2012, 52(10):1181-1186.
摘要:摘要:人和动物胃肠道中都栖息了大量的产丁酸微生物。研究表明,参与丁酸合成中心途径的酶基因成簇存在,其相关基因的排列形式多样并具有属种特异性。参与丁酸合成最后一步的(丁酰辅酶A/乙酸)辅酶A(CoA)转移酶在胃肠道产丁酸微生物中广泛存在,并在丁酸合成中发挥重要作用。本文结合我们的研究工作,综述了国内外丁酸合成相关酶基因和基因簇的最新研究进展。
潘媛媛 , 黄海鹏 , 孟婧 , 肖鸿禹 , 李成 , 孟琳 , 洪闪 , 刘贺男 , 王雪枫 , 姜巨全
2012, 52(10):1187-1194.
摘要:摘要:【目的】分离纯化松嫩平原盐碱地中可培养的耐盐菌和嗜盐菌,并分析其生物多样性。【方法】采用纯培养法和定向富集法从该地区盐碱土样中分离耐盐菌和嗜盐菌,然后通过16S rRNA 基因同源性比对鉴定所分离细菌的系统发育学地位,从而获取松嫩平原盐碱地中耐盐菌和嗜盐菌的多样性信息。【结果】共分离到细菌40 株,分属于细菌域中3 个门(Actinobacteria,Firmicutes,γ-Proteobacteria)、8个科、16个属、34个种。其中多数菌株属于厚壁菌门(Firmicutes),最优势属为葡球菌属(Staphylococcus) (8株,占总菌株的20%),其次依次为盐单胞菌属(Halomonas) (5株,12.5%)、芽胞杆菌属(Bacillus) (4株,10%)、大洋芽胞杆菌属(Oceanbacillus) (4株,10%)、库克菌属(Kocuria) (4株,10%)和假单胞菌属(Pseudomonas) (3株,7.5%)等。其中9 株细菌的16S rRNA基因序列与最近缘种的同源性在97.2%-99.0%之间,可能为新种。菌株耐盐能力主要在5%-10%之间,其中62.5%的菌株为耐盐菌,其余则为中度嗜盐菌。所有菌株的耐碱能力在pH 9-12之间,其中60% 的菌株耐碱能力则高达pH 12,除两株为嗜碱菌,其余均为耐碱菌。【结论】研究结果表明,松嫩平原盐碱地中耐盐菌与嗜盐菌种群丰富,主要以葡萄球菌和盐单胞菌为主,菌株不仅耐盐能力高而且耐碱能力也高,并且该地区可能含有丰富的耐盐菌和嗜盐菌的新物种。
何洁 , 张道锋 , 徐盈 , 张晓梅 , 唐蜀昆 , 徐丽华 , 李文均
2012, 52(10):1195-1202.
摘要:摘要:【目的】本研究旨在了解印度洋红树林沉积物可培养海洋放线菌多样性、抗菌活性及产酶活性。【方法】选用24 种碳源为唯一能源培养基,利用稀释平板涂布方法对8 个印度洋红树林沉积物样品进行分离,并基于16S rRNA 基因系统发育分析的方法研究样品中海洋放线菌多样性;对分离得到的菌株进行抗菌活性和产酶活性检测。【结果】24 种唯一碳源分离培养基中,非糖类碳源特别是甘油、丙氨酸分离效果最好,其次是多糖物质,最后是单糖。共分离得到521株海洋放线菌,经并菌后选取其中的139 株代表性菌株测序,结果发现它们主要分布在放线菌纲7个亚目10个科的16个属,其中35个为潜在新种。有43.1%、33.3%、26.9%、25.5%、15.7%的实验菌株分别对枯草芽孢杆菌、白色念珠菌、大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、黑曲霉具有抑制作用;有36.5%、26.5%、22.4%、15.9%的实验菌株分别具有蛋白酶活性、纤维素酶活、淀粉酶活性、酯酶活性。【结论】印度洋红树林沉积物蕴藏着丰富的海洋放线菌资源,并具有较高生物活性,为后续工作提供良好的实验材料。
2012, 52(10):1203-1209.
