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微生物学报

  • 2017年第57卷第3期文章目次
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      2017, 57(3):0-0.

      摘要 (323) HTML (178) PDF 167.24 K (471) 评论 (0) 收藏

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      2017, 57(3):0-0.

      摘要 (333) HTML (188) PDF 1.23 M (707) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >小型综述
    • 醋酸菌耐酸机理及其群体感应研究新进展

      2017, 57(3):321-332. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160233

      摘要 (890) HTML (310) PDF 787.77 K (2431) 评论 (0) 收藏

      摘要:醋酸菌(acetic acid bacteria,AAB)是一类严格好氧的革兰氏阴性细菌,因其乙醇氧化生成醋酸能力强、高耐醋酸等特性而成为食醋发酵的主要工业菌种。醋酸菌的耐酸性对于高酸度食醋生产具有重要意义。随着醋酸菌的蛋白组学及基因组学研究的深入,其糖代谢、蛋白质代谢、脂代谢及应激响应等分子机制或过程也得到更多的阐释;葡糖醋杆菌中有关群体感应系统的研究报道则为从信号通路角度探索醋酸菌的耐酸机制提供了新的思路,进而对于高耐酸醋酸菌的选育以及醋酸发酵工艺的优化具重要的参考意义。本文在简介蛋白组、基因组研究的基础上,着重综述醋酸菌群体感应的研究进展。

    • 肺炎链球菌溶血素的研究进展

      2017, 57(3):333-340. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160285

      摘要 (901) HTML (809) PDF 268.35 K (1900) 评论 (0) 收藏

      摘要:肺炎链球菌溶血素(Pneumolysin,PLY)是肺炎链球菌的一种重要毒力因子,包含4个结构域,是胆固醇依赖性细胞溶血素(CDCs)的家族成员之一。PLY可广泛作用于宿主组织细胞,发挥细胞毒性作用。PLY可活化补体经典途径,诱导巨噬细胞和单核细胞等产生细胞因子,介导机体免疫应答过程。PLY是肺炎链球菌蛋白疫苗和相关小分子药物研制的重要靶标。本文就PLY的结构、功能及相关疫苗的最新研究进展进行综述。

    • 细菌群体感应LuxR solos蛋白研究进展

      2017, 57(3):341-349. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160248

      摘要 (861) HTML (538) PDF 856.10 K (1866) 评论 (0) 收藏

      摘要:N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-L-homoserine lactones,AHLs)信号分子介导的群体感应(quorum sensing,QS)是一种普遍的革兰氏阴性细菌信息交流方式。AHL-QS系统包括LuxI型AHLs合成酶和LuxR型受体蛋白。然而,部分革兰氏阴性菌缺失1个或多个LuxI型AHLs合成酶,仅有未配对的LuxR型受体蛋白,该LuxR型受体蛋白称为LuxR solo或Orphan蛋白。LuxR solos蛋白在细菌窃听、种间和种内的信号交流中起重要作用,为群体感应研究领域的热点。本文主要综述细菌LuxR solos蛋白的发现、基本概念、蛋白结构及类型,阐述感应AHLs和非AHLs信号分子的重要LuxR solos蛋白及功能,并对群体感应LuxR solos蛋白的研究前景和意义进行了展望。

    • >研究报告
    • 蝉棒束孢显微形态变异式样

      2017, 57(3):350-362. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160174

      摘要 (679) HTML (813) PDF 13.65 M (1849) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]揭示蝉棒束孢居群形态性状的变异式样。[方法]通过对15个居群,75个蝉棒束孢菌株17个显微形态性状的观察和测量,采用SAS 8.1软件对蝉棒束孢显微形态性状数据进行描述性、巢式方差和Q聚类分析,获得蝉棒束孢显微形态变异数据。[结果]蝉棒束孢具有大小两型分生孢子,产孢细胞的形态可分为葫芦状和瓶状2种类型;蝉棒束孢在PDA培养基中易形成数量众多的厚垣孢子,菌丝间多能形成融合菌丝,并可观察到少量的融合菌丝在厚垣孢子与菌丝间、产孢细胞间形成。描述性分析表明,蝉棒束孢居群17个形态性状的变异系数(CV)在13.07%-104.09%之间,在物种水平上表现出丰富的变异;巢式方差分析表明,蝉棒束孢显微形态性状在居群间平均方差分量占总变异的11.29%,居群内个体间平均方差分量占总变异的15.27%,菌株内观察值间平均方差分量占总变异的73.44%。[结论]蝉棒束孢菌株形态性状变异丰富,是形态性状变异的主要来源,蝉棒束孢居群显微形态性状不存在明显的地理相关性。

