2012, 52(4):411-421.
摘要:摘要: 基于16S rRNA 基因的系统发育关系,古菌域( Archaea ) 被分为两个主要类群: 广古菌门(Euryarchaeota) 和泉古菌门(Crenarchaeota)。近20 年来,微生物分子生态学技术的快速发展和应用显示,在中温环境中广泛存在着大量的未培养古菌,而且它们可能在自然界重要元素(N、C) 的生物地球化学循环中发挥着重要作用。最初,这些未培养古菌因在16S rRNA 基因系统发育上与泉古菌关系较密切而被称作中温泉古菌( non-thermophilic Crenarchaeota)。而近年来,对更多新发现的中温古菌核糖体RNA 基因序列和其它分子标记物进行的分析均不支持中温泉古菌由嗜热泉古菌进化而来的假设,而揭示其可能代表古菌域中一个独立的系统发育分支。基因组学、生理生态特征等分析也显示中温泉古菌与泉古菌具有明显不同的特征。因而专家建议将这些古菌( 中温泉古菌) 划分为一个新的门,成为古菌域的第三个主要类群—Thaumarchaeota( 意译为奇古菌门)。这一新古菌门提出后得到其他研究证据的支持和认可。本文对目前已知的奇古菌门的分类地位演化、基因组学、多样性和生理代谢特征等作一简要综述。
2012, 52(4):422-428.
摘要:摘要:白念珠菌是临床重要的条件致病菌,其胞内的钙稳态及钙信号途径与宿主侵染、压力应答等诸多生理过程紧密相关。研究该菌的钙稳态系统及钙信号调控网络,对明确白念珠菌的侵染机制与耐药机理,以及开发具有新靶点的抗真菌药物具有重要意义。本文对这些内容的研究进展进行了综述。
2012, 52(4):429-434.
摘要:摘要:二氧化氯是一种安全、高效的食品和饮用水消毒剂,可以氧化酪氨酸、色氨酸和半胱氨酸等氨基酸使蛋白质变性。本文综述了二氧化氯与重要生物分子的作用以及二氧化氯在个体水平上对微生物的致死靶点等方面的研究进展,并指出二氧化氯的杀菌机理目前仍然存在较大的争议。
2012, 52(4):435-441.
摘要:摘要:【目的】探究山东半岛农药污染点源放线菌多样性及非链霉菌抑菌活性,试图发现新放线菌和新抗生素。【方法】通过16S rDNA序列对已分离得到的154 株纯培养放线菌进行初步分类鉴定并进行系统发育分析;采用管碟法和菌丝生长速率法检测10株非链霉菌的抑菌活性。【结果】154 株放线菌覆盖7个科,8个属,有一株非链霉菌(205)可能为潜在的新种。10株非链霉菌的发酵液均对供试的植物病原真菌和细菌有不同程度的抑制作用,尤其是菌株Microbacterium oxydans JN853773 和Kocuria rosea JN192402 对所有供试病原菌都有强烈的抑制作用。【结论】农药污染点源可以作为开发新型抗生素产生菌的重要来源。
李芳 , 康前进 , 姚晓玲 , 李妍妍 , 魏茂龙 , 曹勇 , 林双君 , 白林泉 , 马伟 , 邓子新
2012, 52(4):442-448.
