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杜仲叶胶颗粒形态、脂肪酸组成及胶分子量季节变化

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林业科学 2023年第4期59卷 57-67页

作者：刘萍谢宇峰袁婷贡献秦利军贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院、山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵阳550025

【目的】解析杜仲胶颗粒形态、膜脂肪酸组成及杜仲胶分子量的季节变化规律,分析胶颗粒形态差异和脂肪酸组成与杜仲胶分子量的相关性,为进一步阐明杜仲胶颗粒生物学功能、揭示杜仲胶合成机制提供参考。【方法】以10年树龄杜仲成株新枝上6... 详细信息

【目的】解析杜仲胶颗粒形态、膜脂肪酸组成及杜仲胶分子量的季节变化规律,分析胶颗粒形态差异和脂肪酸组成与杜仲胶分子量的相关性,为进一步阐明杜仲胶颗粒生物学功能、揭示杜仲胶合成机制提供参考。【方法】以10年树龄杜仲成株新枝上6—11月叶片胶颗粒为材料,利用光镜和电镜观察不同生育期叶片杜仲胶颗粒形态差异,结合气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析胶颗粒脂肪酸组成与含量变化以及利用分子排阻色谱(SEC)测定杜仲胶特征参数,探讨杜仲胶颗粒形态与胶颗粒脂肪酸组成以及杜仲胶分子量和分子量分布间的相互联系。【结果】1)叶片胶颗粒粒径总体表现为随月份推移而逐渐增大。6月份平均直径为3.99μm,到11月份时增加到6.7μm。小胶颗粒(d<5μm)数量占比从6月份的65.91%降至11月份的19.09%,而大胶颗粒(d≥5μm)数量占比从6月份的34.09%增至11月份的80.91%;2)脂肪酸测定表明,8、10、11月份叶片杜仲胶颗粒中分别检测到26、30和26种脂肪酸,且有15种饱和脂肪酸相同,以棕榈酸(C16:0)含量最高,二十四碳酸(C24:0)次之。同时,发现有7种不饱和脂肪酸为10月份特有,而3种不饱和脂肪酸(肉豆蔻油酸(C14:1)、反式亚油酸(C18:2n6t)和α-亚麻酸(C18:3n3))为8和10月份特有;3)杜仲胶特征参数测定表明,叶片中杜仲胶分子量的分布峰在6、7、8、9、10、11月份分别有3、6、6、3、5、3个。另外,6—11月份的杜仲胶分子量分布值变化在2.18~6.00,说明叶片中杜仲胶分子量在6月份差异小、分布集中,而在11月份差异大、分布零散。【结论】杜仲胶颗粒的粒径随月份推移逐渐增大,且大粒径占比逐渐升高。不同月份杜仲胶颗粒中除含有少数对生育期有依赖的特有脂肪酸。杜仲胶分子量随月份推移而增加并趋于稳定,且早期(6—8月)以分子量差异不大的胶分子居多,而后期(9—11月)以分子量差异较大的胶分子居多。

关键词：杜仲胶颗粒形态脂肪酸组成分子量

脱蛋白或脱脂对薏苡淀粉糊化和体外消化特性的影响

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食品科学 2023年第8期44卷 93-100页

作者：张立然高丹满建民贵州大学生命科学学院农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室山地生态与农业生物工程协同创新中心贵州贵阳550025

以薏苡为材料,制备脱淀粉颗粒相关蛋白(starch granule-associated proteins,SGAPs)、脱脂和脱SGAPs脱脂薏苡淀粉,探究了脱SGAPs和脱脂对薏苡淀粉糊化和体外消化特性的影响。结果表明,脱SGAPs和脱脂提高了薏苡淀粉的膨胀势、溶解度、快... 详细信息

以薏苡为材料,制备脱淀粉颗粒相关蛋白(starch granule-associated proteins,SGAPs)、脱脂和脱SGAPs脱脂薏苡淀粉,探究了脱SGAPs和脱脂对薏苡淀粉糊化和体外消化特性的影响。结果表明,脱SGAPs和脱脂提高了薏苡淀粉的膨胀势、溶解度、快消化淀粉和慢消化淀粉,降低了1045 cm^(-1)与1022 cm^(-1)处峰强度比值、峰值黏度、谷值黏度、崩解值和抗性淀粉。脱SGAPs显著提高了薏苡淀粉的糊化转变温度、糊化焓,显著降低了糊化起始温度。脱SGAPs对淀粉短程有序结构和消化特性的影响大于脱脂,脱脂对薏苡淀粉的热力学性质无显著影响,脱SGAPs和脱脂对淀粉的晶型无显著影响。研究结果对于了解薏苡淀粉特性以及薏苡淀粉在食品加工中的应用具有潜在价值。

