套袋对油桃果皮叶绿素降解及相关基因表达的影响

【目的】叶绿素含量是影响果皮底色及果实外观的关键因素,以两个成熟期接近的桃品种为材料,初步探究了套袋对油桃果皮叶绿素降解规律及叶绿素降解相关基因表达的影响,以期为桃果实成熟期判定及底色差异确定依据。【方法】以中油18号和中油19号两个油桃品种为研究对象,测量成熟前套袋与不套袋油桃果皮色差、叶绿素含量等指标,用荧光定量PCR检测套袋对叶绿素降解相关基因的影响,通过分析叶绿素含量与相关基因表达的关系,确定套袋对油桃果皮叶绿素降解的影响。【结果】套袋处理增加了油桃果皮的亮度(L^(*)值),提高了黄肉品种中油19号的果实b^(*)值,套袋也使果皮叶绿素降解提前。荧光定量结果显示,PpCLH1在套袋果实成熟前23 d和12 d的表达量均高于不套袋,PpPAO在中油19号果实成熟过程中表达量升高。PpSGR基因在中油18号和中油19号果实完全成熟时相较于不套袋材料显著高表达,而经过套袋处理后在成熟前23 d会提前表达,且表达量显著升高。【结论】套袋会导致果皮叶绿素降解基因PpCLH1、PpSGR提前高表达,叶绿素提前降解,说明PpCLH1、PpSGR是桃果实成熟前果皮叶绿素降解的关键基因,这对进一步解析桃果实发育过程中果皮叶绿素降解提供了一种新的思路,也为探索桃果实发育过程中叶绿素降解的分子机制提供参考。

拟南芥叶片衰老前后叶绿素降解代谢基因表达和酶积累的模式及其影响因素分析

由叶绿素降解引起的叶片衰老褪绿不仅是植物衰老最直观的性状,还是植物进行营养动员的关键事件。近年来,进入衰老窗口(senescence window)后的叶片中叶绿素降解代谢酶基因(Chl catabolic genes,CCGs)的表达调控已经得到了较为充分的研究,但在未衰老叶片中对CCGs表达模式的研究还鲜见报道。本研究中,我们分析了主要叶绿素降解代谢酶(Chl Catabolic Enzymes,CCEs)及其编码基因CCGs在自然衰老以及未衰老的拟南芥叶片中的表达模式。研究结果显示,在叶片自然衰老过程中,CCGs剧烈上调表达且CCEs蛋白逐渐累积,以催化衰老细胞中叶绿素的大量降解;值得注意的是,在长日照培养条件下,未衰老叶片中CCGs的表达存在显著的波动,其表达量在光照开启后开始上升,10:00~16:00之间达到峰值后逐渐下降。我们的分析显示,CCGs表达量的波动很有可能是光-暗交替导致的,与CCA1介导的节律信号没有明显的相关性。我们的研究结果提示,外界光信号对未衰老叶片中CCGs的表达调控起至关重要的作用。

外源降解基因和菌群刺激土著关键物种抵御1,4-二氯苯胁迫研究

有机氯农药污染场地危害人体健康及生态系统安全,高活性降解微生物对提升土壤有机氯农药降解效率十分必要。本研究结合高通量测序和荧光定量PCR技术,探究添加分别表达二氯苯降解基因(xylH、dmpB、catE)的质粒pUC19(10^(2)~10^(3)copies/μL)和菌群(单独表达上述质粒的大肠杆菌E.coli DH5α,10^(5)~10^(6)CFU/μL)后,土壤中1,4-二氯苯降解动力学、微生物群落组成与降解功能演变。研究发现:添加降解基因及菌群210 d后,土壤中1,4-二氯苯降解效率提升1.74倍~2.41倍,最高分别达38.43%和44.74%;优势菌门及关键物种相对丰度占比显著上升(P<0.05);土著菌群降解基因绝对丰度显著上升了1.24倍~2.89倍,添加降解菌群上升幅度更显著(P<0.05)。本研究有助于探明外源添加降解基因及菌群后土著菌群应对污染胁迫的响应机制,为调控和优化农药污染土壤修复过程及效果提供技术支持。

