基因工程技术在1,3-丙二醇生产中的应用及研究进展

系统论述了基因工程技术在1,3-丙二醇生产菌株的代谢途径、调节子和关键酶改造中的研究进展,并对其应用前景进行了展望。

早春不稳定传粉环境中新疆郁金香混合交配系统中的自交策略

[目的]在不确定传粉环境中,两性花植物常常具有潜在自交能力,鉴于自交的交配代价,进行不同环境下自交策略研究,对深入理解植物交配系统的演化具有重要意义。[方法]以早春短命植物新疆郁金香为研究对象,通过野外观测及人工控制试验对自然居群的开花习性、传粉者类群、散粉动态、自花粉传递模式和交配系统等进行研究,以探讨早春不稳定传粉环境中植物的自交策略。[结果](1)新疆郁金香自然种群4月上旬或中旬开花,单花期5~6 d,白天开放晚上闭合,花粉的释放从外轮开始,由下到上呈拉链式次序呈现。(2)传粉者主要为蜂类和食蚜蝇,访花频率普遍较低,且年份间存在较大差异,但结实率普遍较高。(3)控制授粉试验表明,居群为异交为主,部分自交亲和的混合性交配系统。傍晚花闭合时雄蕊的自主运动促进了柱头的自花授粉,这一传粉模式促进了竞自交的发生,但大量自花粉的落置发生在开花后的第4天,占自花粉总落置量的50.22%,为一种延迟自交机制。[结论]在传粉受限的情况下,新疆郁金香的竞自交和延迟自交促进柱头的花粉落置,这种集异交、竞自交和延迟自交为一体的交配策略灵活地应对了早春不稳定的传粉环境,是对早春低温度条件下不确定传粉服务的一种适应,也是早春短命植物的一种繁殖保证对策。

新疆出血热病毒基因组抗原表位及其实验室检测价值的评价

目的掌握克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)核蛋白(NP)和糖蛋白(GP)片段的精细抗原表位谱分布,明确优势抗原表位在克里米亚-刚果出血热(CCHF)实验室检测中的价值。方法2014—2021年在新疆大学生命科学院实验室将CCHFV YL04057株采用改良生物肽合成方法分段表达出由8个氨基酸组成的最小合成短肽,以CCHFV多克隆抗体或单克隆抗体14B7(IgM)或CCHFV阳性羊血清为抗体,用免疫印迹方法鉴定出NP和GP片段上具有抗原活性的最小抗原表位(BCE),并采用邻接法将获得的具有序列多态性的BCE与不同地区的CCHFV进行空间聚类,确定BCE组合方式与地理区域分布的相关性,探讨其在建立血清学诊断中的应用价值。采用原核表达质粒(pET-32a、pGEX-KG)和带有不完整谷胱甘肽(GST188)标签的原核表达质粒(pXXGST-ST-1)构建和表达NP片段上6个不同肽段长度的优势抗原表位,建立间接酶联免疫吸附测定(ELISA)检测方法,以经免疫荧光法(IFA)鉴定的CCHF羊血清为对照,统计分析不同肽段长度的抗原表位重组蛋白与IFA检测结果的特异度、敏感度和总符合率。结果CCHFV NP和GP片段共有30个具有抗原活性的BCE,其中NP片段抗原表位集中的核心中间片段NP_(2)(aa 170~305)有6个BCE,两端的NP1(aa 1~200)和NP3(aa 286~482)有9个BCE;GP片段的Gc(aa 1~558)和Gn(aa 533~708)片段有14个BCE和1个包含15个氨基酸的长抗原肽(AP),NP片段BCE氨基酸序列的同源性为97.1%,GP片段对应的同源性为89.1%。在GP片段9个具有序列多态性的BCE中,由GnEc1、GnE2、GnE4、GcE3、GcE6和GcAP-4(Ap)6个组合BCE可将15株来自全球不同地区的CCHFV聚类成亚洲Ⅰ、亚洲Ⅱ、非洲Ⅰ、非洲Ⅱ和欧洲5个地理类群。构建表达的PET-32a-NP(全长)、PGEX-KG-NP_(2)(aa 170~305)、pGEX-KG-NP_(2-1)(aa 235~275)、PGEX-KG-NP_(2-1-1)(aa 237~256)、pXXGST-1-NP_(2-1-2)(aa 250~265)和PGEX-KG-NP_(2-1-3)(aa 260~276)6个重组蛋白CCHFV NP兔多克隆抗血清(pAb)免疫印迹反应阳性,以33份经IFA CCHF检测的羊血清为参照,以NP_(2)和NP_(2-1)2个片段构建的重组蛋白为抗原建立的间接ELISA检测方法检测敏感度、特异度和总符合率最好,敏感度分别为73.4%(11/15)和66.7%(10/15),特异度分别为100%(18/18)和94.4%(17/18),总符合率分别为87.9%(29/33)和81.8%(27/33)。结论CCHFV NP和GP上分布着数量较多的具有抗原免疫活性的BCE,其中,优势抗原表位在CCHF实验室血清学诊断中具有较高的应用价值。

