特应性皮炎(Atopic dermatitis, AD)是一种慢性炎症性皮肤病,具有湿疹的特定临床表现,伴有严重的瘙痒和搔抓,这可导致皮肤屏障破坏,继而诱发微生物感染。由于对真菌感染多样性的认识不足,对AD发生和发展过程中真菌感染的临床表现以及不同的药物治疗缺乏全面的了解,这可能会导致误诊、漏诊不正确的治疗方法。本文系统总结了AD患者发生的皮肤真菌感染的病原体的种类,包括马拉色菌属、毛癣菌属、念珠菌属等常见真菌。同时,将毛孢子菌属、假单胞菌属、黄囊壳菌属等少见的真菌属纳入分析,旨在全面了解皮肤及皮肤结构真菌感染对AD发生发展和预后的影响作用。
竹类植物是我国重要的森林资源,具有很高的经济与生态价值。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)在其生长发育的各个环节均发挥了重要作用,但目前围绕竹类植物根系AMF群落的研究十分匮乏。本研究在竹类种质资源保存库内开展,以毛竹Phyllostachys edulis、淡竹Ph. glauca等8个属24种我国常见竹子为研究对象,利用Illumina MiSeq平台高通量测序的方法,探究了宿主竹种和土壤化学性质对于根系AMF群落多样性与组成差异的影响方式和特点,分析了不同竹种根系AMF群落组成相异性与竹类植物遗传距离的关系,并通过网络分析探究了竹类植物-AMF二分网络结构特性。24个竹类植物根系AMF群落中共检测到1 805 725条序列,得到473个扩增子序列变体(amplicon sequence variant, ASV),可归为9个属。其中,球囊霉属Glomus为优势属,盾巨孢囊霉属Scutellospora、无梗囊霉属Acaulospora和巨孢囊霉属Gigaspora为最常见属或常见属。本研究区内,宿主竹种类型对竹类植物根系AMF的ASV香农-威纳指数、ASV丰富度等多样性指数及群落组成差异具有显著的单独作用,可解释多样性指数总变差的22.28%,ASV水平群落组成总变差的20.06%,属水平群落组成总变差的27.40%。pH等6个土壤因子对于保存区内竹类植物根系AMF群落多样性和组成的差异无显著效应。不同竹种间遗传距离与其根系AMF群落组成的Hellinger距离均值呈显著正相关,表明亲缘关系越近的竹种具有更为相似的根系AMF群落。竹类植物-AMF互作网络结构特性指标普遍显著高于或低于假定物种随机互作的零模型预测值,该二分互作网络结构具有低嵌套性(25.07)、低连接度(0.17)、中低水平特异性(0.35)和中低水平模块性(0.36)的特征,表明竹类植物AMF之间对于资源的竞争强度较高,互作网络的稳定性较低。本研究对深入了解竹类植物与AMF互作关系提供了参考依据。
松树脂溃疡病是发生在松树上的最危险的病害之一。为有效降低未来气候变化下其病原菌环状镰孢Fusarium circinatum传入中国并暴发流行的风险,本研究基于环状镰孢的实际分布数据,利用优化的MaxEnt模型筛选环境变量,预测了该病菌在当前及未来不同气候情景下在中国的潜在适生区,以及未来气候变化情景下的迁移路线。研究显示:平均温度日较差、等温性、气温季节性变动系数、最冷季度平均温度和年降水量为影响环状镰孢分布的关键环境变量。在当前气候条件下,环状镰孢在我国的总适生区面积为3.09×106 km2,占我国陆地总面积的32.23%,其在我国的适生区主要分布在华中、华东以及华南等亚热带气候区。未来气候条件下(低强迫情景SSP126和高强迫情景SSP585),该病菌在我国适生区面积将逐渐增加,其适生区质心将向北迁移。
