木质纤维素类农业废弃物生物转化资源化研究进展

木质纤维素类农业废弃物生物质资源的合理利用,对减少环境污染、缓解能源危机具有重要意义。简述了国内外木质纤维素类生物质资源化利用技术,着重对木质纤维素类农业废弃物生产燃料乙醇、厌氧发酵产甲烷（CH4）和产氢（H2）领域研究进展进行了论述。     

农作物秸秆木质纤维素生物降解酶及降解菌的研究进展

作为农业副产品,农作物秸秆是一种重要的可再生资源。研究表明,农作物秸秆的主要成分是木质纤维素,而某些细菌和真菌生产的酶具有较好的生物化学性质,可用于木质纤维素的降解。本研究阐述了木质纤维素降解酶的种类和降解机理,综述了水稻秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆的降解微生物种类。同时,本研究分析了当前单一菌株和复合菌系的在商业化利用上的不足,展望了未来的发展方向。本研究将为筛选新型优质木质纤维素降解菌和开发纤维素降解菌用于农业秸秆的资源化利用提供依据。     

木质纤维素原料制备槐糖脂的研究进展

木质纤维素材料是地球上产量最多、分布最广的可再生资源,利用其制备高附加值平台化合物对解决能源危机和环境问题具有重要意义。文中对木质纤维素发酵生产槐糖脂工艺中的关键技术进行了阐述,即木质纤维素的预处理、酶的水解、水解液的脱毒和槐糖脂发酵参数的控制,分析总结了不同方法存在的优缺点以及发酵参数对槐糖脂产量的影响。最后,对利用木质纤维素发酵生产槐糖脂来降低成本的国内外研究进行了综述,以期为实现槐糖脂的工业化生产提供参考。     

高效木质纤维素分解菌Aspergillus fumigatus Z5原位分解小麦秸秆的研究

[目的]本研究旨在评价高效木质纤维素分解菌Aspergillus fumigatus Z5分解木质纤维素的能力,并以小麦秸秆为材料解析其分解过程。[方法]以小麦秸秆为唯一碳源,研究接种菌株Z5后小麦秸秆物理、化学特性及胞外水解酶活力,并结合扫描电镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱和二维核磁共振等方法,原位分析菌株Z5对小麦秸秆的分解过程。[结果]与对照相比,接种28 d后小麦秸秆的总碳相对含量减少了22.05%,总氮相对含量却增加了76.77%,而纤维素和半纤维素含量分别下降了36.97%和39.77%。电子扫描电镜和原子力显微镜观察结果表明,小麦秸秆表面在生物降解过程中发生了明显变化,28 d后表面出现孔洞,而且表面粗糙度由0.97%上升到43.83%。X-ray分析结果表明:随着降解时间的增加,小麦秸秆的结晶度由43.8%减小到28.3%,小麦秸秆中大部分的纤维素和半纤维素被菌株Z5分解。二维核磁共振分析结果表明:小麦秸秆中的多糖类、脂肪族类和芳香族类化合物都发生了分解,其中多糖类化合物最容易被降解,特别是β-D-木二糖和α-L-阿拉伯糖类化合物。[结论]菌株A.fumigatus Z5通过分泌多种胞外水解酶,从小麦秸秆的表面逐渐将纤维素、半纤维素等多糖类化合物分解,在农业废弃物处理及木质纤维类物质的资源化利用方面将具有较好的应用前景。     

贝西滑刃线虫糖苷水解酶16基因克隆及功能

为研究线虫寄生相关基因,基于贝西滑刃线虫转录组高通量测序数据,筛选并克隆了贝西滑刃线虫糖苷水解酶16基因,对该基因进行了功能分析;应用Mega 5.05选用WAG模型所构建的最大似然树进行分析比对;通过原位杂交,定位了糖苷水解酶16基因在线虫体内的表达部位,分析了糖苷水解酶蛋白的三维空间结构。结果表明:贝西滑刃线虫糖苷水解酶16基因与真菌亲缘关系近,是通过基因平移解说的一个重要佐证。     

