大肠杆菌突变株高密度生长的多因素分析

【背景】pBHR68是表达聚-3-羟基丁酸酯(Poly-3-Hydroxybutyrate,PHB)合成基因簇的高拷贝质粒,大肠杆菌K-12突变菌株S17-3在携带该质粒时生长密度高,耐低p H且在低pH条件下生长时高产可拉酸(Colanic Acid,CA)。【目的】系统探究与菌种(大肠杆菌S17-3)及质粒(pBHR68)相关的高密度生长现象的分子机理,提示PHB和CA合成代谢与高密度生长的偶联机制。【方法】解析质粒的构成、CA合成途径基因组成对高密度生长现象的影响;利用全基因组同比分析寻找可能的关键突变基因;开展转录组学分析,筛查大肠杆菌S17-3及其转化子在不同培养方式中的转录组数据,通过基因敲除实现基因功能及细胞生长状态的验证。【结果】大肠杆菌S17-3的高密度生长菌与PHB合成的操纵子的过表达以及rhsA的多位点突变相关,RcsA是CA合成与高密度生长中碳代谢流调控的关键调控蛋白。在低pH培养时,敲除可拉酸合成的关键糖基转移酶导致生物量提升;此外,大肠杆菌S17-3/pBHR68的高密度生长还可能与乳糖操纵子异常的转录调控相关,lacZ突变株高密度生长特性消失,而且无法合成可拉酸。【结论】研究分析了引起大肠杆菌S17-3高密度生长的多种因素,为大肠杆菌提高生长密度现象的进一步分析提供了重要线索,也为利用大肠杆菌S17-3的优异生理特性将其改造为寡糖合成的底盘细胞奠定了研究基础。     

珍稀濒危植物长白松(Pinus sylvestris var. sylvestriformis)天然种群生存压力

为了揭示珍稀濒危植物长白松（Pinus sylvestris var. sylvestriformis）天然种群生存压力状况,在全面调查长白山国家级自然保护区长白松分布的基础上,基于邻体干扰模型,引入树高、冠幅、方位等因子,提出3种生存压力指数：个体生存压力指数、种群生存压力指数和群落生存压力指数,分析天然长白松所处6种群落类型中的生存压力。结果表明：长白松承受群落生存压力（PI）从大到小依次为：白桦-臭冷杉群落（PI=21.532）、红松-长白松群落（PI=14.185）、白桦群落（PI=13.262）、臭冷杉-长白松群落（PI=8.752）、长白落叶松-鱼鳞云杉群落（PI=7.780）和蒙古栎群落（PI=5.440）。多重比较单向方差分析表明,6种群落类型中长白松生存压力总体上差异明显,白桦-臭冷杉群落中长白松生存压力最大,显著高于其他5种群落;竞争树种主要为长白落叶松、红松、长白松、山杨和白桦,这5个树种生存压力大小占群落生存压力的87%;红松-长白松群落和白桦群落中长白松生存压力无明显差异,但显著高于臭冷杉-长白松群落、长白落叶松-鱼鳞云杉群落和蒙古栎群落;臭冷杉-长白松群落、长白落叶松-鱼鳞云杉群落和蒙古栎群落中长白松生存压力相对较小,彼此无明显差异。长白松生存压力与其所处植物群落演替阶段及其龄级结构有关。目前,保护区采取严格保护和管理方式不完全有利于长白松种群的稳定发展。根据长白松种群所处的植物群落生境特点、种群生存压力状况并结合种群年龄结构特征,针对不同群落类型提出相应抚育措施建议以期为长白松天然种群的保护提供参考。     

