生物技术通报

大豆对菲胁迫的生理响应及耐菲机理研究

杨丹, 王罡, 王戊腾, 樊亚君, 肖薇薇, 张思琪, 李倩, 季静

2020, 36(10): 1-7. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1167

摘要 ( 409 )

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为了探讨菲胁迫下植物的生理反应及耐受机制,以大豆为供试材料,采用叶片喷施试验,分别从表型、生物量、氧化损伤以及抗氧化酶活性等方面研究不同浓度菲处理对大豆幼苗生长的影响。结果表明：低浓度菲（≤50 μmol/L）能够增加叶片生物量,提高叶绿素及类胡萝卜素含量。同时,幼苗叶片中的丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、脯氨酸含量,超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性以及过氧化物酶（Peroxidase,POD）的活性明显高于对照组。在高浓度菲（75-100 μmol/L）处理下,MDA含量继续增大,大豆幼苗的生物量、叶绿素含量、渗透胁迫物质含量及SOD活性都受到抑制,而叶片中的类胡萝卜素含量及POD活性较高。以上结果表明,植物通过提高SOD和POD活性,以及类胡萝卜素和渗透胁迫物质含量来减轻叶片施用菲对植物生物量、叶绿素含量及氧化胁迫的影响。此外,POD和类胡萝卜素在高浓度菲胁迫下仍保持较高水平,说明它们在菲胁迫中起到较为稳定的作用。

交替呼吸途径在油菜素内酯调控本氏烟响应高温胁迫中的作用研究

张瑞平, 杨峰, 陈乐章, 邓星光, 张大伟

2020, 36(10): 8-14. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0591

摘要 ( 356 )

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油菜素内酯（Brassinosteroids,BRs）属于甾醇类植物激素,它在植物生长发育及响应逆境过程中发挥着重要作用。然而,目前关于BR与线粒体之间的联系及逆境下BR调控线粒体的信号机制还不是很清楚。本研究探究了线粒体交替呼吸途径在BR调控本氏烟对高温胁迫耐受性中的作用。外施BR能够提高本氏烟对高温胁迫的抗性,同时显著诱导植株交替呼吸途径及上调NbAOX1转录水平。通过化学药剂处理抑制交替呼吸途径或病毒诱导的基因沉默技术抑制NbAOX1表达后,BR诱导的耐热性受到抑制。研究结果证明BR激活的交替呼吸途径能避免植物在高温逆境下积累过量的活性氧以及保护植物光系统在逆境下的正常功能。

大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1激活本生烟促分裂原活化蛋白激酶MAPK

贾丰莲, 李泽, 梁颖博, 李广悦, 杨秀芬

2020, 36(10): 15-24. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0230

摘要 ( 445 )

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激活植物免疫系统、提高植物自身抗性是植物病害绿色防控的重要途径之一。促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）是植物免疫系统的重要防御信号传导途径。为了探讨大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1诱导植物广谱抗病性的分子机制,前期利用转录组测序（RNA-Seq）技术获得了本生烟响应PevD1诱导的差异表达基因,其中大量基因显著富集在MAPK通路上。本研究对这些差异表达基因进行了功能分类并进一步分析,发现这些基因涉及的功能十分广泛,包括参与植物识别的蛋白激酶（LRR-RLK）、调控基因表达的转录因子家族（WRKY和ERF）、与抗病相关的几丁质酶基因、参与钙离子信号传递的钙调蛋白（Calmodulin）、调控活性氧（Reactive oxygen species,ROS）产生的呼吸爆发氧化酶（Rboh）和清除ROS的过氧化氢酶（Catalase）等。从富集在MAPK通路中的差异表达基因中选出10个基因进行了qPCR验证,转录表达模式与转录组测序结果一致。用特异性磷酸化位点抗体杂交技术验证了PevD1激活了本生烟的MAPK,即水杨酸诱导的蛋白激酶SIPK和伤诱导的WIPK被激活。

大豆疫病拮抗菌的筛选及促生抗病作用研究

张鸿雁, 高擎, 张琳园, 林国莉, 李如莲

2020, 36(10): 25-31. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0092

摘要 ( 371 )