新疆短命植物抱茎独行菜种子粘液质特性的研究(英文)

以新疆荒漠植物抱茎独行菜为材料,运用光镜与扫描电镜观察以及紫外吸收光谱法、化学反应及种子萌发实验等方法,对粘液质的形态和结构,物理化学特性,粘液质对种子萌发及萌发后的影响进行了研究.结果显示：（1）完整干种子表面覆盖着一层膜状物质（完全脱水的粘液质）,并呈同一走向的山脊状突出的网状结构,遇水后粘液物质呈射线状向外发射出来,化学反应实验结果表明,粘液质的组成可能是某种多糖,如β-葡聚糖.（2）粘液质约占干种子重量的1/4,有很强的吸水能力,完全浸润10 min后,种子重量增加约30~40倍,种子长度、宽度、厚度的增加分别多于1倍、2倍、4倍;完全润湿的种子能够粘附相当于其干种子重量68倍的沙粒.（3）种皮粘液质对于不同土壤基质中的种子萌发有重要作用,但是对萌发后幼苗的生长没有作用.

新疆野生一枝蒿粗多糖对流感疫苗小鼠免疫增强效果的分析

用新疆野生一枝蒿粗多糖(wild Artemisia rupestris L.crude polysaccharides,WARCP)通过肌肉注射免疫小鼠,研究其作为流感病毒疫苗(influenza virus vaccine,IVV)的佐剂效果和节约流感疫苗抗原用量的作用。WARCP与不同剂量(0.05、0.1、0.5μg)的IVV配伍,肌肉注射免疫小鼠,观察小鼠的生长状态,通过ELISA法检测血清中抗体IgG及IgG1、IgG2a的水平;MTT法检测脾淋巴细胞的增殖;流式细胞术检测细胞因子CD4^+ IL-4和CD8^+ IFN-γ以及CD4^+CD25^+Foxp3^+Treg细胞的表达水平。结果表明WARCP对小鼠的生长状态没有显著的影响(P>0.05);WARCP能够显著提高不同剂量IVV特异性IgG及其IgG_1、IgG_(2a)的抗体水平(P<0.05);增强淋巴细胞的增殖(P<0.05);显著提高IL-4和IFN-γ的分泌水平(P<0.05);降低Treg细胞的表达水平(P<0.05);尤其可以提高低剂量IVV的体液和细胞免疫反应,至少减少抗原用量91%。因此,WARCP作为IVV的佐剂通过降低Treg细胞的水平,显著增强了IVV的免疫效果,尤其是Th1型的免疫反应,能够很好地节约抗原用量,具有良好的安全性。

新疆家蚕抗菌肽在番茄汁加工中的应用研究

本文研究了新疆家蚕抗菌肽的耐热性及其对部分微生物的最小抑菌浓度,和其在不同pH值条件下的溶解度及抑菌效果。并在此基础上进行正交试验,得到将其应用于番茄汁加工中的最佳工艺条件,抗菌肽的添加可降低番茄汁的杀菌强度,提高产品品质,为工业化生产应用提供科学依据。

新疆出血热病毒核蛋白多克隆抗体的制备及其免疫学评价

目的原核细胞中表达、纯化新疆出血热病毒BA88166毒株核蛋白(NP)并制备及鉴定抗NP蛋白的多克隆抗体。方法采用逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增出BA88166毒株S基因的cDNA片段,将其构建到原核表达载体pET-32a上,形成重组原核表达质粒pET-88166S。构建好的质粒在大肠杆菌BL21(DE3)中进行诱导表达,经镍柱亲和层析法纯化NPHis融合蛋白,SDS-PAGE分析蛋白相对分子质量(M r)。用该纯化蛋白免疫新西兰白兔制备抗血清,ELISA和Western blot法检测血清效价和特异性。结果双酶切鉴定和DNA测序证实构建的pET-88166S重组表达载体正确,目的基因序列与GenBank中公布的序列一致,在E.coli BL21中表达的NP-His融合蛋白经SDS-PAGE分析,其M r约为66 000。ELISA检测抗体效价高于1∶25 600,蛋白免疫印迹实验结果表明抗体能特异性识别新疆出血热病毒YL04057毒株的NP蛋白及其截短蛋白。结论成功获得新疆出血热病毒NP-His融合蛋白,得到了特异性兔抗NP蛋白多克隆抗体。

