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当期目录

    2024年 第40卷 第12期    刊出日期:2024-12-26
    综述与专论
    植物脱落酸及其受体基因PYL9的作用研究进展
    陈应娥, 梁巧兰
    2024, 40(12):  1-11.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0494
    摘要 ( 163 )   HTML ( 22)   PDF (2221KB) ( 1025 )  
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    脱落酸(abscisic acid, ABA)是一种植物体生长发育所必需的植物激素,参与调节种子的萌发和休眠、根生长、气孔关闭、叶片衰老和脱落等重要过程。其功能的发挥主要是通过一系列信号转导来实现的,而其信号转导的第一步取决于与其受体的结合,PYR1类似蛋白9(PYR1-like protein 9,PYL9)作为其主要受体之一,位于ABA信号通路中的上游,在感应ABA信号后,通过抑制2C型蛋白磷酸酶(protein phosphatase 2C,PP2C)活性进而激活蛋白激酶(SNF2-related protein kinase,SnRK2)的活性,促进下游基因表达,开启ABA信号通路,通过影响植物体内脱落酸信号转导、细胞代谢、植物体内生理生化反应等发挥重要作用,来调控植物抗逆境胁迫和生长发育。本文主要从植物生长中ABA的调节作用、与不同激素信号间的相互作用、合成和代谢途径、信号转导组成及作用、脱落酸受体PYL9的结构、功能特征和PYL9在响应逆境胁迫中发挥的重要作用及其存在的问题等方面进行了综述,并对其应用前景进行了展望,以期为今后开展脱落酸受体基因PYL9功能的系统研究及其在植物抗病毒防御反应机理等方面提供理论依据。

    抗菌肽的数据库辅助设计
    邵长轩, 张少华, 邓浩然, 于伟康, 朱永杰, 单安山
    2024, 40(12):  12-19.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0277
    摘要 ( 81 )   HTML ( 5)   PDF (2691KB) ( 62 )  
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    抗菌肽(antimicrobial peptides, AMPs)是一类广泛存在于自然界,具有广谱抗菌活性的多肽类物质,其因独特的抗菌作用机制被视为传统抗生素的新型替代药物。近几十年来,研究人员在AMPs方向进行了大量工作,但AMPs的开发与应用仍然存在诸多限制,包括生物体内提取困难、生产成本高、全身细胞毒性和生理条件下的不稳定性。因此,研究者们以天然AMPs为模板进行衍生肽设计,以期开发出新的具有强效力和低毒性的AMPs药物。但试验性肽的设计及筛选过程复杂耗时、工作量大、迭代成本高。随着计算方法的不断进步,可公开访问的数据库提供了大量的AMPs数据。这些数据库为开发和构建新型抗菌药物提供了宝贵的资源。本文对现有的AMPs数据库和数据库辅助设计方法进行了综述,以期对AMPs的药物开发提供参考。

    变构转录因子生物传感器构建策略及在食品安全中的应用进展
    周子莹, 宋晓东, 刘洋儿, 吴一凡, 朱龙佼, 古东月, 何国庆, 李相阳, 许文涛
    2024, 40(12):  20-33.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0392
    摘要 ( 82 )   HTML ( 6)   PDF (3762KB) ( 54 )  
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    随着合成生物学的兴起,基于转录因子的生物传感器逐渐从体内传感过渡到体外传感。这类传感器以其高安全性、强稳定性、快速响应等特点,在各个检测领域发挥着作用,特别是在食品安全领域。目前,关于变构转录因子(aTF)生物传感器的综述多侧重于体内构建全细胞生物传感器。本文在汲取前人研究基础上,专注于探讨体外构建aTF生物传感器,例如利用无细胞转录翻译体系和兼容性缓冲液体系作为反应载体。本文详细综述了基于aTF体外生物传感器的构建策略及在食品安全检测中的应用进展。首先,系统阐述了aTF生物传感器的构建,包括aTF分子识别机制,等温扩增与CRISPR-Cas两种信号放大策略、光学与电化学两种信号输出方式,以及兼容性缓冲液和无细胞两种传感体系的运用。其次,重点总结了aTF生物传感器在检测重金属离子、农兽药残留、食品添加剂以及食源性病原体等食品污染物方面的应用进展。最后,深入探讨了aTF生物传感器所面临的挑战,展望其未来发展趋势,以期进一步拓展其在新领域的应用潜力。

    技术与方法
    不同玉米转化体通用PCR检测体系建立
    王晶, 张晓磊, 白玉, 盛宇欣, 关海涛, 温洪涛
    2024, 40(12):  34-44.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0361
    摘要 ( 74 )   HTML ( 5)   PDF (2977KB) ( 50 )  
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    【目的】为解决不同转化体扩增体系和反应条件不统一问题,建立通用PCR检测体系,进而提升转化体鉴定效率。【方法】通过收集国内外转基因材料的转化体特异性PCR鉴定方法,比较其扩增体系和反应条件的差异,选择其中使用频率最高的参数作为通用参数。利用不同玉米转基因材料,验证转化体特异性通用PCR定性检测方法。【结果】建立通用普通PCR扩增体系:总体积25.0 µL、25 mmol/L MgCl2溶液1.5 µL、2.5 mmol/L dNTPs混合溶液2.0 µL、靶标和内参上下游引物终浓度0.4 µmol/L、Taq DNA聚合酶0.025 U/µL、25 mg/L DNA模板2.0 µL,LOD 0.1%;反应条件:94℃预变性5 min、94℃变性30 s、58℃退火30 s,72℃延伸30 s、共进行35次循环、72℃终延伸7 min。通用实时荧光PCR定性鉴定扩增体系:总体积20.0 µL、25 mmol/L MgCl2溶液2.0 µL、dNTPs混合溶液(各2.5 mmol/L)1.6 µL、靶标和内参上下游引物和探针终浓度0.4 µmol/L、Taq DNA聚合酶0.04 U/µL、25 mg/L DNA模板2.5 µL,LOD 0.1%;反应条件为95℃预变性5 min、95℃起始变性15 s、60℃退火延伸60 s、40个循环。【结论】不同转化体材料可以利用本研究建立的通用PCR扩增体系和反应条件进行检测。

    转基因玉米浙大瑞丰8特异性定性PCR检测方法研究
    田锦, 张月秋, 张华, 陈子言, 田璐, 王颢潜, 高芳瑞, 梁晋刚, 陈红
    2024, 40(12):  45-52.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0324
    摘要 ( 85 )   HTML ( 8)   PDF (5394KB) ( 53 )  
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    【目的】浙大瑞丰8是杭州瑞丰生物科技有限公司开发的抗虫转基因玉米,于2021年12月获得生产应用安全证书。研究浙大瑞丰8的特异性PCR检测方法,为市场监管和产业化推广提供技术支持。【方法】以浙大瑞丰8转化体外源基因插入端侧翼序列为靶标,在5'端(右侧翼)和3'端(左侧翼)分别设计特异性引物,以与玉米内标准基因zSSIIb一致的标准反应体系和反应程序,对左侧翼和右侧翼各20对引物进行了筛选,得到了特异性高、稳定性好的候选引物,通过改变退火温度和引物浓度这两个关键参数,初步建立了浙大瑞丰8转化体PCR检测方法。【结果】 筛选到的浙大瑞丰8 PCR扩增引物RF 8-RB-R4/F1可特异性扩增目标片段265 bp,建立了与玉米内标准基因zSSIIb一致的标准反应体系和反应程序,实现了批量检测的高通量。【结论】建立的特异性定性PCR检测方法稳定性及适应性好,对拷贝数分数为0.1%(约20个拷贝)能稳定检出,可精准、特异地检测出浙大瑞丰8转化体。