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为筛选对大豆疫病有拮抗作用的菌株,以疫病病原菌大豆疫霉Phytophthora sojae为供试病原菌,以大豆根际微生物为材料,采用琼脂块法和生长速率法进行拮抗菌分离,获得了对病原菌有明显拮抗效果的放线菌XS1-5。经形态学指标、理化指标和分子生物学指标鉴定为白孢链霉菌（Streptomyces albosporeus）。利用不同浓度拮抗菌XS1-5孢子进行大豆种子包衣试验,结果表明,拮抗菌XS1-5促进大豆生长,提高叶片叶绿素含量、根系活力,增加叶片和根系保护性酶活性。XS1-5孢子浓度为1.0×10⁸ CFU/g包衣后,大豆株高、根长、地上鲜重和地下鲜重分别增加19.92%、28.26%、87.40%和34.51%,叶绿素a（Ca）含量（7.53 mg/L）比对照增加50.6%,根系活力（685.41 μg/g·h）为对照的2.4倍。同时大豆叶片CAT、SOD和POD活力分别增加158.86%、459.71%和135.45%。本研究筛选的拮抗菌XS1-5对大豆有一定的促生抗病作用。

结缕草响应立枯丝核菌侵染的SA合成途径鉴定

宿强, 左慧, 晁跃辉, 曾会明

2020, 36(10): 32-39. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0103

摘要 ( 390 )

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为揭示立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）侵染条件下结缕草（Zoysia japonica）中水杨酸（SA）合成的主要途径,通过同源比对法识别关键调控基因,依据病程下的转录模式鉴定响应通路,测试SA浓度及苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性验证表达效果。ZjPAL1-ZjPAL5作为典型PAL等位基因,对应Unigene于根部发病后呈现持续上调,在转录水平积极响应侵染。异分支酸合成酶基因中仅监测到ZjICS1表达,且丰度始终不足ZjPAL1-ZjPAL5的10％,并随侵染加深趋于下调。菌丝体侵入根部内皮层后引起PAL活性严重减弱,伴随其减弱程度加剧,途径终产物SA浓度的下降也加快;但同时在尚未感染的叶片中SA浓度却随PAL活性提升保持高水平。PAL基因调控的苯丙氨酸途径是R. solani侵染下结缕草SA合成主导途径,响应强度随侵染深入而增强,PAL活性下降会显著降低SA水平。

五指山猪与长白猪骨骼肌miRNA转录组比较分析

孙瑞萍, 王峰, 晁哲, 刘海隆, 邢漫萍, 刘圈炜, 郑心力, 黄丽丽, 魏立民

2020, 36(10): 40-48. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0137

摘要 ( 361 )

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为研究microRNA（miRNA）在五指山猪和长白猪肌肉发育过程中的差异及其对骨骼肌发育转录后调控的影响,以8月龄的五指山猪和长白猪背最长肌为材料,通过Solexa测序技术结合生物信息学筛选与骨骼肌发育相关的差异miRNAs。结果从2个文库中共鉴定获得311种己知的猪miRNAs,五指山猪和长白猪分别鉴定出300和293个已知miRNAs,同时分别发现了96和79新的miRNAs。筛选到的17个差异的miRNAs中有15个miRNAs在五指山猪背肌中表达量显著下调,2个miRNAs表达量显著上调。这些差异miRNAs靶基因预测共靶向574个基因,富集到30个差异显著生物学通路（P<0.05）,其中富集到胰岛素信号通路的miRNAs有5个（ssc-miR-362,ssc-miR-455-3p,ssc-miR-497,ssc-miR-499-5p和ssc-miR-874）。本研究从miRNA层面揭示了8月龄五指山猪和长白猪骨骼肌生长发育的差异,为进一步研究骨骼肌生长发育的分子机理提供基础数据。

肠道微生物对仔猪胆汁酸谱及胆汁酸代谢的影响

李梦颖, 周华, 丁玉春, 刘作华, 孙静, 李周权

2020, 36(10): 49-61. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0269

摘要 ( 537 )

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旨在研究肠道微生物对仔猪肝脏、空肠内容物和粪便胆汁酸谱及仔猪胆汁酸代谢的影响。随机选择无菌剖腹产所得仔猪11头,分为无菌猪组（GF组,5头）和粪菌移植组（FMT组,6头）。GF组始终保持无菌状态,FMT组在7日龄时口服植入健康猪源粪菌。42日龄时,采集肝脏组织、空肠内容物、新鲜粪便用于胆汁酸定量,肝脏组织与空肠组织进行胆汁酸代谢相关基因定量。结果表明：相比于GF组,FMT组仔猪粪便中的总胆汁酸水平显著高于GF组（P<0.01）;FMT仔猪空肠内容物和粪便中次级胆汁酸占总胆汁酸的比例显著高于GF仔猪（P<0.05）,肝脏中也发现同样的趋势（P<0.05）;相比于GF仔猪,FMT仔猪肝脏中CYP7A1、BAT、FXR等与胆汁酸合成、结合与转运相关基因的下调,肠道中转运蛋白MRP2基因表达上调。由此可见,肠道微生物的转入与定植不仅能够增加仔猪胆汁酸的排泄,提高次级胆汁酸占比,改变仔猪胆汁酸谱,而且还影响胆汁酸的肝肠循环过程。

