基于单菌多次级代谢产物策略的深海来源放线菌Streptomycessp.SCSIO 15079化学多样性研究

采用单菌多次级代谢产物(OSMAC)策略对1株深海放线菌Streptomyces sp.SCSIO 15079进行化学多样性研究。通过在不同盐度、pH值和发酵时长条件下对菌株进行培养调控并筛选出1种适宜发酵条件,分别进行摇床和发酵罐发酵。综合运用正相硅胶柱色谱、十八烷基硅烷(Octadecyl Silance, ODS)反相柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱(Sephadex LH-20)、半制备高效液相色谱(HPLC)等方法,对菌株摇床与发酵罐发酵产物中具有差异的化学成分进行导向分离与纯化,根据核磁数据和文献对比进行化合物结构鉴定。研究结果表明,将Streptomyces sp.SCSIO 15079菌种接种到不添加海盐、pH值为7.2的A培养基中,于28℃、180 r/min摇床发酵7 d,可获得更丰富的代谢产物;经分离鉴定,从摇床发酵产物中得到的9个与发酵罐发酵产物不一样的化合物且均为含氮类化合物,分别为吲哚甲醛(1)、3-羟基吲哚(2)、胸腺嘧啶(3)、尿嘧啶(4)、环-(脯氨酸-苯丙氨酸)二肽(5)、环-(亮氨酸-缬氨酸)二肽(6)、环-(丙氨酸-异亮氨酸)二肽(7)、环-(丙氨酸-缬...     

放线菌次级代谢产物合成基因簇异源表达体系的研究进展

基因簇的异源表达在放线菌次级代谢产物的发现、产量优化、生物合成途径的解析以及非天然代谢产物合成途径的构建中得到了广泛的应用,成为主要策略之一。近年来,随着高通量测序技术以及基因编辑技术的快速发展,大量的新颖次级代谢产物合成基因簇被发现,异源表达在研究放线菌次级代谢产物中起到越来越关键的作用。基于此,回顾了异源表达技术在次级代谢产物研究中的关键作用,并对其潜在的应用前景进行了展望,旨在为基因簇异源表达技术更为广泛的应用提供参考。     

海洋微生物次生代谢的生物合成机制

海洋微生物,日益成为新颖次级代谢产物发现的理想资源。该课题在前期研究基础的基础上,继续进行抗菌、抗肿瘤和抗污损等结构新颖、活性独特的次级代谢产物的挖掘,同时开展这些化合物的生物合成机制研究,揭示酶学机理,提出次级代谢产物生物合成途径的分子和化学模型,进而利用组合生物学技术扩展其结构多样性,为获得具有自主知识产权的创新药物提供物质基础。     

环(L-脯-L-苯丙)二肽——潜在的磷酸二酯酶抑制剂

利用海藻来源的黄曲霉中提取到的次级代谢产物筛选GPR41的激动剂,发现环二肽类化合物环(L-脯-L-苯丙)二肽(17号)可在多种(G41-CHO,G12-CHO,Mock-CHO,SH-sy5y和HEK293)细胞中引起细胞内cAMP水平升高.实验结果表明,17号化合物引起cAMP升高不依赖于GPCR的激活,且腺苷酸环化酶激活剂forskolin与17号化合物共处理组比fsk单独处理组cAMP进一步增加.实验结果提示,17号化合物可能是通过抑制cAMP水解,从而引起cAMP水平的持续升高.17号化合物与已知的PDE抑制剂具有相似的结构特征,可能是潜在的磷酸二酯酶抑制剂.这是首次发现环(L-脯-L-苯丙)二肽具有在多种细胞内提高cAMP浓度的作用.     