    基于ITS Sanger测序的香蕉杂交和自交后代的鉴定
    曾鸿运, 许林兵, 吴元立, 黄秉智
    2024, 40(12):  53-60.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0501
    摘要 ( 63 )   HTML ( 8)   PDF (4926KB) ( 88 )  
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    【目的】以核糖体内部转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)为分子标记,鉴定新创制的杂交和自交香蕉子代,为香蕉育种和遗传研究奠定基础。【方法】提取亲本及其疑似后代的DNA,PCR扩增和Sanger测序,利用软件“DNAMAN”和“SnapGene”进行序列比对,分析ITS的多态性,从而确定杂交和自交后代。当疑似子代植株的ITS序列与亲本相比,在一个或多个碱基位点上显示出差异时,该植株被归类为阳性植株;反之,若未发现此类差异,则判定其为假阳性植株。【结果】以‘广粉1号’栽培蕉和‘天野BB1号’野生蕉、‘粉杂1号’栽培蕉自交以及‘尖苞片蕉1号’和‘尖苞片蕉2号’共3个组合的疑似后代为材料,通过性状观察,发现只有部分子代植株与亲本存在某些差异,无法准确判断杂交和自交是否成功;而利用前期建立的香蕉ITS Sanger测序法,发现其与亲本的ITS存在显著差异并有一定联系,说明这些材料都是阳性植株。【结论】‘广粉1号’和‘天野BB1号’‘粉杂1号’自交以及‘尖苞片蕉1号’和‘尖苞片蕉2号’的疑似后代均为阳性植株。ITS Sanger测序法可用于香蕉杂交和自交后代的鉴定。ITS Sanger测序法对相同杂交或自交组合产生的不同子代也有一定的基因分型效果。

    重组腺相关病毒瞬时表达系统的理性设计及其高效生产工艺的建立
    李蕊蕊, 那道远, 王洪林, 赵亮, 谭文松, 叶倩
    2024, 40(12):  61-71.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0547
    摘要 ( 69 )   HTML ( 7)   PDF (4170KB) ( 44 )  
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    【目的】探究关键病毒基因和辅助基因对rAAV生产的影响以指导病毒基因表达框的理性设计和工艺优化,实现rAAV生产效率的提升。【方法】首先,明确用于生产rAAV的关键基因元件repcap基因的组成和比例,以及辅助病毒基因的关键序列对rAAV生产的影响。然后,据此理性设计质粒上rAAV病毒基因表达框,构建新型三质粒系统。最后,通过对新型三质粒系统关键工艺参数进行优化,建立基于新型三质粒系统的rAAV高效生产工艺。【结果】合理的rep基因和cap基因表达比例对rAAV生产至关重要,辅助病毒基因表达框中仅保留关键蛋白序列E4orf6(adenovirus early region 4 open reading frame 6, E4orf6)和DBP(DNA binding protein, DBP)即可实现同样的rAAV生产效率。据此结果重新设计的新型三质粒系统瞬时转染人胚胎肾细胞(human embryonic kidney 293 cells, HEK293)时,rAAV基因组滴度较传统三质粒系统提高2.6倍。在进一步优化该系统的转染参数后,基因组滴度达到7.8×1011 vg/mL,单细胞产毒量达到1.5×105 vg/cell,相较于优化前分别提高3.7倍和2.4倍。【结论】通过探究rAAV病毒基因和辅助病毒基因的组成与比例对病毒载体包装的影响,重新设计了rAAV的瞬时表达系统,优化并建立了新型三质粒系统的rAAV生产工艺,显著提高了rAAV的产量,其中基因组滴度提高16倍,单细胞产量提高10倍,为rAAV的高效工业化生产奠定了基础。

    肺炎支原体核酸分子诊断技术研究进展
    余永霞, 祝宁, 刘光敏, 朱龙佼, 许文涛
    2024, 40(12):  72-83.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0119
    摘要 ( 77 )   HTML ( 5)   PDF (3973KB) ( 39 )  
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    肺炎支原体是目前发现的体积最小的细胞生物,也是引发社区获得性肺炎主要的病原体之一。在感染早期,临床表现千差万别,可累及全身各个器官。早期诊断具有一定的挑战性,放射学X线检查和早期临床表现均不具有特异性,易因误诊和漏诊对人们的身体健康带来危害。目前国内外肺炎支原体的检查主要依靠实验室诊断手段。本文从肺炎支原体的复杂发病机制入手,包括黏附损伤、膜融合损伤、入侵伤害、毒性损伤、免疫损伤和炎症损伤,对实验室常用的分子诊断技术进行论述,涵盖核酸恒温扩增技术与变温扩增技术,恒温扩增技术例如环介导等温扩增技术(LAMP)、链置换反应、多重依赖核酸序列的扩增技术(NASBA)、重组酶扩增技术(RAA),变温扩增技术例如传统聚合酶链式反应(PCR)、广泛PCR、巢式PCR、实时PCR、多重PCR,并在检测技术基础上综合论述了肺炎支原体检测的生物传感平台,囊括侧流层析传感器、电化学传感器、荧光传感器等。旨在总结目前针对肺炎支原体检测技术的优缺点,以期为肺炎支原体的早期诊断提供一定的方法参考,展望未来肺炎支原体免提取、一体化、快速检测,伴随检测成本的降低,使得患者可以实现居家自检,避免抗感染药物的滥用,迎接临床诊疗进入精准时代。