摘要:摘要:【目的】毛壳属真菌的子囊果毛形态曾是重要的分类性状,但因容易发生变异,在现代毛壳属的分类中它们的分类学价值受到质疑。印度毛壳(Chaetomium indicum)和绳生毛壳(Chaetomium funicola)是2个依据子囊果毛形态差异定义的物种,本研究旨在从蛋白表达谱水平认识这2个种的差异及其子囊果毛的变异性,同时探讨蛋白表达谱在真菌分类中的应用价值。【方法】通过形态学观察获得印度毛壳和绳生毛壳典型菌株和子囊果毛形态变异菌株,利用双向电泳技术对典型菌株和变异菌株的蛋白表达谱进行分析和比较。【结果】双向电泳(2DE)图谱特征反映出印度毛壳和绳生毛壳之间的蛋白表达谱差异明显。根据Neighborjoining(NJ)算法生成的系统发育树进一步显示印度毛壳和绳生毛壳分别聚在2个不同分支,即同一种的典型菌株和变异菌株聚在一起。【结论】依据子囊果毛形态特征和种特异性的蛋白表达谱特征对印度毛壳和绳生毛壳的分类结果是一致的,表明子囊果毛特征仍然是毛壳属真菌分类的重要指标。
2012, 52(10):1210-1218.
摘要:摘要:【目的】Streptomyces sahachiroi ATCC 33158 全基因组测序后,通过生物信息学分析找到一个II型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)基因簇sah。我们通过基因敲除和异源表达的方法对sah 的生物学功能进行了研究。【方法和结果】对sah 基因簇ORF(open reading frame)进行分析后发现,除了一个额外的氧甲基转移酶基因sahI 以外,该基因簇与天蓝色链霉菌中负责孢子色素合成的基因簇whiE 具有很高的相似性。将sah 中负责后修饰的3个基因sahG、sahH和sahI分别敲除后,发现孢子色素的颜色随之发生明显的变化。将sah-minimal PKS基因和whiE-minimal PKS基因分别导入变铅青链霉菌ZX1中进行异源表达,高效液相色谱及液质联用分析证实它们产生相同的水溶性红色色素物质。【结论】sah 与whiE 基因簇具有相似的生物学功能,负责链霉菌孢子色素的合成。这两个基因簇所合成的孢子色素具有相同的母核,差别在于sah 基因簇 中多了一个编码氧甲基转移酶的后修饰基因,这可能是导致两种链霉菌孢子在颜色上有细微差别的原因。
2012, 52(10):1219-1227.
摘要:摘要:【目的】对卡介苗(Bacillus Calmette-Guerin,BCG)美国株(BCG Tice)进行基因组补缺口(补洞)工作,以得到它的基因组完整序列。【方法】首先对BCG Tice 进行高通量测序,使用SOAPdenovo 软件对得到的数据进行拼接。由于在高通量测序的过程中基因组某些区域测序覆盖度低,测序质量差会使测序结果经拼接后形成众多的重叠群( contig),相邻的位置关系确定的contig 形成一个scaffold,contig 之间未测到的区域为缺口序列(gap),在contig 末端设计引物进行PCR 扩增,得到连接相邻contig 的PCR 产物,对PCR 产物进行测序。通过优化PCR 引物设计策略,尝试不同的聚合酶进行聚合反应,调整PCR 反应条件并结合PCR 产物构建克隆测序等方法,补齐contig 之间的缺口序列。【结果】完成了BCG Tice 的全基因组测序,得到了它的基因组完整序列,序列已提交到美国国立生物技术信息中心(NCBI)的GenBank 数据库。【结论】BCG 属于高GC含量的革兰氏阳性细菌,其基因组GC含量高达65.65%。本文以BCG Tice 基因组补洞为例,对高GC含量基因组补缺口过程中遇到的问题与采取的策略给予概述,望给相关高GC 含量基因组的物种全基因组测序补缺口工作提供一些借鉴。
2012, 52(10):1228-1236.
摘要:摘要:【目的】从土壤中筛选对玉米大斑病菌具有较强拮抗作用的放线菌菌株。【方法】采用稀释涂布法分离;采用平板对峙法、牛津杯法、抑制菌丝生长速率法、抑制孢子萌发法进行拮抗菌的筛选;根据菌株BZ45的形态与培养特征、生理生化特性、16SrDNA 序列分析对其进行鉴定。通过单因素试验和正交设计试验优化培养基组分及发酵条件。【结果】通过分离筛选得到一株具有强抑制作用的放线菌菌株BZ45,它对常见的8种病原真菌均有拮抗作用,菌株BZ45 的发酵滤液对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)CC9 的菌丝生长和孢子萌发均有较强的抑制作用。菌株BZ45 与链霉菌中的壮观链霉菌( Streptomyces spectabilis)的亲缘关系较近,且形态与培养特征、生理生化特性与壮观链霉菌的基本相符。研究表明其最佳发酵配方和培养条件为:果糖1.5%、蛋白胨3.0%、KH2 PO40.1%、NaCl 0.04%、CaCO3 0.1%,起始pH为7.2,装瓶量50 mL/250mL,28℃,200r/min,种子液接种量为10%,摇瓶培养4 d。【结论】菌株BZ45鉴定为壮观链霉菌(Streptomyces spectabilis),菌株BZ45 对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)CC9显示出较强的拮抗作用。
刘颖 , 满朝新 , 吕学娜 , 韩琳琳 , 薛玉清 , 杨相宜 , 单艺 , 张英华 , 姜毓君
2012, 52(10):1237-1243.
