西藏米拉山草甸土壤PKS和NRPS基因多样性

为了解西藏米拉山草甸土壤中的聚酮合成酶(PKS)基因和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因多样性,采用直接提取土壤总DNA,PCR扩增Ⅰ型PKS基因KS域和NRPS基因A域,并在NCBI进行Blast比对,分析其系统进化发育.得到27个PKS基因KS片段,经NCBI比对,主要来自蓝细菌(Cyanobaeteria)、α-和γ-变形菌(Proteobaeteria)和不能培养的微生物,得到NPRSA片段32个,主要属于变形菌门、蓝细菌门等.     

链霉菌GEMSM4(6)中聚酮合酶和非核糖体多肽合成酶基因的筛选及克隆

链霉菌GEMSM 4(6)的发酵产物具有抗革兰氏阳性菌和阴性菌的活性,同时还对酵母及丝状真菌尤其是植物病原菌,具有较强的抑制作用。本研究利用简并性引物对该链霉菌基因组中可能存在的聚酮合酶(PKS)和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因进行PCR扩增及序列分析,找到了3个NRPS及15个PKS基因的片段,其中PKS基因与Streptomyces violaceusniger Tu 4113的PKS基因序列同源性最高,达到91%~99%;而NRPS基因与数据库中已知的NRPS基因序列同源性仅为60%~62%。为克隆NRPS生物合成基因簇,构建了链霉菌GEMSM 4(6)的基因组细菌人工染色体(BAC)文库,通过PCR筛选得到包含有这3个NRPS基因的克隆子,为后期的异源表达及基因组发掘分析提供基础。     

1个含有SDR结构域PKS/NRPS基因的克隆

聚酮和非核糖体多肽的复合化合物具有独特的生理活性,它们由聚酮合酶/非核糖体肽合成酶（PKS/NRPS）催化合成。目前球孢白僵菌Beauveria bassiana中含SDR结构域的PKS/NRPS酶的生物合成机制尚不清楚,采用基因挖掘技术从球孢白僵菌基因组中分离得到1个PKS/NRPS基因（命名Bbpks2）,利用生物信息学分析对其功能进行预测并检测该基因在以6.0 g·L-1麦芽提取物和3.0 g·L-1酵母提取物为基本氮源培养基,7种碳源添加物和以1.8 g·L-1麦芽糖和6.0 g·L-1葡萄糖为基本碳源培养基,4种氮源添加物培养基上的具体表达情况,其中每种添加物含量为4.0 g·L-1。结果显示:Bbpks2基因长度为12 051 bp,编码4 016个氨基酸;其结构域组织顺序为KS-AT-DH-MT-KR-ACP-C-A-PP-SDR,是一种含有SDR结构域的PKS/NRPS;系统进化分析发现,BbPKS2与球孢白僵菌JEF007菌株（PMB64475.1）、头状虫草Tolypocladium capitatum（PNY25600.1）等的PKS/NRPS蛋白聚在同个分支中,可能参与一种聚酮/非核糖体多肽类化合物的生物合成;比较不同氮源、碳源添加物对Bbpks2基因表达的影响,发现该基因在添加了乳糖的培养基上的表达量是其他碳源添加物的3.4倍以上,添加了牛肉浸粉的培养基上表达量是其他氮源添加物的1.3倍以上。该研究为下一步通过异源表达鉴定Bbpks2基因的具体功能,及其调控机理研究和基因资源利用奠定基础。     

不同营养类型植物病原真菌次生代谢产物合成基因簇的差异性研究

选择全基因组序列已经公布的22种真菌为研究对象,利用antiSMASH数据库对不同营养类型真菌的次生代谢产物合成基因簇进行注释,以期发现不同营养类型植物病原真菌在侵染植物过程中次生代谢产物所发挥的作用及合成基因簇的差异性。结果表明：半活体营养型真菌和死体营养型真菌中次生代谢产物合成基因簇的种类和数量都高于活体营养型真菌;进一步对非核糖体肽合成酶（NRPS）、聚酮合酶（PKS）、萜烯（terpene）三大类次生代谢产物合成基因簇进行分析,发现半活体营养型和死体营养型病原菌中NRPS基因簇、PKS基因簇和萜烯基因簇的数量也都高于活体营养型病原菌。     