39株内生放线菌次级代谢产物的合成潜能

为了解药用植物内生放线菌次级代谢产物合成潜能,采用2种不同的发酵培养基对39株分离自5种药用植物根部的内生放线菌进行发酵,利用甲醇抽提发酵液,然后对抽提液进行13株病原指示菌的抗菌活性测定.结果显示32株(82%)供试菌的发酵抽提液至少对1种病原指示菌表现出抑制活性.为进一步评价供试菌株的次级代谢产物合成潜能,对所有供试菌株的基因组DNA进行了聚酮合酶(PKS)基因与非核糖体肽合成酶(NRPS)基因的扩增及检测.结果表明:所有供试菌株至少能扩增出1种次级代谢产物合成基因,其比例为PKS Ⅰ型(1)(59%)),PKS Ⅰ型(2)(62%),PKS Ⅱ型(82%),NRPS(1)(100%),NRPS(2)(100%),表明大多数药用植物内生放线菌具有合成聚酮类和非核糖体肽类化合物的潜能,在适宜的培养条件下可能产生这些种类的活性物质,有待进一步开发.     

梵净山土壤来源链霉菌Streptomyces sp.FJS11-2次级代谢产物分析及抗菌活性研究

为了分析链霉菌Streptomyces sp. FJS11-2菌株次级代谢产物及次级代谢产物抗菌活性筛选,采用UPLC-DAD-HRMS方法对其次级代谢产物进行组分分析.用纸片扩散法对菌株次级代谢产物进行抗菌活性测试,测试菌株为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、粪肠球菌及布氏杆菌. UPLC-DAD-HRMS分析结果表明,该菌株含有多种未知代谢产物.且抗菌活性研究结果表明,该菌株代谢产物具有抗金黄色葡萄球菌、布氏杆菌活性. UPLC-DAD-HRMS分析结果及抗菌活性结果,为后续从该菌株次级代谢产物中发现活性良好、结构新颖的化学成分奠定基础,同时该方法也避免化学成分重复发现.     

一株南海珊瑚细菌L-4抗肿瘤活性次生代谢产物研究

在研究珊瑚微生物混合共培养时发现:在混合培养中南海珊瑚内生细菌L-4对真菌的次生代谢产物明显产生影响,甚至产生此二微生物单独培养时所不产生的物质。对L-4发酵液进行次生代谢产物研究,从中分离纯化得到8个单体化合物,通过现代波谱分析(MS、NMR等)和物理常数对照等手段确定其结构依次为:环(色-丙)二肽(1)、环(甘-酪)二肽(2)、环(丙-酪)二肽(3)、环(缬-酪)二肽(4)、环(甘-苯丙)二肽(5)、环(甘-脯)二肽(6)、环(丙-缬)二肽(7)、环(甘-丙)二肽(8)均为环二肽类物质,且均首次从南海珊瑚内生细菌中分离得到,对进一步研究其可能的代谢机制具有重要意义。     

一株南海珊瑚细菌L-4抗肿瘤活性次生

 在研究珊瑚微生物混合共培养时发现：在混合培养中南海珊瑚内生细菌L-4对真菌的次生代谢产物明显产生影响,甚至产生此二微生物单独培养时所不产生的物质。对L-4发酵液进行次生代谢产物研究,从中分离纯化得到8个单体化合物,通过现代波谱分析（MS、NMR等）和物理常数对照等手段确定其结构依次为：环（色-丙）二肽（1）、环（甘-酪）二肽（2）、环（丙-酪）二肽（3）、环（缬-酪）二肽（4）、环（甘-苯丙）二肽（5）、环（甘-脯）二肽（6）、环（丙-缬）二肽（7）、环（甘-丙）二肽（8）均为环二肽类物质,且均首次从南海珊瑚内生细菌中分离得到,对进一步研究其可能的代谢机制具有重要意义。     

南海珊瑚内生细菌Pelomonas puraquae sp.nov(B-2)中环二肽类次生代谢产物研究

为了研究珊瑚内生细菌Pelomonas puraquae sp.nov(B-2)次生代谢产物,采用现代分离纯化方法对其发酵液和菌丝体的次生代谢产物进行分离、纯化,得到8个单体化合物。通过现代波谱分析(1D NMR和MS等)和物理常数对照等方法对其进行结构鉴定,均为环二肽类物质,依次为:环(羟脯-苯丙)二肽(1)、环(脯-酪)二肽(2)、环(苯丙-甘)二肽(3)、环(苯丙-丙)二肽(4)、环(丙-酪)二肽(5)、环(亮-甘)二肽(6)、环(甘-缬)二肽(7)、环(丙-缬)二肽(8)。所有化合物均首次从该细菌中分离得到。     