    • 差异柠檬酸杆菌GXW-1β-葡萄糖苷酶的酶学性质及分子改造

      2017, 57(3):363-374. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160252

      摘要 (783) HTML (497) PDF 2.50 M (1301) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]筛选鉴定1株产β-葡萄糖苷酶的菌株,克隆、表达该菌株中的β-葡萄糖苷酶基因,研究重组酶的酶学性质并进行分子改造。[方法]在自然界中采集土样,筛选到1株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,对野生菌进行16S rDNA鉴定,比对分析GenBank数据库中与野生菌同属的β-葡萄糖苷酶基因序列,设计简并引物PCR扩增基因保守区;设计引物扩增目的基因,以pQE30为表达载体构建重组质粒,转化至大肠杆菌中进行诱导表达;采用镍亲和层析对重组酶进行纯化,研究其酶学性质;采用易错PCR和定点随机突变相结合的方法对野生型β-葡萄糖苷酶进行分子改造。[结果]一个来自于差异柠檬酸杆菌GXW-1的β-葡萄糖苷酶基因被克隆并在大肠杆菌中表达。酶学性质研究结果表明该β-葡萄糖苷酶CBGL的最适温度为45℃,最适pH为6.0,Vmax值是(0.1704±0.0073)μmol/(mg·min),Kcat值为(0.2380±0.0102)/s。CBGL能水解α-pNPG、甜菊苷、黄豆苷和染料木苷。对野生酶进行分子改造,获得Vmax是野生酶2.54倍的突变体W147F。[结论]CBGL不仅具有β-1,4-糖苷键水解能力,还可能具有一定的α-糖苷键水解酶活性。此外,CBGL还能够水解天然底物甜菊苷、黄豆苷和染料木苷。这些特性表明该β-葡萄糖苷酶在理论研究及在工业中有一定的应用价值。

    • 三峡水库神农溪2014年春季浮游藻类演替成因分析

      2017, 57(3):375-387. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160256

      摘要 (601) HTML (328) PDF 910.16 K (1233) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]研究三峡水库神农溪库湾春季水华期间浮游藻类演替及其成因分析。[方法]2014年3-5月在神农溪库湾布置了6个断面(SN01-SN06),在神农溪汇入长江干流河口附近水域设置1个断面CJBD,对浮游藻类、相关环境因子及水动力因子进行了同步监测,据此分析了水体层化结构及水动力特性。[结果]神农溪在监测时段内共检测到浮游藻类6门38种(属);库湾浮游藻类生物量时间上差异显著(ANOVA,P<0.05)。春季浮游藻类群落结构具有明显的演替规律,3月份暴发大面积的硅藻水华(藻密度>100×105 cells/L),小环藻(Cyclotella spp.)为优势藻种;4月在SN02-SN06暴发以小球藻(Chlorella spp.)为主要优势种、衣藻(Chlamydomonas spp.)为次优势种的绿藻水华(藻密度>100×105 cells/L),5月份受水位大幅消落影响,浮游藻类生物量降低且无明显优势藻种。[结论]在具备充足的营养盐的水体中,水体层化结构与水动力特性对浮游藻类演替影响重大。三峡水库水位处于快速消落阶段时,流速成为抑制神农溪库湾藻类生长的主要因素。

    • 桑椹肥大性菌核病病原菌生物学特性及流行性

      2017, 57(3):388-398. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160258

      摘要 (713) HTML (433) PDF 7.85 M (1649) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]对桑椹灾害性真菌病害——桑椹肥大性菌核病病原菌,即桑实杯盘菌(Ciboria shiraiana)的生物学特性进行研究,分析其流行性。[方法]采用人工接种、调查等研究方法,对C. shiraiana在无性生长阶段中菌丝侵染能力,菌核的休眠期,有性生长阶段中子囊孢子的结构、释放、数目以及萌发等进行研究,并对菌核萌发的物候期进行调查。[结果]C. shiraiana菌丝对桑雌花没有侵染能力;C. shiraiana菌核具有休眠期,低温处理6周以上的菌核才能萌发形成子囊盘;1个菌核可萌发1-15个子囊盘,直径为1.5 cm的子囊盘能产生高达(5.6-6.3)×107个子囊孢子;C. shiraiana子囊孢子在酸性环境中的萌发率明显高于在中性和碱性环境中的萌发率;C. shiraiana菌核萌发形成子囊盘产生子囊孢子的物候期,从1月下旬开始到4月中旬结束,其中在3月中旬萌发子囊盘的数目达到最高值。[结论]桑椹肥大性菌核病属于典型的流行性侵染病,在果桑栽培上容易造成毁灭性危害,生产上必须高度重视该病的防控。