Bacillomycin D合成酶系NRPS硫酯酶结构域位移对脂肽合成的影响

[目的]本文旨在研究解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)fmbJ菌株中Bacillomycin D合成酶系非核糖体肽合成酶(NRPS)硫酯酶TE结构域位移对脂肽合成的影响。[方法]通过温敏型质粒pKS2介导的同源重组将fmbJ菌株中Bacillomycin D合成酶系NRPS硫酯酶TE结构域分别前移至模块5和模块6末端，然后对fmbJ突变菌株的发酵产物进行高效液相色谱(HPLC)、液相质谱(LC-MS)以及黄曲霉菌抑菌试验分析，并且使用AlphaFold蛋白结构数据库预测NRPS合成酶系末端PCP-TE双结构域的三维结构，以及分析双结构与两者之间的相互作用关系。[结果]在突变菌株fmbJ-M5-TE_Long的发酵液中检测出线性脂五肽(C_14-15β-NH₂FA-Asn-Tyr-Asn-Pro-Glu)和环状脂五肽[C_14-15β-NH₂FA(Asn-Tyr-Asn-Pro-Glu)],在突变菌株fmbJ-M6-TE_Long...     

丛生盔形珊瑚共附生放线菌NLG-3的抑菌活性及鉴定

【目的】探究丛生盔形珊瑚共附生放线菌NLG-3对植物病原菌的抑菌活性,对其分类地位进行鉴定,为丛生盔形珊瑚共附生放线菌的开发利用提供依据。【方法】采用平板对峙法测定NLG-3对12种植物病原真菌的抑菌活性;采用滤纸片法测定NLG-3发酵液乙酸乙酯粗提物对5种病原细菌的抑菌活性;通过改变pH、温度及光照条件,测定该菌株发酵液的稳定性;采用几丁质平板培养法测定该菌株产几丁质酶的能力;通过基因扩增检测该菌株是否含有非核糖体多肽合成酶(NRPS)和聚酮合成酶(PKS)基因;结合菌株形态特征、生理生化特性及16S rDNA序列分析对该菌株进行分类鉴定。【结果】菌株NLG-3具有广谱抑菌活性,对供试病原真菌均有不同程度的抑制作用,其中对香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae)和胶孢炭疽病菌(C.gloeosporioides)的抑菌率均在85%以上。NLG-3发酵液乙酸乙酯粗提物可以明显抑制蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)的生长,1 mg/mL NLG-3发酵液乙酸乙酯粗提物对蜡样芽孢杆菌的抑菌圈直径达(2.20±0.11) cm。NLG-3发酵液在中性(pH=7)条件下抑菌活性突出,经40℃及以上高温处理其活性丧失,光照对其抑菌活性无影响。NLG-3能产生几丁质酶,分解培养基中的几丁质。该菌株具有合成酶基因PKS-Ⅱ和NRPS,经初步鉴定该菌株为白刺链霉菌(Streptomyces albospinus)。【结论】NLG-3抑菌活性较好,具有潜在防治热带植物病害的应用价值。     

棉花黄萎菌聚酮合成酶基因的克隆与序列分析

[目的]探索棉花黄萎菌黑色素合成途径中的相关基因.[方法]通过设计多对引物,对新疆棉花黄萎菌强致病力菌株V592进行了聚酮合成酶基因(PKS)的PCR、克隆和测序,并对所测序列进行基因结构及进化分析.[结果]获得真菌DHN黑色素合成途径中的一个关键酶—聚酮合成酶基因(PKS)的全序列,为6 742bp(登录号:KC422576).序列分析显示,该基因由4个外显子和3个内含子组成,其开放阅读框(ORf)编码2 189个氨基酸;具有Ⅰ型聚酮合成酶基因(PKS I)的结构特征.以KS编码氨基酸序列构建系统关系树,结果表明产生相同多聚酮次生代谢物质的真菌具有相同的进化来源,V592与产生黑色素(melanin)的其他真菌处于相同的进化分支上,而产生其他次生代谢产物的真菌则分别形成不同的进化分支.[结论]PKS基因与棉花黄萎菌黑色素的产生有关.     

芽孢杆菌嗜铁素研究进展

嗜铁素(Siderophore)是微生物为适应自然界高氧低铁环境，产生的一类能特异性螯合三价铁离子的小分子化合物。绝大多数细菌和真菌都能通过非核糖体肽合成酶途径(NRPS)或非依赖NRPS途径(NIS)合成一种或几种嗜铁素。芽孢杆菌是目前研究与生产上应用最多的一类生防细菌，但芽孢杆菌嗜铁素的生防贡献国内外鲜有报道。本文对芽孢杆菌嗜铁素的种类、合成与调控机制、功能与应用(包括竞争作用、抗生作用、毒力作用、环境污染修复作用以及在医药研发上的应用等)进行了系统概述，为解析自然界中芽孢杆菌具有广谱抗菌活性的生防机制提供理论依据，同时对研发嗜铁素和药物偶联的新型靶向农药具有重要指导意义。     