支持高密度BHK-21细胞培养和高产FMD病毒的无血清培养基开发与优化

陈敏, 刘旭平, 赵亮

2020, 36(10): 62-71. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0343

摘要 ( 722 )

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优化无血清培养基,以实现BHK-21悬浮细胞的超高密度生长和口蹄疫病毒高效扩增。依据BHK-21细胞的代谢特点和动力学分析识别无血清培养基中的关键营养成分,优化组分浓度,对比优化前后细胞的生长和产毒能力,并在生物反应器中验证。优化后的无血清培养基支持批培养模式下最高活细胞密度达到1.78×10⁷cells/mL,代谢副产物积累的情况得到改善;口蹄疫病毒TCID₅₀与含低比例血清的培养基相比具有相似水平,约为7.25 lgTCID₅₀/0.1mL;146s含量与低血清培养基相比提高50.7%,达到15.6 μg/mL。以细胞的生长需求和代谢规律为基础,优化营养成分和降低代谢副产物积累能有效解除“细胞密度效应”,实现超高细胞密度接毒和高产口蹄疫病毒。

生产禽流感病毒的悬浮MDCK细胞稳定性的研究

白春丽, 叶倩, 姬阿美, 刘旭平, 张旭, 刘志亮, 朱明龙, 赵亮, 谭文松

2020, 36(10): 72-79. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0434

摘要 ( 430 )

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旨为研究悬浮MDCK细胞在长期传代过程中细胞生长稳定性与病毒生产稳定性。以悬浮MDCK细胞为研究对象,通过对该细胞进行了长达200多天的传代培养,考察了传代过程中各代次细胞的生长情况以及对H9N2禽流感病毒的生产能力差异;探究了不同培养基稀释比例和MOI等工艺参数条件对长期传代的悬浮MDCK细胞生产H9N2禽流感病毒过程的影响关系;另外,从ROS水平和细胞周期两方面,研究了高低代次细胞的病毒生产能力差异的内在原因。结果显示,各代次悬浮MDCK细胞形态相似,细胞生长能力无显著性差异,表明该细胞在长期传代过程中细胞生长稳定性良好。但HA滴度随细胞代次的增加而增加,最高代次细胞（P111）的病毒滴度较最低代次细胞（P1）约高0.5 Log₂HAU/100 μL;P111细胞在不同工艺下病毒产量均高于P1细胞,表明了该细胞长期传代后病毒生产能力略有提高。最后,研究发现,与P1相比,P111胞内ROS水平较低并且G0/G1期细胞的比例较高,此现象可能是高代次细胞产量提高的原因。

稻曲病菌菌株GZ-14-07中携带的全病毒基因组特征研究

张婷婷, 滕丽, 蔡小姚, 龙慧, 李升愉, 刘红美

2020, 36(10): 80-87. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0479

摘要 ( 402 )

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稻曲病菌是引起真菌类病害水稻稻曲病的病原。从稻曲病菌菌株GZ-14-07中分离到一株真菌病毒,命名为Ustilaginoidea virens RNA virus 6（UvRV6）,对其进行了序列分析。通过CF-11纤维素粉法提取菌株GZ-14-07中的真菌病毒UvRV6,采用随机引物扩增法获得UvRV6的全长基因组序列,使用DNAMAN、BlastP和MEGA等软件对UvRV6的全长序列进行拼接、比对和系统进化树分析。研究发现UvRV6全基因组长度为5 043个碱基,GC为48.8%,UvRV6基因组序列中存在两个开放阅读框（ORF1和ORF2）,ORF1长2 280个碱基,编码760个氨基酸（79.6 kD）,ORF2长2 385个碱基,编码830个氨基酸（91.5 kD）。ORF1和ORF2编码的蛋白,分别与全病毒科维多利亚属真菌病毒成员的衣壳蛋白和依赖于RNA的RNA聚合酶显著出较高的相似性。另外,UvRV6的ORF1和ORF2之间有一个AUGA序列,在AUGA序列上游存在一段能形成一个H型的假节序列,这两个序列元件的存在使UvRV6两个开放阅读框（ORF1和ORF2）能通过翻译终止后又重新启动翻译的机制,融合成一个大的开放阅读框。最后,通过UvRV6和其他全病毒科成员的依赖于RNA的RNA聚合酶蛋白序列构建的系统进化树分析得出,UvRV6与属于全病毒科维多利亚属的成员聚集成一簇。明确了UvRV6属于全病毒科维多利亚属的新成员。

