基于寨卡病毒复制子的抗病毒药物筛选系统

寨卡病毒(Zika virus, ZIKV)是引起成人格林巴利综合征(Guillain-Barre syndrome, GBS)以及胎儿和新生儿小头畸形疾病的重要病原体。有效的抗病毒药物筛选系统是防治ZIKV感染的有效工具。本研究构建了以海肾荧光素酶为检测靶标的寨卡病毒复制子Rluc-ZIKV-Rep,并通过突变NS5蛋白,构建了非复制型寨卡病毒复制子Rluc-ZIKV-Rep NS5△GDD。为了检测复制子的功能,将两种复制子转化至Vero细胞,结果显示随着时间延长, Rluc-ZIKV-Rep荧光素酶活性逐渐增加,寨卡病毒m RNA拷贝数逐渐增多,证明以海肾荧光素酶为检测靶标的寨卡病毒复制子构建成功。为了检测该系统是否能够用于抗病毒药物筛选,用马尼地平和西尼地平两种抗寨卡病毒的药物进行检测,结果显示Rluc-ZIKV-Rep的复制能力随着药物浓度的增加而逐渐降低,呈现一种剂量依赖的方式,说明该系统可以用于抗病毒药物的筛选。综上所述,本研究构建了一种可以用于抗病毒药物筛选的寨卡病毒复制子,为筛选有效的抗病毒药物提供了有力工具。     

厌氧菌Sunxiuqinia sp. SH-52外切型海藻酸裂解酶的异源表达及酶学特征

【背景】目前已报道的海藻酸分解菌多数为好氧菌,未见有关厌氧菌的报道。从分离的海藻酸分解菌中表征的海藻酸裂解酶大多为内切型海藻酸裂解酶,外切型较少。【目的】研究来自厌氧海藻酸分解菌的海藻酸裂解酶基因,表征新型海藻酸裂解酶并阐明其酶学性质,为海藻酸裂解酶的多样性和微生物降解海藻酸机制提供理论依据。【方法】对来自厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqinia sp. SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4编码基因进行克隆,分析基因序列,构建重组质粒PGEX-4T-1-SHA-4并在大肠杆菌中实现异源表达,经纯化后对其酶学性质及降解特征进行研究。【结果】该酶在28°C、用0.1 mmol/L IPTG (异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)条件下诱导6 h达到最大表达量,纯化后酶的比活力达到21 U/mg。酶学性质分析表明SHA-4的最适温度为37°C;最适pH为7.5;对PolyMG (杂聚古罗糖醛酸-甘露糖醛酸嵌段)具有底物偏好性;Na+对该酶的活性具有抑制作用,而金属离子Cu~(2+)具有明显促进作用,使活性提高了约168%;SHA-4催化海藻酸的Km值为2.5 mg/mL,Vmax为8.7 mg/(mL·min);SHA-4为外切型海藻酸裂解酶,降解海藻酸终产物为单糖。【结论】异源表达了来自一株厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqiniasp.SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4,该酶是PL6家族中第一个对PolyMG有底物偏好性的外切型海藻酸裂解酶,而且活性较高,作为工具酶有很好的应用前景,为海藻酸降解机制的探索提供了新的线索。     

海水处理对不同产地菊芋幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响

种植抗盐耐海水经济作物是合理开发利用沿海滩涂和海水资源、培育耐盐植物的有效措施之一。该研究以不同产地菊芋(Helianthus tuberosus)为试验材料研究了海水处理对菊芋幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:1)随着海水浓度的增加,各地菊芋幼苗根、地上部的鲜重和干重均降低,但盐城菊芋幼苗地上部和根鲜重及干重降低的幅度小于武威和烟台菊芋幼苗。2)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)和气孔限制值(L_s)均降低,而细胞间隙CO₂浓度(C_i)增大,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片P_n和T_r大,而盐城菊芋在15%海水处理下,WUE和C_i较武威及烟台菊芋低,G_s和L_s较武威和烟台菊芋高。3)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、恒态荧光(F_s)、恒态荧光与初始荧光差值(ΔF_o)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_o)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)均降低,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片F_m、F_v、F_s、F_v/F_o大。随着海水浓度的增加,盐城菊芋叶片电子传递速率(ETR)、光化学荧光猝灭系数(q_P)和光化学速率变化幅度不大,武威和烟台菊芋在30%海水处理下显著下降,较盐城菊芋小,各处理下菊芋叶片的PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)变化也不一致,盐城和武威菊芋叶片的Φ_PSⅡ在15%海水处理较0和30%海水处理下大,而烟台菊芋叶片的Φ_PSⅡ在0海水处理下最大。4)随着海水浓度的增加,各地菊芋叶片的叶绿素a(Chla)含量均降低,而叶绿素b(Chlb)含量没显著差异,且在各处理下盐城菊芋较武威和烟台菊芋叶片Chla含量大,武威和盐城菊芋叶片的Chla/Chlb比值均降低,烟台菊芋叶片的Chla/Chlb比值在0和15%海水处理下没差异。可见海水处理对菊芋幼苗生长发育、光合作用和叶绿素荧光特性均有影响,随海水浓度的增加,其效应越明显,但对各来源地菊芋幼苗的影响不一致,盐城菊芋幼苗表现为更耐海水。     