球孢白僵菌Bbpks1基因的序列分析及其最佳表达培养基的筛选

采用基因组挖掘的方法从球孢白僵菌基因组中获得了一条杂合PKS/NRPS基因(命名为Bbpks1),通过生物信息学分析预测了该基因的功能,检测了该基因在不同碳源、氮源培养基上的表达情况.结果显示:Bbpks1基因长度为11 838 bp,编码3 945个氨基酸,其结构域顺序为KS-AT-DH-MT-KR-ACP-C-A-PP-SDR;BbPKS1蛋白与布氏虫草、半翅轮枝菌、塔宾曲霉等真菌中的杂合PKS/NRPS蛋白序列(GenBank登录号分别为OAA40809.1、CEJ94083.1、OJI88893.1)聚为一个分支,且与参与细胞松弛素和伊快霉素合成的蛋白的亲缘关系较近,可推测该基因在球孢白僵菌中参与2,4-吡咯酮型化合物的合成;Bbpks1基因在含有乳糖、肌醇碳源的培养基上表达量较高,在以麦芽糖作为碳源的培养基上不表达,在含不同氮源的培养基上均大量表达.     

一株缬草根际稀有放线菌的分离鉴定及其天然产物生物合成基因的筛查

采用梯度稀释涂布平板法分离缬草根际土壤中的放线菌,从高氏一号培养基上分离得到1株放线菌BJA-103,对该菌形态特征、培养特征、生理生化特征及16SrDNA基因序列进行鉴定,并用简并PCR方法对其多种天然产物生物合成关键酶基因进行筛查。经分类鉴定,初步确定BJA-103为Amycolatopsis coloradensis的一个菌株;PCR筛查结果显示,该菌株含有非核糖体肽合酶(NRPS)、Ⅰ型聚酮合酶(PKS-Ⅰ)、Ⅱ型聚酮合酶(PKS-Ⅱ)以及糖肽类抗生素合成关键酶P450单加氧酶的基因。     

Molecular Evidences for the Biosynthesis of Pederin by Endosymbiont

Pederin belongs to a group of antitumor compounds found in terrestrial beetles and marine sponges. It is apparently used by some members of the rove beetle Paederus as a chemical defense against predators. A recent cluster analysis of the putative pederin biosynthesis gene （ped） strongly suggests that pederin is produced by bacterial symbionts. This paper reviewed the criteria for proving symbiontic origin of bioactive metabolite, indirect and molecular evidences for pederin bacterial origin, as well as three sets ofped clusters and putative biosynthesis process of pederin.     

农业种植区数值预报系统设计与实现

数值模式产品一直是天气分析和预报的重要参考,当前数值模式的应用主要还是在中短期天气预测上,针对某一行业气象服务的应用还少,本文所介绍的农业种植区数值预报系统即是针对具体行业的应用,该系统应用先进的Web应用技术,把种植区的数值预报产品通过多种发布渠道向农业部门提供气象信息服务,文中详细介绍了如何应用JEE技术来构建系统,并介绍了数值模式的资料获取和执行流程。     

携带NRPS基因的新疆嗜盐放线菌抑菌活性筛选

为了筛选具有抗生素产生潜能的放线菌菌株,以金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),表皮葡萄球菌(Staphylococcus pidermidis),大肠杆菌(Escherichia coli),白色念珠菌(Candida albican),热带念珠菌(Candida tropicalis)和克柔氏念珠菌(Candida krusei)为靶标菌,采用牛津杯法对48株携带NRPS基因的放线菌发酵液甲醇和乙酸乙酯萃取相进行了抑菌活性筛选。结果表明:共有18株菌表现出抑菌活性,其中抗金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的有15株,抗白色念珠菌的有10株,抗大肠杆菌的有3株;18株菌分属于放线多孢菌属(Actinopolyspora),拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)和链霉菌属(Streptomyces);且18株菌中有16株含有两种以上抗生素合成基因。菌株发酵液抗G+细菌的抑菌活性部位在乙酸乙酯萃取相中,抗白色念珠菌和大肠杆菌的抑菌活性部位在甲醇相中。     

几个真核生物启动子计算机预测数据库资源概述

启动子是基因表达调控的重要元件,深入研究启动子的结构和功能,是理解基因转录调控机制和表达模式的关键。随着生物技术和计算机技术的高速发展,应用生物信息学技术对启动子进行预测和分析的方法得到了很大发展。简单介绍了目前常用的真核生物启动子预测相关数据库和软件资源。     