摘要:摘要:【目的】本研究通过体外实验,分析植物乳杆菌NDC75017 对免疫相关基因白细胞介素6(il-6)表达的影响,并进一步揭示其机制。【方法】植物乳杆菌NDC 75017作用于Caco-2细胞0、2、4、6、8、10和12 h,采用Real Time PCR方法检测il-6基因和toll样受体2(tlr2)的表达。植物乳杆菌NDC 75017与Caco-2细胞共培养0、0.5、1、2和4 h,用western blot方法检测NF-κB的磷酸化水平;NF-κB的特异性抑制剂PDTC预处理Caco-2细胞30 min后,再加入植物乳杆菌NDC 75017作用2 h,用Real Time PCR方法检测il-6基因及tlr2的表达量。【结果】植物乳杆菌NDC 75017诱导Caco-2细胞中il-6和tlr2基因的表达,并且分别在诱导8 h和6 h时表达量达到最大。植物乳杆菌NDC 75017 能够快速诱导NF-κB的磷酸化作用,在加入其特异性抑制剂PDTC后,il-6和tlr2基因的表达显著下降。【结论】植物乳杆菌NDC 75017能通过tlr2介导的NF-κB信号通路来诱导细胞因子il6短暂性的表达。
2012, 52(10):1244-1250.
摘要:摘要:【目的】探讨水产品中副溶血性弧菌基于细胞膜损伤和修复的耐超高压胁迫机制。【方法】以80-250 MPa超高压多次处理原始敏感菌株,从中筛选分离副溶血弧菌的耐压菌株,通过紫外分光光度法测定超高压处理前后细胞膜通透性的变化;采用SDS-PAGE 电泳技术分析原始敏感菌株与耐高压胁迫菌株细胞膜可溶性蛋白的差异,采用超微量Na + K + ATP 酶试剂盒分别测定原始菌株与耐压菌株的Na + K + ATP 酶活性,用GC-MS 法分析耐压菌株与原始菌株细胞膜脂肪酸组成的差异。【结果】分离获得的副溶血弧菌耐压菌株直接经250 MPa压力胁迫处理,存活量可较原始菌株提高103数量级。当处理压力大于400 MPa时,耐压菌株上清液中核酸物质泄露与原始菌株差异显著。耐压菌的可溶性膜蛋白在分子量为36 kDa 处浓度明显增加,Na + K + ATPase 酶活性比原始菌株提高了83. 3%,细胞膜不饱和脂肪酸含量由51. 57 % 变为54. 23%。【结论】原始的副溶血性弧菌在250 MPa 压力处理后存活率为0. 0008%,而耐高压胁迫菌株在250 MPa 压力处理后存活率可达到0. 28%。经超高压处理分离得到的耐压菌株细胞膜上低分子量可溶性膜蛋白含量高于原始菌株、Na + K + ATPase 酶活性显著高于原始菌株、不饱和脂肪酸比例加大,这些细胞膜上的主要成分含量的变化均与菌株耐压性有关。
顾文杰 , 徐有权 , 徐培智 , 解开治 , 卢钰升 , 唐拴虎 , 张发宝
2012, 52(10):1251-1259.
摘要:摘要:【目的】筛选能够适应南方酸性土壤的高效半纤维素降解菌株,并进行鉴定,确定菌株的安全性。【方法】采用半纤维素平板水解圈法和胞外酶测定法进行菌株筛选,通过拮抗实验构建复合微生物菌系。利用培养特征、形态学、生理生化特征和分子生物学方法进行菌株鉴定。【结果】筛选出效果稳定,互不拮抗的高效半纤维素降解放线菌4 株(NA9、NA10、NA12和NA13),半纤维素酶活分别为:217.6、229.8、221.1和211.8 U/mL。真菌2 株NF1和NF7,半纤维素酶活为217.7和244.2 U/mL。复合微生物菌系半纤维素酶活可达299.0 U/mL。经鉴定菌株NA9、NA10、NA12 和NA13为链霉菌中的哥斯达黎加链霉菌(Streptomyces costaricanus)。菌株NF1 为亮白曲霉(Aspergillus candidus),菌株NF7为黄蓝状菌(Tarlaromyces flavus)。
2012, 52(10):1260-1267.
