- 刘云彬;叶思莹;冯紫琰;钱明超;宋佳明;
丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK/MPK）级联反应是常见且保守的信号转导通路，在植物中发挥着重要作用，涉及多种生物和非生物胁迫反应以及生长发育过程。目前对于MAPK基因家族的鉴定与分析已有较为系统的研究，但在甘蓝型油菜（Brassica napus）中，对该基因家族成员的鉴定和分析仍不够全面。本研究以拟南芥（Arabidopsis thaliana）基因为参考，采用生物信息学手段开展研究。从芸薹属（Brassica）的三个四倍体种[埃塞俄比亚芥（B. carinata），芥菜型油菜（B. juncea）和甘蓝型油菜（B. napus）]和三个二倍体种[黑芥（B. nigra），甘蓝（B. oleracea）和白菜（B. rapa）]中，共鉴定出291个MAPK基因家族成员。对甘蓝型油菜及其二倍体祖先的MAPK基因进行了系统进化分析、蛋白质理化性质及亚细胞定位预测分析、蛋白保守基序组成、蛋白保守结构域与基因结构分析、基因的染色体定位、共线性与Ka/Ks分析以及顺式作用元件分析和转录组分析。研究结果显示：MAPK基因可划分为4个亚组。在甘蓝型油菜的进化历程中，发生了内含子/外显子的增减事件。同时，MAPK基因在进化过程中主要受到强烈的纯化选择作用的调控。此外，在其启动子区域中，发现了多种顺式调控元件，涉及光照反应、脱落酸信号传导及低氧胁迫等生物学过程。转录组数据也揭示这些基因在不同组织中呈现出特异性的表达模式，并对多种处理条件展现出差异化的响应趋势。本研究系统鉴定并解析了芸薹属多物种的MAPK基因家族的特征，为阐明该基因家族在甘蓝型油菜生长发育及逆境响应中的分子机制提供了重要的理论依据。
2025年12期 v.44 1230-1243页 [查看摘要][在线阅读][下载 6465K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 康敬维;张思琪;高荣垚;邢广青;郭文杰;王顺利;张艳珍;尚海艺;
本研究实验用菌株是一株分离自动物粪便、能够在低温环境中降解木质纤维素的菌株F16，经16S rRNA分析鉴定为鲁氏不动杆菌（Acinetobacter lwoffii），结合类型（菌株）基因组服务器[type(strain)genome server,TYGS]比对和平均核苷酸一致性（average nucleotide identity,ANI）分析，结果表明其为未知种，故记为Acinetobactersp. F16。经5℃液体培养基培养，菌株F16在第1～3天处于对数生长期，3 d后菌体浓度逐渐趋于稳定，进入生长稳定期；并在第5天达到最大生物量，表明菌株F16具有对5℃低温的适应性和耐受性。在15℃条件下培养菌株F16，测定木质纤维素酶活力，其中羧甲基纤维素酶（carboxymethyl cellulase,CMCase）活力最高，达5.46 U/mL；木聚糖酶（xylanase）在6～9 d呈现较高酶活力，为0.67 U/mL；漆酶（laccase,Lac）活力在3～15 d内持续存在，最高达1.48 U/mL。全基因组测序分析表明，菌株F16碱基总数为2.47 Mb,G+C含量为41.26%，共涉及2 297个蛋白编码基因。KEGG和GO功能注释预测到的代谢通路能够为其低温环境下降解木质纤维素提供能量及促进降解酶的合成。经注释得到2个与冷激反应相关基因，分别为cspG和capB，均与不动杆菌冷激蛋白基因同源性较高。通过已知的不动杆菌冷激蛋白功能，预测菌株F16中CspG和CapB协同作用，通过阻碍mRNA在低温下次级结构的形成，从而应对寒冷胁迫，在低温环境中保持活性。通过CAZy数据库注释，得到与木质素降解有关的酶有漆酶和吡喃糖氧化酶，与纤维素降解有关的酶有纤维二糖脱氢酶和β-葡萄糖苷酶，在半纤维素降解过程中β-木糖苷酶发挥着直接作用；而阿魏酸酯酶和乙酰木聚糖酯酶虽不直接参与主降解过程，却能在木质纤维素的整体降解中起到辅助协同的效果。本研究初步探究了菌株F16能够在低温下降解木质纤维素的内在机制。该菌株为我国北方地区秋冬季农林废弃物生物降解提供微生物资源，在寒区和秋冬季节农林废弃物生物降解领域具有巨大的应用潜力。
