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微生物学报

  • 2022年第12期文章目次
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      2022, 62(12):0-0.

      摘要 (125) HTML (99) PDF 838.21 K (244) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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      2022, 62(12):0-0.

      摘要 (107) HTML (122) PDF 1.22 M (207) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >序言
    • 水圈微生物专栏序言

      2022, 62(12):4561-4563. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20221201

      摘要 (219) HTML (536) PDF 387.51 K (342) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >水圈微生物专栏
    • 鄱阳湖流域锦江水体污染胁迫下浮游细菌群落结构及交互作用

      2022, 62(12):4564-4576. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220317

      摘要 (285) HTML (482) PDF 1.05 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为了探索河流水体污染胁迫对浮游细菌群落的影响。【方法】本研究使用主成分分析将水体污染胁迫分为高、中、低3级,基于高通量测序技术分析了鄱阳湖流域锦江干流浮游细菌群落的多样性、组成以及交互作用。【结果】锦江污染胁迫下的浮游细菌群落优势菌群包括假单胞菌门(Pseudomonadota,13.53%–45.83%)、放线菌门(Actinobacteriota,17.05%–40.50%)、拟杆菌门(Bacteroidota,5.79%–31.56%)、蓝藻菌门(Cyanobacteria,0.41%–59.31%)和芽孢杆菌门(Bacillota,0.11%–4.81%)。其中Bacillota在污染胁迫等级下显著差异(P=0.03)。浮游细菌群落组成在不同水体污染胁迫等级下存在显著差异(P=0.046)。群落丰富度Chao1与ACE指数在低污染胁迫地区显著高于中污染胁迫地区(P=0.024和0.037),Shannon多样性指数差异不显著。共生网络拓扑特征表明,随着水体污染胁迫减小,细菌共生网络的复杂性与稳定性增强,浮游细菌群落之间的交互作用增强。【结论】污染胁迫显著改变了水体细菌群落结构与交互作用。以上研究有助于从微生物角度为水体污染的检测、监测和控制提供生态学参考。

    • 红树林生态系统微生物驱动的氮素循环过程研究进展

      2022, 62(12):4577-4591. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220336

      摘要 (338) HTML (600) PDF 787.77 K (581) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物驱动的氮循环过程在红树林生态系统物质循环、净化外来污染物、维持生态系统平衡等方面起重要作用。相较于其他自然生态系统,因红树林处于沿海陆地交界地带,其氮循环过程及其相关微生物的种类丰富,受交错复杂的环境因素影响与调控。本文梳理了红树林土壤性质及特性,综述了红树林生态系统中由微生物驱动的固氮、氮素矿化、硝化、厌氧氨氧化、反硝化、异化硝酸盐还原为铵等主要的氮循环过程,并讨论了氮循环与其他循环的耦合过程。最后讨论pH、盐度、季节、螃蟹活动、红树林树种等环境因素对氮循环过程及其相关微生物丰度、多样性的影响。本综述以期为红树林湿地生态系统的保护和修复提供理论参考。

    • 铁施肥促进海洋浮游植物和生物碳泵的不确定性

      2022, 62(12):4592-4605. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220548

      摘要 (255) HTML (663) PDF 725.01 K (461) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁作为浮游植物所必需的微量元素,限制了全球超过三分之一海域的初级生产力,尤其是在高营养盐、低叶绿素海域(high nutrient low chlorophyll,HNLC)。长期以来海洋铁施肥被认为是一项可以降低大气二氧化碳含量的地球工程策略。然而通过13次海洋人工铁施肥(artificial ocean iron fertilization,aOIF)实验发现,铁的额外添加对海洋深层碳输出量的促进作用要显著低于预期。本文简要地总结了碳在海洋和大气中的循环过程,回顾了人工铁施肥实验对生物碳泵和碳通量等的影响,分析了从海洋铁施肥到海洋碳汇关键生物地球化学过程的影响因素。综上分析发现,科学界对生物碳泵过程及其调控机制的认识仍十分浅薄,考虑到海洋铁施肥还会对海洋生态系统带来一定的负面作用,铁施肥能否作为降低大气中CO2的有效手段,以达到碳中和并缓解温室效应仍需进一步研究。

    • 红树林湿地硫酸盐还原菌的多样性及其参与驱动的元素耦合机制

      2022, 62(12):4606-4627. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220569

      摘要 (165) HTML (1055) PDF 1.05 M (611) 评论 (0) 收藏

      摘要:红树林生态系统是热带和亚热带地区重要的滨海湿地,具有营养物质形态多样化和高效动态变化的特征,是驱动碳、氮、硫等元素循环的热区。硫酸盐还原菌(sulfate-reducing prokaryotes,SRPs)是地球最古老的微生物生命形式之一,在推动早期地球地质演化以及现代生物地球化学循环中发挥关键作用,但其在红树林湿地还缺乏全面深入研究。本文基于Genome Taxonomy Database中原核生物基因组的挖掘,系统总结了硫酸盐还原菌的类群,梳理了近年来国内外红树林中硫酸盐还原菌的分布情况及影响其分布的因素,分析了硫酸盐还原菌在红树林生态系统的碳、氮、硫及铁等元素地球化学循环中的作用,并对硫酸盐还原菌未来的研究方向进行了展望,以期为深入研究硫酸盐还原菌参与驱动的元素生物地球化学循环及其耦合机制提供参考。

    • 海洋奇古菌门认知的拓展:从新类群到新功能

      2022, 62(12):4628-4645. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220693

      摘要 (254) HTML (539) PDF 949.85 K (677) 评论 (0) 收藏

      摘要:奇古菌门是全球海洋中的重要微生物类群,在海洋原核浮游生物中的比例可达20%–40%。作为一类化能无机自养微生物,奇古菌门成员可通过氧化氨获得能量,实现不依赖光照的无机碳固定,在碳、氮等元素的地球化学循环中起关键作用。奇古菌门是海洋中氨氧化反应的主要执行者,其化能合成的有机质是海洋特别是深海环境中微生物的重要能量来源。随着研究的逐步深入,有关该类群生理代谢特性的认知不断被拓展,包括奇古菌门异养代谢的揭示、不具氨氧化能力类群在深海中的发现,以及最新报道的奇古菌门在厌氧条件下介导氧气、氧化亚氮和氮气的产生等。这些研究揭示了奇古菌门参与海洋生物地球化学循环和气候变化调节的新机制,为围绕该类群的深入探究和培养提供了新的思路和方向。本文从群落组成、环境适应、生态功能、进化历史和培养现状等方面综述了近年来有关海洋奇古菌门的新发现和新认识,以期增进对该类群的了解。

    • 环境微生物研究中机器学习算法及应用

      2022, 62(12):4646-4662. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220389

