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微生物学报

  • 2022年第2期文章目次
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      2022, 62(2):0-0.

      摘要 (113) HTML (56) PDF 12.47 M (211) 评论 (0) 收藏

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      2022, 62(2):0-0.

      摘要 (120) HTML (46) PDF 659.72 K (168) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >综述
    • 绿针假单胞菌的研究进展及农业应用潜力

      2022, 62(2):391-402. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210198

      摘要 (365) HTML (273) PDF 678.24 K (285) 评论 (0) 收藏

      摘要:绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)是目前研究较多的生防菌种之一。19世纪初被Miguela首次分离,将其鉴定为假单胞菌(Pseudomonas),并将机会性病原菌绿脓杆菌作为其模式菌株,而后Peix于2007年重新将其分类为绿针假单胞菌(P.chlororaphis)。目前该菌种已报道有4个亚种,均可产生有颜色的吩嗪类化合物抗生素。该种的菌株多分离自植物根际,对植物抵抗病原菌、线虫等的侵染起到保护作用。本文结合我们分离获得的1株绿针假单胞菌的功能研究、基因组分析及相关文献资料,系统描述了绿针假单胞菌的分类学特征、基因组特点、代谢产物功能及其应用开发前景等,以期为绿针假单胞菌在活性代谢产物发掘、基因功能研究及其农业应用等方面提供借鉴。

    • 基于代谢组学的抗生素与细菌间作用研究进展

      2022, 62(2):403-413. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210210

      摘要 (305) HTML (237) PDF 721.76 K (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗生素杀菌是一个复杂的生理过程,杀菌抗生素与靶点作用后的下游代谢变化与抗生素作用效果紧密联系,其通过干扰细菌代谢状态加速死亡进程,而细菌改变代谢状态也能影响抗生素的有效性。代谢组学通过监测细菌在抗生素作用下的变化提供全面代谢信息,我们回顾近年来基于代谢组学对抗生素与细菌间作用的研究进展,以期为开发抗生素佐剂提高抗生素效果提供参考。

    • 马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种及其研究进展

      2022, 62(2):414-420. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210222

      摘要 (172) HTML (240) PDF 380.28 K (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:马乳酒样乳杆菌(Lactobacillus kefiranofaciens)是一类革兰氏阳性乳杆菌,其来源广泛,功能多样,安全性好。2020年12月国家卫健委批准马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种作为我国新食品原料。本文主要综述国内外马乳酒样乳杆菌和马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种的菌种形态学和基因组特性、益生功能、主要价值和发展前景等方面的研究进展,旨在为马乳酒样乳杆菌马乳酒样亚种的研究和产业应用提供参考。

    • 微生物源甲硫氨酸γ-裂解酶的研究进展

      2022, 62(2):421-433. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210234

      摘要 (154) HTML (151) PDF 1.03 M (203) 评论 (0) 收藏

      摘要:甲硫氨酸γ-裂解酶(methionine γ-lyase,MGL)催化甲硫氨酸γ位C-S键的裂解反应,生成等摩尔的α-酮丁酸、甲基硫醇和氨。MGL降低胞内甲硫氨酸浓度,显著抑制恶性肿瘤细胞的生长和迁移,激发正常细胞的抗氧化反应,开发高效的MGL已成为肿瘤治疗和抗衰老研究的热点。MGL广泛存在于微生物中,而在哺乳动物中不存在,MGL是开发抗致病微生物感染药物的重要靶标。产物甲基硫醇及其衍生物是构成食品香味的主体成分,其组分和浓度决定了食品整体香味的形成,系统阐明MGL的催化机制和活性调节机制将推动食品品质及其稳定性的精准控制。本文总结了微生物源MGL的挖掘、催化机制和改造方面的最新进展,讨论了MGL在癌症治疗、抗衰老、抗致病微生物感染以及食品香味合成和制造领域的应用情况,展望了MGL的发展前景与挑战。

