生物技术通报

植物蔗糖转运蛋白及其生理功能的研究进展

涂文睿, 蔡昱萌, 颜婧, 卢江, 张雅丽

2017, 33(4): 1-7. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.001

摘要 ( 291 )

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高等植物通过光合作用产生蔗糖,并以蔗糖形式将同化碳源分配到植物各组织器官中,蔗糖的跨膜转运需要蔗糖转运蛋白的参与。目前,已有研究表明蔗糖转运蛋白广泛存在于高等植物体内,主要在种子、花器、叶肉细胞、韧皮部和根等器官中发挥作用,而通过亚细胞定位可以发现,蔗糖转运蛋白主要定位在细胞的液泡膜及细胞质膜上。综述了国内外对蔗糖转运蛋白的发现、结构、分类、生理功能、功能验证及定位等方面的研究内容,分析了研究蔗糖转运蛋白的意义及目前存在的一些问题,旨为更好地理解蔗糖转运蛋白在植物体内的作用机制做铺垫。

活性氧介导的植物蛋白质氧化修饰研究进展

周文菲, 白娟, 龚春梅

2017, 33(4): 8-18. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.002

摘要 ( 342 )

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蛋白质翻译后修饰是机体蛋白发挥各种功能的重要先行步骤。逆境胁迫下活性氧可对氧化还原敏感的蛋白质进行可逆和不可逆的氧化修饰。可逆氧化修饰对逆境下植物生物功能的正常发挥乃至适应都至关重要,目前对活性氧调节植物蛋白质的可逆氧化修饰研究取得了相应进展。综述了植物蛋白质氧化修饰的方式位点及参与蛋白的调节机理,旨在阐明蛋白质可逆氧化修饰对植物抵御逆境造成的氧化胁迫的重大意义,同时概括对蛋白质可逆氧化修饰研究的有效方法。当前可以通过特定位点的突变实验和蛋白质组学的方法确定有无可逆氧化修饰并测定氧化修饰程度;未来以期通过综合实验控制参与反应的蛋白质来解析其还原及再生机理。

植物4香豆酸：辅酶A连接酶研究进展

田晓明, 颜立红, 向光锋, 蒋利媛

2017, 33(4): 19-26. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.003

摘要 ( 520 )

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4香豆酸：辅酶A连接酶（4-coumarate：coenzyme A ligase EC6.2.1.12,4CL）是木质素生物合成途径中的一个关键酶,催化肉桂酸及其衍生物生成相应的硫酯。同时也是苯丙烷类代谢途径中的第三个步骤,连接木质素前体和各个分支途径的纽带,在木质素合成过程中发挥了重要的调控作用。近年来利用基因工程手段调控木质素生物合成,降低木质素含量,减少制浆造纸过程中的污染已成为研究热点。结合国内外关于4CL的研究成果,对植物4CL基因家族、酶学性质、晶体结构以及4CL在调控木质素生物合成中的作用等方面进行综述,并对4CL的研究方向提出展望,旨为对该基因的研究提供参考。

植物SWEET基因家族结构、功能及调控研究进展

胡丽萍, 张峰, 徐惠, 刘光敏, 王亚钦, 何洪巨

2017, 33(4): 27-37. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.004

摘要 ( 865 )

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SWEET（sugars will eventually be exported transporter）基因家族是一类新型的糖转运蛋白,可顺浓度梯度对糖分进行双向跨膜运输。SWEET在植物光合同化物韧皮部装载、蜜腺花蜜分泌、种子灌浆、花粉发育、病原菌互作、逆境调控等过程中起着关键作用,近年来受到广泛关注。尽管SWEET广泛存在于植物中,但目前对其功能研究主要集中在水稻和拟南芥上。介绍了SWEET基因家族的发现、蛋白结构特征、生理功能及逆境调控的最新研究进展,有助于将来对SWEET基因家族进行更深入和全面的研究。

植物转座子与基因表达调控

何虎翼, 谭冠宁, 唐洲萍, 杨鑫, 李丽淑, 何新民

2017, 33(4): 38-43. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.005

摘要 ( 401 )

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植物转座子是植物基因组中可移动的DNA重复序列,在植物基因组进化、基因表达调控、系统发育和遗传多样性评价方面具有重要作用。综述了植物转座子分类、起源和转座机制以及转座子与宿主基因组间的表观遗传互作,阐述了不同转座子对基因表达调控方式,并对今后研究前景进行了展望,旨为全面了解植物转座子的功能提供参考。

病毒-植物互作对介体昆虫生物学特性的影响

关桂静, 赵恒燕, 王洪苏, 刘金香

2017, 33(4): 44-50. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.006

摘要 ( 223 )

