2017, 57(10):1421-1433. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160469
摘要:炎症小体(Inflammasome)是细胞质中多种蛋白组装成的复合物,炎症小体的激活能活化半胱天冬酶-1(caspase-1),进而引起系列促炎细胞因子的成熟与分泌和诱导细胞焦亡。当病原体感染时,炎症小体的激活在宿主天然免疫应答中起重要作用。大量研究表明,多数情况下炎症小体对宿主起保护作用,仅少数情况下保护作用不明显或表现出有利于病原体生存的一面。在长期进化中,病原体也发展出逃避宿主炎症小体作用的策略。病原体可直接抑制炎症小体的激活或减弱炎症小体的作用。本文从病原体感染宿主中炎症小体的作用及病原体对宿主炎性症小体的逃避机制两方面对二者相互作用的最新研究进展进行综述。
2017, 57(10):1434-1442. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160479
摘要:钾离子(K+)是维持生命体存活的必需元素。原核生物进化出一系列K+转运系统,如Kdp系统﹑Ktr系统和Trk系统等,来维持胞内相对恒定的K+浓度。环二腺苷酸单磷酸(cyclic diadenosinemonophosphate,c-di-AMP)是新发现的第二信使分子,可以与K+转运系统中的KdpD、KtrA和TrkA结合。当胞内c-di-AMP浓度高时,c-di-AMP会与K+转运蛋白结合,降低其转运活性。c-di-AMP的靶标除蛋白质外,还有RNA元件,即c-di-AMP的核糖开关。高浓度的c-di-AMP与其核糖开关结合后,可抑制下游K+转运蛋白编码基因,如kdp、ktr和trk操纵子以及kup基因的转录,从而调控K+的转运。总之,胞内高浓度的c-di-AMP抑制细菌对K+的吸收。c-di-AMP调控K+转运机制的研究,不仅丰富了K+转运的调控方式,而且也扩大了c-di-AMP的调控范围,为细菌的利用与防治提供了新思路。
2017, 57(10):1443-1451. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160488
摘要:胶霉毒素(gliotoxin,GT)是一个分子量为326 Da的小分子化合物,其骨架是由非核糖体肽合成酶GliP催化苯丙氨酸和丝氨酸缩合成的环二肽,属于表聚硫代哌嗪二酮类化合物,是一种重要的真菌次级代谢产物。体内外研究已经表明,GT对动植物产生多种效应,不仅具有免疫抑制功能和诱导细胞凋亡作用,在生物防治方面也具有潜在的应用价值。本文将对有关GT生物合成、诱导宿主效应机制及其潜在应用价值进行综述。
2017, 57(10):1452-1460. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160489
摘要:三型分泌系统(Type 3 secretion system,T3SS)作为存在于革兰氏阴性菌中的分泌系统之一,对革兰氏阴性菌的致病有重要作用。T3SS的致病作用体现在T3SS能直接将效应蛋白转运至宿主细胞,进而通过效应蛋白调控细胞的一系列通路,促进细菌定殖于细胞。而效应蛋白的转运受到两方面因素的调控,一方面是效应蛋白本身的信号序列,另一方面是T3SS相关蛋白的辅助。本文围绕近年来T3SS的构成、效应蛋白转运机制方面的最新进展进行概要综述。
2017, 57(10):1461-1470. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160172