摘要:摘要:【目的】为探究含具有抗肿瘤活性的美登素的滑桃(Trewia nudiflora) 种子中内生放线菌的多样性,以及从内生放线菌中寻找萘醌类化合物产生菌。【方法】利用放线菌富集筛选培养基对经消毒处理的滑桃种子进行内生菌分离,根据菌落形态及16S rRNA 基因序列分析进行菌种的分类鉴定。通过对所分离到的内生放线菌拮抗模式病原细菌( 金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌)、作物病原真菌(小麦赤霉菌、水稻纹枯病致病菌等) 活性检测,以及萘醌类化合物合成关键基因为探针定向筛选萘醌类化合物产生菌。【结果】从分离到的100 余株滑桃种子内生菌中鉴定出66 株以链霉菌为主的放线菌,发现Streptomyces sp.HTZ27 菌株含有目标基因,经固体发酵、化合物分离纯化、鉴定后,发现该菌发酵产物中有呋喃萘醌I,得率接近5 mg/L。【意义】本研究采用的化学遗传学方法可有效提高筛选目标化合物产生菌的效率,所筛选到FNQ I 产生菌为深入研究呋喃萘醌类化合物生物合成与调控、抗肿瘤分子机理以及产业化应用等创建了有利条件。
赵延存 , 刘春晖 , 钱国良 , 殷芳群 , 周奕景 , 宋志伟 , 刘凤权
2012, 52(4):449-456.
摘要:摘要:【目的】旨在阐明双组分系统RpfCxoc/RpfGxoc 在水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)DSF(diffusible signal factor)合成、致病性等相关方面的生物学功能。【方法】以Xoc 野生型菌株Rs105 为母体,利用自杀载体pK18mobsacB 缺失突变rpfCxoc、rpfGxoc 和rpfGCxoc(rpfCxoc 和rpfGxoc 双基 因) ,测定突变体及其互补菌株的DSF 合成水平、对水稻的致病性、胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS) 产量、菌体形态及群体结构。【结果】从Rs105 基因组中克隆了rpfCxoc 和rpfGxoc 基因,并获得了相应的单基因或双基因缺失突变体。与Rs105 相比,ΔrpfCxoc 和ΔrpfGCxoc 过量合成DSF 信号分子,但是ΔrpfGxoc 合成DSF 的能力显著下降;rpfCxoc 和rpfGxoc 单基因或双基因的缺失突变均导致Xoc 的致病性丧失,EPS 合成水平下降34.1%-48.5%,形成菌体高度聚集的生物膜结构。【结论】RpfCxoc/RpfGxoc 双组分系统调控Xoc 的DSF 生物合成、EPS 产生和生物膜的驱散,是Xoc保持致病性所必需的因子。
2012, 52(4):457-465.
摘要:摘要:【目的】通过挖掘实验性文献,建立巨大芽胞杆菌事实型代谢网络模型,以详尽解析生理特性,优化其生理功能。【方法】从PubMed、Derwent Innovations Index、中国知网等公共文献(专利) 数据库中获取与巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)相关的实验性文献建立本地文献数据库。采用文献挖掘工具获取功能基因、酶、代谢物和生化反应等信息,以其为基础构建代谢网络粗模型,进一步借助KEGG 等数据库修正以及Matlab程序的模拟得到精细模型(系统生物学标记语言的形式)。【结果】最终的精细模型共有292 个生化反应、378个代谢物、220个酶和217个基因。以1.62 mmol/g cell/h的葡萄糖底物吸收速率为限制性条件,模拟的菌体比生长速率为0. 089h-1,略低于实验值0.11 h-1。此外,嘧啶代谢途径的单基因敲除模拟结果表明,准确率为90%。【结论】该代谢网络模型涵盖了中心代谢途径、维生素B12合成途径和氨基酸代谢途 径,并在一定程度上反映了营养底物与基因对巨大芽胞杆菌生长性能的影响。
2012, 52(4):466-477.
