2015, 55(6):661-666. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140376
摘要:摘要:肠道中甲烷菌可以在严格厌氧的条件下利用H2和碳源生成甲烷,约1/3的正常人体内都可以检测到甲烷。近年来,很多研究发现甲烷菌在维持肠道微生态稳定方面起积极作用,越来越多的研究关注甲烷菌发酵产物(甲烷)在肠道中的代谢,主要集中于甲烷菌与肠道功能失调之间的关系。IBS患者肠道甲烷菌数量常比正常人群少,并且肠道甲烷菌与肥胖症的发生有一定关系。本文对甲烷菌的产甲烷作用在肠道功能稳定方面的作用、甲烷与肠道疾病(肠易激综合症、结肠癌)以及甲烷菌和甲烷与肥胖症的关系进行概述,并从上述几个方面综述肠道产甲烷菌、甲烷与肠道健康的关系。
2015, 55(6):667-674. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140463
摘要:摘要:流行病学调查表明,结肠癌的发病率逐年增高。结肠癌的发病是多因素协同作用的结果,这使得对结肠癌的预防和治疗都面临困境。研究普遍认为人体肠道微生态系统的平衡是预防结肠癌的关键,而摄入乳酸菌可起到维持肠道微生物菌群平衡的作用。因此,乳酸菌的生物学功能和抗肿瘤作用日渐受到研究人员的关注。本文结合我们课题组的研究成果,从结肠癌的发病原因着手,详述了乳酸菌抑制结肠癌的可能途径或机制,最后总结了乳酸菌各成分及其代谢产物在潜在抑制结肠癌过程中发挥的作用。
2015, 55(6):675-682. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140440
摘要:摘要:青枯菌(Ralstonia solanacearum)可导致多种重要经济作物毁灭性枯萎(bacterial wilt,又称青枯病),是世界上分布最广、危害最严重的十大植物病原细菌之一。注射器状的三型分泌系统(Type III secretion system)是青枯菌的一个决定性致病因子,青枯菌利用T3SS向寄主细胞中注射大量效应蛋白(Type III effectors)来抑制寄 主的免疫反应,从而引起寄主感病。本文围绕近年来有关青枯菌T3SS 遗传特性、表达调控、效应蛋白功能等方面最新进展进行综述,为全面了解青枯菌致病机理和植物细菌病害的防治提供新思路。
陈秀 , 张晓君 , 李沁元 , 薛正晟 , 李桂鼎 , 贾鳗 , 赵立平 , 姜怡
2015, 55(6):683-690. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140392
摘要:摘要:【目的】分析比较几种哺乳动物粪便细菌群落多样性,了解粪便细菌多样性与动物进化和食物的关系。【方法】采集6 种哺乳动物粪便样品;提取总DNA;PCR扩增,获得16S rDNA V3标签片段;用454焦磷酸测序技术进行高通量测序;主要基于QIIME平台分析比较粪便细菌多样性。【结果】分析发现,厚壁菌门和拟杆菌门广泛存在于各样品中,并且占绝对优势。α多样性分析发现,杂食性的长臂猿、黑猩猩和川金丝猴的多样性最高,其次是肉食性的东北虎,来自熊科杂食性的亚洲黑熊和大熊猫的多样性最低。β 多样性分析发现,白眉长臂猿、黑猩猩、川金丝猴几种灵长目动物粪便的菌群相似,而大熊猫菌、黑熊、孟加拉虎几种食肉目动物粪便细菌群相似但食肉动物孟加拉虎主要又因含梭杆菌门而区别于其他动物。【结论】动物粪便细菌优势类群明显;同种动物重复样本的相似性最高,各种动物多样性存在差异,但几种灵长类动物粪便细菌多样性更丰富;动物粪便细菌的组成和动物的进化及食物相关。本研究为哺乳动物粪便菌资源及后续研究提供了借鉴。
张贺 , 张欣 , 蒲金基 , 漆艳香 , 陆英 , 喻群芳 , 张辉强 , 谢艺贤
2015, 55(6):691-699. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140404
摘要:摘要:【目的】应用简单序列重复区间(inter-simple sequence repeats,ISSR)分子标记技术对全国主要香蕉产区95个香蕉枯萎病菌菌株进行ISSR分析,了解其遗传多样性,为香蕉品种的合理布局及枯萎病的防治提供理论依据。【方法】选用8条引物,对香蕉枯萎病菌进行ISSR-PCR分析,采用NTSYSpc v2. 10e软件分析其遗传结构。【结果】从33条随机引物中筛选出8条重复性好、特异性高的引物,共产生52个ISSR分子标记,其中92.3%的片段具有多态性。菌株间的Nei 遗传距离(D)为0.57-1.00,供试菌株以遗传距离为0.68阀值可以分为A、B、C、D、E、和F共6个类群,所占的比例分别为51.06%、5.20%、2.08%、39.58%、1.04%、1.04%。【结论】病原菌菌株间的遗传变异很大,差别很明显,ISSR聚类组群的划分与病原菌的寄主和小种有很明显的相关性。