嗜酸糖苷水解酶研究进展

随着极端微生物及极端酶的广泛研究,嗜酸酶因其在极端酸性环境中具有高的酶活性和稳定性而倍受关注,并取得了较大的研究进展。嗜酸糖苷水解酶是嗜酸酶中最重要的一类,在生物能源、饲料、食品等工业中具有重要的应用前景。综述了重要嗜酸糖苷水解酶,包括嗜酸淀粉酶、嗜酸纤维素酶、嗜酸木聚糖酶和甘露聚糖酶在基因的挖掘、表达、分子改良嗜酸机制研究以及应用等方面国内外的研究进展,展望了嗜酸糖苷水解酶未来可能的研究方向和发展前景。     

木质纤维素厌氧发酵研究进展

木质纤维素厌氧发酵产生的可利用生物质能源是目前解决能源短缺问题的可行方法之一。本文综述了木质纤维素的组成结构、厌氧发酵的原理以及木质纤维素厌氧发酵研究进展,并对木质纤维素厌氧发酵技术的发展提出具体建议。     

姬松茸碳源利用规律的研究

试验采用麦秸培养基,系统研究了姬松茸在生长期间对碳源的利用规律。结果表明,姬松茸降解的有机物质绝大部分被菌体的呼吸过程消耗掉,绝对生物学效率较低;在菌丝生长阶段,木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素,这对纤维素和半纤维素的降解十分有利;非木质纤维素组分在菌丝生长阶段被主要利用,而木质纤维素则是子实体生长阶段的主要碳源。且就整个栽培过程而言,姬松茸生长发育所需要的79.86%的碳源来自木质纤维素。     

杏鲍菇、白灵菇对芦笋老茎中木质纤维素的分解利用

采用袋栽研究了杏鲍菇、白灵菇对芦笋老茎中木质纤维素的分解利用情况,结果表明,在菌丝生长阶段,杏鲍菇、白灵菇对木质纤维素的降解量分别为18.08,17.39 g,分别占培养料失质量的74.43%,76.01%;在子实体发育阶段,杏鲍菇对木质纤维素的降解量占培养料失质量的80.15%～94.03%,白灵菇对木质纤维素的降解量占培养料失质量的70.49%～94.56%;在整个栽培过程中,杏鲍菇、白灵菇对培养料木质纤维素的降解量分别为105.79,104.50 g,分别占培养料失质量的83.22%,80.51%。这说明杏鲍菇、白灵菇生长发育所需要的83.22%,80.51%的碳源来自于木质纤维素。杏鲍菇、白灵菇对芦笋老茎培养料中木质素的分解率分别为81.31%,80.38%,对纤维素的分解率分别为72.20%,69.03%,对半纤维素的分解率分别为56.14%,59.72%,说明杏鲍菇分解利用芦笋老茎中木质纤维素的能力强于白灵菇。在试验条件下,杏鲍菇的发菌时间、出菇时间均比白灵菇短,出菇产量和绝对生物学效率也较白灵菇高,这从另一个角度证明了杏鲍菇具有比白灵菇更强的分解利用芦笋老茎中木质纤维素的能力。     