摘要:摘要:【目的】探究鸡枞菌是否能降解木质纤维素成分,并理解其与共生白蚁之间的共生关系。【方法】本研究是应用新一代高通量测序技术454 GS FLX Titanium 对鸡枞菌的转录组进行测序,挖掘鸡枞菌中能参与降解纤维素和木质素等成分的多样性酶系。【结果】八分之一的RUN 测序总共得到了82386 条表达序列标签,去除引物和载体等序列后,剩余的54410 条序列被拼接成3301条contigs以及3193 条singletons。根据序列相似性,将这些unigenes 与三大蛋白数据库(Nr 数据库、SwissProt 数据库、CDD 数据库) 中的蛋白序列进行BLAST 比较,发现有2681 条基因与其他生物的已知基因有不同程度的相似性。在鸡枞菌的这些转录产物中,有33 条编码可能参与降解纤维素或半纤维素的酶基因,其中包括5 种纤维素酶以及28 种水解半纤维素、淀粉或几丁质等物质的酶类。更重要的是,还发现了4 种漆酶以及一种芳基乙醇氧化酶基因,这些都是能有效降解木质素的酶类。这些结果揭示了鸡枞菌中存在漆酶并可能有效降解植物残渣中的酚化合物。【结论】这些基因的发现说明了鸡枞菌能降解木质素,并能与共生白蚁分泌的纤维素酶协同作用有效降解纤维素。
2012, 52(4):478-488.
摘要:摘要:【目的】本研究旨在分析典型虾塘养殖水体中参与氮循环关键过程的菌群多样性,为指导实际对虾养殖水体中NH+4和NO-2的微生物降解、水体氮素污染控制以及虾塘养殖氮素循环的有效管理提供科学依据。【方法】使用聚合酶链式反应及变性梯度凝胶电泳技术(Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,PCR-DGGE)从8 个不同地点的虾塘水样中确定代表性水样,以此为典型水样进行研究,构建了氨单加氧酶基因(amoA)、亚硝酸盐氧化还原酶基因(nxrA)、亚硝酸盐还原酶基因(nirS)的克隆文库。利用限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP) 技术将克隆文库进行酶切分析。【结果】通过序列多态性分析,表明amoA 基因克隆文库中所有序列都属于变形杆菌门β 亚纲(β-Proteobacteria),分别为亚硝化单细胞菌属(Nitrosomonas)(81%)和亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira) (19%)2个属。nxrA 基因克隆文库检测到α-Proteobacteria 和δ-Proteobacteria 两个亚纲,其中硝化杆菌属(Nitrobacter)是优势菌群,占整个文库的92%,仅有一个类群属于δ亚纲的脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae) (8%)。nirS 基因文库群落结构相对于amoA和nxrA 基因文库较复杂,分别为α-Proteobacteria、β-Proteobacteria亚纲和Actinobacteria,序列分析表明,25% 的类群为固氮弧菌属(Azoarcus),25%的类群为(Polymorphum),20%的类群为需氧去氮菌属(Thauera),10% 的类群为(Sophophora),10% 的的类群为链霉菌属(Streptomyces),5%的类群为(Brachymonas),5%的类群为(Ruegeria)。【结论】典型虾塘养殖水环境中氮素循环关键过程的菌群多样性丰富,其中亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化杆菌属(Nitrobacter)分别是此环境中主要的氨氧化作用推动者和亚硝酸盐氧化作用推动者,而在反硝化重要环节中,固氮弧菌属等多种菌群都起着推动作用。
2012, 52(4):489-497.
摘要:摘要:【目的】分析感柑橘黄龙病长春花植株与健康长春花植株不同部位内生细菌菌群结构变化,为柑橘黄龙病菌与长春花内生细菌的相关性研究提供理论基础。【方法】本研究利用兼性厌氧可培养技术、16S rDNA限制性片段长度多态性分析(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)以及16S rDNA序列分析相结合的方法。【结果】分别从感病和健康长春花叶、茎、根的组织中分离获得67 株内生细菌,与GenBank 中29种细菌的相似性达到97%-100%。其中短小杆菌属(Curtobacterium sp.)、欧文氏菌属(Erwinia sp.)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus) 为感病长春花内生细菌的优势菌群,鞘胺醇单胞菌属( Brevundimonas sp.)、芽胞杆菌属(Bacillus sp.) 为健康长春花内生细菌的优势菌群;马胃葡萄球菌(Staphylococcus equorum)为两者的共同优势菌群。通过RFLP 方法分析,感病株得到16 个、健株得到23个操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs),感病植株中除柑橘黄龙病菌Candidatus Liberibacter asiaticus外,还有丰富的Candidatus Liberibacter sp.存在。【结论】感病与健康长春花植株中均含有丰富的内生细菌,黄龙病菌的存在改变了长春花原有内生细菌的菌群结构,且菌群多样性下降。可见长春花内生细菌在一定程度上受到柑橘黄龙病菌的抑制。
石洁 , 胡丹 , 朱静 , 张先云 , 侯田青 , 郭静静 , 潘秀珍 , 李先富 , 王长军
2012, 52(4):498-504.
