2012, 52(8):931-939.
摘要:摘要:多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境介质中的难降解有机污染物,相对于好氧微生物降解PAHs的研究,厌氧微生物降解PAHs 的研究则相对较少。本文从厌氧微生物降解PAHs 的研究背景,厌氧降解微生物的特点和不同厌氧降解还原反应体系的角度综述了厌氧微生物降解PAHs的概况;结合厌氧微生物降解萘和菲转化途径的介绍,推断了其降解机制的内在原因;同时通过总结影响厌氧微生物降解PAHs的主要因素(包括:PAHs 的生物可利用性、外源营养物质的添加、外源电子受体的添加、特定厌氧降解菌的筛选强 化和部分环境因素等),指出了制约降解进程的潜在限制因子;并对厌氧微生物降解PAHs 研究目前存在的问题和未来的发展方向作了简述与展望。
2012, 52(8):940-947.
摘要:摘要:混菌发酵法广泛应用于维生素C 前体2-酮基-L-古龙酸的生产。为进一步改善工艺,多年来,科研人员一直致力于研究发酵过程中两菌相互作用的科学本质。目前,随着组学技术、高通量技术、生物信息学和生理学等多种技术与学科的迅速发展,为深入研究相互作用分子机制提供了新的方法和工具。通过蛋白质组学、代谢组学、比较基因组学、转录组学等多种组学数据的挖掘和分析,提供了系统中各层次之间的相互作用关系网络。在此基础上结合高通量的生理学验证分析,为诠释两菌相互作用分子机制和开发代谢工程改造策略奠定了基础。本文就近些年来在该研究方向的进展及其应用进行了简要归纳,并提出进一步研究的方向。
2012, 52(8):948-953.
摘要:摘要:昆虫病原真菌作为一种很有潜力的生物控制因子,已在农业害虫生物防治领域得到广泛的应用,而在兽医外寄生虫病防治的研究才刚刚起步。针对目前用于蜱化学药物防治的药效持久期短的技术难点,建立和改进蜱虫的防治体系,降低环境污染,减少或禁用化学农药势在必行,开发高效、稳定的生物农药已成为当务之急。作者等结合蜱生物防治的初步研究成果,特别是针对栖息土壤环境中的昆虫病原微生物对蜱的致病力筛选及其生防制剂进行探讨,以促进这一研究领域的可持续发展,这对于保护环境、维持生态平衡、发展无污染的绿色畜牧业产品以及对畜牧业的可持续发展具有极为重要的意义。
2012, 52(8):954-961.
摘要:摘要:【目的】副溶血弧菌通过分泌多种毒力因子引起急性胃肠炎,其中VI型分泌系统(T6SS1和T6SS2)是近年来新发现的一种毒力因子分泌系统,但该系统如何受到调控的、如何影响细胞粘附等问题在副溶血弧菌中尚不清楚。本研究的目的是为了阐明副溶血弧菌调控因子VPA1045和VPA1049对T6SS2分泌系统在转录、翻译和翻译后水平的调控作用。【方法】利用同源重组方法构建Vpa1045和Vpa1049缺失株,荧光定量方法检测T6SS2转位因子hcp2的转录水平差异,免疫印迹分析细菌菌体中Hcp2的表达与上清中Hcp2的跨膜转位差异。【结果】副溶血弧菌VPA1045和VPA1049的基因结构中均含有Che-Y 结构域,属于二元调控因子的反应调节因子。缺失Vpa1045和Vpa1049后,菌体中的Hcp2表达量和基因组中hcp2的转录水平差异不显著,细菌上清中的Hcp2转位量和对HeLa细胞的细胞粘附率与亲本株HZ相比显著下降。【结论】二元调控因子VPA1045和VPA1049通过上调Hcp2的转位量从而翻译后上调副溶血弧菌T6SS2。
尚卫娜 , 孟春梅 , 郑宽瑜 , 丁铭 , 张仲凯 , 洪健 , 周雪平
2012, 52(8):962-968.
摘要:摘要:【目的】研究番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)运动蛋白NSm的细胞定位。【方法】将NSm 基因融合GFP后构建到植物双元表达载体pCHF3中,农杆菌介导浸润本氏烟叶片,同时将融合GFP的NSm 基因利用Bac-to-Bac 杆状病毒表达体系转染昆虫Tn 细胞。在激光共聚焦显微镜下观察NSm-GFP在烟草表皮细胞和昆虫Tn 细胞中的定位情况。【结果】观察发现与单独表达GFP 在细胞壁周围和细胞核处均匀分布不同,NSm-GFP 融合蛋白会在植物细胞内扩散,能够在细胞壁边缘定位,并且在胞间连丝处呈不连续的绿色荧光小点,偶尔成对出现在相邻的两个细胞之间;NSm 蛋白在昆虫Tn 细胞表面产生数量众多的管状结构并向外延伸。【结论】研究结果表明NSm 能够特异性定位在植物细胞的胞间连丝处,并能在昆虫Tn 细胞内表达,在细胞表面产生运动蛋白小管。
2012, 52(8):969-976.
