水合氧化物对抗生素抗性基因水平转移的影响

研究了水合氧化铝与水合氧化锰对氨苄青霉素抗性基因(负载于pUC19质粒)向大肠杆菌水平转移(转化)过程的影响.结果表明,2.5~200mg/L浓度水平的水合氧化铝与水合氧化锰均显著抑制了抗生素抗性基因(ARGs)转化,两者对转化频率的抑制率最高分别达79.44%和57.64%.水合氧化铝析出的Al (III)是其导致ARGs转化频率发生变化的原因之一,而水合氧化锰几乎无离子析出.此外,水合氧化铝可与p UC19质粒的磷酸骨架以及碱基腺嘌呤、胸腺嘧啶与鸟嘌呤发生结合,与之形成大尺寸加合物,进而降低ARGs进入胞内的效率.对于水合氧化锰,其暴露后宿主细胞膜通透性显著减小,并且该颗粒也与pUC19质粒交缠形成了大尺寸团聚物,这可能是抑制ARGs转化的主要原因.

催化剂活化过硫酸盐高级氧化技术去除抗生素耐药基因研究进展

抗生素的不合理使用产生了大量抗生素耐药基因(antibiotic resistant genes,ARGs)新型污染物,已对人类健康和生态安全构成威胁,因此,迫切需要控制和除去这类新型污染物的新技术。基于催化剂活化的过硫酸盐(persulfate,PS)产生硫酸根自由基是一种新兴的高级氧化技术(advanced oxidation processes,AOPs),该技术具有无毒、高效、经济且环境友好等优势,采用该技术除去ARGs成为研究热点。本文根据催化剂的类型综述了该技术在用于去除ARGs过程中的效果和研究进展;分析了在去除ARGs过程中的影响因素和存在的问题,并对未来发展进行了展望。

芬顿法深度处理生物处理排水中的四环素抗性基因

以四环素抗性基因tet(L)、tet(E)为研究对象,考察了芬顿氧化技术对四环素抗性基因废水深度处理的效果.采用定量PCR与DGGE技术检测了芬顿法处理前后生物处理排水中的四环素抗性基因的丰度与废水中菌群丰度的变化.结果显示,在最佳反应条件:反应时间10min,p H值为5,[H_2O_2]/[Fe^(2+)](物质量的比)=8且H2O2的浓度达到0.2mol/L时,16Sr RNA及四环素抗性基因(tet genes)的去除效果最好.同时分析芬顿氧化前后的DGGE图谱可知,细菌菌群间的丰度有了明显的变化.相关性分析可知,各目标基因与单因素间、各目标基因之间,各样品中目标基因含量的变化与DGGE条带变化之间都没有明显相关性.结果表明,芬顿试剂可能不仅仅是通过削减单位水体中抗性菌的浓度来降低抗性基因浓度,还通过其他的方式来去除单位水体中的抗性基因的浓度,这还有待进一步研究证明.

姜黄素对草鱼生长性能、抗氧化应激能力及核因子E2相关因子2/抗氧化反应元件信号通路相关基因表达的影响

本试验旨在研究姜黄素对草鱼生长性能、抗氧化应激能力以及核因子E2相关因子2/抗氧化反应元件(Nrf2/ARE)信号通路相关基因表达的影响。选择初体质量为(5.11±0.08) g的草鱼幼鱼525尾,随机分为5组(每组3个重复,每个重复35尾),分别饲喂在基础饲料中添加0(对照)、200、400、600和800 mg/kg姜黄素的5种饲料。试验期60 d。饲养试验结束后,每重复取15尾规格基本一致的草鱼,每尾鱼腹腔注射10 mg/kg BW敌草快,进行急性氧化应激试验,在注射前(0 h)、注射后24 h时分别采样,检测草鱼血清和肝脏相关的生理生化指标,以及肝脏抗氧化相关基因的mRNA表达水平。结果表明:1)随着饲料中姜黄素添加量的增加,草鱼幼鱼的增重率、特定生长率和成活率均先升高后下降,而饲料系数和肝体指数则先下降后升高,当饲料中姜黄素添加量为400、600 mg/kg时草鱼的生长性能较佳,而脏体指数和肥满度在各组间的差异均不显著(P>0.05)。2)在草鱼注射敌草快前,其血清皮质醇(COR)、葡萄糖(GLU)含量及谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性在各组间均无显著差异(P>0.05);在注射敌草快24 h后,草鱼血清上述指标随着饲料中姜黄素添加量的增加呈先下降后升高的变化趋势,当饲料姜黄素添加量为400、600 mg/kg时达到较低水平,显著低于对照组(P<0.05)。3)在草鱼注射敌草快前、注射24 h后,随着饲料中姜黄素添加量的增加,草鱼肝脏超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,总抗氧化能力(T-AOC)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,Nrf2、铜与锌超氧化物歧化酶(Cu-ZnSOD)、锰超氧化物歧化酶(MnSOD)、CAT、GSH-Px和诱导型热休克蛋白70(HSP70) mRNA表达水平均呈先升高后下降的变化趋势,而肝脏活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)和Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)mRNA表达水平均呈先下降后升高的变化趋势,当饲料姜黄素添加量为400、600 mg/kg时,这些指标分别达到较高或较低的水平。由此可见,饲料中添加姜黄素400、600 mg/kg可促进草鱼幼鱼的生长,降低饲料系数,提高鱼体抗氧化应激能力,对敌草快诱导的急性氧化应激损伤具有保护作用,并可激活Nrf2/ARE信号通路相关基因的表达。

