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高密度聚乙烯微塑料与氯嘧磺隆对大豆生长和根际细菌群落的复合胁迫效应

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环境科学 2024年第2期45卷 1161-1172页

作者：胡晓玥滑紫微姚伦广杜丽牛秋红李玉英闫路陈兆进张浩南阳师范学院生命科学与农业工程学院农业生物质资源化河南省高校工程技术研究中心南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心河南省艾草开发利用工程技术研究中心南阳473061 南阳师范学院水资源与环境工程学院南阳473061

随着我国农业的大力发展,塑料地膜和农药被广泛投入到农业生产中,而塑料地膜降解形成的微塑料和农药在土壤中累积也带来诸多环境问题.目前微塑料与农药单一作用的环境生物学效应已有报道,但两者复合胁迫对作物生长和根际土壤细菌群落的... 详细信息

随着我国农业的大力发展,塑料地膜和农药被广泛投入到农业生产中,而塑料地膜降解形成的微塑料和农药在土壤中累积也带来诸多环境问题.目前微塑料与农药单一作用的环境生物学效应已有报道,但两者复合胁迫对作物生长和根际土壤细菌群落的影响研究较少.因此,设计高密度聚乙烯微塑料(HDPE,500目)与磺酰脲类除草剂代表品种氯嘧磺隆共处理,研究其对大豆生长的影响,并通过高通量测序技术、互作网络和PICRUSt2功能分析,探究HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫对大豆根际土壤细菌群落多样性、结构组成、菌群网络和土壤功能的影响,阐明HDPE和氯嘧磺隆对大豆的复合毒性.结果表明1%HDPE处理延长氯嘧磺隆在土壤中的半衰期(由11.5 d升至14.3 d),并且HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫较单一污染物对大豆生长的影响更为明显.HiSeq 2500测序表明复合胁迫下的大豆根际细菌群落由20个门、312个属组成,门和属的组成数量显著少于对照和单一处理,并降低具有潜在生物防治特性、植物促生特性等功能菌属的相对丰度(如Nocardioides和Sphingomonas等).Alpha多样性表明复合胁迫显著降低大豆根际细菌群落的丰富度与多样性,Beta多样性则表明复合胁迫显著改变大豆根际细菌群落结构.组间样品LEfSe和PICRUSt2功能分析表明复合胁迫调控根际细菌群落的优势菌群,并减弱土壤氨基酸代谢、能量代谢和脂质代谢等二级功能层的丰度占比.由属水平网络分析推测复合胁迫降低土壤细菌间的总连接数和网络密度,使网络结构简单化,维持网络稳定的重要菌群种类也发生变化.研究结果表明HDPE和氯嘧磺隆复合胁迫显著影响大豆生长,并改变大豆根际细菌群落结构、土壤功能和网络结构,相较于单一处理,复合胁迫的潜在危害更大.研究结果可为评价聚乙烯微塑料和氯嘧磺隆生态风险,以及污染土壤修复提供指导.

关键词：高密度聚乙烯(HDPE) 氯嘧磺隆大豆高通量测序网络分析 PICRUSt2功能分析

2017年～2023年河南省猪圆环病毒2型流行病学调查及遗传变异分析

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中国预防兽医学报 2024年

作者：冷超粮马秀秀宋佳静王佳宝贾楠田想刘华李峻婕段竹君刘思翟洪月张腾史鸿飞李娜姚伦广阚云超田志军南阳师范学院河南省动物疫病诊断与综合防控工程技术研究中心/昆虫生物反应器河南省工程实验室中国农业科学院哈尔滨兽医研究所动物疫病防控全国重点实验室

为了解河南省新发猪圆环病毒2型(PCV2)的流行及变异情况，本研究采集该地区规模化猪场2017年1月～2023年6月939份表现繁殖障碍和呼吸道疾病的病猪血液或组织样品，采用PCR方法进行PCV2检测。结果显示，PCV2总体阳性率为31.42%(295/939)... 详细信息

