Exploiting the reversibility of natural product glycosyltransferase-catalyzed reactions

Glycosyltransferases (GTs), an essential class of ubiquitous enzymes, are generally perceived as unidirectional catalysts. In contrast, we report that four glycosyltransferases from two distinct natural product biosynthetic pathways-calicheamicin and vancomycin-readily catalyze reversible reactions, allowing sugars and aglycons to be exchanged with ease. As proof of the broader applicability of these new reactions, more than 70 differentially glycosylated calicheamicin and vancomycin variants are reported. This study suggests the reversibility of GT-catalyzed reactions may be general and useful for generating exotic nucleotide sugars, establishing in vitro GT activity in complex systems, and enhancing natural product diversity.     

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。     

用酶法对啤酒酵母细胞破壁优化条件的研究

试验旨以溶菌酶、蜗牛酶对啤酒酵母进行破壁,从中筛选出最佳的破壁条件。以啤酒酵母作为破壁酵母细胞,采用四因素四水平的正交试验设计进行试验。结果表明,酶量10 mg.mL-1,pH 5.0,温度45℃,时间6 h时的破壁率均高于以上各因素的水平。各因素对破壁率的影响顺序为:温度>时间>酶量>pH。蜗牛酶和溶菌酶破壁率差异不显著(P>0.05)。结果揭示本试验条件下溶菌酶、蜗牛酶最佳破壁条件为酶量10 mg.mL-1,pH 5.0,温度45℃,时间6 h。     

不同功能性寡糖组合对锦江黄牛瘤胃固相微生物多样性的影响

研究功能性寡糖组合对锦江黄牛的瘤胃固相微生物多样性的影响。选择3头健康且体重相近的安装有永久性瘤胃瘘管的锦江黄牛,采用自身对照方法,试验分3期进行,第1期:对照期,饲喂基础日粮,不添加任何寡糖;第2期:GT1添加期,饲喂基础日粮+0.8%甘露寡糖+1.0%果寡糖+0.8%大豆寡糖,第3期:GT2添加期,饲喂基础日粮+0.8%甘露寡糖+1.20%果寡糖+1.0%大豆寡糖,每期持续14 d。利用PCR-DGGE方法进行分析牛瘤胃固相微生物PCR-DGGE图谱条带数及相似性。结果发现:添加功能性寡糖组合后,对锦江黄牛瘤胃固相微生物PCR-DGGE图谱条带数影响不明显。3头牛3个试验期DGGE图谱的相似度较高。对锦江黄牛瘤胃液相微生物多样性影响有待下一步研究。     

Production of alpha 1,3-galactosyltransferase-deficient pigs

The enzyme alpha1,3-galactosyltransferase (alpha1,3GT or GGTA1) synthesizes alpha1,3-galactose (alpha1,3Gal) epitopes (Galalpha1,3Galbeta1,4GlcNAc-R), which are the major xenoantigens causing hyperacute rejection in pig-to-human xenotransplantation. Complete removal of alpha1,3Gal from pig organs is the critical step toward the success of xenotransplantation. We reported earlier the targeted disruption of one allele of the alpha1,3GT gene in cloned pigs. A selection procedure based on a bacterial toxin was used to select for cells in which the second allele of the gene was knocked out. Sequencing analysis demonstrated that knockout of the second allele of the alpha1,3GT gene was caused by a T-to-G single point mutation at the second base of exon 9, which resulted in inactivation of the alpha1,3GT protein. Four healthy alpha1,3GT double-knockout female piglets were produced by three consecutive rounds of cloning. The piglets carrying a point mutation in the alpha1,3GT gene hold significant value, as they would allow production of alpha1,3Gal-deficient pigs free of antibiotic-resistance genes and thus have the potential to make a safer product for human use.     

