目的:评价医用羧甲基葡糖胺聚糖凝胶的生物安全性。方法:采用鼠伤寒沙门氏菌回复突变实验（Ames实验）、体外染色体畸变实验和体外基因突变实验检测医用羧甲基葡糖胺聚糖凝胶的遗传毒性。以日本大耳白兔为受试动物，经耳缘静脉缓缓注入凝胶盐水浸提液（10 ml/kg），测其体温并计算体温升温值。以昆明种小鼠为受试动物，分别经腹腔注射和尾静脉注射凝胶盐水浸提液（50 ml/kg）和氯化钠注射液（对照），观察动物的毒性反应，记录动物的体质量变化。在抗凝兔血中分别加入凝胶盐水浸提液、氯化钠注射液与蒸馏水，检测溶血率。结果:在活化和非活化条件下，凝胶盐水浸提液组和凝胶二甲基亚砜浸提液组4种菌株的回变菌落数均未达到相应阴性对照组的2倍；3个剂量组（凝胶培养基浸提液和1/2、1/4凝胶培养基浸提液组）中国仓鼠肺成纤维细胞的染色体畸变率均为0；3个剂量组小鼠淋巴瘤细胞L5178Y的大集落突变频率、小集落突变频率和总突变频率均无明显增长（均 P>0.05）。注射凝胶盐水浸提液后，3只日本大耳白兔的体温升温值分别为0、0.3和0.2 ℃。注射凝胶盐水浸提液后24、48和72 h，各组小鼠均未见毒性反应症状，且随着注射后时间的延长，样品组和对照组小鼠体质量均有所增长，但差异均无统计学意义（均 P>0.05）。溶血实验结果显示，医用羧甲基葡糖胺聚糖凝胶的溶血率为0.1%。 结论:医用羧甲基葡糖胺聚糖凝胶无诱发细菌突变、体外细胞染色体畸变及细胞基因突变的作用，亦无热原性、急性全身毒性和溶血性，表明其具有良好的生物安全性。

视网膜色素变性（RP）是以视网膜光感受器细胞和视网膜色素上皮细胞受损为主要特征的遗传性视网膜疾病，其主要临床特征包括视力下降伴夜盲、进行性视野缺损、视网膜电图异常等。随着四代基因测序和精准诊疗的发展，RP的诊断和治疗方式也逐年更新，包括基因治疗、干细胞治疗及光遗传学疗法等。但将上述治疗方式从实验室技术转化为有效的临床治疗药物，还存在着不小的鸿沟。如免疫反应、潜在的导致插入的区域诱变和肿瘤发生、遗传毒性、基因技术和干细胞技术的质量和稳定性、临床级别药物的大量生产和推广以及药物和手术的有效性优化等等，都有待研究者们进一步解决。

以γ射线诱变籼稻双科早(Oryza sativa subsp.indica cv.'Shuangkezao')获得的早熟鲜绿突变体pe-1为实验材料,在三叶期和分蘖期进行弱光胁迫,探讨pe-1与野生型在形态特征、非生物胁迫相关酶活性及其调控基因表达量、叶绿素含量、叶绿体合成与降解及光形态建成相关基因表达对弱光响应的差异.结果表明,与野生型相比,弱光胁迫后,pe-1叶片黄化程度显著降低,株高和叶面积显著增加;三叶期和分蘖期的叶片中不同叶绿素含量变化不同.此外,pe-1叶绿素含量增加,且其抗氧化应激反应相关酶过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性及相关基因的表达量均高于野生型,表明在弱光胁迫下pe-1活性氧清除能力增强,适应能力更强.pe-1的光形态建成相关基因表达量高于野生型,表明弱光处理下pe-1的光接收能力更强.综上,pe-1突变体具有抵御弱光胁迫的潜力,该结果有助于耐弱光水稻品种的选育.

枯草芽孢杆菌UMU4和短小芽孢杆菌SCU11是四川省分子生物学及生物技术重点实验室分离的野生菌株经诱变获得的胞外蛋白酶高产菌株,其分泌的蛋白酶在蛋白废弃物处理方面具有良好的应用前景.为了从这两株芽孢杆菌中筛选出高效利用羽毛的最优菌株,将UMU4和SCU11分别接种到羽毛培养基中并持续发酵6d,通过每天测试羽毛降解率、可溶性多肽含量、氨基酸含量、蛋白酶活及抗氧化活性等指标来评价这两株菌对羽毛的降解能力.结果发现SCU11能更高效地利用羽毛,其羽毛降解率是UMU4的1.2倍,第5天时约有65％的羽毛转化为可溶性肽和氨基酸;SCU11发酵液的ABTS自由基清除率和还原力均在第3天达到最大值,且显著高于UMU4羽毛发酵液的抗氧化活性;SCU11在第5天所产角蛋白酶和碱性蛋白酶的活性分别是UMU4的1.6和1.2倍.在此基础上,将来自于SCU11的羽毛降解产物经HCl沉淀和疏水层析获得了4个抗氧化肽组分,其中组分F3的抗氧化活性最高.本研究表明芽孢杆菌SCU11较之UMU4具有更高的产酶活性及更强的羽毛降解能力,结果可为家禽羽毛的资源化应用奠定基础.