Caspase-3抑制剂的筛选体系构建及药物筛选

Caspase-3是细胞凋亡途径中重要的靶蛋白,研究Caspase-3抑制剂或激活剂,对治疗心脑血管疾病、肿瘤等具有积极意义.利用原核表达系统高效表达Caspase-3,并以表达的粗酶构建基于Caspase-3抑制剂的体外高通量筛选模型,随后对实验室保存的960种放线菌次级代谢产物进行筛选,获得9株具备分泌Caspase-3抑制剂活性的菌株,随后进一步复筛,确认了2株具备分泌高活性的Caspase-3抑制剂的菌株pwh890和pwh891,均可抑制80%的Caspase-3活性.最后对pwh890分泌的次级代谢产物进行初步分离纯化,获得31.3mg纯度较高的抑制剂,为后续的抑制剂的结构解析和改造奠定基础.     

野大豆与栽培大豆愈伤组织耐盐性比较

野大豆(Glycine soja)是唯一能与栽培大豆(Glycine max)杂交而后代能育的野生近缘种,具有极强的耐盐碱性,利用野大豆与栽培大豆有性杂交,结合离体组织培养技术,进行耐盐性变异体的离体筛选,是提高大豆耐盐性的一种有效途径。本研究选择5种栽培大豆品种和从黄河三角洲地区(山东东营)获得的野大豆,进行了大豆成熟胚愈伤组织诱导及愈伤组织耐盐性研究。结果显示,不同浓度Na Cl胁迫下,野大豆愈伤组织的存活率明显高于栽培大豆,与对照相比鲜重下降幅度明显低于栽培大豆;Na Cl胁迫下,野大豆愈伤组织的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性明显高于栽培大豆愈伤组织,MDA含量明显低于栽培大豆,表明野大豆愈伤组织耐盐性明显优于栽培大豆。该研究为耐盐大豆新品种培育提供了理论依据。     

紫雨桦耐盐性及花色苷合成相关基因的表达特性

【目的】探讨紫雨桦的耐盐性与花色素苷合成相关基因的相关性,为揭示紫雨桦的耐盐机理提供参考。【方法】以紫雨桦和垂枝桦(对照)为试材,测定盐胁迫下其叶绿素荧光参数及生理指标的变化,同时采用qRT-PCR方法分析紫雨桦和垂枝桦中查耳酮合酶基因(CHS)、二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)、花色素苷合成基因及MYB转录因子家族基因的表达特性。【结果】经质量分数0.8%NaCl胁迫12 d后,紫雨桦叶片花青素含量指数显著高于垂枝桦,是垂枝桦的3.4倍,其盐害指数显著低于垂枝桦,胁迫12 d的联苯胺蓝(DAB)和氮蓝四唑(NBT)染色显示,紫雨桦叶片中O^-₂和H₂O₂的累积少于垂枝桦; 在叶绿素荧光参数方面,NaCl胁迫12 d时,紫雨桦的F_v/F_m值仍在正常值范围内,与胁迫0 d比较,其qP和Φ_PSⅡ值的降幅也显著小于垂枝桦(P<0.05),紫雨桦的NPQ较0 d提高了282.29%,升幅显著高于垂枝桦(P<0.01)。 0.8%NaCl胁迫下CHS、DFR花色素苷合成基因及MYB转录因子家族基因的表达特性是:紫雨桦中的BpMYB10、BpCHS2和BpDFR5基因表达规律明显不同于垂枝桦,NaCl胁迫下上述3条基因持续高表达。【结论】 富含花青素的紫雨桦能够耐受一定浓度范围的NaCl胁迫,紫雨桦中的BpMYB10、BpCHS2和BpDFR5基因表达规律明显不同于垂枝桦,这些基因可能与花青素的合成密切相关,花色苷可增强紫雨桦清除活性氧自由基的能力,减缓膜质氧化,提高其耐盐性。     

玉米幼苗对NaCl胁迫的生理响应和耐受阈值分析

以水培华农5号玉米（Zea mays L.var Huanong 5）幼苗为材料,综合分析了NaCl胁迫条件下幼苗的生理反应变化及其不同组织和生理过程的胁迫耐受阈值.结果表明：玉米叶片对NaCl胁迫最为敏感,耐受阈值约为150 mmol/L,且主要影响因素是气孔限制,非气孔限制因素对NaCl耐受性较强.PSⅡ的耐盐阈值在200～300 mmol/L之间.     