摘要:摘要:【目的】阐明猪链球菌2 型荚膜唾液酸是否影响细菌毒力以及宿主对其炎症反应应答,为研究猪链球菌2 型的致病机制奠定基础。【方法】比较实验菌株对BLAB/c小鼠模型的致病性; 通过涂板计数的方法检测实验菌株在小鼠体内的分布; 观察小鼠脑组织病理改变,分析实验菌株感染小鼠后中枢神经系统的病变差异; 从小鼠体外全血细胞水平,运用ELISA 法检测实验菌株感染后细胞炎性因子的分泌水平。【结果】荚膜唾液酸合成基因neuB 缺失突变株ΔneuB 相比野生株05ZYH33 株,对小鼠毒力显著降低,回复突变株cΔneuB 毒力回复至野生株水平; 野生株和突变株在血液及脑组织中分布具有显著差异,均可致BLAB/c小鼠脑组织不同程度的损伤; 与野生株组相比较,细菌/细胞相互作用不同时间点后,突变株组体外刺激小鼠全血细胞分泌MCP-1、IL-6 的水平显著提高;【结论】荚膜唾液酸影响细菌的毒力及宿主细胞对其的炎症反应应答,它是猪链球菌2 型穿透血脑屏障导致脑膜炎的重要毒力因子。
2012, 52(4):505-511.
摘要:摘要:【目的】建立基于土壤微生物群落生理功能代谢的油气微生物勘探新方法。【方法】采集新疆玛北油气藏区浅层地表土壤样品45份,非油气藏区样品25份,利用BIOLOG微平板,测定微生物群落代谢活性,采用判别分析模型判断油气藏区微生物异常。【结果】从95 种碳源中,筛选到10 种能够体现油气藏区与非油气藏区土壤微生物群落结构差异的典型碳源,利用判别函数对试验及对照区进行回判,油气藏区判别正确率为97.8%,非油藏区判别正确率为100%,总判别正确率为98.6%。【结论】BIOLOG 技术能高效准确的用于油气藏初步勘测。
2012, 52(4):512-518.
摘要:摘要:【目的】致病杆菌属(Xenorhabdus) 细菌是一类重要的生物杀虫剂,斯氏属昆虫病原线虫的共生菌,建立快速准确的分类鉴定方法,对研究开发这类细菌至关重要。【方法】本研究PCR 扩增测序了本室保藏的26株,含20种已定名致病杆菌属细菌的一段845 bp 的23S rDNA 序列,构建了基于这段序列的致病杆菌属系统树并与基于几乎全长16S rDNA 序列的相应系统树进行比较,分析了两者作为致病杆菌属细菌分类鉴定分子标记的优缺点。【结果】结果表明,与全长16S rDNA 序列相比,所选择的23S rDNA 序列片段所含可变位点、简约信息位点比例更高,遗传距离数值跨度大。【结论】上述结果显示该序列片段可用于致病杆菌属细菌进行分类鉴定,特别适用于对野外资源调查中采集到的大量菌株进行快速鉴定。
董玲 , 蒲彪 , 敖晓琳 , 张小平 , 郑有坤 , 李小林
2012, 52(4):519-525.
