低温胁迫下外源SOD对枇杷幼果抗寒性影响机理

以大五星枇杷幼果为试验试材,在自然低温胁迫下,研究不同浓度的聚天冬氨酸锰(MSOD)喷施枇杷幼果后的抗氧化酶活性、细胞膜透性及丙二醛含量.结果表明：不同浓度 MSOD(5．0、12．5、20．0 mg/L)均能提高幼果抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)的活性、减少细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量.而在试验浓度范围内,12．5 mg/L 的MS O D处理为最佳喷施浓度.     

水杨酸对黄瓜叶片抗氧化剂酶系的调节作用

分析了水杨酸（ＳＡ）对黄瓜（ＣｕｃｕｍｉｓｓａｔｉｖｕｓＬ．）叶片抗氧化剂酶系活性及活性氧水平的调节作用。不同浓度的ＳＡ（０．５ｍｍｏｌ／Ｌ、１ｍｍｏｌ／Ｌ、２．５ｍｍｏｌ／Ｌ、５ｍｍｏｌ／Ｌ）均能显著地提高被处理叶片超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）和过氧化物酶（ＰＯＤ）活性,而且还能诱导同株的非处理叶片中ＳＯＤ和ＰＯＤ活性增加。用１ｍｍｏｌ／ＬＳＡ处理第一片真叶,在处理后６～７２ｈ,ＰＯＤ活性增加了２２％～６７％,同株非处理的第二片真叶ＰＯＤ活性增加了１４％～８６％,但是,在ＳＡ处理后３ｈ之前以及处理９６ｈ之后,ＰＯＤ活性没有变化。ＳＡ能够显著降低超氧物阴离子含量和提高过氧化氢水平,但它对过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性的抑制作用很弱,表明ＳＡ提高体内过氧化氢含量的原因主要是通过提高ＳＯＤ活性而不是抑制ＣＡＴ活性。同工酶分析表明,ＳＡ不能诱导新的ＳＯＤ同工酶,但可以诱导新的ＰＯＤ同工酶。     

催化元件和途径的人工设计与组装

催化元件以及由多个催化元件组成的合成途径的设计与组装为人工合成体系的建立奠定了基础,是合成生物学的重要研究内容。除从自然生物中挖掘大量的天然酶和途径可供人工合成体系使用外,将计算生物学、蛋白质工程以及组合生物合成等技术相结合,理性地、有目的地进行催化元件和途径的人工设计与组装,将提供新功能酶以及新物质合成途径。介绍了催化元件和合成途径人工设计与组装的研究策略和最新进展。     

肠道细菌弗氏柠檬酸杆菌和产酸克雷伯氏菌对斑翅果蝇生长发育和物质代谢的影响

【目的】明确弗氏柠檬酸杆菌Citrobacter freundi和产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca两种肠道共生细菌对斑翅果蝇Drosophila suzukii生长发育和物质代谢的影响。【方法】以正常饲养条件下的斑翅果蝇、构建的斑翅果蝇无菌品系以及弗氏柠檬酸杆菌和产酸克雷伯氏菌单一共生菌感染的斑翅果蝇品系为材料,检测不同品系间斑翅果蝇的卵孵化率、3龄幼虫体重和化蛹率;测定不同斑翅果蝇品系3龄幼虫体内蛋白质、氨基酸、糖原和游离脂肪酸等代谢物的含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活力。【结果】正常饲养条件下的斑翅果蝇卵孵化率、3龄幼虫体重、化蛹率及3龄幼虫体内蛋白质的含量均高于其他斑翅果蝇品系,且无菌品系中的最低。弗氏柠檬酸杆菌和产酸克雷伯氏菌感染的斑翅果蝇品系3龄幼虫中的氨基酸和糖原含量均低于斑翅果蝇无菌品系和正常品系。弗氏柠檬酸杆菌感染斑翅果蝇品系3龄幼虫体内游离脂肪酸的含量较其他品系的也降到最低。弗氏柠檬酸杆菌和产酸克雷伯氏菌感染斑翅果蝇品系3龄幼虫体内POD活力显著高于无菌品系和正常品系,而CAT活力显著低于无菌品系。【结论】斑翅果蝇肠道中无肠道共生细菌时生长发育迟缓,在食物中分别添加弗氏柠檬酸杆菌和产酸克雷伯氏菌后可一定程度上促进斑翅果蝇的发育,这与添加肠道共生菌后斑翅果蝇体内代谢物的变化密切相关。     

