2016, 56(8):1211-1221. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150484
摘要:锌(Zn)是生命体不可或缺的微量元素,对细菌和宿主同等重要。细菌体内锌离子稳态的维持依赖锌离子转运和调控体系。宿主通过限制锌离子或高锌离子中毒来控制细菌感染。为了在宿主体内生存,细菌必须表达高亲和力的锌离子转运系统,如ZnuABC,以获取足够的锌离子。由于锌与细菌大量的代谢和毒性通路密切相关,在细菌建立感染的过程中尤为重要,因此通过抑制锌离子转运系统来影响锌离子的稳态,将成为一个非常有发展前途的新型抗菌策略。
2016, 56(8):1222-1233. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150517
摘要:吸器是专性寄生真菌和卵菌的菌丝产生的一种短小分支变态结构,由吸器体、吸器外间质和吸器外质膜3部分组成。吸器不仅仅是吸收和转运寄主植物的营养物质的功能,它在病原菌生物合成、抑制寄主的防御反应等方面也具有不同程度的作用。对吸器的深入了解将有助于更好地认识、控制专性寄生菌。本文综述了吸器关于营养吸收与致病性方面的功能,讨论了有待解决的问题及今后的研究趋势。
2016, 56(8):1234-1241. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150540
摘要:植物再植病严重危害农作物的生长发育,形成原因复杂,最新的研究显示它与根际微生态的变化相关,其中主要涉及根际微生物菌群结构的变化。现代高通量测序技术的迅速推广使得根际微生物和再植病间关系成为新的研究热点;本文根据国内外植物再植病病因、根际土壤微生物多样性以及它们与植物生长发育关系等多方面的研究成果,综合分析植物再植病与根际微生物间的关系,以期从根际微生物种群动态变化的角度认识植物再植病的病因并为防治提供新的思路。
2016, 56(8):1242-1255. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150490
摘要:[目的] 以黑曲霉(Aspergillus niger)为宿主菌来表达葡萄穗霉(Stachybotrys chartarum)中的β-甘露聚糖酶(β-mannanase)基因。[方法] 通过对葡萄穗霉全基因组进行比对分析,获得编码β-甘露聚糖酶基因s16942和s331的序列信息,通过设计引物,PCR扩增得到基因s16942和s331,连接到载体pGm上,并转化到黑曲霉中,获得的转化子经过amdS二筛平板复筛,测序验证,得到高效表达此基因的工程菌株G1-pGm-s16942和G1-pGm-s331。[结果] SDS-PAGE检测结果显示,G1-pGm-s16942和G1-pGm-s331表达的蛋白分子量大小分别约为48 kDa和60 kDa,且阴性对照中没有此条带。粗酶液的酶学性质表明,G1-pGm-s16942表达的β-甘露聚糖酶的最适反应温度为60℃,最适反应pH为7,粗酶液的酶活最高达521 U/mL;G1-pGm-s331表达的β-甘露聚糖酶的最适反应温度为50℃,最适反应pH为7,粗酶液的酶活最高达84 U/mL。[结论] 本研究首次将葡萄穗霉的β-甘露聚糖酶基因转化到黑曲霉中并成功表达,并且具有较高的活性。
2016, 56(8):1256-1265. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150500
摘要:[目的] 茎瘤固氮根瘤菌既可以与毛萼田菁共生固氮,又可以自生或作为内生菌在其他植物体内固氮。由于其具有3种生活状态及固氮能力,其感受外界信号的趋化系统应当更为复杂多样。目前对茎瘤固氮根瘤菌的趋化通路研究很少,因此我们将茎瘤固氮根瘤菌的趋化系统与其他已有研究的菌株相比较。[方法] 基于NCBI蛋白数据库,利用BLAST程序对菌株ORS571及已公布全基因组序列的α变形菌门的其他菌种进行趋化基因簇的比较分析;基于Pfam蛋白数据库,利用HMMER3程序对甲基化受体蛋白序列进行比较分析。[结果] 分析结果表明茎瘤固氮根瘤菌中有1条主要的趋化基因簇,其中所编码的甲基化酶CheR为非五肽依赖型;此外,该菌还具有43个甲基化受体蛋白基因,所编码的受体蛋白保守区段均由38个七肽单位组成。[结论] 通过比较基因组学的分析可知茎瘤固氮根瘤菌与其他菌属相比趋化系统具有高度同源性,但同时存在自身的独特性,这一结论能够使我们更好的了解茎瘤固氮根瘤菌利用趋化系统适应环境的过程。
