2014, 54(12):1391-1396. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.001
摘要:摘要:幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H.pylori)是一种广泛定植于人胃黏膜的革兰阴性菌,与多种胃部疾病密切相关。近年来H.pylori感染与细胞自噬的关系受到广泛关注,人们发现H.pylori感染影响胃上皮细胞和巨噬细胞的自噬过程,其中H.pylori的毒力因子和宿主自噬相关蛋白发挥关键作用。而且,细胞自噬在决定H.pylori的胞内存活状态中扮演重要角色。本文就H.pylori感染对不同细胞自噬的影响进行综述。
俎千惠 , 王保战 , 郑燕 , 贾仲君 , 林先贵 , 冯有智
2014, 54(12):1397-1405. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.002
摘要:摘要:【目的】产甲烷古菌主导稻田甲烷生成,是稻田生态系统的模式微生物类群之一,具有重要的生态学意义。然而,水稻土产甲烷古菌群落组成的空间分异却鲜有报告。【方法】本研究沿20.55°N至47.43°N梯度,采集了我国不同纬度上8个典型水稻土,利用PCR-DGGE指纹图谱和系统发育树分析揭示不同地点水稻土中产甲烷古菌群落的组成; 结合多个环境因子,利用生物信息学,典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)和维恩图(Venn diagram)明确产甲烷古菌的空间分异规律。【结果】研究发现pH值是驱动水稻土中产甲烷古菌群落组成分异的主要因子;此外,沿纬度梯度,8个地区的产甲烷古菌群落组成也呈现出规律性变化。【结论】本研究首次阐明了稻田中产甲烷古菌群落分布情况,并揭示其主要驱动因子。该认知不仅有助于我们更好地了解产甲烷古菌的生物地理学分布,还有助于从微生物学机制上阐明我国温度梯度带上有机质转化空间的差异。
杨晓春 , 王玉堂 , 周颖 , 高晓峰 , 李柏良 , 霍贵成
2014, 54(12):1406-1418. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.003
摘要:摘要:【目的】为了阐明乳酸乳球菌乳酸亚种KLDS4.0325的生理及代谢机制,并对其重要功能基因进行挖掘,我们对菌株KLDS4.0325的全基因组序列进行测定和基因组图谱的绘制,并利用生物软件和数据库完成对序列的注释及相关功能性分析。【方法】在菌株序列完成测序、组装和注释后,根据序列信息进行全基因组图谱的绘制,并对菌株的蛋白质水解系统、氨基酸来源的风味形成途径和B-族维生素合成途径进行了比较基因组分析,并对细菌素合成基因组和冷应激蛋白基因进行了预测。【结果】菌株KLDS4.0325基因组全长2589250 bp,G+C含量为35.4%,共预测出2662个开放阅读框,其中1310个具有潜在的生物学功能。菌株可以有效的对细胞外蛋白质进行有效的水解,具有潜在的降低苦味肽以及产生一系列能够抑制血管紧张素转化酶活性的活性肽。在转氨途径方面,菌株KLDS4.0325具有较为完成的酶系统,可以催化相关氨基酸转化为风味物质。在菌株KLDS4.0325的基因组中,我们发现了较多编码糖转运、代谢以及L-乳酸合成的基因。关于叶酸和核黄素合成途径的编码基因在菌株KLDS4.0325的基因组中也较为完整。此外,我们在菌株KLDS4.0325的基因组中预测出了一个关于乳球菌素的基因簇和两个冷应激蛋白CspD和cspE的编码基因。【结论】这些编码菌株显著特性基因的存在为菌株KLDS4. 0325能够进行工业发酵提供了理论基础,并为其进一步研究提供了方向。
2014, 54(12):1419-1428. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.004
