罗氏真养菌W50的D-木糖代谢途径工程改造

【目的】拓宽高产聚-β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)罗氏真养菌(Ralstonia eutropha)W50的碳源使用范围,使其获得D-木糖代谢能力。【方法】运用PCR技术扩增大肠杆菌(Escherichia coli)K-12W3110来源的D-木糖转运蛋白基因xylE,利用同源重组技术将xylE基因整合到R.eutropha W50的染色体上构建菌株W50-E。运用PCR技术扩增E.coli K-12 W3110来源的D-木糖代谢基因xylAB和R.eutropha H16来源的PHA合酶基因phaC1的启动子片段P pha C1,同表达载体连接后构建重组质粒p1-AB。将重组质粒分别转入菌株R.eutropha W50和W50-E中构建工程菌株W50-AB和W50-EAB。通过摇瓶发酵研究W50-AB和W50-EAB的D-木糖代谢特性。【结果】酶活分析结果表明,xylA和xylB基因在菌株R.eutropha W50中得到表达。摇瓶发酵结果表明,W50-AB在含0.1 mol/L D-木糖的基础发酵培养基中的最大比生长速率为0.025 h-1,在含0.01 mol/L D-木糖的基础发酵培养基中没有生长;W50-EAB在含0.01 mol/L D-木糖的基础发酵培养基中表现出一定生长,在含0.1 mol/L D-木糖的基础发酵培养基中最大比生长速率为0.035 h-1。PHB含量分析结果表明,摇瓶发酵终点时,W50-AB和W50-EAB菌株内的PHB含量分别为细胞干重的15.07±1.01%和15.07±1.64%,其相应的D-木糖-PHB转化率分别为0.0920 g·g-1和0.0838 g·g-1,低于两重组菌株利用葡萄糖发酵的糖-PHB转化率(0.22 g·g-1)。另外,重组菌株W50-AB和W50-EAB在含葡萄糖(0.01 mol/L)和D-木糖(0.09 mol/L)的混合糖培养基中的发酵结果表明,两重组菌株均表现出更高的生长速率和D-木糖消耗速率以及胞内PHB积累量。【结论】来源于E.coli K-12W3110菌株的xylAB基因的表达使R.eutropha W50获得了一定的D-木糖代谢能力,通过D-木糖转运蛋白基因xylE的表达能提高菌株的D-木糖代谢能力,同时重组菌株利用D-木糖能积累一定量PHB。     

土壤微生物网络复杂性预测黄土高原造林恢复生态系统多功能性

人类活动导致黄土高原土地退化和生物多样性丧失,进而降低了生态系统功能。人工造林是该区域退化土地恢复的重要措施。现有的生态修复研究通常侧重于微生物群落物种多样性的恢复对单一生态系统功能的影响,而忽略了微生物间存在的相互作用与生态系统多功能性(Ecosystem multifunctionality, EMF)的关系。为探究造林恢复过程中土壤微生物多样性和网络复杂性与EMF的关系,本研究采用时空代换法(space-time substitution method),沿50年造林恢复时间序列,分析了黄土高原地区造林恢复对土壤微生物群落多样性、土壤微生物网络复杂性以及与土壤养分循环相关的10个生态系统功能指标的影响,明确了土壤微生物群落特征与EMF的关系。结果表明,随造林恢复时间序列的增加,土壤微生物群落的综合多样性、网络复杂性和EMF均呈现出显著增加后下降的趋势(P<0.05),其中土壤微生物综合多样性和网络复杂性在第8年达到最高值,EMF在第20年达到最大值。在未控制土壤环境因素时,细菌和古菌多样性与EMF无显著相关性,真菌多样性与EMF呈显著正相关(P<0.001);土壤微生...     

粉纹夜蛾细胞中Bt Cry1Ac选择抗性的研究及离体品系与毒素结合的比较

采用Bt Cry1Ac活性毒素对粉纹夜蛾BTI-Tn-5B1细胞进行56代筛选后获得了抗性比为1280倍的抗性细胞。ELISA检测表明抗性细胞总蛋白和膜蛋白结合的Cry1Ac数量都少于敏感细胞。配体结合Western杂交实验显示：抗性细胞和敏感细胞的膜蛋白与总蛋白都有5条电泳迁移率相同的毒素结合多肽带,其分子量分别为207,158．5,118.8,72,38．5 kD;抗性细胞的118．8和72kD的阳性带比敏感细胞的略弱,这可能与抗性的形成相关。     