摘要:摘要:【目的】筛选、驯化获得芘的高效降解菌群,为利用其对多环芳烃污染土壤进行生物修复奠定理论基础。【方法】利用芘作为底物在矿物盐培养基(MSM)中富集驯化,得到了一个混合菌群PYR,利用分光光度计和HPLC 测定混合菌群的生长与降解的关系,并对混合菌群降解多环芳烃底物的广谱性和降解芘性能的稳定性进行了测定;通过冷冻干燥的方法对菌群进行了保藏,通过HPLC 的方法对保藏后复壮的菌群的降解性能进行了测定;通过培养和非培养方法对菌群的多样性进行了调查,通过构建16S rRNA 基因文库的方法,分析焦化厂原始土壤中菌群组成和混合菌群转接3 次(PYR-3)、6 次(PYR-6)和9次(PYR-9)后的组成变化。【结果】该混合菌群可以利用芘作为唯一碳源和能源生长,12 d对芘的降解率为89%,对于菲(86%)及荧蒽(49%)也具有较高的降解率,但不能降解萘和茚并芘,并且该菌群的降解活性经过多次转接和冷冻干燥保藏保持稳定,从混合菌群中分离得到了9 株菌,这9 株菌分布在无色杆菌属(Achromobacter),芽胞杆菌属(Bacillus),节杆菌属(Arthrobacter),微小杆菌属(Exiguobacterium)和类土地杆菌属(Parapedobacter)。系统进化分析表明变形菌门是土壤原样(100%)及以芘为底物富集的混合菌群中的主要类群(PYR-3,83%),与原土壤样品相似,PYR-3中γ-Proteobacteria(占变形菌门的77%)中假单胞菌属的菌依然占主导地位,但由于菌群的多样性增加,假单胞菌属所占比例减少。随着富集代数的增加,菌群的多样性进一步增加,γ-Proteobacteria 的比例在混合菌群中的比例下降(PYR-6 中占变形菌门的33%,PYR-9中占变形菌门的18%),而β-Proteobacteria在混合菌群中的比例上升(PYR-3 中占变形菌门的13%,PYR-6中占变形菌门的36%,PYR-9中占变形菌门的55%)。【结论】混合菌群具有很强的芘的降解性能,并且随着传代次数的增加,菌群的组成趋于稳定。
2012, 52(10):1268-1281.
摘要:摘要:【目的】研究2011 年8 月厦门海域爆发的由中肋骨条藻和血红哈卡藻共同引发的赤潮生消过程中细菌群落结构变化。【方法】应用变性梯度凝胶电泳技术(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)对两个赤潮站位和一个非赤潮站位的细菌群落结构进行研究。通过DGGE 图谱分析确定赤潮生消过程中细菌群落中的关键菌群,借助Canoco 软件分析细菌菌群与环境因子的相关性。【结果】在赤潮起始阶段细菌的群落结构与pH、N/P的相关性较大,在赤潮消亡阶段细菌的群落结构与盐度、温度呈明显的正相关。γ变形杆菌(Gammaproteobacteria) (47.7%)在赤潮期间处于主导位置,假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、交替单胞菌属( Alteromonas)、噬氢菌属(Hydrogenophaga)、Actibacter、Oleibacter 等属均为优势菌群。香农-威列多样性指数表明,赤潮站位细菌多样性随着赤潮生消呈先升高后降低趋势,而非赤潮站位细菌多样性基本保持不变。通过Canoco 对细菌菌群的主成分分析发现,在赤潮开始阶段Hydrogenophaga 属为优势菌群,而在赤潮消退阶段则以Pseudomonas 和Pseudoalteromonas 属为主。赤潮站位藻际细菌和游离细菌群落多样性在藻密度较大时均达到最大值,然而两者与环境因子的相关性有较大差别。 【结论】研究结果表明赤潮站位细菌群落多样性远高于非赤潮站位,细菌丰度随着赤潮藻密度的升高而增加,细菌与赤潮藻有着密切的关系。本文首次研究了多种优势藻引发的赤潮环境下细菌群落结构的变化,这对于多种藻引发的赤潮生消过程中细菌菌群结构有了深入的了解,为赤潮调控的研究提供了理论依据。
姜怡 , 曹艳茹 , 韩力 , 靳荣线 , 郑丹 , 和文祥 , 李有龙 , 黄学石
2012, 52(10):1282-1289.
