副干酪乳杆菌与芽孢杆菌属共培养种间关系对产细菌素的影响

为使芽孢杆菌属与副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)通过种间信息交流形成稳定的小生态环境,加大芽孢杆菌属的初始接种量,来探究L. paracasei HD1.7与其共培养的生态学关系。结果表明,将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)与L. paracasei HD1.7以5%：1%的初始接种比例共培养,L. paracasei HD1.7所产细菌素为其单培养的1.21倍,群体感应相关基因luxS,prcK和prcR分别上调表达3.14、4.98和5.41倍。同时,B. subtilis形成更多的芽孢以回避细菌素的攻击,芽孢形成相关基因spo0A,sigE,sigF和sigG分别上调2.37、2.71、3.15和2.56倍。此时,二者形成了一种协同合作的生态关系。冗余分析结果表明,共培养体系中与细菌素产生关系最为密切的是芽孢数量、培养时间以及B. subtilis活菌数。L. paracasei HD1.7与芽孢杆菌属之间存在不同的生态关系,有与之共培养后对L. paracasei HD1.7偏利的芽孢杆菌,也存在对其偏害的芽孢杆菌。     

副干酪乳杆菌HD1.7高密度培养产细菌素Paracin1.7条件优化

在东北酸菜中发现的副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei) HD1.7发酵液中含有细菌素Paracin1.7,凭借其较广的抑菌谱,有潜力成为新型的食品防腐剂,本研究旨在提高细菌素Paracin1.7的产量。以副干酪乳杆菌HD1.7为出发菌种,利用发酵罐高密度培养进行单因素发酵条件优化和正交试验设计,提高细菌素Paracin1.7的产量。结果表明,发酵过程中,最佳接种量为3%,最佳接种龄为18 h,最佳装液量为2 L/3.7 L,最佳初始pH 5.5,最佳通气量为0 L/min,最佳转速为400 r/min、最佳培养温度为35℃、最佳培养时间为24 h。在上述优化条件下,获得的发酵液中细菌素Paracin1.7的效价由优化前的863.01±39.77 AU/mL提高到978.46±7.16 AU/mL,是原始的1.13倍,菌体密度达到10¹⁰ CFU/mL。通过优化发酵条件,能显著提高副干酪乳杆菌HD1.7生物量及细菌素产量,且为设计和改进高密度培养菌体奠定了试验基础。     

三步法分离纯化副干酪乳杆菌细菌素的初步研究

为了提高副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)HD wy-1细菌素的分离纯化得率和活性。本研究主要利用三步法从副干酪乳杆菌HD wy-1发酵液中分离纯化得到抑菌物质副干酪乳杆菌细菌素,分别采用硫酸铵沉淀、CM Sepharose Fast Flow阳离子交换柱层析和Sephadex G-75凝胶层析分离技术对副干酪乳杆菌HD wy-1产生的细菌素进行纯化。结果表明：细菌素得率为39.93%,比活为1.56×103 AU/mg,是纯化前的2.87倍,得到的细菌素样品经Tricine-SDS-PAGE电泳出现清晰条带,大小约为72 KDa。通过该方法可以较好的对副干酪乳杆菌的细菌素进行回收。该工作为研究菌体内细菌素的理化性质及其开发应用提供了理论基础。     

共培养条件下群体感应系统对乳酸菌产细菌素的研究进展

旨在为共培养促进乳酸菌产细菌素的机制研究提供理论依据。乳酸菌细菌素是一种天然的食品防腐剂，能够有效抑制食品腐败菌和食源性致病菌的生长，因此受到了食品工业的广泛关注。目前已有研究表明，共培养能够增加乳酸菌细菌素的产量，群体感应在乳酸菌共培养产细菌素的过程中也发挥了重要作用。为了阐明共培养对乳酸菌产细菌素的促进作用，对乳酸菌细菌素的分类、生物合成机制以及群体感应系统对乳酸菌共培养产生细菌素的调控机制进行了总结，解析了三种因素对乳酸菌共培养的促进机制，阐明了群体感应对共培养条件下的细菌素产生具有重要的调节作用。     

副干酪乳杆菌HD1.7遗传转化体系的初步建立

优化副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)HD1.7的电转化条件,为构建L .paracasei HD1.7prcR基因敲除突变株奠定基础。通过电转化方法将自杀质粒pUC18-prcR-tet导入L. paracasei HD1.7内,对影响L .paracasei HD1.7电转化的几个主要因素进行了初步研究。当L. paracasei HD1.7生长8 h时,加入青霉素使终浓度为12.5 μg/mL,再培养1 h。经AEB1电转缓冲液(蔗糖浓度为0.3 mol/L)处理后,在1.8?2.0 KV电压下完成电击,并迅速加入MRS培养基中,复苏5 h,成功地将自杀质粒pUC18-prcR-tet转入L. paracasei HD1.7内,并发生了部分同源重组。本研究得到了副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）HD1.7较优电转化条件,为继续研究L.paracasei HD1.7的群体感应调控因子prcR奠定了基础。     