本实验室中保存的一株从土壤中分离得到的米尔贝链霉菌(Streptomyces milbemycinicus)27号菌株所产米尔贝霉素A3和A4的初始产量分别为61.0和23.8μg/mL.以该菌株为出发菌株,采用核糖体工程技术,结合紫外诱变技术,对米尔贝霉素产生菌米尔贝链霉菌进行诱变,并以链霉素耐受为筛选压力进行筛选.经过诱变后对单菌落进行摇瓶复筛,其中正突变株中米尔贝霉素产量最高的菌株编号是R2-6-5,其米尔贝霉素A3和A4的产量分别是105.2和38.8μg/mL,较原始菌株分别提高了72.5％和63.3％,且遗传稳定.最后,对产量变化较大的11株突变株基因组中rsmG基因和rspL基因进行突变位点分析,发现在rspL基因内均未发生突变,rsmG基因均发生突变.本研究表明,链霉素抗性降低的突变菌株确实都在相关基因内发生突变,且核糖体工程结合紫外诱变的诱变方式效果良好,能够快速有效的提高米尔贝链霉菌生物合成米尔贝霉素的能力.

目的 研究神舟十号和十一号飞船两次搭载后筛选得到的高产胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS)空间诱变植物乳杆菌SS18-119的抗脂质过氧化功效.方法 48只SPF级大鼠随机分为高脂血症模型组和SS18-119菌株低、中、高剂量组,各组均饲喂高脂饲料以建立模型.模型组灌胃生理盐水,低、中、高剂量分别按照107、108、109 CFU/mL SS18-119灌胃8周.实验结束后,取大鼠肝脏组织进行病理学实验,测定大鼠血清和肝脏脂质含量、肝脏抗氧化相关指标.结果 造模第28天,各组大鼠血脂含量显著升高,表明高脂血症模型建立成功.与模型组相比,高剂量组血清ALT活性显著降低(P＜0.05),肝脏总胆固醇(total cholesterol,TC)含量显著降低46.6％ (P＜0.05),甘油三酯(triglyceride,TG)含量显著降低38.1％(P＜0.01),低密度脂蛋白-C(low density lipoprotein,LDL-C)含量显著降低41.3％(P＜0.05).与模型组相比,高剂量组血清丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著降低45.6％(P＜0.01),超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力显著提升6.9％(P＜0.01),谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活力显著提升2.6％(P＜0.05),总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)显著提升5.6％(P＜0.01).油红O染色显示SS18-119菌株能够明显抑制脂肪肝,HE染色显示试验组肝脏病变程度明显减轻.结论 空间诱变植物乳杆菌SS18-119高剂量组具有保护大鼠肝脏、抑制脂肪肝形成及较强的抗脂质过氧化功效.

重离子诱变作为一种新型高效的辐照诱变方式,具有突变率高、突变谱广、突变体稳定等特点.枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)因具有多种水解酶活力而广泛应用于工业生产,虽然经过多次诱变和改造,其酶活力不断提高,但其复合酶活力仍有提升空间.同时,多次同种诱变剂的使用容易导致菌种产生“抗性”,酶活力提高不大.为此,本研究首次利用不同剂量12C6+重离子束对枯草芽孢杆菌20076进行辐照诱变.诱变后通过透明圈初筛和酶活力验证复筛方式选育出一株复合酶活力较高的菌株B.subtilis KC-1.与原始菌株相比,其发酵液滤纸酶活力、内切葡聚糖酶活力、β-葡萄糖苷酶活力、外切葡聚糖酶活力、蛋白酶活力和α-淀粉酶活力分别提高了20.2％、79.6％、98.2％、7.4％、10.4％和27.4％.11代遗传稳定性实验结果表明该突变株具有良好的稳定性.

