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摘要:砷是一种无处不在的有毒类金属,其强致癌性引起了人类的广泛关注。在自然环境中,砷的转化存在物理化学过程和生物过程,其中微生物介导的砷转化是环境砷行为的主要影响因素。微生物的耐砷特性与砷吸收、氧化还原、甲基化、区隔化和外排等过程密切相关。砷在微生物体内的转运转化主要与砷解毒有关,但某些微生物可利用氧化还原过程产生的能量以维持其生长需求。本文综述了微生物介导的砷吸收、转化、区隔化和外排机制,这对阐明砷的地球化学循环过程及指导砷污染土壤和水体修复、阻控农作物砷吸收等方面具有重要意义。

摘要:外膜囊泡(OMVs,Outer membrane vesicles)是一种在革兰氏阴性菌甚至某些革兰氏阳性菌中普遍存在的包含生物学活性物质的囊泡状结构,其大小在20-250 nm之间。其组成成分包括脂多糖、外膜蛋白、磷脂、DNA以及在形成过程中被外膜包裹的周质成分等。由于外膜囊泡不能复制且含有大量的细菌抗原,并能有效激活免疫系统,所以被认为是极具潜力的疫苗候选。虽然外膜囊泡从发现至今有50多年的历史,但针对其作为疫苗的潜力探究最近几年才开始,中国关于这方面的文献报道还很少。本文从外膜囊泡诱导免疫应答的机制以及其作为疫苗的研究进展两个方面概述了外膜囊泡可以作为一种新颖的防控疾病的疫苗策略,为今后外膜囊泡疫苗的深入研究提供参考。

摘要:[目的] 以淀粉为原料的乙醇发酵工艺仍然是当前燃料乙醇的主要生产方式。然而,一些原料中含有的果胶物质不仅降低了乙醇产率,而且会导致醪液粘度增大,从而会进一步影响传质和传热、增加设备负担等。构建能够自主降解果胶质的重组酿酒酵母并应用于燃料乙醇生产是值得探索的领域。[方法] 论文将来源于黑曲霉的果胶酯酶基因克隆于α因子信号肽下游并通过酵母α-凝集素C-端蛋白的介导构建了在细胞表面锚定表达果胶酯酶的重组酿酒酵母PE。[结果] 重组酵母的果胶酯酶表达水平达到2.6 U/g (菌体湿重),并进一步鉴定了重组果胶酯酶性质。以甘薯粉为原料的同步糖化发酵实验中,重组酵母PE的乙醇浓度和乙醇转化率分别达到95 g/L和88.1%,与出发菌株相比提高了2.2%。更重要的是,表面展示果胶酯酶能够显著降低发酵过程中的发酵液粘度。[结论] 通过在工业酿酒酵母表面展示表达果胶酯酶不仅能够提高糖化酶等的作用效果和酿酒酵母的代谢能力,而且能够显著降低乙醇生产过程中发酵液的粘度,将对工业规模乙醇生产在降低设备负担、节约能耗方面具有一定的潜在价值。

摘要:[目的] 鉴定从中国传统发酵泡菜分离的1株乳酸菌,并分析其潜在的益生功能。[方法] 通过形态观察、生理生化、16S rRNA基因序列分析等方法对分离得到的乳酸菌进行鉴定;评价该菌株的NaCl耐受能力、抗生素最小抑制浓度,以及益生功能。[结果] 该菌株鉴定为消化乳杆菌(Lactobacillus alimentarius) W369,在10%的NaCl浓度下仍可以存活;对常用抗生素具有不同程度的敏感性。益生功能分析表明,培养72 h后W369对亚硝酸钠的降解率为92.92%;其体外胆固醇脱除率达到31.80%;发酵液上清具有清除DPPH自由基(DPPH·)、超氧阴离子自由基(·O₂^-)和螯合亚铁离子(Fe²⁺)的作用,分别达到(88.02±1.48)%、(43.75±3.10)%和(29.99±2.34)%;完整细胞具有很强的还原能力[(244.52±0.92) μmol/mL半胱氨酸当量]、羟自由基(·OH)清除能力(77.17±0.58)%和抗脂质过氧化的能力(29.67±0.77)%;发酵上清液和无细胞提取物均具有谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(Mn-SOD)活性。[结论] 消化乳杆菌W369分离株具有亚硝酸盐降解能力、胆固醇清除能力和抗氧化活性等诸多益生功能,具有潜在的应用价值。

