秦汉时期人们通过观察自然气候的规律，并结合天人感应的自然观和巫术观念认识疫病的成因，存在3种认识观念：异常气候致疫、人事政令致疫、鬼神致疫。在此影响下，也随之产生相应的应对措施。自然界异常的气候变化会导致疫病发生，受这种认识观的影响，中医从外感的角度认识和辨治疫病，《内经》中以风邪外袭认识并论治疠病（麻风病），《伤寒论》从外感论治疫病，本草著作记载有药物治疫辟疫的经验；君王施令有失则上干天和，造成天象气候异常，引发包含疫病在内的各种灾异，董仲舒天谴观认为灾异是上天对君王不施德政而降下的警示，基于人事政令致疫的认识，君王应对疫病常采取反思并纠正过失，施行德政的措施；鬼神作祟亦被认为是招致疫病的因素，人们通过祭祀神、傩礼逐疫的方式应对疫病。

为了揭示2-酮戊二酸(2-OG)感应蛋白OsGlnB在水稻根部铵同化碳架调节中的功能,本文采用2-OG、草酰乙酸(OAA)或丙酮酸(PYR)营养液处理水稻(Oryza sativa L.cv.9311)幼苗,检测根部谷氨酰胺合成酶(GS)活性和OsGlnB基因转录量.克隆表达并分离纯化根部OsGlnB蛋白,采用同源模建、分子对接与等温滴定鉴定该信号蛋白与碳架效应物的相互作用.结果表明所选碳架分子中只有2-OG和OAA促使根部GS活性与OsGlnB基因转录量同步上升,2-OG与ATP含量也相应升高.同源模建与分子对接表明OsGlnB蛋白与ATP-Mg2+形成的复合物能有效结合2-OG或OAA,但不能结合PYR.等温滴定证明2-OG与上述复合物的结合常数大于OAA,未检测到丙酮酸热效应,结果与分子对接结论一致.本研究说明碳架效应物结合2-OG感应蛋白是这类碳营养信号调节水稻根部铵同化的必要条件.

[目的]由于AiiA(Autoinducer inactivation,AiiA)蛋白能有效降解AHLs(N-acyl-homoserine,AHLs),导致病原菌由于群体淬灭(Quornm quenching,QQ)失去生存优势而抑制其致病能力;利用强启动子构建能高效表达AiiA蛋白的枯草芽孢杆菌,检验枯草芽孢杆菌中Pspac启动子表达AiiA蛋白的能力,寻求有效生物防治手段防治病原菌侵害.[方法]通过已知的aiiA基因序列和启动子Pspac序列设计引物,经搭桥PCR搭连启动子Pspac和aiiA基因,构建重组表达载体Pspac-aiiA-PHY300PLK,经酶活反应确定重组菌活性.[结果]成功克隆并搭连Pspac启动子和aiiA基因,AiiA蛋白成功在重组枯草芽孢杆菌C11中表达.经酶活检验,野生菌株和重组菌株Pspac-aiiA-C11有降解信号分子AHLs的能力,但重组菌降解能力更强.[结论]重组菌Pspac-aiiA-C11较野生菌株有更强的降解AHLs效力;要利用工程菌进行生物防治还需进一步提高工程菌表达AiiA蛋白的能力及稳定性.

为寻找更加有效的抑菌杀菌药物,本研究利用琼脂平板打孔法和倍比稀释法评价川白芷不同溶剂萃取物对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌以及肺炎克雷伯氏菌的抗菌活性;特别是通过对铜绿假单胞菌毒力表型的影响研究考察该药物对病菌群体感应是否具有抑制作用.研究结果表明:川白芷提取液对四种细菌均有不同程度的抑制效果,且随提取物浓度增大抑制效果增强;进一步分离发现,三氯甲烷、乙酸乙酯和正丁醇提取物对四种细菌均有一定的抑制效果,其中乙酸乙酯萃取物的抑菌效果最佳;对铜绿假单胞菌的四种毒力表型的影响研究结果表明川白芷具有抑制铜绿假单胞菌群体感应的能力.试验表明川白芷的活性成分可以作为一种新型的群体感应抑制剂,其具有抑制多种细菌能力的同时不易产生耐药性,表明白芷这一传统中草药在现代医疗中具有较好的应用潜力.

针对细菌对温度变化响应呈现的生理生化特性变化, 总结了细胞内作为温度感应元件DNA、RNA及蛋白质分子如何响应温度变化, 以及细胞调控生理生化特性的机制.重点介绍了典型的温度响应双组分系统的组成、结构及调控方式, 如铜绿假单胞菌PG1480的CorS/CorR双组分系统响应温度的刺激调控细胞基因的表达, 枯草芽胞杆菌的DesK/DesR双组分系统响应外界温度变化, 调节编码脂肪酸去饱和酶基因des的表达, 以及在嗜麦芽单胞菌中发现的LotS/LotR双组分系统, 调控低温响应蛋白酶的表达.同时总结c-di-GMP作为第二信使参与温度响应双组分调控的机制;提出研究的热点问题和关键技术以及建议的研究策略.