    • 白色念珠菌胞外囊泡的组成及其功能研究进展

      2022, 62(2):434-445. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210240

      摘要 (105) HTML (203) PDF 2.46 M (208) 评论 (0) 收藏

      摘要:口腔疾病研究国家重点实验室,国家口腔疾病临床医学研究中心,四川大学华西口腔医院牙体牙髓病科,四川成都610000

    • 肺炎链球菌糖疫苗的研究进展

      2022, 62(2):446-457. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210261

      摘要 (116) HTML (160) PDF 4.24 M (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)是引起多种疾病的主要病原体,包括侵袭性感染(如败血症和脑膜炎菌血症),以及更常见的粘膜部位感染(如肺炎、中耳炎和鼻窦炎)。根据肺炎链球菌表面荚膜多糖结构的不同可以分成不同的血清型,至今已经鉴定出98种,其中有20种具有高毒力。为了预防肺炎链球菌感染,已研制出了多种相关疫苗。目前,常用的有23价肺炎链球菌多糖疫苗(23-valent pneumococcal polysaccharide vaccine,PPV23)和13价肺炎链球菌结合疫苗(13-valent pneumococcal protein-conjugate vaccine,PCV13)。然而,从天然来源纯化的多糖抗原面临着纯化困难和组成不均等问题,因此,基于合成寡糖的糖缀合物疫苗成为一种有前途的替代物。疫苗接种后出现了血清型替代和某些血清型(如3型、19A型)致病率升高的现象,因此血清非依赖性的蛋白疫苗和全细胞疫苗成为新的研究热点。本综述主要以3型肺炎链球菌疫苗为例,概述不同种类疫苗的作用机制及其研究进展。

    • 基于蛋白质跨外膜自转运系统的细菌细胞表面蛋白展示技术研究进展

      2022, 62(2):458-475. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210300

      摘要 (117) HTML (165) PDF 2.31 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:革兰氏阴性菌Ⅴ型分泌系统是细菌病原蛋白分泌的主要途径之一,可分为Ⅴa–Ⅴe 5个亚型,其中Ⅴa型(即经典的单体自转运蛋白)是细菌毒力和黏附因子向细胞外分泌的重要工具,其在内膜Sec易位子和外膜BAM蛋白复合体的协助下,通过2个连续的跨膜步骤介导蛋白质穿过阴性菌的内外膜。据信Ⅴa型是目前已知蛋白质跨膜转运时最简单的分泌途径,故该蛋白质分泌系统作为一种生物工程手段被认为是进行外源蛋白细菌细胞表面展示的理想系统。本文概括了目前已知的自转运蛋白的种类、结构域组成及其可能的分泌机理,总结基于自转运蛋白构建细菌细胞表面展示系统的生物工程应用,特别是其在疫苗研发领域的最新研究进展,并探讨了其在病原体检测方面的潜在应用,以期深入拓展该分泌系统在生物工程方面的应用。

    • 细胞焦亡在黄病毒致病机制中的作用

      2022, 62(2):476-488. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210317

      摘要 (99) HTML (167) PDF 1.08 M (117) 评论 (0) 收藏

      摘要:黄病毒(flavivirus)是一类具有包膜的单股正链RNA病毒,经蚊虫叮咬传播,是新发突发传染性疾病的重要病原体,严重威胁着人类健康。尽管不同黄病毒引起的临床疾病不同,但是它们的临床症状却有一些相似之处,发热是黄病毒感染后最常见的症状,而且往往表现为高热。研究发现,寨卡病毒和日本脑炎病毒感染中存在胱天蛋白酶1(caspase1)依赖的炎性反应,而这一过程与细胞焦亡(pyroptosis)的部分机制相吻合。细胞焦亡是一种依赖于胱天蛋白酶(caspases)的炎性细胞程序性死亡类型,其特征有焦孔素(gasdermin)介导的孔形成、细胞肿胀破裂和炎性细胞因子释放。本文对黄病毒感染引起的固有免疫中巨噬细胞的焦亡现象进行综述,对细胞焦亡的分子机制、细胞焦亡的重要组分作用进行总结,分析了细胞焦亡与代表性黄病毒之间的关系,以期为细胞焦亡在黄病毒致病机制的后续研究提供参考,为抗病毒感染治疗提供新的思路。