2016, 56(8):1266-1272. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150502
摘要:[目的] 研究和厚朴酚(HNK)抑制MRSA生物被膜(BF)形成的作用机制。[方法] 使用TTC法测定了HNK对供试菌株BF的形成和成熟BF的抑制作用;刚果红平板法定性检测了HNK对PIA合成的影响;分光光度法测定了HNK对供试菌株eDNA释放量的影响;RT-PCR技术检测了HNK对供试菌株icaA、cidA以及agrA基因表达量的影响。[结果] HNK对MRSA 41573 BF的形成和成熟BF均有较强的抑制作用,其中,HNK抑制MRSA 41573 BF形成的MIC和MBC分别为10 μg/mL和20 μg/mL;抑制成熟BF的MIC和MBC分别为50 μg/mL和100 μg/mL。当用亚抑菌浓度的HNK与万古霉素联合作用后,可显著提高成熟BF对万古霉素的敏感性。HNK能显著抑制PIA的合成,且呈浓度剂量依赖。HNK能抑制供试菌株eDNA的释放量,其中1/8 MIC的HNK作用供试菌株16 h后,与对照组相比,eDNA的释放量降低了28.3%。HNK可抑制供试菌株BF形成的相关基因,其中1/2 MIC的HNK作用供试菌株16 h后,与对照相比,icaA的表达量降低了59.1%,cidA的表达量降低了56%,agrA的表达量降低了72.3%。[结论] HNK能显著抑制MRSA 41573 BF的形成,其作用机制主要是通过抑制icaA和cidA基因表达量,影响PIA和eDNA的合成,进而抑制BF的形成。此外HNK也可通过调控细菌的QS系统影响BF的形成。
2016, 56(8):1273-1281. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150504
摘要:[目的] 非核糖体多肽合成酶(NRPS)在植物病原真菌与其寄主互作过程中发挥着重要作用,明确VmNRPS12基因在苹果树腐烂病菌致病过程中的功能,将为今后深入研究苹果树腐烂病菌NRPS作用机制提供理论依据。[方法] 基于苹果树腐烂病菌全基因组数据,得到VmNRPS12基因。运用qRT-PCR技术分析VmNRPS12在侵染初期的表达水平,利用Double-joint PCR和PEG介导的原生质体转化获得该基因抗潮霉素的突变体,对突变体进行PCR检测及Southern blot验证得到敲除突变体,进一步通过重新导入该基因全长片段获得互补突变体,最后对野生型、敲除突变体和互补突变体进行菌落、产孢及致病力观察,对检测数据用SPSS软件进行差异显著性分析。[结果] 定量分析显示该基因在侵染初期显著上调表达,且接种48 h后的表达量是对照的138.6倍。该基因的敲除突变体在营养生长及产孢方面与野生型菌株03-8相比无显著性差异,但致病力与野生型菌株03-8相比显著减弱,且互补突变体致病力近似恢复至野生型水平。[结论] VmNRPS12基因与苹果树腐烂病菌致病性相关。
郭荣显 , 朱姗姗 , 焦扬 , 安树敏 , 薛颖 , 费晓 , 耿士忠 , 潘志明 , 焦新安
2016, 56(8):1282-1290. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150519
摘要:[目的] 以肠炎沙门菌肽脯氨酰顺反异构酶SlyD为对象,构建基因缺失株及表达纯化该蛋白,为研究其在肠炎沙门菌致病性与应激等方面的作用奠定基础。[方法] 参考GenBank登录的肠炎沙门菌基因组序列设计用于slyD基因敲除及原核表达的特异引物,运用自杀质粒介导的同源重组技术对肠炎沙门菌C50041 slyD基因进行敲除,构建C50041ΔslyD缺失株;原核表达SlyD蛋白,通过α-糜蛋白酶耦联法对其PPIase活性进行测定;利用生物信息学相关软件,分析SlyD蛋白的氨基酸序列及功能域。[结果] PCR鉴定与测序结果证明成功构建了肠炎沙门菌C50041ΔslyD缺失株,其生长特性与野生株基本一致;SDS-PAGE及PPIase活性分析表明,获得了具有生物活性的可溶性SlyD蛋白;生物信息学分析显示SlyD蛋白由FKBP样肽脯氨酰顺反异构酶结构域、分子伴侣功能域和金属结合区域3个功能区域组成。[结论] 成功获得了肠炎沙门菌C50041ΔslyD缺失株和具有PPIase活性的重组SlyD蛋白。