2015, 55(6):700-706. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140491
摘要:摘要:【目的】陈皮保存的时间越长即陈皮越老其药用功效越显著。本工作拟从7年陈皮中分离有益微生物,并制成相应的微生物产品,应用于高品质耐储存陈皮的生产。【方法】以7年陈皮为材料,用4 种培养基分离微生物;采用SDS-PAGE全细胞蛋白电泳和IS-PCR指纹图谱对所分离到的微生物进行聚类分析,再选取每个类群的代表菌株进行分子系统发育分析及生理生化鉴定。【结果】从7年陈皮中分离、纯化23株细菌,但没有分离到真菌与放线菌。23株细菌聚为4个类群,其中类群I属于芽孢杆菌属(Bacillus),类群II、类群III、类群IV 属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus)。【结论】4个类群中只有类群II代表菌株cp20具有明显的柠檬酸盐利用能力,在陈皮的试验制作过程中具有防腐耐储存作用。
王璐 , 杜德尧 , 李金娥 , 田宇清 , 刘浩 , 牛国清 , 谭华荣
2015, 55(6):707-718. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140602
摘要:摘要:【目的】异源表达尼可霉素生物合成基因簇,为尼可霉素核苷和肽基缩合机制研究以及尼可霉素与其它核苷类抗生素的组合生物合成奠定基础。【方法】以含有尼可霉素生物合成基因簇的pNIK 为出发质粒,通过PCR-targeting 的方法,将基因簇中sanG和sanF的启动子替换为组成型hrdB启动子,构建重组质粒pNIKm。通过接合转移的方法分别将pNIK和pNIKm导入天蓝色链霉菌M1146中,获得异源表达菌株M1146-NIK和M1146-NIKm,并通过RT-PCR检测基因簇的表达情况。最后通过抗菌活性实验和产物的分离 鉴定,比较M1146-NIK和M1146-NIKm的抗菌活性和尼可霉素的产生情况。【结果】pNIK和pNIKm在异源宿主天蓝色链霉菌M1146成功表达; M1146-NIK和M1146-NIKm均有明显的抗菌活性; M1146-NIK和M1146-NIKm均能产生少量的尼可霉素X、Z和假尼可霉素Z;M1146-NIK大量积累尿苷,而M1146-NIKm大量积累尿苷、核糖基-4-甲酰-4-咪唑-2-酮和吡啶同型苏氨酸。【结论】尼可霉素生物合成基因簇成功异源表达,并分离鉴定了尼可霉素产物及其生物合成中间体。本研究将为尼可霉素核苷和肽基缩合的酶学机制研 究以及尼可霉素与其它核苷类抗生素组合合成新型杂合抗生素提供理论依据和指导。
2015, 55(6):719-724. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140171
摘要:摘要:【目的】探讨目前唯一具有有机溶剂耐受性的嗜热细菌新物种Anoxybacillus flavithermus ssp.yunnanesis E13T甲苯胁迫下膜脂肪酸的变化。【方法】在不同条件下培养菌株E13T,收集细胞,提取脂肪酸,采用气相色谱-质谱(GC-MS)对脂肪酸进行定量测定分析。【结果】0.3% (V/V)甲苯胁迫下生长时,菌株E13T是在从延滞期进入初始生长的时刻显著上调饱和直链脂肪酸含量,然后随着菌体的生长,饱和直链脂肪酸的含量持续减少;在100%甲苯幸存实验中,菌株E13T的饱和直链脂肪酸的增加幅度更为显著。【结论】与常温下的有机溶剂耐受菌一样,A.flavithermus ssp.yunnanesis E13T也是通过调节细胞膜上的脂肪酸,促使细胞膜变硬以抵御甲苯毒性。但是它是通过调节饱和直链脂肪酸,而不是像常温下的有机溶剂耐受菌那样调节不饱和脂肪酸。
2015, 55(6):725-731. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140513
