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生物技术通报
生物技术通报

路铁刚

月刊

1002-5464

biotech@caas.cn

010-82109925，82109903

100081

北京海淀区中关村南大街12号

生物技术通报/Journal Biotechnology BulletinCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊客观报道国内外生物技术领域基础研究成果及其在农、林、牧、渔及医药、食品、轻工、环保领域中的应用和产业化趋势。内容包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程以及生物工程的应用、研究现状和新的实验技术与方法等。
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    烟草NtPRR37基因克隆及功能分析

    李亦君杨小贝夏琳罗朝鹏...
    221-231页
    查看更多>>摘要：[目的]伪答应基因家族(pseudo response regulators,PRRs)是高等植物调控开花途径的重要基因.克隆烟草NtPRR37基因并分析其对不同光周期的应答及对开花的影响,为烟草开花调控提供靶标基因.[方法]利用同源克隆方法从普通烟草(Nicotiana tabacum L.)中克隆得到NtPRR37 基因,并对其进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)分析其在不同组织中的表达及不同光照时长处理的表达模式.同时利用病毒诱导基因沉默(virus induced gene silence,VIGS)技术降低NtPRR37表达水平并观察表型变化及检测开花相关基因表达变化.[结果]NtPRR37基因全长 2 472 bp,编码 823 个氨基酸,相对分子质量 90.16 kD,含有PRRs基因家族的典型保守结构域(REC和CCT结构域).通过同源进化分析发现,烟草NtPRR37 与绒毛烟草(Nicotiana tomentosiformis)、林烟草(Nicotiana sylvestris)及本氏烟草(Nicotiana benthamiana)的PRR37在进化上属于同一分支.采用RT-qPCR分析发现,该基因在盛花期烟草各个组织的表达特征存在差异性,在雌蕊中的表达量最高,在侧根的表达量最低;在不同光照时长处理下,NtPRR37 随着光照时间的增加表达量呈上升趋势,全黑暗处理下表达量最低,且具有生物节律性;NtPRR37 沉默植株中NtPRR37 表达量明显下调且沉默植株开花期提前,这可能与诱导开花相关基因(NtFT4、NtAP1、NtCO、NtSOC1)表达量显著上调有关.[结论]NtPRR37 的表达受到光周期的调控,且在烟草开花过程中NtPRR37 作为开花抑制因子存在.

    烟草伪答应调控蛋白NtPRR37序列分析表达分析基因沉默开花

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    L-抗坏血酸联合超声处理鲜切芋艿的最佳条件

    陈琳陈莉莉陈琳琳章敏...
    232-243页
    查看更多>>摘要：[目的]确定L-抗坏血酸(L-ascorbic acid,AA)联合超声(ultrasound,US)处理鲜切'六月红芋'的最佳条件,并探究其保鲜效果.[方法]以永定'六月红芋'为试材,通过对比自来水、纯水、去离子水、9%蔗糖溶液、1%碳酸钠溶液、1%氯化钠溶液、1%AA溶液以及不同有效氯质量浓度(20、40、60、80 mg/L)的微酸性电解水等 11 种保鲜护色液,筛选出对鲜切'六月红芋'保鲜效果最佳的护色液.随后,进行AA与乙醇复配液处理,实验结果显示,AA单独使用的保鲜效果更佳.通过测定褐变度、硬度、pH值、相对电导率及感官评价得分等指标,进一步深入研究AA与US联合(AS)处理对鲜切'六月红芋'贮藏品质的影响,以明确AS处理对鲜切'六月红芋'的保鲜效果.[结果]在AA浓度为 2%、浸泡时间为 15 min、US处理时间为 10 min、US频率为 53 kHz、US功率为 400 W的条件下,鲜切'六月红芋'的感官品质最好.AS处理有效抑制褐变度的增加,维持酸度稳定性,减缓硬度的下降,保持细胞膜的完整性和较高的感官评分,这些参数为AS处理鲜切'六月红芋'的最佳条件.[结论]在不同浸泡液中筛选得到AA为最佳护色液,并确定AS处理鲜切芋艿的最佳条件.AS处理能够显著提高鲜切'六月红芋'的保鲜效果.

