CRISPR/Cas9在放线菌合成生物学研究中的应用和发展

放线菌是活性天然产物和抗生素药物的重要来源。利用合成生物学高效地开发其中丰富的天然产物资源,将为加速新药开发奠定坚实的基础。CRISPR/Cas9作为一种多功能基因编辑系统,因其便捷高效而被广泛应用于真核生物的遗传操作。但在原核生物尤其是放线菌中的应用仍处于起步阶段,机遇和挑战并存。本综述总结了目前CRISPR/Cas9系统在放线菌基因编辑和调控,以及活性天然产物的产量提升、生物合成机制解析和资源开发等方面的研究进展。同时,也对该系统在应用中面临的包括重组修复效率低,以及靶向切割效率不足等关键挑战进行了分析,并提出了相应的优化解决方法。随着CRISPR/Cas9在放线菌应用中的不断完善和发展,将极大地推动放线菌的合成生物学研究,促进其中天然产物资源的有效挖掘和应用开发。     

逆境胁迫下向日葵的耐受机制

向日葵作为我国五大油料作物之一,具有极高的食用价值和油用价值。向日葵在我国的种植分布集中在东北、西北和华北地区,时常面临着干旱、盐碱、温度和重金属胁迫的问题。主要综述了近年来向日葵面临的几种主要逆境胁迫的最新研究进展,以及在不同逆境胁迫下向日葵的耐受机制,并根据不同逆境胁迫筛选出了相应的抗逆向日葵品种,同时进行了生理差异和基因信息分析。通过阐明向日葵在逆境胁迫下的耐受机制,以期对向日葵高产育种及耐逆育种提供理论依据和指导方向。     

地嗜皮菌科放线菌的研究进展北大核心CSCD

地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)是放线菌中一个年轻的分类单元。早在1996年Normand曾提出过地嗜皮菌科,但一直未能得到公认;直到2006年,Normand综合了地嗜皮菌属(Geodermatophilus)、芽生球菌属(Blastococcus)和贫养杆菌属(Modestobacter)等3个属的共同特征,全面概括了地嗜皮菌科的典型特征,终于使地嗜皮菌科被正式编入放线菌的一个科。到目前为止,地嗜皮菌科涵盖了地嗜皮菌属、芽生球菌属和贫养杆菌属等3个属共25个有效描述种。地嗜皮菌科菌株被视为极端环境的先锋生物之一,在抗逆机制研究、沙漠治理、环境修复等方面初现优势。本文就地嗜皮菌科的建立、分类学特征、科内各属的研究现状、以及它们在生态学与应用研究方面的进展和前景进行了综述。     

盐碱胁迫下西伯利亚蓼体内无机离子的变化

研究了碳酸氢钠溶液处理后西伯利亚蓼营养器官内部无机离子含量的变化。实验结果表明碳酸氢钠溶液处理前西伯利亚蓼茎部认为是“K+库”;碳酸氢钠溶液处理过程中“K+库”转变成为“Na+库”,以维持叶部的正常生理功能,并且“Na+库”具有一定的限度;碳酸氢钠溶液处理后,西伯利亚蓼不同部位对外界盐碱胁迫的反应存在多样性。植株在“Na+库”达到限度之前进行旺盛的光合作用,在有限的时间内向地下组织输送更多的有机养分,用以繁殖后代。     

外源硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦叶片有机酸和激素含量的影响

为探讨外源硫化氢(H₂S)对盐碱胁迫下植物有机酸和激素水平的调控效应,以裸燕麦(Avena nuda)为材料,研究喷施50μmol·L^-1H₂S供体硫氢化钠(NaHS)溶液对3.00 g·kg^-1盐碱胁迫下叶片有机酸、激素含量和产量性状的影响。结果表明：盐碱胁迫显著提高了琥珀酸、丁烯二酸、苹果酸、葡萄糖醛酸和总有机酸含量,显著降低了焦谷氨酸、茉莉酸-异亮氨酸(JA-Ile)、反式-玉米素(tZ)和N⁶-(Δ²-异戊烯)腺嘌呤(iP)含量。喷施NaHS溶液显著提高盐碱胁迫下裸燕麦叶片中3-羟基-3-甲基谷氨酸、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素A₇(GA₇)、茉莉酸甲酯(MJA)、iP含量和IAA/ABA比值,显著降低葡萄糖醛酸、赤霉素A₃(GA₃)、赤霉素A₄(GA₄)、总赤霉素(GA_S)、1-氨基环丙烷羧酸(A...     

