杆菌群中,特别是在蜡状芽胞杆菌、苏云金芽胞杆菌和炭疽芽胞杆菌之间,存在相当大的基因相似性,这与前人的研究结果一致。这种相似性有利于将来用于在该群中所有菌株的全基因组测序装配中。     

毛壳霉CQ31的鉴定及固体发酵产木聚糖酶条件的优化

从土壤中筛选出一株产木聚糖酶的真菌CQ31, 经鉴定后命名为毛壳霉CQ31。该菌能够利用几种农业废弃物固体发酵高产木聚糖酶, 玉米杆为最佳碳源。单因素优化试验表明: 以玉米杆为碳源, 胰蛋白胨为氮源, 初始水分含量80%, 初始pH值9.0为最佳产酶条件。在优化后的条件下培养7 d产木聚糖酶水平高达4897 U/g干基碳源, 此时甘露聚糖酶酶活达803 U/g干基碳源。因此, 毛壳霉CQ31固体发酵产木聚糖酶和甘露聚糖酶具有一定的工业化应用前景。     

皱环球盖菇不同极性萃取物抗氧化活性比较及成分分析

为考察皱环球盖菇子实体的抗氧化活性,利用溶剂萃取法得到皱环球盖菇子实体二氯甲烷、乙酸乙酯、正丁醇和水4种不同极性萃取物,选用二苯基三硝基苯肼自由基(DPPH)法、羟基自由基法和还原力法对4种萃取物进行体外抗氧化活性分析。结果表明,乙酸乙酯萃取物显示了最强的抗氧化活性;通过超高效液相色谱串联三重四级杆飞行时间质谱法(UPLC-Triple-TOF/MS)分析了皱环球盖菇乙酸乙酯萃取物中化学组成,从中鉴定出9种化合物,多数为核苷类物质,具有很好的抗氧化活性。研究结果为皱环球盖菇的开发提供了理论依据和技术支持。     

群体感应淬灭酶克隆表达及其对铜绿假单胞菌的影响

【背景】由于抗生素的大量使用,导致细菌耐药性越来越强,寻找新的抗细菌感染药物成为研究热点。【目的】克隆表达群体感应淬灭酶,探究其对铜绿假单胞菌毒力及致病性的影响。【方法】利用PCR技术从产群体感应淬灭酶的芽孢杆菌QSI-1基因组DNA中克隆出aiiA基因,将其克隆到表达载体pET30a并导入大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中进行诱导表达,通过镍柱亲和层析获得纯化的N-酰基高丝氨酸内酯酶。用不同浓度的淬灭酶作用于铜绿假单胞菌,检测其对铜绿假单胞菌毒力因子产生以及生物膜形成能力的影响;以秀丽隐杆线虫为模型,考察其对线虫感染铜绿假单胞菌存活率的影响。【结果】克隆表达出群体感应淬灭酶,该酶能显著抑制铜绿假单胞菌毒力因子产生和生物膜的形成,并能降低铜绿假单胞菌对感染线虫的致死率。【结论】群体感应淬灭酶可作为一种能高效抑制细菌致病性的物质,为临床治疗细菌性感染提供新的策略。     

基于微流控芯片的秀丽隐杆线虫的研究进展

微流控芯片技术作为近年来最前沿的分析技术之一,已经在化学、生物学、医药学等研究领域取得了突破性的进展.微流控芯片具有高通量、微型化和多功能集成化等独特优势,已经成为生物医学研究的新平台之一,被越来越多地应用于秀丽隐杆线虫的研究.综述了基于微流控芯片上的秀丽隐杆线虫在生物医学领域中的研究进展,侧重介绍了微流控芯片在线虫的自动化固定、行为学、衰老与发育学、神经学、药物筛选及基因筛选等六大方面所取得的最新进展,并展望了微流控芯片的应用前景.     

筛选两株稻杆降解放线菌

【目的】筛选能够同时降解纤维素、半纤维素、木质素的微生物菌株,并研究其对稻杆的降解效果。【方法】采用羧甲基纤维素钠、半纤维素平板水解圈法、苯胺蓝平板脱色法进行初筛;利用DNS法测定胞外酶活性;在含有2%稻秆的液体发酵培养基中摇瓶培养10天后,洗去菌体测定稻杆失重率、木质纤维素类物质降解率,同时测定稻杆断裂拉力进行复筛。【结果】筛选出两株能够同时高效降解木质纤维素的放线菌A3和A6,其纤维素和半纤维素酶活较高,最高纤维素全酶活、β-葡萄糖苷酶活、外切酶活和内切酶活分别为:12.84和12.85、6.23和6.53、24.56和17.80、14.00和18.80 U/mL;最高半纤维素酶活分别为:83.05和52.98 U/mL;木质素酶活较低,菌株A3和A6的木素过氧化物酶最大值为:12.72和14.67 U/mL,锰过氧化物酶最大值分别为:22.48和24.67 U/mL,漆酶最大值分别为:28.40和33.04 U/mL。经形态学、培养特征和分子生物学分析,两株菌株鉴定为链霉菌,对稻杆均有较好的降解效果,在第10 d后稻杆断裂拉力测定值分别比初始时降低62.67%和66.67%;稻杆失重率在31.50%和35.83%;菌株A3对纤维素、半纤维素、木质素降解率为38.73%、33.16%和20.68%,菌株A6为47.69%、28.64和22.59%。【结论】放线菌A3和A6对纤维素、半纤维素、木质素均具有降解作用,且酶活较高,具有较好的应用前景。     