摘要:摘要:【目的】研究铜绿假单胞菌PAO1 PA2580基因的功能。【方法】构建了PA2580的敲除突变体及突变体互补体,通过最小抑制浓度测定、基因启动子活性检测、蛋白体外表达纯化等方法,对PA2580基因的功能进行了深入的研究。【结果】PA2580突变体对羧苄青霉素、氯霉素、环丙沙星的敏感性增强。PA2580基因的表达还受到不同种类的低于抑制浓度的抗生素的调节。PA2580蛋白产物以NADPH为电子供体,能够高效还原多种醌类物质。此外,PA2580突变体对过氧化氢敏感性增加,过氧化氢酶编码基因在PA2580突变 体中的表达降低,表明PA2580与铜绿假单胞菌氧化压力耐受性相关。【结论】PA2580产物是NADPH-醌类的还原酶,其功能与铜绿假单胞菌对环境压力的耐受密切相关。
肖蓉 , 文也 , 唐少军 , 赵新民 , 丁学知 , 胡胜标 , 夏立秋 , 孙运军
2014, 54(12):1429-1437. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.005
摘要:摘要:【目的】从土壤样品中分离粘细菌,对其进行纯化、归类与鉴定,以丰富粘细菌菌种资源;对纯化得到的粘细菌进行抑菌、杀虫及抗肿瘤生物活性的分析,为粘细菌次级代谢产物的开发奠定基础。【方法】采用灭活大肠杆菌和滤纸片诱导子实体法从土样中分离粘细菌,结合形态观察、生理生化特征和16S rDNA基因序列同源性分析,对分离到的各菌株进行鉴定并归类。通过平板扩散法、昆虫口服毒性测试、肿瘤细胞毒性实验等方法,检测粘细菌代谢产物生物活性。【结果】共分离得到35株粘细菌,初步分类为:粘球菌属(Myxococcus) 9株;珊瑚球菌属(Corallococcus) 9株;侏囊菌属(Nannocystis) 11株;堆囊菌属(Sorangium) 6株。从其中纯化得到8株粘细菌,对其进行了鉴定并命名。发现了具有高效且广谱的肿瘤细胞毒性效应菌株S22,S51和S55也具同样的细胞毒性;另外,还发现具有肿瘤细胞毒性的菌株S20和S22对枯草芽胞杆菌和白色念珠菌也具有较好的抑菌活性。【结论】土壤中存在丰富的粘细菌资源,发现了具有肿瘤细胞毒性的弱小珊瑚球菌与具有抑菌和强抗肿瘤活性的大孢珊瑚球菌,粘细菌是活性天然产物与新药开发的重要资源。
2014, 54(12):1438-1445. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.006
摘要:摘要:【目的】研究橘青霉中全局性调控因子LaeA过表达对美伐他汀生物合成过程及产孢的影响。【方法】同源克隆法从橘青霉中克隆获得laeA基因,构建pGiHTGi-laeA载体,经农杆菌介导转化转入橘青霉,利用hygromycin基因进行阳性克隆子的PCR筛选。使用HPLC方法比较PGA发酵液中橘青霉野生型菌株WT和LaeA过表达菌株OE::laeA的美伐他汀产量差异。血球计数法进行孢子产量比较。荧光定量PCR方法分析WT和OE::laeA中美伐他汀合成基因簇表达量。【结果】成功构建pGiHTGi-laeA载体,并获得LaeA过表达橘青霉菌株(OE:: laeA)。OE:: laeA 中,laeA基因表达量较WT增加29%,mlcB表达量较WT增加72%,mlcR表达量增加153%,孢子产量由(2.38±0.24)×107/cm2减少到(1. 40±0.11)×107/cm2,美伐他汀产量从(35.77±4.63)mg/L提高到(201.46±9.98)mg/L。【结论】在橘青霉中过表达LaeA可能通过提高mlcR和mlcB基因的转录来增加美伐他汀的产量,同时过表达laeA基因不利于孢子的形成。这些结果为美伐他汀生物合成的全局性调控和高产菌株的开发提供基础。
石艺平 , 周雪 , 胡美荣 , 林剑辉 , 陶勇 , 黄建忠
2014, 54(12):1446-1452. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.007
摘要:摘要:【目的】从毕赤酵母X-33的内源分泌蛋白中寻找高分泌能力的信号肽,以提高漆酶POXA1c的表达水平。【方法】通过二维电泳的数据分析,以及毕赤酵母的基因组测序结果筛选出7种毕赤酵母中高分泌水平的蛋白,利用其引导漆酶的分泌,通过测定漆酶的活力,来确定信号肽的分泌能力。【结果】七种信号肽都能引导漆酶的分泌,其中PHO5 和FLO10信号肽,其引导下漆酶POXA1c的活力分别是自身信号肽引导下的2.5倍和2倍。组合信号肽FLO10-αpro和PHO5-αpro引导下漆酶的活力分别为自身信号肽引导下的3 倍和3.5倍,分别比在α-MF引导下提高了20%和40%。【结论】毕赤酵母内源分泌蛋白的信号肽可以有效的引导外源蛋白的分泌,漆酶POXA1c在PHO5-αpro信号肽引导下,通过高密度发酵培养后,其漆酶活力达到57.98 U/mL。