新品种柳树幼苗耐盐性评价与耐盐指标筛选

为探明不同品种柳树的耐盐能力,以三个新品种柳树为材料,研究了不同NaCl浓度(20、40、60、80 mmol/L)水培条件下植株15项生长与生理生化指标的变化,采用等权灰色关联度分析、熵权灰色关联度分析、主成分分析和主成分-灰色关联度分析对柳树幼苗的耐盐性进行了综合评价。结果表明:结合聚类分析,可溶性蛋白、游离脯氨酸、可溶性糖、H₂O₂含量及叶片相对含水率更适于作为柳树苗期耐盐性主要鉴定指标;综合考虑四种分析方法,无絮柳1号(Salix matsudana 'Wuxu1')(培育代号A34)、湿地柳1号(Salix matsudana 'Shidi1')(培育代号A42)具有较好的耐盐特性,可作为盐土开发利用的备选种植品种;主成分-灰色关联度分析作为一种科学合理的评价方法可为柳树幼苗耐盐性筛选育种提供理论支持。     

A proteomic analysis of bacterial strain<Emphasis Type="Italic">Sinorhizobium fredii</Emphasis> RT19 subjected to salt shock

Sinorhizobium fredii RT19, a strain of freeliving bacteria, was subjected to salt shock and its protein expression profiles were analyzed by differential display proteome approaches. The results of separation by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis (2D PAGE) showed that the number of resolved proteins was 481, 465 and 424, corresponding to salt-free control, 5 and 50 min 1 mol/L salt treatment, respectively. Among the resolved proteins, 82 in total had altered expression in response to salt-shock stress. 26 out of the 82 proteins were induced and 23 were completely inhibited, while 12 were up-regulated and 21 down-regulated in response to salt shock. In addition, the appearance of differentially displayed proteins responding to different salt shock periods is also reported. The identity of the 26 induced proteins was revealed by matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF/MS) followed by database searching. Among them, 20 were assigned to proteins with known functions. Their roles in response to salt shock stress are discussed.     

绿豆种子萌发及苗期抗盐性的研究

绿豆在盐碱地栽培中 ,受盐害最为严重的时期是种子萌发及苗期 .以两个绿豆品种为试验材料 ,比较分析它们的抗盐性 .结果表明 :盐胁迫下 ,绿豆种子相对发芽率、幼苗株高、叶片干重及组织相对含水量与盐浓度之间存在着显著的直线负相关关系 ;而幼苗叶片的电解质外渗率、游离脯氨酸含量及脯氨酸积累量与盐浓度之间存在着显著的直线正相关关系 .不同Na2 CO3 胁迫条件的抗性也存在着显著的差异 根据绿豆种子相对发芽率、幼苗株高、叶片干重、组织相对含水量、电解质外渗率、游离脯氨酸含量及脯氨酸积累量等指标综合评定两个绿豆品种的抗盐能力为 :鹦歌绿 >大明绿 .通过试验还发现 ,各绿豆品种在不同盐浓度胁迫条件下其种子萌发情况及苗期生长变化的回归斜率是衡量绿豆种子萌发及苗期抗盐性的一项可靠指标     

运用动力学模型研究盐度对厌氧生物的抑制作用

分别用未经盐驯化的污泥和经10 g/L及20 g/L盐驯化过的污泥对废水中化学耗氧量的降解性能进行对比研究,并研究盐度对厌氧生物的抑制特性.研究结果表明:用未经盐驯化的污泥处理含盐水样,当水样中含盐量小于或等于20 g/L时,盐对厌氧生物降解葡萄糖的抑制类型是反竞争型;当水样中含盐量达到30 g/L时,抑制类型属混合竞争型;用经10 g/L和20 g/L盐驯化的污泥处理含盐废水,当处理的废水含盐量与驯化污泥的盐浓度相同或相近时,驯化污泥时该种环境呈现较好的适应性;反之,当用驯化污泥处理与驯化污泥盐浓度相差较大的废水时,驯化污泥对微生物降解产生一定的抑制作用,且浓度相差越大,抑制作用越明显.     