摘要:摘要:【目的】以资源利用为出发点,研究了五种动物粪便放线菌的多样性及生物活性。【方法】从云南野生动物园采集5 种半野生动物的新鲜粪便样品,用5 种培养基分离其中的放线菌,将放线菌鉴定到属,测定纯培养放线菌的抗菌活性,抗肿瘤活性等。【结果】结果表明,所试5 种动物粪便放线菌的种类非常丰富,组成各不相同,以链霉菌和微球菌占优势,可能存在大量未知放线菌;粪便放线菌的抗菌活性,抗肿瘤活性,酶活性,分解纤维素、角蛋白的活性非常普遍,尤其是具有抗肿瘤活性的菌株比例较大;产生的具有生物活性的次生代谢产物也是多种多样的。【结论】因此,粪便放线菌与土壤,海洋及植物的放线菌一样,是开发药物、农药和其他产品的重要来源之一,应当加强粪便放线菌的研究和保护利用。
2012, 52(10):1290-1296.
摘要:摘要:【目的】比较分析不同发酵阶段的酱香型白酒北大仓酒醅中酵母菌的群落结构。【方法】酒醅样本采集自黑龙江省北大仓白酒不同阶段的发酵窖池,采用平板分离技术获得大量酵母菌纯培养物;基于26S rDNAD1/D2区域的碱基序列,准确鉴定酒醅中的酵母菌;根据酵母菌的数量变化、种类组成、相对频率、多样性指数及其相似性系数,研究酱香型北大仓白酒酒醅中酵母菌的群落结构特征。【结果】北大仓白酒酒醅中酵母菌数量在酿造过程中的变化,遵循着“升高-降低-升高-降低”的规律;第1 轮“升高-降低”的过程表现出急剧的“速升速降”特点,而第2 轮“升高-降低”的过程则具有相对来说比较温和的“缓升缓降”特征。酒醅内的酵母菌鉴定为8 属13种,总体多样性指数处于较高的水平,发酵初期酵母菌多样性指数逐渐增加,最高的多样性指数(1. 89)出现在发酵第5 d 的酒醅内;然后又逐渐下降,发酵至第11d时降至最低(0.66);酒醅发酵至 13 d 时开始直至发酵末期,多样性指数呈现出波动性变化。北大仓白酒酒醅中酵母菌的种类组成总体来说比较接近,大多数情况下相似性系数都高于0.5,说明在白酒酿造过程中酵母菌的组成和分布处于一个相对稳定的状态。对于北大仓白酒酒醅内存在的常见酵母菌来说,Issatchenkia orientalis、Pichia kudriavzevii和Saccharomyces cerevisiae可能在酿造过程中发挥更重要的作用。【结论】北大仓等酱香型白酒的酒醅内存在着丰富的酵母菌资源,阐明酒醅内酵母菌的群落结构可以为解析酱香型白酒的发酵机理提供基础数据和理论基础。
2012, 52(10):1297-1308.
摘要:摘要:【目的】揭示醉马草不同组织内生细菌和内生真菌种群组成和分布。【方法】采用液氮研磨法分别提取醉马草种子、叶、茎、根组织总DNA,采用通用引物扩增内生细菌16S rDNA 和真菌ITS,通过限制性内切酶HhaⅠ和RsaⅠ对16S rDNA PCR 产物酶切,HhaeⅢ和HinfⅠ对真菌rDNA ITS PCR 产物酶切得到不同的TRFs 片段。TRFs 经T-RFLP 分析程序结合基因文库比对后,分析醉马草不同组织中内生细菌和内生真菌的群落组成及内生菌群落相似性。【结果】研究表明醉马草根部内生细菌多样性最高,而种子内生真菌多样性最为丰富。醉马草各组织内生细菌优势菌属均为Bacillus (29%以上),种子、叶、茎、根内生真菌优势菌属分别为Mycosphaerella (6.5%),Teratosphaeria (4.5%),Fragum (1.1%),Sebacina (11.3%)。聚类分析表明茎和叶内生细菌群落结构相似,种子和其他组织内生细菌群落结构相似性较远,而茎和种子内生真菌群落结构相似,叶和其他组织内生真菌群落结构相似性较远。醉马草内生菌多样性丰富且存在尚未认识的新类群。
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