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大部分植物病毒需要介体来传播,而昆虫则是其最重要的介体类别。植物-病毒-介体昆虫的互作关系既复杂又特异,而病毒由于其繁殖迅速、变异快而成为三者协同进化的推动者,以有利于病毒的有效传播。病毒对介体昆虫的影响分直接影响和间接影响两个方面,间接影响即是病毒侵染寄主植物后会引起植物的光合作用、次生代谢、营养成分、信号途径等发生变化,继而影响介体昆虫的寄主选择行为、生长发育、繁殖力等生物学特性,最终会影响介体对于病毒的传播。综述了病毒侵染寄主植物对刺吸式昆虫生物学特性的影响,以期为防治植物病毒性病害提供依据。

真核微藻蓝光受体及其功能研究进展

崔红利, 陈军, 侯义龙, 吴海歌, 秦松

2017, 33(4): 51-62. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.007

摘要 ( 417 )

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真核微藻是一类能够进行光合作用的真核生物,起源于内共生事件,因种类繁多、分布广泛及进化历史复杂等特点,使其成为逆境生理研究的理想实验材料。光是环境中重要的信号因子之一,不仅为真核微藻提供能量,而且还为它们提供信息,调节其生长发育过程。为适应光强、光质及光周期等光信息,真核微藻在漫长的进化过程中形成了一套精细的光信号接收和转导系统。光受体在光信号通路中发挥重要的作用,起着接收和转化的桥梁作用。按照光信号波段的不同,目前已知光受体分为红光受体、蓝光受体、绿光受体及紫外光受体。蓝光受体能感受蓝光和近紫外光波段（320-400 nm）,在调控植物体的多种生理过程中发挥重要的作用。以高等植物拟南芥中蓝光受体结构及功能研究进展为参照,总结了真核微藻蓝光受体研究进展,重点关注真核微藻蓝光受体基因克隆、蛋白结构、分子进化、光化学特性、生理功能及光信号转导等方面,并提出了今后真核微藻蓝光受体研究工作应注意的问题和关注的重点,以期为真核微藻蓝光受体的研究提供参考。

ISSR标记技术在药用植物资源中的研究进展及应用

任梦云, 陈彦君, 张盾, 杜乐山, 刘方, 关潇, 张银东

2017, 33(4): 63-69. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.008

摘要 ( 337 )

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简单重复系列区间（inter-simple sequence repeat,ISSR）是在简单重复序列（simple sequence repeat,SSR）基础上发展起来的一种新型分子标记技术。目前药用植物研究与开发面临资源枯竭、药效物质不明确及质量难以控制等难题,DNA分子标记技术,包括ISSR技术为上述难题提供了新的解决办法。比较了几种常用分子标记的优缺点,最后着重介绍了目前广泛应用于药用植物研究中的DNA分子标记ISSR的技术原理和特点,综述了ISSR分子标记技术在药用植物的遗传多样性和遗传结构、种质资源鉴定、中药品质鉴定,以及遗传图谱等方面的研究进展及应用前景,旨为药用植物的开发和利用提供参考。

CRISPR/Cas9技术存在的问题及其改进措施的研究进展

袁伟曦, 喻云梅, 胡春财, 赵祖国

2017, 33(4): 70-77. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.009

摘要 ( 539 )

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CRISPR/Cas9技术是一种RNA引导的基因组编辑技术,能对基因进行精确性敲除、敲入、替换等,从而实现探究基因功能、修复致病基因等目的。该技术凭借操作简便、价格低廉、可对基因位点进行编辑、可拓展性强等优势,在近几年迅速发展完善,已成为继锌指核酸酶技术和类转录激活因子效应物核酸酶技术之后的第三大基因组编辑技术。在简单介绍CRISPR/Cas9技术的作用机制后,主要针对该技术现阶段面临的精确修复比例低、PAM限制识别序列、脱靶现象、马赛克现象的问题以及相应的改进措施进行阐述,旨在让研究者客观的认识CRISPR/Cas9技术存在的不足之处,为合理使用或改进该技术提供系统的文献综述。

核酸适配体的体外筛选方法的最新研究进展

李亚楠, 赵洁, 张傲哲, 谭琰, 华茜, 张子剑

2017, 33(4): 78-82. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.010

摘要 ( 301 )

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核酸适配体是用配体指数富集系统进化技术（SELEX）在体外筛选得到的一小段寡核苷酸序列,能够选择性的与不同的靶标特异性的结合,包括蛋白质、小分子、有机物、金属离子、药物等,具有高亲和力和高特异性。这项技术的诸多优势,使其迅速得到重视,核酸适配体在生物传感器、基因芯片、新药开发、纳米技术等诸多方面应用广泛。但是传统的SELEX方法操作繁琐,筛选周期长,需要几个月的时间才能筛选出与靶标具有高特异性的核酸适配体。随着SELEX的快速发展,近年来出现了很多新型的筛选方法,这些新的方法大大提高了筛选周期,极大的提高了筛选效率,拓展了核酸适配体的应用。总结介绍了近三年来出现的几种新型的核酸适配体的筛选方法,包括氧化石墨烯SELEX（Multiple GO-SELEX）、单壁碳纳米管辅助细胞SELEX（SWCNTs-assisted cell-SELEX）、基于芯片的细胞SELEX（on-chip Cell-SELEX）、序列构造SELEX（Sequence-constructive SELEX）、高保真SELEX（High-Fidelity SELEX）,有助于人们进一步了解、认识核酸适配体筛选技术的发展现状,更好促进核酸适体在各个领域中的应用前景。