赵秀英 , 县怡涵 , 李晨博 , 王超 , 虞德夫 , 朱伟云 , 杭苏琴
2016, 56(8):1291-1300. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150529
摘要:[目的] 研究断奶前给仔猪饲喂植物乳杆菌和干酪乳杆菌对断奶前、后肠道菌群组成、数量和短链脂肪酸(SCFA)浓度的影响,分析仔猪生长性能与肠道形态、微生物菌群及SCFAs的相关性,探讨测试菌株缓解仔猪断奶应激的可能机制。[方法] 选取15窝7 d龄杜长大仔猪,随机分为3组,分别灌喂2 mL去离子水(对照组)、0.5×109 CFU/mL植物乳杆菌(LP组)或干酪乳杆菌(LC组)的菌液,每组以窝为单位5个重复,于21 d(断奶)、24 d和35 d屠宰,采集回肠和结肠食糜,分析菌群组成和数量的变化,测定SCFAs浓度。[结果] 测试菌株均能显著提高断奶2周后回肠、结肠菌群多样性(P<0.05),促进乳酸杆菌和双歧杆菌增殖;显著促进断奶前回肠和结肠中乙酸、丙酸、丁酸和总SCFA生成,促进断奶后乙酸和总SCFA产生;相关分析显示,测试菌株组仔猪腹泻率下降与SCFAs浓度上升、回肠绒毛高度增加和总菌数量上升显著相关,日增重提高与结肠乙酸和TSCFA浓度增加显著相关。[结论] 测试菌株促进乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌增殖,增加肠道菌群多样性,促进肠道SCFAs生成。
梁建芳 , 杨江科 , 杨杨 , 晁群芳 , 殷亚兰 , 赵亚光
2016, 56(8):1301-1313. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150531
摘要:[目的] 以16S rRNA为分子标记,探讨克拉玛依油田石油污染土壤中细菌群落多样性和系统发育,并分析环境因子对群落分布的影响,为生物降解石油污染物提供理论基础。[方法] 在克拉玛依油田分别采集深度为5、20、50 cm的石油污染土壤样品,测定环境参数;提取石油污染土壤细菌群落基因组DNA,分别构建3个土层细菌16S rRNA基因文库,利用限制性片段长度多态性分析(Restrictionfragment length polymorphisms RFLP)技术初步分群,确定各文库中的代表菌株并测定16S rRNA基因序列;利用软件Biodap计算各群落多样性和丰富度指数,以Neighbor-Joining法构建3个土层细菌的系统发育树;运用软件CANOCO 4.5结合不同样品环境因子的差异进行典型对应分析(CCA),并探讨了环境因子对细菌多样性的影响。[结果] 环境参数结果表明20 cm土层总磷(TP)、总氮(TN)含量最低,50 cm含量最高;5 cm土层中有机碳(TOC)含量最高,50 cm含量最低。基于16S rRNA序列的生物多样性和物种丰富度指数表明20 cm土层生物多样性和丰富度指数较高,而50 cm土层各项指数均较低。各土层供试序列RFLP聚类分析表明,克拉玛依油田石油污染土壤细菌种群具有丰富的多样性。Neighbor-Joining构建的系统发育分析表明,石油污染土壤被分为5个类群(I–V),分别为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicute)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉状菌门(Planctomycetes),其中群Ⅰ占78.57%,广泛分布于不同的生态环境;其中来自5 cm土层代表菌的69.23%分布于群Ⅰ。CCA分析结果显示TN、TP和TOC对大部分细菌影响较大;TOC含量对Pseudomonas影响明显。[结论] 克拉玛依油田石油污染土壤细菌群落具有丰富的多样性;环境因子是影响石油污染土壤细菌群落空间分布的重要因素。