新疆栽培一枝蒿粗多糖对OVA抗体水平及T淋巴细胞亚群的影响

初步探讨新疆栽培一枝蒿未除蛋白的粗多糖(Un-deproteinization of cultivated Artemisia rupestris L.crude polysaccharides,UCARCP)对模式抗原卵清白蛋白(Ovalbumin,OVA)免疫小鼠后抗体水平以及T淋巴细胞亚群的影响。将UCARCP配伍OVA皮下免疫小鼠,初免1次,加强1次,铝佐剂为阳性对照组,间接ELISA法检测小鼠血清中IgG及亚类IgG_1、IgG_(2a)的抗体水平;流式细胞术检测脾细胞中CD3^+CD4^+和CD3^+CD8^+T淋巴细胞亚群的含量。结果显示,UCARCP能显著提高小鼠血清中Ig G、IgG_1、IgG_(2a)的抗体水平(P<0.05),且与铝佐剂组相比无显著性差异(P>0.05);UCARCP能显著促进CD3+CD4+和CD3+CD8+T细胞亚群的含量(P<0.05),与铝佐剂组相比没有显著差异(P>0.05)。新疆栽培一枝蒿未除蛋白的粗多糖能显著促进模式抗原OVA免疫后小鼠的体液免疫水平和细胞免疫水平,与铝佐剂相当。

假结核耶尔森菌侵袭素蛋白基因的克隆及原核表达

目的克隆假结核耶尔森菌侵袭素蛋白基因并在原核表达系统中表达.方法根据GenBank上登录的假结核耶尔森菌侵袭素蛋白核酸序列设计引物,用PCR方法扩增假结核耶尔森菌侵袭素蛋白基因,并将其插入克隆载体pMD18-T中,测序鉴定正确后再将其克隆到原核表达载体pGEX-4T-1上,得到重组质粒pGEX-4T-1-inv.将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导,SDS-PAGE电泳检测.结果假结核耶尔森菌提取的基因组,经PCR扩增,得到一段591 bp的片段,与预期结果一致;SDS-PAGE电泳分析,所得重组蛋白的分子量约46 kDa,与预期结果相同;重组菌体超声裂解后,经12%的SDS-PAGE电泳分析,结果显示该重组蛋白为包涵体蛋白.结论克隆的侵袭素基因核心片段可以在原核细胞中高效表达.

牛凝乳酶原基因在毕赤酵母中的表达及其酶学特性的研究

凝乳酶是制造干酪的关键酶。为获得高活性的牛凝乳酶（chymosin，B—chy），用电脉冲法将线性化的pGAPZctA—B—pchy重组表达载体转化到毕赤酵母GS115中。该菌株在以葡萄糖为碳源的YPD培养基中可分泌表达牛凝乳酶原。SDS—PAGE分析表明所表达的牛凝乳酶，分子量约为37ku，符合预期大小。发酵培养96h后，酶活力达到96SU／mL。酶学特性分析表明，其最适凝乳温度为60℃，在pH2～6、小于50℃的温度范围内稳定。Ca2＋浓度为40mmol／L时，钙促酶反应活性达到最高，此后随着Ca2＋浓度的增加酶活力逐渐降低。金属离子Al3＋、Mn2＋、Fe2＋、Mg2＋和K＋对酶活力具有显著的促进作用，而Co2＋、Zn2＋、Cu2＋、Ni＋对酶活力具有显著的抑制作用。本研究优化了凝乳酶的表达条件，为凝乳酶工业化生产提供了理论基础。

植物基因表达转录分析中内参基因的选择与应用

管家基因能够在生物体细胞中表达和不断地被转录,对于维持细胞功能发挥重要作用,并在细胞中组成型稳定表达。随着基因表达研究的深入,发现许多管家基因的表达也受到不同程度的调控。选择合适的管家基因作为内参对于准确定量分析目标基因的表达水平至关重要。通过对植物基因表达研究中常用的内参对照基因的表达特性,综述了可以筛选作为内参对照基因的标准和条件的验证。