摘要:[目的]对大酱中耐盐性较好的植物乳杆菌进行蛋白质组学研究,为植物乳杆菌盐胁迫应激机制的研究提供实验数据。[方法]本项研究以筛选自东北传统农家大酱的耐盐性较好的植物乳杆菌FS5-5为研究对象,绘制了其在0%、6.0%、7.0%和8.0%(W/V) NaCl浓度下的生长曲线,并利用iTRAQ技术研究了其在0%、6.0%、7.0%和8.0%(W/V) NaCl浓度下的蛋白质表达情况。[结果]植物乳杆菌FS5-5在0%、6.0%、7.0%和8.0%(W/V) NaCl浓度下到达对数生长期中期的时间点分别为5、10、12和12 h;以差异倍数在1.2倍以上且P<0.05为筛选条件对6.0%、7.0%和8.0%(W/V) NaCl浓度下与0%进行差异蛋白质的筛选,共筛选出1271个差异蛋白质。这些差异蛋白质主要参与糖代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢、核苷酸代谢、应激反应、转运、PTS系统和核糖体代谢等。[结论]植物乳杆菌在高盐浓度下生长与能量合成蛋白质、应激蛋白质以及相容性溶质转运蛋白质的表达上调有密切关系。
2017, 57(10):1471-1480. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160407
摘要:[目的]本研究旨在全面揭示中国最大的内陆咸水湖——青海湖的古菌群落结构,并对青海湖与盐湖的古菌多样性及群落结构进行比较。[方法]随机选取了青海省的茶卡盐湖、陕西省的花马池盐湖和苟池盐湖以及山西省的运城盐湖作为盐湖组。青海湖与盐湖组每个湖泊各采取5个样品,采用针对16S rRNA基因的高通量测序技术分析5个湖泊中的古菌群落组成。[结果]研究发现,青海湖的优势菌群为DHVEG-6_norank、Methanomicrobia_unclassified、Methanobacterium(甲烷细菌属)、Methanolobus(甲烷叶菌属)、Candidatus_Methanomethylophilus、Miscellaneous_Euryarchaeotic_Group(MEG)_norank、AMOS1A-4113-D04_norank、Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)、Miscellaneous_Crenarchaeotic_Group_norank。其中,DHVEG-6_norank(70.46%)占绝对优势,但该类群在盐湖中含量极少。4个盐湖的共有优势属为Halonotius、Halorubrum(盐红菌属)、Natronomonas(嗜盐碱单孢菌属)、Halobellus和Haloarcula(盐盒菌属)。对于青海湖与盐湖之间的古菌群落多样性,影响最大的因素为湖水的矿化度,矿化度与5个湖泊的古菌多样性呈负相关,矿化度较低的青海湖群落组成与其他4个盐湖差异显著,无共同优势菌;其次为pH,pH与湖泊中古菌群落多样性呈微弱正相关,小幅度影响到某些菌属的丰度;而本文研究范围内的海拔与其群落结构及多样性没有明显相关性。[结论]青海湖与其他4个盐湖之间的群落结构及多样性有显著差异,矿化度对古菌群落多样性具有显著影响。另,本次测序发现5个湖泊中均有大量未分类的古菌,应为潜在的新种。
张娟 , 石超 , 王丽娜 , 柯文灿 , 陈明 , 郭旭生 , 丁武蓉
2017, 57(10):1481-1492. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160438
摘要:[目的]本研究通过构建大鼠高脂结构模型来探究一株植物乳杆菌Lp3的益生作用。[方法]植物乳杆菌Lp3筛选自青藏高原地区传统发酵的牦牛酸奶,初步认定Lp3是一株具有良好耐受力的降胆固醇菌株,且体外益生特性突出,本研究通过建立高脂SD大鼠模型,在饲喂试验动物高脂饲料的同时灌胃植物乳杆菌Lp3,来确定该菌株对试验动物血脂的影响效果,并同时研究其对大鼠肠道菌群、粪便水分、粪便中胆固醇和胆汁酸含量的影响,以及对肝脏组织中的胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)的影响。[结果]结果表明,植物乳杆菌Lp3对大鼠没有任何明显的毒副作用,对高脂模型大鼠具有良好的降血脂效果。饲喂高脂饲料并灌喂乳酸菌Lp3组大鼠(HL)的血清总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇含量较饲喂高脂饲料组(HC)显著减少(P<0.05),但是高密度脂蛋白胆固醇的含量变化并不明显。HC组大鼠与HL组及饲喂普通日粮组(对照组)大鼠相比较,HC组大鼠粪便中大肠杆菌数量明显增加,双歧杆菌、乳杆菌数量明显减少。但是灌胃乳酸菌的HL组大鼠的粪便中乳杆菌数略高于对照组,大肠杆菌和双歧杆菌数量和对照组大鼠的基本一致。表明植物乳杆菌Lp3具有维持肠道菌群平衡的作用。此外灌胃乳酸菌后HL组大鼠粪便含水量比HC组要高6.44%。HC组大鼠肝脏组织中胆固醇和甘油三酯要显著高于HL组(P < 0.05),说明Lp3可以减少脂类物质在肝脏组织中的沉积。从肝脏组织切片来看,也可以得出上述结论。[结论]结果表明本研究所筛选的植物乳杆菌Lp3对高脂大鼠具有值得深入研究的益生作用。
