废次烟叶提取液源木质素降解菌Bacillus subtilis SM降解特性

【目的】目前造纸法再造烟叶工艺已经成为我国重要的废烟叶处理和利用方式,该工艺中烟梗中高木质素的降解是个挑战性的需解决问题。从废次烟叶提取液(Tobacco waste extract,TWE)中筛选木质素的降解微生物用来直接处理烟梗或烟末提取液,可实现对木质素含量的调控。【方法】将废次烟叶提取液(TWE)浓缩液中分离出的Bacillus subtilis SM接种到以Kraft木质素为唯一碳源的无机盐培养基中,在pH 7.0、30°C培养基中培养4 d来检测菌株对木质素的降解效果。通过HPLC、TOC、GPC和色度来表征SM对木质素的降解,并采用烟梗无机盐培养基在pH 7.0、30°C培养4 d检测SM对烟梗木质素的降解。【结果】HPLC结果显示SM在以木质素磺酸钠为唯一碳源的无机盐培养基中可全部降解分子质量为534.5的木质素磺酸钠,而对Kraft木质素降解不明显,仅观察到组分的变化。脱色结果显示脱色率达到40.7%,但在对Kraft木质素矿化方面矿化率只能达到5.4%。SM在烟梗无机盐培养基中可使烟梗失重率分别达到50%以上(对照组为18.9%),烟梗中木质素含量减少了70%左右。【结论】来源于废次烟叶提取液(TWE)的Bacillus subtilis SM能够以Kraft木质素为唯一碳源生长,也能够有效降解烟梗中的木质素,可应用于烟草废弃物原料中木质素的降解。     

中国东部南北样带典型针叶林土壤酶活性分布格局

选取中国东部南北样带不同气候区(寒温带、温带和亚热带)的针叶林作为研究对象,分析了多酚氧化酶、过氧化物酶、几丁质酶以及β-葡萄糖苷酶活性的变化。结果表明,土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量从北到南依次减小,寒温带显著高于亚热带;土壤p H值在3个气候区差异显著,温带最高,亚热带最低。分解木质素的多酚氧化酶和过氧化物酶活性不存在显著性差异;而与氮循环密切相关的几丁质酶活性表现为温带显著高于寒温带和亚热带;与碳循环密切的β-葡萄糖苷酶活性在温带最高,并显著高于亚热带地区。逐步回归分析表明,土壤MBN与p H值影响土壤几丁质酶活性,而土壤β-葡萄糖苷酶活性主要受p H的控制。研究认为,在中国东部南北样带针叶林中,土壤几丁质酶和β-葡萄糖苷酶活性存在显著性差异,而p H与MBN可能是影响土壤酶活性的主要因素。     

牛角花齿蓟马为害后苜蓿叶酚类物质和木质素含量的变化

为明确苜蓿中被蓟马为害后诱导的次生代谢物质含量的变化,以抗蓟马苜蓿R-1和感蓟马苜蓿I-1为材料,以每枝条0 头为对照,研究牛角花齿蓟马不同虫口密度(每枝条1、3、5、7 头)下苜蓿叶片中酚类物质和木质素含量的变化.结果表明: 蓟马为害7 d时,R-1和I-1叶中总酚、单宁和缩合单宁含量随虫口密度增大均升高,简单酚含量无显著差异;木质素含量显著高于对照.为害14 d时,R-1和I-1叶中总酚、单宁和缩合单宁含量随虫口密度增大均升高,简单酚含量无显著差异;木质素含量升高,且每枝条7 头密度下显著高于对照.为害21 d时,R-1和I-1叶中总酚、单宁和木质素含量随虫口密度增大均升高,在每枝条7 头密度下达到最高;R-1简单酚含量变化不显著,I-1简单酚含量显著升高.R-1和I-1叶中缩合单宁含量与对照无显著差异.抗感苜蓿中酚类物质与木质素含量在蓟马为害后均升高,R-1总酚、单宁和木质素含量的增加率均高于I-1.表明蓟马为害对苜蓿植株的总酚、单宁及木质素含量具有诱导效应,可以作为苜蓿抗蓟马的评价指标.     

昆虫杆状病毒表达系统表达人载脂蛋白A-Ⅰ

载脂蛋白apoA-Ⅰ是高密度脂蛋白中最主要的蛋白,在胆固醇代谢及动脉粥样硬化等疾病的发生和控制中有重要作用。为了建立大量生产和制备该蛋白的方法,昆虫杆状病毒表达系统被用来高效表达了两种形式的人apoA-Ⅰ。不带有信号肽序列的proapoA-Ⅰ蛋白表达后主要在细胞内,但在感染的晚期也有相当量的重组蛋白进入细胞培养液中。用蛇磷脂酶A2抑制因子α亚基信号肽序列引导表达的apoA-Ⅰ蛋白在感染早期可以被分泌到培养液中。在此基础上,通过Phenyl Sepharose疏水柱层析,从感染细胞的培养液中初步分离纯化了成熟的apoA-Ⅰ蛋白。这一结果为apoA-Ⅰ的进一步研究和应用奠定了基础。     