为了解河南省新发猪圆环病毒2型(PCV2)的流行及变异情况，本研究采集该地区规模化猪场2017年1月～2023年6月939份表现繁殖障碍和呼吸道疾病的病猪血液或组织样品，采用PCR方法进行PCV2检测。结果显示，PCV2总体阳性率为31.42%(295/939)。其中，2017年～2022年PCV2阳性率逐年降低，分别为58.65%(61/104)、49.48%(48/97)、28.57%(36/126)、16.15%(31/192)、11.52%(19/165)和7.87%(7/89)，而2023年迅速上升，达到56.02%(93/166)。为进一步分析PCV2新病毒株的遗传变异特征，利用PCR扩增29份PCV2阳性样品的全基因组，并测序。采用MegAlign分析PCV2流行株全基因组与GenBank中4株PCV2参考株全基因组序列的同源性；采用MEGA 11软件利用NJ法构建PCV2流行株ORF2基因与GenBank中24株PCV2参考株ORF2基因的系统发育树；采用MegAlign分析PCV2流行株Cap蛋白氨基酸序列的变异特征；采用RDP4和SimPlot分析PCV2流行株全基因组的重组特征。全基因组同源性分析结果显示，本研究鉴定的PCV2全基因组之间的同源性为95.1%～100%，与参考株的同源性为93.7%～98.6%，其中与疫苗株PCV2a LG(HM038034)、 PCV2b DBN-SX07-2(HM641752)和PCV2d SH(AY686763)的同源性分别为94.8%～96.2%、95.3%～98.6%和96.6%～97.8%，与来自丹麦的代表株PCV2c DK1980PMWSfree株(EU148503)同源性为93.7%～95.1%。此外，两株2023年的PCV2流行株HN230522和HN231217株变异较大，与参考株的同源性仅为94.5%～97.9%。进化树结果显示，有19株PCV2流行株与PCV2d基因型参考株聚为一个分支，10株与PCV2b基因型参考株聚为一个分支。其中今年出现的PCV2流行株HN230522和HN231217株虽然属于PCV2d基因型，但处于一个相对独立的分支。Cap蛋白氨基酸序列分析结果显示，与疫苗株PCV2a LG(HM038034)、PCV2b DBN-SX07-2(HM641752)或PCV2d SH(AY686763)相比，部分PCV2流行株在构象表位区(aa47～aa85和aa165～aa200)存在R48H、A59K/R、G85D、P151T、N178S、R180K和G197S的突变，在基因型特异性结构域(aa190～aa191/aa206/aa210)，存在K206I的突变。而且，HN230522株在核定位信号区(NLS)(aa1～aa41)存在特有的V30L突变，HN231217株在基因型特异性结构域(aa89～aa91)存在特有的89RTV91残基。重组分析结果显示，有高达65.52%(19/29)的PCV2流行株可能有疑似的重组片段，且重组片段全部位于ORF1。上述结果表明，今年以来河南省猪场PCV2阳性率快速上升，且流行株出现了较大变异，可能逃逸了疫苗诱导机体的免疫保护，应加强对PCV2流行动态和遗传变异的监测。本研究为河南省PCV2分子流行病学、疫苗研究和相关疫病的有效防控提供参考依据。

关键词：猪圆环病毒2型流行病学调查序列分析 Cap蛋白遗传变异

山楂皮渣中果胶超声波辅助提取工艺优化与抗氧化性研究

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粮油食品科技 2023年第4期31卷 78-86页

作者：王博姚伦广鲁云风南阳市科学技术情报所河南南阳473000 南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南南阳473061

确定山楂皮渣中果胶超声波辅助提取最佳工艺参数,对所提取的果胶抗氧化性进行研究。以料液比、提取温度、超声波功率、超声波时间作为研究因素,在进行单因素实验的前提下,采用响应面实验设计方法,建立相应的数学模型并开展数据分析。四... 详细信息

确定山楂皮渣中果胶超声波辅助提取最佳工艺参数,对所提取的果胶抗氧化性进行研究。以料液比、提取温度、超声波功率、超声波时间作为研究因素,在进行单因素实验的前提下,采用响应面实验设计方法,建立相应的数学模型并开展数据分析。四个研究因素对山楂皮渣中果胶得率的影响由大到小依次为:料液比>超声波功率>超声波时间>提取温度。山楂皮渣中果胶超声波辅助提取最佳工艺参数为:料液比为1∶15、提取温度为74℃、超声波功率为425 W、超声波时间为55 min。在此条件下,山楂皮渣中实际果胶得率为6.154%±0.041%。抗氧化性实验结果显示,提取的山楂皮渣果胶对•OH、•O_(2)^(–)均具有较好的清除效果。响应面优化的山楂皮渣中果胶超声波辅助提取工艺有可行性,提取的山楂皮渣果胶具有一定的抗氧化活性。

关键词：超声波辅助提取山楂皮渣果胶抗氧化性

大肠杆菌L-苏氨酸脱氢酶的高效表达及其酶学性质分析

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食品科学 2023年第18期44卷 85-92页

作者：刘欣欣王瑶史红玲姚伦广王贤唐存多南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南南阳473061 赊店老酒股份有限公司博士后创新实践基地河南南阳473300 河南农业大学食品科学技术学院河南郑州450002