伍朝亚 , 李岩 , 曲慧敏 , 张振鹏 , 解志红 , 孟宪刚
2017, 57(10):1504-1516. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160452
摘要:[目的]揭示北黄海沉积物中可培养产胞外蛋白酶细菌及蛋白酶多样性,增加人们对北黄海生态系统中产蛋白酶菌多样性的认识,为海洋产蛋白酶微生物的挖掘提供菌群资源。[方法]分别将5个北黄海沉积物样品梯度稀释涂布至酪蛋白明胶筛选平板,选择性分离产蛋白酶细菌;并通过分析基于16S rRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;分别测定胞外蛋白酶活性并对酶活较高的39株菌进行基于苯甲基磺酰氟(PMSF,丝氨酸蛋白酶抑制剂)、邻菲罗啉(o-phenanthroline,O-P,金属蛋白酶抑制剂)、E-64(半胱氨酸蛋白酶抑制剂)和pepstatin A(天冬氨酸蛋白酶抑制剂)4种抑制剂的酶活抑制实验以及所有菌株对3种底物(酪蛋白、明胶、弹性蛋白)的水解能力;分析这些细菌所产胞外蛋白酶的特性及多样性。[结果]从5个北黄海沉积物样品中分离获得66株产蛋白酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes 4个门的7个属,其中Pseudoalteromonas(69.9%)、Sulfitobacter(12.1%)和Salegentibacter(10.6%)是优势菌群;沉积物中可培养的产蛋白酶细菌的丰度为104 CFU/g;蛋白酶酶活抑制实验表明所有测定菌株产生的胞外蛋白酶属于丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶,仅有少数菌株所产蛋白酶具有半胱氨酸蛋白酶或天冬氨酸蛋白酶活性。[结论]北黄海沉积物中可培养产蛋白酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Sulfitobacter和Salegentibacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外蛋白酶主要是丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶。
2017, 57(10):1517-1526. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160472
摘要:[目的]氨基甲酸乙酯是发酵食品中普遍存在的一种潜在危害物。黄酒中氨基甲酸乙酯的前体主要是尿素和乙醇。本研究通过高通量筛选策略降低黄酒发酵过程中尿素的积累,从而降低氨基甲酸乙酯积累。[方法]以一株黄酒生产工业菌株酿酒酵母XZ-11为研究对象,采用ARTP诱变和高通量筛选策略,获得尿素积累量较低菌株。使用实时定量PCR技术检测氮代谢中尿素代谢和转运相关基因(DUR1,2和DUR3)的变化。[结果]筛选得到一株尿素高效稳定性利用菌株5-11C。其尿素积累量比酿酒酵母XZ-11降低了50.6%。实时定量荧光PCR结果表明,与尿素代谢和转运相关的基因(DUR1,2和DUR3)表达量分别提高了3.3和2.2倍。[结论]高通量筛选策略可以用于降低黄酒生产过程中氨基甲酸乙酯前体尿素的含量。由于未采用基因工程手段,避免了可能的法规问题,消费者易于接受,在发酵食品行业具有较好的应用前景。
2017, 57(10):1527-1535. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160473