傅家边丘陵山地滨梅根围AM真菌与土壤酶活性的关系

为揭示AM真菌对宿主滨梅（Prunus maritima）的作用特点及对根部土壤酶活性的影响,于2009年4月、7月和10月分别从江苏傅家边丘陵山地滨梅根围分0～10、10～20、20～30、30～40、40～50 cm 5个土层采集土壤样品,观察滨梅AM菌根结构,测定了AM真菌侵染率、孢子密度、土壤磷酸酶、脲酶活性及有效磷、碱解氮含量,着重分析了AM真菌与土壤酶活性之间的关系。结果表明,滨梅能与AM真菌形成良好的共生关系,共生体为泡囊-丛枝结构;AM真菌侵染率和孢子密度分别在7月份和10月份最高,均出现在0～20 cm土层,并随土层加深而下降;AM真菌侵染率与土壤酸性磷酸酶、中性磷酸酶、碱磷酸酶活性显著正相关,而与脲酶活性无相关性;AM真菌孢子密度与碱性磷酸酶、脲酶活性呈极显著正相关关系;孢子密度与土壤有效磷、土壤碱解氮含量显著正相关,但AM真菌侵染率仅与土壤有效磷含量显著正相关;孢子密度与菌根侵染率之间无相关性。可见,滨梅AM真菌侵染率与孢子密度有明显的时空分布并与土壤因子尤其是某些土壤酶活性密切相关,且AM菌根的形成是滨梅适应丘陵山地干旱贫瘠环境的有效对策之一。     

姜黄素灌胃对糖尿病大鼠心肌酶和氧化指标的影响

目的:探讨姜黄素灌胃对糖尿病心脏病变大鼠心肌酶和氧化指标的影响。方法:将成年雄性SD大鼠随机分为对照组、糖尿病组、姜黄素治疗2周组与姜黄素治疗4周组。取心室肌组织匀浆分别检测心肌酶、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的含量。结果:糖尿病组与对照组比较,心肌酶天冬氨酸氨基转移酶(Aspartate transaminase,AST)、乳酸脱氢酶(Lactic dehydrogenase,LDH)、肌酸激酶(Creatinekinase,CK)、肌酸激酶同工酶(Creatine kinase isoenzyme-MB,CK-MB)均增高(P0.01)。心肌氧化代谢产物MDA含量升高(P0.01),抗氧化损伤的SOD含量降低(P0.01);姜黄素治疗组与糖尿病组相比,各心肌酶含量有所下降,治疗4周组有明显统计学差异(P0.01)。同时心肌SOD和MDA含量在治疗组均有显著改善(P0.05或P0.01),治疗4周组心肌组织SOD含量较2周组明显升高(P0.05)。结论:姜黄素灌胃可以减轻糖尿病大鼠心肌损伤,提高抗氧化能力。     

‘赛蜜酥1号’枣及其芽变品系果实的性状差异北大核心CSCD

该试验以‘赛蜜酥1号’枣及其芽变品系‘赛蜜酥2号’果实为试验材料,运用流式细胞术对它们的倍性进行鉴定,采用石蜡切片法进行果实细胞组学的观察,并对两者果实生长发育过程中的内外观品质及决定果实口感的蔗糖代谢相关酶活性进行比较分析,为深入研究芽变对枣果实口感、品质造成的影响提供理论支持。结果表明:(1)‘赛蜜酥2号’芽变品系的细胞倍性未发生改变,仍为二倍体。(2)两个枣品种(系)果实在外部形态上有明显区别,‘赛蜜酥1号’为卵圆型,‘赛蜜酥2号’为扁圆型,且后者的果形指数成熟时大于1,单果质量高于前者,核小、可食率更高,皮薄果实更加酥脆;‘赛蜜酥1号’果皮的蜡质层厚度一直大于其芽变枣,两者角质层厚度和表皮层厚度的变化趋势基本一致,但厚度之间具有显著差异。(3)影响果实细胞生长、分裂,果实脱落的各类激素水平在品种间均存在显著差异,‘赛蜜酥2号’IAA和GA_(3)含量显著高于‘赛蜜酥1号’,使之果形更大。(4)两个枣品种(系)果实可溶性糖、可滴定酸、维生素C、植物淀粉、可溶性蛋白含量等随发育时期的变化趋势一致,但含量水平之间存在差异,‘赛蜜酥2号’果实的糖含量、维生素C含量更高,可滴定酸含量更低,口感更甘甜。(5)两品种枣果实的蔗糖代谢相关酶活性在果实迅速生长的膨大期都存在着显著差异,也导致‘赛蜜酥2号’果实甜度明显高于‘赛蜜酥1号’。研究发现,两个枣品种均为二倍体,它们在果实外部形态上存在明显区别,易于分辨;芽变品系‘赛蜜酥2号’果实更大,核小、可食率更高,皮薄更加酥脆,口感更甘甜。     

