木质素真菌降解造纸废水的试验研究

采用序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,SBR)法和共代谢理论,利用白腐真菌对含有木质素的造纸废水进行处理试验研究.结果表明,同样的进水COD浓度,水力停留时间,共代谢作用下好氧处理的COD去除率远高于单纯好氧生物处理COD去除率,可提高30%左右.原水的投加有一个恰当的比例,在根据实际用水水质选定碳源后,在碳源和氮磷营养物质的共同作用下,共代谢降解过程能得到明显的促进,其处理效果高于碳源和氮磷营养物质单独存在条件下的处理效果.     

金属转运蛋白SLC39A14的代谢性功能研究进展

微量元素是维持人体生理和代谢功能的重要的营养素之一,既可参与人体生理生化功能调控,亦可作为生物大分子的组成或辅助成分,如激素和维生素有机组成.微量元素对维持机体正常生命活动具有重要意义.其中,必需微量元素是机体内不能产生或合成但又是维持生物体正常生理机能不可或缺的,如铁、锰、锌等,主要通过消化道中不同的金属转运蛋白(metal transporter)转运吸收.近年来,随着金属转运蛋白不断被鉴定与发现以及金属转运蛋白的功能研究进展,认为SLC39A14在不同组织中参与铁、锌、锰等必需微量元素转运,并且参与多种生物学功能.基于目前对金属转运蛋白在代谢性器官以及代谢性疾病中的作用机理的了解和认识,本文回顾性总结了金属转运蛋白SLC39A14在不同代谢组织器官的代谢性功能和作用机制.     

温度胁迫对紫贻贝与翡翠贻贝生理活动的影响和Hsp27的响应

为了探究急性温度胁迫对温度适应性不同的贻贝的生理影响,以紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)与翡翠贻贝(Perna viridis)为对象,分别用4,8,25,35℃对紫贻贝进行温度胁迫,用8,15,35,42℃对翡翠贻贝进行胁迫。通过对耗氧率与排氨率的检测,分析了贻贝的生理代谢;制作石蜡切片观察鳃组织结构的变化,用Western-blot对Hsp27在鳃组织中的表达变化进行研究。结果表明:两种贻贝的耗氧率和排氨率均随温度升高而升高,但当紫贻贝胁迫温度达到35℃,翡翠贻贝胁迫温度达到42℃时,则表现出急剧下降;急性温度胁迫破坏两种贻贝鳃组织结构,并且损伤在恢复24 h后不可逆转,同时造成贻贝鳃组织Hsp27表达量升高。说明在一定温度范围内,贻贝的代谢随温度上升而加快,但当温度超过机体耐受阈值,可能会抑制代谢;低温和高温胁迫均可以破坏贻贝的鳃组织结构,且24 h内无法恢复; Hsp27在紫贻贝应对低温胁迫可能更为积极,而在翡翠贻贝应对低温及高温胁迫均有应答。     

响应面法优化藜麦非靶向代谢组样品的衍生化条件

为优化藜麦非靶向代谢组样品的衍生化条件,获得更多的代谢物信息.以N-甲基-N-(三甲基硅烷)三氟乙酰胺(MSTFA)为衍生化试剂,在单因素实验的基础上,用响应面法优化衍生化试剂的体积、衍生化温度、衍生化时间,并用GC-MS法检测衍生化后的代谢物质,通过出峰个数和总峰面积表征衍生化的效果.结果表明,响应面法优化后的最佳衍生化条件为衍生化试剂的体积为100μL,衍生化温度为40℃,衍生化时间为27 min.在最佳条件下得到的代谢物总峰个数和峰面积分别为69个和2.34×10~(10),与模型预测值(70个,2.38×10~(10))相近.该方法操作简单,衍生化效果好,结果具有重复性与可操作性,可用于藜麦非靶向代谢组样品的衍生化处理.     

硼对去卵巢大鼠骨质疏松症发生的减缓作用

硼是人和动物的可能必需微量元素,具有多种生理调控作用,特别是对骨代谢.本研究建立大鼠卵巢摘除骨质疏松模型,通过长达22周的饮水补硼实验,研究硼元素对骨质疏松症的影响. 84只大鼠随机分为7组,去卵巢组(ovariectomized group, OVX group)大鼠摘除卵巢,随机分为阴性对照组(蒸馏水, OVX)、阳性对照组(饮水中添加雌激素(estrogen, Est), OVX+Est)、3个补硼组(饮水中分别添加20、40、80 mg/L硼, OVX+B20、OVX+B40、OVX+B80);假手术组(Sham group)大鼠不摘除卵巢,仅摘除卵巢周围等量的脂肪,随机分为空白组(蒸馏水, Sham)和补硼组(饮水中添加40 mg/L硼, Sham+B40).实验期间,大鼠自由进水和饮食,于补硼后第9、22周取样.研究结果显示,硼可以促进幼稚软骨细胞数以及同源细胞群细胞数增加,减缓股骨干骺端组织显微结构的破坏,提高机体碱性磷酸酶活性、降低抗酒石酸酸性磷酸酶活性,维持血清Ca、P、Mg含量,并降低体内丙二醛含量,提高机体抗氧化酶水平.因此,硼元素可以减缓但不能完全阻止去卵巢大鼠...     