2025年12期 v.44 1244-1259页 [查看摘要][在线阅读][下载 1993K] [下载次数：714 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马晓玲;秦伟业;赵子琪;黄涛;徐丰浩;陈保善;何熙璞;
板栗疫病菌（Cryphonectria parasitica）是引起板栗疫病的一种植物病原真菌，低毒病毒（Cryphonectria hypovirus）能够侵染板栗疫病菌并显著降低其致病力。糖基转移酶在真菌中负责多糖合成和细胞壁重塑，在植物致病真菌的发育调控和宿主-病原体相互作用中发挥重要作用。本研究通过基因敲除策略对糖基转移酶编码基因CpGOLS1的功能进行研究。相较于野生型菌株EP155和高效出发菌株ΔCpku80，突变体ΔCpGOLS1的分生孢子产量及致病力显著下降，但菌株的表型、生长速率、菌丝形态与EP155和ΔCpku80菌株的相似。ΔCpGOLS1对低毒病毒侵染更为敏感，ΔCpGOLS1/CHV1-EP713的病毒累积量是EP155/CHV1-EP713的4倍。实时定量PCR(real-time quantitative PCR,RT-qPCR)结果显示，ΔCpGOLS1/CHV1-EP713中的半乳糖代谢基因uge5和gal10以及抗病毒基因Cpdcl2和Cpagl2的表达量显著降低，提示CpGOLS1参与半乳糖代谢通路和RNA沉默系统的调控。研究结果丰富了真菌致病机制的相关认知。
2025年12期 v.44 1260-1271页 [查看摘要][在线阅读][下载 2336K] [下载次数：131 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李宗岩;侯爱洁;陈华海;尹业师;
随着抗生素耐药性问题日益严重，植物源化合物被视为替代现有抗生素的极具前景的候选药物。然而，目前关于细菌对植物抗菌成分耐药性的研究仍非常有限。本研究旨在探究植物生物碱——血根碱（sanguinarine,SAN）诱导细菌耐药性的潜力。研究从SAN浸泡诱导的鸡白痢沙门氏菌（Salmonella pullorum）CVCC519中筛选获得了一株SAN耐药突变菌XM3104。结合全基因组测序和转录组分析发现，多个耐药相关基因出现了突变和显著差异表达。本研究重点关注了调控因子RamA和外排泵通道蛋白TolC的基因过表达对SAN耐药的影响。结果发现，将ramA和tolC基因同时导入大肠杆菌（Escherichia coli）BL21，成功赋予了重组菌对SAN的耐药性，并增强了其对其他多种常规抗生素的耐受能力。上述结果表明，尽管SAN是一种有潜力的替代性抗菌剂，但其应用亦可能通过特定的遗传机制（如RamA-TolC系统的过表达）促进多药耐药细菌的出现。
2025年12期 v.44 1272-1283页 [查看摘要][在线阅读][下载 1511K] [下载次数：137 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 秦润田;岳崧;杜晓雪;邢浩男;何榕晏;长孙东亭;罗素兰;
阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease,AD）是一种慢性神经退行性疾病，毒性较强的β-淀粉样蛋白42(amyloid β-protein 42,Aβ42)单体寡聚后在AD发病机制中发挥重要作用。永生化的大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞系PC12(rat pheochromocytoma cell,PC12)具有神经表型和内分泌表型的双重潜能，是研究AD等神经疾病的重要工具，而钙稳态失衡会引发一系列钙依赖的病理反应，从而影响AD的进展。