      摘要 (295) HTML (554) PDF 2.92 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物在环境中无处不在,它们不仅是生物地球化学循环和环境演化的关键参与者,也在环境监测、生态治理和保护中发挥着重要作用。随着高通量技术的发展,大量微生物数据产生,运用机器学习对环境微生物大数据进行建模和分析,在微生物标志物识别、污染物预测和环境质量预测等领域的科学研究和社会应用方面均具有重要意义。机器学习可分为监督学习和无监督学习2大类。在微生物组学研究当中,无监督学习通过聚类、降维等方法高效地学习输入数据的特征,进而对微生物数据进行整合和归类。监督学习运用有特征和标记的微生物数据集训练模型,在面对只有特征没有标记的数据时可以判断出标记,从而实现对新数据的分类、识别和预测。然而,复杂的机器学习算法通常以牺牲可解释性为代价来重点关注模型预测的准确性。机器学习模型通常可以看作预测特定结果的“黑匣子”,即对模型如何得出预测所知甚少。为了将机器学习更多地运用于微生物组学研究、提高我们提取有价值的微生物信息的能力,深入了解机器学习算法、提高模型的可解释性尤为重要。本文主要介绍在环境微生物领域常用的机器学习算法和基于微生物组数据的机器学习模型的构建步骤,包括特征选择、算法选择、模型构建和评估等,并对各种机器学习模型在环境微生物领域的应用进行综述,深入探究微生物组与周围环境之间的关联,探讨提高模型可解释性的方法,并为未来环境监测、环境健康预测提供科学参考。

    • 环境病毒的宿主鉴定技术进展

      2022, 62(12):4663-4683. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220661

      摘要 (283) HTML (608) PDF 746.62 K (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:病毒是地球上丰度最高的微小生命粒子,通过调控宿主的群落结构、介导宿主死亡和参与水平基因转移等方式影响着生物地球化学循环和地球生命演化。近年来,宏基因组学的发展实现了在全球尺度上对环境病毒的大规模探索和研究,大量新的病毒基因组被发掘,病毒在全球生态过程和生物地球化学循环中的角色和贡献也得到进一步认知。病毒在环境中的重要作用是通过感染宿主实现的。然而,环境病毒的宿主鉴定工作远落后于环境病毒基因组测序研究。本文综述了目前病毒宿主鉴定的主要技术及其优缺点和应用场景,总结了病毒的宿主鉴定在病毒生态学研究和生物工程领域的重要价值,并初步展望了未来病毒宿主鉴定技术的发展方向。

    • 嗜酸藻类研究进展

      2022, 62(12):4684-4699. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220443

      摘要 (281) HTML (587) PDF 1.04 M (573) 评论 (0) 收藏

      摘要:酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)是硫化矿物暴露于地表,与水、大气及微生物相互作用发生氧化性溶解而形成的,其pH通常在3.5以下,并含有高浓度的金属离子,危害十分严重。因为嗜酸原核生物可通过氧化硫化矿物获得能量,从而加速酸性矿山废水的形成过程,所以一直以来都是嗜酸微生物研究的焦点。但事实上,真核生物在酸性生态系统中往往发挥着更重要的作用。尤其是光合藻类,它们在很多酸性环境都是主要的初级生产者,对酸性矿山废水的演化和修复起着关键的推动作用。本文从嗜酸藻类的常见种类和生态分布、适应极端环境的生理机制以及它们在污染治理和工业生产中的应用3个方面,综述了该领域近30年来的研究进展,并以此为基础提出了将来需要着力加强的5个研究方向。

    • 古菌和细菌四醚膜脂GDGTs的生物合成机制及其生物地球化学意义

      2022, 62(12):4700-4712. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220686

      摘要 (381) HTML (485) PDF 815.89 K (773) 评论 (0) 收藏

      摘要:以甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)为主的跨膜醚脂化合物是古菌和部分细菌细胞膜的重要组成成分。作为分子化石,GDGTs化合物对环境变化响应敏感,以其为基础的有机地球化学指标在定量重建海洋与陆地的古环境研究中发挥出独特的优势。然而,GDGTs指标在广泛应用的同时也不断出现适用性和准确性问题。其关键原因在于GDGTs的生物合成和生理机制研究相对匮乏,难以为指标提供分子生物学与生理学基础。近年来,在多学科的交叉融合下,古菌类异戊二烯GDGTs的生物合成研究取得了令人瞩目的进展。这些成果为脂类生物标志物的地学应用及生物源的确定提供了可靠的生物学基础和新的研究思路。本文综述了古菌类异戊二烯GDGTs的生物合成过程,提出了细菌支链GDGTs生物合成途径的假说,讨论了GDGTs生理过程的生物地球化学意义,并初步展望了GDGTs研究领域未来重要的发展方向。

    • >综述
    • 生物细胞中颗粒状多聚磷酸盐细胞器的结构与功能

      2022, 62(12):4713-4730. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220164

      摘要 (207) HTML (646) PDF 994.96 K (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:多聚磷酸盐(polyphosphat,poly P)是一种由数十个或上百个磷酸根聚合而成的生物大分子,以颗粒状、胶体状和溶解状等多种状态存在于各类生物细胞中。生物体中的poly P能够通过分解提供能量;鳌合金属离子来调节细胞内渗透压,维持质膜稳定;与蛋白质或DNA结合稳定其结构,减轻细胞应激损伤。颗粒状多聚磷酸盐细胞器主要指细胞中用于贮存颗粒状poly P、金属阳离子以及蛋白质、氨基酸和少量水等物质的细胞器。在寄生虫细胞中颗粒状聚磷细胞器常称为酸性钙体,而细菌或者其他微生物细胞中则称为异染颗粒,但是随着研究的不断深入,发现酸性钙体和异染颗粒都具有相似的结构特征,遂将其统一定义为颗粒状多聚磷酸盐细胞器。颗粒状聚磷细胞器的发现拓展了生物共同祖先(last universal common ancestor,LUCA)的学说,丰富了原核生物细胞器认知,我们相信该细胞器在生命起源、抗环境胁迫、生物互作和代谢调控等方面具有重要功能,在疾病治疗以及磷生物地球化学循环过程中发挥重要作用。

    • 季节性流感病毒与其他病原混合或继发感染的研究进展与思考

      2022, 62(12):4731-4739. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220210

      摘要 (204) HTML (560) PDF 429.87 K (337) 评论 (0) 收藏

      摘要:流感病毒包括甲(A)、乙(B)、丙(C)和丁(D)四种型。人流行性感冒是由甲型和乙型季节性流感病毒引起的一种急性呼吸道传染病。流感病毒感染患者主要表现出呼吸道症状,严重时可以导致肺炎。此外,与其他病毒、细菌和支原体等病原体混合或继发感染时,会增加流感患者的重症率和死亡率。近几年,流感病毒与其他病原协同感染的病例有增加趋势。本文归纳总结了流感病毒与其他病原混合及继发感染的研究现状,希望为流感病毒复杂感染情况的临床诊断和治疗方案的制定提供线索。

