高校大型仪器共享平台全时开放培训体系研究——以华中农业大学为例

大型仪器平台是高校开展人才培养、科学研究的重要场所,健全平台全时开放的管理体系具有重要的实际意义。文章以华中农业大学院级与校级仪器平台管理为例,结合高校大型仪器共享平台全时开放中存在的问题,系统阐述了仪器共享平台全时开放培训体系的建设方案,介绍了该方案的实际成效,并基于此提出一些优化思路。实践表明,该培训体系有效提高了大型仪器的使用效率,提升学生科研技能,可为高校大型仪器共享平台管理提供可借鉴的参考。

黑水虻利用有机固废开发新型饲料蛋白与碳减排研发现状和展望

黑水虻作为一种重要的资源昆虫,可以处理多种有机固废,收获虫体生物质。黑水虻虫体富含蛋白质、脂肪等营养物质,在畜禽与水产的饲料中可有效替代鱼粉和豆粕而作为新型饲料蛋白资源。黑水虻幼虫处理有机固废还可以有效减少处理过程中的碳排放,将更多的碳元素以有机物的形式固定在虫体生物质上。文章从以下几个方面进行了综述:黑水虻转化不同有机固废,及其不同废弃物搭配对黑水虻转化及黑水虻营养的影响;微生物对黑水虻转化有机固废获得黑水虻生物质、蛋白的影响;黑水虻转化有机固废的无害化;黑水虻替代鱼粉和豆粕,是极具潜力的新型“开源”饲料蛋白;黑水虻中功能性蛋白(肽)的开发利用-用于饲料蛋白“节流”;黑水虻在固碳减排方面的作用;同时对黑水虻未来研究与开发方向进行了展望,以期为黑水虻资源的开发利用提供参考。

靶向G-四链体的抗番茄丛矮病毒卟啉类衍生物的筛选

植物病毒病给蔬菜生产带来很大影响,目前蔬菜病毒防控主要采用非药剂措施,广谱抗病毒剂效果有限,需要基于新的药物靶点开发新的病毒抑制剂。G-四链体(G4s)是一种特殊的核酸高级结构,其在病毒基因组中的形成或解链可调节基因的复制、转录和翻译等过程,进而影响病毒增殖。一些可调节G-四链体结构稳定性的小分子呈现出抗病毒活性,使得G-四链体有望成为新的抗病毒药物的靶标。番茄丛矮病毒(tomato bushy stunt virus,TBSV)是一种分布广泛的植物病毒,有关其基因组的复制、转录和翻译等分子机制已研究得较为成熟,是一种研究病毒与寄主互作的模式病毒。揭示TBSV中G-四链体的结构及功能,有望为植物病毒基因中G-四链体的研究奠定基础。本研究通过生物信息学分析,在TBSV基因中鉴定出两条保守的、潜在的G-四链体可形成序列(putative G-quadruplex sequences,PQS)——TBSV-PQS2和TBSV-PQS4;通过紫外、荧光光谱和圆二色光谱(CD光谱)方法筛选出与TBSV-PQS2和TBSV-PQS4互作的G4配体;通过烟草体内侵染性克隆试验发现,G-四链体配体N-甲基中卟啉IX(NMM)可抑制TBSV病毒的增殖。本研究结果表明,以植物病毒中G-四链体为靶点开发抗植物病毒的生态友好型农药,有望成为控制植物病毒危害的新策略。

甘草查尔酮A与三种抗生素联用对产气荚膜梭菌感染小鼠的治疗作用

本研究旨在研究中药单体与抗生素联用对产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens,CP)感染小鼠的影响。本试验以甘草查尔酮A(licorice chalcone A,LCA)为代表药物,探究LCA与抗生素联用的体外和体内治疗效果,通过联合药敏试验确定与中药单体LCA有协同作用的抗生素,测定了产气荚膜梭菌在不同浓度药物作用下的杀菌曲线、溶血试验、滑动试验以及对小鼠的气性坏疽治疗效果,比较不同种抗生素在不同浓度下与LCA联用的治疗作用。结果表明,克林霉素(clindamycin,CLDM)、四环素(tetracycline,TCN)、替米考星(tilmicosin,TMS)三种抗生素与LCA有协同作用。根据杀菌曲线结果显示,8μg·mL^(-1)LCA和16μg·mL^(-1)TMS几乎可以完全杀灭产气荚膜梭菌;2μg·mL^(-1)LCA与2μg·mL^(-1)TMS联合使用可显著降低细菌的溶血性,溶血几乎完全被抑制(溶血定量为9.08%)。值得注意的是,LCA对细菌的迁移力有一定的促进作用,能够提高菌毛介导的运动性,与TMS联用后其促进作用显著提升。动物体内试验结果表明,CLDM单独使用时对产气荚膜梭菌具有较好的抑制作用,治疗效果显著;TCN和TMS分别与LCA联合使用时表现出协同作用(FIC指数为0.375),同时治疗时也表现出较好的增效效果。因此,在治疗产气荚膜梭菌感染时,TMS与LCA联合作用,可以降低药物使用量并提高治疗效果。