大双角蝎蛉幼虫复眼超微结构及其在全变态类幼虫侧单眼演化中的意义

【目的】长翅目(Mecoptera)是全变态类昆虫中唯一在幼虫期具有复眼而无侧单眼的类群,是研究昆虫复眼与侧单眼之间演化关系的理想材料。本研究旨在阐明长翅目幼虫复眼的结构特征,为探讨长翅目幼虫复眼与其他全变态类幼虫侧单眼之间的进化关系提供依据。【方法】本研究运用光学显微镜、扫描和透射电子显微镜技术观察了蝎蛉科(Panorpidae)大双角蝎蛉Dicerapanorpa magna(Chou)幼虫复眼的超微结构,并依据其结构特征对长翅目幼虫复眼在全变态类幼虫侧单眼演化中的意义进行了探讨。【结果】结果表明,大双角蝎蛉幼虫复眼属于并列像眼,由50多个小眼组成。小眼由1个角膜、1个晶体、8个视网膜细胞、2个初级色素细胞和数个次级色素细胞等组成。视网膜细胞分为4个远端细胞和4个近端细胞。远端视网膜细胞的视小杆向上延伸包裹着晶体的基部,使视杆末端呈漏斗状。【结论】分层的视网膜细胞和漏斗状的视杆很可能是长翅目幼虫复眼的共有祖征。这两个特征不存在于长翅目成虫复眼中,但存在于许多渐变态类昆虫中。由此推测,长翅目幼虫复眼可能与渐变态类昆虫的复眼存在同源关系。我们认为,长翅目幼虫独有的复眼很可能是全变态类昆虫的祖征,其他全变态类幼虫的侧单眼可能是由复眼演化来的。     

水稻脆杆突变体bcm581-1茎杆形态结构观察、理化测定和遗传分析

在根癌农杆菌介导的Ds转座因子转化的水稻株系中,发现了脆杆突变体bcm581-1.经Basta除草剂抗性检测和PCR检测,这个脆杆突变不是由Ds转座因子插入引起;通过光学显微镜观察发现突变体的小维管束数目多于对照,小维管束之间的凹陷比对照深,而皮层纤维细胞层数少于对照;扫描电镜观察发现突变体表皮细胞外侧的硅质没有对照丰富.虽然,单位面积内的细胞数与对照相近.但是,突变体的细胞壁薄,维管束内纤维细胞壁的加厚程度也低于对照.因此,细胞腔明显比对照大.茎杆的力学测定结果表明突变体的载荷低于对照9.6倍;延伸低5.4倍;延伸率低6.9倍;应力低6倍.茎杆的相对含水量和粗纤维含量测定表明突变体的含水量高于对照3.5%,粗纤维含量则低于对照8.12%.bcm581-1与中花11号杂交试验显示,F1植株全部正常,F2群体中,正常杆和脆杆以31分离,以中花11号为回交亲本的F1B1植株,表现正常;而以脆杆为回交亲本的F1B1植株,正常茎杆和脆杆则以11分离,结果表明bcm581-1的茎杆变脆是受隐性单基因控制的突变.     

取代短链脂肪酸对秀丽隐杆线虫的抗氧化作用

短链脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)是碳原子数为1～6的有机脂肪酸,不但可以作为生物体内能源物质,而且还具有抗炎、影响肠道菌群代谢和预防早发1型糖尿病等重要作用。然而,目前多数是对传统短链脂肪酸的生物学作用进行研究,对取代短链脂肪酸(short branched-chain fatty acids, SBCFAs)的相关研究甚少。本研究以秀丽隐杆线虫为模式动物,系统探究SBCFAs的抗氧化生物活性作用。采用胡桃醌氧化应激模型,在体内评价SBCFAs对秀丽隐杆线虫生存能力的影响,并通过体外抗氧化及H_2DCFDA荧光染色实验,进一步评价SBCFAs清除活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)的能力。本研究证实,在氧化应激研究中,传统脂肪酸不能延长秀丽隐杆线虫的存活时间,而2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)具有显著的抗氧化作用。体外抗氧化实验表明,2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)不具有体外直接清除ROS的能力,但是H_2DCFDA荧光染色实验显示2′-甲基丁酸能够显著降低线虫体内的ROS水平,表明2′-甲基丁酸通过降低体内ROS水平,从而增强秀丽隐杆线虫的抗氧化应激能力。本研究提示,传统短链脂肪酸不具有抗氧化作用;2′-甲基取代短链脂肪酸(n=4-6)能显著增强秀丽隐杆线虫的抗氧化能力;甲基取代位置和取代烷基长度对短支链脂肪酸的抗氧化作用至关重要,其作用机制需进一步研究。