    研究报告
    菠菜高迁移率族基因家族鉴定及表达分析
    邹婷婷, 杨莉, 曲茜彤, 陈子航, 潘曦, 邵鸿旭, 王小丽
    2024, 40(12):  84-92.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0420
    摘要 ( 97 )   HTML ( 13)   PDF (4457KB) ( 60 )  
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    【目的】高迁移率族蛋白(high mobility group, HMG)参与DNA结构/染色质的调节,在基因转录调控中起重要作用。鉴定菠菜(Spinacia oleracea L.)HMG基因家族,为菠菜HMG蛋白生物学功能研究提供理论依据。【方法】从全基因组水平对菠菜SoHMG家族成员进行鉴定,并对家族成员进行理化性质、基因结构、保守基序、启动子元件及水杨酸响应表达谱等分析。【结果】菠菜基因组含有16个SoHMG基因家族成员,编码区长度为240-4 029 bp,编码氨基酸79-1 342,分散在6条染色体上。进化树分析将SoHMG划分为2个亚家族,包括3个A亚族和13个B亚族成员,同一亚家族成员具有类似的保守结构域。在B亚家族启动子中发现了水杨酸等激素响应元件。SoHMG基因在菠菜根、茎、叶中均有表达,其中4个基因在叶中表达量较高。绝大多数SoHMG基因表达量在水杨酸处理下表达上调,其中,SoHMGB1(SOV1g000250.1)、SoHMGB7(SOV5g026260.1)、SoHMGB2(SOV1g027200.1)上调幅度最为显著,上调倍数10倍以上。【结论】菠菜HMG基因家族注释得到16个成员,分为2个亚族,其中3个基因(SoHMGB1SoHMGB7SoHMGB2)在水杨酸处理下显著上调,可能在水杨酸信号响应中发挥重要作用。

    辣椒CabZIP42的克隆及表达分析
    李白雪, 李金玲, 陈春林, 杜清洁, 李猛, 王吉庆, 马勇斌, 肖怀娟
    2024, 40(12):  93-101.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0465
    摘要 ( 114 )   HTML ( 11)   PDF (4541KB) ( 73 )  
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    【目的】探究辣椒bZIP基因在响应非生物胁迫应答过程中的作用,为提高辣椒抗逆性提供基因资源。【方法】以辣椒‘G7’为材料,基于前期转录组测序得到一个候选基因CabZIP42,并对其进行克隆,通过生物信息学的方法对其编码蛋白的分子特征进行分析,并利用RT-qPCR技术分析其在不同组织、不同胁迫处理下的表达模式。【结果】CabZIP42编码区全长1 233 bp,编码410个氨基酸,预测分子量为44.85 kD,理论等电点为9.47;属于亲水蛋白,脂肪族氨基酸指数为61.88,热稳定性较高。CabZIP42蛋白中包含2个保守结构域,碱性氨基酸区域N-x9-R和亮氨酸拉链区x6-L-x6-L-x6-L。该蛋白二级结构以无规则卷曲为主,还含有少量的α-螺旋。系统进化分析显示,CabZIP42与番茄、马铃薯的蛋白进化关系最近。启动子预测分析表明,CabZIP42启动子上存在多种激素和胁迫相关的顺式作用元件。【结论】CabZIP42在辣椒叶片中的表达量最高,并且参与ABA信号转导,响应干旱、高温与高盐胁迫。

    甜瓜CmHXK基因家族的鉴定及响应非生物胁迫的表达分析
    张帅博, 尹金鹏, 王吉庆, 肖怀娟, 李猛
    2024, 40(12):  102-112.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0418
    摘要 ( 92 )   HTML ( 6)   PDF (12921KB) ( 50 )  
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    【目的】明确甜瓜己糖激酶(hexokinase)家族的基因特征和潜在功能。【方法】从全基因组水平鉴定甜瓜HXK基因家族,分析其蛋白质理化性质、亚细胞定位、系统进化、基因结构、染色体定位、保守基序、蛋白结构、启动子顺式作用元件等,同时,基于转录组数据挖掘CmHXK基因在雄花、雌花、根、叶、果实及果实发育过程中的表达模式,通过RT-qPCR检测CmHXK基因在脱落酸、干旱、盐、低温胁迫下的表达模式。【结果】共鉴定到6个CmHXK基因家族成员,分别分布在第2、4、5和8染色体上,含有6-9个外显子,5-8个内含子,平均氨基酸个数为462,平均分子量为50.2 kD,等电点为4.99-6.34。系统进化分析表明,甜瓜HXK基因家族成员与黄瓜的亲缘关系最近。甜瓜CmHXK启动子中主要顺式作用元件为光响应元件、激素响应元件和胁迫响应元件。CmHXKs在甜瓜不同器官中的表达具有特异性,其中,CmHXK1CmHXK2CmHXK5在雄花、雌花、根、叶、果实等组织和果实发育成熟过程中均处于较高表达水平,而CmHXK3CmHXK4CmHXK6的表达随着果实的发育和成熟呈现降低趋势。CmHXKs不同程度地响应4种非生物胁迫(脱落酸、干旱、盐、低温),其中,CmHXK1CmHXK3CmHXK4受ABA强烈诱导,CmHXK1CmHXK3CmHXK6受盐胁迫强烈诱导,CmHXK1CmHXK2CmHXK3受干旱胁迫强烈诱导;CmHXK1CmHXK6受低温强烈诱导。【结论】CmHXK家族成员高度保守,在甜瓜生长发育及响应非生物胁迫过程中扮演着重要角色。其中,CmHXK1对4种非生物胁迫最为敏感。

    瓜叶菊miR156-PhSPL3调控花青素代谢的研究
    孙丹旎, 李好, 崔宇萌, 黄河
    2024, 40(12):  113-123.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0325
    摘要 ( 651 )   HTML ( 5)   PDF (5850KB) ( 235 )  
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    【目的】瓜叶菊(Pericallis hybrida)是重要的盆栽观赏花卉,具有多种花色和花青素代谢支路,是研究花色调控分子机制的理想材料。miR156-PhSPL3模块在瓜叶菊不同花色品种中差异表达,探究该模块在花色形成中的作用机制,为花卉花青素代谢调控机制提供理论依据。【方法】从瓜叶菊中克隆获得一个PhSPL3基因和两个Ph-miR156前体基因(Ph-MIR156aPh-MIR156b),对其进行生物信息学分析及表达模式分析,利用VIGS、酵母杂交实验和双荧光素酶实验等方法研究miR156-PhSPL3参与花青素代谢的功能和调控机制。【结果】PhSPL3基因开放阅读框长1 119 bp,编码372个氨基酸,属于SPL家族的Clade VII分支。Ph-MIR156aPh-MIR156b前体茎环序列长度分别为108 bp和104 bp,均含miR156成熟序列。表达分析显示PhSPL3在玫色和蓝色品种的瓜叶菊舌状花中高表达,与Ph-miR156表达呈负相关。双荧光素酶实验表明,Ph-miR156可靶向PhSPL3PhSPL3的VIGS沉默株系中花青素含量降低,花青素代谢结构基因PhCHS2PhF3H1PhANS及调节基因PhbHLH17的表达下调。酵母杂交结果显示,PhSPL3可与PhMYB5和PhMYB7互作,并特异性结合PhCHS2PhbHLH17的启动子,从而调控其表达。【结论】瓜叶菊PhSPL3可通过直接调控花青素代谢分支上结构基因,或间接调控花青素代谢调节基因的方式,在瓜叶菊花青素物质的生物合成中发挥作用。

