2018, 58(5):751-759. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170319
摘要:偏肺病毒包括人偏肺病毒和禽偏肺病毒,是感染人和禽的一种重要病原。G蛋白是偏肺病毒粒子表面的一种糖蛋白,属II型跨膜蛋白。不同种偏肺病毒G蛋白的大小和同源性差异巨大,发挥的生物学功能也显著不同,如在病毒的吸附过程、病毒介导的细胞融合、对病毒在体内外的复制能力影响以及免疫保护作用都有很大不同。同时,偏肺病毒G蛋白在免疫抑制和免疫逃避中也起着重要作用。目前国内开展的相关研究较少,本文对偏肺病毒G蛋白的最新研究成果和进展进行了综述和讨论,并对未来的相关研究进行了展望。
2018, 58(5):760-772. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170407
摘要:对虾等甲壳类动物体内存在2个菌群:肠道菌群和血淋巴菌群。肠道菌群的种类和数量较多,而血淋巴菌群较少。两种菌群均包含益生菌和致病菌,在宿主体内代谢、营养和免疫反应中发挥重要功能。肠道菌群动态平衡的调控主要通过双氧化酶产生的活性氧来完成;血淋巴菌群通过C-型凝集素调控的抗菌肽表达及酚氧化酶原激活系统来维持其动态平衡。阐明对虾等甲壳类体内菌群的组成、功能和动态平衡调控的机理,可以为对虾等经济甲壳类健康养殖的微生态制剂开发和疾病控制提供指导。
2018, 58(5):773-783. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170257
摘要:[目的]本实验室前期研究发现水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)RS105菌株中pilT基因Tn5转座子插入突变体在寄主水稻上致病性明显降低,在非寄主烟草上激发过敏反应(hypersensitive response,HR)的能力也明显减弱。为了揭示pilT基因在Xoc菌株中的功能,本文进行了深入研究。[方法]本实验通过无标记双交换敲除的方法获得Xoc RS105菌株pilT基因缺失突变体RΔpilT,并对该突变体的游动性以及生物膜等表型进行了检测。[结果]与野生型RS105菌株相比,敲除突变体RΔpilT不仅在感病水稻IR24上的致病性显著降低,在非寄主烟草上产生过敏反应的能力减弱,而且突变体游动性降低,生物膜含量增加,互补子能够恢复上述缺陷至野生型水平。qRT-PCR结果显示,在RΔpilT中,hrpG、hrpX、hrcC、clp、rpfG、pilA、pilC基因表达量明显降低。[结论]Xoc中pilT为重要的毒性相关基因,其致病性与游动性和生物膜含量变化相关,并且受clp、rpfG、pilA、pilC等基因调控。pilT基因编码的PilT蛋白是构成IV型菌毛的亚基之一,为菌体运动提供能量。本文对pilT基因的功能研究,为进一步分析IV型菌毛在Xoc中的功能提供了线索。
2018, 58(5):784-792. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170258
摘要:[目的]旨在通过微生物体外发酵技术,以回肠微生物为参照,研究猪盲肠及结肠微生物对在小肠微生物中代谢率较低的蛋氨酸的代谢特性。[方法]采集4头健康100 kg左右杜×长×大杂交猪的盲肠、结肠与回肠食糜作为接种物,分别接种于10 mmol/L蛋氨酸的培养基中,37℃体外培养24 h。分别设含蛋基酸溶液和含各肠段食糜接种物的空白对照组。[结果](1)不同肠段微生物以蛋氨酸为底物体外发酵,盲肠组蛋氨酸消失率(21.9%)显著高于结肠组(16.7%)与回肠组(16.3%)(P<0.05)。盲肠组总SCFA量显著高于结肠与回肠组(P<0.05),伴随着pH值下降程度最高;盲肠组MCP产量也显著高于结肠与回肠组(P<0.05);在产气量与NH3-N浓度上,盲肠组与结肠组均显著低于回肠组(P<0.05)。(2)以蛋氨酸为底物体外发酵,门水平上,总菌、厚壁菌门含量在各肠段组间无显著差异(P>0.05),拟杆菌门含量在盲肠组最高;与不加蛋氨酸底物的对照组比较,三个肠段试验组总菌、厚壁菌门含量均显著高于对照组(P<0.05),而拟杆菌门含量在试验组与对照组间差异不显著(P>0.05)。属水平上,盲肠组和结肠组大肠杆菌属数量显著低于回肠组(P<0.05),而柔嫩梭菌属和梭菌XIV属数量在盲肠组和结肠组均高于回肠组;各肠段组间双歧杆菌数量无显著差异(P>0.05)。[结论]以蛋氨酸为底物,体外培养猪盲肠微生物对蛋氨酸代谢率高于回肠微生物,伴随着其他发酵参数的变化,并且发酵产生更多的菌体蛋白。相比于回肠微生物发酵,大肠微生物发酵后,柔嫩梭菌属和梭菌XIV属数量较高,而大肠杆菌属数量较低。