放线菌来源的羊毛硫肽研究进展

羊毛硫肽(lanthipeptide)是一类由核糖体合成并经翻译后修饰的含羊毛硫氨酸或β-甲基羊毛硫氨酸的多肽。近年来,放线菌来源的羊毛硫肽因其突出的抗菌活性和罕见的生物活性而备受关注。本文重点对放线菌来源的不同类型的羊毛硫肽的结构特征及其特性进行了综述,讨论了生物或化学方法修饰天然羊毛硫肽和基因组挖掘发现结构新颖的羊毛硫肽在开发符合实际应用需求的放线菌来源的羊毛硫肽中的应用,并对放线菌来源的羊毛硫肽的应用潜力进行了总结和展望。     

山西运城盐湖放线菌区系研究

从山西运城盐湖分离到中、高温嗜碱或耐碱放线菌120株,对其进行了分类鉴定。根据形态和分类特征（细胞壁化学成分）,分别归入拟诺卡氏菌属（Nocardiopsis）、诺卡氏菌科（Nocediaceae）、小多孢菌属（Micromonospora）、马杜拉放线菌属（Actinomadura）及链霉菌属（Streptomyces）,并将链霉菌归入了11个类群。     

同功酶电泳图说类放线菌分类中的应用研究

从国内外收集部分放线菌的典型菌种,研究它们６种同功酶的凝胶电泳图谱。并进行了聚类分析。与现有分类方法比较,讨论了同功酶谱应用于放线菌分类的可能性及相关的问题,认为同功酶电泳图谱可以作为分类方法之一在放线菌分类中应用。     

高产雷帕霉素的游动放线菌菌种的选育

以游动放线菌(Actinoplanes)BCLP-016为出发菌株,采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术对其孢子进行处理,并将三个不同时间处理的孢子悬液混合。稀释涂布后,根据菌株菌落形态挑取部分单菌落进行初筛,经发酵复筛后,筛选得到了一株雷帕霉素高产菌株ARTP-039,其雷帕霉素的产量可达到369.39mg/L,较出发菌株BCLP-016的产量256.86 mg/L,提高了43.81%。以筛选出的ARTP-039高产菌为出发菌株,进行传统的紫外诱变,选取高、中、低三个致死率相对应的时间对其孢子悬液进行处理,并基于核糖体工程的理论选取了链霉素、庆大霉素、利福平、氯霉素和红霉素五种抗性物质,进行抗性初筛。发酵复筛后,最终筛选得到了一株雷帕霉素高产菌株St8+Gen6+Rif9+Chl3+Er4-015,该菌株同时具有五种抗性。该菌株的摇瓶实验结果表明,发酵7d后,其雷帕霉素的产量可达到589.79mg/L,较出发菌株BCLP-016的产量,提高了129.61%,且其遗传稳定性良好。     

肇庆星湖湿地可培养放线菌多样性

摘要:【目的】探究星湖湿地可培养放线菌物种多样性,筛选潜在药源活性代谢产物产生菌,为后续菌种资源开发奠定基础。【方法】采用5种选择性分离培养基分离星湖湿地底泥中的放线菌,通过16S rRNA基因同源性分析代表性菌株的物种多样性;以3株病原细菌为指示菌检测分离菌株的抑菌活性;PCR扩增代表菌株的聚酮合酶(PKS I、PKS II)基因、非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因、安莎类化合物(AHBA)基因及3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGA)基因。【结果】分离到135株放线菌菌株,被鉴定为放线菌纲的7 个目、10个科、13个属,优势类群为链霉菌、小单孢菌及诺卡氏菌。83株检测菌中,24.09%抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),4.8%抗大肠杆菌(Escherichia coli);24株高活性菌株中PKS I阳性率16.7%,PKS II阳性率62.5%,NRPS阳性率16.7%,AHBA阳性率12.5%,HMGA阳性率29.2%。活性复筛及HPLC结果显示,菌株XD007、XD114和XD128显著抑制3株病原指示菌,且能产生大量次级代谢产物。【结论】星湖湿地底泥中放线菌资源丰富,筛选到的活性菌株可用于后续药源活性次级代谢产物的分离。