叶绿体中色素的提取和分离实验的改进

叶绿体中色素的提取和分离实验是高中生物学中的一个经典学生实验,有助于学生了解光合作用色素的种类和作用.针对目前存在的实验历时长、演示效果不佳等问题,对实验方法、步骤进行了若干改进.     

解淀粉芽孢杆菌合成surfactin的发酵策略优化

Surfactin作为一种绿色生物表面活性素在多种领域均有潜在的应用价值,但是在生产过程中存在着泡沫难以控制的问题,阻碍了其实现工业化生产。因此在7L发酵罐水平探究了适合surfactin工业化生产的最佳发酵策略。研究结果表明,过量添加消泡剂会对微生物的生长造成不利影响而且会增加生产成本,以有机硅和大豆油为消泡剂时surfactin产量分别为1.42g/L和1.96g/L。通过改进发酵罐采用泡沫分离的发酵策略,不仅可以经济有效地解决泡沫难以控制的问题,而且可以实现surfactin的原位分离,surfactin产量为2.39g/L;基于泡沫分离式发酵,控制pH=7后surfactin产量提高至3.45g/L;又进一步通过控制DO≥20%后产量提高至5.07g/L。最后,将泡沫分离耦合pH、溶解氧控制及恒速补料,控制pH=7、DO≥20%、恒速流加速度1.39ml/min,可以将surfactin产量显著提高至6.04g/L,与添加消泡剂相比,产量提高了4.25倍。以上结果为surfactin的工业化生产提供了依据。     

长裙竹荪抑菌活性物质的分离纯化及其抑菌效果

长裙竹荪Dictyophora indusiata是珍贵的食药用真菌,具有很强的抑菌作用,在天然防腐剂开发方面具有广阔的应用前景。本研究以长裙竹荪的抑菌活性为指标,通过萃取、3次不同流动相的硅胶柱层析、1次反相柱层析和薄层层析法对竹荪提取物进行分离纯化,得到一个抗菌活性强的单体化合物。根据核磁共振波谱等数据分析,推断该化合物为间苯三酚。以巨大芽孢杆菌和肠炎沙门氏菌为供试菌,用平板打孔法及原位抑菌法测定该化合物的抑菌效果,结果表明：该化合物对这两种菌有很强的抑制作用,半抑制浓度分别为83.06μg/mL和51.58μg/mL。本研究首次从长裙竹荪中获得具有抗菌活性的单体化合物间苯三酚,为竹荪天然抗菌物质的开发提供理论依据。     

桔黄赛多孢菌胞外胰蛋白酶的酶学特性

桔黄赛多孢菌Scedosporium aurantiacum是慢性肺病患者的常见呼吸道定植菌,在免疫缺陷人群中可引起侵袭性感染,致死率高,但由于致病机理不明,目前仍然缺乏有效的防控手段。我们在前期研究中,通过差异蛋白组学及酶工程技术发现分泌胰蛋白酶是桔黄赛多孢菌的潜在毒力因子,目前对这种蛋白酶的遗传信息、结构及致病机制并不清楚。本研究用Superdex S-200分子筛和DEAE-Sepharose离子交换两种填料将这种蛋白酶分离纯化出来,通过酶谱验证了纯化效果。进一步研究发现,这种胰蛋白酶对bFSR、bLSTR和bEKK 3种底物的水解性能最佳,对zFR和bzLR的水解性能最差。酶解最快的反应所对应的K_m为6.09μmol/L,V_max为13.01μmol/L/s,K_cat为23.65/s;酶解最慢的反应所对应的K_m为29.94μmol/L,V_max为11.35μmol/L/s,K_cat为20.63/s。研究结果对于填补赛多孢菌毒力因子研究的空白、针对毒力因子开发新型的抗真菌药物和治疗方法都具有重要意义。     