凝结芽孢杆菌次级代谢挖掘与泛基因组分析

钱文江, 汪步青, 李葳茜, 杨雪苗, 刘洪伟, 张丽萍

2020, 36(10): 88-98. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0097

摘要 ( 429 )

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为进一步加深对凝结芽孢杆菌基因组的了解,同时探索其次级代谢通路。从NCBI数据库中获得33个凝结芽孢杆菌的基因组,利用泛基因组分析软件和次级代谢产物挖掘软件对其进行分析。得到33株凝结芽孢杆菌的基因组大小在2.059 47-3.694 84 Mbp之间,GC含量范围为46.2%-47.5%。对11株有完整基因组的凝结芽孢杆菌进行泛基因组分析,发现其泛基因组含有5 899个基因家族,核心基因组由2 152个基因家族组成,并鉴定出2 255个特有基因。通过次级代谢产物合成基因簇分析,33个凝结芽孢杆菌基因组中发现有8类、79个次级代谢基因簇,主要的合成基因簇是细菌素、内酯和糖类。通过本研究预测出凝结芽孢杆菌的泛基因组和核心基因组大小及其次级代谢产物,有助于了解凝结芽孢杆菌,更好地利用该菌株提供相关信息。

一株能够降解聚乙烯的霍氏肠杆菌的鉴定及分析

高超, 郝孔利, 赵宇婷, 毛樱翔, 池明眼, 张杰

2020, 36(10): 99-104. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0246

摘要 ( 429 )

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随着现代工农业的发展,聚乙烯塑料产品因性能优异而被广泛使用。由于这些塑料产品分子量大,疏水性强,并且缺少可被微生物酶系统利用的官能团,所以在自然环境中的降解非常缓慢,造成了严重的环境问题。从印度谷螟[Plodia interpunctella（Hübener）]幼虫肠道中分离出的1株能够降解聚乙烯的细菌,并将其命名为LB-1,结合形态学、生理生化特性及分子生物学测定将其鉴定为霍氏肠杆菌（Enterobacter hormaechei）。以聚乙烯膜为唯一碳源培养该菌60 d后,通过接触角测定仪、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、气质联用仪（GC-MS）等手段分析表明：聚乙烯出现表面疏水性变小、表面形貌发生变化、表面有被氧化产生的-C=O-官能团,以及重量损失和可溶性产物的产生的现象,证明了LB-1可以降解聚乙烯。该研究旨为霍氏肠杆菌降解聚乙烯奠定理论基础,以及为聚乙烯污染问题提供一个绿色途径。

一株高效硫氧化菌的筛选及其对S^2-离子氧化途径的推测

张林义, 宋晨, 徐瑶瑶, 王嘉宁, 王进, 岳正波, 刘晓玲

2020, 36(10): 105-115. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0282

摘要 ( 422 )

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以S^2-离子为目标污染物,从北京东沙河黑臭水体中筛选分离得到一株具有高效S^2-氧化功能的土著微生物。对其进行16S rRNA测序鉴定,结果显示,该菌株属于柠檬酸杆菌属（Citrobacter）,命名为Citrobacter sp.sp1。菌株sp1的最适氧化条件为温度25℃,初始pH值7.0,初始葡萄糖浓度1.00 g/L和初始菌浓度1.00 g/L。在此最适条件下,菌株sp1对人工含硫废水中S^2-的氧化率达到97.1%。在整个S^2-氧化过程产生了S⁰、S₂O₃^2-、SO₃^2-、S₄O₆^2-和SO₄^2-这5种赋存形态的硫离子,且随着S^2-浓度的持续下降SO₄^2-浓度呈缓慢上升趋势。利用高通量测序技术推测菌株sp1通过副球菌硫氧化（Paracoccus sulfur oxidation,PSO）和副硫代硫酸盐代谢（S4 intermediate,S4I）这两条代谢途径将非稳定态的S^2-逐步转化为稳定态的SO₄^2-。在PSO途径中,一部分的S^2-氧化为S⁰,生成的S⁰继续氧化为SO₃^2-;而另一部分的S^2-则直接氧化为SO₃^2-,中间产物SO₃^2-通过直接氧化途径与间接氧化途径氧化为SO₄^2-。此外,在此途径中,S⁰亦可与SO₃^2-自发反应生成S₂O₃^2-,而S₂O₃^2-发生歧化反应重新释放出SO₃^2-和S⁰。在S4I途径中,一部分S₂O₃^2-转化为S₄O₆^2-;接着S₄O₆^2-被氧化为SO₄^2-。