    旱柳SmERF B3-45的克隆及耐盐功能研究
    华炫, 田博雯, 周欣彤, 江梓涵, 王诗琦, 黄倩慧, 张健, 陈艳红
    2024, 40(12):  124-135.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0385
    摘要 ( 93 )   HTML ( 5)   PDF (6952KB) ( 55 )  
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    【目的】验证SmERF B3-45是否在植物响应盐胁迫中起着正向调控的作用,为揭示AP2/ERF转录因子在调控旱柳耐盐性中的作用奠定基础。【方法】分析旱柳AP2/ERF超家族中SmERF B3-45的启动子区顺式作用元件,利用特异性引物克隆得到SmERF B3-45的CDS全长序列,对其进行生物信息学和亚细胞定位分析,并通过过表达载体的构建转化拟南芥突变体ERF-OE1、ERF-OE2和进行病毒诱导的基因沉默(VIGS)阐明其功能。【结果】顺式作用元件分析表明,SmERF B3-45可能参与逆境胁迫响应表达调控途径。RT-qPCR结果显示,NaCl处理可诱导SmERF B3-45的表达,且该基因在旱柳的不同组织中广泛表达。亚细胞定位显示,SmERF B3-45蛋白定位于细胞核。转基因拟南芥中,SmERF B3-45的表达量大幅提高,在盐胁迫条件下,与野生型相比,过表达SmERF B3-45拟南芥的根长显著增加,总蛋白含量、Na+含量、MDA含量和Na+/K+显著降低,CAT含量和K+含量显著升高。基因沉默植株显著下调了SmERF B3-45的表达水平,与对照相比,基因沉默植株的总蛋白含量显著降低,而MDA和脯氨酸含量却显著高于阴性对照植株,并且沉默植株出现了叶片萎蔫,表明SmERF B3-45的沉默降低了旱柳的耐盐性。【结论】SmERF B3-45是植物响应盐胁迫的正向调控转录因子。

    橡胶树HbTRXh5基因在酵母中的表达及抗逆性分析
    吴双, 逯锐琳, 冯成天, 袁坤, 王真辉, 刘进平, 刘辉
    2024, 40(12):  136-144.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0488
    摘要 ( 70 )   HTML ( 7)   PDF (3969KB) ( 47 )  
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    【目的】克隆橡胶树硫氧还蛋白基因HbTRXh5,分析其表达特性,探究其在非生物胁迫中的功能,为橡胶树抗逆性遗传改良提供基因资源。【方法】采用RT-PCR方法克隆橡胶树HbTRXh5基因,利用生物信息学方法分析其序列特性和系统进化关系。采用实时荧光定量PCR分析HbTRXh5基因在橡胶树各组织以及非生物胁迫下的表达。构建HbTRXh5基因酵母表达载体并转入酵母,比较转基因酵母和对照酵母在低温、盐和氧化胁迫处理后的存活差异。【结果】HbTRXh5基因编码区长354 bp,编码117个氨基酸。HbTRXh5含有硫氧还蛋白保守结构域和CGPC活性位点,属于h型硫氧还蛋白第I亚组。HbTRXh5在橡胶树各组织中均有表达,以胶乳中的表达量最高。低温、盐以及H2O2和甲基紫精诱导的氧化胁迫处理均能诱导HbTRXh5的表达。成功将HbTRXh5基因转入酿酒酵母INVSc1菌株中并诱导表达。同转pYES2空载体对照酵母相比,转HbTRXh5基因酵母在H2O2处理后具有更高的存活率。相反,在低温和盐胁迫处理后,转HbTRXh5基因酵母的存活率较对照酵母明显降低。【结论】橡胶树HbTRXh5的表达受低温、盐和氧化胁迫调控,酵母中表达HbTRXh5提高了重组酵母对氧化胁迫的抗性,但降低了对低温和盐胁迫的抗性。

    高温干旱复合胁迫下铁皮石斛MYB基因家族鉴定及表达分析
    田姗姗, 黄诗宇, 杨天为, 高曼熔, 张尚文, 何龙飞, 张向军, 李婷, 石前
    2024, 40(12):  145-159.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0151
    摘要 ( 2028 )   HTML ( 8)   PDF (12234KB) ( 56 )  
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    【目的】研究铁皮石斛Dendrobium catenatum MYB(DcMYB)基因转录因子家族成员的结构和功能,鉴定参与高温干旱复合胁迫的主要成员及其表达模式,为今后研究铁皮石斛适应逆境胁迫的生理机制提供参考。【方法】基于铁皮石斛的全基因组与高温干旱复合胁迫处理后的转录组数据,筛选出响应高温干旱复合逆境的关键MYB转录因子,利用生物信息学方法进行分析和鉴定,实时荧光定量PCR分析在不同胁迫处理下的表达模式。【结果】鉴定出38个DcMYBs基因,可分为1R-MYB、R2R3-MYB和3R-MYB三种类型,其中R2R3-MYB占比89%;DcMYBs蛋白长为203-581aa,热稳定性佳,多具亲水性;亚细胞定位预测显示均存在于细胞核中,部分并存于其他细胞器;MEME分析揭示同亚组的MYB基因具有相似的结构特征;DcMYBs进化发育后将其分为19个亚组(D1-D19);顺式作用元件预测结果表明DcMYBs参与生物、非生物胁迫与激素诱导,DcMYB6DcMYB15DcMYB16DcMYB21DcMYB23DcMYB35均含有干旱响应元件MBS,DcMYB6DcMYB35还具有4个ABA响应元件ABRE;在高温干旱复合胁迫下,R2R3-MYB亚家族基因被显著诱导,关键基因的RT-qPCR验证与转录组数据一致,DcMYB6DcMYB35在胁迫下上调,DcMYB15DcMYB16DcMYB21DcMYB23下调;外源脱落酸和20% PEG6000处理具有干旱响应元件MBS基因结果显示在处理后都呈现先上升后下降的趋势,这6个基因可能参与ABA信号途径与干旱胁迫的响应。【结论】逆境胁迫下从铁皮石斛中鉴定出38个DcMYBs基因,R2R3-MYB为主要类型,编码蛋白均具有良好的热稳定性和亲水性且预测主要定位于细胞核;DcMYBs基因与拟南芥MYB具有较高的同源性;特定基因被干旱和外源脱落酸显著诱导,其可能参与生物、非生物胁迫与激素诱导,在铁皮石斛逆境生长发育中发挥重要作用。