基于氨基酸序列和模拟结构预测蛋白质稳定性的研究进展

易华伟唐晓峰

2017, 33(4): 83-89. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.011

摘要 ( 437 )

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稳定性是蛋白质重要性质之一,工业用蛋白质需要良好的稳定性,进化过程中蛋白质新功能的衍生也依赖于蛋白质的稳定性。提高蛋白质的稳定性,尤其是提高未知结构蛋白质的稳定性是一项非常具有挑战性的工作——传统的蛋白质改造方法如定向进化费时费力,传统的理性设计则难以被其他研究者复制。虽然目前有很多蛋白质稳定性预测工具,但这些预测工具大多都需要预先测定蛋白质的三维结构,因此结构未知的蛋白质的稳定性预测受到了限制。近年来,人们开发了一些利用蛋白质的氨基酸序列和模拟结构来预测突变对结构未知蛋白质稳定性影响的预测工具。介绍该方面的研究进展,以期为蛋白质工程研究提供参考。

基于同位素标记定量分析烟碱诱导SH-SY5Y细胞的差异表达蛋白

朱贝贝, 李翔宇, 陈欢, 王红娟, 侯宏卫, 胡清源

2017, 33(4): 90-97. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.012

摘要 ( 242 )

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以烟碱诱导后的人神经母瘤细胞株为材料,分析烟碱处理后细胞蛋白表达谱的变化,应用iTRAQ标记结合nano-LC-Q-TOF MS技术,鉴定烟碱诱导神经元细胞的差异表达蛋白质并对其进行生物信息学分析。结果显示,烟碱处理组与对照组相比共有132个蛋白差异表达（|ratio|≥1.5,P<0.05）,差异表达的蛋白主要参与基因表达、MAPK级联反应、GTP调节信号传导和神经营养因子TRK受体信号传导等生物学过程。其中烟碱可能通过改变蛋白酶体调节神经细胞的平衡性而产生烟碱依赖,MAPK级联反应和泛素化-蛋白酶体通路在这一过程中发挥重要作用。

玉米叶片叶绿素含量的全基因组关联性分析

滕守振, 汪海, 梁海生, 辛红佳, 李圣彦, 郎志宏

2017, 33(4): 98-107. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.013

摘要 ( 342 )

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植物叶片的叶绿素含量与叶片的光合作用效率和产量潜力紧密相关,因此是作物的一个重要生理指标。但是,目前已克隆的控制叶绿素含量的基因大多来自拟南芥和水稻,尚不清楚玉米自然群体中哪些基因控制叶片叶绿素含量的变异。本研究发现玉米苗期第一片叶片的叶绿素含量和吐丝期穗位叶的叶绿素含量高度相关,且与后者相比具有更高的遗传力。进一步分析了287份玉米自交系的第一片叶的叶绿素含量,利用558 269个单核苷酸多态性分子标记进行全基因组关联性分析,获得9个显著关联SNP位点和16个候选基因。通过候选基因的序列分析和功能预测,发现两个可能和叶绿素含量相关的基因,包括拟南芥Tic22基因的同源基因和水稻衰老相关基因SAG12的同源基因。

甜叶菊中新KAH基因的克隆及表达模式分析

朱静雯, 郭书巧, 束红梅, 巩元勇, 蒋璐, 倪万潮

2017, 33(4): 104-107.

摘要 ( 235 )

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为进一步揭示甜菊糖苷生物合成途径的分子调控机制，探究甜菊糖苷在甜叶菊叶片中积累差异原因。从不同甜叶菊材料中分别克隆关键分支点酶KAH的编码基因，并对获得的核苷酸序列进行生物学功能分析和预测。结果显示，最终共获得6条高度同源的核苷酸序列，个别关键碱基的突变造成序列开放读码框位置和大小的显著差异，共预测获得7个不同KAH编码基因。KAH1、KAH2同时存在于SR1、SR3、鑫丰3号、谱星1号和守田3号中，KAH3存在于江甜1号和守田3号中，KAH4存在于江甜3号中，KAH5、KAH6、KAH7均存在于SR2中且SrKAHs在甜菊糖苷积累多的品种和组织部位中表达更高。7个KAH基因均含有P450保守结构域且均属于CYP716家族成员；亚细胞定位预测KAH2和KAH4定位于细胞质其他5个均定位在叶绿体中。甜叶菊中KAH编码基因的数目、氨基酸长度及在亚细胞结构的定位差异或许是导致甜叶菊不同品种和组织中SrKAHs表达和功能差异的主要原因并最终糖苷的积累差异。

CP4-EPSPS转基因棉花植株鉴定方法比较分析

郭文芳, 王楠, 李刚强, 许芳芳, 杨彩峰, 刘德虎

2017, 33(4): 114-118. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-0250

摘要 ( 386 )

