生物技术的未来和青年科学家——“第13届国际生物技术大会暨展览会”BP青年科学家和研究生奖

历经半个世纪,由国际纯粹及应用化学联合会(IUPAC)创办的世界上目前规模最大、影响最广的"国际生物技术大会"(International Biotechnology Symposium-IBS)首次在中国举行。本届大会为第13届大会,于2008年10月12～17日在中国北方著名旅游城市-大连召开,会议有来自80多个国家和地区的2000多名代表参会。为了鼓励生物技术领域的青年科学家和研究生参会,促进全球生物技术青年人才的培养,本届大会在该会的历史上首次设立了"青年科学家及研究生奖"(YSSA),由英国石油公司(BP)冠名赞助。来自世界各国的119名青年学者参与了该奖的竞争,经过两轮初选、口头报告评选,来自7个国家的20名40岁以下青年学者获奖。其中10人来自中国,较好地展示了中国青年生物技术人才的研究水平。他们的研究课题涵盖了生物医药、能源、海洋、环境和生物信息学等领域,反映了生物技术科学的前沿。

共培养海绵微生物诱导抗菌活性物质的研究

从大连潮间带繁茂膜海绵中分离得到10株放线菌,对各菌进行抗枯草芽孢杆菌活性检测。结果显示:当各菌单独培养时,10株菌中有3株菌显示抗菌活性;当菌Hp-053与其余9株菌分别共培养时,9个共培养体系中5个显示出高于单培养的抗菌活性。进一步对部分共培养发酵液乙酸乙酯提取物进行薄层层析显色分析、生物自显影分析,证明共培养能诱导海绵相关微生物产生不同于单培养的代谢产物和抗菌活性物质。共培养可能是一条重新开发利用一些由于无活性或低活性而被忽视的海洋微生物菌种的新途径。

繁茂膜海绵生物修复养殖水体中病原体的初步研究

研究繁茂膜海绵(Hymeniacidon perleve)滤食近海养殖水体中病原体细菌。海绵处理海水24 h后,海水中总大肠菌群、弧菌和总细菌分别比初始数量降低55.1%～91.3%、55.7%～96.3%和25.2%～95.1%。海绵滤食总大肠菌群、弧菌和总细菌速率分别在4.4～105.6/(h.g)、1.7×104～3.8×104/(h.g)和2.0×106～48.8×106/(h.g),且滤食速率随细菌初始数量的加大而增加。当初始细菌总数在55×104～250×104/mL范围内,海绵滤食细菌的速率与细菌初始数量成线性正相关,其斜率为0.22。

水生生物对重金属吸收和积累研究进展

综述了国内外在水生生物对重金属吸收和积累研究方面的最新进展。着重阐述了重金属毒性影响因素和鱼类对重金属吸收和积累机理方面的研究现状和趋势。

黄海繁茂膜海绵中微生物多样性的研究

构建了中国黄海繁茂膜海绵中细菌 16SrDNA克隆 ,对其遗传多样性进行了分析 ,发现海绵中相关细菌 16SrDNA基因主要归类于紫硫细菌门 (Proteobacteria)中的α_亚门、γ_亚门 ,和放线菌门 (Actinobacteria)等类群。所获得的16SrDNA序列与GenBank中的已知序列差异较大 ,反映出该海绵存在尚未发现的微生物新信息。

海水养殖环境生物修复研究进展

着重分析了微生物,大型藻类及其他生物在海水养殖环境中的生物修复作用,原理,国内外最新研究进展,存在问题以及发展前景。

羰基氰化物间氯苯腙促进海洋亚心型扁藻光照产氢过程的研究

海洋亚心型扁藻(Platymonas subcordiformis)在厌氧和解偶联剂羰基氰化物间氯苯腙(carbonylcyanide-m-chlorophenylhydrazone,简写CCCP)的作用下有明显的放氢现象。P.subcordiformis经过32h暗诱导,在15μmol·L^(-1)的羰基氰化物间氯苯腙作用下,能持续光照产氢约12h;760ml藻细胞密度为3.0×10~6 ml^(-1)的P.subcordiformis能够产生氢气7.54 ml。光照产氢过程中,藻液的pH值由7.62逐渐降低到7.49,光合作用系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率由0.342迅速降到0.002,体系的氧浓度始终维持在较低水平。上述结果表明:CCCP不仅能使电子传递和ATP的形成解偶联,而且还能显著抑制PSⅡ的光化学效率,使反应体系在光照阶段保持厌氧状态而实现持续产氢。

一株海洋放线菌的分离鉴定及活性研究

从大连海域20～30m深处生长的海绵中分离到一株有很高抗菌活性的链霉菌D164。根据培养和显微形态、生理生化数据、16S rRNA基因序列数据分析,菌株D164鉴定为娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)。对菌株D164发酵产物进行抗农业病原菌、杀虫和除草活性检测,结果表明,菌株D164发酵产物具有很高的抗农业病原菌活性,同时又具有很高的杀虫和除草活性,其活性化合物值得进一步研究。