摘要:摘要:【目的】阐明羊毛硫细菌素bovicin HJ50前导肽的二级结构对原肽修饰和加工的影响规律。【方法】采用半体外生物合成系统构建bovicin HJ50前导肽突变体,然后利用MALDI-TOF 质谱鉴定成熟肽的修饰情况。同时,结合HPLC 和抑菌活性分析其对成熟肽加工效率的影响。【结果】我们构建了6 个bovicin HJ50前导肽二级结构相关的突变体( F-16A,V-15E,E-14L,E-8P,L-7D,L-4K)。F-16A,V-15E,L-4K 几乎不影响修饰和加工;E-14L和E-8P的修饰则发生了变化;另发现L-7D 导致加工过程受到强烈抑制。【结论】Bovicin HJ50前导序列中保守的螺旋结构区对修饰酶BovM和蛋白酶BovT150活性都有不同程度影响,其二级结构的维持对bovicin HJ50的修饰和加工具有重要作用。
2012, 52(8):977-984.
摘要:摘要:【目的】了解草菇以废棉为主要成分的培养料在二次发酵过程中细菌群落结构变化情况,确定发酵不同阶段的优势菌群,为能够在分子水平上快速准确地监测发酵过程中菌群动态变化奠定基础。【方法】采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)及克隆菌株16S rDNA 序列分析技术对草菇废棉培养料二次发酵不同阶段的样品中细菌群落结构进行分析。【结果】DGGE 图谱显示,细菌群落多样性较为丰富,条带多样性随着发酵进程逐渐降低,而且在不同阶段中的优势条带及相对丰度在发生着动态的变化。回收克隆的23个不同发酵阶段的优势菌株来自于变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门,α,β,γ-变形菌纲、鞘脂杆纲、拟杆菌纲和梭菌纲6 个菌纲的11 个属,其中19 株克隆菌株为耐热细菌,在发酵的高温及降温阶段,丛毛单胞菌属、鞘脂杆菌属、中华根瘤菌属和寡养单胞菌属细菌为优势类群。【结论】草菇废棉培养料二 次发酵过程中细菌的群落结构及优势菌群在发生着动态的变化,尤其是在进入高温期阶段,优势菌群变化显著。
2012, 52(8):985-993.
摘要:摘要:【目的】研究中度嗜盐菌Martelella sp.AD-3 在降解菲过程中水杨酸-5-羟化酶的活性与菲降解效率的关系及其酶学性质。【方法】通过HPLC 分析菲的降解效率和AD-3 菌粗酶液催化水杨酸的产物,根据NADH 在340 nm处的吸光度变化计算水杨酸-5-羟化酶的活性。【结果】水杨酸-5-羟化酶是一种诱导酶,在AD-3 菌的对数生长期和稳定初期时活性较高,酶活力大小与该菌对菲的降解速率基本一致。在菲浓度为200 mg/L、生长盐度为3%、pH 为9.0的培养条件下,AD-3菌株表达的水杨酸-5-羟化酶的活力最高,为 132.8 nmol/(min·mg)。水杨酸-5-羟化酶催化水杨酸降解时的最适温度、pH和盐度分别为30℃、7.5和3%,酶的最大反应速率为200 nmol/(min·mg)、米氏常数Km为8.7μmol /L。【结论】AD-3 菌在降解菲的过程中表达水杨酸-5-羟化酶,该酶的活性与菲降解速率具有相关性。
刘冬英 , 刘奕 , 门学慧 , 郭群群 , 郭荣波 , 邱艳玲
2012, 52(8):994-1001.