    • 红树林湿地多环芳烃的微生物降解

      2022, 62(2):489-507. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210321

      摘要 (122) HTML (97) PDF 3.32 M (231) 评论 (0) 收藏

      摘要:红树林(mangrove)是海陆交汇带重要的湿地生态系统,也是环境污染物蓄积与转化的热区。多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)因其环境蓄积特点在红树林生境中广泛分布,威胁生态系统健康,其降解转化是近年的研究重点。本文聚焦红树林湿地多环芳烃的微生物降解研究现状,从红树林生境的PAHs生物降解规律、降解功能微生物、降解影响因素等角度综述了国内外最新的研究进展。总结发现,红树林中的PAHs含量高于林外光滩,集中于垂向10—20 cm深的沉积物中。PAHs厌氧降解相应的电子受体中,以SO42–浓度最高,且渗入泥层更深,是红树林沉积物的主要电子受体;其次是NO3、CO2、Fe (Ⅲ)和Mn (Ⅳ)。PAHs降解菌多样性高,其中以SphingomonasBacillusNovosphingobiumSphingobium报道最多。红树林生境中好氧-厌氧交替的独特环境、湿地植物根际泌氧和分泌物以及外源生物刺激因子是影响PAHs生物降解的主要因素。目前多数结果都是基于室内实验,而红树林生境复杂,建议未来面向PAHs污染修复的实际需求,针对红树林的环境特点挖掘相应的PAHs降解功能微生物种质资源,并从应用工艺等方面开展深入的研究。

    • 里氏木霉有性生殖的分子机理及其在遗传育种中的应用

      2022, 62(2):508-519. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210498

      摘要 (83) HTML (65) PDF 6.30 M (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:将木质纤维素转化为可发酵糖用于生产生物燃料以及生物基化学品是实现碳中和的有效途径之一。木质纤维素降解酶在这一过程中发挥着重要作用。里氏木霉是应用最为广泛的纤维素酶、半纤维素酶工业生产菌株。长期以来,里氏木霉一直被认为是红褐肉座菌的无性型,只能进行无性繁殖,菌种改良以经典诱变、基因育种等为主。直到近些年才证实里氏木霉可以进行有性生殖,这一发现为里氏木霉通过遗传有性杂交育种提供了可能性。本文对里氏木霉有性生殖的分子机制以及研究进展进行了综述,并结合作者多年来在里氏木霉菌种改造中的工作积累,对里氏木霉菌株的遗传改良新策略提出展望。

    • >研究报告
    • 粪便样本不同保存方式对肠道菌群测序结果的影响

      2022, 62(2):520-532. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210323

      摘要 (180) HTML (151) PDF 2.34 M (279) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】本文探究了3种室温保存剂和–80℃冷冻保存对粪便样本中菌群结构的影响,为大规模、标准化的采样提供参考。【方法】本研究采集了5名健康志愿者的新鲜粪便作为测试样本,采用4种不同的保存方式保存:DETs室温保存、GITC室温保存、RNAlater室温保存和–80℃冷冻保存,在保存0、1、3、7、14、28 d后,采用高通量测序技术测定样本中微生物16S rRNA基因V3-V4区序列,通过比较不同保存剂、不同保存时间后的样本与新鲜样本的差异,分析保存剂和保存时间对粪便样本菌群组成及丰度的影响。【结果】5组样本共得到489个操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs),其中488个OTUs为5组所共有,且样本alpha多样性无统计学差异。从属水平上看,与fresh组(新鲜样本)相比,DETs组的拟杆菌属相对丰度显著升高,且部分OTUs在保存超过3 d后发生明显变化;其余保存方式无显著差异。综合分析微生物群落多样性和丰度,结果表明,在保存不同天数后,4种保存方式的样本与fresh组的菌群结构均无显著差异,其中-80℃保存的样本与fresh组样本菌群结构相似程度最高,但不同志愿者与各自新鲜样本的相似程度变化较大,且整体相似程度随着时间的推移与fresh组差异呈下降趋势;而使用DTEs保存剂和GITC保存剂保存的样本,志愿者个体间差异小,保存效果稳定,且随时间变化小。聚类分析结果表明,无论使用哪种保存方式,保存方式和时间带来的差异均小于志愿者个体间的差异。【结论】在满足低温冷冻保存条件时优先选择–80℃冷冻保存粪便样本,无法满足立即冷冻保存的条件时,可以选择添加保存剂室温保存,且GITC保存剂优于其他保存剂。