二十二碳六烯酸(DHA)具有促进婴幼儿大脑和视网膜发育等多种生理功能,被广泛应用于食品、医药和养殖等行业.为了获得适合于工业化生产的高产油、高产DHA的裂殖壶菌工程株,文中建立了一套操作简单、快速准确的基于尼罗红染色的高通量筛选方案.首先利用紫外线(UVC)诱变的方式快速构建裂殖壶菌的随机突变体库.然后采用优化后的筛选条件如裂殖壶菌的最佳尼罗红染色条件(二甲基亚砜浓度为20％,尼罗红终浓度为2.0 μg/mL,孵育时间为10 min,孵育温度为40℃)和更合理的筛选依据(多功能酶标仪实现高通量测量的单位细胞密度油脂量)等,对3 648株突变体进行筛选,得到了3株高产油突变体(D03432、D05106和D01521).摇瓶发酵实验表明,这3株突变体在生物量、油脂含量和DHA产量上均高于野生型菌株,其中突变体D03432和D05106的油脂量分别达到了干重的64.74％和63.13％,远高于野生型菌株的43.19％.而且这两株突变体的DHA产量分别是野生型菌株的2.26倍和2.37倍.最后,对突变体D03432和D05106进行了5L发酵罐发酵培养,相较于野生型菌株,这两株突变体不仅生物量和油脂含量有所增加,而且DHA产量更是分别增加了45.51％和66.46％,展现出较好的工业应用潜力.此外,本筛选方案对其他产油微生物高产油突变体的高通量筛选具有借鉴作用.

[背景]为了提高堆肥降解有机废弃物的效率,高效堆肥菌剂成为了研究热点,其中以真菌应用的研究为多,但真菌也有对氧气和底物敏感等缺点,细菌对堆肥的作用开始被研究.本实验室以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为底物,从绿化废弃物堆肥中筛选得到枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,B.subtilis) BL03,它具有较好的纤维素分解能力,能提高绿化废弃物堆肥中纤维素降解和腐殖质合成的速度.[目的]进一步提高B.subtilis BL03的纤维素酶生产能力.[方法]利用常压室温等离子(Atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变BL03菌,通过CMC-刚果红固体培养基观察水解透明圈,以及液体发酵后检测酶活力的方法进行3轮筛选;通过连续多代培养观察突变株的遗传稳定性;通过梯度温度、pH培养研究突变株发酵的最适生长温度、培养基初始pH;利用正交设计方法研究适合突变株发酵培养的工业级原料配方.[结果]筛选到2株正突变株,酶活力分别提高了69％和72％;连续10代培养稳定,验证了突变株的遗传稳定性;其中酶活力最高的突变株BLA3890最适培养温度为37℃、培养基初始pH为5.0-6.5,研究得到较经济的发酵培养基配方.[结论]ARTP诱变B.subtilis BL03后得到的突变株BLA1973和BLA3890在绿化废弃物堆肥或其他纤维素降解行业具有进一步研究和应用的价值.

[背景]香烟烟雾中含有多种致癌物质和诱变剂,可能对男性生殖系统产生不利的影响.烟草可以通过直接影响睾丸及其功能,使生精能力下降以及改变精子功能状态,从而降低男性生育能力.雄性大鼠睾丸组织中碱性磷酸酶(AKP)、γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)、β葡糖醛酸糖苷酶(β-GD)和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)的活力与雄性大鼠生殖健康有关.[目的]探讨香烟烟雾对雄性大鼠睾丸组织中AKP、γ-GT、β-GD、G-6-PD活力的影响.[方法]SPF级成年健康SD雄性大鼠200只,随机分成对照组、低剂量染毒组(10支香烟/d)、中剂量染毒组(20支香烟/d)、高剂量染毒组(30支香烟/d),分别染毒2、4、6、8、12周,共20个亚组,每个亚组10只.实验组采用呼吸道静式染毒,在染毒柜内每天进行一次香烟烟雾暴露染毒,每次30min,对照组不参与染毒实验外,其余处理与染毒组相同.每个染毒周的最后一天,测定各组大鼠的体重,处死大鼠,取睾丸和附睾观察其形态,测量睾丸和附睾的重量,计算脏器系数,测定睾丸组织中AKP、γ-GT、β-GD、G-6-PD的活力.[结果]随着染毒剂量的增加,大鼠体重增长缓慢,高剂量组大鼠体重出现明显的降低,暴露剂量和暴露时间存在交互效应(P＜0.01).大鼠睾丸和附睾重量及其脏器系数没有明显的变化,但是暴露剂量和暴露时间存在交互效应(P＜0.01).睾丸组织病理学结果显示,随着染毒剂量的增加,曲细精管出现不同程度的病理损伤.中、高剂量组AKP的活力低于同期对照组(P＜0.05),暴露剂量和暴露时间不存在在交互效应(P＞0.05);第4周开始中、高剂量组γ-GT的活力出现降低(P＜0.05),且暴露剂量和暴露时间存在交互效应(P＜0.01);各染毒剂量组β-GD的活力从第6周开始低于同期对照组(P＜0.05),且暴露剂量和暴露时间存在交互效应(P＜0.01);中、高剂量组的G-6-PD活力从第4周开始低于同期对照组(P＜0.05),且暴露剂量和暴露时间存在交互效应(P＜0.01).[结论]香烟烟雾可改变AKP、γ-GT、β-GD、G-6-PD的活力,引起睾丸组织损伤.