陈玲 , 白洁 , 赵阳国 , 田伟君 , 张颖 , 党佳佳 , 李岿然
2016, 56(8):1314-1325. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150534
摘要:[目的] 筛选高效脱氮且N2O释放量少的好氧反硝化细菌,并对菌株的反硝化特性进行研究,可为河口湿地富营养化水体的生物修复提供技术支撑。[方法] 经BTB培养基初筛和反硝化能力测定,从辽河河口区芦苇湿地土壤中分离得到1株具有较高反硝化能力的好氧反硝化菌C3。经形态观察、生理生化鉴定和16S rRNA序列分析,对菌株进行鉴定。研究温度、碳源、pH及C/N对其生长量、反硝化能力及N2O释放的影响。[结果] 筛选得到的高效好氧反硝化细菌C3,经鉴定属于假单胞菌属(Pseudomonassp.)。反硝化特性研究结果表明,该菌最适碳源为柠檬酸三钠,在温度为30℃、pH为7.0、C/N为10时生长速率和脱氮效率最高且N2O释放量较少。在此条件下,该菌在36 h内使NO3-由179.55 mg/L降至5.08 mg/L,脱氮率高达97.17%。该菌株在整个反硝化过程中中间产物N2O的最大累积量较低,为0.22 mg/L。[结论] 从湿地土壤中分离所得好氧反硝化菌C3为假单胞菌属的1个种(Pseudomonas sp.),该菌株在高效除氮和低N2O累积方面均具有明显优势,对后续河口湿地富营养化水体治理具有重要意义。
王传文 , 周宏专 , 郭芳芳 , 陈玉霞 , 杨兵 , 苏霞 , 朱瑞良 , 徐福洲
2016, 56(8):1326-1334. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150539
摘要:[目的] 本试验将空肠弯曲菌肠菌素受体蛋白CfrA编码基因导入食品级乳酸乳球菌表达系统,然后将重组乳酸乳球菌口服免疫鸡,降低空肠弯曲菌在鸡肠道中的定殖。[方法] 利用PCR分别扩增空肠弯曲菌cfrA全基因及其N端片段,插入食品级表达载体pNZ8149多克隆位点并转化乳酸乳球菌NZ3900,通过Western blot鉴定重组菌株CfrA蛋白表达情况,同时通过筛选nisin浓度、温度、时间等诱导条件优化重组蛋白表达水平;进而将重组乳酸乳球菌经口服免疫SPF鸡,免疫后分别测定乳酸乳球菌自鸡体内的排出情况、以及诱导CfrA血清抗体和粘膜抗体水平,最后将空肠弯曲菌口服攻毒免疫后的鸡,通过测定鸡泄殖腔棉拭子中空肠弯曲菌的数目来判定口服免疫效果。[结果] Western blot检测显示CfrA全基因及其N端片段均可在重组乳酸乳球菌胞内可溶性表达,不分泌,筛选的最佳诱导表达条件为nisin浓度25 ng/mL、温度37℃、时间1 h。口服乳酸乳球菌10 d内自鸡体完全排空;鸡口服免疫后可产生CfrA蛋白特异性的血清IgG和肠粘膜sIgA抗体;重组乳酸乳球菌口服免疫后空肠弯曲菌在鸡体内的增殖速度显著低于对照组。[结论] 成功构建了重组CfrA蛋白的食品级乳酸乳球菌诱导表达系统;表达CfrA蛋白的重组乳酸乳球菌口服免疫鸡对空肠弯曲菌在鸡肠道的定殖具有一定的抑制作用,为研制重组乳酸菌口服家禽免疫制剂防治空肠弯曲菌奠定了基础。
2016, 56(8):1335-1347. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150545
摘要:[目的] 筛选鉴定1株可以选择性水解农药甲霜灵的中间体(R,S)-2,6-二甲基苯基氨基丙酸甲酯(MAP)的菌株,并克隆、表达该菌株中的酯酶基因。[方法] 以MAP为唯一碳源,对活性污泥样品中的微生物进行富集培养,采用罗丹明B平板显色法进行初筛,通过摇瓶复筛得到了1株对MAP具有最高对映体选择性和水解活力的新菌株,根据其形态、生理生化特征及16S rRNA序列分析,确立该菌株的系统发育学地位。构建该菌株的基因文库,筛选获得含目的基因的克隆子,通过序列分析和引物扩增得到酯酶基因,将基因与表达载体pET28a(+)连接后,转化大肠杆菌BL21Gold(DE3) plysS,构建重组菌。[结果] 该菌属于革兰氏阴性菌,结合16S rRNA基因、形态特征和生理生化实验结果,鉴定该菌为反硝化无色杆菌。