四环素降解菌共培养体系构建及废水修复的群落分析

吴学玲, 周翔宇, 吴晓燕, 罗奎, 顾怡超, 周晗, 廖婉晴, 曾伟民

2020, 36(10): 116-126. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0232

摘要 ( 403 )

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含四环素废水在环境中广泛存在,由于其会造成抗性基因传播及人体耐药性等问题而备受关注。通过比较菌株对四环素的生物降解性能,明确地构建了以菌株Raoultella sp. XY-1及Pandoraea sp. XY-2为主体的共培养系统,并将该系统引入实际废水进行生物修复,观测污染物去除效率及群落变化。结果显示在含80 mg/L四环素的葡萄糖培养基中,共培养微生物10 d降解率达到80%以上。共培养微生物对真实四环素废水污染物去除效果良好,且高通量测序结果显示菌株Raoultella sp. XY-1成为优势菌。

耐盐碱溶磷菌Y2R2的分离鉴定及溶磷特性

杨海霞, 刘希旻, 潘奕臣, 赵香林, 黄海东

2020, 36(10): 127-134. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0236

摘要 ( 345 )

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为筛选适应滨海盐碱地环境条件的溶磷菌,从天津滨海新区盐碱土壤中分离得到1株耐盐碱溶磷菌Y2R2,多相分类鉴定结果表明其为盐单胞菌属（Halomonas）的一个新种。菌株Y2R2的生长温度范围为10-45℃,能够耐受pH 14和NaCl浓度15%的生长条件。在低于pH 13和NaCl浓度12%的条件下,菌株Y2R2具有较强的溶磷能力,在pH 8和NaCl浓度9%的无机磷培养基中,发酵48 h溶磷能力最高,达到247.6 mg/L。筛选到的菌株Y2R2为适应滨海盐碱地土壤和气候环境的土著微生物新种,具有较高的耐盐碱和溶磷能力,有望用于耐盐碱溶磷菌剂的开发。

高产阿魏酸酯酶菌株的筛选鉴定及其酶活测定条件优化

王祥锋, 汪乔, 袁慧君, 王丽

2020, 36(10): 135-141. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0304

摘要 ( 397 )

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通过透明圈初筛和固体发酵复筛从野外采集的和实验室保藏的共106株大型真菌菌株中筛选得到两株高产阿魏酸酯酶的菌株,经ITS序列测定结合子实体形态鉴定为一色齿毛菌（Cerrena unicolor）和血红密孔菌（Pycnoporus sanguineus）;以米糠为诱导培养基测定了两个菌株产阿魏酸酯酶的酶活曲线,并选取活性最高的粗酶液进行了酶活测定条件优化。结果表明：以米糠为诱导培养基时,一色齿毛菌和血红密孔菌的阿魏酸酯酶活性分别在第4天和第6天达到最高;经优化得出一色齿毛菌粗酶液的阿魏酸酯酶最适测定条件为40℃、反应时间25 min、添加30 μL粗酶液和400 μL阿魏酸甲酯溶液,血红密孔菌粗酶液的最适测条件为30℃、反应时间35 min、添加20 μL粗酶液和400 μL阿魏酸甲酯溶液。

σ Factor SigW/Anti-σ Factor RsiW参与东湖假单胞菌HYS对秀丽隐杆线虫毒性作用

伍婷婷, 桂哲, 秦迎秋, 谢志雄

2020, 36(10): 142-149. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0106

摘要 ( 346 )

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东湖假单胞菌HYS对秀丽隐杆线虫具有较强毒性,但机制尚不完全了解。本研究旨在探究东湖假单胞菌HYS中σ因子SigW与反σ因子RsiW在其对秀丽隐杆线虫毒性中的作用。通过对东湖假单胞菌HYS减毒突变株突变位点序列进行生物信息分析,构建目的基因敲除突变株,借助酵母双杂交、荧光定量PCR以及假单胞菌-秀丽隐杆线虫互作等研究方法进行相关基因蛋白功能验证。结果发现：（1）基因rsiW与东湖假单胞菌HYS菌株对秀丽隐杆线虫毒性相关;（2）RsiW与基因组上邻近的SigW（σ²⁴）是一对σ因子与反σ因子,在蛋白水平存在互作;（3）RsiW与SigW互作参与东湖假单胞菌HYS对秀丽隐杆线虫毒性作用且存在一定的剂量效应,即SigW表达相对较强时,存在减毒效应。该研究发现一对σ因子与反σ因子（SigW/RsiW）参与东湖假单胞菌HYS对秀丽隐杆线虫的毒性作用,为深入探讨假单胞菌毒力因子调控机制提供了新线索和思路。