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CP4-EPSPS是从土壤农杆菌CP4菌株中分离得到的抗除草剂草甘膦基因,是转基因植物研究中最为常用的一种筛选标记基因。但是在CP4-EPSPS转基因植物后期筛选过程中仅凭简单的草甘膦抗性筛选并不能得到完全准确的鉴定结果,常会出现假阳性或漏选的情况。本研究以抗草甘膦转CP4-EPSPS基因棉花为材料,对PCR扩增、ELISA、CP4-EPSPS蛋白检测试纸条及草甘膦抗性四种转基因阳性植株筛选方法进行比较,从筛选结果的准确性、时效性、易用性及实惠性等不同方面综合分析了各种筛选方法的优缺点,结果表明ELISA、试纸条检测方法的准确性显著高于PCR检测与0.3%浓度草甘膦抗性检测,而试纸条检测操作更加便捷,因此建议将草甘膦抗性与试纸条检测方法结合起来使用。本研究结果为以CP4-EPSPS基因为标记筛选的转基因植物的室内及大田筛选提供实验依据。

珙桐CAC基因的克隆及其作为内参基因的评价

任锐, 戴鹏辉, 曹福祥, 董旭杰, 李萌

2017, 33(4): 119-129. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.015

摘要 ( 256 )

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从珙桐（Davidia involucrata Baill.）中克隆到一个编码网格蛋白衔接蛋白复合物（Clathrin adaptor complexes,CAC）的基因,命名为DiCAC（GenBank登录号为KX268525）。该基因开放阅读框全长1 317 bp,编码438个氨基酸。同源序列比对与聚类分析表明,该基因与其它15种植物的CAC氨基酸序列的相似度达到94%以上,其中与葡萄CAC的氨基酸序列同源性最高。为评价该基因作为珙桐内参基因的可行性,结合5个珙桐管家基因（ACT7、EF1a、GAPDH、β-TUB、18S rRNA）,采用半定量PCR和实时荧光定量PCR对DiCAC基因在珙桐不同组织以及不同发育阶段苞片中的表达稳定性进行分析,并与常见管家基因的稳定性进行比较,结果表明,该基因在珙桐不同组织以及不同发育阶段苞片中均为稳定表达,且表达稳定性优于常见管家基因,可以作为相关基因表达研究中的内参基因。首次克隆到珙桐CAC基因,并且明确了其作为内参基因的可行性,为深入研究珙桐相关基因的表达分析提供了候选内参基因资源。

西瓜枯萎病拮抗菌Lh-1的鉴定及生物防治效果研究

赵佳, 黄静, 陈哲, 聂园军, 梁宏

2017, 33(4): 130-136. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.016

摘要 ( 263 )

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对菌株Lh-1进行鉴定,并对其防治西瓜枯萎病的效果进行评价。通过形态观察、生理生化检测和16S rRNA基因同源性分析鉴定菌株Lh-1,测定其抑菌谱。设计盆栽试验来评价施用有机肥加Lh-1菌液（T2）,施用有机肥（T1）和化肥（CK）3种处理的防治效果。结果显示,将Lh-1鉴定为解淀粉芽胞杆菌。该菌对多种植物病原菌都有抑制作用具有广谱抗菌活性,尤其对西瓜枯萎病有良好的防治效果。盆栽试验表明添加Lh-1后发病率仅为17.2%,与对照相比防治效果达到78.5%,植株高度、鲜重和干重指标均为最高;瓜苗中的SOD、POD和CAT 活性显著提高而MDA含量明显下降;瓜苗根际的微生物区系中细菌与放线菌含量上升,真菌特别是尖孢镰刀菌的数量下降,瓜苗根际微生物区系结构得到明显改善。解淀粉芽胞杆菌Lh-1能够防治西瓜枯萎病。

烟草花叶病毒辽宁分离物Northern杂交检测体系的建立

李艳丽, 安梦楠, 王冠中, 吴元华

2017, 33(4): 137-142. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.017

摘要 ( 271 )

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为了建立烟草花叶病毒辽宁分离物（TMV-LN）的高特异性、高灵敏度的分子杂交检测体系,从粗提纯的TMV-LN粒子中提取RNA,设计特异性引物通过RT-PCR扩增TMV-LN的CP和3'端非翻译区域,将片段连至pUC119载体获得重组质粒pUCTMV-PP,体外转录获得地高辛（DIG）标记的TMV-LN正义链RNA杂交检测探针,同时构建DNA检测探针作为对照。采用点印迹（Dot-blot）杂交和Northern杂交对比RNA探针和DNA探针对TMV-LN的检测特异性和灵敏性。检测结果表明,RNA探针和DNA探针在点印记杂交和Northern杂交中均表现出良好的检测特异性,RNA探针在检测灵敏度方面要略好于DNA探针,且点印迹杂交体系在病毒定性方面较为快捷,Northern杂交体系在病毒基因组RNA的定量方面具有明显优势。