麻婷婷 , 承磊 , 郑珍珍 , 覃千山 , 代莉蓉 , 张辉
2014, 54(12):1453-1461. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.008
摘要:摘要:【目的】研究不同pH缓冲液对乙酸产甲烷过程及对细菌和古菌群落结构的影响。【方法】分别添加磷酸盐(PB)、4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)、哌嗪-1,4-二乙磺酸( PIPES)和NaHCO3/CO2缓冲液到乙酸产甲烷菌系中,定期监测甲烷产生趋势,到稳定期后收集菌体,进行16S rRNA基因的末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)。【结果】发现PB组的乙酸产甲烷菌系延滞期约为40d,显著高于其他组的20-24 d(P<0.05);NaHCO3/CO2组乙酸转化为甲烷的比例为(88.3±0.5)%,显著高于其他组的77%-81%(P<0.05) ;不同缓冲液组的最大甲烷比生长速率为0.46-0.57d-1(P>0.05);NaHCO3/CO2组的细菌群落变化最明显,主要是未培养细菌(unclassified bacteria)、螺旋菌科细菌( Spirochaetaceae)和未培养WWE1类群的丰度较其他组分别增加到(15.5±9.4)%、(7.3±4.6)%和(17.6±6.3)%,而互养菌科(Synergistaceae)的细菌丰度降低到(8.9±8.1)%。AC+PB组中的古菌类群发生了明显变化,以竹节状甲烷鬃毛菌(Methanosaeta harundinacea)相关的产甲烷古菌占主导(97±2%),而在HEPES、PIPES和NaHCO3/CO2 组和不加缓冲液组中同时存在两类乙酸营养型产甲烷古菌M.harundinacea和联合鬃毛甲烷菌(Methanosaeta concilii),以及属于甲烷杆菌目(Methanobacteriales)的氢营养型产甲烷古菌。【结论】在乙酸产甲烷菌系中加入PB增加了甲烷产生的延滞期,加入NaHCO3/CO2增加了甲烷产量,但是添加pH缓冲液不会影响到菌系的最大甲烷比生长速率。加入PB和NaHCO3/CO2都会显著改变微生物的菌群结构。这些研究为设计适宜的产甲烷菌系生长条件提供了参考。
宋兆齐 , 王莉 , 周恩民 , 王风平 , 肖湘 , 张传伦 , 李文均
2014, 54(12):1462-1470. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.009
摘要:摘要:【目的】氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)可能通过近期刚发现的3-羟基丙酸盐/4-羟基丁酸盐途径(3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate cycle,HP/HB)来固定CO2,在海洋和土壤环境下进行化能自养型生长。云南热泉系统已被证明具有丰富的AOA多样性。本论文旨在调查云南不同热泉中,这种CO2固定途径的关健酶———乙酰辅酶A羧化酶基因accA和古菌氨单加氧酶基因amoA,及原核微生物16S rRNA基因的丰度变化,以及它们与环境因子的相关性。【方法】选择20处代表性热泉沉积物样品,通过荧光定量PCR技术,获得各目的基因丰度;利用R软件包对各样点地化参数进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),并通过Mantel test检验各目的基因和地化参数间的相关性。【结果】细菌和古菌16S rRNA基因的丰度范围分别在6.6×107至4.19×1011和1.27×106至1.51×1011拷贝/g 沉积物;古菌accA和amoA 基因的丰度范围为8.89×103至6.49×105和7.64×103至4.36×105拷贝/g沉积物,Mantel test结果显示accA和amoA基因丰度间具有极显著的相关性(R=0.98,P<0.001),两者又分别都与热泉内的NO2-和NO3-浓度存在显著相关,与pH值等其它环境因子没有明显统计学意义上的相关性。【结论】云南地区热泉间的细菌和古菌丰度,以及两者比例关系都存在较大差异;相关性的统计结果进一步证明了热泉环境下的氨氧化古菌是通过HP/HB途径进行CO2固定;本次研究并未发现氨氧化古菌的丰度与环境pH存在明显统计学意义上的相关性,这与常温土壤环境的相关研究结果存在不同。
