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豆科植物固氮根瘤衰老过程中的代谢调控研究进展

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 12-24页

作者：周宇端木德强宿州学院生物与食品工程学院宿州234000 农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室/华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

衰老是影响豆科植物根瘤固氮效率的主要因素之一,深入探究根瘤的衰老调控机制具有重要意义。本文从衰老根瘤的形态特征和生理生化变化、衰老的途径以及物质代谢调控等方面综述根瘤衰老的研究进展,总结了豆科植物和根瘤菌中与衰老相关基... 详细信息

衰老是影响豆科植物根瘤固氮效率的主要因素之一,深入探究根瘤的衰老调控机制具有重要意义。本文从衰老根瘤的形态特征和生理生化变化、衰老的途径以及物质代谢调控等方面综述根瘤衰老的研究进展,总结了豆科植物和根瘤菌中与衰老相关基因在共生固氮过程中的功能。开发新的研究方法和技术能够更全面地揭示衰老根瘤中关键物质代谢的分子机制。深入了解根瘤衰老的分子机制有助于通过遗传改造延缓根瘤衰老,提高豆科植物的固氮效率,促进农业生产的可持续发展。

关键词：共生固氮根瘤衰老环境胁迫转录调控物质代谢

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节杆菌FX8的分离筛选及其生物成矿除砷

微生物学通报 2024年第1期51卷 96-110页

作者：范霞吕锐玲王政郑永良史凯详王革娇黄冈师范学院生物与农业资源学院湖北黄冈438000 华中农业大学生命科学技术学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北武汉430070

【背景】砷(arsenic,As)是一种剧毒的类金属,水体砷污染问题日益突出,严重威胁人类健康,开发高效除砷方法迫在眉睫。【目的】吸附法是目前除砷应用最多的方法之一,对从铁矿表层土壤分离得到的一株铁氧化菌FX8进行研究,以期通过其氧化Fe(... 详细信息

【背景】砷(arsenic,As)是一种剧毒的类金属,水体砷污染问题日益突出,严重威胁人类健康,开发高效除砷方法迫在眉睫。【目的】吸附法是目前除砷应用最多的方法之一,对从铁矿表层土壤分离得到的一株铁氧化菌FX8进行研究,以期通过其氧化Fe(Ⅱ)生成的铁矿物作为吸附剂而去除砷。【方法】通过形态学特征、生理生化特性、全基因组测序分析对菌株进行鉴定,采用邻菲罗啉分光光度法测定总Fe和Fe(Ⅱ),利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和能量色散谱(energy dispersive spectrometer,EDS)对铁氧化物沉淀进行分析,采用高压液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱测定总As。【结果】菌株FX8为革兰氏阳性、好氧,其菌落为圆形、乳白色,扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)镜检细胞为杆状,大小为(0.5-2.5)μm×(0.13-0.25)μm,可归为节杆菌属(Arthrobacter)。菌株FX8能够氧化Fe(Ⅱ)并生成铁氧化物沉淀,该沉淀为一种无定形的Fe(Ⅲ)矿物,其结晶性差且含有大量生物杂质,并且通过产生胞外酶氧化Fe(Ⅱ)。菌株FX8在28°C、150r/min条件下,在加As(Ⅲ)和As(Ⅴ)体系中,48 h内总Fe的去除率均为100%,而对应的总As去除率分别为99.54%和99.86%;在As(Ⅲ)和As(Ⅴ)体系中加入菌株FX8的胞外粗酶液,2 h内总Fe的去除率均为100%,相应的总As去除率为99.45%和100%。【结论】菌株FX8是一株铁氧化菌,利用其胞外粗酶液生物矿化铁除砷的效果优于菌株-砷共培养,本研究可为水体砷污染的高效生物修复提供新的生物材料及理论参考。

关键词：砷污染除砷铁氧化菌生物矿化

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褪黑素对薄皮甜瓜采后软化和乙烯合成的影响

生物技术通报 2024年第4期40卷 139-147页

作者：陈强黄馨慧张峥张冲柳叶飞沈阳师范大学生命科学学院沈阳110000 沈阳师范大学实验教学中心沈阳110000 吉林农业大学园艺学院长春130000

【目的】褪黑素在采后果实保鲜中发挥重要作用,探究褪黑素对薄皮甜瓜采后软化和乙烯合成的影响。【方法】以0、100、200、300、400μmol/L褪黑素溶液浸泡薄皮甜瓜‘花姑娘’果实,测定果实的硬度、失重率、腐烂率以及内源乙烯生成量,筛... 详细信息