    • 畜禽粪便中抗生素抗性基因的分布特征及消减技术研究进展

      2022, 62(12):4740-4755. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220225

      摘要 (171) HTML (568) PDF 653.48 K (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着集约化畜禽养殖业的不断发展,兽用抗生素的长期使用导致畜禽粪便抗生素抗性基因污染日益严重,对生态环境和人类健康造成严重危害。如何有效消减畜禽粪便中的抗生素抗性基因成为当前研究热点。本文系统总结了畜禽粪便中抗生素抗性基因的产生途径、分布和影响因素,并阐述了好氧堆肥、厌氧消化及其强化工艺消减畜禽粪便抗生素抗性基因的研究进展,根据现有工艺研究存在的问题展望了今后的重点研究方向,为畜禽粪便中抗生素抗性基因的消减提供理论基础和技术支撑。

    • 微藻在废水处理和生物质回收再利用方面的研究进展

      2022, 62(12):4756-4768. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220233

      摘要 (178) HTML (853) PDF 741.58 K (600) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着经济的发展和人口的增加,环境污染和水资源短缺已经成为不可避免的全球性问题。基于微藻的废水处理技术不仅可以净化废水、解决环境污染问题,还可以利用废水中的营养元素合成生物质,现如今这种技术已经受到越来越多的关注。为了进一步提高废水处理效果、降低废水处理成本,有必要了解微藻去除废水中营养物质和污染物的机理,开发下游低成本收获技术,提升微藻高价值副产物的生产。本文综述了微藻去除碳、氮、磷、重金属、抗生素和有机物的机理和影响因素,总结了微藻的不同收获方式和微藻生物质在各个领域的应用。最后,分析了不同微藻共培养体系和微藻固定化技术的优缺点,并展望了微藻废水处理技术未来的发展方向。

    • 信号识别颗粒(SRP)在膜蛋白定位中的作用

      2022, 62(12):4769-4780. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220239

      摘要 (240) HTML (555) PDF 696.56 K (554) 评论 (0) 收藏

      摘要:依赖信号识别颗粒(signal recognition particle,SRP)的共翻译转运是所有生命体中的一个保守途径,它将新生肽链的翻译与转运耦联在一起。超过30%的新合成的多肽链被SRP转运到正确位置。最近的研究表明,大肠杆菌中SRP抑制子可以规避SRP的需求。当SRP缺失时,翻译控制在介导膜蛋白定位方面起着关键作用。本综述总结了SRP底物如何在存在或缺失SRP的情况下转运到适当的位置以及翻译速率降低如何补偿SRP的缺失。我们还讨论了不同蛋白质对SRP的依赖程度。这一回顾将为进一步研究SRP功能及膜蛋白定位提供新思路。

    • 好氧反硝化细菌碳氮代谢特点及途径的研究进展

      2022, 62(12):4781-4797. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220254

      摘要 (181) HTML (391) PDF 611.23 K (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有必要明确碳源在好氧反硝化脱氮过程中的代谢机理。基于此,本文阐述了好氧反硝化细菌的种类及其对硝态氮与亚硝态氮的代谢途径;系统分析了不同好氧反硝化细菌对碳氮源代谢的差异与代谢机理;综合分析了碳代谢差异对好氧反硝化脱氮过程的影响,并对未来的研究方向进行了展望,旨在深入理解好氧反硝化细菌同时去除碳氮的机理,为提高废水生物脱氮除碳效率提供理论依据。

    • 炎症小体在机体血脑屏障损伤中的作用机制研究进展

      2022, 62(12):4798-4810. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220255

      摘要 (173) HTML (713) PDF 667.30 K (390) 评论 (0) 收藏

      摘要:血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)是一种天然的结构和功能屏障,可抑制病原体的进入并严格控制分子进入脑实质,完整的血脑屏障对于维持中枢神经系统内稳态至关重要。这一屏障功能是由特殊的多细胞结构决定的,每一种组成的细胞类型对血脑屏障的完整性都有不可或缺的贡献。炎症小体(inflammasome)是先天免疫系统最重要的组成部分之一,是一种多蛋白复合体。当病原侵入或机体产生过度免疫反应时,能够激活炎症小体并介导大量细胞因子以及趋化因子分泌。细胞因子及趋化因子表达上调会引起血脑屏障破坏,导致病原突破血脑屏障进入中枢神经系统,引发机体各种脑内疾病。本文就感染性疾病与非感染性疾病这两种情况下,对炎症小体介导机体血脑屏障的损伤进行综述,并列举了当前针对血脑屏障损伤的不同修复方式。

    • >研究报告
    • 秸秆还田方式对东北水稻土理化性质及微生物群落的影响

      2022, 62(12):4811-4824. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220071

      摘要 (206) HTML (238) PDF 2.05 M (441) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究秸秆还田方式对东北黑土理化性质及微生物群落的影响。【方法】试验周期为2019年12月至2021年10月,秸秆还田采用2种方式: 秸秆直接还田+微生物菌剂WJ(strawdirect return+microbial agent WJ;MD),秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ(straw compost return +microbial agent WJ;MC)。分析土壤肥力、酶活和微生物群落。【结果】分析两种方式土壤有机质(SOM)、腐殖酸(HS)和富里酸有机碳(FA-C)含量,发现秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ分别增加2.28g/kg、7.82g/kg和5.26g/kg。土壤铵态氮(NH4+-N)、速效磷(AP)略高于秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ,均在6月份达到峰值。胡敏酸有机碳(HA-C)含量下降。此外,土壤脲酶、转化酶、纤维素酶活性和碱性磷酸酶活性对比发现,秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ分别高8.55%、15.46%、4.35%和6.19%。高通量测序结果显示,秸秆直接还田+微生物菌剂WJ中细菌和真菌的多样性均比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ丰富。其中AnaerolineaBacteroidetesPseudomonas为优势细菌,TausoniaMrakiaMrakiella为优势真菌。【结论】秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ更有利于土壤有机质、腐殖酸、土壤酶活性和微生物多样性的增加,这说明秸秆添加WJ菌剂直接还田可以减少有机养分的流失,保持田间土壤肥力。

    • 紫色红曲霉对沙棘青稞复合酵素性能的影响研究

      2022, 62(12):4825-4840. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220204