AtchyB基因过表达对转基因洋桔梗抗氧化性的影响

由转β-胡萝卜羟化酶(AtchyB)基因的洋桔梗获得T1代转基因系,经PCR及northern blot技术检测后,对L8和L25两个转基因系及野生对照进行UV-B紫外胁迫处理.检测胁迫前后植株的类胡萝卜素、氧化酶(SOD、POD、CAT)和MDA及光合作用相关参数值.对比结果表明:1胁迫使得基因表达水平强化,转基因系中与抗氧化性相关类胡萝卜素显著高于对照,叶黄素循环池显著放大;2酶促系统对非酶促系统产生影响,使得转基因系与对照间的酶活力存在差异,和对照比,转基因系的SOD对紫外胁迫更敏感,但MDA无显著差异,这可能是两种系统协调作用的结果;3胁迫后,转基因系Fv/Fm和ΦPSⅡ值显著高于对照,体现出其更强的抗氧化性.qP值显示AtchyB基因过表达对洋桔梗光化学猝灭影响不大,其中L25的NPQ显著高于对照,可见其非光化学淬灭能力有所提高.

Nrf2基因敲除对肝脏氧化应激及胰岛素抵抗的影响

目的研究敲除核转录因子NF-E2相关因子2(Nrf2)对高脂饮食诱导小鼠肝脏氧化应激和胰岛素抵抗的影响。方法雄性野生型(WT)和Nrf2基因敲除(Nrf2-/-)ICR小鼠各10只,随机分为WT对照组(control)、Nrf2-/-对照组(KO)、WT高脂饮食组(HFD)、Nrf2-/-高脂饮食组(KOHFD),每组5只。对照组给予正常饮食,高脂饮食组给予高脂饮食。4周末,行腹腔注射葡萄糖耐量实验(iPGTT)并计算时间-血糖曲线下面积(AUC)。然后处死小鼠,观察肝脏光镜下改变,下腔静脉取血,分光光度法检测空腹血糖、肝脏丙二醛(MDA)及谷胱甘肽(GSH)水平。Western blot检测肝脏JNK、p-JNK、IRS-1及p-IRS-1蛋白水平。结果 HFD和KOHFD组小鼠空腹血糖水平均高于control组和KO组,但是差异无统计学意义(P>0.05);iPGTT结果显示,KOHFD组小鼠在15 min时血糖水平和AUC显著高于control组和KO组(P<0.05);HFD组和KOHFD组小鼠肝脏MDA较control组和KO组均显著升高(P<0.05),GSH均显著降低(P<0.05),且KOHFD组和HFD组相比,MDA及GSH均有显著差异(P<0.05);Western blot结果显示,各组小鼠肝脏JNK与IRS-1均无明显变化。与control组和KO组相比,KOHFD组小鼠肝脏p-JNK水平显著升高(P<0.05)、p-IRS-1水平显著降低(P<0.05),而HFD组小鼠肝脏p-JNK、p-IRS-1水平与control组比较差异无统计学意义。结论敲除Nrf2可以显著加重高脂饮食诱导的肝脏氧化应激水平,进而促进肝脏胰岛素抵抗的发生。

一氧化氮处理芒果采后成熟软化及抗病的相关基因表达

为了探讨NO处理对芒果采后成熟软化及抗病性的影响,以吉禄芒果为试验对象,用蒸馏水(CK)和0.1mmol/L的外源NO浸泡处理芒果果实30min,25℃贮藏11d,分析NO处理对芒果果实软化及抗病相关基因表达的影响。结果表明:NO处理在一定程度上抑制软化相关基因MiLOX和MiEG的表达,同时上调了抗病相关基因MiGLU和MiCHI的表达,说明NO处理能够减缓芒果果实软化、增强果实抗病性,从而保持较好的品质。

