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微生物学报

  • 2019年第59卷第3期文章目次
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      2019, 59(3):0-0.

      摘要 (418) HTML (180) PDF 8.25 M (556) 评论 (0) 收藏

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      2019, 59(3):0-0.

      摘要 (450) HTML (179) PDF 2.14 M (535) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >综述
    • 细菌样颗粒——新型乳酸菌表面展示技术及其应用

      2019, 59(3):411-419. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180183

      摘要 (1345) HTML (2059) PDF 523.91 K (1577) 评论 (0) 收藏

      摘要:细菌样颗粒(Bacterium-like particles,BLPs)是一种新型非遗传修饰型乳酸菌表面展示技术,外源蛋白可通过锚钩蛋白锚定于经热酸处理而得的乳酸菌肽聚糖骨架表面,形成空心表面展示颗粒。因其安全性高、表面展示密度大、黏膜递送效率高,又兼有佐剂效应,BLPs广泛应用于黏膜疫苗和黏膜佐剂的开发、病毒抗原的纯化、生物催化剂的制备等领域。本文就BLPs的构建、独特优势、目前的应用及尚需解决的问题等方面进行详细综述,以期展现BLPs新型表面展示平台的广阔应用前景。

    • 蛋白酶体抑制剂Syrbactins家族的生物合成

      2019, 59(3):420-432. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180209

      摘要 (937) HTML (2254) PDF 846.42 K (1178) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物来源的syrbactins属于十二元内酰胺短肽类化合物,包括丁香霉素(syringolins)、滑杆菌素(glidobactins)、cepafungins和luminmycins等。其中,syringolins、glidobactins、luminmycins等几个化合物生物合成基因簇已被克隆、测序和异源表达。研究发现它们的十二元内酰胺环骨架都是由非核糖体肽合成酶(NRPS)-聚酮合酶(PKS)复合体采用模块化组装的方式,将系列底物组装而成。这类化合物因具有优异的蛋白酶体抑制活性而受到广泛关注。本文从syrbactins的分子结构、生物合成、作用机理等几个方面进行综述,介绍了近年来syrbactins的研究进展。

    • 链球菌神经氨酸酶的作用机制及酶活性的测定技术

      2019, 59(3):433-441. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180217

      摘要 (923) HTML (1840) PDF 466.28 K (1290) 评论 (0) 收藏

      摘要:神经氨酸酶不仅存在于流感病毒,在细菌中也有分布。细菌的神经氨酸酶可裂解宿主体内糖结合物末端的神经氨酸残基,有助于细菌实现在宿主体内的定殖、穿透和扩散,是细菌重要的毒力因子之一。链球菌是自然界广泛存在的人畜共患的病原菌,在多种链球菌中均可检测出神经氨酸酶。肺炎链球菌的神经氨酸酶研究最为透彻,该菌可产生3种神经氨酸酶(NanA,NanB,NanC),NanA不但可以发挥酶的催化作用,分解唾液酸残基,暴露细菌的黏附受体,还能不依赖酶活基团,辅助细菌感染宿主细胞;NanB催化后产物可作为细菌的碳源;NanC可辅助细菌入侵脑部。在无乳链球菌和猪链球菌中,神经氨酸酶的活性一直未得到确切的验证,可能是由于它们的荚膜均含有神经氨酸,所以其神经氨酸酶的活性逐渐在进化中丧失。另外一些链球菌,例如化脓链球菌和C、G、L群链球菌,其神经氨酸酶的底物偏好相近,均对唾液类黏蛋白的催化活性较强,利于链球菌在含唾液类黏蛋白的组织中扩散。在口腔链球菌和血链球菌中,神经氨酸酶破坏血液成分中的神经氨酸链。由此可见,神经氨酸酶的特异性催化作用与链球菌在宿主体内的定植部位密切相关。此外,随着科技的发展,对神经氨酸酶的活性检测,也由早期的硫代巴比妥法,转为现在的荧光值和吸光度的测定,更为便捷和敏感。本文旨在对链球菌的神经氨酸酶的作用机制、与毒力关系及酶活测定方法等研究进展作一综述,为从事相关研究的科学工作者提供参考。

    • 环境雌激素的微生物降解

      2019, 59(3):442-453. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180221

      摘要 (932) HTML (1889) PDF 570.65 K (1213) 评论 (0) 收藏

      摘要:雌激素作为环境内分泌干扰物的一类重要物质,生物降解法是最为经济、最为绿色和最为适用的去除方法。通过分析雌激素的主要来源和危害、国内外雌激素降解菌的筛选与鉴定、类固醇雌激素降解酶的表达与检测、雌激素降解菌的基因组学特征以及雌激素的降解途径和机制,进一步阐述了雌激素生物降解的研究现状与进展,对未来的研究工作作出了展望。