      摘要 (159) HTML (499) PDF 2.85 M (312) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为了对比分析紫色红曲霉是否对沙棘青稞酵素具有促进作用。【方法】以对照组、沙棘组、沙青组、沙青红曲组4种发酵液为研究对象,对其pH、总糖、总酸、可溶性固形物、总酚、总黄酮、抗坏血酸和洛伐他汀、超氧化物歧化酶、脂肪酶和蛋白酶含量、1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基清除能力、2,2ʹ-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除能力、酵母菌活菌数和乳酸菌活菌数进行比较分析。【结果】沙青红曲组的总酚、总黄酮、抗坏血酸和洛伐他汀、超氧化物歧化酶、脂肪酶和蛋白酶含量、1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基清除率、2,2ʹ-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)阳离子自由基清除率、酵母菌活菌数和乳酸菌活菌数均显著高于沙棘组和沙青组(P<0.05)。【结论】该研究证明了紫色红曲霉的添加可提高酵素的性能,对酵素行业的多元化发展有潜在的促进作用。

    • 具核梭杆菌对结直肠癌细胞增殖、迁移及上皮间质转化作用的影响

      2022, 62(12):4841-4853. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220205

      摘要 (175) HTML (469) PDF 1.36 M (370) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】评估具核梭杆菌对人结直肠癌细胞HCT116和人正常结肠上皮细胞HCoEpiC的增殖、黏附、凋亡、迁移、侵袭和上皮间质转化的影响。【方法】本研究用不同感染复数(MOI)Fusobacterium nucleatum ATCC 23726感染人结直肠癌细胞HCT116和人正常结肠上皮细胞HCoEpiC,建立感染模型;用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐[3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide,MTT]、平板克隆、细胞划痕及侵袭(transwell)实验检测两组细胞的增殖、迁移和侵袭的变化;用流式细胞仪检测两组细胞凋亡情况;通过Western blotting检测两组细胞上皮标记物上皮细胞钙黏蛋白(E-cadherin)、Catenin δ-1蛋白、间充质标记物N-钙粘蛋白(N-cadherin)和波形蛋白(vimentin)表达水平的变化。【结果】F.nucleatum可促进HCT116细胞增殖,诱导HCT116细胞的迁移和侵袭,但不能引起细胞凋亡;可抑制HCoEpiC细胞的增殖、迁移和侵袭,并加速其凋亡;对HCT116和HCoEpiC细胞表现出很强的粘附能力,致细胞分散和拉长,细胞间粘附减少;使HCT116和HCoEpiC细胞上皮标记物E-cadherin与Catenin δ-1的表达量减少,间充质标记物N-cadherin与vimentin的表达量上升,E-cadherin由细胞膜向细胞质转移。【结论】F.nucleatum可诱导结直肠癌细胞和人正常结肠上皮细胞发生上皮间质转化,但抑制人正常结肠细胞的增殖、迁移和侵袭,表现出与结直肠癌细胞相反的作用。

    • 一株牙鲆源黏质沙雷氏菌YP1的分离鉴定及致病性分析

      2022, 62(12):4854-4867. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220207

      摘要 (176) HTML (360) PDF 1.26 M (397) 评论 (0) 收藏

      摘要:黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)是引起人类、动物及植物感染的重要条件致病菌,但其作为鱼类致病菌却鲜有报道。【目的】本研究以从患病牙鲆(Paralichthys olivaceus)病灶处分离的一株黏质沙雷氏菌YP1为研究对象,分析黏质沙雷氏菌对鱼类的致病性及对疾控的影响。【方法】利用形态学、分子生物学及生理生化实验综合鉴定菌株YP1;利用菌株YP1进行人工感染实验、组织病理实验及药敏试验,研究其感染症状、组织病理学、毒力和药物敏感性。【结果】分离自患病牙鲆体表溃疡病灶处的菌株YP1鉴定为黏质沙雷氏菌。感染实验结果显示,牙鲆和斑马鱼的半数致死量(LD50)分别为3.44×107CFU/g和6.28×105CFU/g,除牙鲆外菌株YP1对其他鱼类也具有高致病性;菌株YP1主要导致牙鲆腹水,同时伴有呼吸急促、摄食减弱、脱肛、白便、鳃缺血及多脏器膨大出血等症状,并随着感染时间的延长对脏器损伤呈加重趋势。病理组织切片结果显示,菌株YP1对牙鲆鳃、肠、肝、脾、肾、心均造成损伤。药敏试验结果表明,YP1对左氧氟沙星、诺氟沙星等14种药物敏感;但对氨苄西林、头孢拉定等19种药物具有耐药性。【结论】本研究结果证实了黏质沙雷氏菌是能导致牙鲆腹水病的一种病原菌,同时对其他鱼类也具高致病性,为该菌感染鱼类导致疾病的检测、鉴别和防治提供科学依据。

    • 我国大蒜种质资源携带的病毒种类及分布

      2022, 62(12):4868-4877. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220209

      摘要 (119) HTML (507) PDF 720.17 K (330) 评论 (0) 收藏

      摘要:病毒感染导致大蒜产量下降,品质变劣。大蒜种质资源的收集、监测和安全保存对大蒜产量、抗病性和品质的遗传改良具有重要意义。【目的】检测我国大蒜资源中病毒的携带和分布情况。【方法】采用2种多重反转录聚合酶链式反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)方法对689份大蒜种质资源中的7种病毒的分布进行了检测。【结果】研究表明,青葱X病毒属病毒[包括GarV-A、GarV-B、GarV-C、GarV-D、GarV-E、GarV-X、葱病毒X(SHVX)]携带率最高(98.69%),接着依次是洋葱黄矮病毒(OYDV,90.13%)、大蒜螨传丝状病毒(GMBFV,71.12%)、韭菜黄条病毒(LYSV,50.65%)、葱潜隐病毒(SLV,49.20%)、马铃薯Y病毒(PVY,41.94%)和大蒜普通潜隐病毒(GarCLV,32.08%)。其中有27份资源(3.92%)含有7种病毒,122份(17.71%)含有6种病毒,190份(27.58%)携带5种病毒,150份(21.77%)携带4种病毒,129份(18.72%)含有3种病毒,62份(9.00%)含有2种病毒,7份(1.02%)只携带1种病毒,而有2份资源(0.29%)没有检测到病毒。此外,大蒜资源种植世代与病毒种类数呈显著正相关(P<0.05),茎尖培养可以有效地减少或清除病毒。【结论】本研究明确了我国大蒜种质资源中7种主要病毒的分布情况,为大蒜种质资源的安全保存提供了理论参考,也为大蒜的抗病毒育种提供了基因资源。

    • 1-辛烯-3-醇防治采后桃果实软腐病的作用

      2022, 62(12):4878-4893. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220211