为了探讨水流对鱼类趋光性的影响,利用自制的循环水槽装置,以草鱼(Ctenpharyngodon idellus)幼鱼为研究对象,研究其在光照度为300 lx,不同流速工况(0、0.1和0.2 m/s)下的趋光性行为,同时设黑暗静水工况为对照组.结果表明:(1)0.2 m/s的流速可完全激发草鱼幼鱼的趋流性,使其游泳方向多数与顶流方向呈±20°.(2)根据草鱼幼鱼在不同流速工况下随光照度衰减在水槽内的分布情况,计算得其在3种流速工况下的光强期望值分别为:52.45,34.62和37.86 lx.(3)当照度为300 lx时,静水工况下的实验鱼在水槽中呈现"两头高,中间低"的分布情况,并未表现出对某一光强范围的偏好行为;在小于感应值的低流速下,草鱼幼鱼的分布情况总体趋势与静水工况类似,但在远离光源处的分布较多,多呈"逆流后退"行为;当流速值超过感应流速时,在趋流性的作用下,鱼类在尾部的聚集情况明显下降,同时在水槽中的分布更加均匀,其原有光环境的作用减弱.研究初步证明了略大于感应值的小流速所引发的草鱼趋流性即可对其光环境响应行为产生影响.

土壤水盐过程在植被斑块的形成与演变中起着十分关键的作用,但其与植被斑块间的相互作用关系因研究工具的限制而缺乏深入认识.以青海湖流域芨芨草斑块群落为研究对象,通过采用电磁感应(EMI)产生的表观电导率(ECa)成像解译土壤水分与盐分的时空动态变化,建立芨芨草斑块分布格局与土壤水盐变化过程之间的联系.结果 表明:ECa分别与土壤水分、盐分间存在显著相关关系(P＜0.01),多元回归模型指出,ECa变化的81％可由土壤水分与盐分变化来解释,因此可用ECa变化表征土壤水分与盐分的变化;此外,强降雨事件前后ECa动态变化图指出,芨芨草斑块处土壤水分增加量高于基质区,说明芨芨草斑块能够快速聚集水分;而不论干湿状态或不同季节,芨芨草斑块处土壤水盐含量总是高于基质区,表现出时间稳定性,说明芨芨草斑块是土壤水盐的聚集区.因此,EMI成像可揭示芨芨草斑块土壤水盐空间分布及动态变化过程,为植被斑块的水文过程研究提供快速可靠的方法.

[背景]群体感应在铜绿假单胞菌感染中常引起对抗生素的耐药性,因此迫切需要寻找新型抑制剂.[目的]研究桦褐孔菌发酵鸭跖草提取物(fermented Commelina communis extract,FCC)对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)群体感应系统的影响及其原因.[方法]采用微量稀释法测定FCC对PA的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC),通过微量法测定FCC对生物膜形成、以及毒力因子(绿脓素、LasA蛋白酶及鼠李糖脂)合成的影响,利用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法分析发酵前后化学物质的变化,采用福林酚(Folin and Ciocalteu's phenol reagent,Folin-Ciocalteu)法测量FCC和未发酵鸭跖草提取物(unfermented Commelina communis extract,UCC)的总酚含量.[结果]发酵前后提取物的MIC分别为16 g/L和64 g/L,FCC抑制了生物膜的形成,降低了毒力因子的产生,发酵提取物的化学组分在发酵过程中产生了很大的变化,发酵后提取物总酚含量相较于未发酵增加了219.97％.[结论]桦褐孔菌固体发酵具有增强鸭跖草提取物抗PA群体感应的作用,通过抑制群体感应系统产生抑菌作用.

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus A ureus,MRSA)已成为一种越来越具有侵袭性和流行性的病原菌.通过染色体介导、质粒转移、基因表达调控和主动外排系统等途径,MRSA对包括万古霉素在内的多种抗生素产生了抗药性.从生态学和进化的角度来考虑,仅仅通过利用抗生素本身来解决耐药性的困境是不够的.这就迫使人们去寻找一类完全不同于化学药物治疗MRSA感染的机制.随着对免疫学和生物学认识的不断深入,基于免疫逃逸、细菌群体感应、基因调控等理论的发现,涌现了一批生物制剂抗MRSA感染的研究,相对于传统的抗生素治疗这是一个全新突破的领域.此外还有传统中草药的研发也提示其在抗MRSA方面存在积极的活力.本综述总结了生物制剂、新型策略化学药物和传统中草药治疗MRSA感染的最新进展,以寻找解决抗生素治疗困境的新线索.

[背景]枯草芽孢杆菌体内含有一种可响应胞内氧化还原水平的因子,称之为氧化还原感应全局调控因子Rex(由基因ydiH编码).Rex可通过感知辅酶NADH/NAD+水平的变化来调节胞内氧化还原平衡.[目的]研究Rex对枯草芽孢杆菌乙偶姻合成和辅因子代谢的相关性.[方法]利用比较转录组挖掘乙偶姻和2,3-丁二醇可逆转化过程中显著差异的基因,并通过Cre/lox基因敲除技术敲除diH、acuA(乙酰AcsA)和acoC(二氢脂酰胺乙酰转移酶).随后,利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术分析敲除菌株中乙偶姻相关基因的转录水平.[结果]通过发酵实验发现,敲除diH会在一定程度上抑制菌体的生长速率,但发酵前期乙偶姻单位细胞产量和底物转化率都得到了显著提高;敲除acuA和acoC后,对乙偶姻合成、菌体生长和糖耗速率均影响不大;敲除ydiH后,与乙偶姻合成相关基因alsR (alsSD的正转录调控因子)、alsS(α-乙酰乳酸合成酶)、alsD(α-乙酰乳酸脱羧酶)和bdhA(2,3-丁二醇脱氢酶)的转录水平显著上调.[结论]枯草芽孢杆菌氧化还原感应全局调控因子Rex通过抑制与乙偶姻相关基因的转录水平影响乙偶姻合成.本研究首次报道了枯草芽孢杆菌中Rex和乙偶姻合成的相关性,为探索Rex如何通过调控相关基因的转录来影响胞内氧化还原稳态奠定了基础,也为提高枯草芽孢杆菌工业化生产强度和底物转化率提供了借鉴.