【目的】褪黑素在采后果实保鲜中发挥重要作用,探究褪黑素对薄皮甜瓜采后软化和乙烯合成的影响。【方法】以0、100、200、300、400μmol/L褪黑素溶液浸泡薄皮甜瓜‘花姑娘’果实,测定果实的硬度、失重率、腐烂率以及内源乙烯生成量,筛选出最适采后保鲜的浓度。比较褪黑素与对照果实的ACC含量、ACS以及ACO酶活性,并通过转录组测序技术,筛选出与果实软化和乙烯合成相关的差异表达基因,并通过实时荧光定量技术进行验证。【结果】在贮藏期间,200μmol/L的褪黑素处理可明显地降低薄皮甜瓜‘花姑娘’果实的失重率和腐烂率,更好地维持果实的硬度和外观。褪黑素处理可降低果实内源乙烯和ACC含量,但并未延迟高峰期的出现。转录组测序表明,褪黑素和对照在果实软化和乙烯合成途径中存在差异表达基因,褪黑素显著抑制CmPG1、CmPLB1、CmACO1、CmACO_(2)、CmACS1、CmEXP等结构基因的表达,并且部分ERF和LBD转录因子的表达也受到了抑制。【结论】应用200μmol/L的褪黑素处理‘花姑娘’可以有效延缓果实软化、重量损失,降低内源乙烯生成量,通过抑制果实软化及乙烯合成相关基因的表达,延长果实的货架期。

关键词：薄皮甜瓜褪黑素处理乙烯合成果实软化基因表达

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综合肥料管理对水稻根际微生物群落功能的影响

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 159-168页

作者：肖锦钰黄斯韵罗雪松陈雯莉农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070 华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

为考察综合肥料管理(integrated fertilization management,IFM)策略和农民常规处理(farmer’s practice,FP)对微生物群落和土壤功能的影响差异,本研究利用2013-2014年设立的双季稻田间试验包括综合肥料管理(IFM)和农民实践(FP)2种处理... 详细信息

为考察综合肥料管理(integrated fertilization management,IFM)策略和农民常规处理(farmer’s practice,FP)对微生物群落和土壤功能的影响差异,本研究利用2013-2014年设立的双季稻田间试验包括综合肥料管理(IFM)和农民实践(FP)2种处理,通过在晚稻生长季节的3个时间点采集根际和非根际土壤,调查土壤化学性质和酶活性,使用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFA)鉴定微生物生物量和群落组成。结果显示:与FP处理相比,IFM处理降低了根际土壤的革兰氏阳性(Gram-positive bacteria,GP)和阴性细菌(Gram-negative bacteria,GN)的比值(GP/GN)和微生物胁迫指数。IFM处理促进了幼穗分化期和齐穗期根际土壤中蔗糖酶、酸性磷酸酶、芳基硫酸酯酶活性,抑制了成熟期脲酶活性。冗余分析表明,有效氮和总氮可分别解释微生物群落和酶活性变异的15.9%和12.5%,这表明氮的有效性和氮水平分别是影响稻田环境微生物群落和酶功能的关键因素。此外,革兰氏阴性细菌、真菌和丛枝菌根真菌对土壤酶活性改变的解释率分别达到5.39%、3.88%和3.09%。微生物胁迫指数与磷酸酶和蔗糖酶活性呈负相关,这表明细菌和真菌都参与土壤酶功能调节。研究表明,IFM主要通过调控稻田氮投入节奏改变微生物群落组成从而提升成熟期前的土壤酶活性,促进水稻生长过程中的养分循环。

关键词：综合肥料管理微生物群落微生物胁迫指数酶活性水稻土

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基于知识—能力—素养的生物分离工程课程教学改革与实践

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中国教育技术装备 2024年第13期 79-82,88页

作者：梅余霞何进胡涌刚华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

作为生物工程专业核心课程的生物分离工程,其教学存在较大的挑战性,在传授经典技术体系的同时,不断追踪前沿进展并培养实践能力是教学的关键。基于生物工程教学大纲,围绕以生为本的教学宗旨,引入“知识—能力—素养”一体化教育教学理念... 详细信息

作为生物工程专业核心课程的生物分离工程,其教学存在较大的挑战性,在传授经典技术体系的同时,不断追踪前沿进展并培养实践能力是教学的关键。基于生物工程教学大纲,围绕以生为本的教学宗旨,引入“知识—能力—素养”一体化教育教学理念,针对教学方式、教学内容、课程思政、多元考核等提出系列化改革措施。教学实践表明,该方法能有效激发学生学习自主性,培养创新思维,提高学生的实践能力和综合素养,为生物工程专业人才培养起到极大的支撑作用。

关键词：生物分离工程教学改革生物工程专业课程思政

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细菌形成“生物被膜”还是“生物膜”?

微生物学通报 2024年第2期51卷 662-668页

作者：印文刘涛罗静雯何进湖北大学生命科学学院省部共建生物催化与酶工程国家重点实验室湖北武汉430062 华中农业大学生命科学技术学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北武汉430070

“Biofilm”是指黏附于非生物或生物表面后,细菌通过分泌的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)将自身包裹其中而形成的细菌聚集体膜状物。“Biofilm”的形成主要包括黏附、定殖、发育、成熟与主动消散5个阶段。“Biof... 详细信息