      摘要 (161) HTML (400) PDF 1.37 M (325) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】桃果实易受匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)侵染引起软腐病,导致果实采后腐烂损失严重。目前人工合成的化学杀菌剂是控制桃果实采后病害的主要方法,但长期使用容易带来食品安全隐患、病原菌抗药性和环境污染等问题。通过研究生物源抑菌成分1-辛烯-3-醇对桃果实软腐病的控制作用,为减少化学农药使用和控制采后桃果实软腐病提供理论基础。【方法】使用1-辛烯-3-醇熏蒸接种匍枝根霉(R.stolonifer)后的桃果实,对果实抗病相关基因表达和酶活性进行测定。通过离体试验,研究1-辛烯-3-醇熏蒸对匍枝根霉(R.stolonifer)菌丝和孢子的影响。【结果】55.80μg/mL 1-辛烯-3-醇熏蒸处理可以显著降低桃果实的发病率和病斑直径(P<0.05),提高几丁质酶(chitinase,CHI)和β-1,3葡聚糖酶(β-1,3-glucanase,GLU)的活性以及病程相关基因非表达子1(nonexpressor of pathogenesis-related protein 1,NPR1)、病程相关蛋白1(pathogenesis-related protein 1,PR1)、CHIGLU的基因表达量。离体试验结果显示,1-辛烯-3-醇可抑制平板上匍枝根霉(R.stolonifer)菌丝的生长,使菌丝体细胞结构遭到破坏,同时显著降低麦角固醇含量(P<0.05),抑制孢囊孢子的萌发和芽管伸长,并通过破坏孢子的膜结构,引起活性氧(reactive oxygen species,ROS)暴发与线粒体损伤。【结论】以上结果证实,1-辛烯-3-醇熏蒸处理不仅能直接破坏匍枝根霉(R.stolonifer)的菌丝与孢子,还可通过诱导桃果实的系统获得性抗性(systemic acquired resistance,SAR)抑制采后软腐病的蔓延。

    • Npro蛋白可抑制poly(I:C)和流感病毒激活的天然免疫应答(英文)

      2022, 62(12):4894-4917. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220212

      摘要 (110) HTML (347) PDF 1.72 M (369) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】猪瘟病毒(classical swine fever virus,CSFV)感染猪引起出血综合征和免疫抑制,是一种高度传染性的猪病。本研究以CSFV为研究对象,探究CSFV抑制宿主天然免疫的机制及其在免疫抑制条件下对甲型流感病毒(influenza A virus,IAV)感染的潜在作用。【方法】首先,为探究CSFV对宿主天然免疫的影响,利用反转录PCR(reverse transcription-PCR,RT-PCR)、荧光定量PCR(reverse transcription-quantitative PCR,RT-qPCR)和Western blotting技术检测PK-15细胞感染CSFV后对Poly(I:C)诱导干扰素(interferons,IFNs)、干扰素诱导基因(IFN-stimulated genes,ISGs)和信号传导子和转录活化子1(signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)磷酸化的影响。其次,利用过表达CSFV蛋白的细胞系筛选并确定抑制天然免疫的关键蛋白。最后,在过表达CSFV Npro蛋白的细胞系上,利用RT-PCR、RT-qPCR、Western blotting和病毒噬斑实验技术研究Npro蛋白对天然免疫和IAV感染的影响。【结果】CSFV可抑制poly(I:C)诱导的Ⅰ型和Ⅲ型IFN的表达。CSFV Npro蛋白在体外直接抑制STAT1的磷酸化,引起寡腺苷酸合成酶样蛋白(OASL)、2',5'-寡腺苷酸合成酶1(OAS1)、干扰素诱导跨膜蛋白3(IFITM3)和干扰素刺激基因15(ISG15)表达下调。重要的是,CSFV Npro蛋白可抑制IAV诱导的Ⅰ型和Ⅲ型IFN的表达,并导致STAT1的磷酸化和OASLOAS1IFITM3ISG15的表达显著下降,进而显著促进IAV在过表达Npro蛋白的PK-15细胞中复制。【结论】猪瘟病毒的Npro蛋白能够拮抗由poly(I:C)和IAV所激活的天然免疫应答,表明Npro蛋白可抑制RIG-I依赖的信号通路并可促进IAV在表达Npro蛋白的PK15细胞中复制。

    • 特异腐质霉角质酶-OMP25融合蛋白在大肠杆菌中的高效表达

      2022, 62(12):4918-4926. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220213

      摘要 (141) HTML (789) PDF 745.21 K (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】通过探究特异腐质霉角质酶-OMP25融合蛋白(HiC-OMP25)在不同大肠杆菌(Escherichia coli)菌株中的表达情况、底物降解情况、热稳定性及宿主菌细胞膜通透性与细胞表面疏水性,揭示表达HiC-OMP25时不同宿主菌的差异性,并进一步提高HiC-OMP25在大肠杆菌中的表达量。【方法】分别在E.coli BL21(DE3)及E.coli C43(DE3)中表达HiC-OMP25,并测定其对对硝基苯丁酸酯(4-nitrophenol butyrate,pNPB)、聚丙烯酸乙酯(polyethyl acrylate,PEA)的降解效果、50℃稳定性;测定表达HiC-OMP25时宿主菌的细胞膜通透性及细胞表面疏水性变化;共表达伴侣蛋白提高HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中的表达量。【结果】HiC-OMP25在E.coli BL21(DE3)与E.coli C43(DE3)中均成功表达并降解pNPB,但前者对PEA的降解效果及50 ℃稳定性均低于后者。同时,表达HiC-OMP25显著增强了E.coli BL21(DE3)的细胞膜通透性及细胞表面疏水性。HiC-OMP25与巯基氧化酶(Erv1p)、二硫键异构酶(DsbC)在E.coli C43(DE3)中共表达时,其表达量为原始菌株的2.14倍,且对pNPB及PEA均有良好的降解效果。【结论】异源表达时,HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中正确折叠,而在E.coli BL21(DE3)中未完全正确折叠;通过共表达伴侣蛋白提高了HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中的表达量,为以后HiC-OMP25的工业化生产及应用奠定了基础。

    • Nonomuraea candida HMC10T中新结构套索肽noncaromin生物合成基因簇的克隆及异源表达

      2022, 62(12):4927-4942. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220221

      摘要 (154) HTML (443) PDF 1.07 M (290) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】本研究旨在通过定向克隆菌株Nonomuraea candida HMC10T中一个新的Ⅱ型套索肽类生物合成基因簇,通过在放线菌底盘宿主中的异源表达,获得新结构套索肽noncaromin,并完成其抑菌活性分析。【方法】通过antiSMASH软件分析菌株N.candida HMC10T全基因组序列,确定新的Ⅱ型套索肽noncaromin的生物合成基因簇(biosynthetic gene cluster of noncaromin,nonc-BGC)。然后,利用ExoCET重组技术(exonuclease combined with RecET recombination)获得完整的nonc-BGC,得到重组质粒pJQK652,并通过λ-Red重组技术改造得到整合型质粒pJQK653。采用接合转移方法,将该质粒分别导入白色链霉菌、2株变铅青链霉菌、2株天蓝色链霉菌和红色糖多孢菌宿主中进行异源表达,再通过发酵和分离纯化获得目标套索肽noncaromin。最后,利用QTOF-ESI-MS2完成套索肽noncaromin的结构鉴定,并通过抗菌活性检测确定该化合物的生物活性。【结果】本研究利用ExoCET技术成功获得了完整的nonc-BGC,在6种放线菌宿主中成功异源表达,完成了noncaromin的结构鉴定,确定了其具有微弱的抗枯草芽孢杆菌活性。【结论】本研究在克隆得到新结构套索肽nonc-BGC的基础上,实现了该基因簇在6个放线菌底盘宿主中的成功表达,获得了1个具有微弱抑制枯草芽孢杆菌活性的新结构Ⅱ型套索肽noncaromin。本研究结果为发掘菌株N.candida HMC10T及其他放线菌中的新结构化合物提供了借鉴。