摘要:[目的] 城市湖泊沉积物中的微生物群体是富营养环境生物修复的重要因素。本研究拟对中型富营养化湖泊——武汉东湖沉积物细菌群体结构及空间变化规律进行研究。加深对富营养湖泊微生物群体结构的理解,并为城市湖泊的保护和污染控制提供参考。[方法] 采用16S rRNA基因RFLP分析和序列分析技术获得细菌群体系统发育信息。采用PCoA法分析武汉东湖沉积物细菌群体内以及与其它湖泊沉积物细菌群体间的相似性。采用CCA法分析环境因素对细菌群体的影响。[结果] 武汉东湖沉积物细菌群体包含13个门和2个未知种群。PCoA分析进一步表明来自东湖3个子湖的细菌群体与其它地域富营养化湖泊的微生物种群结构相似,并区别于重度富营养化子湖庙湖的细菌群体。在庙湖中,我们发现了Thermogymnomonas类古菌的含量显著偏高。CCA分析表明细菌的分布与沉积物中碳、氮和磷元素的含量显著相关。[结论] 本研究进一步确证了环境因素对细菌群体组成和分布的调节作用,加深了对富营养水体微生物群体结构的理解,并为城市湖泊的保护和污染控制提供了参考。

摘要:[目的] 研究鲁氏接合酵母氮源代谢特性,确定鲁氏接合酵母氮源代谢与酱油中氨基甲酸乙酯前体物瓜氨酸和尿素积累的关系。[方法] 通过单一氮源培养、偏好型氮源培养和盐胁迫培养,检测不同条件下鲁氏接合酵母对精氨酸、瓜氨酸和尿素的代谢能力。[结果] 通过对鲁氏接合酵母氨基酸利用能力的分析,确定了甘氨酸、丙氨酸和天冬酰胺3种氨基酸为鲁氏接合酵母的偏好型氮源。在偏好型氮源存在时,鲁氏接合酵母对尿素和瓜氨酸的利用并不受到抑制,丙氨酸和甘氨酸还能够促进对二者的利用。鲁氏接合酵母在单一氮源培养条件下不会降解精氨酸而积累尿素和瓜氨酸,反而可以大量利用氨基甲酸乙酯的前体物尿素和瓜氨酸。但在盐胁迫下,鲁氏接合酵母利用尿素和瓜氨酸受到阻遏,从而造成酱油中氨基甲酸乙酯前体物不能被充分利用而积累。[结论] 盐胁迫阻遏了鲁氏接合酵母对瓜氨酸和尿素的利用,从而造成酱油发酵过程中耐盐细菌所产生的氨基甲酸乙酯前体物的积累。

摘要:[目的] 研究重组腺病毒(rAd)传送的3'非翻译区(UTR)靶向amiR3UTR对猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)在猪肺巨噬细胞(PAM)中复制的抑制作用。[方法] 用表达amiR3UTR或对照amiRcon的腺病毒载体转染AAV-293细胞,获得rAd-amiR3UTR-GFP 和rAd-amiRcon-GFP,用定量RT-PCR检测amiR3UTR在rAd转导细胞中的表达,用定量RT-PCR、Western blotting和病毒滴定检测amiR3UTR对PRRSV复制的抑制作用。[结果] 原代PAM及其细胞系3D4/163均能被rAd-amiR3UTR-GFP转导,但前者转导效率很低;rAd-amiR3UTR-GFP转导细胞能有效表达amiR3UTR,且表达具有剂量和时间依赖性;rAd表达的amiR3UTR能显著抑制不同毒株PRRSV在PAM细胞中的复制,且抑制作用具有剂量依赖性。[结论] amiR3UTR能抑制不同毒株PRRSV在PAM中的复制,其rAd有望作为抗PRRSV新策略进行深入研究。

摘要:[目的] 分析致犊牛脑膜炎大肠杆菌分离株ibeB基因的分子生物学信息。[方法] 以自脑炎死亡犊牛脑组织、肝组织分离鉴定的O161-K99-STa致病性大肠杆菌牛-EN株和牛-EG分离株为材料。根据GenBank中公布的脑膜炎大肠杆菌K1株RS218 ibeB基因序列设计1对引物,采用PCR方法,从分离株中成功克隆ibeB基因,比较分离株ibeB基因与不同来源大肠杆菌ibeB 基因的部分生物信息学特性。[结果] 分离株ibeB基因序列全长1500 bp,包含1371 bp开放阅读框,共编码457个氨基酸;生物信息学分析显示,牛-EN株与致人脑膜炎大肠杆菌K1 RS218的核苷酸和氨基酸同源性分别为90.5%和96.9%,牛-EG株与大肠杆菌K12的核苷酸和氨基酸同源性分别为99.4%和100.0%;ibeB蛋白为亲水性蛋白,分子质量为50.26 kDa,理论等电点为6.05;该蛋白无跨膜区,但具有信号肽序列;亚细胞定位显示,分泌信号通路位点(SP)占比例为0.939,说明该蛋白属于分泌型蛋白。[结论] 从致脑膜炎大肠杆菌分离株中成功克隆ibeB基因,该基因与致人脑膜炎大肠杆菌K1 RS218 ibeB基因有较高的同源性,均有相似的生物学特性,属肠外致病性大肠杆菌。