生物素对发酵过程中MscCG外排L-谷氨酸的影响

聂志华, 朱蕾蕾

2020, 36(10): 150-155. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0003

摘要 ( 387 )

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谷氨酸棒杆菌发酵产生的谷氨酸主要是通过外排蛋白在细胞膜拉伸时打开通道从而将谷氨酸排至胞外。由于培养基中的生物素会影响细胞膜成分从而影响膜张力,因此生物素的浓度会间接影响谷氨酸外排蛋白的能力和胞外谷氨酸的积累量。研究表达谷氨酸外排蛋白 MscCG对谷氨酸棒杆菌发酵生产L-谷氨酸的影响,并利用 M2P BioLector微型生物反应器在线检测发酵过程中的生物量、溶氧及pH的变化。结果表明,生物素对MscCG外排谷氨酸影响很大,0.5 μg/L生物素是本实验条件下的亚适量,在此生物素浓度下外排蛋白 MscCG排出谷氨酸的量达到最高;低于亚适量,菌体生长速度缓慢从而谷氨酸产量降低;高于亚适量,菌体生长速度快但谷氨酸浓度低,发酵液中溶氧缺乏导致乳酸积累。因此,发酵过程中需综合考虑对生物素浓度、溶氧及pH值的动态控制,以期达到谷氨酸发酵的最高水平。

六株红酵母抗氧化活性的研究

王悦, 欧阳丹, 汤伟, 刘仕博, 顾燕, 何增国

2020, 36(10): 156-164. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0406

摘要 ( 412 )

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红酵母来源广泛,具有较强的环境耐受性,在水产养殖中抗氧化应用效果良好。为了深入探究红酵母的抗氧化活性,从海洋和陆地中筛选出6株红酵母（LW1-LW6）,测定其总类胡萝卜素含量和H₂O₂耐受能力,还通过测定还原力、清除自由基能力、总抗氧化能力（T-AOC）及超氧化物歧化酶（SOD）能力来综合评估6株红酵母3种组分的抗氧化能力。结果表明,6株红酵母类胡萝卜素含量为117.78-162.91 μg/g,且具有极强的H₂O₂耐受能力,高达9 mmol/L。6株菌还原力大小为发酵上清液>色素提取物>完整细胞;DPPH·（二苯代苦味肼基自由基）清除率大小为完整细胞>发酵上清液>色素提取物;完整细胞和色素提取物对性·OH清除率没有明显差别,但均高于发酵上清液的水OH清除率。另外,菌株LW3和LW5的发酵上清液和完整细胞均具有T-AOC和SOD活性,且LW3活性大于LW5。通过不同手段系统地研究了红酵母的抗氧化活性,揭示所试6株红酵母的应用潜力。

内含子编码蛋白Mg²⁺结合位点功能分析及验证

崔古贞, 陈相好, 洪伟, 张峥嵘, 綦廷娜, 陈峥宏

2020, 36(10): 165-172. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0012

摘要 ( 358 )

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旨为筛选并构建II型内含子编码蛋白Mg²⁺结合位点突变体,验证该位点突变对II型内含子“归巢”效率的影响。利用生物信息学技术筛选关键位点,利用定点突变技术构建突变体,利用Targetron及蓝白斑计数法验证其“归巢”效率。结果显示,筛选到D308和D309两个位点是II型内含子编码蛋白Mg²⁺结合的核心催化位点,并成功构建该位点的三种突变体,包括两个单点突变体（D308A和D309A）和一个双点突变体（D308A/D309A）,大肠杆菌体内实验结果表明,三种突变体均完全失活了II型内含子的“归巢”功能。证实了II型内含子编码蛋白Mg²⁺结合位点是其发挥功能的核心催化位点。

植物Hsp90s与耐热性关系的研究进展

汤佳乐, 徐海, 苑平, 何科佳, 王仁才, 卜范文

2020, 36(10): 173-179. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0264

摘要 ( 465 )