为研究猪苓多孔菌与高卢蜜环菌互作过程中的菌核际土壤中蛋白表达及变化情况,本研究在陕西省留坝县进行了栽培试验,并对空白对照组(CK)、蜜环菌组(CKA)、猪苓多孔菌组(CKP)和实验组(TP+A)菌核际土壤中的蛋白进行了高分辨质谱鉴定与生物信息学分析。结果显示,猪苓多孔菌与高卢蜜环菌的互作,会改变彼此在菌核际中的蛋白表达谱。蛋白功能分析结果表明,未共生的高卢蜜环菌分泌蛋白可发挥催化和转移酶活性,参与磷脂酰肌醇信号系统、GABA信号等代谢途径;共生后,则特异性释放硫氧还蛋白样蛋白,发挥抗氧化和效应因子活性。未与高卢蜜环菌共生的猪苓多孔菌菌核并非完全的休眠结构,可以释放参与氨基酸、牛磺酸、磷酸盐等代谢的酶类物质,而囊泡运输中SNARE的相互作用可能在调控非共生的菌核与菌核际中物质的交换与运输中发挥着重要作用。与蜜环菌共生后,猪苓多孔菌菌核可能通过门控离子通道及钙离子信号转导等多种途径适应这种共生。本研究不仅加深了对猪苓多孔菌与蜜环菌互作的认知,也为二者共生机制的研究提供了参考。
果生刺盘孢Colletotrichum fructicola是油茶炭疽病的优势致病菌。研究组蛋白赖氨酸甲基转移酶CfDot1在果生刺盘孢中的功能,为阐明其致病机制提供理论依据。基于反向遗传学理论,采用over-lap PCR构建基因敲除载体和回补质粒,进一步通过遗传转化、抗生素筛选和PCR扩增验证获得突变体菌株ΔCfdot1和回补菌株ΔCfdot1/CfDOT1。研究发现CfDot1定位于细胞核。生物学表型测定结果表明,与野生型和回补菌株相比,CfDOT1基因敲除突变体生长速率无明显变化,但其附着胞形成率显著降低,对细胞壁、H2O2以及内质网压力胁迫剂敏感,致病力显著减弱。组蛋白甲基转移酶CfDot1参与调控果生刺盘孢附着胞形成、外界胁迫应答及致病过程。
谷氨酰胺合成酶是氮素同化的关键酶,在生物体氮代谢过程中发挥重要作用。本文从糙皮侧耳中克隆获得了一个GlnA家族的谷氨酰胺合成酶基因PoGlnA,首先,对PoGlnA蛋白进行了异源表达、纯化和酶活性测定,结果表明:PoGlnA基因的编码区长1 446 bp,编码481个aa;PoGlnA蛋白的分子量为53 kDa,具有谷氨酰胺合成酶活性。然后,将PoGlnA蛋白与其他已报道的谷氨酰胺合成酶蛋白进行了系统发育关系分析,结果显示:PoGlnA蛋白与细菌来源的GlnA蛋白具有相对更近的亲缘关系,与已报道的食用菌来源的谷氨酰胺合成酶亲缘关系较远。最后,从转录水平和翻译水平分析了PoGlnA基因对氮饥饿和不同种类氮源的响应,结果显示:氮饥饿、天冬氨酸、天冬酰胺、亮氨酸和谷氨酸处理可促进PoGlnA基因表达,铵态氮和谷氨酰胺处理对其表达无影响,但硝态氮处理抑制其表达。此外,本文还通过抗原表位分析获取了PoGlnA蛋白的优势抗原肽段,并制备了特异性的PoGlnA多克隆抗体,为深入揭示PoGlnA基因的生物学功能奠定了基础。