针对微量细胞样本进行细胞核和线粒体基因组同步快速分离的方法研究

开发了一种针对微量细胞样本进行细胞核和线粒体基因组同步快速分离的方法。该方法首先利用体积分数1%非离子型表面活性剂NP-40能够选择性破坏细胞膜而维持细胞核完整性的特征,实现了细胞的轻柔裂解和细胞核完整性的维持;其次通过差速离心,实现细胞核(核基因组)与线粒体基因组的同步分离。经过显微成像观察,核酸蛋白分析仪检测以及PCR分析,实现了从10^(2)到10^(6)个悬浮培养细胞中高质量线粒体基因组的分离纯化。本方法获取的线粒体基因组无核基因组污染,为后续开展线粒体群体遗传分析、线粒体疾病诊断提供了一种高效、快速、低成本的解决方案。

肠道微生物群与药物相互作用的研究进展

药物的代谢是机体对药物处置过程的关键步骤,而肠道作为机体中重要的微生态系统,其在药物代谢方面的作用至关重要。肠道微生物群能够对各种药物等外源化合物进行生物转化、积累,并改变这些物质的活性和毒性,从而影响宿主机体对它们的反应。肠道微生物群与药物之间的相互作用相当复杂,亟待更多更加深入、全面的发掘和研究。近年来,随着人们对肠道微生物群代谢及其与药物互作关系,肠道菌-宿主共代谢认知的不断深化,越来越多的研究表明肠道微生物在药代动力学中扮演重要角色。本文通过调研、整理、归纳和总结国内外相关文献资料,对机体肠道微生物的分类、功能,几种常用药物对肠道微生物的影响以及肠道菌群对药物的代谢作用效果与几个主要的机制进行了梳理和综述,并讨论了微生物和药物之间的双向互作。有利于增进对微生物群影响药物疗效及其代谢途径和机制的了解,提高调控肠道微生物改善治疗的可能性,为指导临床合理用药、精准用药、个体化治疗、药物的评价和新药研发等提供科学参考。

青枯劳尔氏菌Ⅲ型效应子的致病和无毒机制

青枯劳尔氏菌(简称“青枯菌”)是一种危害十分严重的植物病原细菌,其引起的植物青枯病严重影响番茄和马铃薯等作物的健康生产。青枯菌寄主种类广泛,而且能够通过基因水平转移和基因重组获得新毒力,以扩展寄主范围。青枯菌的致病机制复杂,Ⅲ型分泌系统(typeⅢsecretion system,T3SS)是关键的致病因子,其分泌的Ⅲ型效应子(typeⅢeffectors,T3Es)在致病过程中发挥重要功能,从不同层面抑制寄主先天免疫反应;此外,植物寄主也能识别青枯菌的效应子,激活效应子触发的免疫反应并产生抗病性。本文对青枯菌Ⅲ型效应子的毒性机制与无毒功能进行了讨论和总结,为深入了解青枯菌的致病机制和植物抗青枯病的机制提供了思路。

原生动物-病原菌互作与土壤健康综述

土壤健康是维持植物、动物和人类生命系统及陆地生态系统健康的重要保证。原生动物在土壤中分布广泛,可调控土壤微生物组、养分循环、污染物去除等众多生态过程,在维持土壤生态系统功能及土壤健康中发挥着重要作用。土壤原生动物捕食及杀菌机制与哺乳动物巨噬细胞免疫机制类似,其与细菌的相互作用,尤其是与病原菌的胞内共生关系,是影响病原菌毒力、扩散传播及感染风险的重要环境选择压力。本文总结了原生动物对病原菌毒力、进化、传播扩散的影响,以及病原菌在原生动物胞内的存活和进化机制,为预防环境病原菌富集、扩散和传播提供新的研究思路,对维持土壤健康有重要意义。

结核分枝杆菌fadD家族蛋白的研究进展

结核分枝杆菌复合群感染导致的结核病依然威胁着全球人类及动物的健康。结核分枝杆菌含有复杂的细胞壁结构,其脂质成分与细菌的毒力、致病性、耐药性密切相关,结核分枝杆菌有250个基因参与脂类物质的合成与代谢,其数量是大肠杆菌的4倍之多,fadD家族也是众多脂质代谢基因中的一类,在细菌的生命周期或者在其致病中扮演着重要的角色。本文对结核分枝杆菌fadD家族蛋白结构、作用机制、调控和应用前景进行了综述,希望能为结核疫苗、诊断方法等的研发提供理论基础。