关键词：薏苡淀粉淀粉颗粒相关蛋白脂类糊化特性体外消化特性

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超量表达烟草高亲和钾离子转运体蛋白基因(NtHAK1)提高烟草盐胁迫能力

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农业生物技术学报 2015年第12期23卷 1576-1587页

作者：秦利军宋拉拉赵丹赵德刚贵州大学农业生物工程研究院/生命科学学院山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室

高亲和钾离子转运体蛋白(high-affinity potassium ion transporter protein,HAK)在植物盐害胁迫过程中起重要调控作用。本研究分析了盐胁迫对超量表达烟草(Nicotiana tabacum)HAK1植株种子发芽率(germination rate)、发芽势(germination potential)和发芽指数(germination index)以及盐害对烟苗(4~5叶期)叶绿素(chlorophyll,Chl)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的影响。结果表明,当Na+浓度低于50 mmol/L时,转基因和野生型植株的种子发芽率、发芽势和发芽指数不受影响;Na+浓度为100和150 mmol/L时,超量表达烟株种子萌发率、萌发势和发芽指数分别为81.6%、85.0%、42.6%和63.9%、78.8%、20.2%,均显著高于野生型植株(P研究为后续培育耐盐烟草新种质和进一步研究HAK1基因介导的耐盐机制提供参考资料。

关键词：烟草高亲和钾离子转运体蛋白基因(Nt HAK1) 盐胁迫生理指标 Real-time PCR 烟草

rolB基因对颠茄表型发育和托品烷生物碱合成的影响

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药学学报 2023年第6期58卷 1705-1712页

作者：敖雯雯谭艾娟马炳南穆德会路星星潘航张明生强玮贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

发根农杆菌pRiA4质粒上的rol基因是促进次生代谢的强效基因,可利用rol基因对颠茄进行分子育种以提升颠茄中托品烷生物碱(tropane alkaloids, TAs)含量。本研究将rolB基因在颠茄植株中进行超表达,为了研究rolB基因对颠茄TAs生物合成的影... 详细信息

发根农杆菌pRiA4质粒上的rol基因是促进次生代谢的强效基因,可利用rol基因对颠茄进行分子育种以提升颠茄中托品烷生物碱(tropane alkaloids, TAs)含量。本研究将rolB基因在颠茄植株中进行超表达,为了研究rolB基因对颠茄TAs生物合成的影响,分析了转基因颠茄的表型、TAs含量及TAs合成途径中关键酶基因的表达水平。结果表明,转基因颠茄根系发达,叶片增大、叶片鲜重增加、叶片颜色加深,花朵增大、花形改变,雌蕊高度降低,花粉活力下降。转基因颠茄茎中TAs的含量显著高于对照,东莨菪碱、山莨菪碱、莨菪碱的含量分别为对照的2.11~2.91、1.23~2.37、4.88~5.20倍。与对照组相比, TAs合成途径中的关键酶基因N-甲基腐胺转移酶(PMT)、吡咯烷聚酮合酶(PYKS)、托品酮还原酶I (TRI)、芳香族氨基酸氨基转移酶4 (ArAT4)、UDP-糖基转移酶1 (UGT1)和莨菪碱6-β-羟化酶(H6H)的表达上调,且托品酮还原酶II (TRII)作为代谢分流基因表达下调。研究表明rolB基因通过增强TAs合成途径代谢流和减弱竞争支路代谢分流,增强了颠茄根中TAs的合成能力和茎中的积累。本研究为利用rolB基因进行高产TAs颠茄的分子育种奠定了基础。

关键词： rolB基因颠茄东莨菪碱山莨菪碱莨菪碱

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不同风化年限碳酸岩风化壳真菌群落结构特征

微生物学报 2023年第3期63卷 1152-1167页

作者：赵向维陈进李方兵严令斌喻理飞贵州大学生命科学学院、农业生物工程研究院、山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