枯草芽胞杆菌信号分子的分离纯化

为了获得较高纯度的B. subtilis分泌的信号分子,采用离子交换层析的方法对其进行分离纯化。本文研究了洗脱液及其pH和流速对分离纯化效果的影响,得到最佳层析条件：离子交换层析洗脱液(B液)为pH 4.0的NaAc + NaCl溶液,平衡液(A液)为pH 4.0的NaAc溶液,洗脱流速为2 mL/min;SDS-PAGE验证表明在5 kDa左右出现单个条带,且抑菌试验结果表明层析液中的B. subtilis信号分子能促进L. paracasei HD1.7产细菌素。     

库尔勒香梨腐烂病拮抗菌的筛选及其防效测定

筛选对梨腐烂病菌具有抑菌活性的拮抗细菌,明确其防病效果,为香梨树腐烂病的生物防治提供依据。从各种原料的果蔬酵素液和香梨枝条组织中分离细菌,采用平板对峙培养初筛和细菌发酵液复筛,测定分离菌株对香梨腐烂病菌(Valsa ceratosperma)的抑菌活性,从中筛选抑菌作用显著的拮抗菌株,通过离体枝条法测定其防病效果。筛选出对V. ceratosperma具有抑菌活性的12个细菌菌株,抑菌率为54.72%~86.43%。离体枝条法测定结果表明,分离自酵素液的拮抗细菌XG-FX22和G-FX12菌株的保护性防效分别达到了77.71%和65.29%,治疗性防效分别达到了66.71%和66.14%,防病效果显著高于其他菌株。通过形态学及16S rDNA序列分析,将G-FX12和XG-FX22菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。研究结果为香梨腐烂病生防资源的发掘和病害的有效防控提供科学基础。     

R2R3-MYB转录因子GmMYB184调节大豆异黄酮合成

异黄酮是一类主要含在豆科植物中的次生代谢物, 在植物防御体系中发挥重要作用, 并与人类健康密切相关。大豆异黄酮含量受多基因和复杂代谢网络控制, 调控代谢途径上的结构基因不能显著改变大豆异黄酮含量, 与异黄酮代谢途径相关的转录因子的鉴定和应用可能会有效解决这个问题。本研究克隆了一个与大豆异黄酮合成相关的R2R3类型MYB转录因子GmMYB184, 并进行了初步的功能验证。亚细胞定位研究结果表明GmMYB184转录因子定位于细胞核。组织表达分析结果表明该转录因子基因与IFS2 (异黄酮合酶2编码基因)的表达模式相同。同时, GmMYB184和IFS2的表达模式与异黄酮的积累模式相似。谷胱甘肽诱导表达分析表明该转录因子基因与IFS2共同被诱导, 说明这两个基因可能参与同一或相似的生物过程。采用双荧光素酶报告系统分析其对异黄酮合成途径关键基因的转录激活活性影响, 发现GmMYB184能够促进IFS2和CHS8启动子表达活性分别提高5倍和7倍。最后, 通过发根农杆菌介导的遗传转化系统, 找到该转录因子在异黄酮合成调控中的直接作用证据。沉默GmMYB184导致大豆毛状根异黄酮含量的显著下降。但是, 过表达GmMYB184不足以显著提高毛状根中异黄酮的含量。总之, 本研究为大豆异黄酮合成分子机制探索及大豆异黄酮品质改良提供了理论依据。     

自花授粉诱导的甘蓝功能基因BoSPI的克隆与表达分析

自交不亲和性是甘蓝在长期进化过程中形成的防止自交衰败、促进杂交优势的一种复杂而完善的遗传机制。克隆自交不亲和性相关基因对甘蓝自交不亲和性的深入研究和利用有重要意义。本研究通过挖掘0~60 min自花和异花授粉的甘蓝柱头转录组数据, 筛选到一个受自花授粉诱导上调表达的基因, 命名为BoSPI。BoSPI开放阅读框534 bp, 编码177个氨基酸, 理论等电点为4.21, 不包含信号肽和跨膜区, 含有4个保守的EF-hand结构域。BoSPI基因起始密码子上游2000 bp的核苷酸序列中含有真菌诱导响应、代谢调节以及器官形成等应答元件。BoSPI基因在大肠杆菌中可诱导表达为17 kD的蛋白。BoSPI在柱头中表达量最高, 在花瓣、萼片、叶片、雄蕊表达量较低。BoSPI蛋白被定位在细胞膜和细胞质。自花授粉30 min后对BoSPI基因的诱导表达显著增强。表明BoSPI参与了柱头响应自花花粉刺激的分子过程, 可能是实现甘蓝自交不亲和性相关的某种新功能基因。     

细菌群体感应系统的研究进展

群体感应是细菌监控自身群体密度的环境信号感受系统。细菌在繁殖过程中分泌一些特定的化学信号分子,这种信号分子从胞内扩散到胞外,当这种信号分子达到一定的阈值时,细菌感受到自身的细胞密度,启动某些基因的表达,这一过程称为群体感应（quorum- sensing）。目前,已在许多革兰氏阳性菌和阴性菌中发现了群体感应系统,调控许多基因的表达。笔者综述了细菌的群体感应系统的最新进展及群体感应的作用,并阐述了其在生物技术领域的应用前景。     