纳米金属氧化物对耐药基因水平转移的影响

为探讨纳米金属氧化物对耐药基因水平转移的影响,采用抗性筛选法研究不同尺寸、不同浓度金属氧化物对不同浓度、不同种类耐药基因水平转移入不同菌株的影响,电泳观察纳米材料与耐药基因的结合,荧光显微观察纳米材料转导耐药基因进入细胞的现象,荧光探针测定纳米材料对菌体活性氧自由基产生的影响;建立数学模型,分析不同转移方式在纳米金属氧化物促耐药基因水平转移作用中的贡献。结果表明:纳米金属氧化物特别是氧化铝能促进耐药基因以转化和转导方式转移,机制可能为氧化损伤;随着时间的延长,两种方式中转化的作用越来越大。

抗氧化型枯草杆菌碱性蛋白酶高产工程菌的构建及其酶学特性

通过基因重组、定点突变、基因整合和诱变等手段构建了一个抗氧化型枯草杆菌碱性蛋白酶高产工程菌株B135,试管及三角瓶发酵结果显示 ,酶产量是 10 0 4 8U /ml,是2 70 9碱性蛋白酶产量的 55% ,抗氧化型碱性蛋白酶浓度是 5.9mg/ml。该酶与 1mol/L过氧化氢作用 15min后 ,酶活保存 90 %以上 ,而 2 70 9则保存 12 % ,说明B135碱性蛋白酶是抗氧化的。

低表达Nrf2增敏奥沙利铂抗H460细胞增殖作用

目的:建立Nrf2低表达的H460细胞株,可增敏奥沙利铂对肿瘤细胞的抗增殖作用,同时为Nrf2-ARE信号通路的研究提供便捷途径。方法:H460细胞转染pRS-hNrf2后经过筛选得到多个单克隆细胞株,通过Western blotting和GSH含量的检测方法分析各细胞株中Nrf2及其调控基因的表达以及GSH含量的变化,用MTS法检测细胞株对抗癌药物的敏感性。结果:H460细胞转染pRS-hNrf2后筛选建立Nrf2低表达的稳定细胞株H460-C9和H460-C13,与对照组相比其GSH含量均有显著降低(PC9=0.00249,PC13=0.03944);同时,MTS检测表明,抗癌药物奥沙利铂和阿霉素的抗细胞增殖作用在H460-C9和H460-C13细胞株中明显增强。结论:成功建立Nrf2低表达的H460-C9和H460-C13细胞株,与对照组细胞株相比,低表达Nrf2可增敏奥沙利铂对肿瘤细胞的抗增殖作用。

污水中抗生素抗性菌及抗性基因的去除技术

环境中抗性细菌(ARB)及抗性基因(ARG)的污染严重威胁着人类的健康与生态安全,而城镇污水是抗性菌和抗性基因主要的"汇"和"源",常规的污水处理工艺并不能有效去除抗性菌和抗性基因,因此寻求高效的抗性菌和抗性基因的去除技术是控制环境中抗性基因的污染与传播的重要途径。通过综述近年污水中抗性菌及抗性基因去除技术的研究进展,可为完善污水厂现有的处理工艺以及研发高效的抗性菌及抗性基因的去除技术提供一定的思路。污水中抗生素抗性菌及抗性基因控制技术主要包括生物处理工艺、消毒工艺及高级氧化处理技术等。污水厂的生物处理工艺对抗性菌和抗性基因的消除具有一定的作用,但是污泥中富集了大量的抗性菌和抗性基因,直接排放或再利用将产生二次污染。氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒工艺对抗性菌的去除效果很好,但只有在很高剂量时才对抗性基因产生显著的去除作用。同时,生物处理和消毒工艺都会增加抗性基因传播的风险。高级氧化处理技术,包括TiO2光催化、UV/H2O2、Fenton等不仅能高效去除抗性菌和抗性基因,而且能有效控制抗性基因的传播,将是今后发展与应用的重要方向。今后仍需深入研究生物处理工艺中污泥的有效处置以及水力、水质参数对抗性基因转移的影响与机制;开发组合型的消毒工艺;研究TiO2的固定化工艺、电化学高级氧化、硫酸根自由基氧化等技术以及多工艺的联合处理技术,以高效去除抗性菌和抗性基因,同时尽可能地减少抗性基因的传播。