固氮细菌DX120E的gfp标记及对不同甘蔗品种的接种效应

[目的]研究固氮菌株DX120E在甘蔗幼苗中的侵染定殖及其对不同甘蔗品种生长生理的影响,为进一步分析该固氮菌与甘蔗的相互作用机制提供参考依据.[方法]以3个甘蔗品种ROC22、B8和GT21为试验材料,将DX120E用gfp基因标记后,以浸根法接种甘蔗,观察其在甘蔗中的侵染定殖情况,分别在接菌后60、90和120 d,调查甘蔗的株高、叶绿素含量及鲜重,并测定氮代谢关键酶活性指标.[结果]获得了稳定表达的DX120E-gfp接合子菌株;接种后第7 d ,在3个甘蔗品种的根部和叶片中均检测出nifH基因表达,片段大小约为360 bp.荧光显微镜观察结果表明,接种后第7 d,固氮菌定殖在甘蔗的根毛区、新生侧根处、根断裂伤口处及叶片横切处.盆栽试验结果表明,接种固氮菌DX120E对3个甘蔗品种有明显促生作用,与不接菌对照相比,接菌后120 d,ROC22、B8和GT21的株高分别增加23%、20%和14%,地上部分鲜重分别增加25%、31%和11%,地下部分鲜重分别增加40%、34%和30%.且3个甘蔗品种叶片的谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶活性总体上高于对照.[结论]采用菌液浸根法接种甘蔗,固氮菌DX120E能在甘蔗根部定殖并向地上部分转移定殖.采用该方法处理甘蔗,对甘蔗有明显的促生效应,但不同品种间存在一定差异.     

接种内生固氮菌对不同基因型甘蔗农艺特性的效应

把内生固氮菌株Y-1a分别接种到6个不同甘蔗材料GT24、GT9、YC84/153、GT18、CP65/357和F172中,在温室无氮栽培条件下,分别调查甘蔗株高、茎径、平均节间长度和单茎重,探讨接种内生固氮菌对不同基因型甘蔗农艺特性的效应。结果表明,与对照相比,接种内生固氮菌可在不同程度上促进不同基因型甘蔗植株的生长,增加株高、茎径、平均节间长度和单茎重。     

微生物酶及其在植物病害生物防治中的作用

介绍了生防菌产生的细胞壁降解酶,如几丁质酶、葡聚糖酶和蛋白酶及其生防作用机制,不同细胞壁降解酶之间以及与抗生素等次生代谢产物之间的协同抑菌作用,以及细胞壁降解酶在植物病害生防中的潜在应用。     

低氮条件下间作大豆对宿根蔗内生固氮菌固氮酶活性、氮素积累及产量的影响

【目的】探讨低氮条件下间作大豆对宿根蔗内生固氮特性及生长的影响,为生产上合理应用甘蔗/大豆间作提供理论依据。【方法】采用裂区试验,以单、间作不同种植模式为主因素,以ROC22、B8和GT213个甘蔗品种为副因素,比较低氮条件下不同处理间甘蔗的产量、氮素积累及内生固氮菌固氮酶活性的差异。【结果】低氮条件下,与甘蔗单作处理相比,甘蔗/大豆间作处理的宿根蔗茎径、有效茎数和产量分别提高5.1%~8.7%、7.9%~31.0%和9.0%~40.5%,而不同处理间的株高没有明显差异。间作处理可显著提高宿根蔗的茎、叶内生固氮菌固氮酶活性,其中ROC22茎、叶中的固氮酶活性增幅最大,分别提高了59.35和0.98~1.89 nmol C2H4/gFW·h。除分蘖期间作处理B8叶片的全氮含量和GT21的氮素总积累量显著提高18.8%和35.2%外(P<0.05,下同),其他品种叶片的全氮含量和氮素积累量在处理间差异不显著(P>0.05);伸长期时,间作处理下蔗茎的全氮含量和氮素积累量均较单作有不同程度提高,其中ROC22和GT21的氮素总积累量分别显著提高35.0%和81.1%。【结论】低氮条件下,间作大豆可明显提高宿根蔗的内生固氮菌固氮酶活性、氮素积累及产量,其中以GT21间作大豆的增产效果最佳。     