通过考察雷丸老伞Gerronema lapidescens (中药名:雷丸)子实体在不同栽培基质、光照强度及栽种季节下的生长情况,探究个体发育特征及驯化栽培的最适条件。观察表明,子实体形成过程中,雷丸老伞菌丝先交织为米粒状原基,经伸长、增粗后形成白色柱状子实体;随后柱状体顶端中央部分膨大分化为半球形黑色菌盖,随着菌盖颜色由深变浅,体积逐渐增大,产生担孢子,形成成熟子实体。菌核形成的过程中,菌丝先聚集成束形成菌索,菌索末端萌发出结构较为疏松的白色菌丝团,随着菌丝团密度的增加、体积的扩张以及表皮颜色的由浅入深,菌丝团逐渐形成成熟的菌核,并从菌索上脱落。栽培条件研究表明:在配方为木屑87.7%、玉米粉5.0%、麦麸5.0%、豆粕1.0%、石膏1.0%、MgSO4 0.1%、KH2PO4 0.2%的栽培基质中,菌丝日生长量最快,长势旺盛,为最佳栽培配方。环境温度较高的8月份是人工诱导子实体萌发的最适时间。在700 lx光照强度下,子实体形态最接近于野生状态。
松脂皱皮孔菌Ischnoderma resinosum是一种药食兼用真菌,具有开发成为保健品的潜力。为了便于今后对此真菌的保护利用,对1株采自吉林省长白山的松脂皱皮孔菌进行生物学特性和抗氧化活性的研究。在固体培养基上,采取单因素试验、正交试验及Box-Behnken设计对其菌丝在不同碳源、氮源、无机盐、pH和温度的长势进行研究,明确最适生长条件;通过液体发酵培养,采取分光光度法针对抗氧化活性的多个指标进行了测定。结果显示通过5个因子的单因素试验,明确了松脂皱皮孔菌的最适生长条件:以蔗糖为碳源、麦芽浸粉为氮源、KH2PO4为无机盐、pH 6.0、温度25 ℃;经正交试验得出对松脂皱皮孔菌菌丝生长速度的影响依次为:氮源>碳源>pH>无机盐;Box-Behnken设计成功确定了影响松脂皱皮孔菌菌丝生长速度关键因子的水平;通过液体培养发现,松脂皱皮孔菌能够大量分泌多糖、多酚和抗坏血酸,并表现出超氧化物歧化酶活性和清除羟自由基的能力。本研究表明适宜松脂皱皮孔菌菌丝生长的最适培养条件为蔗糖20.0 g/L、麦芽浸粉13.0 g/L、KH2PO4 0.7 g/L、pH 5.0、温度25 ℃,菌丝生长速度达到(12.07±0.11) mm/d;通过对液体培养过程中各指标的测定,证实了松脂皱皮孔菌具有抗氧化活性。
本研究以甘蔗渣栽培的灵芝GL0102子实体为材料,采用微波-超声波协同提取粗多糖,经Sevag法去蛋白,透析后获得一灵芝多糖GL-P,并分析GL-P组分的理化特征、抗氧化活性及对斑马鱼腹腔静脉血管生成进行评价。研究表明,GL-P得率为(22.51±1.29) g/kg,其多糖含量为(65.41±2.08)%,蛋白质含量高达(31.46±0.34)%,分子量为(1.27±0.09)×104 g/mol。单糖组成主要为木糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖,其中木糖和阿拉伯糖含量占一半以上。红外光谱分析表明,GL-P属β-型葡聚糖构型的多糖-蛋白质复合物。体外抗氧化活性评价显示,GL-P具有一定的抗氧化活性,2 mg/mL GL-P抗氧化效果与0.06-0.08 mg/mL VC相当。GL-P对斑马鱼鱼胚的安全浓度范围应小于4.0 mg/mL,GL-P对斑马鱼胚胎肠下静脉血管具有显著的抑制作用。本研究可为灵芝多糖开发为新型高效低毒的潜在抗肿瘤产品提供参考。