保护酶PPO在木薯种质抗螨中的功能初步研究

梁晓, 卢芙萍, 卢辉, 伍春玲, 曹宪红, 陈青

2017, 33(4): 143-148. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.018

摘要 ( 243 )

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目前尚不了解保护酶PPO（polyphenol oxidase）在木薯种质抗螨中的作用,为证实PPO的抗螨功能,本研究通过定量PCR和酶学试验手段分析了朱砂叶螨取食抗、感螨木薯种质后,PPO的基因表达量和酶活分别在木薯和朱砂叶螨中的变化情况。结果表明,一方面,朱砂叶螨取食1 d和8 d后,感螨木薯种质BRA900体内MePPO的表达量和PPO总酶活仅分别是为害前的0.99、1.02 倍和1.05、1.03倍,而在抗螨木薯种质C1115体内则分别较为害前提高1.78、1.74倍和1.74、1.72倍,显著高于感螨木薯水平;另一方面,朱砂叶螨取食感螨种质BRA900 1 d和8 d后,保护酶TcPPO的基因表达量和PPO酶活分别是取食前的0.98、0.97倍和0.98、1.10倍,而取食抗螨木薯种质C1115 1 d和8 d后分别降低至为害前的0.52、0.64倍和0.54、0.57倍,显著低于取食感螨木薯水平。上述结果初步证实了保护酶PPO在木薯种质抗螨中的功能。

外生菌根真菌彩色豆马勃（Pisolithus tinctorius）辅助植物修复重金属Cu污染土壤的应用潜力

温祝桂, 王杰, 汤阳泽, 史良, 洪立洲, 沈振国, 陈亚华

2017, 33(4): 149-156. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.019

摘要 ( 263 )

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旨在研究Pisolithus tinctorius（Pt）菌种的耐铜性以及对宿主植物黑松（Pinus thunbergii）幼苗生长发育、营养元素以及重金属Cu吸收的影响,探究其修复重金属污染土壤的应用潜力。采用液体纯培养,0、5、50、100、250和500 µmol/L浓度Cu处理研究Pt菌种耐Cu性;幼苗盆栽实验（Pt菌根或未菌根化）,分析幼苗生长、各部分营养元素及Cu含量。结果显示,Pt菌种具有很强的耐Cu性,其半抑制浓度达200 µmol/L;与非接菌相比,Pt菌种的侵染可以显著（F=44.57,P=0.003）促进黑松幼苗的生长,提高宿主幼苗根及茎中P和Ca的含量,缓解Cu毒害;接种后幼苗地上部重金属浓度虽有所降低,但可通过增加宿主生物量来提高植物对土壤中重金属的提取效率;接种Pt,可降低土壤中可交换态Cu含量,降低Cu对植物的毒害。耐Cu性的 Pt菌种可以促进宿主幼苗的生长及营养元素的吸收,减少Cu毒害,提高黑松对Cu的提取效率,在Cu污染地的生物修复、植被恢复中具有一定的应用潜力。

沙漠植物花花柴幼苗对高温耐受性评价

王彦芹, 石新建, 李志军

2017, 33(4): 157-163. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.020

摘要 ( 267 )

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为开发利用沙漠植物花花柴的耐高温特性,就花花柴对高温耐受性进行了探测。采用不同的温度（40、45和50℃）处理花花柴幼苗,分别在不同温度的不同处理时间段用传统方法测定了花花柴幼苗的相对电导率和MDA含量、SOD、POD和CAT的活性变化,台盼蓝组化染色面积,并利用隶属函数法综合分析了这几个指标对评价花花柴对高温耐受性的可靠性。结果显示,（1）花花柴幼苗在40℃条件下,随着胁迫时间延长,叶片相对电导率和MDA含量呈先升高后降低的趋势,其保护酶系统的活性随处理时间的延长逐渐升高,台盼蓝染色几乎无着色。（2）在45℃条件下,处理2-8 h时间段,各项生理指标变化不显著,而在处理12 h以后,相对电导率、MDA含量显著增加,保护酶活性显著降低;台盼蓝染色面积随着处理时间的延长逐渐增大。（3）在50℃处理时,花花柴幼苗叶片的MDA含量、相对电导率逐渐升高,且呈显著水平,其保护酶活性在处理1 h时达到最高,之后显著降低;台盼蓝染色面积随着处理时间的延长逐渐增大、着色变深。通过隶属函数法综合分析表明这5个指标可作为花花柴耐高温性的评价指标,且花花柴对40℃不敏感,对45℃可耐受8 h左右,对50℃能耐受1 h左右,表明花花柴对高温具有极强的耐受性。

纳米碳对离体培养条件下几种植物生长及分化的影响

冯璐, 王玉国, 温银元, 赵娟, 刘圆, 任建宏, 贺美林

2017, 33(4): 164-168. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.021

摘要 ( 226 )