植物病原丝状真菌中糖苷水解酶的研究进展

植物病原丝状真菌中的糖苷水解酶是碳水化合物活性酶中的一类,在植物病原真菌侵染植物的过程中通过分解其细胞壁中的碳水化合物组分从而实现真菌对植物免疫防卫反应的进一步操控。前期对植物病原丝状真菌中碳水化合物活性酶展开了综述性评价,近年来,随着生物技术和生物信息学、分子生物学等试验方法的发展,以及基因组学、代谢组学、蛋白质组学、转录组学等组学的不断发展,研究者对糖苷水解酶的研究不断深入和完善。旨在对糖苷水解酶进行综述性评价,重点关注其分类、功能及研究方法。在分类方面,主要涉及底物特异性、结构相似性、催化作用机制和水解位置。在功能方面,重点研究其在稻瘟病菌菌、禾谷炭疽病病菌和希金斯炭疽病病菌等病原丝状真菌侵染过程中的作用。此外,还探究了分离和鉴定、生物学特性及基因克隆和表达分析等方面的研究方法。研究的最终目标是深入分析上述研究成果,系统梳理糖苷水解酶在上述真菌中的功能,以期为今后解析病原丝状真菌中糖苷水解酶的功能提供重要理论支撑,并对今后学术界的研究重点、难点及热点进行展望,为未来开展糖苷水解酶功能解析、互作蛋白找寻及加工应用提供研究思路。     

酶学分析在昆虫抗有机农药研究中的应用

概述了抗有机农药的不同昆虫的酶类的活性变化。抗性品系的水解酶类和氧化酶类均有明显的变化,即对水解酶类而言,酯酶活力尤其是羟酸酯酶活力增加,但乙酰胆碱酯酶则变化不明显或敏感性下降;对氧化酶类而言,则多功能氧化酶的活力升高。     

茶卷叶蛾寄生真菌球孢白僵菌几丁质酶基因的克隆与序列分析

球孢白僵菌是最重要的虫生真菌之一,在农林害虫生防中发挥着重要的作用。本研究从茶卷叶蛾球孢白僵菌JYBb201-11菌株中克隆了几丁质酶Bbchit1基因(GenBank登录号:HQ435871)。根据GenBank上昆虫病原真菌几丁质酶基因序列同源性设计引物,分别进行DNA-PCR和总RNA-RT-PCR反应,对得到的目的片段,回收纯化后通过PMD18-T载体转化到大肠杆菌DH5α中,获得几丁质酶基因序列的重组质粒PMD18-chit,并测序。结果表明,DNA-PCR和总RNA-RT-PCR获得的基因序列完全一样,都是一个完整ORF序列,含1 047bp核酸序列,编码348个氨基酸,信号肽长度为22个氨基酸,成熟蛋白理论分子量约为36.78kD,理论等电点为5.95。该蛋白序列中包含2个保守区域,即底物结合区域(SIGG)和几丁质的活性位点(DGIDIDIE),该蛋白可归为几丁质酶18族V类。氨基酸序列同源性分析表明,球孢白僵菌JYBb201-11菌株几丁质酶与球孢白僵菌Bb0062菌株(AAN41259)和NCIM1216菌株(ACF32998)几丁质酶chit1氨基酸序列同源性都达99.43%;与球孢白僵菌MTCC 2028菌株(ACZ28129)几丁质酶chit1氨基酸序列同源性达98.28%。     

细菌Ⅰ型普鲁兰酶的研究进展

Ⅰ型普鲁兰酶以内切的方式专一性作用于普鲁兰糖或者支链多糖的α-1,6糖苷键,生成产物麦芽三糖或线性多糖。在工业应用中,Ⅰ型普鲁兰酶与其他糖苷水解酶协同作用于不同糖类底物,可得到类型多样的终产物,因此在食品、化工、制药等行业中有很重要的作用。目前对Ⅰ型普鲁兰酶的研究不仅包括筛选高产酶的菌株,还需得到酶学性质优良的酶蛋白,以适合工业生产工艺。综述了细菌来源的Ⅰ型普鲁兰酶的研究概况,包括酶学性质、基因的分离与克隆、微生物生产,并讨论了该酶在工业生产中的应用及其研究前景。     