本研究将不同初始浓度的Aβ42寡聚化处理后孵育PC12细胞，用细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)法检测其增殖率，使用高通量实时荧光检测分析系统（high-throughput real-time fluorescent imaging plate reader,FLIPR）检测经最适原始浓度Aβ42孵育后的PC12细胞钙离子（calcium ions,Ca~(2+)）内流变化。采用酶消化法分离携带5个家族性基因突变的AD转基因模型小鼠（transgenic mice with five familial Alzheimer′s disease,5×FAD）及野生型小鼠（wild type,WT）的肾上腺髓质嗜铬细胞，构建原代细胞模型，使用FLIPR检测5×FAD、WT小鼠原代肾上腺嗜铬细胞内钙离子流变化，应用于AD机制研究。实验结果表明，10μmol/L、24 h为Aβ42寡聚体孵育PC12细胞的最适初始浓度及孵育时间，且不同原始浓度Aβ42对PC12细胞增殖抑制率不同；钙荧光结果显示Aβ42寡聚体孵育PC12细胞后Ca2+内流明显增强，而AD小鼠原代肾上腺嗜铬细胞Ca~(2+)内流高于WT小鼠。综上所述，10μmol/L Aβ42寡聚体孵育24 h可以刺激PC12细胞钙离子内流信号增强并影响细胞增殖，同时AD小鼠原代肾上腺嗜铬细胞表现出更强的钙内流信号，提示AD病理中存在钙离子信号的过度激活。
2025年12期 v.44 1284-1294页 [查看摘要][在线阅读][下载 2483K] [下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 冷吉;曾宪琳;罗代琴;金仙槐;胡祖权;龙金华;曾柱;
鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma,NPC）的放射治疗不仅直接杀伤肿瘤细胞，还会影响肿瘤微环境中的免疫应答。然而，放疗后肿瘤细胞通过外泌体（tumor-derived exosomes,TDEs）介导的免疫调控机制尚未得到充分阐明。本研究以NPC细胞系5-8F为模型，采用0、2和10 Gy电离辐射后常规培养48 h，分离并鉴定辐射后5-8F来源的TDEs(5-8F-TDEs)，通过免疫印迹（western blot,WB）、纳米颗粒追踪分析（nanoparticle tracking analysis,NTA）及透射电镜验证其典型外泌体特征。以人外周血单个核细胞诱导获得未成熟树突状细胞（immature dendritic cells,imDCs），并与不同剂量辐射后的5-8F-TDEs共培养。通过流式细胞术分析树突状细胞（dendritic cells,DCs）表面分子表达，利用激光共聚焦显微镜观察TDEs摄取情况，采用Transwell实验评估迁移能力，并检测cGAS-STING信号通路相关蛋白表达及其抑制剂作用。结果显示，5-8F-TDEs呈典型杯托状双层膜结构并表达CD9、CD63、CD81等标志蛋白；imDCs可有效摄取TDEs。与低剂量组相比，大剂量放射（10 Gy）来源的5-8F-TDEs显著上调DCs的CD80、CD86、HLA-DR和CD83表达，促进其迁移，并增强cGAS及磷酸化干扰素基因刺激因子（stimulator of interferon genes,STING）的表达；STING抑制剂可显著削弱该迁移效应。本研究成功建立了放射后NPC细胞外泌体调控DCs功能的体外模型，揭示了大剂量放射后的5-8F-TDEs可通过激活cGAS-STING通路促进DCs成熟与迁移。本研究探讨了NPC放射治疗与抗肿瘤预后应答的关系，为理解放疗过程中肿瘤免疫微环境的动态变化提供了新依据，并为NPC放射治疗提供了实验依据。
2025年12期 v.44 1295-1306页 [查看摘要][在线阅读][下载 2728K] [下载次数：130 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]