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以食用百合、红掌、大花蕙兰及金昌枣的组培苗为材料,研究不同浓度的纳米碳对几种植物外植体生长及分化的影响。结果表明,MS+6-BA 0.8 mg/L+NAA 0.2 mg/L+纳米碳0.10 g/L,促进百合鳞茎增殖,当纳米碳为0.50 g/L时有利于百合苗的生长及生根;MS+6-BA 1.5 mg/L +IBA 0.2 mg/L+纳米碳0.04-0.06 g/L适用于红掌腋芽外植体愈伤组织诱导和分化,诱导率达90%以上,分化率达97%;加入纳米碳1.0-2.0 g/L时能够明显抑制大花蕙兰原球茎继代培养中的褐化现象;MS+6-BA 1.5 mg/L +IBA 0.5 mg/L +纳米碳0.05 g/L,利于金昌枣芽增殖,当纳米碳为0.15 g/L时,芽长势健壮。

苏云金芽胞杆菌分泌蛋白的鉴定及分析

王智文, 陈海波, 宋福平, 郭淑元

2017, 33(4): 169-176. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.022

摘要 ( 287 )

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研究苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）在生长发育过程中分泌蛋白的类型和含量,尤其是胞外蛋白酶,对于充分了解该菌的杀虫机理、扩大该菌的应用具有重要意义。通过制备Bt_HD73过渡期（transition phase）的分泌蛋白质样品,进行质谱检测并分析其分泌蛋白的种类、含量、功能和信号肽等。结果表明,Bt_HD73在过渡期初期有54种胞外蛋白质,其中酶类最多,占所有分泌蛋白的66.30%,且主要为蛋白水解酶;毒力蛋白次之,占所有分泌蛋白的14.53%。在54种分泌蛋白中,发现27种含有经典Sec型信号肽（Secretory signal peptide,Sec-type SP）,信号肽的长度在24-40个氨基酸之间。因此,Bt_HD73产生分泌蛋白的能力较强,在过渡期可分泌大量酶类,尤其是蛋白水解酶。同时还建立了该菌株的信号肽库,包括27种具有引导外源蛋白分泌潜力的信号肽。

Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655海藻糖酶Tre F的重组表达及性质研究

于林港, 宿玲恰, 吴敬

2017, 33(4): 177-184. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.023

摘要 ( 409 )

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海藻糖酶（Trehalase）是一种海藻糖水解酶,能够特异性的将海藻糖分解为两分子的葡萄糖。为了将Escherichia coli str. K-12 substr. MG1655的海藻糖酶基因Tre F在E. coli BL21（DE3）中重组表达和应用,该研究通过PCR扩增获得E. coli str. K-12 substr. MG1655的海藻糖酶基因Tre F,构建了基因工程菌E. coli BL21（DE3）/pET-24a（+）-Tre F。对重组菌进行摇瓶发酵,25℃,IPTG浓度为0.4 mmol/L时,摇瓶发酵诱导24 h时得到最高酶活为107 U/mL。进一步研究了海藻糖酶的酶学性质,发现该海藻糖酶的最适pH为7.0,最适温度为50℃;此外,将该酶应用于海藻糖的水解,起始海藻糖浓度为300 g/L,初始pH 7.0、反应温度30℃,加酶量为84 U/g,反应36 h,葡萄糖转化率可达98.4%。该研究是首次将E. coli str. K-12 substr. MG1655海藻糖酶基因Tre F在E. coli BL21（DE3）宿主中重组表达的报道。

苏云金芽胞杆菌cry2Ab34基因的克隆、表达和杀虫活性分析

张月李海涛刘荣梅高继国

2017, 33(4): 185-190. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.024

摘要 ( 249 )

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旨在对苏云金芽胞杆菌cry2Ab34基因进行分子鉴定和生物活测定,从杀虫活性高的Bt BJH500 菌株中提取基因组 DNA,通过 PCR 法克隆得到cry2Ab34基因（GenBank 登录号为KX357382）。这个基因序列已被国际Bt基因命名委员会正式命名为 cry2Ab34,结果显示,对cry2Ab34基因进行表达,获得大小约70 kD的表达产物,将该基因在大肠杆菌E.coli BL21中表达之后进行生物活性测定,结果表明对鳞翅目害虫小菜蛾（Plutella xyllostella）和棉铃虫（Helicoverpa armigera）都具有一定的杀虫活性,其校正死亡率10 µg/mL为31.25 %,100 µg/mL为62.5 %和校正死亡率10 µg/mL为29.4%,100 µg/mL为52.9 %。

一株产鼠李糖脂菌株的筛选、鉴定及其产物特性分析

王江, 鞠酒, 曹海龙, 郭卫华, 尹恒

2017, 33(4): 191-197. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.025

摘要 ( 240 )