“Biofilm”是指黏附于非生物或生物表面后,细菌通过分泌的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)将自身包裹其中而形成的细菌聚集体膜状物。“Biofilm”的形成主要包括黏附、定殖、发育、成熟与主动消散5个阶段。“Biofilm”是具有复杂结构与多重功能的“动态细菌组织”,因此在相对稳定微环境中的细菌具有更强的抗逆性,从而导致病原菌更难去除,而益生菌则更易在宿主体内存活与定殖。目前,对于“biofilm”的中文翻译存在“生物被膜”和“生物膜”两种名词混用的现象,少有文献对此深入讨论,并明确指出哪种翻译更为准确。基于此,本文对“biofilm”的形成过程、生理功能和使用现状进行了分析与讨论,并认为“biofilm”翻译为“生物被膜”更为严谨、准确。

关键词：细菌生物被膜/生物膜抗逆性形成扩散

专性捕食细菌——蛭弧菌及其类似细菌的捕食机制及其应用前景

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 60-69页

作者：谭述新黄巧云陈雯莉农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070 土壤环境与污染修复湖北省重点实验室/华中农业大学资源与环境学院/国家环境保护土壤健康诊断与绿色修复重点实验室武汉430070

专性捕食细菌蛭弧菌及其类似细菌(Bdellovibrio and like organisms,BALOs)因在农业、工业和医学,尤其是在治疗抗生素耐药病原细菌感染中的潜在应用前景而倍受重视。但关于BALOs的诸多基础科学问题在过去几十年里一直不清楚,这也是这类... 详细信息

专性捕食细菌蛭弧菌及其类似细菌(Bdellovibrio and like organisms,BALOs)因在农业、工业和医学,尤其是在治疗抗生素耐药病原细菌感染中的潜在应用前景而倍受重视。但关于BALOs的诸多基础科学问题在过去几十年里一直不清楚,这也是这类细菌暂未被有效开发和利用的根本原因。近年来,关于BALOs生命周期、捕食机制、资源分布与多样性以及它们在医学、农业和工业中的应用等方面取得了较多进展,特别是2021年蛭弧菌门正式确立以来,相关研究暴发式增长。本文系统回顾BALOs的研究进展,并着重介绍最新报道的捕食机制研究等突出成就,以促进我们对BALOs资源的认识与进一步应用,并指导未来的BALOs研究。

关键词：捕食者噬菌蛭弧菌蛭弧菌及其类似细菌微生物资源抗生素耐药

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植物干细胞前沿研究:从基础理论到应用

生物学杂志 2024年

作者：陈柳张吉祥陈春丽华中农业大学生命科学技术学院湖北洪山实验室

2023年11月17日至11月20日,由中国细胞生物学学会领衔主办的第一届全国植物干细胞生物学大会在武汉举行,会议聚焦植物干细胞的理论与应用前沿研究,从动植物干细胞的共性及特性比较、植物干细胞的活性调控到再生、与环境的相互作用,再到... 详细信息

2023年11月17日至11月20日,由中国细胞生物学学会领衔主办的第一届全国植物干细胞生物学大会在武汉举行,会议聚焦植物干细胞的理论与应用前沿研究,从动植物干细胞的共性及特性比较、植物干细胞的活性调控到再生、与环境的相互作用,再到单细胞测序技术及多学科交叉在植物干细胞研究中的新进展,以及植物干细胞在现代生物技术包括组织培养、嫁接、扦插等无性繁殖、植物基因组编辑与遗传转化、作物分子育种、合成生物学的植物干细胞底盘中的应用等多方面进行报告与交流。大会的召开有效推动了国内植物干细胞理论及应用研究的发展,为培育该领域后备人才、为与会者搭建平等交流与积极合作的平台发挥了重要作用。

关键词：动植物干细胞干细胞分子调控植物再生环境适应性单细胞组学合成生物学

响应面法优化栗蘑多糖提取工艺及其抗氧化活性研究

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中国调味品 2024年第1期49卷 183-188页

作者：牛牧青徐婉婷龙丽芳吕锐玲徐碧林郑永良黄冈师范学院生物与农业资源学院湖北黄冈438000 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070 经济林木种质改良及资源综合利用湖北省重点实验室湖北黄冈438000

为优化栗蘑多糖提取工艺,以栗蘑子实体为研究对象,通过硫酸-苯酚滴定法,结合紫外分光光度法测定栗蘑多糖提取率。在单因素多水平实验的基础上,采用响应面法,利用Design-Expert软件,选取提取时间、提取温度、提取液料比3个因素,设置三水... 详细信息

为优化栗蘑多糖提取工艺,以栗蘑子实体为研究对象,通过硫酸-苯酚滴定法,结合紫外分光光度法测定栗蘑多糖提取率。在单因素多水平实验的基础上,采用响应面法,利用Design-Expert软件,选取提取时间、提取温度、提取液料比3个因素,设置三水平实验方案优化提取工艺。结果表明,栗蘑多糖最佳提取工艺为提取时间1.9 h、提取温度80℃、提取液料比37∶1(mL/g),此条件下栗蘑多糖提取率为14.45%。抗氧化活性研究结果表明,栗蘑多糖对DPPH自由基和羟基自由基都具有较好的清除能力,在一定范围内,抗氧化活性随着多糖浓度的增加而提高。

关键词：栗蘑多糖响应面法提取工艺优化抗氧化活性