【目的】岩生真菌是促进碳酸岩生物风化的重要推动者,研究黔中典型喀斯特区不同风化年限碳酸岩风化壳真菌群落结构特征有利于了解真菌对岩石的风化作用。【方法】选取位于黔中花溪区南部的废弃碳酸岩墓碑为调查对象,对不同风化年限碳酸... 详细信息

【目的】岩生真菌是促进碳酸岩生物风化的重要推动者,研究黔中典型喀斯特区不同风化年限碳酸岩风化壳真菌群落结构特征有利于了解真菌对岩石的风化作用。【方法】选取位于黔中花溪区南部的废弃碳酸岩墓碑为调查对象,对不同风化年限碳酸岩风化壳进行采样,运用宏基因组测序方法对风化壳样品进行基因测序,并利用统计学方法对真菌群落结构特征及功能特征进行分析。【结果】18个风化壳样品中共获得1087种真菌,分属于9个门、44纲、538属。不同样本之间真菌群落数量和组成差异较大,在碳酸岩风化过程中,子囊菌门(Ascomycota)始终为优势类群,平均相对丰度达到95%以上,随风化年限的增加呈现显著下降的趋势。Shannon指数和Simpson指数显示,碳酸岩风化壳真菌群落多样性随风化年限的增加呈现先减小后增加再减小的趋势。从所有样本中共检测出3379478个KEGG pathway level 3通路相关基因,主要与物质能量的代谢、运输等功能相关。与碳循环、氮循环和硫循环相关的主要微生物属于子囊菌门,随着风化年限的增加呈现下降的趋势。冗余分析(redundancy analysis,RDA)结果表明,三氧化二铁(ferric oxide,Fe2O3)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)是影响不同风化年限风化壳真菌群落结构演替的重要环境因子。【结论】碳酸岩的风化强度随风化年限的增加而增加,这相应增加了岩石表面微生境的形成,提供了物质累积的条件,为微生物特别是真菌的定殖提供了条件。不同风化年限碳酸岩风化壳真菌群落存在明显差异,碳酸岩表面真菌群落随风化年限的增加,其繁殖策略也在发生转变(从r-策略到K-策略)。

关键词：喀斯特溶蚀生物风化岩生真菌演替

好氧反硝化细菌碳氮代谢特点及途径的研究进展

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微生物学报 2022年第12期62卷 4781-4797页

作者：杨丽何腾霞张漫漫杨露贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有... 详细信息

好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有必要明确碳源在好氧反硝化脱氮过程中的代谢机理。基于此,本文阐述了好氧反硝化细菌的种类及其对硝态氮与亚硝态氮的代谢途径;系统分析了不同好氧反硝化细菌对碳氮源代谢的差异与代谢机理;综合分析了碳代谢差异对好氧反硝化脱氮过程的影响,并对未来的研究方向进行了展望,旨在深入理解好氧反硝化细菌同时去除碳氮的机理,为提高废水生物脱氮除碳效率提供理论依据。

关键词：好氧反硝化细菌碳代谢氮代谢机理途径

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Pseudomonas oryzihabitans EN-F4菌株的脱氮特征及羟胺对其脱氮过程的促进作用

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微生物学报 2023年第10期63卷 3858-3875页

作者：谢尧旭张漫漫何腾霞卢海凤陈亚贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院、山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

【目的】异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)微生物在生物脱氮中具有重要作用,而能同时去除废水中多种无机氮尤其是羟胺的HN-AD微生物报道较少。本研究从菜地中分离筛选出一株能同时去除... 详细信息