    • 几株新鞘氨醇杆菌的趋化性及其相关基因组成特点

      2017, 57(3):399-410. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160272

      摘要 (749) HTML (358) PDF 3.39 M (1763) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]选择了几株隶属于新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium)的有和没有多环芳烃(PAHs)降解能力的细菌,在基因组水平比较分析它们的趋化通路,并探究其中一些菌株对芳香化合物和三羧酸(TCA)循环中间代谢产物的趋化性。[方法]通过基因组的比较分析,研究了几株新鞘氨醇杆菌的趋化蛋白组成和趋化基因分布,并采用滴定法和游动平板法检测了相关菌对芳香族化合物和TCA循环中间代谢产物的趋化性。[结果]N. pentaromativorans US6-1、N. pentaromativorans F2、Novosphingobium indicum K13、Novosphingobium stygium DSM 12445、Novosphingobium sp.C2AC等5株新鞘氨醇杆菌对芳香族化合物和TCA循环中间代谢物具有不同程度的趋化性;所选的7株已完成基因组测序的新鞘氨醇杆菌N. pentaromativorans F2、N. pentaromativorans US6-1、Novosphingobium sp.PP1Y、Novosphingobium sp.AP12、Novosphingobium sp.Rr 2-17,Novosphingobium sp.B-7和Novosphingobium sp.DSM 19370均含有趋化蛋白MCP、CheW、CheA、CheB、CheR和CheY,且亲缘关系最近的US6-1、F2和PP1Y 3株菌的che基因簇中的基因排列一致,为cheW-Y-D-B-R-A-(X);新鞘氨醇杆菌的趋化系统属Fla类型。[结论]几株新鞘氨醇杆菌都具有较为完整的趋化通路,且对多种芳烃及其代谢物的趋化性各不相同,其中菌株US6-1趋化现象最明显。

    • 内生菌KM-1-2全基因组ORFs信号肽和分泌蛋白预测及功能分析

      2017, 57(3):411-421. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160281

      摘要 (771) HTML (830) PDF 827.05 K (1783) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]内生菌普遍存在于植物中,与宿主在长期的进化中形成了互利共生的关系。目前对内生菌和植物之间的互作机制研究较少,为深入了解银杏叶内生菌KM-1-2与寄主植物作用机制,本研究对其分泌蛋白进行预测,并明确其特征。[方法]组合使用信号肽分析软件SignalP,跨膜螺旋结构分析软件TMHMM 2.0和Phobius,蛋白质细胞定位软件PSORT,亚细胞定位软件TargetP和GPI锚定位点分析软件big-PI Predictor,预测KM-1-2基因组范围内所有分泌蛋白,定义为分泌组。[结果]KM-1-2全基因组5299条蛋白序列中发现271个具有典型信号肽的分泌蛋白,占全基因组的2.4%;编码这些蛋白的ORF最短为61 bp,最大为2105 bp,平均为373 bp;引导它们的信号肽长度分布在15-37 aa之间,平均为24 aa。信号肽中出现频率最高的氨基酸依次为丙氨酸、亮氨酸和缬氨酸,信号肽切割类型多属于A-X-A型,即SPI切割类型。共66个蛋白质有功能描述,其中包括26个酶类。这些酶主要包括各种糖苷水解酶、酯酶、蛋白酶、碳氧裂解酶等。[结论]通过上述生物信息学分析方法有效实现了银杏叶内生菌KM-1-2分泌蛋白的预测,这些分泌蛋白功能涉及较多的酶类以及其他未知功能,为进一步研究内生菌和植物的互作提供了基础。

    • 双孢蘑菇疣孢霉病的发病过程及病原菌的核相研究

      2017, 57(3):422-433. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160293

      摘要 (571) HTML (559) PDF 8.46 M (1200) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]确定有害疣孢霉的传播途径,明确双孢蘑菇受有害疣孢霉侵染后发病症状和微观形态变化,以及有害疣孢霉的核相。[方法]将有害疣孢霉喷施于培养料及覆土材料的不同深度,观察记录双孢蘑菇的发病情况;将有害疣孢霉接种于不同生长阶段的双孢蘑菇子实体,观察记录其发病情况;使用光学显微镜及扫描电镜观察双孢蘑菇子实体受有害疣孢霉侵染前后的形态变化;通过DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)染色的方法对有害疣孢霉核相进行观察。[结果]将有害疣孢霉接种于培养料及覆土层的不同深度得到双孢蘑菇发病率如下:覆土层表面 > 覆土层中间 > 覆土与培养料交界处 > 培养料中间层;有害疣孢霉可以侵染双孢蘑菇的任意阶段,将其接种于原基直径小于3 mm子实体表面时,得到不能正常分化的“马勃状”组织;对有害疣孢霉的侵染过程进行观察得到:其孢子可粘附于双孢蘑菇表面,并萌发长出芽管,接种处双孢蘑菇表面产生褐色病斑,双孢蘑菇菌丝体发生质壁分离,最后菌丝体膨大,细胞壁变薄甚至溢裂,菌丝体内部中空;有害疣孢霉产生两种类型的分生孢子,Ⅰ类无隔膜含1个细胞核;Ⅱ类具1隔膜含2个细胞核,2个细胞核被隔膜分开;细胞核的第1次有丝分裂发生于分生孢子母细胞中;厚垣孢子由上下2个细胞构成,上胞中含有2个细胞核。下胞含1-2个细胞核。有害疣孢霉的厚垣孢子萌发可产生1-2个芽管,芽管中细胞核的数目不断变化,一般0-2个细胞核。[结论]双孢蘑菇受其侵染后发生显著的细胞学变化;我们对有害疣孢霉做遗传分析时,进行单孢分离需挑取无隔膜的分生孢子为实验材料进行遗传分析。