长期水淹对‘中山杉118’幼苗呼吸代谢的影响

中山杉(Taxodium ‘Zhongshansha’)具有极强的耐淹性, 但其耐淹机理仍没有明确。该研究以‘中山杉118’ (Taxodium ‘Zhongshansha 118’)幼苗为对象, 在经过93天不同水淹处理(对照、水浸、浅淹、深淹)后测定中山杉叶片和根系的无氧呼吸酶活性、淀粉及可溶性糖含量、生物量以及根系活力, 从能量消耗的角度初步探索了中山杉的耐淹性。结果表明: 长期水淹使中山杉叶片与根系中3种无氧呼吸酶(乙醇脱氢酶、丙酮酸脱羧酶、乳酸脱氢酶)活性显著增加, 且叶片与根系的乙醇脱氢酶活性均高于乳酸脱氢酶活性, 中山杉的根系和叶片是通过加强以酒精发酵为主的无氧呼吸适应长期缺氧环境; 不同水淹处理的叶片中3种无氧呼吸酶活性均高于根系, 叶片对缺氧环境更加敏感; 中山杉叶片和根系淀粉、可溶性糖含量均随水淹深度的增加显著增加, 根系淀粉含量显著高于叶片, 可溶性糖含量低于叶片; 中山杉根系淀粉含量高是其能够长期忍受水淹的重要原因, 且中山杉适应长期水淹的策略为忍耐型; 经受长期水淹后中山杉根茎结合部长出气生根及茎基部膨大, 同时根系外壁的木质化能将根系与外部水淹环境隔离, 具有很强的耐淹性, 可作为湿地生态修复、消落带生物治理的优良植物材料。     

间作缓解蚕豆连作障碍的根际微生态效应

通过田间小区试验,研究了3个品种蚕豆(92-24、云豆324、凤豆6号)与小麦间作对蚕豆产量、枯萎病病情指数、根际镰刀菌数量、根际真菌代谢功能多样性和土壤酶活性的影响。结果表明:与单作蚕豆相比,云豆324与小麦间作(YD324/W)和凤豆6号与小麦间作(FD6/W)处理均显著提高了蚕豆地上部干重、籽粒产量和百粒重。YD324/W和FD6/W处理使蚕豆枯萎病发病初期病情指数分别降低57.14%和41.67%,镰刀菌数量分别降低32.06%和29.88%,而92-24与小麦间作(92-24/W)处理蚕豆产量、枯萎病病情指数和镰刀菌数量与单作蚕豆均无显著差异。YD324/W和FD6/W处理显著提高了蚕豆根际真菌的多样性指数和丰富度指数,并使蚕豆根际真菌的AWCD值分别比单作蚕豆提高了61.75%和46.49%;YD324/W和FD6/W处理明显改变了蚕豆根际真菌的群落结构。而92-24/W处理对蚕豆根际真菌的多样性指数、丰富度指数和AWCD值均无显著影响,也未明显改变真菌的群落结构。不同发病时期,YD324/W和FD6/W处理均显著提高了蚕豆根际土壤的蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性;而92-24/W处理蚕豆根际蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性与单作蚕豆均无显著差异。总之,小麦与不同品种蚕豆间作改变了蚕豆根际的真菌群落结构,提高了蚕豆根际真菌的活性、多样性和丰富度,提高土壤酶活性并改善蚕豆生长,增加了蚕豆产量。表明小麦与蚕豆间作改善了根际土壤的微生态环境,降低了镰刀菌的数量,缓解了蚕豆连作障碍,但蚕豆品种的差异影响间作控病效果。     

微生物脂肪酶稳定性研究进展

脂肪酶广泛应用于食品、药物、生物燃料、诊断、生物修复、化学品、化妆品、清洁剂、饲料、皮革和生物传感器等工业领域,微生物脂肪酶是商品化脂肪酶的重要来源。高温、酸性、碱性和有机溶剂等恶劣的工业生产环境使得脂肪酶的进一步工业应用受到限制,获取稳定性好的脂肪酶成为打破这一限制的关键环节。本文重点对提高微生物脂肪酶稳定性的策略进行了综述:挖掘极端微生物脂肪酶资源;利用定向进化、理性设计和半理性设计等蛋白质工程策略改造脂肪酶;利用物理吸附、封装、共价结合和交联等酶的固定化技术提高脂肪酶的稳定性;利用物理/化学修饰、表面展示以及多种改良策略相结合提高脂肪酶的稳定性。结合作者前期对酶工程的研究发现,新型酶催化剂的获得应该基于明确的设计思路,结合多种改造方法,基于定向进化-理性设计、定向进化-半理性设计、蛋白质工程-酶的固定化、蛋白质工程-物理/化学修饰、酶的固定化-物理/化学修饰等组合改造,比单一的改造方法具有更高的效率。