石油烃厌氧降解关键基因masD和bamA的实时荧光定量PCR检测方法与应用

masD和bamA是控制石油烃厌氧降解的关键基因,利用实时荧光定量PCR技术检测masD和bamA基因具有简便快速和易操作等优点.但目前所用方法存在扩增效率低,方法灵敏度较差的问题.本文根据引物设计原则,利用Allele ID6软件重新设计了扩增masD和bamA的实时荧光定量PCR引物,将质粒DNA进行8次10倍梯度稀释后构建实时荧光定量PCR标准曲线.优化后的体系(20μL)为:FastStart Essential DNA Green Master 10.0μL,上下游引物各0.4μL,RNase-Free Water 4.2μL,5.0μL DNA模板.利用新设计的引物扩增masD和bamA基因的最适退火温度分别为61℃和57℃.优化后的检测方法扩增效率提高至97.5%和71.2%,比文献报道的方法提高了7.6%—44.5%,具有更高的重复性和灵敏度.利用设计的引物对陕北5个地区石油污染土壤中的masD和bamA基因进行定量检测结果表明,石油污染土壤中普遍存在着控制石油烃厌氧降解的关键基因,所测定的土壤中bamA降解基因的拷贝数远高于masD降解基因.

降解菌Pseudomonas sp. AT2对莠去津胁迫下水稻生长的影响机制

农田土壤中残留的莠去津易对后茬敏感作物造成药害,利用功能微生物调控作物中残留莠去津降解是缓解其药害的有效方式。本研究分析了水稻根际微生物群落及土壤中莠去津降解基因对莠去津胁迫的响应,并从水稻根际土壤中分离出一株莠去津降解菌Pseudomonas sp.AT2,通过盆栽试验探究了莠去津胁迫下菌株AT2对水稻生长及莠去津降解的影响机制。结果表明:莠去津胁迫可显著改变水稻根际细菌的群落结构,并提高根际土壤中莠去津降解基因TrzN、AtzB和AtzC的丰度。莠去津胁迫下,接种降解菌AT2组水稻的株高、根长、干重和叶绿素含量均显著增加,MDA的积累减少,说明AT2可缓解水稻的氧化胁迫损伤;接种降解菌AT2处理组土壤和水稻中莠去津含量分别比对照降低了14.9%和47.1%~57.5%,说明AT2促进了土壤及水稻中莠去津的降解。另外,莠去津胁迫下,接种AT2还可诱导水稻中莠去津降解基因的上调表达,表达量为未接菌对照组的1.3~2.7倍。研究表明,根际接种降解菌株能激活水稻体内降解基因的表达,促进“土壤-水稻”体系中莠去津的降解,缓解环境中残留莠去津对水稻的毒害作用。

环境中污染物降解基因的水平转移(HGT)及其在生物修复中的作用

水平基因转移是不同于垂直基因转移的遗传物质的交流方式。在污染环境这一特异生态环境中,降解基因的水平转移有着独特的功能与作用。研究环境中污染物降解基因在微生物间的水平转移,更深入地了解微生物种群适应污染环境的机理,对于评价污染物的环境毒理、生物可降解性以及污染环境的可修复潜力具有重要参考价值。在污染物生物修复实践中,可以通过调控降解基因的水平转移,增强污染环境中微生物的降解能力,更有效地发挥生物修复作用。文章将对环境中细菌间基因交流的机制,污染物降解基因的水平转移对微生物适应污染环境的机理、水平基因转移对代谢途径的进化及其对污染物生物修复作用的影响等方面的研究进展做一综述。

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。

石油降解菌的筛选、降解特性及其与基因的相关性研究

以Bush．hass培养基为筛选培养基，从3种不同来源的石油污染土壤中富集、分离、筛选获得16株可以以石油烃为唯一碳源的菌株。对菌株的生理生化性质、石油烃降解效果、菌株种属和菌株所含石油烃降解基因进行了检测。结果表明，筛选出的16株菌分属于铜绿假单胞菌（Pseudomonasaeruginosa）、施氏假单胞菌（Pseudomonasstutzeri）和不能确定种名的假单胞菌属（Pseudomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）、黄杆菌属（Flavobacteriaceae）、埃希氏菌属（Escherichia）和无色杆菌属（Achromobacter）的细菌。其中7株菌株对水相中石油烃的降解率在降解时间为20d时可达到31．5％-54．7％。对菌株的降解基因检测结果表明，当降解菌中同时含有双加氧酶和单加氧酶控制基因时，菌株对石油烃显示出较强的降解能力。