韦苏慧 , 黄雪年 , 张伟 , 路尧 , 韩力挥 , 吕雪峰
2018, 58(5):793-803. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170262
摘要:[目的]分析洛伐他汀工业生产菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成能力,为后期的遗传改造、次级代谢产物及其基因簇挖掘提供指导。[方法]对洛伐他汀发酵条件下的样品进行了转录组分析,同时运用色谱分离技术及波谱学方法对主要次级代谢产物进行了分离和结构鉴定。[结果]洛伐他汀合成相关基因转录水平非常高,还有4个聚酮合酶(PKS)、6个非核糖体多肽合成酶(NRPS)和1个PKS-NRPS杂合酶基因进行了转录,其他PKS和NRPS基因都处于沉默状态。此外,从该菌的发酵产物中分离鉴定了10个主要副产物并确定了其结构。[结论]土曲霉HZ01是一株优良的洛伐他汀生产菌株,在构建次级代谢产物异源合成细胞工厂和鉴定次级代谢产物生物合成途径方面具有很好的应用潜力。
2018, 58(5):804-816. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170278
摘要:[目的]比较临床分离的亲缘关系近的多药耐药鲍曼不动杆菌MDR-ZJ06(blaNDM-1-)和ABC3229(blaNDM-1+)的差异蛋白质组,以期发现新德里金属b-内酰胺酶1(New Delhimetallo-β-lactamase-1,NDM-1)对鲍曼不动杆菌生长代谢的影响。[方法]利用2-DE联合MALDI-TOF MS/MS技术鉴定差异表达蛋白,并在GO注析的基础上,对差异蛋白进行通路分析、功能分类和富集分析,并作出蛋白与蛋白相互作用网络。[结果]发现ABC3299相对于MDR-ZJ06有51个差异表达蛋白,其中11个蛋白表达上调,40个蛋白表达下调,并且这些差异蛋白主要涉及降低碳代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢和细胞壁合成,增加铁离子转运系统形成。[结论]这个结果揭示了NDM-1可能是通过减缓细菌自身的代谢,增加自身铁的摄取使细菌机体系统地抵抗抗生素从而达到耐药。
王聪 , 凌娟 , 张燕英 , 林丽云 , 曾思泉 , 周卫国 , 林显程 , 尹浩 , 董俊德
2018, 58(5):817-829. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170295
摘要:[目的]从西沙喜盐草根际沉积物中分离纯化得到具有高效固氮能力及解磷能力的菌株。优化其发酵培养条件,研究其制备海洋微生物菌剂的可能性。[方法]从形态学特征、生理生化、16S rDNA及功能基因水平进行鉴定,通过乙炔还原法、钼锑抗显色法检测菌株的固氮酶活性和解磷能力,单因素法和响应面法优化其发酵培养条件,溶血试验和急性毒性实验鉴定菌株的安全性。[结果]结果表明,菌株AZ16属于星箭头菌(Sagittula stellate),革兰氏阴性菌,选择性固氮培养基中菌落呈黄圆形黏稠状,固氮酶活性达34.63 nmol C2H2/(mL·h),最适生长条件为:盐度25‰、pH 7.5、温度33、接种量5.0%;菌株XT37为海洋芽孢杆菌(Bacillussp.),革兰氏阳性菌,选择性固氮培养基中菌落呈深黄色圆形褶皱,植酸酶活性达239.49μg/L,最适合生长条件为:盐度25‰、pH 6.7、温度28、接种量5.0%。溶血实验和急性毒性实验证明两株菌属实际无毒级别。[结论]两株菌具有高效的固氮解磷功能,以及抗高盐、强碱等环境的能力,安全无毒,因此有潜力应用于多功能混合微生物菌剂的研制。
2018, 58(5):830-841. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170305