    • 枯草芽胞杆菌异戊二烯酶ComQ的生物信息学分析及对生物膜形态的影响

      2022, 62(2):533-542. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210206

      摘要 (142) HTML (127) PDF 3.63 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】枯草芽胞杆菌ComQ是一种类异戊二烯生物合成酶。利用生物信息学预测分析了ComQ的生物学特性,对comQ基因进行过表达和敲除,构建突变菌,孔板发酵培养验证生物膜形态变化。【方法】运用NCBI (National Center for Biotechnology Information)网站里的Protein数据库获取ComQ蛋白氨基酸序列,通过在线生物信息学软件预测分析其生物学特征,包括其理化性质、信号肽、结构域、空间结构等。构建枯草芽胞杆菌BS168的comQ过表达及敲除菌株,利用孔板发酵培养验证生物膜生长性状。【结果】ComQ蛋白由299个氨基酸组成,理论相对分子质量约34 204.08 Da,无信号肽,无跨膜区,为稳定胞内蛋白。通过菌落PCR,验证枯草芽胞杆菌BS168突变菌构建成功。利用孔板发酵培养枯草芽胞杆菌BS168及突变菌株,验证ComQ蛋白对枯草芽胞杆菌生物膜的形态形成存在影响。两种突变菌株生物膜形态均与原始菌株存在差异。【结论】通过对ComQ蛋白的基本性质、关键氨基酸位点及蛋白结构预测分析,构建突变菌株,验证生物膜形态变化,为后续探究ComQ对枯草芽胞杆菌的生长代谢变化奠定了基础。

    • 灭癌素链霉菌中磷硫酰化修饰DNA结合结构域的功能分析

      2022, 62(2):543-555. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210216

      摘要 (113) HTML (57) PDF 4.72 M (169) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】DNA磷硫酰化(phosphorothioation,PT)是由硫原子取代DNA骨架磷原子上的非桥联氧原子形成的一种新型DNA修饰。PT修饰除参与组成限制修饰系统外,其更为广泛的生物学功能仍有待揭示。PT修饰现有的检测方法操作复杂、成本高、耗时长,而具有操作简便、成本低、耗时短等特点的酶联免疫检测(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)成为新PT检测方法开发的优选。灭癌素链霉菌(Streptomyces gancidicus)中具有天蓝色链霉菌中PT修饰依赖的IV型限制酶(ScoMcrA)的同源酶,暗示其同样含有特异性结合PT修饰DNA的硫结合结构域(sulfur binding domain,SBD)。本文对灭癌素链霉菌中的SBD (简称为Sg-SBD)与PT修饰DNA的亲和力进行定性检测与定量表征,评估其用于PT修饰ELISA方法开发的潜力。【方法】对ScoMcrA-SBD和Sg-SBD的氨基酸序列进行比对分析,利用ScoMcrA-SBD为模板进行同源建模。在大肠杆菌中异源表达Sg-SBD,利用纯化的Sg-SBD进行凝胶迁移(electrophoresis mobility shift assays,EMSA)检测。利用生物膜层干涉(biolayer interferometry,BLI)技术进行Sg-SBD结合PT修饰DNA的定量表征。【结果】生物信息学分析揭示了Sg-SBD含有结合硫原子的保守的氨基酸残基,同时表明Sg-SBD具有与ScoMcrA-SBD相似的结构。EMSA实验发现Sg-SBD可以结合PT修饰DNA形成明显的迁移带,初步证实Sg-SBD结合PT修饰DNA的活性。BLI数据显示,Sg-SBD具有比ScoMcrA-SBD更强的PT修饰DNA结合能力,其与PT修饰DNA的亲和力常数在nmol/L级别,并且Sg-SBD不结合非PT修饰DNA。【结论】Sg-SBD结合PT修饰DNA活性接近抗原-抗体的反应水平,可用于PT修饰DNA ELISA快速检测方法的开发。