培养温度对多拷贝毕赤酵母猪胰岛素前体的分泌表达和生理特性影响(英文)

研究了培养温度对多拷贝毕赤酵母分泌表达猪胰岛素前体(PIP)的生理特性的影响。将多拷贝重组菌A2(12拷贝)和A3(18拷贝)分别在25℃和30℃培养,25℃培养时PIP表达水平分别比30℃培养时提高了40%和32%,而A3细胞的存活率提高了20%。对A3细胞内相关蛋白折叠和氧化程度的KAR2,PDI1,GLR和TRR1基因转录水平分析发现,相比30℃培养25℃培养时减少了16%~35%,这表明多拷贝重组A3菌株在低温培养时比高温培养在蛋白折叠和氧化协廹响应有明显的减缓效应,从而导致外源蛋白表达提高了40%。     

复盐胁迫对2种虉草苗期生长的影响

用不同浓度的中性盐和碱性盐对虉草新品系（Phalaris arundinacea L.New strain）和川草3号虉草（Phalaris arundinacea L.Chuan cao No.3）幼苗进行21 d的处理,测定株高、地上生物量、地下生物量、枯叶率和分蘖率,探讨复盐胁迫对2种虉草苗期生长的影响.结果表明,在盐浓度50 mmol/L时,虉草地上生物量、地下生物量和分蘖率最大;当盐浓度超过50 mmol/L时,随着盐浓度增加,生物量和分蘖率均呈现递降的趋势,而枯叶率递增;盐浓度与株高生长速度呈明显的负效应;在等盐浓度的中性盐胁迫下,新品系地下生物量大于地上生物量,而在碱性盐胁迫下,前者小于后者.表明低浓度的盐胁迫对虉草生物量积累和分蘖具有一定的促进作用;虉草对碱性盐胁迫更敏感.     

盐胁迫下AMF对榉树幼苗生长和光合特性的影响

【目的】探究盐胁迫下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对榉树(Zelkova serrata)的生长和光合特性的影响以及光响应模型的适用性,为利用菌根真菌技术提高植物在盐碱地中的生产力提供理论依据。【方法】以榉树幼苗为试验材料,设置不接种AMF(N)、接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)1号(GM₁)、接种摩西球囊霉2号(GM₁)、接种扭形球囊霉(G.tortuosum,GO)4个处理组,进行盐胁迫与非盐胁迫(CK)处理。通过对比分析不同处理间的差异,探索盐胁迫下AMF对榉树生长及光合特性的影响,并评定5种光响应模型的适用性。【结果】(1)盐胁迫下GM₁、GO处理的菌根侵染率显著降低;(2)盐胁迫显著降低了榉树苗高、地径净增长量,而GM₁、GM₁处理显著提高了盐胁迫下榉树的地径净增长量;(3)盐胁迫下,榉树净光合速率明显下降,3种接菌处理均能提升榉树叶片净光合速率、气孔限制值、水分利用效率,并降低胞间CO₂浓度,其中GM₁和GO较未接菌处理变化最大;(4)盐胁迫条件下只有以叶子飘模型拟合的平均决定系数(R²)高于0.900,其余4种模型各处理的R²均低于0.900。【结论】盐胁迫对榉树幼苗生长及光合特性有抑制作用;接种AMF可以促进植物生长,提升植物净光合速率,缓解盐胁迫对植物生长及光合特性的抑制作用。综合AMF对榉树生长和光合特性的影响,GM₁较为突出,为盐碱地林业生产推荐选用菌株;5种光响应模型中,叶子飘模型的拟合效果最好,为探究盐胁迫下AMF对榉树净光合速率影响的最优模型。