萘降解细菌的分离及其降解和转座基因的分子检测

用富集培养法，从工业废水和活性污泥中分离到9个高效降解萘的细菌菌株（ND7～ND15）．对菌株ND7、ND8、ND9和ND10所进行的16SrDNA序列分析表明，它们都属于假单胞菌属（Pseudomonas）．PCR实验结果表明，上述4个菌株都含有蔡降解基因nahAc、nahG、nahH和catA，ND7和ND8菌株还含有萘降解基因nahU.DNA杂交实验结果表明，上述9个萘降解菌株都含有转座酶基因tnpA1和解体酶基因tnpR．这些结果表明，萘降解细菌的降解基因和转座基因具有高度的保守性．酶学实验证明，ND7、ND8、ND9和ND10菌株都具有儿茶酚1，2-双加氧酶活力和儿萘酚2，3-双加氧酶活力，但在不同菌株中这两种酶的比活力有明显不同．

扑草净降解菌降解特性、降解基因保守序列的扩增及同源性分析

从受污染农田中分离到一株扑草净降解菌FR ,经鉴定属于假单胞菌 ,考察了温度及pH对其降解能力的影响 ,确定pH 7.0 ,32℃为最适作用条件 ;设计引物 ,通过PCR扩增得到一条长度约为 5 0 0bp的降解基因保守片段 ,通过对该片段部分序列测定及同源性搜索 ,证实该片段与atzA、triA等均三嗪化合物水解酶基因具有很高的同源性。

污染土壤中主要石油降解基因AlkB和Nah定量检测方法的建立和应用

建立了SYBR Green I实时荧光定量聚合酶链式反应(Real Time-qPCR)检测油田污染土壤中烷烃降解基因AlkB和萘降解基因Nah的方法。比对相关降解石油菌株的GenBank序列,设计合成针对烷烃和萘降解基因扩增引物AlkBf/AlkBr和Nahf/Nahr。将纯化的常规PCR胶回收产物与pEASY-T1载体连接,转化到感受态细胞培养。提取并梯度稀释阳性克隆质粒,构建Real Time-qPCR标准测定曲线。25μL扩增体系最佳反应条件:前后引物终浓度为0.2μmol/L,12.5μL 2×TransStart Top Green qPCR SuperMix,AlkB和Nah基因最适退火温度分别为50℃和57℃。Real Time-qPCR技术显示出很高的灵敏性和重复性,比传统PCR技术灵敏度高100倍。对采集于某油田3个功能区的14土壤样品中AlkB定量检测显示,石油污染严重的采油区含有最高的AlkB拷贝数,污染较轻的生活区AlkB拷贝数最少;Nah基因分布均匀。

1株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)1217石油降解特性及相关基因分析（英文）

从石油污染土壤中分离得到1株石油降解菌1217,经细菌形态学、生理生化及16S rD NA序列分析初步鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。在温度5~65℃,pH 2~10,盐度0~9%的条件下菌株能很好生长,在以正十二烷、正十八烷、苯、甲苯、二甲苯和萘为唯一碳源的培养基中生长良好。在10℃和30℃条件下培养7 d,对原油的降解率分别为21.57%和15.15%。菌株产生的生物表面活性剂可以将表面张力从72.20 mN/m降至35.14 mN/m。利用特异性PCR扩增,在菌株中检测到烷烃单加氧酶、甲苯双加氧酶、联苯双加氧酶、芳香烃双加氧酶和氧化还原酶基因,并成功克隆出烷烃单加氧酶和芳烃双加氧酶基因,同相关基因比对分析,与铜绿假单胞菌PAO1的相应基因相似度分别为99.91%和99.22%。研究表明,菌株在生物修复和石油烃污染环境中具有潜在的应用价值。

甲基对硫磷高效降解菌的分离鉴定及降解酶基因的克隆表达

从湖北沙隆达农药厂污水处理池的活性污泥中分离到一株能以甲基对硫磷(MP)和对硝基苯酚(PNP)为唯一碳源生长的细菌HS-D36,经生理生化试验和16S rDNA同源性分析,初步鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri).该菌在3h内对浓度为50mg.L-1MP的降解率为90%;在12h内能将50mg.L-1PNP完全降解.HS-D36在以MP为唯一碳源的无机盐培养基上可以耐受800mg.L-1的MP,在LB培养基上可耐受浓度为2000mg.L-1的MP.同时,克隆了甲基对硫磷水解酶基因mpd,并在E.coli中获得高效表达.重组甲基对硫磷水解酶粗酶液活性达到52.5U.mL-1.