摘要:摘要:【目的】作为一种次级代谢产物,ε-聚赖氨酸生物合成受不同因素制约,为评价细胞活性对ε-聚赖氨酸生物合成的影响,研究发酵过程细胞活性、ε-聚赖氨酸合成及其它发酵参数变化,基于此改进发酵工艺。【方法】以BacLight Live/Dead和5-氰基-2,3-二甲苯基氯化四唑(5-cyano-2,3-ditolyl tetrazolium chloride,CTC) 为荧光探针,激光扫描共聚焦显微镜监测不同发酵时期细胞活性,并分析pH、细胞生长、ε-聚赖氨酸生物合成以及葡萄糖利用;通过向ε-聚赖氨酸合成期细胞添加酵母粉调控细胞活性改进发酵工艺。【结果】BacLight Live/Dead为探针的共聚焦显示ε-聚赖氨酸发酵过程生长期(0-16 h)的细胞大都具有活性;CTC作为探针的分析显示生长期及ε-聚赖氨酸合成期前期(16-30 h)细胞活性高,ε-聚赖氨酸合成终止时细胞仅显示微弱活性;调控ε-聚赖氨酸合成期细胞活性的发酵工艺ε-聚赖氨酸终浓度达2.24 g/L(对照1.04 g/L)。【结论】调控ε-聚赖氨酸合成期细胞活性的发酵工艺可有效促进ε-聚赖氨酸生物合成。
王丽滨 , 徐红梅 , 吴凯峰 , 郑玉强 , 王建敏 , 马峰 , 张雪梅 , 尹一兵 , 张群
2015, 55(6):732-738. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140549
摘要:摘要:【目的】研究肺炎链球菌糖代谢蛋白CcpA对肺炎链球菌荚膜多糖(CPS)的调控作用。【方法】利用大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)工程菌原核表达CcpA蛋白,使用Ni2+亲和层析的方法纯化蛋白。利用纯化后的CcpA蛋白免疫昆明小鼠并制备多克隆抗体;采用ELISA法测定抗CcpA抗体效价。随后,利用Westertn blot方法分析CcpA蛋白在肺炎链球菌中的保守性。另外,利用EMSA方法分析CcpA与cps基因座启动子区域片段的结合。最后,构建ccpA基因缺失株和ccpA基因回复株;利用ELISA法测定野生D39菌 株、ccpA基因缺失株和ccpA基因回复株的荚膜多糖含量。【结果】Western blot结果显示CcpA蛋白在多种血清型的肺炎链球菌均有表达,CcpA蛋白可与cps基因座启动子区域结合,且呈剂量依赖性;ccpA基因缺失时,细菌CPS含量升高,回复表达CcpA蛋白后,CPS含量显著降低。【结论】CcpA是肺炎链球菌中一种保守表达的蛋白,可通过调节cps基因座启动子负性调控肺炎链球菌荚膜多糖的表达。
2015, 55(6):739-747. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140552
摘要:摘要:【目的】从一株具有细菌群体感应(Quorum Sensing,QS)信号分子淬灭活性的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) SS6中扩增N-酰基高丝氨酸内酯酶(N-acylhomoserine lactonase,AiiA)基因aiiASS6并异源表达,研究此信号降解酶的酶学特性。【方法】设计特异性引物,从B.subtilis SS6中克隆N-酰基高丝氨酸内酯酶基因aiiASS6,测序并进行生物信息学分析;将此基因克隆到表达载体pET28(a),构建重组菌株并提纯目的蛋白AiiASS6;然后用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)分析目的蛋白AiiASS6降解QS信号分子N-(3-Oxooctanoyl)-L-homoserine lactone (OOHL)的酶学特性。【结果】克隆得到基因片段,命名为 aiiASS6 (GenBank: KP125494),其编码一条含有297氨基酸残基的多肽,用pET28(a)成功构建重组质粒pET28-aiiASS6。生物信息学分析表明,AiiASS6的氨基酸序列含有N-酰基高丝氨酸内酯酶典型的“HXHXDH”基序和194 位的Tyr残基。在Escherichia coli BL21(DE3)中异源表达AiiASS6,用Ni柱纯化后,AiiASS6含量达2.76 mg/mL。HPLC检测结果表明AiiASS6对OOHL具有很强的催化活性及耐热性,Km和Vmax分别为0.998 mmol/L和22.3 U/mg,最适pH为7.6,最适温度范围为50-90℃;此酶在4℃保存3个月后其残余活性仍达到86%,表现出较强的稳定性。【结论】从B.subtilis SS6中获得的QS淬灭酶AiiASS6表现出降解QS信号分子的高活性,其酶学特性表明它具有作为微生物制剂防控植物或水产养殖中基于QS调控的病原菌毒力的应用潜力。
刘艳如 , 邱黎清 , 黄建忠 , 赵丙春 , 王作镇 , 朱晓兰 , 高媛媛 , 舒正玉