繁茂膜海绵细胞内微生物多样性的研究

采用海绵组织离散、细胞分离的方法,对繁茂膜海绵细胞进行纯化、胞内微生物DNA提取,构建了繁茂膜海绵细胞内微生物的16SrDNA克隆,对其遗传多样性进行了分析,发现海绵细胞内微生物16SrDNA序列主要归类于紫硫细菌门(Proteobacteria)中的α-亚门、γ-亚门和浮霉菌门(Planctomycetes)等类群。与研磨直接提取海绵组织DNA所得海绵组织中总微生物多样性相比,海绵细胞内存在丰富的浮霉菌(23%),说明浮霉菌主要存在于海绵细胞胞内。

海绵中石油降解微生物的分离筛选及降解特性研究

从大连湾原油污染海域生长的海绵中分离筛选到一株原油降解菌OA58,根据其生长形态、培养特征、16S rRNA序列相似性比对分析和生化指标检测,初步鉴定为脱叶链霉菌(Streptomyces exfoliatus)。同时,考察了该链霉菌对原油的降解效果,OA58能以原油为唯一碳源生长,在人工海水培养基中,14d内对原油(初始浓度为1g/L)的平均降解率为83%,是一株具有开发潜力的原油降解放线菌。

海绵中氯丙酸脱氯微生物的分离及其初步研究

以氯丙酸为单一碳源,通过富集培养从大连海域繁茂膜海绵中分离筛选得到139株氯丙酸降解菌。经过初步筛选得到35株降解能力较强的菌株。对这些菌株的耐盐试验表明,分离到的大部分菌株均具有较强的盐耐受能力,多数菌株为中度嗜盐菌。其中部分菌株可以在14.6%以上盐度培养基中生长,可能为极端嗜盐菌。多底物降解试验表明,大多数菌株均能降解多种底物,这些菌株可用于有机氯污染环境生物修复。同时也说明海绵对水体中有机氯污染物具有去除作用。

底物诱导海洋假单胞菌DEH138A产生脱卤酶的研究

海洋假单胞菌Pseudomonas stutzeri DEH138A可以产生两种诱导型脱卤酶,即L-卤代酸脱卤酶(LDEX)和D-卤代酸脱卤酶(D-DEX)。用DL-2-氯丙酸(DL-2-CPA)、D-2-氯丙酸(D-2-CPA)和L-2-氯丙酸(L-2-CPA)3种诱导物分别作为种子培养与发酵培养碳源,诱导菌株DEH138A,通过HPLC检测反应体系中氯丙酸的剩余量来评估酶活性,研究底物对其酶活性的影响,并优化培养方式,实现单一构型卤代酸脱卤酶的定向诱导。结果表明:L-2-CPA可定向诱导L-DEX的产生,L-2-CPA作为唯一碳源诱导时得到的L-DEX酶活性是D-DEX酶活性的85倍,优化培养获得的LDEX和D-DEX最高酶活性分别为6.11×10-2、3.23×10-3U/mL(培养基),与DL-2-CPA作为诱导底物时相比较,分别提高了5.1倍和2.3倍。研究表明,L-2-CPA具有诱导专一性,实现了L-DEX的定向诱导,但对于D-DEX,则不能用L-DEX被相应构型底物诱导产生的机理解释,有待进一步研究。

繁茂膜海绵滤食养殖水体中过剩饵料的研究

繁茂膜海绵(Hymeniacidon perleve)可滤食养殖水体中的残饵。对活体饵料新月菱形藻(Natzchia closterum),在无营养盐条件,5 g鲜重海绵处理300 mL,藻数量为1.62×106/mL的藻液240 h后,处理组藻的平均浓度仅为对照组的2.9%,为初始浓度的17.2%;在有营养盐条件,5g鲜重海绵处理300 mL,藻数量为0.87×106mL-1的藻液220 h后,对照组的藻仍处于指数生长期,此时处理组藻的平均浓度仅为对照组的0.05%,为初始浓度的64.4%。对死体海参饵料—藻粉和鱼粉蛋白等,由于海绵的滤食作用,海水中颗粒物的浓度随时间增加而呈指数曲线降低。1.5 g鲜重海绵处理200 mL,含200 mg/L海参饵料的海水,在第4d时,海绵已滤食72.6%的颗粒物,有机颗粒物的最大比截留速率为21.6×10-3/d.L。同时,海绵的生物量明显增加。

外植体与不同理化因子对虎杖愈伤组织诱导及次生代谢产物形成的影响(英文)

考察了外植体、培养基及光照条件对中药植物虎杖愈伤组织形成及次生代谢产物生产的影响。总的来看，所有愈伤组织中总酚和总黄酮含量比原植物的含量高2—3倍；而蒽醌的含量比原植物中含量低。外植体对愈伤组织形成及次生代谢产物生产的影响很大，所考察的3种外植体中。叶外植的愈伤组织诱导率最高而源于根外植体的愈伤组织具有最好的次生代谢能力。所考察的6种培养基中，MS＋0．5mg／L 2，4-D＋1．0mg／L 6-BA和N6＋0．5mg／L 2，4-D＋1．0mg／L 6-BA无论对于愈伤组织的产生还是次生代谢产物的累积都有较优表现。光照对愈伤组织诱导及次生代谢产物产生有明显影响。但二者无规律性联系。