为提高L-苏氨酸脱氢酶(L-threonine dehydrogenase,L-TDH)催化L-苏氨酸脱氢合成L-2-氨基乙酸乙酯效率,通过基因挖掘的手段挖掘出来自大肠杆菌(Escherichia coli)的L-TDH,再借助pACYCDuet-1表达系统将其在E. coli BL21(DE3)中进行可溶性表达及鉴定。结果表明,L-TDH在E. coli BL21(DE3)中实现了高水平的可溶性表达,其裂解液中的酶活力为19.13 IU/mL,约为E. coli BL21(DE3)本底表达水平的79倍。纯化后的比活力为12.77 IU/mg,它的最适反应温度为45℃,最适反应pH值为9.0,在35℃和40℃保温120 min,残留酶活力仍能达到90%以上。此外,Ec TDH动力学参数也优于其他已报道的L-TDH,在转化L-苏氨酸合成2,5-二甲基吡嗪(2,5-dimethylpyrazine,2,5-DMP)的过程中具有更大优势,也为实现转化L-苏氨酸合成2,5-DMP的工业化生产奠定了理论基础。

关键词： L-苏氨酸 L-苏氨酸脱氢酶大肠杆菌表达生物转化

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二氧化碳还原用甲酸脱氢酶的研究进展

精细化工 2023年第10期40卷 2089-2097,2206页

作者：史红玲王瑶袁书玮姚伦广唐存多薛闯南阳师范学院生命科学与农业工程学院河南南阳473061 大连理工大学生物工程学院辽宁大连116024 河南师范大学化学化工学院河南新乡453007

CO_(2)的还原和资源化利用是缓解温室效应的重要手段。生物催化剂对反应和底物具有高选择性,因此被用于构建高效的CO_(2)还原系统。其中,甲酸脱氢酶(FDH),特别是某些烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依赖型/金属辅因子(W或Mo)的甲酸脱氢酶,... 详细信息

CO_(2)的还原和资源化利用是缓解温室效应的重要手段。生物催化剂对反应和底物具有高选择性,因此被用于构建高效的CO_(2)还原系统。其中,甲酸脱氢酶(FDH),特别是某些烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依赖型/金属辅因子(W或Mo)的甲酸脱氢酶,能够可逆地将CO_(2)还原成甲酸盐。该文首先介绍了甲酸脱氢酶的特性及分类,其次综述了CO_(2)还原用甲酸脱氢酶的活性位点及催化机制、FDH的分子改造、全细胞生物催化CO_(2)还原为甲酸盐的最新进展,为CO_(2)还原用生物催化剂的研究提供了启示,为以CO_(2)为原料构建可行的CO_(2)还原系统来生产增值的燃料和化学品提供了理论基础。

关键词：甲酸脱氢酶 CO_(2)还原酶工程全细胞催化甲酸盐

产多胺细菌调控根际细菌群落阻控小麦Cd吸收效应

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环境科学 2022年第2期43卷 1031-1039页

作者：李晓哲覃善梅陈兆进张君姚伦广李娜庞发虎韩辉南阳师范学院生命科学与农业工程学院南水北调中线水源区水安全河南省协同创新中心南阳473061 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

土壤中的一些功能微生物能够通过吸附和沉淀等作用固定重金属,降低其有效态含量,从而阻控作物对重金属的吸收,在中轻度重金属超标农田钝化修复中发挥着重要作用.通过盆栽试验,借助高通量测序技术研究外源产多胺细菌Bacillus sp.N3的接... 详细信息