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植物热激蛋白90（Heat shock protein 90,Hsp90s）是普遍存在和高度保守的一类热激蛋白基因家族。在热胁迫条件下,Hsp90s在协助蛋白质折叠、细胞内转运、维持和降解以及促进细胞信号传导方面发挥重要作用。近年来,植物Hsp90s在高温胁迫下的产生、分类与定位和基因表达的调控及生物学功能等方面的研究取得较大进展。系统综述了植物Hsp90s结构和Hsp90s与植物耐热性的研究进展,以期为基因工程方法改良作物耐热性提供参考。

植物Dof基因结构特点及功能研究进展

刘俊, 金钰, 吴耀松, 刘燕, 王文彬, 任闪闪, 刁松锋, 陈玉龙

2020, 36(10): 180-190. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0112

摘要 ( 709 )

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DNA结合单锌指（DNA binding with one zinc finger,Dof）蛋白是由多基因共同编码的只在植物中存在的一类转录因子,其N-末端含有高度保守的由52个氨基酸残基组成的C2-C2型单锌指结构域,可以与DNA和蛋白质结合并相互作用;C-末端是特异转录调控结构域,因其序列具有多变性,导致Dof基因功能的多样性。随着基因组学和生物信息学的发展,近年来已有多个物种的Dof蛋白相继被报道出来。Dof基因主要参与植物的生长发育、碳氮代谢、非生物胁迫及开花调控等生物学过程。综述了植物Dof转录因子的结构特性、已经报道的Dof基因数目及生物学功能,在此基础上讨论了毛竹开花研究存在的问题,并提出未来的展望,以期为进一步研究Dof转录因子提供参考。

苔藓植物响应重金属胁迫的研究进展

陈璇, 刘祥龙, 唐婷

2020, 36(10): 191-199. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0385

摘要 ( 559 )

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随着人类活动加剧,重金属污染形势越来越严峻,重金属污染土壤的植物修复技术由于其成本低、环境友好且修复效率高等优点已然成为研究热点,然而此领域研究基本集中在被子植物。苔藓植物叶片仅单层细胞构成,角质层不发达但相对体表面积较大,有较好的静电吸附能力,其特殊生理构造和发育过程决定了其对环境重金属胁迫具有超强适应性。综述了重金属胁迫对苔藓植物的影响以及苔藓植物在各个水平对重金属胁迫的响应,并提出了苔藓植物在耐重金属胁迫机制上与其他陆生高等植物具有保守性,以期为重金属污染地区进行生态修复提供理想材料和生物监测方法。

番茄颈腐根腐病的发生及其防治研究进展

杜建峰, 吴伟, 张晓英, 李洋, 丁新华

2020, 36(10): 200-206. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0260

摘要 ( 685 )

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番茄颈腐根腐病是近年来冬春大棚番茄上发病最严重的土传病害之一,其由尖孢镰刀菌 FORL所引起,该病害给我国的番茄生产造成了极大的损失。尖孢镰刀菌 FORL与番茄枯萎病菌为同种尖孢镰刀菌的不同专化型,但其比仅侵染番茄的番茄枯萎病菌的寄主范围更广、危害性更大。综述了番茄颈腐根腐病的发生、病原菌形态学和检测方法、发病规律及其防治研究进展,并对番茄颈腐根腐病的研究进行了展望,以期为我国番茄颈腐根腐病防治提供有益的参考。

蛋氨酸调控畜禽氧化应激的研究进展

刘融, 崔凯, 白福恒, 刁其玉

2020, 36(10): 207-214. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0271

摘要 ( 409 )

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蛋氨酸是畜禽必需的氨基酸,在机体中具有广泛而重要的生物学功能。近年来研究表明,限制饮食中的蛋氨酸（MetR）可产生许多生理效应,如延长寿命、预防代谢性疾病和参与调节炎症性疾病。作为评价机体健康水平的重要指标,氧化应激得到越来越多的关注。大量研究证实了MetR对机体氧化应激的正面效应,MetR可通过减少线粒体活性氧产生、调控关键信号通路以及改变miRNAs表达等方式参与氧化应激的调控,从而对畜禽健康产生广泛的影响。围绕MetR对畜禽氧化应激的影响,重点阐述了MetR与氧化应激相关的分子机制。

核糖体肽生物合成中的典型翻译后修饰研究

汪金秀, 张琪, 丁伟, 陈拓

2020, 36(10): 215-225. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0136

摘要 ( 959 )

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核糖体肽类天然产物（RiPPs）是由核糖体合成,经由翻译后修饰得到的一大类天然产物,具有广泛的结构和生物活性多样性。综述了核糖体肽的类别及种类众多的翻译后修饰机理,探讨了翻译后修饰对结构多样性的意义,并对生物信息学背景下利用基因组挖掘技术来开发更多RiPPs做了展望。