    • 细菌群体感应调控多样性及群体感应淬灭

      2019, 59(3):454-467. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180228

      摘要 (1408) HTML (6672) PDF 1.03 M (2419) 评论 (0) 收藏

      摘要:群体感应(Quorum sensing,QS)是细菌通过信号分子分泌、识别,从而调控基因水平转移、毒力因子分泌、芽孢产生及生物膜形成等群体行为的细胞交流机制。干扰信号分子的分泌、识别,可以阻断群体感应,实现群体淬灭。群体淬灭(Quorum quenching,QQ)是目前致病性控制、致腐性预防以及生物膜污染削减的重要策略之一。本文以群体感应信号分泌-识别-响应为主线,将群体感应分为等级、平行及竞争型三类调控方式,并对其特征进行了详细阐述;同时,探讨了信号分子类似物、信号分子降解酶剂、信号受体激活剂/抑制剂等策略在不同调控方式淬灭中的适用性;最后,对群体感应调控及淬灭进行了展望,以期为丰富细菌群体感应认知、促进群体淬灭应用提供参考。

    • >研究报告
    • 双组分系统rcsC基因影响禽致病性大肠杆菌的致病性及相关生物学特性

      2019, 59(3):468-477. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180166

      摘要 (999) HTML (1445) PDF 621.64 K (998) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]双组分系统Rcs感受外界环境变化,并调控细菌的适应性及生存等。本文探讨Rcs双组分系统传感器激酶RcsC对禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)相关生物学特性及致病性的影响。[方法]采用Red同源重组的方法构建rcsC基因缺失株,并利用互补质粒构建互补株,然后比较野生株、基因缺失株与互补株的生长特性、运动性、生物被膜、凝集沉淀能力、致病力及毒力基因转录水平的差异。[结果]rcsC基因缺失不影响APEC的生长速度,然而,缺失RcsC导致APEC的运动能力升高、生物被膜形成能力降低和凝集能力增强。凝集试验结果显示rcsC基因有助于APEC的凝集沉降。细胞黏附入侵结果表明,rcsC在APEC侵袭DF-1细胞过程中发挥作用,而对黏附能力无影响。动物感染试验结果表明rcsC基因缺失能显著降低APEC的毒力。荧光定量PCR检测结果表明,rcsC基因缺失株中ompAaatAfyuAluxS基因的转录水平均显著降低,而fimCtsh基因的转录水平显著升高。[结论]RcsC参与调控APEC的运动性、生物被膜形成、凝集沉降和致病力。

    • Sulfolobus acidocaldarius DNA聚合酶IV跨越损伤合成能力的酶学特征

      2019, 59(3):478-488. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180176

      摘要 (763) HTML (1353) PDF 1.46 M (1321) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]以嗜酸嗜热硫化叶菌Sulfolobus acidocaldarius的DNA聚合酶IV (Saci_0554)为例,表征其跨越模板上损伤碱基的DNA合成效果。[方法]将DNA聚合酶IV (SacpolIV)在大肠杆菌中进行重组表达,经亲和层析纯化得到SacpolIV蛋白;利用人工合成的带有不同损伤的寡核苷酸片段作为模板DNA,用尿素变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,鉴定SacpolIV在体外跨越各种损伤碱基进行跨损伤合成的催化能力。[结果]SacpolIV重组蛋白能够不同程度地跨越嘌呤和嘧啶损伤,跨越能力的高低取决于损伤碱基与正常碱基形成氢键的能力。本研究还发现,SacpolIV能够在DNA链中掺入核糖核苷酸,但掺入核糖核苷酸的效率低于脱氧核糖核苷酸。[结论]本研究证实SacpolIV具有很强的跨越损伤合成能力,能够跨越多种氢键配对能力减弱的损伤碱基,为其在细胞内的跨越损伤合成功能提供了生化证据。