小黑杨PsnHB13基因在烟草中的遗传转化与功能分析

克隆小黑杨HD-ZIP家族基因PsnHB13,对该基因进行生物信息学分析、过表达载体构建、烟草的遗传转化。结果表明小黑杨PsnHB13基因cDNA全长870 bp,编码289个氨基酸。成功构建植物过表达载体pROKⅡ-PsnHB13,并通过农杆菌介导的叶盘法将外源基因转入野生型烟草。检测结果显示PsnHB13已成功整合入烟草基因组中,并在mRNA水平表达。通过观察转基因烟草的生长,发现过表达PsnHB13基因的烟草与野生型相比出现叶面积变小、叶型变长,根系生长缓慢,花朵变小等明显表型。说明PsnHB13基因主要对烟草叶片、根系及花的生长发育起到负调控作用。本文为研究PsnHB13基因对杨树生长发育的影响提供理论基础。     

Apelin-13对LPS诱导人脐静脉内皮细胞屏障损伤的干预作用*

目的: 探讨Apelin-13对LPS诱导人脐静脉内皮细胞(HUVECs)屏障损伤的影响。方法: 将体外培养的HUVECs分为4组:正常对照组、LPS组、Apelin-13+LPS组、Apelin-13组。用5 μg/ml LPS作用细胞24 h, 复制屏障功能受损模型。1 μmol/L Apelin-13提前30 min给予,再给予LPS作用24 h,确定Apelin-13的影响。通过CCK8法检测Apelin-13对细胞活力的影响;Western blot检测血管内皮细胞钙粘蛋白(VE-cadherin)、纤维状肌动蛋白(F-actin)表达变化;免疫荧光检测VE-cadherin、F-actin的表达变化及核转录因子Kappa B(NF-κB p65)入核情况。结果: 与正常对照组相比,单独给予Apelin-13对细胞活力无明显影响。与正常对照组相比,LPS组细胞活力明显下降(P＜0.01),VE-cadherin蛋白表达下降(P＜0.01)、F-actin蛋白表达升高(P＜0.05),NF-κB p65入核明显增加。与LPS组相比,Apelin-13明显增加细胞活力(P＜0.01),VE-cadherin蛋白表达增加(P＜0.05)、F-actin蛋白表达下降(P＜0.01),蛋白NF-κB p65入核下降明显。结论: Apelin-13可减轻LPS诱导的人脐静脉内皮细胞损伤及屏障受损,其机制可能与抑制炎症相关。     

沙漠腹地天然绿洲胡杨和柽柳叶片δ13C值对不同地下水埋深的响应

干旱区植物的水分利用效率对植物的分布及水分利用状况具有重要意义。基于不同地下水埋深条件下沙漠腹地绿洲优势种胡杨和柽柳叶片δ¹³C值,分析了胡杨和柽柳的水分利用效率对不同地下水埋深的响应。结果表明: 随着地下水埋深由2.1 m增加到4.3 m,柽柳叶片的δ¹³C值先略有增加后处于较为稳定状态,柽柳采取较为稳定的水分利用效率适应干旱环境;胡杨叶片的δ¹³C值呈现先略有减小后增加的趋势,胡杨通过提高水分利用效率的策略适应干旱胁迫。同一地下水埋深条件下柽柳叶片的δ¹³C值高于胡杨叶片,表明柽柳的水分利用效率高于胡杨。     

CRISPR-Cas13系统与活细胞RNA标记

在活细胞条件下观察RNA分子的亚细胞定位和动态变化对了解它们的功能十分重要,而目前活细胞RNA标记的工具十分有限。中国科学院生物化学与细胞生物学研究所陈玲玲研究组的最新研究成果成功利用CRISPR-Cas13系统实现了在活细胞中对RNA的特异性标记。研究人员筛选出了RNA标记能力较强的dPspCas13b和dPguCas13b蛋白,优化后可以有效标记非编码RNA和mRNA,进一步联合使用dPspCas13b和dPguCas13b蛋白实现了对活细胞内不同RNA的双色标记,与标记DNA的CRISPRdCas9系统联用实现了RNA转录和基因位点的同时标记。该工作为在活细胞中研究RNA的定位、不同RNA之间的相互关系、DNA与RNA转录调控的关系提供了简单有效的新手段。