PET水解酶的研究进展

石利霞, 高松枫, 朱蕾蕾

2020, 36(10): 226-236. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0336

摘要 ( 1221 )

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聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是目前广泛使用的塑料之一,其废弃物污染已成为全球性的环境问题之一。PET水解酶可在较温和条件下将PET水解为单体对苯二甲酸和乙二醇,利用酶法降解PET为解决“白色污染”问题提供了一种比较环保的可能性。主要从三维结构,催化机制及降解能力这3方面对4种PET水解酶：角质酶、PETase、脂肪酶及MHETase进行梳理总结,重点阐述了角质酶和PETase的分子改造进展,并对实现PET废弃物高效酶法降解的关键科学问题进行了展望,以期为开发更加高效的PET水解酶提供参考依据。

单细胞测序技术在微生物生态领域中的应用

王丹蕊, 沈文丽, 魏子艳, 王尚, 邓晔

2020, 36(10): 237-246. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0335

摘要 ( 709 )

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单细胞测序技术是指在单细胞水平上对核酸分子进行测序的技术。近年来,单细胞测序技术异军突起,成为分子生物学研究的热点,在医学、生物化学、生命科学等领域取得了卓越的成果,也成为了单细胞生态学的重要组成部分。单细胞测序与扩增子或宏基因组技术结合可以更准确地识别微生物物种,探究种群异质性,进一步研究特定物种的功能,获得稀有物种的完整基因组。简述了单细胞测序的产生及发展历程,重点介绍了细胞分离和基因组扩增的前沿技术,并详细论述了单细胞测序技术在微生物生态领域中的应用。

基于MDCK悬浮细胞灌注培养的流感病毒生产过程开发

吴熠潇, Thomas Bissinger, Yvonne Genzel, 刘旭平, Udo Reichl, 谭文松

2020, 36(10): 247-255. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-1228

摘要 ( 622 )

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为了提升用MDCK悬浮细胞培养生产流感疫苗的效率,克服目前存在的产能低下问题,以期满足日益增长的流感疫苗市场需求和提升应对大流行爆发的能力。通过病毒驯化、稀释流加条件下的细胞生长和产毒能力分析、Semi-perfusion中的细胞高密度培养可行性分析以及ATF灌注反应器过程验证完成过程开发。驯化的病毒加速了其在细胞内的感染扩增,且在稀释流加培养中获得（3.57±0.17）log₁₀（HAU/100 μL）的病毒滴度。Semi-perfusion可实现细胞高密度培养至40×10⁶ cells/mL以上,病毒产量达4 log₁₀（HAU/100 μL）以上,同时发现MOI和胰酶浓度对病毒的复制过程存在显著影响。在反应器中的ATF灌注培养过程得到了与Semi-perfusion相近的细胞密度及更高的病毒产量4.37 log₁₀（HAU/100 μL）,并且通过降温措施维持了高密度下的单细胞病毒产量,克服了“细胞密度效应”。建立了基于MDCK悬浮细胞ATF灌注培养的流感病毒生产平台,通过同时提高细胞密度和单细胞病毒产率提升了流感病毒的生产效率,为基于细胞培养的流感疫苗产业化生产提供了新选择。

一种脱氧雪腐镰刀菌烯醇制备工艺的研究

段佳琪, 李琲琲, 任杰, 邱德文, 李广悦

2020, 36(10): 256-262. doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2020-0325

摘要 ( 385 )

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脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）是镰刀菌属产生的一种真菌毒素,具有细胞毒性,可导致胚胎发育畸形,严重威胁人畜健康。为了获得大量的高纯度DON用于毒理学及脱毒研究,本研究开发了一种操作简单、经济高效的DON分离纯化方法：抽提：采用84%的乙腈水溶液从禾谷镰刀菌PH-1的大米培养物中提取DON获得DON粗毒素;净化：使用石油醚和饱和食盐水净化DON粗毒素;精制：使用乙酸乙酯：石油醚（1∶1,V/V）洗涤净化后的粗毒素,再利用乙酸乙酯和饱和食盐水之间的极性差异,通过液液分配的方式萃取DON,进一步去除杂质;纯化：使用制备型高效液相色谱纯化DON,获得DON纯品。该方法可以从每千克PH-1大米培养物中获得61.4 mg DON纯品,其优势是经过精制的DON纯度已经达到80%以上,可以满足常规研究的需求,如需通过制备液相色谱进一步纯化,可显著降低色谱柱损耗,降低经济成本。

2020, 36(10): 263-266.

摘要 ( 121 )

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