    • 成都平原不同种植方式折耳根表面附生细菌群落结构与抗生素抗性基因分析

      2019, 59(3):489-498. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180180

      摘要 (890) HTML (1232) PDF 1.11 M (1049) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]分析有机、化肥和野生折耳根表面的附生细菌群落结构和抗生素抗性基因(ARGs),揭示细菌群落结构与ARGs相互关系。[方法]高通量测定16S rRNA V3-V4可变区序列分析样品表面附生细菌群落结构;PCR和qPCR扩增29种ARGs基因分析样品表面ARGs污染情况;冗余分析(RDA)探讨细菌群落结构与ARGs的相互关系。[结果]折耳根表面检测到35个属的细菌,其中有机折耳根表面附生细菌多样性低于化肥和野生折耳根(P<0.05);29种被检的ARGs中,有14种在折耳根中被检出,其中有机折耳根含有全部被检出的ARGs,化肥和野生折耳根则含有部分被检出的ARGs。折耳根表面ARGs污染的多样性和丰度显著受到样品表面的菌群结构影响,其中LactococcusEscherichiaFluviicolaEnterococcusSanguibacterAcidovorax是影响ARGs最主要的菌群。[结论]有机种植极大地改变了折耳根表面附生细菌的群落结构,增加了ARGs的多样性和丰度,对有机折耳根的食品安全带来了潜在威胁。因此,有必要将ARGs污染监测纳入到有机折耳根的食品安全考核范围内。

    • 华癸中慢生根瘤菌7653R MCHK-3535基因在自生和与紫云英共生中的功能

      2019, 59(3):499-509. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180190

      摘要 (748) HTML (1913) PDF 3.05 M (1056) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]探究Mesorhizobium huakuii 7653R MCHK-3535基因在共生固氮中的功能。[方法]构建MCHK-3535插入失活突变体、超表达和互补菌株,对其进行共生表型鉴定;并测定各菌株的生长曲线、运动性及生物膜形成;利用qRT-PCR方法和组织表达定位分析MCHK-3535在共生过程中的时空表达特征。[结果]与野生型7653R相比,突变体Δ3535达到稳定期的生物量增加,运动性下降,生物膜形成增加。此外,MCHK-3535基因的失活会显著提高紫云英固氮能力和植物地上部分鲜重,但不影响根瘤数量及重量;且互补菌株C3535能部分回补到野生型性状,超表达菌株OV3535均无显著性差异;qRT-PCR和启动子组织表达定位发现,MCHK-3535基因主要在根瘤的侵染区、过渡区及固氮区表达,并且表达持续整个固氮期。[结论]MCHK-3535基因在自生及与紫云英共生过程中发挥重要功能,参与根瘤的正常发育并负向调控固氮酶活性。

    • “使它隆”对玉米根部不同微生环境细菌群落多样性的影响

      2019, 59(3):510-522. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180193

      摘要 (1090) HTML (1537) PDF 2.11 M (1119) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]研究除草剂“使它隆”施用后对玉米根部不同微生环境细菌群落结构和多样性的影响。[方法]利用Illumina Miseq高通量测序技术,对玉米根系内生菌、根际和非根际土壤细菌16S rRNA的V4–V5可变区序列进行测定,分析不同生长期喷施除草剂使它隆对玉米土壤细菌及根系内生菌群落结构和多样性的影响。[结果]本研究15个样品共得到544393条有效序列,333565条优质序列。多样本共有OTU分析表明,非根际和根际土壤的群落结构更为相似,在一定程度上说明玉米根部相关细菌的定殖具有选择性并且是从根际到根系逐步专一化。丰度等级曲线和Alpha多样性结果显示非根际和根际土壤群落的丰富度和均匀度较高,而玉米根系内生菌群落的丰富度和均匀度都比较低,且成熟期玉米根系内生菌群落的丰富度在施用除草剂使它隆后下降比较剧烈。群落组成分析发现,使它隆除草后,玉米根部相关细菌各时期在门及属水平上的分布都发生了较大变化。菌群代谢功能预测结果表明玉米生长从苗期到成熟期,微生物的生长压力逐渐加大,需要消耗更多的能量用于新陈代谢和环境适应。[结论]施用除草剂使它隆后会降低玉米根部土壤细菌群落的多样性,使它隆对成熟期玉米根系内生菌群落影响最为显著。

    • 一株鸭源传染性支气管炎病毒的分离鉴定及结构蛋白基因和血清型分析

      2019, 59(3):523-532. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180196

      摘要 (665) HTML (1332) PDF 1.45 M (981) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]对从广西某鸭场发生呼吸道感染的11天龄樱桃谷肉鸭分离到的病毒株进行鉴定,并探索此鸭源病毒分离株的遗传变异情况。[方法]通过血凝试验、鸡胚接种实验、3'端非编码区(3'UTR)基因扩增与序列测定对分离株进行鉴定,并对该分离株的结构基因S1、E、M和N分别进行序列测定以及相似性、系统进化树分析和血清型鉴定。[结果]血凝试验为阴性,接种鸡胚盲传5代后出现侏儒胚,3'UTR基因测序结果表明为传染性支气管炎病毒(IBV)序列。该分离株S蛋白的裂解位点为RRSRR,S1、E、M和N基因与IBV毒株H120、4/91、LTD3核苷酸相似性分别为:78.6%–99.7%、85.4%–100.0%、91.6%–93.2%、86.7%–91.7%。除N基因存在点突变外,S1、E和M基因均存在氨基酸的突变、插入和(或)缺失。系统进化树分析显示,其S1基因属于4/91型,E、M和N基因均为LDT3型。血清型分析表明,该分离株的血清型不同于疫苗株H120和4/91。[结论]此鸭源病毒分离株为IBV,且该分离株的基因型与血清型均发生了变异。本研究结果暗示禽类传染性支气管炎的防控面临着更严峻的挑战。