无瓣海桑、海桑人工林的生物量及生产力研究

对深圳福田自然保护区无瓣海桑、海桑人工林的生物量和生产力进行了测定。根据叶、枝、干、花果和皮的生物量数据,分别获得了幂回归方程。林分的生物量及分配分析显示无瓣海桑、海桑和秋茄种群的凋落量分配均为叶＞花果＞枝。考虑种群年龄及人工种植的密度因素,6年龄无瓣海桑和海桑林的生物量积累是较高的。     

盐度和温度对北美海蓬子在厦门海区引种以及生长特性的影响

研究了厦门海区盐度和温度对北美海蓬子（Salicornia bigelovii）种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示,海蓬子种子对温度变化反应非常敏感,在15°C时发芽率最高（94%）,但萌发指数最低,而在20°C时萌发指数最大;在盐度5g·L^-1时种子具有最高的发芽率和萌发指数,在盐度50g·L^-1时仍有13.3%的发芽率,并且各种盐度处理下逐日萌发指数均能在2天内达到最大。盐度10-20g·L^-1最适宜幼苗生长,高盐（〉30g·L^-1）具有一定的抑制作用,主要表现为生长缓慢,含水量和根系活力下降,并且根的盐敏感程度大于茎。在不同盐度处理下,北美海蓬子适应一种新的耐盐机制,在无盐（0g·L^-1）和高盐（40g·L^-1）胁迫下,过氧化氢酶（catalase,CAT）和过氧化物酶（peroxide,POD）这2种酶蛋白对盐离子效应敏感,起主要的抗氧化作用;相反,生长在适宜盐度范围（10-30g·L^-1）内,超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）维持较高活性。研究结果表明,北美海蓬子适宜在沿海滩涂环境条件下生长,有望作为一种抗盐耐海水蔬菜加以开发和利用,并进一步在污染海水净化修复中发挥可能的生态功能。     

NaCl处理下两种引进红树的光合及抗氧化防御能力

在长期盐胁迫(28天, NaCl浓度从100 mmol·L^-1升至400 mmol·L^-1)下, 比较研究了引进的无瓣海桑(Sonneratia apetala)和拉关木(Laguncularia racemosa)幼苗叶片的气体交换、叶绿素含量、最大光化学效率(F_v/F_m)、O₂^-_· 产生速率以及抗氧化酶的活性, 探讨了两种红树幼苗光合、抗氧化防御能力的差异与耐盐性的关系。结果显示: NaCl处理没有明显地影响两种红树幼苗的生长, 表明盐生植物对盐环境的适应性, 但两种红树的生理反应对NaCl处理存在较大的差异。在实验的第28天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到400 mmol·L^-1)时, 与对照相比, 无瓣海桑叶片的净光合速率、水分利用效率增加, 气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度/大气CO₂浓度(C_i/C_a)相应降低; 然而, 拉关木叶的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均回落到对照的水平, 而气孔导度和C_i/C_a均增加, 表明同样的NaCl浓度处理对拉关木叶的净光合速率影响大于无瓣海桑。在NaCl处理期间, 无瓣海桑F_v/F_m一直保持在0.8以上, 而拉关木的F_v/F_m为0.75以下, 说明无瓣海桑具有高于拉关木的潜在最大光合能力。在实验的第7天(NaCl浓度为100 mmol·L^-1)和14天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到200 mmol·L^-1)时, 两种红树O₂^-_· 产生速率迅速增加, 在实验的第28天(苗木的NaCl累计处理浓度递增到400 mmol·L^-1)时, 无瓣海桑O₂^-_· 产生速率是对照的5.3倍, 差异极显著, 此时, 拉关木叶中O₂^-_· 产生速率已降低到低于对照的水平。盐处理诱导了两种红树叶中抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD))活性增加, 但拉关木增加的幅度大于无瓣海桑, 表明拉关木能响应盐胁迫并上调抗氧化酶活性, 降低盐诱导的膜脂过氧化, 提高耐盐的能力, 无瓣海桑通过提高水分利用效率来保持体内的水分, 同时, 保持PSII的最大光化学量子产量, 使得无瓣海桑在高盐处理时仍能保持高于对照水平的光合速率。     