摘要:[目的]探究crgA基因在三孢布拉霉合成类胡萝卜素过程中的调控作用。[方法]克隆三孢布拉霉crgA基因并利用split-marker策略敲除该基因;在表型特征、关键酶基因转录水平、类胡萝卜素合成水平等方面将基因敲除株与野生株进行比较分析。[结果]与野生型菌株相比,crgA基因敲除菌产孢能力明显下降,而类胡萝卜素合成途径中的关键酶基因转录水平明显提高,在发酵120 h后β-胡萝卜素的积累量提高了31.2%。将crgA基因重新导入到敲除菌后,该菌的性状恢复至野生型。[结论]crgA基因调控三孢布拉霉的生长和产孢能力,并通过调控类胡萝卜素关键酶基因表达来调控类胡萝卜素的合成,是一个负调控因子。
李玉娟 , 苏琬真 , 朱旭峰 , 惠新琳 , 樊晓光 , 姚红 , 常新剑 , 刘威
2017, 57(10):1536-1545. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160492
摘要:[目的]分离与鉴定黑腹果蝇体内醋酸杆菌,并研究其对宿主生长发育的促进作用。[方法]利用醋酸杆菌选择性培养基分离果蝇肠道醋酸杆菌;通过革兰氏染色和16S rRNA基因比对鉴定菌种;肠道定植实验验证共生关系;发育历期和生长速率实验检测其促进果蝇生长作用;免疫荧光染色技术检测肠道细胞增殖;RT-PCR法检测促生长的分子标志物和相关的信号通路。[结果]菌株为东方醋酸杆菌(Acetobacter orientalis),可以持续地定植在果蝇肠道及其培养基中,并且明显促进果蝇的生长。东方醋酸杆菌通过胰岛素信号通路增加肠分裂细胞的数量和促进蜕皮激素的分泌。[结论]东方醋酸杆菌是果蝇的一种共生菌,对果蝇肠道结构和机体发育具有重要的作用。
2017, 57(10):1546-1554. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160499
摘要:[目的]对源于普通生酮基古龙酸菌(Ketogulonicigenium vulgare WSH-001)的山梨糖脱氢酶(Sorbosedehydrogenase,SDH)和山梨酮脱氢酶(Sorbosone dehydrogenase,SNDH)的酶学性质进行分析。[方法]以K.vulgare WSH-001基因组DNA为模板,PCR扩增得到山梨糖脱氢酶基因(sdh)和山梨酮脱氢酶基因(sndh),构建重组表达质粒pET28a-sdh、pET28a-sndh,并分别转入大肠杆菌BL21(DE3)中。利用镍柱亲和层析和凝胶过滤层析得到纯化的SDH和SNDH。[结果]成功构建产SDH和SNDH的大肠杆菌BL21(DE3)并对目的酶进行纯化。SDS-PAGE分析结果表明,SDH和SNDH的大小分别为64 kDa和48 kDa,与理论预测值一致。显色法测得SDH酶活为3.15 U/mg,最适反应温度为30℃,最适反应pH为8.0左右;SNDH酶活为6.12 U/mg,最适反应温度为35℃,最适反应pH为8.0左右。在pH 3.0、4.0、5.0的偏酸性条件下,2个酶的酶活受到显著影响。[结论]表达并纯化了来源于普通生酮基古龙酸菌来源的SDH、SNDH,并进行了酶学性质分析,为利用SDH、SNDH实现维生素C前体2-酮基-L-古龙酸的一步法发酵生产提供了必要的参考。
2017, 57(10):1555-1566. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160506
摘要:[目的]丝状真菌里氏木霉是纤维素酶生产的主要工业真菌。纤维素酶分泌过程中的蛋白运输途径是控制大量纤维素酶成功输出的重要环节,因此,研究蛋白分泌途径的特定靶标基因功能将有助于鉴定纤维素酶运输分泌过程的关键调控因子。本研究借助基因敲除方法将里氏木霉液泡蛋白分选相关基因VPS13缺失,分析了该基因缺失对菌株生长、生孢尤其是纤维素酶分泌的影响。[方法]利用Double-jointPCR技术和同源重组策略构建里氏木霉VPS13基因缺失突变株,通过菌丝培养、显微观察、生孢检测、蛋白与酶活测定,系统比较VPS13基因敲除前后菌株的生长特征、菌丝形态、孢子形成、蛋白分泌以及纤维素酶活等。