    澳洲石斛萜类合成酶基因DkTPS7的克隆与表达分析
    孔兰, 叶秀仙, 林榕燕, 林兵, 钟淮钦
    2024, 40(12):  160-169.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0403
    摘要 ( 941 )   HTML ( 12)   PDF (8130KB) ( 61 )  
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    【目的】萜类合成酶(terpene synthase, TPS)是参与萜类物质合成的关键酶,在植物花香形成中具有重要作用。探究TPS基因在石斛花香气形成中的作用,为进一步了解不同时期石斛花香气的动态变化及其形成机制提供参考。【方法】采用顶空固相微萃取方法结合气相色谱-质谱联用技术,比较不同时期澳洲石斛花的香气成分差异;利用RT-PCR技术克隆DkTPS7,并进行生物信息学分析;利用农杆菌介导的瞬时转化系统检测其亚细胞定位;利用RT-qPCR技术检测其在不同品种、不同花发育时期和日变化中的表达模式。【结果】澳洲石斛中共检测到523种香气物质,萜类化合物是该品种香气中最丰富的挥发物。DkTPS7的开放阅读框(open reading frame, ORF)为1 797 bp,编码598个氨基酸,含有3个萜类合成酶家族的保守结构域,属于TPS-b亚家族;亚细胞定位分析显示,DkTPS7定位于质体。RT-qPCR结果显示,DkTPS7的表达具有品种特异性,在澳洲石斛中高表达,‘杂交紫花’和麝香品种中几乎不表达;DkTPS7在始花期的澳洲石斛花中的表达量最高,盛花期次之;1 d中,DkTPS7基因表达量变化呈现先升后降的趋势。【结论】从澳洲石斛花中克隆得到DkTPS7基因,其表达具有品种和时空特异性,且其表达模式与单萜类香气物质的积累趋势一致。

    藜芦22(R)-羟基胆固醇合成基因功能验证与酵母异源合成
    徐艳姣, 洪开云, 卢宜旺, 汪长清, 梁艳丽, 和四梅
    2024, 40(12):  170-181.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0412
    摘要 ( 55 )   HTML ( 3)   PDF (7667KB) ( 283 )  
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    【目的】22(R)-羟基胆固醇是藜芦甾体生物碱合成的重要前体,通过异源表达验证藜芦(Veratrum nigrum)中胆固醇C-22位羟化酶的功能,并构建酵母底盘生产22(R)-羟基胆固醇,为藜芦甾体生物碱的生物合成途径解析奠定基础。【方法】基于藜芦转录组数据,从藜芦根中克隆3条全长的CYP90B亚家族基因序列,构建到酵母Y33表达载体,并转入胆固醇酵母底盘进行功能验证。通过高效液相色谱、液相色谱-质谱联用仪检测酵母摇瓶发酵产物,筛选到具有胆固醇C-22位羟化酶催化功能的酶VnCYP90B27-1,利用多片段组装、同源重组和醋酸锂转化等方法将VnCYP90B27-1整合到酵母染色体,构建22(R)-羟基胆固醇的酵母底盘。【结果】实时荧光定量PCR(RT-qPCR)显示,3条候选基因在根和叶中的表达与转录组表达趋势一致,VnCYP90B27-1在藜芦根中的表达量极显著高于叶。系统发育树结果表明,VnCYP90B27-1与加州藜芦的VcCYP90B27和藜芦的VnCYP90B27有较高的同源性,同属于CYP90B亚家族。此外,酵母异源表达结果表明,VnCYP90B27-1具有胆固醇C-22位羟化酶功能,并成功实现酿酒酵母异源合成22(R)-羟基胆固醇,摇瓶产量达(5.37±0.37)mg/L。【结论】成功克隆并验证了藜芦22(R)-羟基胆固醇合成基因VnCYP90B27-1的功能,构建了22(R)-羟基胆固醇酵母底盘,证明在酿酒酵母中VnCYP90B27-1的催化活性比加州藜芦的VcCYP90B27高,为甾体生物碱异源合成提供基因资源。

    尼泊尔黄堇Aux/IAA基因家族的鉴定与UVB处理下表达模式分析
    梁佳林, 赵爽, 李幸儿, 赵成周, 李萍
    2024, 40(12):  182-192.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0401
    摘要 ( 66 )   HTML ( 6)   PDF (6564KB) ( 155 )  
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    【目的】鉴定尼泊尔黄堇Aux/IAA基因家族,为尼泊尔黄堇Aux/IAA基因功能研究及抵御逆境胁迫提供理论基础。【方法】基于尼泊尔黄堇全长转录组数据,鉴定和分析尼泊尔黄堇Aux/IAA(ChAux-IAA)基因家族成员,并对其蛋白质理化性质、系统进化树、基因结构、蛋白质三级结构及蛋白质互作关系、启动子顺式作用元件进行分析。此外,对尼泊尔黄堇进行不同时间(0.5 h、48 h)UV-B处理,检测ChAux/IAA基因家族的表达模式。【结果】尼泊尔黄堇ChAux/IAA基因家族共有20个成员,大多数位于细胞核中,少数位于叶绿体、线粒体和细胞壁中。ChAux/IAA基因家族编码蛋白属于亲水性蛋白。ChAux/IAA基因家族的顺式作用元件中存在光响应元件,表明该基因家族可能参与植物的生长发育和抵御紫外胁迫。通过RT-qPCR分析发现,在UV-B处理下,20个ChAux/IAA的表达量均较对照组增加,其中ChIAA2ChIAA3ChIAA4ChIAA10ChIAA13ChIAA21表达量增加更加显著,表明ChAux/IAA基因家族在其抵御紫外线胁迫方面具有重要功能。【结论】共鉴定出20个ChAux/IAA基因家族成员,ChAux/IAA基因家族在UV-B胁迫中发挥重要作用。

    玫瑰红球菌NB1对玉米的耐盐促生效应及其全基因组研究
    殷子薇, 红雨
    2024, 40(12):  193-207.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0503
    摘要 ( 64 )   HTML ( 3)   PDF (6952KB) ( 46 )  
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    【目的】对玫瑰红球菌NB1菌株进行耐盐、促生特性研究,分析其全基因组信息,并挖掘NB1菌株的耐盐促生基因。【方法】利用形态学观察和16S rRNA基因序列分析对NB1菌株进行鉴定。利用固氮菌改良阿须贝氏培养基、Pikovaskaia's培养基、DF液体培养基和ADF液体培养基对NB1菌株的固氮、溶磷以及产ACC脱氨酶能力进行鉴定。将NB1菌株分别接种至盐浓度为0%、5%、10%、15%的NB固体培养基上,培养48 h后确定菌株的可耐受浓度。将经NB1菌株处理和未处理的玉米种子分别接种至1/2 MS培养基上,连续培养15 d后测定其株高、根长、鲜重与根重。以盆栽试验的形式,在同一盐浓度胁迫下,分别测量施加NB1菌液和未处理的玉米幼苗的生长指标。利用Illumina二代测序和PacBio三代测序对NB1菌株进行全基因分析。【结果】NB1菌株鉴定为玫瑰红球菌Rhodococcus rhodochrous,能产生ACC脱氨酶,具有固氮、溶磷等能力,可耐受5%的盐浓度,无土培养条件下,经NB1菌株处理后的玉米幼苗其株高、根长、鲜重和根重均显著增加,盆栽种植后,施加NB1菌液的玉米幼苗株高、鲜重显著高于CK。NB1菌株共编码基因5 259个,编码基因总长度5 230 674 bp,平均GC含量为68.30%。在NR、Pfam、COG、Swiss-Prot、GO、KEGG数据库分别注释到基因5 235、4 379、4 195、3 758、3 263个、2 449个。NB1菌株中有178个基因编码的蛋白质结构属于CAZy家族,内含几丁质酶、蔗糖酶等酶的基因。同时,预测NB1菌株中有14个次级代谢产物基因簇、457个毒力因子、324个耐药基因,且从NB1基因组内发现具有耐盐、促生特性的四氢嘧啶、四环素类抗生素等相关基因。【结论】玫瑰红球菌NB1具有耐盐促生特性,对玉米有一定的促生效果,为植物耐盐促生菌剂提供了新的菌种资源。