    • 低Mg/Ca条件下丛毛单胞菌HJ-1菌株诱导文石的形成

      2017, 57(3):434-446. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160303

      摘要 (734) HTML (623) PDF 2.62 M (1252) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]为了探讨细菌对碳酸盐矿物种类和形态的影响。[方法]本文利用丛毛单胞菌HJ-1菌株进行了持续50 d的培养实验。在实验过程中,对细菌数量、沉淀物重量、培养液中Ca2+和Mg2+浓度等进行了动态监测。利用扫描电子显微镜对矿物形态进行了观察,并利用X-射线衍射仪对矿物成分进行测定。[结果]丛毛单胞菌HJ-1菌株具有显著的诱导碳酸盐矿物沉淀的能力,碳酸盐矿物的重量随着培养时间的延长而逐渐增加。X-射线衍射结果表明,形成的碳酸盐沉淀主要由文石和高镁方解石组成,其中文石的最高含量达86%。上述矿物在形态上复杂多样,主要有杆状、柱状、哑铃形、球状和板状以及不规则状和鳞片状集合体。[结论]通常,在Mg/Ca≤2并且有微生物参与的条件下极少形成文石。本文在Mg/Ca为2,不含碳酸根离子的培养基中培养HJ-1菌株的过程中发现了文石。作者认为,低Mg/Ca条件下文石的形成主要与HJ-1菌株分泌较多的胞外多糖有关。

    • 操纵茶树类黄酮3'-羟基化酶生物合成B环-3',4'-二羟基黄酮类化合物

      2017, 57(3):447-458. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20160330

      摘要 (691) HTML (627) PDF 660.07 K (1416) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]操纵茶树类黄酮3'-羟基化酶,生物合成B环-3',4'-二羟基黄酮类化合物圣草酚、二氢槲皮素和槲皮素。[方法]构建了4个茶树类黄酮3'-羟基化酶基因(CsF3'H)和拟南芥的P450还原酶基因(ATR)融合表达质粒:SUMO-CsF3'H[7-517]::ATR1[49-688]3 AA、SUMO-CsF3'H[28-517]::ATR1[49-688]3 AA、SUMO-CsF3'H[7-517]::ATR2[75-711]3 AA和SUMO-CsF3'H[28-517]::ATR2[75-711]3 AA,分别转化大肠杆菌菌株TOP10、DH5α和BL21,获得12个转化菌株S1-S12;构建了茶树类黄酮3'-羟基化酶基因CsF3'H表达质粒pYES-Dest52-CsF3'H,转化酵母菌株WAT11,得到转化菌株S13;构建了茶树类黄酮3'-羟基化酶基因CsF3'H表达质粒pES-URA-CsF3'H,及茶树黄烷酮3-羟基化酶基因CsF3H与拟南芥黄酮醇合成酶基因AtFLS的融合表达质粒pES-HIS-CsF3H::AtFLS 9AA,二者共转化酵母菌株WAT11,获得转化菌株S14。[结果]转化SUMO-CsF3'H[28-517]::ATR1[49-688]3 AA质粒的TOP10菌株S6在25℃条件下发酵,转化效率最高,能将1000 μmol/L柚皮素、二氢山奈酚和山奈酚,分别转化生成287.93 μmol/L圣草酚、131.76 μmol/L二氢槲皮素和188.62 μmol/L槲皮素。发酵菌株S13能分别将1000 μmol/L柚皮素、二氢山奈酚和山奈酚,最多能转化生成734.32 μmol/L圣草酚、446.07 μmol/L二氢槲皮素和594.64 μmol/L槲皮素。喂食S14发酵菌株5 mmol/L的底物柚皮素,在发酵36-48 h中,最多能生成1412.16 μmol/L圣草酚、490.25 μmol/L山奈酚、445.75 μmol/L槲皮素、66.75 μmol/L二氢槲皮素和73.50 μmol/L二氢山奈酚。[结论]本研究首次将茶树类黄酮3'-羟基化酶基因应用于B环-3',4'-二羟基黄酮类化合物圣草酚、二氢槲皮素和槲皮素的生物合成。

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