半连续灌注培养中杂交瘤细胞的生长和代谢

考察了在半连续灌注培养中WuT₃杂交瘤细胞在不同灌注速率下细胞生长的动态变化,培养基中主要基质的消耗和代谢物的生成。当灌注速率D从1.0/d升高到2.0/d时,乳酸得率系数Y_lac/glu降低18%,氨得率系数Y_amm/gln降低40%,丙氨酸得率系数Y_ala/gln升高58%,甘氨酸得率系数Y_gly/gln基本恒定。说明在灌注速率升高的条件下,细胞会调整代谢机制,丙酮酸和过量的谷氨酸通过转氨作用生成丙氨酸而非甘氨酸。     

葡萄糖异构酶突变体酶GIG138P和GIG138P-G247D在变铅青链霉菌中的高效表达及检测

将含有G138P单点突变和G138P-G247D双点突变的GI结构基因,分别克隆入E.coli链霉菌穿梭载体pHZ1272,成功构建了穿梭表达载体pHZGI1和pHZGI2。通过原生质体的转化,将穿梭表达载体导入变铅青链霉菌TK54菌株。30℃振荡培养24h,加入2 μg/mL 硫链丝菌素诱导表达12h。SDSPAGE电泳表明,两个穿梭载体在TK54菌株内表达出425 kD特异性条带。薄层扫描显示,突变体酶GIG138P和GIG138PG247D分别约占可溶性蛋白的19%和22%。Western杂交进一步证实GIG138P和GIG138PG247D在变铅青链霉菌TK54中获得了表达。     

基因工程菌大肠杆菌JM109富集废水中镍离子的研究

利用通过基因工程技术所构建的在细胞内同时表达出高特异性镍转运蛋白和金属硫蛋白的基因工程菌富集水体中的镍离子。菌体细胞对Ni²⁺的富集速率很快,富集过程满足Langmuir等温线模型。与原始宿主菌相比,经基因改造的基因工程菌不仅最大镍富集容量增加了5倍多,而且对pH值、离子强度的变化及其它共存重金属离子的影响都呈现出更强的适应性。相比而言,Na⁺、Ca²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的影响较小,但Mg²⁺、Hg²⁺和Cu²⁺所引起的负面效应较大。进一步的实验表明基因工程菌对Ni2+的富集行为不需要外加营养物质。     

鸭儿芹羟基肉桂酸转移酶基因的克隆及其对不同温度的响应

以贵州省野生鸭儿芹为研究对象,用RT-PCR克隆获得与木质素合成有关的羟基肉桂酸转移酶基因(CjHCT),并分析CjHCT基因对不同温度的响应,探索人工栽培鸭儿芹的适宜温度。结果表明:(1)CjHCT基因开放阅读框长度为1 290bp,编码429个氨基酸;蛋白质分子质量为47.58kD,等电点为6.67;进化树分析表明,CjHCT与茄科植物的HCT亲缘关系最近。(2)荧光定量PCR分析显示,CjHCT基因在贵州鸭儿芹根、叶柄、叶及花不同组织中的表达具有组织特异性,且在根中CjHCT基因的表达量最高,而在叶中表达量最低,花与叶中该基因表达量相近。(3)对鸭儿芹生长过程中主要面临的4种不同温度(10℃、18℃、30℃和38℃)分别处理0、0.5、1、2、4、8、12、24h,荧光定量PCR检测显示,CjHCT基因的表达量(以0h处理作为对照,表达量为1)在高温(30℃和38℃)处理下于0.5h时最高,其中30℃处理的CjHCT基因表达量高于38℃处理;在低温(10℃和18℃)下鸭儿芹CjHCT基因表达量于12h时最高,其中10℃处理0.5h时CjHCT基因较对照表现为下调;高温(30℃和38℃)下CjHCT基因表达量峰值比低温(10℃和18℃)下表达量峰值高,而且峰值出现的时间也较早。该实验意义在于初步研究发现低温栽培鸭儿芹能抑制CjHCT基因的表达,为人工栽培鸭儿芹温度调控提供了参考。     

用于生产重组蛋白药物的抗凋亡CHO宿主细胞株的建立

哺乳动物工程细胞在大规模培养生产重组蛋白时很容易发生细胞凋亡,从而导致生产过程提前终止,造成生产成本高昂。细胞代谢产物氨已被证明可以促进细胞凋亡,而线粒体膜整合蛋白Bcl-2可以通过促进线粒体膜完整性而抑制细胞凋亡。本实验应用谷氨酰胺合成酶加压系统在CHO工程细胞中高效表达中国仓鼠Bcl-2蛋白,使细胞具有抗凋亡能力的同时,利用谷氨酸和氨合成谷氨酰胺而有效降低培养基中氨的含量,从而达到抑制细胞凋亡的目的。