摘要:摘要:【目的】厌氧颗粒污泥中含有大量未知微生物资源,利用低浓度底物及添加抗生素的培养基进行厌氧发酵细菌的筛选,并对分离菌株进行生理生化特性研究。【方法】利用系列稀释法及亨盖特厌氧滚管技术从制糖废水厌氧处理反应器的颗粒污泥中分离到一株高温厌氧产氢细菌VM20-7T,通过16S rRNA基因序列同源性确定其系统发育地位。【结果】菌株VM20-7T为高温、严格厌氧、革兰氏阴性梨形细菌,细胞大小为(0.7-2.0)μm×(0.7-2.0)μm,不运动,不产芽胞。其生长温度范围为35℃-50℃(最适温度45℃),pH范围为6.0-8.3(最适pH 7.0-7.5),NaCl 耐受范围为0%-0.5%(w/v,最适浓度0%)。菌株VM20-7T可利用葡萄糖、麦芽糖、核糖等多种糖类为唯一碳源生长,葡萄糖发酵终产物是乙酸和H2。该菌株不利用硝酸盐、硫酸盐等作为电子受体生长。G+C含量为60.9 mol%,16S rRNA基因序列同源性显示菌株属于浮霉菌门,但与已培养菌株的同源性较低,与梨形菌属-红小梨形菌属-芽殖小小梨形菌属(Pirellula-Rhodopirellula-Blastopirellula,PRB)分支的亲缘关系最近,但序列相似性也仅为82.7%-84.3%。【结论】利用低浓度糖类并添加抗生素分离厌氧颗粒污泥中的微生物,获得了浮霉菌门首例严格厌氧细菌VM20-7T。生理生化特性和系统发育分析显示,菌株VM20-7T为浮霉菌目的新属新种,命名为Thermopirellula anaerolimosa。该菌株的菌种保藏号为CGMCC 1.5169T=JCM 17478T=DSM 24165T。
2012, 52(8):1002-1010.
摘要:摘要:【目的】研究白蜡虫体内杀雄菌属(Arsenophonus)共生菌的含量与白蜡虫性比之间的关系。【方法】采用16S rDNA 文库的方法对白蜡虫雄虫体内的共生菌进行分析,利用杀雄菌属特异的2 条16S rDNA 引物以及23S rDNA 引物进行PCR 检测。对昭通、昆明、金口河、杭州、长春、江华6 个不同地理种群白蜡虫体内的杀雄菌属共生菌进行半定量分析,并采用荧光定量PCR 对昭通、昆明、金口河白蜡虫体内的杀雄菌属共生菌进行绝对定量分析。【结果】在白蜡虫体内首次发现杀雄菌属共生菌。在白蜡虫雌雄虫体内均扩增出杀雄菌属的两条不同长度的16S rDNA 序列,分别为445bp 和1462bp,并扩增得到长度为582bp 的23S rDNA序列。杭州和江华地理种群白蜡虫的一些个体不含杀雄菌属共生菌。昭通地理群的杀雄菌属共生菌含量显著高于金口河和昆明,而昆明和金口河白蜡虫的杀雄菌属含量无显著差异。【结论】白蜡虫体内杀雄菌属共生菌的含量与白蜡虫性比无关。
2012, 52(8):1011-1020.
摘要:摘要:【目的】为了研究北极地区表层海水中氯代十六烷(C16H33Cl)降解菌的多样性,并获得新的卤代烃降解菌资源。【方法】以C16H33Cl 为唯一碳源和能源在4℃和25℃下对表层海水样品进行富集,通过平板分离鉴定可培养菌株,并验证其降解能力;同时利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析降解菌群结构。【结果】从12个北极表层海水样品中富集分离得到112 株可培养菌株。经过降解实验验证,发现19 株菌株能够降解氯代十六烷,其中食烷菌(Alcanivorax)、红球菌(Rhodococcus)表现出很好的乳化和降解现象,海杆菌 (Marinobacter)也有较好的降解效果。DGGE 分析显示,富集驯化的降解菌群中主要优势菌为Alcanivorax,Parvibaculum 和Thioclava 属的菌株。【结论】北极海水中卤代烃降解菌主要是α-proteobacteria,γ-proteobacteria,Actinobacteria 和Bacteroidetes。文章首次报道了北极海水卤代烷烃降解菌多样性,研究结果对于认识北极环境中的降解菌资源与生物多样性有参考价值。
2012, 52(8):1021-1026.
摘要:摘要:探讨大肠杆菌ompW基因敲除后,硫酸新霉素和氨苄青霉素对敲除菌最低抑菌浓度(MIC)和生存率的影响,进而分析OmpW 的功能。【方法】运用Red 重组技术将大肠杆菌K12 染色体上基因ompW 敲除,构建缺陷株ΔompW。然后分别测定硫酸新霉素和氨苄青霉素对正常菌和ΔompW 菌的最小抑菌浓度(MIC)及次抑菌浓度(1/2 MIC)下K12 和ΔompW 菌的生存率。【结果】经PCR 鉴定和通过提取膜蛋白进行western blot分析表明,成功获得ompW 敲除菌。抗生素分析表明,K12 菌对硫酸新霉素的MIC 为8.0μg/mL,生存率为98.0%;ΔompW菌对新霉素的MIC为1.7μg/mL,而其生存率仅为39.0%。而k12对氨苄新霉素的MIC为16.0μg/mL,ΔompW为3.3μg/mL;1/2MIC下K12生存率为70.4%,而ΔompW 为30.3%。【结论】ompW基因缺陷株对两抗生素的敏感性大大增强,表明ompW 在细菌抗性方面起着关键作用。
2012, 52(8):1027-1032.
