聚酮化合物(PKs)作为一大类次级代谢产物，有着重要的生物活性和潜在的应用价值。链霉菌具有合成多种聚酮化合物的潜力，但野生型菌株合成聚酮化合物的产量难以满足工业化生产的需求。贮藏脂质的降解能为聚酮化合物生物合成提供大量的酰基CoA前体，因此，控制好脂肪酸与聚酮化合物生物合成通量，有利于促进目标聚酮化合物的合成。本文综述了强化脂肪酸β-氧化途径提高聚酮化合物产量的研究进展，为利用β-氧化途径促进聚酮化合物生物合成提供了新的研究策略。

甘油三磷酸酰基转移酶(GPAT)是三酰甘油(TAG)合成过程中的关键酶。本研究从油料作物紫苏中筛选鉴定得到甘油三磷酸酰基转移酶基因Pfgpat9, 并揭示其编码蛋白特征及基因功能。从紫苏转录组数据库中筛选获得gpat9基因片段, 以优选品种‘晋紫苏1号’为材料, 通过RT-PCR技术克隆获得该基因的开放阅读框(ORF)全长序列, 命名为Pfgpat9; 利用实时荧光定量PCR方法分析Pfgpat9基因在紫苏根、茎、叶、花及不同发育时期种子(开花后10、20、30、40 d)中的组织表达特性; 通过双酶切将紫苏Pfgpat9基因完整的ORF序列连接到酵母表达载体pYES2.0上, 将重组质粒转化至野生型酵母菌株INVSc1和缺陷型酵母gat1, 并验证该基因的功能。结果显示: 紫苏Pfgpat9基因ORF为1 116 bp, 共编码371个氨基酸, 理论等电点pI为8.96, 不稳定系数为46.67, 亲水性系数为-0.108, 是一种亲水性不稳定蛋白。紫苏Pfgpat9基因具有典型的GPAT9功能结构域, 包含3个典型的跨膜螺旋区; 多序列比对分析表明, 紫苏PfGPAT9蛋白与油橄榄、茶树和向日葵GPAT9蛋白的亲缘关系较近; qRT-PCR分析显示, Pfgpat9基因在紫苏不同组织中均表达, 在种子发育不同时期表达量呈先升高后降低趋势, 在开花后20 d表达量达到最高; 酵母转化结果表明, 转Pfgpat9基因野生型酵母和转Pfgpat9基因缺陷型酵母总脂含量均提高, 且C16∶0、C16∶1含量均有所提高。研究表明, Pfgpat9基因在紫苏种子油脂合成积累过程中发挥重要作用, 这为进一步通过基因工程及转基因技术改良紫苏品质提供了新的方向。

光遗传学技术是一种新型的生物技术,融合了光学及遗传学技术,可以实现光对细胞活动的控制。在光遗传学应用当中,靶向细胞可用基因来改造和表达光敏蛋白质,并可被光所调控。光遗传学技术利用光敏离子通道蛋白对特定神经细胞进行精准、快速的光控,已经掀起了神经科学研究领域的一场革命。除了光敏离子通道之外,能产生蛋白质相互作用的光敏蛋白也已被广泛应用于光遗传学研究。本文讨论了常见的基于蛋白-蛋白相互作用的光敏蛋白,然后介绍了基于光控蛋白-蛋白相互作用的光遗传学技术在光控基因表达、相分离、代谢工程和细胞器运输中的应用。

黄原胶是由植物病原菌野油菜黄单胞菌产生的一种天然胞外多糖, 其结构为重复单元聚合而成的多聚体, 单元结构中包含了D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡糖醛酸基团以及O-乙酰和丙酮酸基团。黄原胶具有优良的流变特性, 作为增稠剂和稳定剂等被广泛用于食品、药品和化妆品等多个行业。本文主要综述了黄原胶的结构、性质、应用、生物合成、生物合成调控和工业生产条件, 为黄原胶的后续研究提供理论基础。

研究了发光二极管(LED)单色光质对三角褐指藻细胞生长、岩藻黄素含量及岩藻黄素生物合成相关基因表达的影响。实验结果表明:红光、绿光、紫光可以促进三角褐指藻的生长,在红光处理下,第6天的藻细胞数与对照组相比极显著上升(P<0.01),增加了12.44%;黄光、蓝光对三角褐指藻的生长均有抑制作用;经绿光、紫光处理后,藻细胞的衰老速度比对照组快;用红光、紫光处理三角褐指藻,其岩藻黄素含量有所增加,与对照组相比分别增加了16.61%和26.78%;蓝光、绿光处理后的岩藻黄素含量与对照组相比极显著降低(P<0.01),这与光合作用相关的色素指标——叶绿素a的含量变化基本一致。岩藻黄素生物合成相关基因表达的结果表明:在玉米黄素环氧酶基因(zep)、八氢番茄红素合成酶基因(psy)、ξ-胡萝卜素脱氢酶基因(zds)、番茄红素β-环化酶基因(lcyb)、胡萝卜素异构酶基因(crtiso)和八氢番茄红素脱氢酶基因(pds)这6个基因中,关键基因psy的表达量与岩藻黄素含量的变化基本一致;在红光处理下,pds、lcyb的表达量显著上调。在不同光质处理下,三角褐指藻中岩藻黄素的生物合成可以由岩藻黄素生物合成相关基因表达来实现,而且还可能与光合作用有关。

检测了油菜籽成熟过程的总蛋白和粗脂肪含量变化, 以及与之相关23个基因在各器官及果荚各发育时期的表达情况。结果显示: 蛋白在开花后25天(25 DAF)后大量累积, 而油脂则在25 DAF后增速放缓, 30 DAF后才急剧上升。多数油脂合成相关酶基因在果荚中表达最高, 叶片中次之, 花蕾和花朵中有少量表达, 茎中的表达很低, 少数在根中表达, 部分基因的表达随油菜果荚发育而持续增加, 另一部分则呈先升高, 再下降至25 DAF低点, 再回升的趋势; 转录因子LEC1、LEC2及WRI与贮藏蛋白基因Napin、Cruciferin主要在果荚中表达, 前者的表达主要在果荚发育前期大量, 其中WRI的出现起伏波动, 后者主要在25、30 DAF大量表达。这表明种子成熟时总蛋白和粗脂肪含量变化可能与相关基因表达变化相关。

以酿酒酵母为载体， 常温下利用仿生法成功合成了CdS量子点。 荧光发射光谱、 紫外吸收光谱以及荧光显微镜照片证明， 该方法合成的CdS量子点的荧光发射峰位置在443 nm， 在紫外灯下能发蓝绿色荧光。 透射电子显微镜（TEM）表征结果表明， 该仿生法合成的CdS量子点为六方纤锌矿结构。 以荧光发射和紫外吸收光谱为性能指标， 考察了酿酒酵母生长时期、 Cd2+的反应浓度以及反应时间等条件对合成CdS量子点的影响。 当酿酒酵母处于生长稳定期初期时， 与浓度为0.5 mmol·L-1 的Cd2+共培养24 h后所合成的CdS量子点荧光最强。 实验中观察到， 换液培养可有效提高酿酒酵母合成CdS量子点的产量。