2015, 55(6):748-754. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140529
摘要:摘要:【目的】为更好地提高伯克霍尔德菌ZYB002脂肪酶LipA在TMP纸浆造纸工艺中的应用,有必要利用蛋白质工程技术,提高其热稳定性。【方法】基于B-factor值筛选LipA多肽链中潜在的突变位点,利用迭代饱和诱变技术,构建突变文库,筛选热稳定性提高的突变体。【结果】利用上述方法,从4个突变文库中分别筛选到在55℃下,半衰期较野生型脂肪酶LipA分别提高了1.8倍、3倍、2.2倍和1.7倍的脂肪酶突变体。【结论】基于B-factor值选择突变位点,利用迭代饱和突变技术,快速筛选到热稳定性有显著提高的突变体。
2015, 55(6):755-763. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140497
摘要:摘要:【目的】石油污染严重威胁生态系统和生物圈,微生物修复被认为是一种安全有效可代替物化方法来治理石油污染的办法。本文对我们从石油污染土壤中分离获得的一株可分解正烷烃和原油的革兰氏阴性菌SJTD-2的理化性质和降解效能进行了研究。【方法】利用菌株表型和生理性质、16S rRNA序列比较分析与进化树绘制,确定新分离菌株SJTD-2的种属;测定菌株SJTD-2的生长曲线,确定其利用不同长度烷烃和原油为单一碳源的效能;利用GC-MS检测烷烃类物质的残留量,确定菌株SJTD-2降解烷烃和原油SJTD-2的降解效率和降解周期。【结果】菌株表型与16S rRNA序列比较及进化树比对分析结果显示,菌株SJTD-2与假单胞菌属的亲缘关系十分接近,为铜绿假单胞菌。菌株SJTD-2 可有效分解C10到C26的中链和长链烷烃及原油,利用它们作为其单一碳源生长;该菌株对长链烷烃(C18-C22)的利用效果较中链烷烃好,其中正二十二烷被认为是其最佳碳源。48 h内,该菌株可完全降解500 mg/L正二十二烷;72h 后,2 g/L的正二十二烷可几乎被菌株全部分解利用。此外,菌株SJTD-2在7 d内可将2 g/L的原油分解88%以上。【结论】与现有其它烷烃降解菌相比,铜绿假单胞菌SJTD-2具有突出的长链烷烃与原油降解效能及耐受能力,该菌株的发现与研究将有助于烷烃降解机制的研究和环境修复的进程。
2015, 55(6):764-771. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140410
摘要:摘要:【目的】通过对云南大围山四种常见苔藓植物提灯藓(Mnium sp.)、地钱(Marchantia polymorpha)、金发藓(Polytrichum commune)和塔藓(Hylocomium splendens)内生真菌多样性的研究,丰富不同环境苔藓植物内生真菌多样性特征及其群落结构特点,为内生真菌在水生植物向陆生过渡过程中可能的生态学功能研究打 下基础。【方法】采用可培养方法分离内生真菌,结合形态学特征和分子生物学数据对所分离的菌株进行鉴定,研究其多样性。【结果】从4种植物的630个组织块中共分离得到内生真菌900株,内生真菌的分离频率和定殖率分别在1.17-1.77和96.88%-100%之间,与其他非极端环境苔藓植物内生真菌的分离频率和定殖率相近,却普遍高于已报道的极端环境苔藓植物内生真菌的分离频率和定殖率。经鉴定,这些内生真菌分属于57个分类单元,其中炭角菌属(Xylaria)、炭疽菌属(Colletotrichum)、青霉属( Penicillium)和木霉属(Trichoderma)是大围山四种苔藓植物的优势内生真菌属,但各植物的优势种各不相同,部分内生真菌显示出一定的宿主或组织专一性。四种苔藓植物内生真菌的多样性指数和相似性系数分别在1.80-3.22和0.409-0.613之间,也普遍高于已报道的极端环境苔藓植物内生真菌的多样性指数和相似性系数。【结论】 我们的研究表明,大围山苔藓植物内生真菌的多样性及丰度与相似环境中苔藓植物和维管植物的相似,但却普遍高于极端环境苔藓植物的内生真菌。因此,除宿主植物外,环境条件也是影响植物内生真菌多样性和丰度的一个重要因素。
陈静瑜 , 冯翊果 , 吴燕玲 , 孟祥飞 , 胡美娟 , 陈文峰 , 谷峻
2015, 55(6):772-779. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140509