    L-抗坏血酸超声处理浸泡处理鲜切芋艿六月红芋褐变保鲜效果

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    三株小球藻抗旱性能评价

    韩凯周永顺张凯月王路...
    244-254页
    查看更多>>摘要：[目的]研究沙漠小球藻(desert Chlorella)应对干旱胁迫的生理响应,分离培养抗旱能力强的小球藻,为沙漠微藻资源的开发和生产奠定基础.[方法]以 2 株分离自新疆塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠中的小球藻和 1 株购买自中国科学院淡水藻种库普通淡水小球藻(Chlorella vulgaris)为材料,使用Bold's Basal Medium(BBM)作为培养基,通过聚乙二醇(PEG6000)模拟不同程度干旱胁迫,测定 3 株小球藻在干旱胁迫下的生长速度和生理生化指标,并通过主成分分析、隶属函数、抗旱性综合度量值等方法评价 3 株小球藻抗旱能力.[结果]干旱胁迫能使小球藻细胞密度(OD680)和生物量(干重)下降,叶绿素 a、叶绿素 b 含量降低,丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,但是可溶性糖、蛋白质、脯氨酸(Pro)含量和过氧化氢酶(CAT)活性则因胁迫程度和时间的变化而不同,主成分分析显示糖、Pro、SOD、CAT、叶绿素b在小球藻抗干旱过程中发挥重要作用;根据抗旱系数分析,重度干旱时沙漠小球藻可溶性糖、蛋白质、Pro、SOD、CAT比普通时作用更强.[结论]综合评价显示 3 株小球藻的抗旱性强弱依次为:沙漠小球藻TLD 6B＞沙漠小球藻GTD 8A1＞普通小球藻FACHB-2338,且沙漠小球藻在生长速度、糖含量、蛋白质含量方面相比普通小球藻更具有优势.

    沙漠小球藻干旱胁迫生理指标隶属函数分析主成分分析抗旱性评价

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    促进水稻铁素吸收的野生稻内生细菌优良菌株的筛选与鉴定

    李庆懋彭聪归齐笑含刘兴蕾...
    255-263页
    查看更多>>摘要：[目的]为筛选促进水稻高效吸收铁元素的嗜铁内生细菌,探究野生稻中不同种属的内生细菌的产铁载体能力和促进水稻铁素吸收效果.[方法]对前期从 4 种野生稻(Oryza longistaminata、O.rufipogon、O.officinalis和O.minuta)中分离获得的 198 株内生细菌进行产铁载体定量测定分析,从 128 株具有产铁载体能力的内生菌株中筛选获得 82 株高产铁载体内生菌株;16S rRNA基因序列分析显示 82 个菌株属于 18 个种属;结合其产铁载体能力,选择 18 株产铁载体候选菌株进行促进水稻铁吸收效果鉴定.[结果]不同种属的功能菌株促进铁吸收效果有差异,其中(类)芽孢杆菌属、假单胞菌属和考氏科萨克氏菌属促进铁吸收效果明显,根据促生试验从 18 株菌株中筛选出了 5 株最优的高效产铁载体菌株,并进一步验证了其可以部分恢复水稻铁吸收缺陷突变体(osblhl156)的缺铁黄化表型.[结论]明确了植物互作微生物所产的铁载体可以被水稻利用,丰富了水稻铁吸收相关微生物资源,为水稻-微生物互作促进水稻铁吸收提供菌种资源和理论依据.

    水稻内生细菌铁载体植物-微生物互作铁吸收

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    复合微生物菌剂对葡萄生长、品质及根际土壤环境的影响

    车建美赖恭梯李思雨郭奥琳...
    264-274页
    查看更多>>摘要：[目的]葡萄是我国栽培广泛的五大果树品种之一,长期过量施用化肥,破坏微生物生态,从而影响葡萄产量和品质.探究不同来源菌株的复合微生物菌剂对改善葡萄果实品质的作用.[方法]采用复合微生物菌剂[短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis)FJAT-0809-GLX、贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)FJAT-55034 及短短芽胞杆菌(B.brevis)FJAT-10623]灌根,分析复合微生物菌剂对葡萄生长和果实品质及根际土壤酶活性、可培养芽胞杆菌多样性等的影响.[结果]复合微生物菌剂能够促进葡萄叶片生长,提高叶片的叶绿素a和类胡萝卜素含量及POD和PPO活性.处理组葡萄幼果的叶绿素b含量、SOD和PPO活性分别比对照组提高了 100%、11.77%和 66.67%.施用复合微生物菌剂能够促进葡萄提早成熟及果实转色,提升果实品质,其中,单果重比对照高出 29.06%,可溶性固形物和可溶性蛋白分别比对照组提高了 7.31%和 94.74%,且处理组成熟果实的PPO酶活性显著高于对照组.此外,复合微生物菌剂能够显著提高土壤淀粉酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蔗糖酶活性及芽胞杆菌的种类和数量.相关性分析表明,辣椒芽胞杆菌(Bacillus zanthoxyli)和假蕈状芽胞杆菌(Bacillus pseudomycoides)可促进葡萄叶片生长及果实品质提升.[结论]复合微生物菌剂具有改良土壤、促进葡萄生长和提升果实品质的作用.