副干酪乳杆菌prcA基因克隆及生物信息学分析

旨在了解副干酪乳杆菌prcA基因的结构和功能,探明prcA基因与副干酪乳杆菌拟群体效应相关基因—自诱导肽编码基因之间的联系。通过PCR方法对副干酪乳杆菌中prcA进行扩增,并通过生物信息学方法对该基因的核苷酸组成、蛋白质构象等方面进行预测和分析。克隆得到的prcA基因全长为416 bp,包括一个138 bp的开放阅读框,编码45个氨基酸,蛋白分子量为5326.83 Da,等电点为4.85,是一种稳定蛋白,不含跨膜区,蛋白质的二级结构以α-螺旋、不规则卷曲和延伸主链组成,亚细胞定位预测显示该蛋白主要位于细胞外;prcA基因为副干酪乳杆菌拟群体效应相关基因—自诱导肽编码基因,负责细菌素生成的调控。     

肉制品中产细菌素乳酸菌的分离及鉴定

从北京市售肉制品中分离筛选出1株具有抑菌活性的乳酸菌菌株L5-6,对单核细胞增生李斯特氏菌ATCC54003的生长具有良好的抑制作用。排除有机酸、过氧化氢的干扰后,确定该抑菌物质为蛋白类物质,即细菌素。16SrRNA序列同源性分析鉴定L5-6为戊糖片球菌。对L5-6中编码细菌素的结构基因进行克隆,推断L5-6所产的细菌素是片球菌素。片球菌素应用于肉制品防腐具有潜在的开发价值和广阔的市场前景,课题组对L5-6进行了初步的研究,为开发天然安全的食品保鲜防腐剂奠定基础。     

转基因抗虫水稻‘HD2’不同生长发育阶段cry2A*基因表达量

本研究旨在探究转cry2A*基因抗虫水稻‘HD2-1’等独立系在田间生长发育过程中cry2A*基因表达量及糙米Bt蛋白含量(BPC)。利用qRT-PCR方法和酶联免疫吸附法(ELISA)检测水稻‘HD2-1’等独立系田间不同生长发育阶段组织器官及糙米的cry2A*基因表达量。结果显示,不同水稻独立系cry2A*基因表达量及糙米BPC明显不同,叶片、茎鞘及幼穗cry2A*基因表达量在不同生长发育阶段间往往呈正相关,cry2A*基因mRNA表达量和对应的BPC呈极显著的正相关,糙米BPC和各生长发育阶段各器官cry2A*基因表达量存在正相关趋势。水稻‘HD2’cry2A*基因表达量不同生长发育阶段间及其和糙米BPC间呈正相关。cry2A*基因转录表达越高,BPC越高。     

Bt早粳稻对土壤微生物数量影响及其外源基因的转移

为了研究种植Bt早粳稻对土壤微生物数量影响以及Bt早粳稻中的外源DNA向土壤微生物水平转移情况,以Bt早粳稻各生长发育期田间土壤为试材,用平板菌落计数法、PCR法测得土壤微生物数量和Bt基因等DNA片段等数据。结果显示：在水稻生长发育的返青期、分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期,种植Bt早粳稻‘HD1’、‘HD2’、‘HD3’和‘HD4’等品系的田间根际及行间土壤细菌、放线菌和真菌数量与种植其受体品种对应田间土壤微生物数量相比,均未见显著不同;未发现Bt早粳稻各品系外源DNA片段向土壤细菌、放线菌和真菌等微生物的水平转移现象。Bt早粳稻田间土壤微生物数量与普通水稻相比较没有显著差异,土壤微生物中也未见来自于Bt水稻的外源DNA。     

甜菜组蛋白去乙酰化酶(HDACs)基因家族鉴定及功能预测

为了鉴定甜菜基因组中春化作用相关的组蛋白去乙酰化酶(HDACs)。本研究利用HMMsearch和Blastp鉴定BvHDACs基因家族成员,并采用iqtree程序构建最大似然进化树。利用TBtools分析BvHDACs染色体定位、基因结构。通过转录组测序分析春化过程中BvHDACs表达模式。结果表明,甜菜共有16个的BvHDACs基因分别位于5条染色体。它们可分为RPD3/HDA1、SIR2、HD2三个亚家族,亚家族内各成员功能结构域高度相似。转录组测序表明多个RPD3/HDA1、SIR2和HD2成员在春化过程中发生显著变化。尤其是,BvHDT1和BvHDT2变化趋势与抽薹表型变化具有相关性。蛋白互作预测表明BvHDT1、BvHDT2具有与BvFLD、BvJMJ11、BvJMJ12等抽薹开花相关蛋白相互作用的潜力。综上,推测BvHDT1和BvHDT2可能参与甜菜春化作用。