尹亚琳 , 高崇洋 , 赵阳国 , 王爱杰 , 王敏 , 闫凯丽
2014, 54(12):1471-1480. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.010
摘要:摘要:【目的】为探讨好氧- 厌氧混合污泥启动微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)产电性能以及MFC对微生物群落的选择作用,【方法】以乳酸为底物,应用不依赖于培养的微生物分子生物学技术解析单室MFC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征。【结果】结果表明,MFC经过3个周期启动成功,最高输出电压230 mV。当MFC 外电阻为1656 Ω时,最大功率密度11.15 W/m3,电池运行稳定。混合污泥启动MFC以后,阳极生物膜微生物群落结构同种泥差异较大,且多样性降低。生物膜中微生物类群按丰度依次为β-变形菌纲(Betaproteobacteria) 24.90%、拟杆菌门(Bacteroidetes) 21.30%、厚壁菌门(Firmicutes)9.70%、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria) 8.50%、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)7.90%、绿弯菌门(Chloroflexi)4.20%以及α-变形菌纲(Alphaproteobacteria) 3.60%。有利于生物膜形成与稳定的动胶菌属(Zoogloea)和不动杆菌属(Acinetobacter)序列丰度分别占生物膜群落的5.00%和3.90%,与MFC产电能力直接相关的地杆菌属(Geobacter)序列由混合污泥中的0.60%上升至阳极生物膜中的2.60%。【结论】本研究表明,MFC阳极生物膜在驯化过程中对污泥中的微生物进行淘汰和选择,最终驯化形成了有利于生物膜形成与稳定、有机物厌氧发酵与产电的微生物菌群。
张军 , 乔雅菲 , 王晓 , 裴家伟 , 郑钧予 , 张柏林
2014, 54(12):1481-1488. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.011
摘要:摘要:【目的】研究了植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum) ZJ8对伏马菌素B1和B2吸附作用与机制。【方法】采用高效液相色谱检测菌体对FB1和FB2的吸附率。【结果】菌株ZJ8对FB1和FB2的吸附率分别为89.9%、95.0%,这种吸附特性与菌体活力无关,且随培养时间延长而增加。菌株ZJ8的吸附率在pH 4时达到最大,分别为96.4%和99.0%。碱性和高温条件下都不利于菌株吸附伏马菌素。经强酸和SDS处理后,菌体对伏马菌素吸附率显著性上升。菌体细胞壁对FB1和FB2的吸附率高达96.8%和100%。植物乳杆菌 ZJ8胞壁成分中肽聚糖的吸附率最高,分别为98.4%和100%。【结论】植物乳杆菌ZJ8可以通过吸附作用清除环境中的伏马菌素B1和B2,对吸附起主要作用的是菌体细胞壁上的肽聚糖。
2014, 54(12):1489-1499. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.012