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鼠李糖脂是最常见,研究最深入,应用最广泛的一类生物表面活性剂。从油田附近、沼气池旁的土壤中分离得到了25株菌,通过硫酸-苯酚反应,乳化实验,排油性实验,薄层色谱实验筛选产鼠李糖脂的菌株并表征产生的鼠李糖脂,通过16S rDNA 序列确定细菌的种属。硫酸-苯酚反应显示有2株菌可能产鼠李糖脂;5株菌的发酵液具有明显的乳化效果,命名为“其红”这株菌的乳化指数可达58.97%;1株菌的发酵液上清稀释10倍后排油圈直径仍可达3.53 cm;薄层色谱实验也显示“其红”菌产鼠李糖脂。在四个实验中 “其红”菌都检测到了鼠李糖脂,故确认“其红”菌可以产鼠李糖脂。16S rDNA序列分析表明“其红”菌属于希瓦氏菌属（Shewanella）并与腐败希瓦菌（S.putrefaciens LMG 26268（T））相似度最高。

一株具有褐藻胶降解能力的海洋细菌的筛选鉴定及其多糖利用能力研究

许超, 熊亚茹, 卢明倩, 廖威, 张云开, 黄庶识

2017, 33(4): 198-204. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.026

摘要 ( 239 )

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旨在得到一株具有褐藻胶降解能力的菌株。利用海藻酸钠作为唯一碳源,从腐烂马尾藻中筛选纯化得到一株降解褐藻胶能力较强的海洋细菌,编号X511。根据形态观察和理化指标,结合分子生物学技术鉴定该菌株为弧菌,命名Vibrio sp. X511。X511菌株的指数生长期5-16 h,适宜生长的盐浓度为2%-6%（W/V）。能在以葡萄糖、甘露醇、淀粉等为唯一碳源的培养基中生长。4%-6%（W/V）的盐浓度、海带粉、昆布多糖能延长该菌株的生长稳定期。该菌株在筛选培养基中发酵培养24 h胞内褐藻胶裂解酶粗酶活力达到12.68±0.13 U/mL;提取X511的褐藻胶裂解酶粗酶,分别对海藻酸钠、聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸三种多糖的酶解能力依次为：海藻酸钠>聚甘露糖醛酸>聚古罗糖醛酸。薄层层析（TLC）结果显示,该菌株胞内酶降解海藻酸钠的产物为三糖。结果表明,X511是一株盐耐受性较强、生长周期较短且能同时以海藻酸钠、聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸为碳源生长的海洋细菌。

光电子响应微生物的筛选鉴定及生长代谢特征研究

向沙, 刘明学, 张格格, 罗浪, 魏红福,董发勤

2017, 33(4): 205-213. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.027

摘要 ( 230 )

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筛选可良好响应半导体光电子的微生物菌株，在矿物与微生物交互作用研究中应用前景广阔。从某铀尾矿土壤中，利用含有半导体材料TiN营养成分1/2、1/4、1/8、1/10、1/50、1/100和1/1 000的培养基在光照条件下筛选出光电子响应的菌株；通过形态特征、生理生化和分子系统学对菌株进行鉴定，并用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱测试分析该菌株在光电子作用下生长情况以及蛋白质、腐殖酸等代谢产物的变化。结果显示，从土壤中筛选出一株对光电子具有较强响应效果的菌株Y-5，经鉴定为粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）。该菌株在1/10底物浓度中由于营养丰富光电子作用并不明显，在1/50，1/100较低底物浓度中营养贫乏，光电子作用加速了该菌生长速率，代谢产物蛋白质、腐殖酸也相应增加。从土壤筛选得到的光电子响应微生物菌株粪产碱杆菌，光电子能促进其生长代谢。该方法在定向筛选光电子响应的菌株方面具有一定的可行性。

枯草芽胞杆菌B006产表面活性素的培养条件优化

王军强, 王连国, 郭荣君, 马桂珍, 李世东

2017, 33(4): 214-221. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.028

摘要 ( 270 )

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芽胞杆菌产生的环脂肽类生物表面活性素surfactin具有重要抗菌、促进生物膜形成等功能,其含量和同系物组分构成影响其功能。为了提高芽胞杆菌B006产生表面活性素的产量,通过单因素实验和正交实验,测定了碳源、氮源和无机盐等营养物质及接种量、培养时间、装液量和初始pH值对芽胞杆菌B006摇瓶发酵产生表面活性素的影响;采用排油圈法测定发酵液中表面活性素的产量,采用HPLC-MS方法比较培养基优化前后surfactin的产量和组分含量。结果表明,适合芽胞杆菌B006摇瓶发酵产生表面活性素的培养基组成为：牛肉膏10 g/L 、玉米粉15 g/L、硝酸铵3 g/L 和氯化钠3 g/L;适合的培养条件为：初始pH值7.0、接种量10%、装液量60 mL/500 mL,发酵周期64 h。优化后surfactin的产量约为314.73 mg/L,比优化前提高了74.88%;surfactin各组分比例发生改变,其中C16和C17组分的含量明显提高,为优化前相应组分含量的1.64和8.34倍。优化的培养基组分和培养条件可明显提高芽胞杆菌B006菌株产生surfactin的产量,改变surfactin同系物组分的构成,为利用芽胞杆菌B006进行高活性表面活性素的工业生产和代谢调控研究奠定了基础。

S. suis 2 中国强毒株烯醇化酶 Enolase 基因的分子克隆及蛋白生物功能研究

孙雯, 郑峰

2017, 33(4): 222-230. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.029

摘要 ( 269 )