福州市生态系统生产总值核算

开展生态系统生产总值(GEP)核算是推进生态文明制度建设的必要措施,也是将生态效益纳入经济社会发展评价体系的重要举措。本研究以福州市为研究对象,通过构建具有“山、海、城”特色的生态系统价值核算体系,对2015和2018年福州市GEP进行核算,从时空变化角度对福州市GEP进行对比。结果表明: 2015、2018年福州市GEP分别为9205.92、10472.42亿元,人均GEP分别为13.02、14.39万元,生态产品供给服务价值分别为941.81、1102.61亿元,生态调节服务价值分别为6364.20、5988.51亿元,生态文化服务价值分别为1899.91、3381.3亿元。与2015年相比,2018年福州市GEP增加1266.50亿元,增幅为13.8%,主要得益于生态产品供给服务价值和生态文化服务价值的增加。然而,生态调节服务价值减少375.69亿元,降幅为5.9%,主要源于气候调节、水流动调节和水质净化服务价值的减少。福州率先探索建立一套具有山、海、城特色的核算体系,可以为福建省其他城市及我国其他地区的核算工作提供“福州样板”,同时助推建立生态价值实现的长效机制。     

尕海湿地退化演替过程中土壤有机氮组分的变化特征

为探究尕海湿地退化演替过程中土壤有机氮各组分变化规律,采用野外采样与室内分析相结合的方法,研究尕海湿地未退化(UD)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)4个退化演替阶段的土壤总氮(TN)和有机氮组分[未知态氮(HUN)、酸解氨态氮(AMN)、酸解氨基酸态氮(AAN)以及氨基糖态氮(ASN)]含量及其分布特征。结果表明: 当尕海湿地退化演替到LD时,0～10 cm层土壤TN、HUN、AMN和AAN含量分别降低17.3%、19.4%、8.6%和-5.6%,MD时分别降低28.0%、19.4%和17.1%和0,HD时分别降低35.8%、28.8%、28.6%和55.6%;10～20 cm层,LD时上述氮素含量分别降低4.0%、10.3%、2.9%和9.1%;MD时分别降低21.0%、18.3%、-2.9%和-9.1%;HD时分别降低9.9%、38.9%、21.2%和51.4%;而20～40 cm无显著变化;4个退化阶段各酸解氮组分占TN比例大小顺序为HUN(25.9%～32.5%)> AMN(6.7%～11.1%)> AAN(4.8%～11.1%)> ASN(1.2%～4.4%)。冗余分析显示,土壤含水量是土壤有机氮组分变化的主要驱动因子。尕海湿地退化显著降低了0～10 cm层土壤TN及酸解氮各组分含量,减弱了土壤氮“汇”功能,AAN和ASN对湿地退化最为敏感。     

黄精糕减压提取与常压提取降血糖活性成分的比较研究

目的：考察减压与常压提取对黄精糕降血糖活性成分的影响,从而优选一种科学、合理、稳定、可行的提取方法。方法：以黄精糕中降血糖活性成分和指标成分总黄酮、总多糖、葡萄糖、鞣花酸、山柰酚-3-O-芸香糖苷与干浸膏得率为评价指标,先用常压回流提取L9（34）正交设计试验法优化醇浓度、加溶剂量、提取时间、提取温度等常压与减压共有的提取工艺参数,再采用最佳工艺参数进行减压提取,95%可信区间重叠法比较减压与常压提取各成分的差异。结果：常压提取最佳工艺参数为：先用醇常压提取1次,加12倍量70%的乙醇,60℃提取1 h,再用水提2次,加水量分别为药材量的12、10倍,水提温度90℃,时间分别为2、1.5 h,减压提取醇浓度、加溶剂量、提取温度、提取时间皆同常压提取,仅提取压力为70%醇提150 hpa,水提70 hpa,减压提取醇提液中总黄酮、鞣花酸含量高于常压提取（P＜0.05）,减压提取水提液中葡萄糖含量高于常压提取（P＜0.05）。结论：减压提取优于常压提取,减压提取最优工艺参数为70%醇提70 hpa,水提150 hpa,先用70%乙醇减压提取1次,加入12倍量70%的乙醇,60℃减压提取1 h,再用水减压提取2次,加水量分别为药材量的12、10倍,水提取温度90℃,时间分别为2、1.5 h。减压提取工艺科学、合理、稳定、可行,可为工业生产提供科学依据。     