摘要:摘要:【目的】比较新一代高通量测序与传统的变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)指纹图谱技术,评价两种技术研究土壤微生物群落结构的优缺点。【方法】针对新西兰典型草地和森林土壤,以16S rRNA基因为标靶,通过高通量测序和DGGE技术分析土壤微生物群落的组成、丰度和多样性,比较两种方法在土壤微生物研究中的适用性。【结果】在不同的微生物分类水平,高通量测序草地土壤检测到22门,54纲,60目,131科,350属;而DGGE仅检测到6门,9纲,8目,10科,10属,表明DGGE显著低估了土壤微生物的群落组成。森林土壤也得到了类似规律,高通量测序的检测灵敏度是DGGE的3.8、6.7、6.4、19.2及39.4倍。进一步分析土壤中主要微生物类群的相对丰度,发现分类水平越低,高通量测序与DGGE的结果差异越大,尤其在科和属的水平上差异最大。以高通量测序结果为标准,DGGE明显高估了土壤中大多数微生物类群的相对丰度,最高可达2000倍。两种方法都表明草地土壤的多样性指数高于森林土壤,但DGGE多样性指数的绝对值远低于高通量测序结果。【结论】高通量测序能够较为全面和准确的反映土壤微生物群落结构,而DGGE仅能够反映有限的优势微生物类群,在很大程度上极可能低估土壤微生物的物种组成并高估其丰度。
郑虹 , 张文森 , 张晓榕 , 吴晓梅 , 詹兴代 , 邓加聪
2014, 54(12):1500-1506. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.013
摘要:摘要:【目的】铁氧化酶是氧化铁锰鞘细菌类在污水处理中最重要的酶,筛选铁氧化酶高产菌株,研究酶学特性及研究该菌株对水中铁、锰的吸附性能。【方法】利用尿素培养基富集、CGY平板从3份不同水样中分离产铁氧化酶菌株:富集培养铁氧化酶产生菌;摇瓶复筛铁氧化酶产量较高的菌株,通过菌落形态、镜检、生理生化试验和16S rRNA基因序列遗传分析对目的菌株进行鉴定。【结果】分离筛选到一株高产铁氧化酶的菌株S9,被鉴定为鞘细菌球衣菌属浮游球衣菌(Sphaerotilus natans);该菌株对铁锰具有较强的吸附性,当吸附时间为4h时,菌株对水中铁的吸附量为29.02mg/g,吸附率为66.77%;当吸附时间为6h时,菌株对锰的吸附量为34.49mg/g,吸附率为70.68%;该菌株产铁氧化酶的最适温度和pH分别为30℃和7.5,Mg2+、Na+、K+离子对铁氧化酶活性有一定的激活作用,Cu2+对铁氧化酶影响不大,而Mn2+、Zn2+对铁氧化酶具有很强的抑制作用,Pb2+ 、Ag+对铁氧化酶活性有一定的抑制作用。【结论】浮游球衣菌S9 是一株具有较高铁氧化性的菌株,在治理污水和给排水工程中的应用具有潜在的应用价值。
2014, 54(12):1507-1514. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.2014.12.014
摘要:摘要:【目的】明确草菇培养料二次发酵过程中真菌群落变化情况,确定发酵不同阶段的优势菌群,为能够在分子水平上准确高效监测发酵过程,解析发酵机制奠定基础。【方法】采用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)及克隆菌株18S rDNA序列分析技术对草菇培养料二次发酵不同阶段真菌群落结构进行分析。【结果】DGGE图谱显示,不同处理真菌群落多样性存在差异,发酵高温阶段条带多样性较高,而且优势条带及相对含量也在发生动态变化。回收克隆不同发酵阶段的20个优势菌株中,9个菌株为非培养未知真核生物或真菌,其余克隆菌株为非培养散子囊菌目(Eurotiales)、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)、曲霉菌属(Aspergillus sp.)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、Melanocarpus albomyces、炭疽菌属(Colletotrichum sp.)、根毛霉菌属(Rhizomucor sp.)、轮枝菌属(Verticillium sp.)、普通青霉( Penicillium commune)、三角孢小囊菌(Microascus trigonosporus)和Trichosporon lactis 真菌,其中14株(70%)克隆菌株为耐热真菌。【结论】草菇培养料二次发酵过程中真菌群落结构及优势菌群在发生着动态的变化。
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