    复合微生物短短芽孢杆菌贝莱斯芽孢杆菌葡萄品质土壤

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    仿突变生物合成调控对土曲霉C23-3次生代谢产物的影响

    马小翔马泽源刘亚月周龙建...
    275-287页
    查看更多>>摘要：[目的]丁内酯I是土曲霉(Aspergillus terreus)产生的一种具有多样生物活性的小分子天然产物,对其结构多样性拓展的探索具有重要意义.以一株高产丁内酯I的海洋来源土曲霉C23-3 作为基础菌株,研究丁内酯前体小分子类似物和前体合成酶抑制剂对其次生代谢的影响.[方法]以海水马铃薯液体培养基为基础培养基,以 3 种前体小分子类似物和 3 种对羟基苯丙酮酸的合成酶抑制剂作为化学诱导剂,在静置发酵条件下进行菌株的化学调控培养.采用高效液相色谱、高效液相色谱-离子阱质谱联用及基于质谱的分子网络和数据库挖掘分析次生代谢产物的产量和多样性.[结果]多数前体小分子类似物和合成酶抑制剂对丁内酯I产量均有不同程度抑制,而高浓度的前体小分子类似物 3,4-二羟基苯丙酮酸、两种合成酶抑制剂联用及这三者的联用表现出了较强的抑制效果;并且在丁内酯I的合成受到强烈抑制条件下,丁内酯类、土震素类、洛伐他汀类等多类次生代谢产物的合成也下降,但一种环肽类化合物产量超过 10 倍的大幅提升,可能是菌体对作为群体感应信号及全局性转录因子lae A诱导子的丁内酯I合成受到压制胁迫的一种应激反应,具体机制有待深入研究.[结论]丁内酯I的前体确为对羟基苯丙酮酸,3,4-二羟基苯丙酮酸及对羟基苯丙酮酸合成酶抑制剂可用作抑制丁内酯I合成的小分子工具,以用于仿突变生物合成的进一步探索以获得多样化丁内酯衍生物,也可诱导产生环肽类化合物.

    海洋真菌化学调控仿突变生物合成丁内酯前体类似物合成酶抑制剂LC-MS/MS分子网络

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    1,2-二氯乙烷降解菌群的富集及关键降解菌Ancylobacter sp.BL0的分离鉴定

    张志梅张彦猛谢东明杨秀云...
    288-298页
    查看更多>>摘要：[目的]1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)的污染会危害到人体的生命健康和环境生态安全.为获得高效的 1,2-DCA生物降解种质资源,研究菌群特征并探索从中分离筛选高效 1,2-DCA降解菌株的规律和方法.[方法]从受 1,2-DCA污染的土壤中富集培养能以 1,2-DCA为唯一碳源和能源的降解菌群,通过气相色谱、紫外分光光度仪考察了不同批次菌群的生长和对 1,2-DCA的降解情况,利用高通量测序分析不同批次富集液的物种多样性和相对丰度.通过 16S rDNA基因序列分析鉴定菌株,利用气相色谱-质谱联用测定降解产物,分析菌株的降解途径.[结果]得到了降解菌群BG1,且实验结果显示第 6-11 批和 15 批富集菌群在 24 h内对 12.5 mg/L 1,2-DCA的降解率呈先增加后降低趋势,菌群生物量(OD600)可从 0.03 增长至 0.095,但菌群中Ancylobacter sp.的相对丰度随着持续富集而降低.从第 9 批富集液中筛选出一株菌命名为BL0,鉴定为Ancylobacter sp.,能在 6 h内降解 120 mg/L 1,2-DCA,推测BL0 降解 1,2-DCA的途径为 1,2-DCA水解为 2-氯乙醇,2-氯乙醇再被氧化为氯乙酸,然后被彻底降解利用.[结论]本研究得到了高效降解 1,2-DCA的菌群BG1 和菌株Ancylobacter sp.BL0,同时发现 1,2-DCA降解菌株的筛选分离需要的样品富集过程周期较长且微生物生长量较低,不适于过度富集.菌株Ancylobacter sp.BL0 与富集菌群中的其他菌株之间以竞争关系为主.

    1,2-二氯乙烷生物降解菌群富集降解菌群Ancylobacter群落互作代谢途径

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    响应面法优化暹罗芽孢杆菌产大环内酯的发酵培养条件