摘要:[目的]3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的消除是解决拟除虫菊酯类农药污染的关键,目的是从受拟除虫菊酯类农药污染植物根系土壤中分离出3-PBA高效降解菌株。[方法]采用富集驯化、筛选纯化方法,以3-PBA为唯一碳源、能源筛选3-PBA降解菌株;菌株鉴定采用形态、生理生化和16S rRNA序列分析法;并研究其生长降解动力学特性,最后采用Box-Behnken响应面分析确定最佳降解条件。[结果]从川北地区大豆根系土壤中筛选得到1株高效降解菌BPBA031,经鉴定为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii);该菌株耐3-PBA浓度达1600 mg/L,其生长降解过程分别符合Logistic生长动力学(μm=0.09149 h-1,Xm=1.1145)和一级降解动力学模型(k=0.02085,t1/2=33.24 h);对3-PBA降解的最适条件为34-37、3-PBA浓度25-200 mg/L和pH 7.5-8.5;在35.19、30.0 mg/L 3-PBA和pH 7.58条件下,该菌株48 h对3-PBA的降解率达83.75%。[结论]路德维希肠杆菌BPBA031是1株高效3-PBA降解菌,可作为生物修复受3-PBA或拟除虫菊酯类农药污染环境的潜在菌株资源。
张芷睿 , 陈晨 , 韩彩静 , 高云娜 , 刘春雷 , 闵伟红
2018, 58(5):842-850. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170312
摘要:[目的]对北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense)天冬氨酸激酶(Aspartate kinase,AK)进行改造,期望获得具有较高酶活力且酶活性质改善的高产天冬氨酸族氨基酸的优良突变株,并削弱甚至解除Thr对AK的反馈抑制作用。[方法]利用定点突变技术对Gln(Q)316位点进行突变,高通量筛选获得活力提高明显的突变体,并将其在大肠杆菌BL21中高效表达,对野生型(Wild type,WT)和突变体Q316P AK用镍柱纯化,进行酶动力学及酶学性质研究。[结果]获得突变体Q316P,并在大肠杆菌BL21中成功表达。与野生型相比,突变体Q316P的Vmax提高8.53倍,n值由2.15降低为1.29,正协同性减弱;最适温度由25℃升高至30℃;最适pH由8.0降低至7.5,半衰期由3.8 h延长至5.0 h;且在实验范围浓度内,底物抑制剂苏氨酸对突变体Q316P表现出激活作用;Q316P AK对金属离子K+和有机溶剂甲醇表现出良好抗性。[结论]获得酶活力提高、酶学性质改善的突变体,并一定程度上解除苏氨酸对AK的反馈抑制,为构建高产天冬氨酸族氨基酸工程菌提供参考。
李开怀 , 张超 , 余永红 , 郭巧巧 , 廖裕玲 , 马金成 , 王海洪
2018, 58(5):851-861. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170324
摘要:[目的]系统鉴定哈氏弧菌脂酰-ACP合成酶(Acyl-ACP synthetase,AasS)以不同链长游离脂肪酸和非脂肪链羧酸作为底物的体外催化反应。[方法]利用非变性蛋白质凝胶电泳和紫外分光光度计法从定性和定量两个方面分析了AasS的体外催化功能与活性。[结果]AasS能够催化不同链长直链的自由脂肪酸合成脂酰-ACP,其中以C6-C12作为底物时活性最高;以羟基脂肪酸作为底物的情况下,AasS催化C8-C14的羟基脂肪酸有较高的活性。非脂肪链羧酸类作为底物的反应中,20种蛋白质氨基酸、苯甲酸和水杨酸均可以作为AasS的底物,合成相应的脂酰-ACP。[结论]本研究系统地证明了哈氏弧菌脂酰-ACP合成酶(AasS)对不同底物的不同催化活性,为生物体内氨基酸代谢和菌黄素合成代谢的研究提供了可行性的分析依据。
2018, 58(5):862-881. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170331
摘要:[目的]从内蒙古种植葵花的盐碱地中筛选高效溶磷真菌,为盐碱地增产节肥开发生物肥料提供溶磷菌种资源。[方法]利用ITS rDNA序列鉴定菌株、固体培养基测定耐盐性,液体摇床培养与盆栽试验结合分析菌株溶磷能力,盆栽和田间试验明确菌株M1促进作物生长和增产作用;LC-MS技术测定菌株M1在液体培养基中分泌有机酸和植物激素含量,明确菌株M1的溶磷和促生机理。[结果]溶磷菌株M1鉴定为日本曲霉(Aspergillus japonicus)。液体培养基接种菌株M1培养6 d,以Ca3(PO4)2为磷源时上清液有效磷达1020.89 mg/L,溶解率为63.30%;以AlPO4为磷源时有效磷达995.69 mg/L,溶解率为48.59%;以贵州开阳磷矿粉、江苏锦屏磷矿粉、云南晋宁磷矿粉、河北钒山磷矿粉和云南昆阳磷矿粉为磷源接种菌株M1,从晋宁磷矿粉释放的有效磷浓度最高,达到363.64 mg/L。