酸面团发酵剂在发酵面食品加工中的研究进展

综述了酸面团的种类、分离培养方法,以及在面包、馒头等发酵面食品加工中的应用研究进展。研究显示,酸面团可以改善面团的延伸性和可塑性等加工性能,提高制品膳食纤维、矿物质、B族维生素的有效性,以及氨基酸、多肽等生物活性物质的含量,是加工无面筋质面包、馒头,以及低糖高膳食纤维的功能性发酵面食品的良好选择。酸面团的特殊菌群提高了面包、馒头的抗霉菌污染性能和保水能力,在延长面包、馒头的货架期方面效果显著。     

甘肃不同矿区样品中的细菌多样性

甘肃矿产资源丰富,矿区酸性矿坑水(acid mine drainage,AMD)及周边土壤中嗜酸微生物种类丰富,具有相当大的研究价值.本研究通过Illumina高通量测序方法,对甘肃省4个矿区AMD及周边土壤中的细菌群落组成、相似性及功能组成进行分析.结果 表明,煤矿样品GNM细菌物种组成最为丰富,金矿样品LNJ1与紫金矿样品LNZJK细菌组成最相似,与属于铜矿的BYT物种较相近,与LNJ1同地区的LNJ2样品细菌组成相比较远.所有样品细菌主要分为放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteriodetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)四大门,其中变形菌门(Proteobacteria)丰度最高.放线菌门(Actinobacteria)中不动杆菌属(Acinetobacter)、类诺卡氏属(Nocardioides)和芽球菌属(Blastococcus)表现出较高丰度;厚壁菌门(Firmicutes)中微小杆菌属(Exiguobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)表现出较高丰度,且微小杆菌属(Exiguobacterium)丰度极高.通过功能预测发现,与煤矿样品GNM相比,LNJ1、LNJ2、BYT和LNZJK4个金属矿区样品中的微生物具有较强的氨基酸与碳源的转运与代谢、转录等功能以及较低的能量生产与转运、无机离子转运与代谢能力.通过探究AMD中的细菌多样性及其与重金属之间的相互关系,了解AMD采样区微生物群落结构,以期挖掘出更为丰富的具有重金属抗性的菌株资源,以应用于生物浸矿和环境修复等领域.     

马兜铃水提液对斑马鱼胚胎的致畸作用和心脏毒性的研究

目的：探索马兜铃水提液对斑马鱼胚胎的致畸作用和心脏毒性.方法：分别用不同浓度的马兜铃水提液和马兜铃酸A（AA）处理斑马鱼胚胎,观察致畸作用和对心脏发育影响.结果：给药组的斑马鱼胚胎出现畸形和死亡;当水提液中AA含量为0.5 μg/mL时,胚胎心率明显减慢;AA含量为5μg/mL时,胚胎在24～48 hpf之间全部死亡;水提液的LC50为1.43 μg/mL.结论：与AA相比,马兜铃水提液对斑马鱼胚胎有着更强的致畸和心脏毒性,且毒性作用具有时间和浓度依赖性.     

海藻酸转化生物乙醇研究进展

作为第三代生物燃料,大型褐藻类生物质转化燃料乙醇的研究受到广泛的关注。但是,现有的乙醇工业菌株并不能利用褐藻中的主要成分海藻酸,这个问题是海藻生物乙醇实现工业化生产的主要技术难关。近几年随着对海藻酸裂解酶和海藻酸降解菌代谢途径的深入研究,科研人员构建了不同的海藻酸发酵菌株,为高效转化大型海藻生产生物乙醇提供了可行的技术基础。这篇文章对海藻酸资源概况和海藻酸转化生物乙醇存在的科学问题及其研究进展进行了综述。