运用随机森林模型对北京市林分蓄积生长量的预测

林分蓄积生长量是森林资源监测的一个重要内容,也是林业经营的决策依据。利用北京市第6~8次森林资源连续清查数据和ClimateAP软件中提取的气候信息,建立了基于随机森林的林分蓄积生长量预测模型,对北京市林分蓄积生长量进行了预测。结果表明:运用随机森林的针叶林、阔叶林、针阔混交林的林分生长模型的R 2分别为0.93、0.94、0.89,拟合效果良好;预测北京市2021年林分蓄积生长量平均值为58.1073 m^3/hm^2,变化范围为7.2846~388.7756 m^3/hm^2,蓄积量平均值由大到小的顺序为针叶林、针阔混交林、阔叶林。     

成品油管网的“白箱”在线仿真

采用英国水力集团公司（HAL）SSL公司的VariSim动态模拟分析软件,建立在线实时监控系统和离线仿真培训系统模型。在线实时仿真需要从SCADA系统中实时获得模型驱动所需要的关键性数据。VariSim“白箱”在线模型,实时利用管道运行的数据对管道的实时状态进行完整的动态模拟仿真,可以用于仪表分析,管道泄漏检测和定位,清管球跟踪,批次和混油跟踪,全线任意位置点的压力、温度、流量预测等。在线仿真软件的实时动态模拟,可为管道的实际生产操作提供重要参考。     

真核生物启动子预测相关数据库资源概述

启动子是基因表达调控的重要元件,深入研究启动子的结构和功能,是理解基因转录调控机制和表达模式的关键。随着生物技术和计算机技术的高速发展,应用生物信息学技术对启动子进行预测和分析的方法得到了很大发展。对目前常用的真核生物启动子预测相关数据库和软件资源作了简单介绍。     

基于GBLUP和BayesB方法对肉鸡屠宰性状基因组预测准确性的比较

【目的】育种值估计是畜禽育种的核心内容,准确的育种值估计是提高选种准确性的重要手段。屠宰性状是肉鸡重要的经济性状,且无法活体测量,利用基因组信息进行育种值估计的基因组选择是十分有力的工具。文章通过比较GBLUP和BayesB方法对肉鸡屠宰性状的基因组预测的准确性,为肉鸡育种值估计的策略提供依据。【方法】用本课题组前期收集的3 362只白羽肉鸡的表型记录,性状包括胸肌率（BrR）、胸肌重（BrW）、屠体重（CW）、腿肌率（ThR）和腿肌重（ThW）。利用中国农业科学院自主研发的“京芯一号”鸡 55 K SNP芯片对所有个体进行了基因分型,采用PLINK软件对芯片的基因型数据进行质量控制,基因组选择的GBLUP和BayesB方法分别由基于R语言的ASReml包和hibayes包实施,并采用世代验证法评估两种方法的基因组育种值的预测准确性。【结果】研究发现基因组选择的准确性与性状的遗传力大致呈正相关。结果显示,在使用GBLUP方法时,预测准确性最高的性状为胸肌率。胸肌率、胸肌重、屠体重、腿肌率和腿肌重的基因组预测的准确性分别为0.3262、0.2871、0.2780、0.2153、0.2126;在使用BayesB方法时,预测准确性最高的性状为胸肌率。5个性状的基因组预测的准确性分别为0.3765、0.2257、0.1376、0.2525、0.2844。结果表明,对于白羽肉鸡屠宰性状的基因组选择研究,BayesB方法的预测准确性略高于GBLUP方法。对于3000的样本量和55 K的标记密度,GBLUP方法的计算时间大约为1h,BayesB方法的计算时间大约为7h。【结论】对于胸肌率、腿肌率和腿肌重,BayesB方法的预测准确性高于GBLUP方法;对于屠体重和胸肌重,GBLUP方法的预测准确性高于BayesB。畜禽的育种工作注重实效性。在实际的育种工作中,需要综合考虑育种值估计的准确性和育种的时效性来决定用何种方式估计基因组育种值。     

毒性评估软件TEST及其在农业污染化合物QSAR研究中的应用

应用美国环境保护署(United States Environmental Protection Agency,简称EPA)开发的TEST软件对典型农业污染化合物毒性的QSAR做初步预测。包括TEST软件利用QSAR方法预测化合物毒性所采用的描述符,毒性预测的外部检验方法。之后运行软件就对农产品污染较大的多环芳烃和氯代苯的毒性进行预测,预测值与试验值间的误差不大,TEST软件能快速输出分析结果。通过对毒性评估软件TEST的学习,最后就软件的优缺点进行简单的分析。