    • Aspergillus oryzae RIB40氨肽酶(AoAPase)异源表达及在鳕鱼肽脱苦中的应用

      2022, 62(12):4943-4952. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220226

      摘要 (103) HTML (471) PDF 782.77 K (311) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】针对鳕鱼肽苦味这一不足之处,本研究旨在获得一种高效特异性脱苦氨肽酶,实现对鳕鱼肽苦味的去除进而提升其附加值。【方法】本研究选取Aspergillus oryzae RIB40来源的氨肽酶AoAPase在毕赤酵母KM71中进行异源表达并探究其酶学性质;荧光探针法与电子舌技术联用评估AoAPase对鳕鱼肽的脱苦效果;高效液相色谱测定鳕鱼肽酶解液中游离氨基酸含量及分子量的分布变化;利用扫描电镜观察鳕鱼肽表面微观结构的差异性;通过评价DPPH、羟基及ABTS自由基清除能力,探究鳕鱼肽经AoAPase处理后抗氧化活性的变化。【结果】AoAPase在毕赤酵母KM71中成功异源表达,其分子量约41kDa。最适温度和pH分别为70℃和8.0,在最适条件下AoAPase酶活可达到2238U/mL,Ca2+能够提高其酶活;AoAPase具有底物特异性,以Leu-pNA为底物时,Km为5.95mmol/L,Vmax为43.58μmol/(mL·min);AoAPase通过切除鳕鱼肽段N端疏水性氨基酸残基和降低苦味显著的肽段(500‒1000 Da)含量,进而完全消除其苦味;经AoAPase处理后的鳕鱼肽粉质地更加细腻、松散,且抗氧化活性无明显差异。【结论】重组氨肽酶AoAPase能够特异性去除鳕鱼肽苦味且不影响其生物活性,本研究为AoAPase在蛋白脱苦中的应用奠定理论基础。

    • 地黄内生放线菌的分离及地黄轮纹病拮抗菌Streptomyces folium leaf-16的新种鉴定

      2022, 62(12):4953-4963. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220229

      摘要 (154) HTML (355) PDF 988.55 K (366) 评论 (0) 收藏

      摘要:药用植物内生放线菌具有合成天然活性化合物的潜力,放线菌新种是寻找新型抗生素先导化合物的一个重要来源。【目的】挖掘药用植物地黄内生放线菌资源,并对地黄轮纹病拮抗菌株leaf-16进行新种鉴定。【方法】本研究采用五步消毒法分离河南道地药材地黄的内生放线菌,以地黄轮纹病原真菌草茎点霉(Phoma herbarum)为指示菌,采用平板对峙法筛选对该病菌有抑制作用的菌株,16S rRNA基因测序发现一株抗地黄轮纹病的放线菌新种leaf-16。通过形态、生理生化、细胞壁化学组分和分子生物学等特征对菌株leaf-16进行多相分类学鉴定。【结果】经平板对峙实验得到8株抗地黄轮纹病的放线菌,其中菌株leaf-16经16S rRNA基因测序、形态比较、生理生化、化学组分和分子生物学以及DNA-DNA杂交分析,确定菌株leaf-16为1株链霉菌新种,并命名为Streptomyces folium。【结论】菌株leaf-16为1株链霉菌新种,具有抑制地黄轮纹病原真菌的活性,为进一步分离新型抗地黄轮纹病的生物制剂奠定物质基础。

    • 染色体DNA琼脂糖包埋法辅助的ExoCET技术克隆放线菌天然产物生物合成基因簇

      2022, 62(12):4964-4980. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220231

      摘要 (120) HTML (604) PDF 1.21 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】本研究旨在通过将琼脂糖包埋染色体DNA的方法与ExoCET重组技术相结合,建立放线菌天然产物生物合成基因簇的捕获方法。然后将克隆基因簇导入通用底盘宿主中,实现目标生物合成基因簇的异源表达。【方法】首先,利用低熔点琼脂糖包埋技术制备菌株的染色体基因组总DNA,再用限制性内切酶消化含有染色体DNA的琼脂块,获得线性化的DNA样品;然后利用ExoCET重组技术,以p15A线性载体片段将目标基因簇线性片段进行捕获;再通过PCR-targeting的方法向目标质粒中引入所需的接合转移DNA元件。接着,将改造质粒通过接合转移导入到Streptomyces coelicolor M1252宿主中,获得不同的重组菌株。最后,对不同的菌株进行发酵并提取化合物,最后进行活性检测以及质谱检测。【结果】通过该方法,从菌株S.lincolnensisNRR2936中成功获得了林可霉素生物合成基因簇(lmb-BGC),从菌株Nonomuraea nitratireducens WYY166T中克隆得到了2个核糖体肽类化合物的生物合成基因簇(nioblantin,niob-BGC和nitblantin,nitb-BGC),并实现了lmb-BGC在天蓝色链霉菌M1252中的成功表达。【结论】本研究通过将低熔点琼脂糖包埋技术与ExoCET重组技术进行合理整合,定向克隆得到了林可霉素以及2个新颖的羊毛硫肽类化合物的生物合成基因簇。然后,分别对重组质粒改造后,在天蓝色链霉菌M1252宿主中进行表达,分别获得重组菌株MJX01、MJX02和MJX04。最后,利用质谱以及活性测试的手段对发酵提取物进行了检测,确定了林可霉素生物合成基因簇在天蓝色链霉菌M1252中成功表达。本研究为通过基因簇克隆和异源表达发掘新化合物奠定了基础。

    • 山东地区犬冠状病毒的分子流行病学调查及其基因型多样性分析

      2022, 62(12):4981-4991. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220232