菌株M1可耐受10% NaCl。将M1制备的菌剂分别接种于施用Ca3(PO4)2、AlPO4和开阳磷矿粉3种磷源的4种盆栽试验土壤包括北京石灰性潮土、安徽黏性潮土、安徽水稻土和山东沿海盐潮土。结果显示,菌株M1对玉米植株促生效果显著,玉米植株鲜重比对照提高2.14%-90.91%、干重增加22.15%-268.28%;土壤有效磷提高21.81-24.27 mg/kg。菌株M1与4种土壤的适配性均高于对照菌株DSM 821。田间小区花生产量结果显示,接种溶磷菌剂M1增产效果最好,花生果实产量达4.46 t/hm2,比不接种菌剂的对照处理增加0.81 t/hm2,增产22.19%。菌株M1在含有磷酸三钙、磷酸铝和开阳磷矿粉3种难溶磷培养液中经过6 d培养,均产生7种有机酸,其中草酸和柠檬酸含量最高,分别为616.16 mg/L和413.69 mg/L;培养液均能检测到吲哚乙酸(IAA)和玉米素,IAA含量为15.45-77.58 mg/L,玉米素浓度为0.06-0.11 mg/L。[结论]获得了一株高效溶解多种难溶磷的日本曲霉菌M1,它能显著增加土壤有效磷、促进玉米生长和花生增产,与4种典型土壤适配性好,具有良好的农业应用前景。
2018, 58(5):882-892. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170477
摘要:[目的]考察茎瘤固氮根瘤菌ORS571中鞭毛马达蛋白FliN、FliM的编码基因分别缺失的突变体表型,初步探究其功能机理。[方法]本研究采用同源重组和三亲本接合转移的方法构建突变体,测定野生型及突变株的生长曲线、趋化性、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝等表型。[结果]三种菌株的生长速率基本无差,与野生型菌株相比突变株鞭毛结构丧失,趋化能力、分泌的胞外多糖和生物膜形成能力均下降,但相同时间内细胞絮凝程度比野生型明显。[结论]实验表明,鞭毛基因fliN、fliM对茎瘤固氮根瘤菌ORS571鞭毛的形成、趋化运动、胞外多糖的分泌、生物膜的形成及细胞絮凝能力等均有调控作用。
2018, 58(5):893-906. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170506
摘要:[目的]研究红球菌R04细胞的分裂方式及联苯对其形态和细胞分裂的影响。[方法]以一株多氯联苯降解菌株(Rhodococcus sp.R04)为研究对象,利用荧光显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析红球菌R04在不同培养条件下的细胞分裂。[结果]红球菌R04细胞表现出对称分裂(约占30%)和不对称分裂(约占70%)两种分裂方式,且培养条件不影响不对称分裂细胞所占的比例。细胞分裂过程中,隔膜主要分布于细胞长度的30%-50%。在联苯的分解代谢过程中,红球菌R04细胞的生长分裂会受到联苯的抑制,但不影响红球菌R04细胞的分裂方式,在联苯胁迫下,细胞形成丝状化,表现出异常分裂,随着培养时间的延长,在细胞生长指数后期至转换期,细胞能够进行正常分裂。[结论]环境异生型化合物联苯/多氯联苯对其降解菌株——红球菌R04细胞的生长和分裂有较强影响,但是并不影响其分裂方式。
皮婷 , 姚家成 , 黄粤 , 夏珍珍 , 梅枫 , 何冬兰 , 程国军 , 刘涛 , 李晓华
2018, 58(5):907-914. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170513
摘要:[目的]本研究对尼古丁降解菌根癌土壤杆菌SCUEC1菌株中agnE基因进行克隆表达,并对agnE基因表达蛋白进行功能鉴定。[方法]通过PCR扩增获得agnE全长基因(1029 bp),构建重组质粒pET28a-agnE,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株进行异源表达,采用SDS-PAGE检测重组蛋白。以2,5-二羟基吡啶作为反应底物,在检测波长320 nm下测定反应液吸光度值,进一步研究温度、pH值和金属离子对AgnE蛋白酶活性的影响。[结果]克隆得到基因agnE,构建了pET28a-agnE重组质粒并进行了表达,AgnE蛋白分子量为42.0 kDa,表达蛋白以包涵体形式存在于细胞中。酶促反应0、5、10、20 min时反应液吸光度分别为0.6170、0.2273、0.0907、0.0667。在pH 8.0、温度20℃下,AgnE蛋白具有较高的2,5-二羟基吡啶双加氧酶活性,且Fe2+对酶活性具有明显的促进作用。[结论]明确了AgnE蛋白具有2,5-二羟基吡啶双加氧酶活性。