    张梦菲余炼李菲李喆...
    299-308页
    查看更多>>摘要：[目的]大环内酯(MLNs)是一类由聚酮链环化而成的新型化合物,具有显著的抗菌、抗病毒和抗肿瘤活性,但因传统发酵的大环内酯产量较低而限制了其广泛应用.旨在提高暹罗芽孢杆菌K53 合成MLNs的产量,以期为MLNs的批量生产提供科学依据.[方法]基于前期研究发现,通过单因素试验研究碳源、氮源、氨基酸等营养成分对菌株K53 中MLNs发酵产量的影响,确定关键营养因子,运用响应面分析法对关键营养因子进行优化,获得发酵MLNs的最佳工艺参数.[结果]单因素试验中,菌株K53 的发酵培养基中葡萄糖为最优碳源,酵母提取物和(NH4)2SO4 分别为最优有机氮源和无机氮源,额外添加组氨酸和缬氨酸可提高MLNs的产量.响应面优化中,菌株K53 的最佳发酵培养基:22.0 g/L葡萄糖、3.0 g/L(NH4)2SO4、1.0 g/L酵母提取物、6.1 g/L缬氨酸和 5.9 g/L组氨酸,其中缬氨酸和组氨酸为合成MLNs的前体物质.在该培养基中MLNs的产量达到 5.37×102 μg/mL,与理论预测的最大值(5.46×102 μg/mL)非常接近,与优化前的菌株合成MLNs产量(1.31×102 μg/mL)相比提高 4.10 倍.[结论]响应面法优化后的发酵培养基有利于提高菌株K53 的MLNs产量,为菌株MLNs的后续开发应用提供参考.

    大环内酯暹罗芽孢杆菌发酵培养基前体物质响应面优化

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    利用新型红酵母苯丙氨酸解氨酶制备低苯丙氨酸酪蛋白

    张阿娜韩雪谷天一辛凤姣...
    309-319页
    查看更多>>摘要：[目的]挖掘高活性、高稳定性的苯丙氨酸解氨酶(EC 4.3.1.24;penylalanine ammonia-lyase,PAL),为后续在制备无(低)苯丙氨酸特膳食品的应用奠定基础.[方法]从胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)和双倒卵形红酵母(Rhodotorula diobovata)中克隆到基因RmPAL和RdPAL,并通过生物信息学分析两个酶的序列和结构特征;在大肠杆菌中异源表达纯化RmPAL和RdPAL蛋白,测定最适反应条件和底物特异性;通过高效液相色谱和苯丙氨酸试剂盒测定了RmPAL和RdPAL转化酸解酪蛋白(casein acid hydrolysate,CAH)中苯丙氨酸(L-phenylalanine,L-Phe)的能力.[结果]RmPAL和RdPAL是真菌来源的PAL,分别由 3 个结构域组成:MIO结构域(MIO domain)、核心结构域(core domain)和屏蔽结构域(shielding domain),活性中心具有催化氨基酸Tyr和底物特异性特征氨基酸His;RmPAL和RdPAL在溶液中均以四聚体形式存在,两个酶的最适pH和最适温度均为 8.9 和 50℃,且具有较宽泛的pH和温度稳定性,优于黏红酵母来源的商用PAL酶;此外,两种酶均能催化L-Phe和酪氨酸(L-tyrosine,L-Tyr)反应,且对L-Phe的催化效率较高,约为L-Tyr的 5 倍,脱除酸解酪蛋白中L-Phe的转化率分别为 88%和 93%.[结论]RmPAL和RdPAL具有较强稳定性和L-Phe水解偏好性,可从食源蛋白中有效去除L-Phe.

    苯丙酮尿症苯丙氨酸解氨酶低L-Phe蛋白催化活性热稳定性L-Phe转化率特医食品

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    金黄色葡萄球菌型乳房炎奶牛乳腺组织的lncRNA差异表达分析

    周冉王兴平李彦霞罗仍卓么...
    320-328页
    查看更多>>摘要：[目的]长链非编码RNA(lncRNA)可参与机体炎症反应,但其在奶牛乳房炎中的表达模式及分子调控机制仍不完全清楚.分析金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)型乳房炎奶牛乳腺组织中的差异表达lncRNA(DElncRNA)及其功能,为后续深入研究提供支撑.[方法]利用转录组测序(RNA-Seq)技术和生物信息学方法对健康奶牛和S.aureus诱导乳房炎的奶牛乳腺组织进行lncRNA测序、DElncRNA分析及GO和KEGG功能富集分析.[结果]在两组乳腺组织中共检测到 1 012 个lncRNA.相比于健康奶牛组,S.aureus诱导组筛选到 75 个表达上调的和 114 个表达下调的lncRNA.GO和KEGG富集分析结果表明,上述DElncRNA可通过免疫相关信号通路而调节奶牛乳房炎症.进一步分析发现,DElncRNA TCONS_00042123、TCONS_00068055、TCONS_00108420 和TCONS_00076361 可能参与MAPK、NLR、Jak-STAT和TLR信号通路,进而调节S.aureus型奶牛乳房炎的发生与发展.[结论]在S.aureus诱导炎症的奶牛乳腺组织中获得了 189 个DElncRNA,可能通过潜在靶基因调控S.aureus型奶牛乳房炎的发生与发展过程.

    奶牛乳房炎lncRNA差异表达分析金黄色葡萄球菌

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