一株马冠状病毒的分离鉴定及遗传演化分析

马冠状病毒病是由马冠状病毒(equine coronavirus,ECoV)引起的一种马新发胃肠道病毒病,成年马感染后主要出现发烧、腹痛和腹泻等症状。1975年,马冠状病毒感染首次在美国出现,此后在多个国家和地区均有流行,此前我国仅从山东腹泻驴的小肠样品中分离得到了一株重组马冠状病毒。【目的】了解ECoV中国毒株的基因组成、亲缘关系以及生物学特性,可以为我国ECoV流行现状和遗传演化趋势提供依据,为ECoV防控产品的研发提供材料。【方法】对湖北省武汉市黄陂区腹泻马匹的粪便样品进行RT-PCR检测,对检测阳性样品进行病毒分离,并利用靶向ECoV S1蛋白的单克隆抗体通过间接免疫荧光试验(indirect immunofluorescence assay,IFA)对分离的病毒进行验证。根据ECoV-JL株全基因组测序结果,对全基因组、N基因和NS2基因进行了基因组系统发育分析和同源性比较。【结果】成功分离到一株ECoV,并命名为ECoV-JL。透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)观察分离到的病毒颗粒呈球状,且具有囊膜和冠状病毒典型的纤突结构。该分离株感染HRT-18细胞72 h后病毒滴度可到达峰值,半数组织培养感染剂量(tissue culture infectious dose 50%,TCID50)约为106.16TCID50/mL。ECoV-JL毒株可以在人回盲肠癌(human ileocecal cancer-18,HRT-18)细胞、人结直肠腺癌(human colorectal adenocarcinoma-2,Caco-2)细胞和人肝癌(human liver cancer cells,Huh7)细胞上稳定传代。ECoV-JL株与GenBank中现有的ECoV全基因组序列相似性为97.9%-99.0%,系统发育分析发现ECoV-JL株属于单独的演化分支,与其他毒株的亲缘关系较远,说明ECoV-JL株可能是重组变异而来,其中NS2基因突变较多,NS2基因编码的差异是造成ECoV-JL株与其他毒株同源性较差的主要原因。【结论】本研究从腹泻马的粪便样品中成功分离并鉴定了一株ECoV,将其命名为ECoV-JL株,对该毒株生物学特性和亲缘关系的研究反映了湖北地区流行毒株的特点,为我国ECoV流行现状和演化趋势提供重要依据。

基于AlphaFold 2和分子对接探讨非还原型聚酮合酶的碳甲基化程序

【目的】探讨非还原型聚酮合酶(non-reducing polyketide synthase,NR-Pks)的碳甲基化程序差异的原因。【方法】以红色红曲菌(Monascus ruber)M7中红曲色素和桔霉素的NR-Pks为研究对象,采用生物信息学方法和AlphaFold 2软件,分析了这两种NR-Pks及其各结构域的序列和结构差异。再基于分子对接等技术,比较了它们的碳甲基转移酶结构域(C-methyltransferase domain,CMeT)分别与其他结构域及其中间产物的结合特征。【结果】两种NR-Pks各结构域的序列和结构相似性高,但其整体结构差异大,表明碳甲基化差异可能源于结构域互作差异。进一步分析发现,桔霉素Pks的CMeT比红曲色素Pks的更容易结合携带底物的酰基载体蛋白结构域(acylcarrier protein,ACP),使其中间产物更容易受到CMeT催化。CMeT和β-酮酰基合成酶结构域(β-ketosynthase domain,KS)相比,与甲基受体底物的结合自由能更低。【结论】NR-Pks中的CMeT能通过与KS竞争,从而影响其产物的碳甲基化程度。研究结果为Pks的碳甲基化程序研究提供了新思路。

柑橘黄龙病病原菌nrdB基因的原位杂交分析

柑橘植株是否感染黄龙病,可通过qPCR检测其病原韧皮部杆菌(CandidatusLiberibacter Asiaticus,CLas)来判断,但是不同组织样本影响检测结果,因此有必要研究韧皮部杆菌在不同组织中的定位。以柑橘黄龙病韧皮部杆菌的核糖核苷酸还原酶(RibonucleotideReductase,RNR)β亚基基因序列为依据,设计和制备123 bp的RNA探针,经原位杂交试验,在显微镜下能清晰地观察到阳性植株筛管和伴胞中的可视化蓝色杂交信号,导管呈环纹结构。CLas在不同器官中的分布存在显著差异,与新生组织根尖和茎尖相比,RNR基因在枝皮、叶柄、叶脉的韧皮部中的定位更准确。原位杂交的可视化结果与qPCR检测结果一致。