2018, 58(5):915-925. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170579
摘要:[目的]研究红球菌(Rhodococcus sp.)R04调控蛋白RHOGL007659的生理功能及其缺陷菌株的代谢特性,初步探究红球菌R04降解联苯的调控机制。[方法]通过基因同源重组敲除红球菌R04联苯代谢相关基因RHOGL007659。比较红球菌R04(野生型)和缺陷型菌株R04Δ7659(基因RHOGL007659缺陷型的R04)在不同碳源培养下的生长情况,HPLC分析R04和R04Δ7659转化联苯的能力。提取R04和R04Δ7659的总RNA,实时荧光定量PCR检测联苯降解关键基因的转录表达。纯化BphB(联苯降解脱氢酶)和BphD(联苯降解水解酶),制备多克隆抗体。Western blot分析BphB和BphD蛋白在R04和R04Δ7659中的表达水平。[结果]获得了RHOGL007659基因的缺陷型菌株R04Δ7659,与R04相比,R04Δ7659在联苯培养条件下的生物量趋近于零。HPLC分析表明,RHOGL007659基因的缺失使红球菌R04丧失转化联苯的能力。实时荧光定量PCR结果表明,在联苯培养条件下,缺失RHOGL007659后的R04,其联苯降解关键基因均有不同程度的下调表达。Western blot分析显示RHOGL007659缺失后,联苯降解关键酶BphB和BphD表达量均降低,这与实时荧光定量PCR结果相一致。[结论]RHOGL007659是红球菌R04联苯降解关键基因簇的调控蛋白,该蛋白对红球菌R04代谢联苯过程具有正调控作用。
陈小强 , 陈德局 , 朱育菁 , 陈燕萍 , 张海峰 , 刘波
2018, 58(5):926-953. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170590
摘要:[目的]由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的植物青枯病是一种毁灭性土传病害。胞外多糖(extracellular polysaccharides,EPS)是青枯雷尔氏菌关键的致病因子之一。通过构建胞外多糖缺失突变株,研究胞外多糖在青枯病致病中的作用。[方法]从青枯雷尔氏菌FJAT-91的基因组中克隆出胞外多糖合成结构基因epsD同源臂,克隆至自杀性质粒pK18mobsacB,再将庆大霉素抗性基因(Gm)插入同源臂中间,获得重组质粒pK18-epsD。将重组质粒转化至青枯雷尔氏菌FJAT-91感受态细胞中,通过同源重组敲除epsD基因,获得EPS合成缺失的突变株FJAT-91ΔepsD。研究突变株与野生菌株在菌落形态、胞外多糖合成、运动能力、定殖能力的差异性。[结果]突变菌株FJAT-91ΔepsD与出发菌株FJAT-91相比:胞外多糖产量显著减少,生长较慢;泳动能力(swimming motility)和群集运动能力(swarming motility)显著降低;在番茄苗根部和茎部的定殖能力显著降低;弱化指数(AI)为0.905,鉴定为无致病力菌株。[结论]胞外多糖在青枯雷尔氏菌的致病中起着关键的作用,本课题研究成果为开发植物疫苗提供了优良的材料与研究基础。
高振红 , 张志伟 , 徐晓光 , 车金鑫 , 张艳 , 刘延琳 , 师俊玲
2018, 58(5):954-954. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20170604
摘要:[目的]通过解析拟茎点霉属XP-8的基因组序列信息,揭示该菌株潜在的代谢途径,并分析松脂醇及其糖苷化合物等次级代谢产物生物合成相关的关键基因。[方法]使用Illumina HiSeq 2500高通量测序平台对拟茎点霉XP-8菌株进行全基因组测序,并通过不同软件对测序数据进行序列拼接,基因预测与功能注释。[结果]组装后的拟茎点霉XP-8基因组大小为55.2 Mb,GC含量53.5%,含有17094个蛋白编码基因和310个非编码基因。获得了松脂醇及其糖苷化合物等次级代谢产物生物合成相关的基因。系统发育分析揭示出拟茎点霉XP-8与5种子囊菌共有12635个同源基因和5626个基因家族。[结论]拟茎点霉XP-8具有用于合成松脂醇及其糖苷化合物等多种次级代谢物的基因组基础,为下一步的代谢工程改造提供依据。
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