    • 不同生长季节黑果枸杞的根际细菌群落结构

      2019, 59(3):533-545. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180201

      摘要 (1004) HTML (1198) PDF 1.49 M (1234) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]黑果枸杞是一种耐盐植物,是我国西北干旱区盐渍土改良的优良植物物种,其根际土壤细菌群落结构在不同生长时期的变化特征尚不清楚。[方法]本研究采用Illumina MiSeq高通量测序研究了黑果枸杞3个生长阶段的根际土壤细菌群落结构的动态变化。[结果]所有样品中共获得317467条序列,对应于7028个细菌/古细菌OTUs。根际土壤细菌群落的α多样性显著高于非根际土壤。衰老期根际细菌的多样性和丰富度明显低于营养生长期和花/果期。变形菌门和酸杆菌门的相对丰度随生长时期的演变而逐渐降低,而蓝细菌门则相反。厚壁菌门的丰度在衰老期明显高于营养生长期和花/果期。优势属的组成也随生长期的演变而改变,营养生长期、花/果期、衰老期的优势属数量分别为17、16、4,且组成也具有差异。相似性分析表明营养生长期和花/果期的根际细菌群落具有很高的相似性,衰老期根际细菌群落组成与生长期和花/果期具有很高差异,然而与非根际土壤的群落结构具有较高的相似性。[结论]根际土壤细菌群落多样性和组成随生长期的改变而表现出明显的动态变异性,表明黑果枸杞生长时期对根际土壤细菌群落结构具有重要的影响。

    • 花生根瘤菌Bradyrhizobium sp.MZ5 III型分泌系统调节基因ttsI突变体的功能分析

      2019, 59(3):546-553. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180202

      摘要 (699) HTML (1240) PDF 5.23 M (1158) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]探究慢生型花生根瘤菌III型分泌系统在花生-根瘤菌互作的功能。[方法]本研究采用同源重组和三亲本接合转移的方法,构建Bradyrhizobium sp.MZ5的III型分泌系统调节基因ttsI突变体;荧光定量PCR检测添加大豆苷元(Daidzein)和染料木黄酮(Genistein)诱导物后野生型和突变株转录水平上ttsI的表达量变化及其差异;蛭石结瘤实验分析ttsI基因突变对花生结瘤能力的影响。[结果]在转录水平上,大豆苷元和染料木黄酮对MZ5的III型分泌系统调节基因ttsI的表达具有显著的抑制作用(P<0.05)。在MZ5△ttsI突变体中ttsI基因的表达量都明显下调,与野生型菌株的相比都达到极显著水平(P<0.001)。蛭石结瘤实验表明,与野生型菌株相比,MZ5△ttsI突变体在不同花生品种的结瘤数和地上部干重都显著性降低。根瘤石蜡切片表明,MZ5△ttsI突变体在根瘤内的含菌量少于野生型菌株。[结论]Bradyrhizobium sp.MZ5菌株中的III型分泌系统在花生-根瘤菌互作中对结瘤有积极的促进作用。