【目的】异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)微生物在生物脱氮中具有重要作用,而能同时去除废水中多种无机氮尤其是羟胺的HN-AD微生物报道较少。本研究从菜地中分离筛选出一株能同时去除羟胺和亚硝酸盐的HN-AD菌株EN-F4,探究其脱氮特征以及羟胺对其脱氮过程的影响,为提高废水处理效率奠定基础。【方法】通过形态学和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定,并利用批量试验研究该菌株的脱氮特征,结合氮平衡、酶活性和特异性酶抑制剂探索菌株的HN-AD机理,最后通过添加羟胺研究其对不同氮源转化的影响。【结果】菌株EN-F4经鉴定为栖稻假单胞菌(Pseudomonas oryzihabitans),该菌株在25℃条件下对铵盐、羟胺、亚硝酸盐和硝酸盐的去除效率分别为99.27%、99.13%、87.01%和85.20%,对应的最大去除速率分别为8.27、1.85、5.10和5.31 mg/(L·h)。更突出的是,外加羟胺后不会抑制该菌的反硝化能力,反而促进了亚硝酸盐和总氮的去除,其最大去除速率分别提升至7.80 mg/(L·h)和7.51 mg/(L·h)。结合酶活性的成功检测、氮平衡和HN-AD特异性酶抑制剂分析证实了菌株具有优异的HN-AD能力。【结论】菌株Pseudomonas oryzihabitans EN-F4可以在25℃条件下高效地进行HN-AD去除废水中的多种无机氮,且羟胺能显著促进亚硝酸盐和总氮的去除。

关键词： Pseudomonas oryzihabitans 异养硝化-好氧反硝化酶活抑制剂氮平衡

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微生物异化硝酸盐和亚硝酸盐产铵研究进展

微生物学报 2023年第4期63卷 1340-1355页

作者：王侧容郑春霞张漫漫吴启凤何腾霞贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院、山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

异化硝酸盐和亚硝酸盐还原产铵是氮转化附属途径,为生态系统中氮的重复利用提供了依据,已成为近年来的研究热点。据报道,氮源的种类及浓度不同异化还原产铵的发生机制及强度具有差异性,决定着微生物产铵的效率,因此,有必要明确不同氮源... 详细信息

异化硝酸盐和亚硝酸盐还原产铵是氮转化附属途径,为生态系统中氮的重复利用提供了依据,已成为近年来的研究热点。据报道,氮源的种类及浓度不同异化还原产铵的发生机制及强度具有差异性,决定着微生物产铵的效率,因此,有必要明确不同氮源异化还原产铵的代谢机制。本文详细论述了参与硝酸盐和亚硝酸盐异化还原产铵过程的相关微生物种类、产铵途径及其机理;系统分析了单一氮源和混合氮源对不同微生物产铵的影响和差异,比较了放线菌与其他微生物产铵的优势,并对未来的研究方向进行了展望,旨在为微生物异化硝酸盐和亚硝酸盐还原产铵提供理论基础。

关键词：异化硝酸盐还原产铵微生物发生途径氮源

超表达HnCYP82M3和DsTRI基因对颠茄托品烷生物碱合成的影响

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药学学报 2024年第3期59卷 775-783页

作者：穆德会刘艳红陈漂漂谭艾娟马炳南潘航张明生强玮贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

托品烷生物碱(TAs)是一类临床上广泛应用的抗胆碱药物,颠茄是提取TAs的主要药源植物,利用代谢工程技术大量获取TAs具有重要的产业价值。本研究基于开源引流代谢工程策略,在颠茄发根中超表达TAs合成途径分支处的细胞色素氧化酶(cytochrom... 详细信息

托品烷生物碱(TAs)是一类临床上广泛应用的抗胆碱药物,颠茄是提取TAs的主要药源植物,利用代谢工程技术大量获取TAs具有重要的产业价值。本研究基于开源引流代谢工程策略,在颠茄发根中超表达TAs合成途径分支处的细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase,CYP82M3)HnCYP82M3(来源于天仙子)和托品酮还原酶I(tropinone reductase I,TRI)DsTRI(来源于曼陀罗)两个酶基因,以期通过CYP82M3催化合成托品酮(开源),TRI进而将托品酮引入TAs合成的代谢方向(引流),大量促进3种TAs的积累。从天仙子根中克隆了HnCYP82M3基因,其编码氨基酸与颠茄AbCYP82M3序列一致性高达91.7%。单独超表达HnCYP82M3不影响颠茄发根TAs的含量,说明CYP82M3不是TAs合成的关键酶。同时超表达HnCYP82M3和DsTRI极大促进了3种TAs的积累,莨菪碱、山莨菪和东莨菪碱含量分别是对照的4.97倍、2.83倍和2.19倍,并且提高幅度大于DsTRI单表达。本研究证明分支点处酶基因共表达的开源引流策略是有效提高颠茄TAs合成的代谢工程新方法,为工业化大量获取TAs奠定了理论和技术基础。

关键词： CYP82M3 TRI 托品烷生物碱颠茄代谢工程