通过基因文库法,找到了该菌中的酯酶基因EHest,并成功构建了重组大肠杆菌EHest-pET28a(+)-BL21Gold(DE3) plysS,表达了来自Achromobacter denitrificans 1104且具有不对称水解MAP活性的酯酶EHesterase,大小约27 kDa,表达酶活是原始菌株的27.1倍。用EHesterase催化MAP水解,底物浓度50 g/L,反应1 h,底物转化率为29.5%,产物(酸)的eep为85.1%,对映体选择性为R型。该酶的最适反应pH和温度分别为pH 9.0和50℃。它水解MAP的活性分别是水解橄榄油和乙酸乙酯活性的333倍和667倍。[结论] 筛选到1株具有不对称水解MAP能力的新菌株Achromobacter denitrificans 1104。
2016, 56(8):1348-1357. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150559
摘要:[目的] 旨在通过体外静态模拟瘤胃发酵法研究乳酸链球菌素(NI)对瘤胃发酵、甲烷生成及功能菌群数量的影响。[方法] 以不添加任何添加剂处理做阴性对照(NC),以莫能菌素(MON,5 μmol/L)做阳性对照,试验组NI添加水平分别为3(NI-3)、9(NI-9)和27 mg/100 mL(NI-27),每个处理4个重复,分别于培养后的0、3、6、9、12、24 h测定产气量和甲烷产量。培养24 h后,采集发酵液样品,用于发酵参数和菌群数量的测定。[结果] 与NC组相比,添加NI和MON均能显著降低产气量和甲烷产量(P<0.05);添加NI对pH值、干物质消失率(DMD)和有机物消失率(OMD)无显著影响(P0.05);NI-9处理组与NC组相比氨态氮浓度显著降低(P<0.05),而NI-3和NI-27组氨氮浓度没有显著变化(P0.05);相比而言,MON处理组DMD、OMD和氨氮浓度与NC组相比均显著降低(P<0.05),而pH值与其他各处理组相比没有差异(P0.05);与NC组相比,NI各处理组和MON组乙酸浓度及乙丙比均显著降低(P<0.05),丙酸浓度显著提高(P<0.05)。功能菌方面,qPCR结果显示添加NI和MON对总菌和拟杆菌门数量均无显著影响(P0.05);与NC相比,添加NI对原虫、甲烷菌、真菌和厚壁菌门数量均无显著影响(P0.05),而MON组原虫、甲烷菌、真菌和厚壁菌门数量显著降低(P<0.05);NI和MON处理均显著提高了硫还原菌和C.aminophilum数量(P<0.05),但C.sticklandii数量不受影响(P0.05)。[结论] 添加适宜浓度的NI可降低瘤胃甲烷与氨的生成,但并不影响饲料消化,这种发酵模式的改变可能与瘤胃功能菌群数量与多样性的变化密切相关。
徐玲霞 , 王筱兰 , 杨慧林 , 杨林 , 施文杰 , 谢雅雯 , 林姗
2016, 56(8):1358-1367. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20150564
摘要:[目的] 新金分枝杆菌(Mycobacterium neoaurum) MN4是1株经诱变育种获得的高产雄烯二酮,并且能够耐受高浓度底物植物甾醇的突变菌株。为深入研究MN4菌株耐底物的机制及雄烯二酮的生物合成途径,有必要解析MN4菌株的全基因组序列信息。[方法] 本研究采用高通量测序技术对MN4进行全基因组测序,然后使用相关软件对测序数据进行基因组装、基因预测与功能注释、COG聚类分析以及次级代谢产物合成基因簇预测等。[结果] 新金分枝杆菌MN4基因组装获得33个Contigs,整个基因组大小为5.39 Mb,GC含量为66.9%,编码4920个蛋白基因,序列提交至GenBank数据库,登录号为JXYZ00000000。[结论] 本研究首次报道了1株高产雄烯二酮菌株MN4的全基因组序列,分析了基因组的基本特征,初步解析了该菌株降解植物甾醇生产雄烯二酮的关键基因,将为MN4的功能基因组学研究及相关次级代谢产物的生物合成途径与异源表达研究提供基础。
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