摘要:[目的] 明确三峡库区消落带周期性淹水-落干对土壤硝化过程及功能微生物的影响。[方法] 在重庆段万州、丰都和长寿3个典型消落带区域,分别采集淹水-落干8次、淹水-落干5次、淹水-落干0次土壤样品,通过室内培养分析土壤硝化作用强度;利用实时荧光定量 PCR研究不同淹水-落干周期土壤氨氧化古菌和细菌的数量变化规律;采用DGGE分子指纹图谱和克隆文库技术研究土壤氨氧化古菌和细菌的群落组成差异。[结果] 万州、丰都和长寿3个消落带中,土壤有机质和pH含量随淹水-落干次数的增加而增加;除长寿消落带外,土壤硝化强度也随着淹水-落干次数的增加而增强;随着硝化作用的发生,氨氧化古菌和细菌数量呈上升趋势,DGGE条带数量、位置和亮度均发生明显变化;氨氧化功能基因amoA的系统发育分析表明:万州和丰都消落带氨氧化古菌均属于土壤类古菌Group 1.1b;而长寿消落带则检测到少量的海洋类古菌Group 1.1a;3个消落带的优势氨氧化细菌均属于Nitrosospira和Cluster 0类群。[结论] 三峡库区独特的“冬蓄夏泄”管理方式,导致淹水-落干8次的土壤经历了周期性的淹水-落干水分胁迫,提升了土壤有机质含量和pH,增加了土壤硝化作用强度,并可能改变了土壤硝化微生物群落结构。

摘要:[目的] 探讨盐角草根部内生细菌群落多样性特征,揭示内生细菌群落结构在宿主关键发育期动态变化规律。[方法] 通过罗氏454高通量测序获得内生细菌16S rRNA片段,然后进行生物信息分析。[结果] 共获得20363条16S rRNA基因序列。各样品中可操作分类单元 (operational taxonomic units,OTUs)在552-941之间。根部内生细菌群落主要包括4个门,其中Proteobacteri门占主导地位,其余依次是Firmicutes,Actinobacteria,Bacteroidetes。在Proteobacteria门中,Gammaproteobacteria是第一大纲,其后是Betaproteobacteria纲。宿主5个发育时期共同拥有7个细菌属,包括Azomonas,Serratia,Pantoea,Serpens,Pseudomonas,Halomonas,Kushneria。整体上看,Gammaproteobacteria纲在宿主5个发育时期呈现增长趋势。优势菌属在5个发育期存在差异,分别为Delftia,Kushneria,Serratia,Pantoea,Erwinia。所有文库总共含2108个特异OTUs, 共同拥有5个相同OTUs。花期OTUs数量最多,结种期内生细菌多样性降低。在宿主的5个发育时期中,土壤pH、月均温和土壤盐含量这3个环境因子组成的集合对其内生细菌群落变化具有显著影响。[结论] 盐角草内生细菌群落多样性丰富,宿主发育期决定了内生细菌群落结构。

摘要:[目的] 从大豆根瘤中筛选具ACC (1-氨基环丙烷-1-羧基)脱氨酶活性的内生细菌,对活性菌株的抗盐碱性、系统分类地位以及代表菌株的促生长作用进行研究,为发掘和应用抗逆、促生优良菌种资源提供理论基础。[方法] 以ACC作为唯一氮源测定菌株产ACC 脱氨酶特性,采用标准曲线法测定α-丁酮酸含量,比色法定量测定ACC脱氨酶活力,固体平板筛选法对活性菌株进行抗性分析,通过菌体形态及生理生化特性测定、16S rRNA基因序列同源性分析鉴定菌株分类地位,采用盆栽试验验证代表菌株的促生作用。[结果] 从河南省13个市(地区)36个点采集的大豆根瘤中筛选出8株ACC脱氨酶内生细菌,其中菌株DD132的酶活性最高(15.712 U/mg)。筛选菌株可耐受4%-6% NaCl, 其中菌株DD165、DD132可耐受9% NaCl盐浓度。在pH 11时5株(DD14、DD132、DD67、DD141、DD131)生长良好,说明这些菌株有较强耐碱性。8株产ACC脱氨酶菌株分属于4属,即芽孢杆菌属(Bacillus)、肠杆菌属(Enterobacter)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和泛菌属(Pantoea)。接种试验表明内生菌DD132对小麦幼苗生长具有明显促生长作用。[结论] 大豆根瘤内具ACC脱氨酶高活性菌株有较强耐盐碱性,其中菌株DD132对小麦幼苗生长有明显促生长作用。为发掘和应用抗逆、促生的优良菌种资源提供理论基础。