[结果]成功获得两株VPS13基因缺失株。与出发菌株相比,该基因突变后菌丝蔓延速率明显减慢,但菌体生物量在对数生长期后显著增多。通过显微观察,发现该基因缺失株菌丝更加密集,分支明显增多。此外,该基因缺失也导致菌株生孢延迟。纤维素底物平板分析发现VPS13基因缺失株菌落周围透明圈更加清晰,且透明圈圈径比是出发菌株的4倍,说明降解纤维素的能力有明显提高。进一步的液体发酵实验结果显示,该基因缺失导致蛋白产量及纤维素酶活力分别提高16.4%和21.9%。[结论]里氏木霉VPS13基因在菌丝生长、生孢、蛋白分泌等不同生物学过程中具有功能多样性,且该基因在菌种改良上可以作为提高纤维素酶产量的重要靶点。
2017, 57(10):1567-1582. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170077
摘要:[目的]研究药用植物芍药(Paeonia lactiflora Pall.)内生真菌的种群多样性,同时对其可能存在的聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)和非核糖体多肽合成酶(Non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)基因多样性进行评估,预测芍药内生真菌产生活性次生代谢产物的潜力。[方法]采用组织分离法获得芍药根部内生真菌菌株,结合形态学特征和ITS序列分析,进行鉴定;利用兼并性引物对内生真菌中存在的聚酮合酶(PKS)基因和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因进行PCR扩增及序列测定分析,构建系统发育树,明确芍药内真菌PKS基因序列和NRPS基因序列的系统进化地位。[结果]从芍药组织块中共分离得到105株内生分离物,去重复后获得52株内生真菌,菌株ITS基因序列信息显示,52株芍药内生真菌隶属于7目、13科、15属,其中小球腔菌属(Leptosphaeria)、土赤壳属(Ilyonectria)和镰孢属(Fusarium)为优势种群;从52株内生真菌中筛选获得13株含PKS基因片段的菌株,8株含NRPS基因片段的菌株,部分菌株功能基因的氨基酸序列与GenBank中已知化合物的合成序列具有一定的同源性,预示芍药根部内生真菌具有合成丰富多样的次生代谢产物的潜力。[结论]药用植物芍药根部具有丰富的内生真菌资源,且具有产生活性次生代谢产物的潜力,值得进一步开发研究和应用。
王沛雅 , 郑群 , 彭轶楠 , 巩晓芳 , 王治业 , 杨晖
2017, 57(10):1583-1595. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170096
摘要:[目的]寡雄腐霉(Pythium oligandrum Drechsler)是一种对动、植物和环境无害,兼具杀菌和增产效果的生防真菌。通过研究建立农杆菌介导的寡雄腐霉遗传转化体系。[方法]选用EHA105、AGL-1、LBA4404三种农杆菌菌株对寡雄腐霉进行遗传转化研究,通过对影响遗传转化效果的条件参数试验优化,确立适宜寡雄腐霉遗传转化的农杆菌菌株及转化条件,建立农杆菌介导的寡雄腐霉遗传转化体系。[结果]经研究发现,所选3种农杆菌菌株中EHA105菌株对寡雄腐霉的遗传转化效果最好,其次是AGL-1菌株,LBA4404菌株转化效果不好。EHA105菌株经IM(含300 μmol/L AS)诱导培养至OD600=0.6时,与浓度为106-107个/mL的寡雄腐霉孢子悬浮液以1-10:1的比例混合,在25-26℃以液体振荡的方式避光共培养72 h(pH 5.0,含300 μmol/L AS),寡雄腐霉菌体液体振荡恢复培养24 h,涂布抗性选择平板筛选寡雄腐霉转化子,即可得到寡雄腐霉基因工程菌株,其转化率可达到130个转化子/106个孢子。[结论]本研究首次构建了农杆菌介导的寡雄腐霉遗传转化体系,研究结果可为寡雄腐霉的生防机制及分子育种研究提供技术支撑。
2017, 57(10):1596-1597.
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