    虎杖根系细菌群落组成及其与有效成分含量相关性研究
    杜洁, 黄选怡, 张岩, 姜晴春, 余知和, 王允, 柳忠玉
    2024, 40(12):  208-217.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0375
    摘要 ( 61 )   HTML ( 6)   PDF (4102KB) ( 49 )  
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    【目的】通过分析虎杖(Polygonum cuspidatum)根系细菌群落组成及其与主要有效成分含量之间的相关性,探讨虎杖根系细菌群落对其药材品质的影响。【方法】收集一、二、三年生虎杖非根际土、根际土和根样品,利用高通量测序对细菌群落组成进行分析,并测定白藜芦醇苷、白藜芦醇、大黄素和大黄素甲醚等有效成分的含量,利用皮尔逊相关性分析探究细菌群落与有效成分含量间的相关性。【结果】生长年限对虎杖有效成分含量的影响显著(P<0.05)。非根际土和根际土细菌群落的优势属为假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属,而根内生细菌优势属为假单胞菌属、Chloroplast、游动放线菌属。根际土中鞘氨醇单胞菌属丰度逐年降低,根内假单胞菌属丰度逐年降低,根内Chloroplast丰度逐年升高。不同生长年限土壤样本和根样本间细菌群落α多样性存在显著差异,非根际土和根际土显著高于根(P<0.05)。非根际土、根际土与根之间细菌群落结构差异极显著(P<0.001),一、二、三年生虎杖间细菌群落结构差异显著(P<0.05)。非根际土与根际土细菌群落结构受生长年限影响显著(P<0.05),而根内生菌结构受生长年限影响不显著(P>0.05)。白藜芦醇苷含量与根际中微枝形杆菌属、Gaiella丰度显著正相关,与根内假单胞菌属丰度呈显著正相关,与根内游动放线菌属、类诺卡氏菌属丰度呈显著负相关;白藜芦醇含量与根内游动放线菌属、类诺卡氏菌属丰度呈显著负相关;大黄素含量与根际中节细菌属丰度呈显著正相关,与根内分枝杆菌属丰度呈显著正相关,与根内假单胞菌属丰度呈显著负相关;大黄素甲醚含量与根际中节细菌属丰度呈显著正相关,与根内分枝杆菌属丰度呈显著正相关,与根内游动放线菌属丰度呈显著负相关。【结论】虎杖根系细菌群落组成与有效成分之间存在关联,为虎杖品质改良提供科学依据。

    刺五加黑斑病生防细菌分离、鉴定、优选及发酵条件优化
    丁艳哲, 姚鑫鑫, 孙卓, 杨利民, 韩忠明, 王云贺
    2024, 40(12):  218-226.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0400
    摘要 ( 956 )   HTML ( 5)   PDF (3763KB) ( 176 )  
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    【目的】从刺五加根际土壤中筛选、分离并鉴定对刺五加黑斑病具有生防潜力的细菌,在此基础上优化其发酵条件,为刺五加黑斑病生物防治提供良好的生防菌源。【方法】采用稀释涂布法从健康刺五加根际土壤中分离细菌,平板对峙法筛选对细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)具有较强拮抗效果的菌株,测定其对另外5种病原真菌的抑制作用;通过形态特征、生理生化特征及16S rDNA基因测序明确该菌株的分类学地位;以单因素试验和正交试验方法进行培养基组分及发酵条件优化;此外,探讨该菌株发酵液对刺五加黑斑病的防治效果。【结果】分离获得419株细菌中菌株YZ-228对细极链格孢菌的抑制率最高,达67.38%,无菌滤液的抑制率为64.32%。菌株YZ-228对茄立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、茄腐皮镰孢菌(Fusarium solani)、链格孢菌(A. panax)、毁灭柱孢菌(Cylindrocarpon destructans)、尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)均具有抑制效果,抑制率为62.80%-67.89%。菌株YZ-228初步鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。可溶性淀粉5 g/L和牛肉膏5 g/L是YZ-228最佳碳源和氮源,在pH 7.0、温度28℃、接种量3%、装液量50 mL/250 mL、转速200 r/min条件下,发酵1 d的菌液对细极链格孢菌拮抗效果较好,抑制率达74.19%,较牛肉膏蛋白胨酵母膏培养基发酵液(BPY)提高11.99%。此外,接种菌株YZ-228发酵液显著降低了刺五加黑斑病的病情指数,防效达59.15%。【结论】蜡样芽孢杆菌YZ-228对刺五加黑斑病有较好的防治效果,具有作为刺五加黑斑病生物防治剂的潜力。

    黑曲霉发酵积累L-苹果酸的关键基因差异分析
    刘书彤, 武胜, 谭奕阳, 王德培, 薛鲜丽
    2024, 40(12):  227-238.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0512
    摘要 ( 68 )   HTML ( 4)   PDF (8009KB) ( 32 )  
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    【目的】微生物生产L-苹果酸是目前极为高效的一种生产方法,为揭示黑曲霉生产L-苹果酸的生物合成机制,借助转录组学分析探究关键基因在代谢调控过程中的差异变化。【方法】MA-1菌株在发酵144 h产酸水平达到88.27 g/L,选取产酸速率不同的3个时间点(48、72和120 h)进行转录组分析。【结果】GO分析显示,生物过程的调控、RNA结合与核糖体相关的二级条目下的显著基因差异性最大、数目最多。转录组分析发现发酵48-120 h过程中,HacA、Ace1、Rpn4等转录调控因子始终处于较高水平,FPKM值达到20 181.64-94 573.00,且葡萄糖转运蛋白(Rco-3)、酮戊二酸/苹果酸转运蛋白Yhm1呈现相对较高的转录水平,FPKM值达到4 971.83-6 575.46;糖酵解EMP途径中,其重要的限速酶丙酮酸激酶(FPKM值13 109.15-25 649.30)和6个己糖激酶中的ANI_1_1984024(FPKM值达4 111.68-7 325.43)转录水平相对较高,再者从葡萄糖转化为丙酮酸途径中的其他酶转录水平均在120 h呈下降趋势;TCA循环中整体基因转录水平均维持较高水平,为细胞代谢提供充足能量,rTCA途径中柠檬酸合酶表达水平最高,苹果酸脱氢酶次之,乙醛酸循环水平较低。【结论】推测黑曲霉MA-1菌株中L-苹果酸合成的主要途径为rTCA和丙酮酸羧化途径。