新疆野生荒漠肉苁蓉粗多糖对口蹄疫疫苗免疫小鼠的佐剂效应

探讨新疆野生荒漠肉苁蓉粗多糖(wild Cistanche deserticola Y.C.Ma crude polysaccharides,WCDCP)对口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)疫苗免疫小鼠的佐剂效应及安全性。用不同剂量的WCDCP分别配伍FMDV灭活抗原及FMD疫苗,皮下注射ICR小鼠,免疫两次。ELISA法检测血清中IgG、IgG1及IgG2a抗体水平;流式细胞术检测淋巴结中CD4+CD44+和CD8+CD44+T细胞表达情况。结果表明,中、高2个剂量的WCDCP均能显著增强FMDV灭活抗原特异性IgG的抗体水平(P<0.01);中剂量的WCDCP显著增强了FMD疫苗特异性IgG及其IgG1、IgG2a抗体水平(P<0.05),而且具有长效性;WCDCP中剂量可以显著提高淋巴结中CD4+CD44+和CD8+CD44+T细胞的表达水平(P<0.05);WCDCP对小鼠的生长没有影响。总之,WCDCP可以长期增强FMD疫苗特异性抗体水平,显著增强T细胞免疫反应,对小鼠的生长无副作用。因此,WCDCP可以作为FMD疫苗的一种安全候选佐剂。

植物幼苗抗逆机制研究进展

种子萌发和幼苗建成是植物生活史中两个最关键的阶段,而幼苗期又是一年生植物生活史中最脆弱的阶段,其发育时常遭受极端恶劣环境的影响,但各种逆境中仍然繁衍着许多抗逆植物种类。由此显示,不同植物演化出了各种苗期抗逆策略。通过对国内外相关文献进行详细分析和归纳,主要从幼苗的形态结构、生理生化以及分子生物学等层面对幼苗期抗逆机理进行综述,以期为深入研究植物苗期抗逆机理提供参考。

植物耐寒机理与耐寒植物新品种培育

低温灾害是普遍存在的对植物造成严重伤害的自然灾害,研究植物耐寒的分子机理并积极培育耐寒植物新品种对农业等生产活动具有重要意义。主要介绍植物抵御低温时的生理生化变化和关键基因,以及抗冻蛋白在耐寒植物新品种培育中的应用,并探讨植物耐寒育种的发展趋势。

北疆荒漠几种盐生(耐盐)植物抗逆附属结构的初步研究

利用石蜡切片、扫描电镜、临时装片等方法,对北疆荒漠的3种藜科植物—灰绿藜、费尔干猪毛菜、蒙古猪毛菜和1种菊科植物—花花柴的表皮附属结构进行了显微和超微观察研究。结果表明:(1)对四种植物的解剖结构观察显示,其叶片都含有角质层;气孔器下陷;茎中含有大量的维管束;多数种的细胞中含有簇状晶体结构;(2)四种植物表皮附属结构研究表明:花花柴表皮具有多细胞组成的盐腺和表皮毛结构;灰绿藜表皮有大量囊泡结构;蒙古猪毛菜叶表皮有短硬毛和乳突状结构;费尔干猪毛菜表皮具大量表皮毛,且表皮毛有节。上述结构和特征反映出不同植物对干旱、盐碱土生境适应的多样性,也为旱生和盐生植物的生理学研究提供了新的实验依据。