本研究制备广叶绣球菌Sparassis latifolia的乙醇提取物(SLEE)、粗多糖(SLCP)和总蛋白(SLTP)并分析各主成分含量,MTT法检测SLEE、SLCP和SLTP对HepG2、MGC-803和HT-29 3种不同人消化道肿瘤细胞生长的影响。响应面法优化SLTP的制备工艺,测定不同剂量(12.5、25、50、100和200 μg/mL)的不同饱和度硫酸铵连续沉淀蛋白对HT-29细胞生长的抑制作用。结果表明SLEE的提取率为(22.75±0.27)%,总三萜含量为(11.40±0.20)%;SLCP的提取率为(7.29±0.23)%,总糖含量为(59.66±0.80)%;SLTP提取率为(8.80±0.57)%,总蛋白含量为(44.59±0.43)%。SLTP对消化道肿瘤细胞的生长抑制作用最强,对HepG2、MGC-803和HT-29细胞的半数抑制浓度IC50值(24 h)分别为44.18、34.27和28.93 μg/mL。SLTP最佳提取工艺为:NaCl浓度0.15 mol/L,料液比(g/mL) 1:26,浸提时间13 h。在此条件下,SLTP的平均得率为(11.03±0.07)%。30%-50%饱和度的硫酸铵沉淀蛋白(SLSP-50)对HT-29细胞的生长抑制活性最强,半数抑制浓度IC50值(24 h)为18.84 μg/mL。广叶绣球菌蛋白具有显著的体外消化道肿瘤细胞生长抑制活性,是抗肿瘤的主要有效组分之一。本研究为广叶绣球菌资源的充分利用及深加工提供了重要的实验参考依据。
本研究以没有使用添加剂的双孢蘑菇为对照(CK),对比了国产添加剂(N0)和进口添加剂(MC)的增产效果,重点从外观品质、营养成分、生理变化三方面比较分析了在3次发酵培养料中使用N0和MC后双孢蘑菇子实体的采后品质。使用N0后,双孢蘑菇一、二潮菇产量分别比CK增加39.19%和27.24%;总产量比CK增加35.45%,比MC增加8.60%。添加剂对子实体营养成分的影响主要表现在增加了二潮菇的蛋白质、葡萄糖和VC含量,与CK相比,N0和MC增加比例分别为53.83%、82.43%、16.75%和49.21%、74.32%、12.92%。在采后保鲜储存中,N0组的优势主要体现在一潮菇:子实体的呼吸强度、失重率都维持在较低水平,丙二醛(MDA)含量与CK无显著差异,储存8 d的白度L*值高于CK和MC,子实体能维持良好的商品性状;MC组则更容易衰老,采后第6天呼吸强度最高、硬度最低、多酚氧化酶(PPO)活性最高,MDA含量比N0和CK分别增加42.90%和64.15%。国产添加剂N0在提高双孢蘑菇产量、营养品质以及在采后储藏过程中延缓衰老的表现均优于进口添加剂。
三维表型结构信息在灵芝生长过程监测和精准育种中发挥着重要作用。为快速、无损、精准地获取灵芝表型信息,本研究提出了一种基于多视角图像三维重构的灵芝子实体三维表型参数提取方法。使用智能手机获取待测子实体的网格模型;将网格模型转化为点云模型,对其进行尺寸校正;沿Z轴进行点云切片,根据切片位置提取子实体点云,使用基于颜色的区域分割算法提取粗糙孔口表面部件;使用DBSCAN (density-based spatial clustering of applications with noise)算法和最近邻分配算法分割精细菌盖、孔口表面和菌柄部件;最后从不同部件中提取菌盖厚度、菌盖横轴、菌柄长度、子实体体积、菌盖颜色、孔口表面颜色、菌盖投影面积等表型参数。结果表明,与真实值相比,使用本研究方法计算的菌盖厚度、菌盖横轴、菌柄长度和子实体体积的均方根误差(root mean squared error, RMSE)分别为1.10 mm、4.55 mm、1.53 mm和0.038 L,决定系数(R2)分别为0.995、0.972、0.986和0.981。所提方法可以精准提取灵芝子实体三维表型结构信息,并有望拓展应用至其他食药用菌子实体。