    四株革兰氏阴性细菌的红绿色荧光蛋白标记及其生物学特性研究
    吴启叶, 卢丽娜, 刘迎龙, 平媛, 何鹏搏, 何月秋, 吴毅歆, 何鹏飞
    2024, 40(12):  239-247.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0550
    摘要 ( 69 )   HTML ( 4)   PDF (5153KB) ( 32 )  
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    【目的】构建广谱复制型荧光蛋白质粒,并对革兰氏阴性细菌标记以评价荧光蛋白质粒适用性。【方法】gfpmCherry和组成型启动子PpsbA克隆到质粒pBBR1MCS2'以构建表达载体pBBR1MCS2'-PpsbAGFP和pBBR1MCS2'-PpsbAmCherry,通过接合转移将上述载体分别导入茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)EP1、胡萝卜果胶杆菌(Pectobactererium carotovorum subsp. carotovorum)WB、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella Pneumoniae)JF和洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)1-2中,观察菌落及细胞荧光表现,检测其生长曲线和质粒保持率,并验证相关功能。【结果】荧光蛋白表达载体pBBR1MCS2'-PpsbAGFP和pBBR1MCS2'-PpsbAmCherry被成功构建,并成功地利用绿色和红色荧光蛋白标记了上述4株革兰氏阴性细菌。荧光蛋白标记菌的菌落及细胞个体均有对应的荧光发出,生长速率与野生型菌株一致。然而,荧光蛋白质粒在此4株细菌中的稳定性存在较大差异:绿色和红色荧光蛋白质粒在JF菌株中的稳定性最高,无选择压力继代培养40 h后的质粒持有率分别达90.33%和94.67%,在WB和EP1菌株中次之,在1-2菌株中的稳定性均最差,分别在培养5 h和25 h后就检测不到荧光。此外,荧光标记的1-2菌株溶磷活性和WB致病性与各自野生型菌株无显著差异。【结论】成功构建2种荧光蛋白表达载体,并对 R. solanacearum EP1 等4株不同革兰氏阴性细菌的荧光蛋白标记。其在质粒保持率中,绿色和红色荧光蛋白在1-2菌株中稳定性较差,在其余3株菌株中均能稳定表达,为后续为革兰氏阴性细菌的标记及其相关功能研究提供重要的研究材料。

    Phomopsis tersa FS441聚酮杂萜类化合物生物合成基因启动子的鉴定
    刘玉萍, 张维阳, 章卫民, 叶伟, 李冬利
    2024, 40(12):  248-255.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0347
    摘要 ( 56 )   HTML ( 2)   PDF (3192KB) ( 33 )  
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    【目的】Phomeroids为分离自海洋真菌Phomopsis tersa FS441的聚酮杂萜类新骨架化合物,具有良好的抗肿瘤活性。为便于后期对phomeroids生物合成关键基因萜类环化酶编码基因ctg1509和P450单加氧酶编码基因ctg1511进行转录调控,对其启动子功能进行鉴定。【方法】对海洋真菌P. tersa FS441中ctg1509ctg1511基因启动子p1509p1511进行克隆,用荧光素酶报告基因载体分析启动子的转录活性,并进一步采用点板实验和生长曲线鉴定其在大肠杆菌中启动氨苄青霉素抗性基因转录的功能,采用PlantCARE数据库分析启动子的调控元件。【结果】p1509的启动子转录活性最强,其活性远强于阳性对照PgpdA启动子,p1509p1511能在大肠杆菌中启动氨苄青霉素抗性基因的转录。p1509p1511启动子区域除了含有CAAT-box、TATA-box核心元件,还有参与低温响应、光响应等顺式调控元件。【结论】验证了启动子p1509p1511的功能。发掘了一个转录活性强于阳性对照的新型强启动子p1509,该启动子含有丰富的调控元件。

    拟轮枝镰孢丙氨酸转氨酶FvALT的克隆与表达分析
    郝楠, 耿珊, 赵雨薇, 侯智涵, 赵斌, 刘颖超
    2024, 40(12):  256-263.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0432
    摘要 ( 64 )   HTML ( 6)   PDF (5622KB) ( 42 )  
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    【目的】拟轮枝镰孢是玉米穗腐病的主要病原菌,探究拟轮枝镰孢FvALT的生物学功能,为新型靶向杀菌剂开发提供理论依据。【方法】利用ProtParam、ProtScale、WoLF PSORT和Clustal X等在线工具对FvALT的生理生化特征及同源性进行分析;采用SOMPA和SWISS-MODEL获得其蛋白结构,并利用AutoDock分析FvALT与底物的结合能力;进而通过原核表达和亲和镍柱层析方法获得目的蛋白,通过荧光滴定技术验证FvALT与底物的结合能力。【结果】FvALT为亲水性蛋白并定位于胞浆中,其蛋白二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,并在镰孢菌中高度保守,具有典型的PTZ00377 superfamily结构域;FvALT的最佳诱导条件为0.4 mol/L IPTG,16℃诱导16 h;FvALT与α-酮戊二酸具有较强的结合作用,结合位点为ARG310、SER149、SER298、SER300和ASP258【结论】拟轮枝镰孢FvALT具有典型的丙氨酸转氨酶特征,与底物α-酮戊二酸特异结合。

    碳青霉烯耐药高黏液肺炎克雷伯菌K2-ST375中前噬菌体的诱导及环化结构分析
    刘和兰, 陈泽慧, 李明哲, 周永雯, 黎瑞, 王勇祥
    2024, 40(12):  264-274.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0346
    摘要 ( 54 )   HTML ( 4)   PDF (8382KB) ( 23 )  
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    【目的】分析和研究临床碳青霉烯耐药高黏液肺炎克雷伯菌(Carbapenem-resistant hypermucoviscous Klebsiella pneumoniae, CR-HMKP)K2-ST375中前噬菌体的分布、可诱导前噬菌体的遗传结构及其编码基因特征,为深入研究CR-HMKP中前噬菌体的生物学功能奠定重要基础。【方法】 利用Prophage Hunter预测CR-HMKP K2-ST375中前噬菌体的分布,使用丝裂霉素C对前噬菌体进行诱导并通过环化引物进行验证。综合运用RAST等生物信息学软件对可诱导前噬菌体Prophage-4进行基因注释并对其编码的内溶素理化性质、结构特征及遗传信息进行分析。【结果】Prophage Hunter预测结果表明,CR-HMKP K2-ST375染色体上携带Prophage-1-Prophage-4共4个前噬菌体。经丝裂霉素C诱导,Prophage-4可从宿主染色体上剪切下来形成环化结构。序列分析结果表明,Prophage-4与宿主染色体存在40 bp同源重复序列。基因注释结果表明,Prophage-4的编码基因主要参与噬菌体结构和组装、DNA复制和调控、溶源周期以及裂解等生物学功能。Prophage-4编码的内溶素与肠杆菌科噬菌体P21的内溶素蛋白具有相同的保守结构域;在遗传进化上,二者具有较近的亲缘关系。系统发育树分析结果显示,Prophage-4与克雷伯菌烈性噬菌体BUCT541位于同一进化分支,表明Prophage-4具有潜在的裂解能力。【结论】 临床CR-HMKP K2-ST375中携带的Prophage-4经丝裂霉素C诱导,在40 bp同源重复序列介导下从宿主菌染色体上剪切下来形成环化结构;其编码的内溶素与噬菌体P21编码的内溶素蛋白密切相关。