摘要:摘要:【目的】了解腌制4 年的四川南充冬菜中细菌群落组成及多样性。【方法】通过16S rDNA 多样性分析样品细菌落组成;采用16S rDNA-RFLP 方法分析从样品中分离出的纯培养细菌。【结果】16S rDNA 多样性分析结果表明,样品中细菌主要属于变形杆菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),分别占克隆文库的87.9%、7.1%,其中包括Virgibacillus kekensis,Marinococcus albus,Salinicoccus sp.,Lactobacillus halophilus和Halomonas 等中度嗜盐菌,仅有5% 属于放线菌门(Actinobacteria)。通过纯培养方法从冬菜中分离到35 株菌,16S rDNA-RFLP 分析结果表明,34 株属于厚壁菌门(Firmicutes),包括Virgibacillus,Bacillus megaterium 和Gracilibacillus saliphilus等中度嗜盐菌,1株属于放线菌门(Actinobacteria)。【结论】冬菜中细菌群落多样性较低,以中度嗜盐菌为主。
郭东春 , 卢艳 , 刘家森 , 原冬伟 , 张爱芹 , 姜骞 , 林欢 , 司昌德 , 曲连东
2012, 52(4):526-531.
摘要:摘要:【目的】构建多杀性巴氏杆菌aroA 基因缺失突变株,并验证其致病性。【方法】采用正向筛选同源重组技术构建多杀性巴氏杆菌aroA 基因缺失突变株,利用PCR 对突变株进行鉴定,分析其遗传稳定性、生长特性和致病性。【结果】成功构建多杀性巴氏杆菌aroA 基因缺失突变株,连续传代20代,遗传稳定;突变株体外生长曲线表明,在前6h 生长速度稍慢于亲本菌,随后两者生长速度一致。对小鼠的致病性试验表明:经腹腔注射aroA 基因缺失突变株在1.0×106 CFU对小鼠无致死性,而亲本菌株在1.0×102 CFU 对小鼠是致死性的。【结论】本研究获得多杀性巴氏杆菌aroA 基因缺失突变株,对小鼠的致病性是减弱的。多杀性巴氏杆菌突变株的构建有助于研究其致病机理。
2012, 52(4):532-537.
摘要:摘要:【目的】Photorhabdus luminescens TT01 基因组中的一对ORF plu4437-plu4436 (简称pirA2B2)的预测氨基酸序列与另一对已证明编码产物有口服杀虫活性的ORF plu4093-plu4092(简称pirA1B1)有50% 和45% 的一致性,本文旨在研究pirA2B2 基因座的表达产物是否也有杀虫活性。【方法】PCR 扩增并克隆了pirA2,pirB2和pirA2B2 基因,构建了重组表达载体pQE-pirA2,pQE-pirB2 和pQE-pirA2B2 并分别转入M15 菌株表达,经SDSPAGE和Western blot 检测证明,3 个重组菌株经IPTG 诱导后,分别成功表达了可溶的PirA2,PirB2 和PirA2B2蛋白。用亲和层析结合脱盐技术对3 个重组菌株表达的外源蛋白分别进行纯化,并通过生物测定确定纯化蛋白的杀虫活性。【结果】生物测定结果显示联合表达的PirA2B2 对大蜡螟和斜纹夜蛾五龄幼虫均有明显的血腔杀虫活性,LD50 分别为每虫4. 0 和2. 8 μg,单独表达的PirA2 或PirB2 对上述2 种害虫没有血腔杀虫活性,但两者的混合物具有与两者联合表达相似的杀虫活性;PirA2B2 对大蜡螟和斜纹夜蛾初孵幼虫均无口服杀虫活性。【结论】pirA2B2 是P. luminescens TT01 菌株基因组中的另一个二元杀虫毒素基因。【意义】pirA2B2 的成功克隆表达和杀虫功能的确定为进一步研究其与pirA1B1 的关系以及该基因的表达调控等打下了基础。
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