茶多酚诱导铜绿假单胞菌交叉耐受性研究

检测了亚致死浓度的茶多酚(Tea Polyphenols,TP)处理对铜绿假单胞菌交叉耐受性的诱导作用。铜绿假单胞菌暴露于1 mg·m L^(-1)茶多酚1 h后能够显著增强细菌对多种环境条件的耐受性,包括氧化剂(1 mmol·L^(-1)H_2O_2)、高温(47℃),及酸性溶液[磷酸缓冲液(pH4.0)、含有有机酸(60 mmol·L^(-1)柠檬酸、60 mmol·L^(-1)乳酸、80 mmol·L^(-1)乙酸)的磷酸缓冲液(pH4.0)]。另外,通过荧光定量RT-PCR技术分析了茶多酚诱导下铜绿假单胞菌胁迫相关基因的表达情况。研究发现,茶多酚能够显著诱导铜绿假单胞菌氧化胁迫相关基因kat B、sod M、ohr、lex A和rec N的表达,以及热激蛋白基因dnaK、groEL、htpG、grpE和groES的表达。这些胁迫相关基因的表达很可能在细菌交叉耐受性形成过程中起到重要作用。以上研究结果表明,虽然茶多酚作为天然食品添加剂具有较高的安全性,但在实际应用过程中应充分考虑茶多酚诱导细菌交叉耐受性所导致的潜在风险,以优化食品保鲜策略。

hERG钾通道通过降低氧化应激改善肝细胞糖代谢

目的研究hERG钾通道(human ether-α-go-go related gene channels)在肝细胞中与糖代谢的关系。方法用hERG钾通道过表达载体转染人类肝癌细胞系(liver hepatocellular carcinoma,HepG2)细胞,通过荧光定量PCR(real-time PCR,RTPCR)和蛋白印迹(Western blotting)法检测糖代谢、糖异生、氧化应激及还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide 2'-phosphate,NADPH)相关亚基的表达。结果 hERG钾通道蛋白可在肝脏细胞中表达,将hERG钾通道过表达于HepG2细胞后,糖异生相关基因葡萄糖-6-磷酸激酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase)表达显著降低,而磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)表达有降低。胰岛素表达相关基因葡萄糖转运蛋白2(glucose transporter type 2,GLUT2)、胰岛素受体底物2(insulin receptor substrate,IRS-2)和腺苷酸活化蛋白激酶α亚基2[(adenosine 5’-monophosphate(AMP)-activated protein kinase),AMPKα2]的表达水平均显著增高。NADPH4种亚基p22、p47、p67和p91表达均显著降低。结论 hERG钾通道可以通过降低氧化应激改善肝细胞内糖代谢。

抗生素对污水生物处理系统脱氮性能影响的研究进展

抗生素在全球范围内广泛使用,产生大量含抗生素的废水。目前,废水常采用生物法进行脱氮。由于抗生素对微生物具有抑制作用,其对生物脱氮也会产生不同程度的影响。本文主要阐述了抗生素对硝化过程、反硝化过程及厌氧氨氧化过程的影响以及微生物抵抗抗生素抑制作用的主要机制,并展望了含抗生素废水处理的研究发展方向。

活性氧和一氧化氮在植物-病原体互作反应中的作用

植物被病原体感染后,植物体内活性氧产量急剧增加,这一现象被称为氧爆。活性氧族包括如单线态氧1O2、超氧阴离子自由基O2-.、氢过氧自由基HO2·、过氧化氢H2O2、羟自由基·OH等。与ROS关系密切的一氧化氮,属于活性氮族。ROS和NO参与植物生长发育调控和对环境胁迫的应答反应,特别是在对抗外来病原体的入侵的防卫过程中发挥了重要作用。本文主要讨论ROS和NO在植物与病原体相互作用中发挥的作用。

乙烯在Tm-2~2抗ToMV反应中激发ROS发生并导致细胞死亡(英文)

番茄的抗病基因Tm-22对Tobamoviruses属病毒有持续抗性.鉴于Tm-22基因在烟草(Nicotianatabaccum)上能够功能表达,我们可以应用这一体系来了解Tm-22抗ToMV反应中氧离子自由基(ROS)的产生机制.瞬间表达的研究结果表明,ROS能够被外源的乙烯和ACC诱导,持续的乙烯刺激和应用高浓度的ACC能够导致细胞坏死并伴随着ROS的产生.