小轴海绵小球细胞的3,3′-二氨基联苯胺染色标记法研究

中国南海小轴海绵(Axinella sp.)体内含有2种活性生物碱:debromohymenialdisine(DBH)和hymenialdisine(HD),这2种生物碱位于小轴海绵中的特定类型细胞——小球细胞中。针对该类细胞建立1种特异性的染色标记,可以为细胞分化提供指示,并应用于细胞体外培养的代谢调控研究中。3,3′–二氨基联苯胺(DAB)染色是一种常用的过氧化物酶染色法,本研究通过对小轴海绵实施细胞分离并对不同类别的细胞进行DAB染色,证明了小球细胞具有颗粒状着染的特征;对各类细胞和海绵组织的蛋白提取物进行了非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(native-PAGE),考察各组分中与DAB作用的过氧化物酶条带;通过电镜观察揭示了小球细胞的2种内含体,发现其中的大内含体与光镜下的染色颗粒在形态和数量上存在对应关系;另外,在细胞体外培养体系(细胞团培养)中应用了DAB染色,在20 d的培养期间内,颗粒状着染细胞与小球细胞的比例同步变化,小球细胞的特征着染率保持在93%以上。综合上述结果,可认为小轴海绵组织和细胞体外培养过程中的小球细胞均具有DAB颗粒状着染的显著特征,该染色法对于该类细胞而言是一种可靠的细胞化学染色标记方法。

南海海绵Axinella sp.中两个含吡咯七元环内酰胺生物碱的分离鉴定

从中国南海采集的海绵Axinella sp.中分离得到两种化合物,经MS,NMR等光谱技术确定其结构分别为Hymenialdisine(1),Debromohymenialdisine(2)。这两种化合物系首次从中国海洋生物中分离得到,均为含吡咯七元环内酰胺的生物碱类化合物,都是MAPK途径抑制剂,有较高的生物活性。

应用能量色散X荧光衍射仪分析海绵元素组成

通过能量色散X荧光衍射仪(EDXRF)对3种南海潮间带海绵:细薄星芒海绵Stelletta tenui(Lindgren)、澳大利亚厚皮海绵Craniella australiensis(Carter)和多皱软海绵Halichondria hugosa(Ridley&Dendy)的元素组成和含量进行了研究,并与两种黄海潮间带海绵进行了比较。结果表明,海绵体内的元素组成受种属差异的影响较大,溴元素的含量可能同一定的活性物质产生相关。另外,不同海绵具有骨针形态的多样性,为深入研究内部合成机制提供了材料。

原位吸附提高葡萄悬浮培养中反式白藜芦醇产量的研究

[目的]研究原位吸附对葡萄悬浮培养体系生长和生产的影响。[方法]考察5种常用吸附剂对葡萄细胞生长及芪类和花色苷生产的影响。并对筛选出的HP2MGL和XAD-7的最佳添加浓度进行了研究。[结果]在添加浓度为100 g/L的XAD-7和HP2MGL的处理组中反式白藜芦醇的产量最高,在第7天达到251.4和258.8 mg/L,将白藜芦醇苷和白藜芦醇的产量换算成总芪产量(mmol/L),结果显示,添加XAD-7和HP2MGL后,在第7天芪类产量达到最大,分别为1.4和1.5 mmol/L,比对照处理的芪类产量高27%。在筛选出XAD-7和HP2MGL后,又考察了添加不同浓度XAD-7和HP2MGL对葡萄细胞生长、花青素和芪类生产的影响。结果表明最佳优化结果为添加200 g/L的HP2MGL,此时,体系中反式白藜芦醇在第7天的产量为568 mg/L。[结论]200 g/L HP2MGL大孔树脂可以显著促进葡萄悬浮培养细胞体系中反式白藜芦醇产量。

固定化亚心形扁藻光解水产氢研究

对固定化亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)在CCCP(羰基氰化物间氯苯腙)胁迫条件下两段法光解水产氢进行了研究,比较5种不同金属离子海藻酸盐固定化扁藻产氢,其中海藻酸钙固定化能够很好地的保持扁藻产氢活性。海藻酸钙固定化扁藻产氢条件优化表明:固定化细胞适宜暗诱导时间为24 h;产氢适宜粒径为1mm;细胞密度在很宽负载量范围内表现为很好的产氢活性。固定化细胞产氢最佳pH值向酸性方向移动0.5～1个单位,适宜pH值范围变宽;最佳产氢光强为4000 lx,最佳温度为25℃。优化条件下固定化细胞能够更高效稳定产氢。产氢后固定化细胞重培养产氢实验表明:产氢后重培养的细胞可恢复生长并有相近的产氢活性,实现了产氢扁藻的再利用。