土壤中群体感应淬灭细菌的原位分离与筛选

【背景】许多革兰氏阴性细菌通常以N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactones,AHLs)作为群体感应主要的信号分子。【目的】从土壤中筛选和鉴定新型群体感应淬灭细菌。【方法】通过"垫圈法"从土壤中原位培养分离细菌,采用琼脂条法、报告菌平板法及β-半乳糖苷酶活性测定筛选群体感应淬灭细菌,根据16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株系统发育地位。【结果】从不同地区土样中原位培养共分离获得细菌502株。以根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens NTL4 (pZLR4)作为报告菌,最终得到11株具有较强降解AHLs能力的细菌,包括假单胞菌5株、不动杆菌4株、变形杆菌和莱茵海默氏菌各1株。大部分细菌可完全降解N-3-羰基十二酰基高丝氨酸内酯(3OC12-HSL),部分细菌对N-(3-氧代己酰)高丝氨酸内酯(3OC6-HSL)和N-3-氧代辛酰高丝氨酸内酯(3OC8-HSL)具有一定降解活性。【结论】Proteus和Rheinheimera可降解AHLs,为今后防治依赖群体感应的植物细菌病害提供新型生防资源。     

猪肺表面活性物质对海水淹溺性肺损伤大鼠治疗的量效关系

目的:探讨猪肺表面活性物质(PPS)对海水淹溺肺损伤大鼠的治疗效果及量-效关系.方法:24只SD大鼠气管内注入海水观察120min,建立海水淹溺肺损伤模型后,随机等分为4个治疗组(n=6):生理盐水对照组,100mg/kgPPS组,150mg/kgPPS组和200mg/kgPPS组.分别监测4组大鼠给药后30min、60min、120min的BR和Pa02,120min后放血处死,计算大鼠存活率及支气管肺泡灌洗液(BALF)中TNF-α浓度和TP含量,取肺观察肺组织形态学改变.结果:各剂量PPS治疗组与对照组比较在治疗后各时间点的BR、TNF-α浓度和TP含量均有不同程度下降(P＜0.05),Pa02及存活率上升(P＜0.05),肺脏的病理形态学有明显改变.结论:单独应用PPS能明显减轻海水淹溺肺损伤.并且存在量-效关系.     

山水林田湖草健康发展时空异质性及其驱动力——以广西北部湾经济区为例

深入评估典型资源要素生态健康的时空异质性及其社会经济自然驱动机理,对实现可持续发展目标具有重要意义。然而,探究区域山水林田湖草(海)健康发展时空异质性及其驱动力的研究案例较少。广西北部湾经济区覆盖内陆与沿海6市,定位为生态环境综合治理先行区。以此为研究区,运用正态云模型、Dagum基尼系数、主成分分析和时空地理加权回归等模型,在综合评价的基础上,分析其2005-2020年山水林田湖草(海)健康发展的时空异质性,并依据系统论深入解析驱动力。结果表明:(1)除北海市的山水林田湖草(海)为亚健康外,其他均为健康状态,经济区内陆3市健康指数的基尼系数(0.095)高于沿海3市(0.016),存在时空非均衡性,超变密度(46.71%)和市域间差异(44.93%)是主要原因;(2)影响健康发展的驱动因子主要为:城镇土地利用率(0.427)>城乡居民可支配收入(0.397)>年均降水量(0.377)>房地产开发投资规模(-0.333)>建成区绿化覆盖度(0.261);(3)影响健康发展的驱动要素表现为:土地投入程度(0.611)>土地利用程度(0.442)>经济城镇化(-0.393)>自然条件(0.23),各因素均存在时空非平稳性。研究表明土地集约利用、城镇化发展和自然环境条件是广西北部湾经济区山水林田湖草(海)健康发展的主要驱动力,表现为自然环境条件起基础保障、土地集约利用起正向促进、经济城镇化起负向抑制的作用机理,提高城镇土地利用率、提升城乡居民可支配收入、扩大建成区绿化覆盖度并控制房地产开发规模是促进健康发展的关键抓手。     

紫外线诱变选育优质高产海藻酸产生菌的研究

采用紫外线照射出发菌株——维氏固氮菌N13菌株曲种液,稀释平板分离,再经多次初筛和复筛获得遗传性好且稳定的维氏固氮菌诱变株342。其海藻酸合成量为7.42±1.26g/L,比出发菌株高27.5％,并提高了海藻酸的纯度,其他参数也很理想。其M/G值为0.819,单位重量蔗糖的海藻酸合成转换量最商时为379.3±35.3mg海藻酸干重/g消耗蔗糖。