摘要:摘要:【目的】探索哈氏噬纤维菌(Cytophaga hutchinsonii)吸附纤维素的作用机制。【方法】通过比较不同因素对哈氏噬纤维菌吸附纤维素的影响,包括:菌龄、pH、温度、表面电荷、细胞活力、细胞表面蛋白、细胞表面多糖以及纤维素类似物等,寻找在吸附过程中起重要作用的细胞成分。【结果】菌体经蛋白酶及热处理,对纤维素的吸附能力完全丧失;叠氮化钠、甲醛和戊二醛处理对菌体吸附能力影响不明显;菌体经刚果红和高碘酸钠处理,吸附能力变化不大;菌体对纤维素底物的吸附具有特异性,吸附作用不受纤维二糖和羧甲基纤维素的抑制。【结论】实验表明,哈氏噬纤维菌吸附纤维素的能力与菌体表面蛋白密切相关,而受细胞的代谢活性和胞外多糖影响较小,推测细胞表面可能存在特异性的纤维素结合蛋白。
丁俊荣 , 张秋香 , 刘小鸣 , 王刚 , 田丰伟 , 张灏 , 陈卫
2012, 52(8):1033-1039.
摘要:摘要:【目的】研究息肉、溃疡性结肠炎、直肠结肠癌和健康人群肠道中脱硫弧菌数量的差异,及不同人群肠道菌群的多样性,分析脱硫弧菌数量及肠道菌群多样性与肠道疾病之间的潜在关系。【方法】采用实时荧光定量PCR(RT-PCR)的方法,对58 名受试者肠道脱硫弧菌的数量进行定量分析。采用PCR-DGGE 技术,对不同人群的肠道脱硫弧菌和肠道菌群结构进行分析,结合16S rRNA V3 区测序分析不同人群肠道菌群多样性的差异。【结果】RT-PCR 分析显示,所有受试者均为脱硫弧菌阳性,其中息肉(2.9×106 cfu/mL)和溃疡性结肠炎人群(1.2×106 cfu/mL)肠道中脱硫弧菌的数量明显高于健康人群(7.0×105 cfu/mL),直肠结肠癌人群(6.8×105 cfu/mL)肠道中脱硫弧菌的数量与健康人群无明显差异。DGGE 图谱聚类分析结果表明,肠道疾病人群肠道中脱硫弧菌的菌群相似度较高,而与健康人群之间的差异较大。16S rRNA V3 区基因测序显示肠道疾病人群与健康人群在肠道菌群多样性和优势菌群方面均有明显差异。【结论】通过RT-PCR与DGGE 相结合的方法,说明肠道脱硫弧菌数量的增多是息肉和溃疡性结肠炎疾病的一个重要特征,且其菌群组成在肠道疾病人群与健康人群之间存在明显差异。与健康人群相比,肠道疾病人群的肠道微生物多样性升高,优势菌群发生偏移,菌群失衡。
王震 , 张辉 , 张艳 , 郭飞 , 张豫 , 陈瑞花 , 孟茹 , 李志强 , 张倩 , 陈创夫
2012, 52(8):1040-1048.
摘要:摘要:【目的】本文研究布鲁氏菌磷酸葡萄糖变位酶(pgm)基因缺失株和PGM蛋白对胚胎滋养层细胞(HPT-8)的损伤作用及其引起炎症反应时细胞因子的变化,探讨布鲁氏菌pgm 基因的生物学功能。【方法】本文分别用布鲁氏菌pgm 基因缺失株和纯化的PGM 蛋白感染胚胎滋养层细胞,通过细胞形态学的观察和酶联免疫反应检测其对细胞的损伤作用以及细胞因子的变化。【结果】本实验获得了纯化的PGM 蛋白,成功构建了pgm 基因缺失株,采用该基因缺失株免疫小鼠后,采集血液分离血清,虎红平板实验和试管凝集实验结果显示为阴性;pgm 缺失株和PGM 蛋白感染HPT-8 细胞均能诱发贴壁细胞脱落;而且pgm 基因缺失株侵袭HPT-8细胞的能力较M5-90明显降低。pgm基因缺失株侵袭HPT-8细胞诱导产生的细胞因子IL-6、TNF-α和LDH 均高于M5-90 对照组,差异极显著(P<0.01),而细胞因子IL-10的分泌变化不明显,PGM 蛋白感染HPT-8细胞时,其细胞因子LDH 表达水平高于PBS 对照组,差异极显著(P<0.01),而IL-6、IL-10和TNF-α的表达水平明显低于PBS对照组,差异显著(P<0.05)。【结论】本研究表明,PGM 蛋白和pgm 缺失株可致 胚胎滋养层细胞损伤,且引发滋养层细胞细胞因子的表达变化,为进一步研究布鲁氏菌感染宿主细胞的分子机制奠定了基础。
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