摘要:摘要:【目的】比较非培养和培养方法揭示的花生根瘤菌遗传多样性差异,以期建立慢生根瘤菌快速检测占瘤率技术。【方法】采用经典分离培养技术获得花生根瘤菌和非培养方法直接从根瘤中收获类菌体分别提取DNA后,比较分析BOX-PCR指纹图谱,根据多样性指数评价基于非培养和培养方法的BOX-PCR指纹图谱技术揭示花生根瘤菌遗传多样性的差异。【结果】基于非培养方法检测的花生根瘤类菌体为81.8%,获得85种遗传群;基于培养方法分离花生根瘤菌菌株为72.7%,获得71种遗传群;两种方法共同检测到17种 BOX-PCR遗传图谱相一致。根据多样性指数基于非培养方法反映不同地区花生根瘤菌遗传多样性结果较一致,基于培养方法反映各地区的花生根瘤菌遗传多样性结果存在明显差异。【结论】基于非培养方法检测根瘤类菌体的遗传多样性,能够更快速、真实反映不同土壤花生根瘤中的优势遗传群,快速地统计根瘤菌菌株占瘤率;与培养方法相结合有利于获得花生根瘤菌竞争结瘤能力强的土著菌株,从而为筛选高效根瘤菌菌株奠定基础。
王建敏 , 徐绣宇 , 马峰 , 徐红梅 , 王丽滨 , 邢燕 , 粟玉凤 , 张雪梅
2015, 55(6):780-787. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140488
摘要:摘要:【目的】明确肺炎链球菌荚膜多糖合成操纵子的启动子序列出现的点突变313713 T→C是否可导致细菌荚膜缺失。【方法】Western blot检测肺炎链球菌突变株SPY1 (NC_008533.1 313713 T→C)荚膜多糖含量;实时定量荧光PCR分析荚膜多糖合成基因cps2A、cps2B、cps2C以及cps2D的表达量;构建重组质粒pEVP3-cps promoterD39和pEVP3-cps promoterSPY1,分别转化D39和SPY1菌株,通过β-半乳糖苷酶活性检测来验证转入的启动子序列对细菌荚膜合成的影响,并通过电镜观察荚膜结构和荚膜肿胀试验进一步验证。【结果】肺炎链球菌SPY1 的荚膜多糖含量较野生型显著下降,其相关基因cps2A、cps2B、cps2C以及cps2D的表达量较野生型D39均显著降低;与D39-pEVP3-cps promoterD39对比,D39-pEVP3-cps promoterSPY1的β-半乳糖苷酶活性下降了76%,与SPY1-pEVP3-cps promoterD39相比,SPY1-pEVP3-cps promoterSPY1的β-半乳糖苷酶活性下降了约79%;电镜结果显示,重组SPY1-pEVP3-cps promoterD39荚膜可恢复至野生型水平,并且重组D39-pEVP3-cps promoterSPY1 (NC_008533.1 313713 T→C)荚膜肿胀试验呈阴性。【结论】荚膜多糖合成操纵子的启动子序列点突变313713 T→C可导致荚膜多糖合成基因表达显著下调,从而引起菌株SPY1的荚膜显著减少甚至缺失。
2015, 55(6):788-794. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20140461
摘要:摘要:【目的】磷是树木生长的必需营养元素之一,磷素营养丰缺条件下,研究外生菌根真菌的草酸分泌及调控有益于揭示它们活化利用土壤无机磷的机理。【方法】试验设置低、正常、高3种不同磷浓度,液体培养外生菌根真菌,研究了磷和Ca2+信号/阴离子通道抑制剂对草酸分泌的调控作用。【结果】外生菌根真菌能分泌大量的氢离子和草酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸和丁二酸等多种有机酸,对溶解难溶性无机磷有重要作用。在外生菌根真菌分泌的有机酸中,草酸占15.14%-36.01%;低磷促进草酸分泌,正常和高磷则产生抑制作用;培养液磷浓度和菌丝含磷量分别与供试菌种的草酸分泌速率呈显著或极显著负相关,相关系数依次为r=-0.264*和r=-0.349**,n=60,*表示显著(P0.05),**表示极显著(P 0.01),说明磷能调控外生菌根真菌分泌草酸。在低磷胁迫下,钙调蛋白抑制剂、Ca2+通道抑制剂、Ca2+内膜通道抑制剂和阴离子通道抑制剂显著抑制外生菌根真菌分泌草酸。但是,在正常和高磷条件下,草酸分泌速率低,未响应Ca2+信号/阴离子通道抑制剂。【结论】供试外生菌根真菌能分泌大量的氢离子和有机酸(尤其是草酸),有益于溶解土壤无机磷,改善寄主植物的磷营养;供磷水平调控草酸分泌速率;在低磷胁迫下,Ca2+信号是介导外生菌根真菌分泌草酸的信号因子。
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