摘要:[目的] 铁载体(Siderophore)是由微生物产生的一类低分子量金属离子螯合物。在生物医药、环境修复、健康食品等领域均具有广泛应用前景。文献调查显示,针对碱性环境真核微生物铁载体研究尚无相关报道。从中筛选高活性铁载体真菌具有重要意义。[方法] 采用铬天青S显色法对分离于云南省碱性湖泊-程海和个旧大屯碱性尾矿土壤的99株真菌进行筛选;利用“分光光度法”对菌株产铁载体能力和铁载体类型进行考察;采用固相萃取(SPE)手段对菌株铁载体富集效果进行考察;根据菌体形态电镜观察和ITS基因系统发育树构建,对菌株进行生物学鉴定。[结果] 通过初筛和复筛,确定菌株FEDT-866、FEDT-145、FECH-998和FECH-595均为铁载体高产菌株;所产铁载体类型主要为异羟肟酸型和羧酸型。除菌株FEDT-866外,铁载体活性产物适合采用固相萃取(SPE)方法进行富集。经生物学鉴定,菌株FEDT-866和FECH-998属于曲霉属,分别与Aspergillus tubigensis和A. nomius相似性较高;菌株FECH-595和FEDT-145属于青霉属,分别与Penicillium svalbardense和P. chrysogenum相似性较高。[结论] P.chrysogenum是1种常见的产铁载体真菌。而A. tubigensis、A. nomius及P. svalbardense菌株尚无产铁载体相关报道,可作为铁载体研究良好材料。

摘要:[目的] 从肉联厂附近土壤中筛选出新型的胶原酶菌种,并通过提高其产酶量后研究其胶原酶的纯化方法,进一步研究该胶原酶对胶原蛋白的降解效率。[方法] 经形态特征、生理生化特征以及16SrRNA基因进化树分析鉴定该菌株,并对该菌株产酶发酵条件进行优化,最终利用强阴离子交换树脂对该菌株所产的胶原酶进行分离纯化。[结果] 该菌株鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。对该菌株的产酶发酵条件进行优化,结果表明最适碳源为2.0%葡萄糖、最适氮源为1.5%胰蛋白胨、最适无机盐为0.005% Ca²⁺;初始发酵液pH 7.5、发酵温度37 ℃,在最适条件下,该菌株发酵液的酶活为(65.81±2.06)U/mL,相比优化前(26.7±1.9) U/mL,酶活提高约1.5倍。对该菌株所产的胶原酶进行分离纯化,得到1个分子量约为100 kDa、纯度大于90%的胶原酶,其比酶活力约为(7615.0±78.7) U/mg。[结论] 该研究所发现的胶原酶酶活较高,能够使胶原蛋白在短时间内被有效地降解为具有生物活性的胶原短肽,在食品、医疗、保健品、化妆品等领域具有较广泛的应用前景。

摘要:[目的] 在对白腐菌栓菌(Trametes sp.) SQ01锰过氧化物酶(MnP) 纯化的基础上,通过MnP对HOPDAs的转化实验,了解白腐菌 MnP对2-羟基-6-氧-6-苯基-2,4-己二烯酸(HOPDA) 及其衍生物的作用,揭示MnP新的催化特性。[方法] 利用紫外可见光谱法分析锰过氧化物酶对10种不同取代基的HOPDAs转化情况,并对锰过氧化物酶的稳态动力学参数进行了测定;红外光谱法分析了HOPDA及其产物的分子结构。[结果] 锰过氧化物酶可以转化HOPDA及其卤代HOPDAs,特别是锰过氧化物酶可以催化3,8,11-3Cl HOPDA,而这一物质几乎不能被联苯水解酶(2-羟基-6-氧-6-苯基-2,4-己二烯酸水解酶)和红球菌(Rhodococcus sp.) R04转化。稳态动力学分析表明,在5种HOPDAs中,HOPDA是锰过氧化物酶的最适底物,3,10-2F HOPDA的转化效率(K_cat/K_m) 是最高的。紫外可见光谱分析表明,锰过氧化物酶在转化HOPDA及其衍生物时最大吸收峰在可见光区均会发生蓝移。红外分析表明,锰过氧化物酶可以使HOPDA的共轭双烯转化为单烯,C_β上的羟基消失。[结论] 锰过氧化物酶能够有效降解HOPDA及其衍生物,这为联苯及其中间代谢物的顺利降解提供了新的策略。

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