土壤中的一些功能微生物能够通过吸附和沉淀等作用固定重金属,降低其有效态含量,从而阻控作物对重金属的吸收,在中轻度重金属超标农田钝化修复中发挥着重要作用.通过盆栽试验,借助高通量测序技术研究外源产多胺细菌Bacillus sp.N3的接种对小麦Cd吸收和根际土壤细菌群落组成和功能的影响.结果表明,与不接菌对照相比,菌株N3能够显著降低小麦籽粒中Cd(64.7%)和根际土壤DTPA-Cd(50.1%)的质量分数,提高根际土壤pH值(由6.84升高到6.97)和多胺的含量.高通量测序结果表明,菌株N3的接种降低了小麦根际土壤细菌群落的多样性,但是提高了β-Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes的相对丰度.与此同时,菌株N3显著提高了小麦根际土壤中具有重金属固定和植物促生能力的菌属的相对丰度(主要为:Bacillus、Arthrobacter、Brevundimonas、Ensifer、Pedobacter、Rhizobium、Pseudomonas、Enterobacter和Serratia).PICRUSt功能预测表明,菌株N3显著提高了小麦根际土壤中参与抗氧化能力、激素合成和硫代谢的基因拷贝数.以上结果表明,产多胺细菌N3通过提高小麦根际土壤的pH值、多胺含量、具有重金属固定或者植物促生细菌等功能菌株和参与抗氧化能力、激素合成和硫代谢等代谢途径的细菌群落丰度来降低根际土壤中DTPA-Cd的含量,进而阻控了小麦对Cd的吸收.结果可为重金属超标农田修复和保障小麦安全生产提供理论依据和技术支撑.

关键词：重金属钝化修复细菌群落产多胺细菌小麦

非洲猪瘟病毒p37蛋白生物信息学分析及其多克隆抗体制备

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中国畜牧兽医 2023年第1期50卷 300-309页

作者：张梦杨何健刘阳坤姚伦广南阳师范学院生命科学与农业工程学院南阳473061 河南省畜禽保健品工程技术研究中心南阳473061 河南省动物疫病诊断与综合防控工程技术研究中心南阳473061

【目的】获取ASFV p37蛋白,并制备抗ASFV p37蛋白的多克隆抗体,为ASFV p37蛋白结构和功能研究提供材料。【方法】应用生物信息学工具对ASFV HLJ/2018(GenBank登录号:MK333180.1)p37蛋白进行分析,设计合成p37基因,并构建pET32a-p37重组... 详细信息

【目的】获取ASFV p37蛋白,并制备抗ASFV p37蛋白的多克隆抗体,为ASFV p37蛋白结构和功能研究提供材料。【方法】应用生物信息学工具对ASFV HLJ/2018(GenBank登录号:MK333180.1)p37蛋白进行分析,设计合成p37基因,并构建pET32a-p37重组质粒。将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导表达后,通过SDS-PAGE对重组蛋白的可溶性进行分析。收集菌体进行超声破碎,分离沉淀并使用8 mol/L尿素变性后离心,用0.45μm滤膜过滤离心后的上清,使用镍亲和层析柱纯化蛋白,通过SDS-PAGE、Western blotting对其纯化效果及特异性进行验证。将纯化后的p37蛋白按照50μg/只免疫小鼠,制备抗ASFV p37蛋白多克隆抗体。利用间接ELISA方法测定制备的多克隆抗体效价;通过Western blotting、间接免疫荧光试验检测该多克隆抗体的特异性。【结果】生物信息学分析表明,p37蛋白为稳定亲水性蛋白,无跨膜区和信号肽。二级结构主要含有α-螺旋(45.28%)、延伸链(15.09%)、无规则卷曲(31.54%)。SDS-PAGE、Western blotting结果显示,经IPTG诱导后,成功表达重组蛋白p37,大小62 ku左右,主要以包涵体形式存在,且能与His单克隆抗体发生反应。间接ELISA结果显示,制备的鼠源多克隆抗体效价为1∶256000。Western blotting结果显示,在42 ku左右出现了特异性条带;间接免疫荧光显示出了特异性的红色荧光,表明该多克隆抗体能与重组杆状病毒表达的p37蛋白发生反应,具有较好的特异性。【结论】本试验成功表达并纯化了ASFV p37蛋白,制备了抗ASFV p37蛋白多克隆抗体,重组蛋白具有较好的免疫原性,能产生较强的免疫反应,为后续ASFV p37蛋白结构功能研究、抗体及相关疫苗研发奠定基础。

关键词：非洲猪瘟病毒(ASFV) p37蛋白蛋白表达多克隆抗体

大口黑鲈β-防御素在杆状病毒系统中的表达及抑菌活性

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水生生物学报 2022年第12期46卷 1838-1844页

作者：管翠翠邱礽李洁琼蒋长军姚伦广南阳师范学院生命科学与农业工程学院南阳473061 河南省畜禽保健品工程技术研究中心南阳473061 河南省伏牛山昆虫生物重点实验室和河南省昆虫生物反应器工程实验室南阳473061

β-防御素是鱼类天然免疫的重要组成部分,通过杆状表达系统表达大口黑鲈β-防御素,研究其具有高效、广谱的不同于抗生素的独特抗菌的能力。研究通过序列分析,发现大口黑鲈β-防御素(MSBdefe)与其他物种β-防御素具有相似的特征,都包含6... 详细信息