航天诱变获得的烟草突变体T-srd的AFLP分析

烟草栽培品种GT11种子,搭载中国2002年发射的"神舟3号"宇宙飞船太空飞行,轨道倾角42°,轨道半径343km,空间飞行历时162h。从返回后的烟草GT11种子苗期群体中,获得了腋芽丛生矮化突变体T-srd,具有腋芽丛生的性状。利用DNA扩增片段长度多态性(AFLP)技术分析表明突变体T-srd与贵烟11号在DNA水平上发生了变化。该突变体为烟草腋芽调控研究提供了良好的材料。     

不同添加剂对籽粒苋与油菜秸秆混合青贮品质的影响

在72%籽粒苋与28%油菜秸秆的混合青贮中分别添加糖蜜、乳酸菌、纤维素复合酶、糖蜜+乳酸菌、糖蜜+纤维素复合酶、乳酸菌+纤维素复合酶、糖蜜+乳酸菌+纤维素复合酶和水,青贮30d后开包取样,并分析各项指标。结果表明:籽粒苋与油菜秸秆混合青贮时,与对照组和非添加糖蜜组相比,单独或组合添加糖蜜均能显著降低籽粒苋与油菜秸秆混合青贮的pH值、乙酸含量、洗涤纤维含量,并能显著提高其V–Score评分、粗蛋白含量、可溶性碳水化合物含量及相对饲用价值。籽粒苋与油菜秸秆混合青贮中单独添加糖蜜即可保证青贮品质效果。     

粘绿木霉Gv29-8的碳水化合物活性酶类蛋白预测及遗传关系分析

利用CAT(CAZymes analysis toolkit)在线分析程序对Trichoderma virens Gv29-8中碳水化合物活性酶类蛋白(carbohydrate-active enzymes,CAZymes)不同亚家族的分布情况进行分析,结果表明:粘绿木霉Gv29-8中含有185个CAZymes蛋白,分为主要类别和复合类别两种类型;其中,主要类别含有71个GH蛋白、54个CBM蛋白及12个AA蛋白、25个CE蛋白、3个PL蛋白、3个GT蛋白;复合类型含有17个蛋白。遗传关系分析表明,CAZymes分类应进一步细化到更小的类别。     

热水处理甘蔗种苗的示范试验

2006-2008年,对桂糖94/119等4个甘蔗品种进行了50℃、2 h热水处理甘蔗种苗的一新一宿对比试验,结果表明:热水处理提高了桂糖96/211、桂糖94/119、新台糖22的产量和公顷含糖量,新宿平均产量分别比对照增产24.3%、16.2%、16.6%,新宿平均公顷含糖量分别比对照增产25.9%、17.5%、16.2%,增幅较大,效应明显,但对新台糖16的效应不明显。     

对六十四个早籼品系稻米蒸煮品质的初步研究

分析7个组合包括64个早籼高世代品系稻米蒸煮品质的结果表明,选用具有中等直链淀粉的籼稻品种作亲本,比选用糯稻品种作亲本,后代出现重组高产特性的中等直链淀粉品系的机率大,中等糊化温度亦然,软胶稠度则相反,尚未出现直链淀粉,糊化温度、胶稠度均理想的,即符合“中—中—软”的组合类型,但复交组合中编号为“130”品系为“中—中—中”组合方式,且食味上乘,据此,在原有组合的高世代品系中,利用“剩余变异”按优质标准进行二次选择,可加速获得优质高产多抗的新品种     

稻米糊化温度的遗传与分子机理研究进展

糊化温度(gelatinization temperature, GT)是衡量稻米蒸煮品质和口感的重要参数之一。低GT稻米比高GT稻米蒸煮时需要较少的能量投入。支链淀粉的结构,特别是其分支链分布与GT密切相关,短链的含量越高,淀粉的GT越低。数量性状基因定位已经将GT相关基因定位在第6染色体的编码淀粉合酶IIa(SSⅡa)的alk基因位点。SSⅡa基因的若干功能性单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms, SNPs)与GT和支链淀粉结构有关。这些SNPs已经用于标记辅助育种来改良稻米品质。提出了通过SSⅡa控制高或低GT的分子机理。     