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对中国强毒株 S. suis 2 烯醇化酶 Enolase 进行克隆表达、定位分析、酶活性检测及免疫相关功能研究,探讨 Enolase 在 S.suis 2 致病中的作用。基于 S. suis 2 05ZYH33 全基因组测序,对 Enolase 编码基因进行生物信息学分析。构建 pET32a∷eno 重组表达质粒,转化入 E. coli BL21 中诱导表达,利用 His-Beads 和 FPLC 纯化后获得 Enolase 重组蛋白。对纯化后的 Enolase 进行酶活性检测,鉴定其糖代谢功能。然后利用 FCM 分析 Enolase 在 S. suis 2 的定位情况,最后通过外周血单核细胞 MTT 实验检测 Enolase 对 PBMCs 活性的影响。同源性分析发现 S. suis 2 eno 与多种细菌中 eno 高度同源。SignalP 和 TMHMM 分析发现 Enolase 没有信号肽也没有跨膜区。eno 分子克隆并测序显示长度为 1 308 bp。重组质粒经诱导表达并纯化后,获得 75 kD 的 Enolase 蛋白。纯化的重组 Enolase 有将 2-PEG 转化成 PEP 的能力。FCM 分析表明 Enolase 也存在于细菌表面。MTT 测试表明 Enolase 能够引发 PBMCs 活性的下降。Enolase 不仅在 S.suis 2 体内参与基础代谢活动,同时也存在于 S.suis 2 表面,可能通过破坏单核细胞参与感染过程。

溴化呋喃酮对鳗弧菌群体感应调控行为的抑制研究

潘玉荣, 张彩丽, 朱素芹, 曾名湧

2017, 33(4): 231-237. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.030

摘要 ( 224 )

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以群体感应抑制剂—溴化呋喃酮为研究对象,探究其对鳗弧菌群体感应相关基因和致病因子的抑制作用。利用荧光定量PCR检测亚抑菌浓度溴化呋喃酮对鳗弧菌vanI/R和 luxS基因表达量的影响,利用鞭毛染色观察溴化呋喃酮对鳗弧菌生物膜以及鞭毛形成的作用,通过平板扩散法检测溴化呋喃酮对鳗弧菌胞外酶的作用。结果表明,溴化呋喃酮能够显著抑制鳗弧菌vanI和luxS基因的表达量,溴化呋喃酮能够降低鳗弧菌分泌蛋白酶和明胶酶能力,能抑制鞭毛生长和生物膜的形成并降低其运动能力。

利用响应面法优化巴卡亭III生成10-DAB的工艺条件

朱凤芝, 程赪, 刘祥胜, 张昆, 王立爽, 王敏, 骆健美

2017, 33(4): 238-246. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.031

摘要 ( 281 )

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10-脱乙酰基巴卡亭III（10-DAB）是紫杉烷类抗肿瘤药物多烯紫杉醇的前体物质。采用响应面法优化成团泛菌P2-A-8转化巴卡亭III生成10-DAB的工艺条件。利用Box-Behnken试验和方差分析,从菌体培养时间、菌体浓度OD₆₀₀、底物终浓度、转化温度、转化时间5个方面优化成团泛菌P2-A-8转化巴卡亭III生成10-DAB的工艺条件。结果表明,获得最佳转化工艺条件为：菌体经过二级培养12 h,转接后调节初始OD₆₀₀为3.0,此时,加入溶解于甲醇的巴卡亭III溶液,使其终浓度为0.007 mg/mL,32℃,200 r/min下转化4 d,此时10-DAB的生成率达到24.5%,比优化前提高了446.8%。实验结果表明,响应面法优化成团泛菌P2-A-8转化巴卡亭III生成10-DAB的工艺条件合理可行。该研究成果对于多烯紫杉醇生物合成具有重要的应用价值。

重组毒素rCCK_96-104PE38靶向结肠癌生物特性研究

张嵩, 柳溪林, 李萌, 常江, 高世奇, 胡盼, 柳增善

2017, 33(4): 247-252. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.04.032

摘要 ( 213 )

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旨在原核表达并纯化新型重组毒素rCCK_96-104PE38,验证其对结肠癌细胞的靶向杀伤作用。使用基因扩增技术将反向编译的胆囊收缩素CCK_96-104与绿脓杆菌外毒素PE38融合,构建原核表达载体。利用Ni-NTA亲和层析进行纯化。通过结肠癌细胞体外杀伤实验以及结肠癌裸鼠模型的治疗验证rCCK_96-104PE38的抗肿瘤能力。结果显示,扩增出的rCCK_96-104PE38序列正确,成功利用pET-28a原核表达系统实现了活性表达。纯化后的重组蛋白能够在体外诱导结肠癌细胞凋亡,并能抑制裸鼠模型体内的肿瘤生长。成功制备高纯度、无标签的rCCK_96-104PE38重组免疫毒素,体内、体外实验证实其具有抑制结肠癌的能力。

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