冬瓜抗氧化基因的克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

【目的】鉴定、克隆冬瓜BhiOXR基因,明确其在非生物胁迫下的表达特征,为深入研究冬瓜BhiOXR基因的功能奠定基础。【方法】从冬瓜基因组鉴定BhiOXR基因家族成员,设计扩增BhiOXR基因CDS的全长引物,通过RT-PCR克隆BhiOXR基因。以低温(4℃)、高温(40℃)、盐胁迫(150 mmol/L NaCl溶液)和干旱胁迫(10%PEG6000溶液)处理冬瓜高代自交系B227幼苗,利用qRT-PCR技术分析冬瓜BhiOXR基因分别在上述4种非生物胁迫处理下(处理0、4、8、12、24 h)的表达特征。【结果】鉴定到6个冬瓜BhiOXR成员,并进行全长基因克隆和生物信息学分析。qRT-PCR分析结果表明,BhiOXR1响应低温、高温和干旱胁迫,不响应盐胁迫;BhiOXR2a、BhiOXR2b和BhiOXR4响应低温、盐和干旱胁迫,不响应高温胁迫;BhiOXR3和BhiOXR5响应低温、高温和盐胁迫,不响应干旱胁迫。【结论】明确了冬瓜BhiOXR基因受低温、高温、盐和干旱等非生物胁迫诱导表达,并且不同BhiOXR基因响应的非生物胁迫有差异,由此推测6个BhiOXR成员可能在抵御不同非生物胁迫过程中所表现的抗氧化作用不尽相同,为进一步探究冬瓜BhiOXR基因的生物学功能奠定基础。

高级氧化技术去除水体中抗性基因污染的研究进展

抗性基因(ARGs)污染已被联合国卫生组织列为21世纪新型三大污染问题之一,具备种类多样、转移方式灵活、污染风险存在极大的不确定性等特点.通过相应技术措施削减水体中的抗性基因污染,具有突出的现实意义.高级氧化技术(AOPs)降解效率高、条件可控、可操作性强,在水体深度处理上展现了良好的优势.本文综述了基于高级氧化技术的抗性基因污染治理方法研究进展,讨论了不同高级氧化技术(类Fenton氧化、光催化氧化、过硫酸盐氧化以及臭氧氧化)对抗性基因去除的影响,同时以此为背景展望了处理抗性基因污染的未来可研究方向.

高粱Na^+转运蛋白基因SbSKC1的克隆及其在烟草中的抗盐功能鉴定

钠离子转运蛋白基因在植物抵御逆境胁迫中起重要作用,本研究克隆了高粱钠离子转运蛋白基因SbSKC1(XM_002457691.1),其完整开放阅读框包含1497个核苷酸,编码498个氨基酸残基。氨基酸序列比对及进化树分析表明,SbSKC1与玉米(Zea mays)LOC100382359(NP_001162576.1)具有高度相似性。构建pSH-SbSKC1植物表达载体,利用农杆菌介导法将SbSKC1转入烟草(Nicotiana tabacum cv.Xanthin)。转基因植株经PCR验证后进行300 mmol L^(–1)NaCl胁迫处理,转基因植株的存活率高于野生型,其根长显著高于野生型,而且转基因烟草保持了较高的钾钠离子比。盐胁迫后,转基因烟草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性显著高于野生型,而过氧化氢(H_2O_2)含量比野生型烟草低37.7%。根据以上结果推断,过量表达SbSKC1基因能够提高烟草的抗盐性。

外源NO诱导下MAPK基因在采后柑橘果实抗绿霉病中的表达分析

一氧化氮(NO)是植物逆境响应的重要信号分子,能够诱导激活丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)的活性。为了分析外源NO诱导下MAPK基因在采后柑橘果实抗绿霉病中的表达情况,以埃及糖橙(Citrus Sinensis)果实为材料,使用硝普钠(SNP)溶液处理果实,统计接种柑橘绿霉病菌后果实的发病率和病斑面积,荧光定量PCR检测果实中MAPK基因的相对表达量和变化趋势。结果表明:外源NO能够降低试验期间柑橘果实绿霉病的发病率;果皮中MAPK基因的表达受外源NO诱导;CsMAP1、CsMAP15和CsMAP13-like基因在NO处理1 h即受诱导表达,CsMAP、CsMAP9、CsMAP9-like、CsMAP13-like、CsMAP19-like和CsMAP20-like在NO处理4 h达到表达高峰,CsMAP4-like、CsMAP7和CsMAPNTF3在NO处理12 h达到表达高峰,CsMAP1、CsMAP15、CsMAPMMK1和CsMAPMMK2分别在NO处理4 h和12 h有两个表达高峰。说明外源NO提高了柑橘果实对绿霉病的抗性,果皮中MAPK基因的诱导表达可能在抗病中发挥作用。