光合细菌类胡萝卜素研究

阐述了类胡萝卜素在光合细菌光合作用中的重要功能以及在色素蛋白复合体中的立体空间结构和功能。详细描述了光合细菌非环状类胡萝卜素合成途径以及合成途径中重要抑制位点、类胡萝卜素生物合成酶基因及分子调控机制。对类胡萝卜素影响生物产氢进行了分析和评述。对光合细菌类胡萝卜素研究中存在的问题和发展趋势进行了讨论。     

抗菌肽抗细菌机理研究进展

抗菌肽是一类有望解决全球范围内抗生素耐药性问题的新型抑菌多肽。抗菌肽主要有3种抑菌机制:其一是针对细菌细胞膜作用,膜作用主要针对两种不同菌膜结构特性的细菌,革兰氏阴性菌外膜富含脂多糖,革兰氏阳性菌细胞壁富含磷壁酸,抗菌肽可靶向作用于此类细菌菌膜结构特定组分。此外,抗菌肽可抑制细菌生物被膜形成,分解已形成细菌生物被膜。抗菌肽作用于特异性酶或靶向作用于DNA产生抑菌效果,其抑制作用可抵抗细菌耐药性产生。基于抗菌肽改变菌膜结构并抑制细菌外膜及酶合成的特性,此杀菌策略已应用于抗菌药物设计。     

甘蔗优良新品系桂糖03-2287的产量和蔗糖分表现

[目的]了解甘蔗新品种桂糖03-2287的蔗茎产量和蔗糖分表现,为其在甘蔗生产上推广应用提供科学依据。[方法]对2011～2012和2012～2013年度广西甘蔗品种区域试验点桂糖03-2287和对照新台糖22号（ROC22）2年新植和1年宿根试验以及生产试验所获得的相关数据进行综合分析。[结果]桂糖03-2287第1、2年新植平均甘蔗产量分别为100．00和106．67t／hm^2,兮别较对照增加10．58、12．47t／hm^2;从11月到次年2月份,平均蔗糖分分别为13．46％和13．77％,较对照低0．43和0．47个百分点;平均含糖量分别为13．31、14．70t／hm^2,分别比对照增加7．5％和10．3％。宿根平均甘蔗产量为113．37t／hm^2,较对照高23．8％;平均蔗糖分为13．99％;平均含糖量为15．81t／hm^2,比对照增加19．6％。在生产试验各试点中,桂糖03—2287的甘蔗产量均比对照ROC22高,平均较对照增加9．6％。[结论]桂糖03-2287在新植和宿根中,较当前的主栽甘蔗品种ROC22更为高产、稳产,单位面积产糖量更高,新植蔗的蔗糖分比ROC22略低而宿根蔗无明显差异。应属一个中晚熟优良甘蔗品种,可在广西甘蔗生产上因地制宜地推广应用。     

塔里木河上游不同林地土壤养分和微生物 以及酶活性变化初探

对塔里木河上游果林地和胡杨林地土壤养分、微生物数量和酶的活性变化进行了研究。结果表明:4种特色果林地的土壤养分、微生物的数量、土壤酶活性均高于胡杨林,而胡杨林的耐盐性最强。5种林地土壤微生物的数量,从4-8月不断上升,8月份达峰值,且以细菌占绝对优势。土壤中脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性从4-10月逐渐上升,表现为"秋高型",10月达峰值,而转化酶活性则相反,表现为"春高型",峰值出现在4月。土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤养分密切相关。     

膨胀素的基因家族及功能

膨胀素是一类能够诱导植物细胞壁松弛的蛋白。目前发现的膨胀素基因家族共由4个家族组成,分别为α-膨胀素、β-膨胀素、类α-膨胀素和类β-膨胀素。简述了膨胀素基因家族及其进化历史,概括介绍了近年来发现的膨胀素功能,综述了近年来国内外关于膨胀素作用机制的研究进展。