苹果酸降解相关基因在酿酒酵母中的表达

微生物降酸是现代葡萄酒酿造重要工艺。将裂殖酵母苹果酸通透酶基因 (mae1 )和苹果酸酶基因 (mae2 )克隆到酿酒酵母中 ,构建了苹果酸 酒精酵母 ;将mae1基因和乳酸乳球菌的苹果酸 乳酸酶基因 (mleS)克隆到酿酒酵母中 ,构建了苹果酸 乳酸酵母。构建的酵母重组子能够有效地分解发酵基质中的苹果酸。

苯酚的生物降解基因组成及其调控机制

苯酚的生物降解受多组分的降解基因控制 ,形成邻位和间位等不同的代谢途径。结合部分实验结果 ,介绍了邻位和间位代谢系统的基因组成及其作用机制等方面的研究进展 。

5株石油降解菌降解相关基因的研究

以大庆地区石油污染土壤中分离的5株石油降解菌的基因组DNA和野生质粒为模板克隆石油降解相关基因。气相色谱测定石油烃降解率,PCR法体外扩增邻苯二酚2,3-双加氧酶、苯酚羟化酶、烷烃羟化酶alk B基因,长链烷烃羟化酶alm A基因。研究表明以5株菌基因组为模板均可克隆出石油降解相关基因。其中2株可见质粒,1株为石油降解相关性质粒。石油降解率与石油降解酶基因的种类相关,与降解质粒的有无不一定存在相关关系。

甲基对硫磷降解菌L1的分离、鉴定及降解酶基因的克隆

从农药厂的污水处理池中分离到一株能高效降解甲基对硫磷的菌株L1,L1能以甲基对硫磷为惟一碳源、氮源和能源生长;经生理生化实验和16s rRNA同源性分析,初步将L1归为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。紫外分光光度法对L1的降解性能研究表明,L1能在12h内将50mg/L的甲基对硫磷完全降解;用PCR方法克隆其甲基对硫磷降解酶基因mpd,这是迄今首次从革兰氏阳性菌中克隆到的mpd基因。

RLM-RACE法确定胰岛素降解酶基因的转录起始位点

目的精确定位胰岛素降解酶基因的转录起始位点,为今后研究该基因启动子区的转录调控及其参与疾病的发病机制奠定基础。方法采用5'cDNA末端快速扩增技术,得到多个胰岛素降解酶基因cDNA 5'末端序列,连接至PUC19 T载体中,鉴定阳性克隆并测序。结果根据两次实验结果,确认胰岛素降解酶基因的5'UTR序列长度为32bp。结论胰岛素降解酶基因存在单一的转录起始位点,位于翻译起始点上游32bp处,碱基为G。

烷基化多环芳烃的细菌降解研究进展

烷基化多环芳烃(alkylated polycyclic aromatic hydrocarbons,A-PAHs)是以多环芳烃(PAHs)为母环,具有烷基侧链的稠环芳香烃,是一类在环境中广泛存在的持久性有机污染物.微生物降解是其在环境中降解去除的主要途径,与真菌、藻类等相比,细菌降解A-PAHs得到更多的关注.本文对APAHs的污染现状及生态毒性,细菌降解甲基萘、甲基菲的研究进展进行了概述,以PAHs的降解酶和降解基因作为参考,总结了A-PAHs可能涉及的降解酶及降解基因.本文有助于了解环境中A-PAHs的生物降解研究现状,为寻找高效的A-PAHs降解方法及减轻其生态风险提供理论依据.

铜绿假单胞菌PIC－N萘降解基因的研究

铜绿假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）ＰＩＣ－Ｎ对萘、邻苯二甲酸、水杨酸等有较强的氧化能力。发现该菌株以禁为底物可诱导产生芳香烃分解酶系。菌株中存在一个５７．４ｋｂ的质粒，经限制性内切酶ＨｉｎｄⅢ处理可产生７个片段，用限制性内切酶ＥｃｏＲⅠ处理可产生８个片段。将以限制性内切酶ＨｉｎｄⅢ部分酶切的片段克隆至大肠杆菌质粒ｐＭＦＹ４３上，获得２９个克隆株。通过对含有菌株ＰＩＣ－Ｎ质粒ＨｉｎｄⅢ片段的７个重组质粒进行限制酶分析，绘出了该质粒ＨｉｎｄⅢ内切酶７个切点的酶切图谱。