    大肠杆菌DH5α通过外膜囊泡传递抗生素抗性基因AmpR
    庄棵, 梁至轩, 何英婷, 谢秋玲
    2024, 40(12):  275-281.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0335
    摘要 ( 55 )   HTML ( 2)   PDF (4213KB) ( 130 )  
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    【目的】 探究大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α 外膜囊泡(outer membrane vesicles, OMVs)在细菌间传递抗生素抗性基因AmpR的能力。【方法】通过超速离心法提取外膜囊泡;然后通过透射电镜,纳米颗粒跟踪分析(NTA)以及Western blot检测和表征OMVs的形态、粒径和浓度。同时 PCR鉴定OMVs中的氨苄青霉素抗性基因AmpR。将OMVs与大肠杆菌DH5α共孵育培养,观察细菌在氨苄抗生素培养基上的生长情况,挑取单菌落进行菌落PCR鉴定AmpR的存在。【结果】所提取的囊泡的平均粒径约为125 nm,在OMVs粒径范围之内,OMVs标志蛋白OmpC阳性,显示所提取的囊泡为细菌外膜囊泡OMVs。同时PCR鉴定该OMVs中含有氨苄青霉素抗性基因AmpR。与OMVs共孵育培养后的大肠杆菌DH5α能在LB固体平板上生长,通过菌落PCR鉴定大肠杆菌中含有AmpR基因。【结论】具有抗性基因的大肠杆菌Escherichia coli DH5α可以通过外膜囊泡OMVs将AmpR传递给周围的大肠杆菌,实现耐药性转移。

    牛源荚膜A型、D型多杀性巴氏杆菌的全基因组测序及基因组进化分析
    王梓, 石金川, 王永强, 孙淼, 孟令浩, 耿超, 刘锴
    2024, 40(12):  282-290.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0371
    摘要 ( 54 )   HTML ( 2)   PDF (4752KB) ( 30 )  
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    【目的】对乌拉盖管理区分离的牛源巴氏杆菌进行荚膜血清分型,对不同血清型菌株进行全基因组测序及基因组进化分析。【方法】对肉牛肺脏进行病原菌分离纯化、16S rRNA鉴定、荚膜血清型分型、药敏试验和小鼠致病性实验;对不同血清型巴氏杆菌进行全基因组测序及基因组进化分析。【结果】成功分离得到两株牛源巴氏杆菌,命名为Pm-YQ与Pm-SM,其中Pm-YQ为荚膜血清A型,Pm-SM为荚膜血清D型;两株分离菌均具有较强毒力,但耐药性较弱。分离菌全基因组长度分别为2 274 102 bp与2 244 957 bp,分别编码2 070与2 007个基因。菌株Pm-YQ为ST 179型,菌株Pm-SM为ST 1型。通过构建全基因组进化树分析,Pm-YQ与德国、丹麦、美国在GenBank中登录的3株巴氏杆菌亲缘关系较近;Pm-SM株与国内重庆所分离的一株荚膜F型巴氏杆菌在同一进化分支。【结论】完成了两株不同血清型巴氏杆菌的分离鉴定及全基因组测序,Pm-YQ菌株与德国分离株亲缘关系较近,Pm-SM菌株与目前登录的牛源巴氏杆菌亲缘关系均较远。

    miR-3604在牛子宫内膜上皮细胞容受性、增殖和凋亡中的作用
    姬中祥, 罗仍卓么, 李宇航, 王玉梅, 虎喜敏, 李彦青, 王兴平
    2024, 40(12):  291-298.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0245
    摘要 ( 57 )   HTML ( 2)   PDF (4662KB) ( 127 )  
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    【目的】研究miR-3604在牛子宫内膜上皮细胞(bovines endometrial epithelial cells,bEECs)容受性中的作用。【方法】利用孕酮(progesterone,P4)和干扰素-tau(interferon tau,IFN-τ)联合诱导bEECs构建容受性细胞模型。在此基础上,对容受态bEECs进行牛miR-3604的过表达和干扰后,分别采用RT-qPCR、流式细胞术、EdU和CCK8技术检测了牛miR-3604在bEECs容受性、细胞增殖和凋亡中的作用。【结果】与对照组相比,容受态bEECs的miR-3604过表达组的细胞容受性标志基因HOXA10IL-6VEGF的表达量均显著降低(P < 0.05);细胞凋亡标志基因CASP3BAX的表达量显著上调(P < 0.05);容受态bEECs的凋亡率极显著降低(P < 0.01),而细胞增殖率显著升高(P < 0.05)。同时,miR-3604干扰实验的结果与过表达实验的结果相反。【结论】miR-3604在容受性bEECs中的表达量升高,从而可抑制bEECs的容受性和细胞凋亡,并促进bEECs的增殖。

    桦褐孔菌乙醇提取物对脂多糖诱导肠损伤的缓解作用及机制
    马文澳, 杨微, 李迎春, 朱彦彬, 陈志宝, 刘娜
    2024, 40(12):  299-308.  doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0422
    摘要 ( 60 )   HTML ( 5)   PDF (5387KB) ( 38 )  
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    【目的】探究桦褐孔菌乙醇提取物(ethanol extract of Inonotus obliquus, EEIO)对脂多糖(lipopolysaccharides, LPS)诱导肠损伤的保护作用及分子机制。【方法】利用LPS诱导的小鼠小肠上皮细胞和C57BL/6小鼠,检测EEIO处理后LDH和NO水平;RT-qPCR和ELISA方法检测EEIO对炎症因子IL-1β和IL-18表达的影响;RT-qPCR和WB方法检测EEIO对MAPK和焦亡信号通路的影响。【结果】体内外结果一致表明,EEIO可有效缓解LPS导致的LDH和NO水平升高;EEIO处理后,IL-1β和IL-18表达明显降低。EEIO抑制MAPK(ERK、P38、JNK)信号通路,显著降低p-ERK/ERK、p-p38/p38和p-JNK/JNK的水平。同时,焦亡途径被抑制,ASC、Caspase-1、GSDMD和NLRP3水平显著降低。阳性药物白藜芦醇(resveratrol, RES)对各项检测指标的影响与EEIO相似,但效果不如EEIO。【结论】EEIO通过调控MAPK信号通路,抑制焦亡途径进而降低炎性因子的表达,缓解LPS诱导肠损伤。

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    2024, 40(12):  309. 
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    2024, 40(12):  310. 
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    2024, 40(12):  311. 
    摘要 ( 25 )   PDF (63795KB) ( 25 )  
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