      摘要 (82) HTML (443) PDF 1.01 M (284) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】了解分析山东地区健康犬及腹泻犬中犬冠状病毒(CCoV)的分子流行病学及其基因型。【方法】采集2017年以来山东省宠物市场、流浪犬中心、犬舍、各地宠物医院等的健康和腹泻犬只的肛拭子样品,采用PCR方法检测CCoV及其CCoV-Ⅰ和CCoV-Ⅱ(CCoV-Ⅱa和CCoV-Ⅱb)基因分型情况,并对扩增出的M、S全基因进行测序分析。【结果】199份样品中,共检出CCoV阳性样品79份,健康犬中的检出率为40.2%(33/82),腹泻犬中的检出率为39.3%(46/117)。健康犬中CCoV-Ⅰ型与CCoV-Ⅱ型阳性检出率分别为78.8%(26/33)和51.5%(17/33);腹泻犬中CCoV-Ⅰ型与CCoV-Ⅱ型阳性检出率分别为39.13%(18/46)和80.4%(37/46)。基因型阳性比率分析表明,健康犬中单独感染CCoV-I型的比率最高,为48.5%(16/33);腹泻犬中单独感染CCoV-Ⅱa比率最高,为47.8%(22/46)。测序分析获得48株M基因序列,遗传进化分析表明,12株CCoV-Ⅰ型毒株中除1株外,其余均从健康犬中分离。36株CCoV-Ⅱ型毒株中除7株来自健康犬外,其余均为腹泻犬中获得。获得的3株S全基因均来自腹泻犬且均属于CCoV-Ⅱa亚型。【结论】山东地区犬群中CCoV检出率较高,说明CCoV广泛流行,健康犬和腹泻犬中均存在多重感染情况,健康犬中主要流行CCoV毒株为CCoV-Ⅰ型,腹泻犬中主要流行CCoV-Ⅱa型。

    • 红曲霉繁殖相关brlM基因鉴定及功能分析

      2022, 62(12):4992-5004. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220234

      摘要 (130) HTML (339) PDF 1.08 M (435) 评论 (0) 收藏

      摘要:brlA作为曲霉分生孢子形成的中心调控路径中最上游的转录因子,能够诱导下游特异基因的表达调控分生孢子的产生,brlA缺失将导致曲霉无法产生分生孢子,同时生长代谢发生改变,但对不同菌种的影响有显著差异。【目的】探究brlA同源基因brlM在红曲霉中的基因功能,探索红曲霉繁殖调控机制。【方法】从紫色红曲霉Mp-21菌株中克隆了brlA同源基因brlM。利用同源重组原理,用农杆菌介导转化法构建了brlM基因缺失突变株(△brlM),分析△brlM和野生菌株Mp-21在菌落表型、显微结构、生长速率和次生代谢产物等方面的差异,明确brlM基因在红曲霉中的主要功能。【结果】在形态水平上,brlM基因缺失菌株导致菌丝生长更加旺盛,赋予菌落更加蓬松的表型;显微观察发现△brlM失去了有性繁殖产生闭囊壳的能力,但却提升了无性繁殖产生分生孢子的能力;同时代谢产物红曲色素、莫纳可林K和桔霉素产量显著下降。【结论】红曲霉brlM基因的功能与曲霉属中的brlA并不相同,brlM基因在红曲霉有性繁殖中的作用不可替代。本研究的结果对进一步探索丝状真菌繁殖调控机制提供了新的思路。

    • 意大利蜜蜂工蜂幼虫nkd基因的生物信息学分析及功能研究

      2022, 62(12):5005-5017. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220236

      摘要 (215) HTML (388) PDF 1.01 M (372) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)是西方蜜蜂(Apis mellifera)的亚种之一。蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis)侵染意蜂幼虫导致白垩病。本研究对西方蜜蜂裸表皮蛋白(naked cuticle, Nkd)进行保守基序预测和系统进化分析,并通过RNAi明确nkd基因对意蜂工蜂幼虫体重及宿主响应蜜蜂球囊菌胁迫的免疫应答的影响,以期丰富西方蜜蜂基因nkd的信息,并揭示意蜂幼虫nkd的功能。【方法】通过MEME软件预测西方蜜蜂和其他9个物种Nkd蛋白的保守基序。采用MEGA X软件对西方蜜蜂及其他9个物种的Nkd蛋白进行系统进化分析。通过饲喂dsRNA对意蜂幼虫肠道内的nkd进行RNAi。使用电子天平对幼虫进行称重。利用RT-qPCR检测nkd基因的干扰效率及免疫基因的相对表达量。【结果】西方蜜蜂与东方蜜蜂、柑橘凤蝶、家蚕和金凤蝶的Nkd蛋白均含有3个保守基序(motif 1、motif 2 和motif 3),说明上述5个昆虫物种的Nkd具有较高的保守性。西方蜜蜂与东方蜜蜂的Nkd蛋白聚为一支,说明二者的亲缘关系近。与dsRNA-egfp组相比,dsRNA-nkd组5日龄和6日龄幼虫肠道内nkd的表达量均极显著下调(P<0.001),干扰效率分别为49.60%和56.40%。另外,dsRNA-nkd组幼虫体重较dsRNA-egfp组显著下降,说明nkd显著影响幼虫体重。RT-qPCR结果显示,4日龄幼虫肠道内abaecinapidaecinbirc5defensin-1PGRP-S2均被激活表达;5日龄幼虫肠道内abaecinapidaecinbirc5defensin-1均被激活表达,PGRP-S2的表达受到抑制;6日龄幼虫肠道内abaecin被激活表达,而apidaecinbirc5defensin-1PGRP-S2的表达均受到抑制,说明上述5个免疫基因在宿主响应胁迫的过程中呈不同的表达趋势,均参与宿主的免疫应答,nkdabaecinapidaecin的表达存在负向调控关系。【结论】西方蜜蜂的Nkd蛋白含有3个保守基序(motif 1、motif 2和motif 3),西方蜜蜂与东方蜜蜂的Nkd蛋白亲缘关系最近,通过饲喂dsRNA能有效干扰意蜂工蜂幼虫肠道内nkd表达,nkd影响意蜂工蜂幼虫体重及宿主对蜜蜂球囊菌胁迫的免疫应答。

    • 特基拉芽孢杆菌XK29挥发物2-甲基丁酸对甘薯长喙壳菌的抑制作用研究

      2022, 62(12):5018-5028. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220238