β-防御素是鱼类天然免疫的重要组成部分,通过杆状表达系统表达大口黑鲈β-防御素,研究其具有高效、广谱的不同于抗生素的独特抗菌的能力。研究通过序列分析,发现大口黑鲈β-防御素(MSBdefe)与其他物种β-防御素具有相似的特征,都包含6个保守的半胱氨酸。将MSBdefe基因进行昆虫密码子优化合成后,克隆至穿梭载体pYBDM-IM质粒中,构建成为重组质粒MSBdefe-pYBDM-IM,重组质粒转化感受态细胞MultiBac/rSW106/asd-/inv+,阳性重组菌株MSBdefe-pYBDM-IM-Am直接用于Sf9细胞的感染,获得重组杆状病毒AV-MSBdefe。通过SDS-PAGE和Western Blot检测AV-MSBdefe感染Sf9细胞后蛋白表达,结果表明成功获得MSBdefe重组蛋白。通过对淡水鱼类最常见的病原菌嗜水气单胞菌的抑菌活性分析,结果显示当MSBdefe重组蛋白的终浓度为30μg/mL时,抑菌效率为83.00%,并随着蛋白稀释2倍、4倍后,即终浓度为15和7.5μg/mL时,抑菌效果逐渐减弱,抑菌效率分别为54.33%和33.67%,进而验证了大口黑鲈β-防御素能够抑制嗜水气单胞菌的生长,且随着蛋白浓度的降低抑制能力下降。这些结果为利用昆虫生物反应器规模化生产鱼类β-防御素奠定了基础,以期为开发能够替代或部分替代抗生素的天然抗菌剂提供良好的候选者和技术途径。

关键词： β-防御素杆状病毒表达系统抑菌活性大口黑鲈

大口黑鲈弹状病毒G蛋白胞外区原核表达及多克隆抗体制备

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中国畜牧兽医 2023年第9期50卷 3762-3770页

作者：刘海翔张佩佩邓思秦英惠姚伦广南阳师范学院生命科学与农业工程学院南阳473061 河南省畜禽保健品工程技术研究中心南阳473061

【目的】获得能特异性识别大口黑鲈弹状病毒(Micropterus salmoides rhabdovirus, MSRV)G蛋白的多克隆抗体,为后续MSRV双抗夹心法胶体金试纸条的研制提供材料。【方法】根据GenBank上MSRV G蛋白的基因序列(GenBank登录号:OK272491.1)设... 详细信息

【目的】获得能特异性识别大口黑鲈弹状病毒(Micropterus salmoides rhabdovirus, MSRV)G蛋白的多克隆抗体,为后续MSRV双抗夹心法胶体金试纸条的研制提供材料。【方法】根据GenBank上MSRV G蛋白的基因序列(GenBank登录号:OK272491.1)设计扩增其胞外区的特异性引物,以感染MSRV的GS细胞的cDNA为模板,通过PCR扩增获得目的序列,双酶切后连接至pET-28a(+)表达载体构建重组质粒pET-28a-ΔG,将重组质粒转化大肠杆菌Trans5α感受态细胞。挑取测序正确的阳性克隆提取重组表达质粒pET-28a-ΔG,转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,再次挑取阳性克隆,测序正确后用IPTG诱导表达。目的蛋白经Ni-NTA树脂层析柱纯化后免疫BALB/c雌性小鼠,4次免疫后眼眶采血获得抗MSRV G蛋白的多克隆抗体,最后通过ELISA、Western blotting和间接免疫荧光试验(IFA)鉴定多克隆抗体的效价和特异性。【结果】PCR结果显示,获得大小为1 323 bp的目的条带。SDS-PAGE结果显示,构建的重组表达质粒可高效表达目的蛋白,Ni柱纯化后获得单一目的蛋白,分子质量在48.5 ku左右,与预期相符,且纯度符合免疫原要求。ELISA结果显示,制备的多克隆抗体效价为1∶204 800。Western blotting结果显示,制备的多克隆抗体可特异性识别不同批次的MSRV G蛋白。IFA结果显示,制备的多克隆抗体能特异性识别天然状态下的G蛋白。【结论】本研究利用MSRV G蛋白的胞外区重组蛋白成功制备出能特异性识别MSRV G蛋白的多克隆抗体,为后续MSRV的免疫检测和疫苗开发奠定了基础。

关键词：大口黑鲈弹状病毒 G蛋白原核表达多克隆抗体