稻瘟病菌假定的糖基水解酶62家族初步研究

 【目的】了解糖基水解酶62家族细胞壁降解酶系在稻瘟病菌致病中的作用。【方法】通过生物信息学方法对稻瘟病菌基因组中假定的糖基水解酶62家族成员进行基因结构、蛋白分泌特性及系统发育分析,并对其中一个成员MGG_01403.6进行过量表达、基因敲除分析。【结果】该家族共有8个成员,均具有细胞壁降解酶（糖基水解酶62家族）保守结构域,且均为胞外分泌蛋白;系统发育分析可以将这些成员分别聚类在两个进化分支中;成员间在不同侵染阶段表达模式有差异;MGG_01403.6过量表达和基因敲除均不影响稻瘟病菌的致病性。【结论】糖基水解酶62家族可能存在功能冗余作用,进一步的双突变或多突变可能是明确这类多基因家族基因功能的重要方法。     

多功能景观研究进展

当今人类社会发展要求景观沿着多功能景观的方向发展。多功能景观是景观发展的最优阶段,正日益受到国内外专家学者的关注。笔者在总结多功能景观概念和特点的基础上,依循"斑块-廊道-基质"模式,从多功能斑块、多功能廊道和多功能基质3个方面评述了多功能景观的研究现状,并展望了多功能景观的研究方向,即多功能景观预演、多功能景观交错带的研究和多功能景观研究方法的多学科综合性。     

鞘氨醇单胞菌TP-3中基因spsK的克隆及生物信息学分析

以自杀性质粒pUT携带的mini—Tn5转座子对菌株TP-3进行转座诱变,从转座突变库中筛选到不能合成产物鞘氨醇胶ss的突变株,进而采用Tn5外向扩增与LP—RAPD／fN结合的方法,得到糖基转移酶编码基因spsK的801bp序列全长。生物信息学分析表明,其氨基酸序列与迪特胶以及S88合成途径中的糖基转移酶同源性最高,达47％;SpsK蛋白具有典型的G—loop和DXD保守模式,属于糖基转移酶的GT—A家族。     

Structure of fungal fatty acid synthase and implications for iterative substrate shuttling

We report crystal structures of the 2.6-megadalton alpha6beta6 heterododecameric fatty acid synthase from Thermomyces lanuginosus at 3.1 angstrom resolution. The alpha and beta polypeptide chains form the six catalytic domains required for fatty acid synthesis and numerous expansion segments responsible for extensive intersubunit connections. Detailed views of all active sites provide insights into substrate specificities and catalytic mechanisms and reveal their unique characteristics, which are due to the integration into the multienzyme. The mode of acyl carrier protein attachment in the reaction chamber, together with the spatial distribution of active sites, suggests that iterative substrate shuttling is achieved by a relatively restricted circular motion of the carrier domain in the multifunctional enzyme.     

以农业高校为依托的现代农业信息服务平台建设对策

农业高校拥有的资源优势正是解决农业信息化水平滞后问题的关键所在。充分利用农业高校的人才和技术等资源建设多功能的农业信息服务平台,为农业相关群体提供多元化的信息服务,是加快农业信息化进程的有效措施。     

来源于青霉Penicillium sp. C6的β-1,3(4)-葡聚糖酶基因的克隆及酶学性质分析

从青霉Penicillium sp. C6菌株基因组DNA中克隆到一个新的16家族的葡聚糖酶基因,命名为bglc6(GenBank登录号:JX854434)。其cDNA全长为1 044 bp,包含N端前20个氨基酸的信号肽序列和一个16家族的结构催化域。bglc6编码的氨基酸序列与Grosmannia clavigera kw1407的假设葡聚糖酶蛋白序列最高一致性为64%。成熟蛋白BglC6在毕赤酵母中已成功表达,酶学性质分析表明,BglC6最适pH为4.5,最适温度为50℃,在酸性范围内具有良好的稳定性。以大麦葡聚糖酶为底物时,BglC6的比活、Km及Vmax值分别为253.8 U/mg,8.42 mg/mL,478.4 μmol/min·mg。蛋白BglC6对大多数金属离子有较好的抵抗能力。因此,该葡聚糖酶在动物饲料行业领域中具有潜在的应用前景。