怀洪新河浮游植物群落结构与水环境因子的关系研究

为研究怀洪新河水域浮游植物的群落结构及其与水环境因子的关系, 分别于丰水期(2014 年6 月)和枯水期(2014 年12 月)在怀洪新河进行采样分析, 并对调查区域内的浮游植物及主要环境因子进行了主成分分析(PCA)和典范对应分析( CCA)。结果表明, 共发现浮游植物7 门45 属83 种, 种类绿藻门最多。怀洪新河水域各采样点浮游植物细胞密度平均为1.96×106 ind. ·L-1, 生物量平均为1.71 mg·L-1。利用生物学指标对湖泊进行营养状况评价, 怀洪新河属于中营养型湖泊。PCA 分析表明, TN 和NH3-N 是影响水体富营养化的主要因素; 典范对应分析表明, Chl-a、NH3-N、T、TN、DO、水深和浊度是影响浮游植物群落结构的主要驱动因子。     

背角无齿蚌幼蚌对水体铜的吸收特征研究

为了探究在不同浓度铜(Cu)暴露下背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对水体Cu的吸收特征,选定对Cu吸收能力更强的幼蚌作为实验对象,依据Cu对幼蚌96 h-EC50和我国渔业水质标准(GB11607—89)中Cu限量设定5个浓度梯度2.0、1.0、0.1、0.01和0.005 mg·L^-1,进行24 h Cu暴露实验及水体Cu含量测定。结果显示:随暴露浓度的升高,幼蚌Cu吸收效率迅速升高,最高值出现在2.0 mg·L^-1暴露组为(0.69±0.11)μg/(g·h);幼蚌Cu去除率总体呈现出降低趋势,其中0.005 mg·L^-1暴露组去除率最高为84.8%, 1.0 mg·L^-1暴露组去除率最低为28.9%。综上所述,背角无齿蚌幼蚌具有较强的Cu吸收能力,表明其在淡水渔业水域环境Cu污染防控方面以及开发作为监测评价淡水渔业水域环境Cu污染的模式生物方面具有非常高的应用潜力。     

镇江长江豚类省级自然保护区浮游动物群落结构特征及影响因素

江苏镇江长江豚类省级自然保护区是长江下游江段长江江豚的最主要的栖息地之一。为了解江豚主要栖息地的浮游动物群落结构，于2016年1月至2018年10月对保护区水域浮游动物进行了现状调查，分析了浮游动物群落时空结构变化特征及其与环境因子的关系。研究共发现浮游动物4门41属90种，其中原生动物种类数最多，为40种，其次为桡足类和枝角类，而轮虫类较少。三年共确定优势种8种，以食藻类原生动物为主要优势类群。保护区浮游动物群落小型化趋势明显。浮游动物密度和生物量季节性差异显著（P<0.05），总体上呈现夏、秋季较春、冬季高的现象。Pearson相关性和RDA分析结果显示，水温、溶氧、pH和氮营养盐是造成浮游动物群落显著差异的主要环境因子。根据浮游动物群落结构特征及渔产潜力综合评估结果显示，与历史资料相比，保护区水生态环境有所改善，但渔业资源匮乏的局面没有得到根本性的改变，江豚的食物资源状况依然不容乐观。本研究结果为镇江保护区江豚栖息地生态环境的监测和保护研究提供了数据资料和理论依据。     

太湖五里湖仔稚鱼时空分布特征

为探究五里湖仔稚鱼群落结构及分布特征，于2016年4—10月对五里湖仔稚鱼进行系统调查。期间共采集仔稚鱼70678尾，共鉴定出鱼类20种(属)，隶属于7目8科18属。五里湖仔稚鱼密度均值为3825尾/100 m3，主要优势种为?属(Hemiculter sp.)，其数量占比为68.76%。五里湖仔稚鱼主要采集于4—8月，密度高峰期为6月，各物种密度高峰期存在差异，最早的为鲤(Cyprinus carpio)、鲫(Carassius auratus，4月)，最晚的为短吻银鱼属(Salangichthys sp.，8—9月)。五里湖仔稚鱼分布具有显著的空间差异，沿岸带仔稚鱼密度显著高于(P<0.05)敞水区，密度分别为5650和310尾/100 m3。西五里湖仔稚鱼的密度高于东五里湖，密度分别为4482和3600尾/100 m3。典范对应分析结果显示，水温、溶解氧、浮游植物和浮游动物密度是与仔稚鱼分布显著相关的环境因子(P<0.05)。研究结果显示，五里湖鱼类主要繁殖期为4—8月，主要产卵和育幼水域为沿岸带，其中西五里湖的育幼功能优于东五里湖，因此进一步维持对西五里湖的生境保护，加强东五里湖沿岸带植被恢复及入湖支流水质监控，控制外源污染物，对促进五里湖生境优化及鱼类资源自然增殖具有积极意义。