棉蚜P450 CYP6CY3的克隆、原核表达及多克隆抗体的制备

【目的】克隆得到棉蚜(Aphis gossypii)P450 CYP6CY3,将其开放阅读框(ORF)在原核细胞中进行表达,纯化融合蛋白,多次免疫小鼠获得CYP6CY3多克隆抗体,为进一步分析CYP6CY3在棉蚜不同组织部位的分布及其在抗性中的作用打下基础。【方法】利用RT-PCR及3′-RACE技术克隆获得CYP6CY3的ORF,并对其进行生物信息学及系统进化分析。构建重组质粒pET32a-CYP6CY3,转化大肠杆菌transetta(DE3)进行原核表达,利用切胶回收法获得纯化的融合蛋白,继而用纯化得到的融合蛋白免疫昆明白小鼠制备鼠抗棉蚜CYP6CY3多克隆抗体;ELISA检测鼠抗CYP6CY3蛋白多克隆抗体的效价,并通过Western blot及免疫组化检测该抗体特异性。【结果】棉蚜CYP6CY3 ORF长1 266 bp,编码421个氨基酸,预测蛋白分子量为48.8 k D,理论等电点为8.99,不含有信号肽序列,属亲水性蛋白;氨基酸序列包括W×××R、AG××T、E××R、P××F×PE/DRT和F××G×××C×G 5个P450家族的特征基序。通过NCBI Blastx进行同源序列的比对分析,棉蚜CYP6CY3氨基酸序列与豌豆长管蚜(Acyrthosiphon pisum)(XP_001948581.1)氨基酸一致性最高,达到81%,与麦双尾蚜(Diuraphis noxia)(XP_015379193.1)一致性为79%,与桃蚜(myzus persicae)(AHB52749.1)氨基酸序列一致性为76%,4种蚜虫的氨基酸序列都含有位于螺旋K中参与稳定核心结构的E××R完全保守序列及P450基因标志性的F××G×××C×G(358—367)血红素结合位点的共有序列。使用MEGA5软件构建系统进化树,显示棉蚜、豌豆长管蚜、麦双尾蚜及桃蚜聚为一类,亲缘关系较近。通过原核表达得到的CYP6CY3融合蛋白的相对分子量约为66 k D,基于纯化的CYP6CY3重组蛋白多次免疫昆明白小鼠制备多克隆抗体,ELISA检测获得的鼠抗CYP6CY3抗体效价达到1﹕409 600。Western blot和免疫组化进一步证实,该抗体既能与异源表达的CYP6CY3蛋白特异性结合,也能与棉蚜组织中存在的天然CYP6CY3蛋白特异性结合,具有较好的免疫反应特异性。【结论】利用3′-RACE技术克隆获得CYP6CY3的开放阅读框,并用异源表达的蛋白免疫昆明白小鼠制备了高滴度、特异性强的鼠抗棉蚜CYP6CY3的多克隆抗体,可用于进一步研究CYP6CY3功能及其在棉蚜抗药性方面的作用。

盐穗木的染色体数目与核型分析

盐穗木(Halostachys caspica)是新疆荒漠盐碱地常见的盐生植物。本研究以盐穗木萌发种子的根尖为材料,采用常规压片法对根尖细胞有丝分裂中期染色体进行数目统计及核型分析。结果表明,盐穗木体细胞染色体数目为2x=18条,染色体核型模式为2n=2x=18m,4号染色体含两个随体(SAT),属于1A染色体核型。

新疆荒漠地区盐生植物灰绿藜种子的萌发特性及其对生境的适应性

研究新疆地区广泛分布的一年生盐生植物灰绿藜种子的萌发特性及其对生境适应性的结果表明:(1)灰绿藜种子萌发的温度范围较广,在15～45℃范围内均有50%以上的种子可以正常萌发,其对高温的耐受力较强,对光不敏感;(2)在一定浓度的聚乙二醇(PEG6000)范围内(≤25%),PEG引起的渗透胁迫对灰绿藜种子萌发的抑制作用较小,但随着PEG浓度的加大其成苗率逐渐下降;(3)灰绿藜种子在萌发时有较高的耐盐性,NaCl和KCl浓度达到400mmol·L-1时种子的萌发率仍在90%以上;盐对灰绿藜种子萌发的抑制作用主要表现为种子萌发时间的延迟;低浓度的NaCl和KCl对灰绿藜幼苗生长均有促进作用,子叶生长状态明显改善,胚轴的生长也受到促进。

新疆短命植物独行菜的组织培养与植株再生

1植物名称独行菜（Lepidium apetalum Willd）。2材料类别无菌苗下胚轴。3培养条件（1）愈伤组织诱导培养基：MS＋6-BA1.0mg·L-1（单位下同）＋NAA1.5;（2）不定芽诱导与继代增殖培养基：MS＋6-BA2.0＋NAA0.5;（3）生根培养基：1/2MS＋NAA0.2。

核糖体失活蛋白在生物医学方面的应用研究进展

核糖体失活蛋白（ribosome inactivating proteins，RIPs）是一类具有N端糖苷酶活性的蛋白，可以断开核糖体RNA的特定位点从而抑制蛋白质的合成。RIPs在植物界中的分布较为广泛，并且在真菌和细菌中也都有发现。研究显示RIPs具有多种生物学活性，如抗菌、抗寄生虫、抗肿瘤和抗病毒等，这也使人们对如何开发利用RIPs资源产生了极大的兴趣。