    • 棕榈科植物种子内生细菌群落多样性的高通量测序分析

      2019, 59(3):554-565. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180211

      摘要 (1241) HTML (1702) PDF 878.73 K (1325) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]探究棕榈科种子内生细菌群落组成及其随物种的差异。[方法]运用MiSeq高通量方法测定蒲葵、棕榈、加拿利海枣、山棕、软叶刺葵、短穗鱼尾葵及三药槟榔7种棕榈科种子内生细菌群落16S rRNA基因V3–V4区序列并进行生物信息学分析。[结果]7种测试种子中获得的V3–V4区有效序列数在2341–40671条之间,聚成97–590个操作分类单元(OTU),Shannon指数计算为1.35–2.94,以加拿利海枣种子最高,山棕种子最低;种群归类结果显示不同种子中测得的各级细菌分类阶层总数及组成不同,总丰度以厚壁菌门的肠球菌属最高,同为厚壁菌门的芽孢杆菌属次之;属级水平上,第一优势细菌属分别为:蒲葵种子(芽孢杆菌属,45.8%),棕榈种子(肠球菌属,51.2%),山棕种子(肠球菌属,12.1%),短穗鱼尾葵种子(肠球菌属,32.6%),三药槟榔种子(肠球菌属,42.9%),软叶刺葵种子(肠球菌属,28.3%),加拿利海枣种子(糖多孢菌属,31.2%)。各种子中次优势细菌属分别为:蒲葵种子(乳球菌属),棕榈、山棕及三药槟榔种子(类芽孢杆菌属),加拿利海枣种子(戈登氏菌属),软叶刺葵和短穗鱼尾葵种子(鞘脂单胞菌属);PICRUST基因预测显示各种子均包含多个与人体器官及人类疾病相关的KEGG功能模块。此外,各种子中均产生了丰度较高的外源物质降解、萜和聚酮合成、多糖合成等有益功能信息。[结论]棕榈科植物种子内生细菌群落多样性较为丰富,群落组成随物种不同而异。各种子内生细菌群体中普遍含多个与人和动物体相关的种群和功能信息,也定殖多种具有益功能性状的细菌类群,值得进一步研究。

    • 嗜热细菌Anaerobaculum hydrogeniforman Pif1解旋酶的异源表达与解旋反应特性

      2019, 59(3):566-577. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180214

      摘要 (984) HTML (1828) PDF 3.26 M (1025) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]原核表达与纯化源自嗜热细菌Anaerobaculum hydrogeniforman的Pif1解旋酶,从而探究其解旋反应特性。[方法]将重组载体pET21a-AnaPif1-TEV/SUMO导入大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,并进行Ni-NTA亲和层析、Superdex200凝胶过滤层析等一系列纯化手段;再利用快速停留监测技术系统地研究Ana.Pif1的解旋反应特性,包括解旋极性、最佳ATP浓度、最佳金属辅因子、最佳解旋温度以及解旋复制中间体DNA的底物特异性。[结果]通过异源表达与纯化,获得了无任何标签序列、分子量59 kDa的Ana.Pif1蛋白,纯度达97%,产率为9.5 mg/L。本研究首先验证Ana.Pif1具有5'-3'的解旋极性,并发现其解旋反应最佳ATP浓度为2 mmol/L,其最佳二价金属辅因子为Mg2+,最适反应温度为55℃。解旋复制中间体的底物特异性显示,Y-S型复制叉的解旋速率最高,为0.127 s–1;而12 nt-bubble底物的解旋幅度最大,达到78.8%;暗示这些底物可能是Ana.Pif1的天然底物。[结论]本文首次较为系统地分析了Ana.Pif1解旋酶的解旋反应特性,为阐明此类嗜热细菌Pif1解旋酶的分子作用机制奠定了基础。

    • 蜱传脑炎病毒跨过血脑屏障的体外实验

      2019, 59(3):578-586. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20180219

      摘要 (1059) HTML (1401) PDF 1.35 M (1222) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的]构建蜱传脑炎病毒(Tick-borne encephalitis virus,TBEV)跨血脑屏障研究的体外细胞模型,研究2种不同细胞的TBEV培养物在病毒跨过血脑屏障中的主要差异,从而为进一步TBEV跨血脑屏障的分子机制研究奠定基础。[方法]利用人脑微血管内皮细胞(Human brain microvascular endothelial cells,hCMEC/D3)构建体外血脑屏障的细胞模型。用BHK-21细胞中培养的蜱传脑炎病毒感染人脑微血管内皮细胞,检测TBEV在hCMEC/D3中的复制增殖情况;将TBEV加入体外血脑屏障模型的上层微孔中,用实时荧光定量PCR和噬斑测定的方法检测跨过血脑屏障的病毒量;将感染TBEV的人单核细胞加入血脑屏障模型的上层微孔中,观察渗漏进下层孔中的淋巴细胞,并用实时荧光定量PCR和噬斑测定的方法检测跨过血脑屏障的病毒量。利用伊文思蓝标记的白蛋白确定血脑屏障细胞的渗透率变化。[结果]实时荧光定量PCR和病毒滴度测定结果表明,TBEV不能在hCMEC/D3细胞中复制增殖,也不能直接跨过血脑屏障;然而,人单核细胞THP-1感染TBEV后,尽管单核细胞不能直接携带TBEV跨过血脑屏障,但THP-1中产生的病毒却能跨过血脑屏障模型进入下层孔中,并引起血脑屏障渗透率的增高。[结论]单核细胞有助于TBEV跨过血脑屏障。

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