古老而充满魅力的红曲菌

红曲菌(Monascus spp.)又称红曲霉,是我国传统特色的药食同源发酵微生物.红曲菌可产生天然食品着色剂红曲色素(Monascus pigments, MPs)、降血脂成分莫纳可林K(monacolin K, MK)以及丰富的淀粉酶和酯化酶等酶系,红曲菌的发酵产品红曲在我国有近2000年的应用历史.但是某些红曲菌株也可产生真菌毒素桔霉素(citrinin,CIT),污染红曲产品,导致食品安全问题.研究人员通过不懈努力,目前已经解决了红曲产品中CIT污染的问题,关于MPs、MK和CIT等红曲菌主要次级代谢产物生物合成途径及其调控机理的研究也取得了重大突破.同时,研究还发现,红曲菌具有独特的繁殖调控机制以及对光照和磁场(光磁)的感应机理.本文系统梳理了近30年来所取得的关于红曲菌独特繁殖调控与光磁感应机理,以及MPs、MK和CIT等主要次级代谢产物的生物合成途径及其调控机制的研究进展,并展望了红曲菌的未来研究方向,最后阐述了红曲行业面临的挑战及其应对策略.     

微生物细胞工厂

微生物细胞工厂是合成生物学的重要研究方向之一.本文以微生物细胞工厂的产业应用为需求牵引,从物质代谢和能量代谢两方面系统阐述了细胞工厂的合成代谢调控机制,为高效细胞工厂创建奠定了理论基础.本团队在物质代谢方面,建立了新酶元件挖掘技术平台,完成了一系列三萜化合物的合成途径解析;开发了染色体多基因文库调控、糖基化酶碱基编辑器(glycosylase base editor, GBE)等途径精准调控使能技术,完成一系列化学品合成途径限速步骤的鉴定,解决了元件与合成途径的适配问题.在能量代谢方面,设计创建了4种葡萄糖新型能量代谢模式,解决了合成途径还原力供给与需求不平衡的问题.在此基础上,创建出一系列微生物细胞工厂, 14个化学品完成技术转让,其中4个化学品实现万吨级产业化,支撑一家企业在科创板上市,推动了微生物细胞工厂的产业应用.最后,对未来微生物细胞工厂的研究进行了展望.     

应用代谢组学技术预测啤酒发酵过程中的腐败菌

通过超高效液相四级杆飞行时间串联质谱(UPLC-Q-TOF-MS)的非靶向质谱分析结合机器学习的方法能够预测啤酒是否感染腐败菌。在啤酒发酵过程中，分别添加短乳杆菌Lactobacillus brevis、芽孢杆菌Bacillus、植物乳杆菌Lactobacillus parabuchneri、类布氏乳杆菌Lactobacillus plantarum和葡萄球菌Staphylococcus saprophyticu等啤酒腐败菌的样品并进行代谢组学分析，随后，采用随机森林模型分析代谢组学数据，选取模型的前30%重要特征物质进行通路富集分析。最终发现，发酵初期，胆碱、甘油磷酸胆碱、三乙醇胺、磷脂酰乙醇胺和2-(3-羧基丙酰基)-6-羟基-环六-2,4-二烯羧酸(SHCHC)这些代谢物在腐败啤酒样品比正常啤酒样品中的含量增加，其中：36～48 h腐败啤酒中胆碱的含量高于正常啤酒50%～130%;甘油磷酸胆碱在发酵24 h腐败啤酒中比正常啤酒的含量低10%～30%,随着发酵时间延长，逐渐增加到高于正常啤酒9%以上；三乙醇胺在24 h正常啤酒中的含量最高，比腐败啤酒中的含量高出2～3倍；磷脂酰乙醇...     

维生素A缺乏对大鼠生长发育及铁吸收的影响

目的研究维生素A(VA)缺乏对生长期大鼠生长发育及铁吸收的影响.方法将52只雄性SD大鼠,21日龄,按体质量随机分为4组,每组13只,Fe及VA正常对照组(Ⅰ组),Fe正常VA完全缺乏组(Ⅱ组),Fe正常VA轻度缺乏组(Ⅲ组),Fe和VA轻度缺乏组(IV组).实验动物喂饲8周,实验期末,进行72 h代谢实验,记录大鼠的进食量,并收集粪便.代谢实验结束后,处死大鼠,测定血清VA、粪铁含量,计算铁表观吸收率.结果各组动物除Ⅱ组动物性情暴躁、易激惹外,一般状况良好,维生素A缺乏可以使大鼠铁表观吸收率下降(P<0.05).结论维生素A缺乏可能通过影响铁吸收来影响体内铁的营养状况.