      摘要 (128) HTML (405) PDF 906.25 K (454) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究特基拉芽孢杆菌挥发物2-甲基丁酸对甘薯长喙壳菌的抑制作用,评价2-甲基丁酸对甘薯黑斑病的防治效果。【方法】采用I-分隔平皿和气相抑菌体系,研究不同剂量的2-甲基丁酸对甘薯长喙壳菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用;使用乳酸酚棉蓝染色观察2-甲基丁酸对甘薯长喙壳菌显微形态的影响;利用荧光探针钙荧光白和溴化丙锭检测2-甲基丁酸对甘薯长喙壳菌细胞壁结构与细胞膜通透性的影响;使用荧光探针2,7-二氯荧光素二乙酸酯检测甘薯长喙壳菌胞内活性氧含量变化;测定谷胱甘肽含量分析病原菌应对氧化损伤能力的改变;通过线粒体脱氢酶活力和丙酮酸含量的检测,分析2-甲基丁酸对甘薯长喙壳菌线粒体功能和能量代谢的影响;评价2-甲基丁酸在甘薯黑斑病防治中的使用效果。【结果】2-甲基丁酸显著抑制甘薯长喙壳菌菌丝生长和孢子萌发,降低其产孢能力,导致菌丝折叠弯曲并形成不连续的空腔。2-甲基丁酸使甘薯长喙壳菌的细胞壁结构改变,细胞膜通透性增加,胞内活性氧含量升高,谷胱甘肽含量显著降低,使病原菌应对氧化损伤的能力下降,线粒体脱氢酶活力和丙酮酸含量显著降低,诱发线粒体功能障碍,干扰细胞能量代谢,最终导致细胞死亡。此外,2-甲基丁酸对甘薯黑斑病也具有良好的防治作用。【结论】2-甲基丁酸对甘薯长喙壳菌具有显著的抑制作用,可作为安全高效的气相抑菌材料用于新型熏蒸制剂的研发。

    • 海洋细菌粪产碱菌J481中DMS趋化受体的鉴定

      2022, 62(12):5029-5042. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220245

      摘要 (127) HTML (536) PDF 1.17 M (376) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】β-二甲基巯基丙酸(β-dimethylsufoniopropionate,DMSP)是海洋环境中重要的含硫有机化合物,会被海洋中的微生物裂解并释放出挥发性气体二甲基硫醚(dimethylsulfide,DMS)。该反应的生物学意义尚不明确,前人曾有少量研究表明DMSP可能是趋化效应物。本研究旨在鉴定DMSP趋化作用中的信号分子以及该过程中的趋化受体基因。【方法】挖掘出基因组中含有甲基趋化受体蛋白结构域(methyl-accepting chemotaxis protein,MCP)的全部基因,并预测趋化受体蛋白的结构特征及功能。通过同源重组构建所有趋化受体的缺失突变株,并通过软琼脂平板实验观察趋化表型确定DMS的趋化受体。【结果】对不同化合物DMSP、DMS、丙烯酸进行鉴别后,明确趋化信号分子为DMS。从粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)J481基因组中一共挖掘到8个潜在编码趋化受体蛋白的基因,分别构建对应的缺失突变株,并通过实验筛选出D6I95_17420基因为编码识别DMS的趋化受体蛋白基因。【结论】D6I95_17420基因为编码DMS的趋化受体蛋白的基因,为之后进一步阐明DMS作为信号分子在细胞内的调控作用奠定了基础。

    • 双组分系统EnvZ/OmpR促进副溶血弧菌抵抗碱胁迫的作用机制

      2022, 62(12):5043-5055. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220249

      摘要 (192) HTML (217) PDF 989.59 K (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】探究双组分系统(two-component system,TCS)EnvZ/OmpR对副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus,VP)抵抗碱胁迫的作用机制。【方法】用SMART在线工具(https://smart.embl.de/)鉴定出副溶血弧菌基因组中的双组分系统EnvZ/OmpR,再利用同源重组技术将envZompR基因分别进行缺失,构建相应回补株,比较各菌株的生长曲线来检测相应基因对细菌适应高渗透胁迫和碱胁迫的作用,并结合qRT-PCR及荧光检测系统,筛选参与EnvZ/OmpR抵抗碱胁迫的下游靶基因,鉴定该双组分系统对下游基因的调控机制。【结果】在副溶血弧菌基因组中鉴定出vp0155/vp0154编码EnvZ/OmpR双组分系统同源蛋白。△ompR菌株在高渗透胁迫和碱胁迫中的生长能力明显弱于野生株,而回补株C△ompR、△envZ和C△envZ菌株生长能力与野生株类似。在△ompR菌株中,孔道蛋白基因vp1218vp0493vpa1745vpa0085vpa1308的转录水平均明显低于野生株,并且发现这些孔道蛋白基因缺失株(△vpa1308除外)在碱性环境中生长能力均明显弱于野生株。OmpR蛋白可直接抑制调控因子AphB基因转录,而△aphB菌株在碱胁迫中的生长能力明显强于野生株。此外,AphB蛋白可直接抑制孔道蛋白基因vp0493vpa0085转录。【结论】双组分系统EnvZ/OmpR促进副溶血弧菌抵抗碱胁迫,其中OmpR蛋白可通过抑制调控因子AphB的表达,以促进部分孔道蛋白的表达,从而增强副溶血弧菌抵抗碱胁迫的能力。

    • 粪肠球菌MG 2108对小鼠结肠炎症的缓解作用及机制研究

      2022, 62(12):5056-5076. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20220256

      摘要 (218) HTML (603) PDF 1.76 M (442) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】为了筛选能抑制鼠类柠檬酸杆菌(Citrobacter rodentium)诱发的小鼠结肠炎的益生菌,并研究其干预机制。【方法】对4株筛选的菌株进行人工模拟胃肠液耐受试验,并体外测试它们对鼠类柠檬酸杆菌的抑制能力,最终筛选出粪肠球菌(Enterococcus faecalis)MG 2108。72只雄性7周龄ICR小鼠经过适应性饲养7d后,被随机分为2组:正常对照组(MC组,24只,生理盐水)和炎症对照组(IC组,48只,1×1010CFU/mL灌胃鼠类柠檬酸杆菌),7d后各采12只小鼠,通过结肠组织HE染色和炎症因子检测实验,判断炎症模型建成。原MC组(剩下12只小鼠)更名为NC组,用以区别建模前后的正常对照组,IC组随机分成3组:自然恢复组(IR组,12只,生理盐水)、环丙沙星组(CF组,12只,4mg/mL环丙沙星)和粪肠球菌MG 2108组(EF组,12只,1×108CFU/mL粪肠球菌MG 2108)。18d后结束灌胃,所有小鼠麻醉后眼球取血,解剖。【结果】粪肠球菌MG 2108可以缓解和修复鼠类柠檬酸杆菌引发的小鼠结肠和肝脏损伤,并且通过降低炎症细胞因子的表达水平和增加紧密连接蛋白的表达水平,促进了结肠炎症组织的修复。它改变了肠道微生物菌群结构,EF组的肠杆菌属(Enterorhabdus)和阿克曼菌属(Akkermansia)等有益菌群的丰度增加,同时短链脂肪酸也显著增加(P<0.05),并且优于CF组和IR组。【结论】粪肠球菌MG2108是一株有利于肠道健康的益生菌,治疗鼠类柠檬酸杆菌诱导的小鼠结肠炎效果优于环丙沙星,自然恢复组效果明显差于EF组。

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