    • Sulfolobus acidocaldarius DHH超家族核酸酶Saci0542的酶学特征研究

      2022, 62(2):556-566. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210218

      摘要 (106) HTML (102) PDF 2.05 M (197) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】以嗜酸嗜热硫化叶菌Sulfolobus acidocaldarius的DHH超家族核酸酶(Saci0542)为例,研究其核酸外切酶活性特点,为阐明其在DNA代谢中的具体功能提供生化基础。【方法】将嗜酸嗜热硫化叶菌DHH超家族核酸酶Saci0542基因在大肠杆菌中重组表达,经亲和层析纯化得到电泳纯的重组蛋白;利用荧光标记的寡核苷酸作为底物,用尿素变性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,鉴定Saci0542的酶学特征。【结果】重组表达的DHH超家族核酸酶Saci0542具有典型的单链核酸特异性的3'-5'外切酶活性。进一步酶学特征表征结果如下:酶活性依赖于二价金属离子Mn2+,而Ca2+、Mg2+、Zn2+等二价金属离子对活性没有明显的促进作用;Saci0542在pH 5.5–10的广泛范围内均表现出较高酶活性;高于200 mmol/L的NaCl强烈抑制酶活性;最适反应温度为50–55℃;末端磷酸基团抑制3'-5'外切酶活性。【结论】本研究证实,Saci0542是一种Mn2+依赖型3'-5'外切酶,酶活性与NrnA核酸酶相似,可能在细胞内负责DNA修复或RNA的降解再循环利用。

    • 耐低温酵母Curvibasidium rogersii菌株在松萝样品中的首次分离鉴定及基于基因组分析的生物特性探究

      2022, 62(2):567-578. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210220

      摘要 (180) HTML (111) PDF 6.13 M (234) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】对西藏松萝地衣来源的两株非常规酵母进行分离鉴定,并通过基因组序列分析探究其生物学特性和应用潜力。【方法】从西藏来源的松萝地衣样品内部分离得到2株耐低温酵母菌株,通过26S D1/D2和ITS序列比对分析以及生理生化实验进行菌种鉴定;通过全基因组序列分析和验证探究菌株的生物特性。【结果】两株酵母菌株经鉴定均为Curvibasidium rogersii,可以在10℃低温良好生长,在20℃生长最佳,25℃及以上温度生长缓慢或不生长。对其进行基因组测序和基因组挖掘,测序结果发现,其基因组注释出功能的部分与产油脂的低温酵母白冬孢酵母Leucosporidium creatinivorum具有最高相似性,尼罗红染色发现两株酵母都能够生产油脂,另外在基因组序列中还发现了可能参与木糖代谢的相关蛋白编码基因,实验证明两个酵母菌株可以利用木糖生长。【结论】首次分离鉴定了来自西藏松萝的酵母C.rogersii,为充分开发利用松萝和其他地衣来源微生物,以及利用可代谢木糖的新资源酵母生产微生物油脂提供了基础。

    • 驴源兽疫链球菌的分离鉴定及多位点序列分型分析

      2022, 62(2):579-589. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210228

      摘要 (75) HTML (72) PDF 3.68 M (109) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】本研究采集了新疆地区驴腺疫病料,从样品中分离鉴定可疑病原菌并对其进行基因水平的分型与进化分析。【方法】对采集的新疆地区某驴场驴腺疫病驴颌下淋巴结拭子进行细菌分离培养,对2个分离株(HT111、HT321)进行染色、培养、生化试验、药敏试验,对其16S rRNA及SeM基因进行测序和进化分析,并通过PCR扩增7个管家基因,利用多位点序列分型(MLST)方法鉴定其分子分型。【结果】2个分离株均属马链球菌兽疫亚种,其中HT111对测试的13种抗生素中的3种(青霉素、克拉霉素和四环素)耐药,HT321对8种抗生素(阿莫西林、头孢呋辛、头孢噻呋、青霉素、克拉霉素、克林霉素、土霉素和四环素)耐药。序列分型发现了一种新的ST型为ST420(HT321),分离株HT111为ST179型。【结论】本研究在新疆地区首次分离了驴源马链球菌兽疫亚种,并鉴定出一个新的ST型(ST420),为驴腺疫的流行病学提供了参考数据。

    • 野葛根际固氮微生物群落分布特征及其影响因素

      2022, 62(2):590-601. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210242

      摘要 (146) HTML (108) PDF 2.08 M (162) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究野葛根际固氮微生物群落的空间分布特征,同时结合地理气候因子、土壤理化性质探讨影响野葛根际固氮微生物群落的空间分布特征的主要因素。【方法】在野葛广泛分布的广西、江西和湖南采集17份野葛根际土壤,测定土壤常规理化性质,进行基于MiSeq测序平台的nifH基因高通量测序,采用多元统计分析方法探索固氮微生物群落结构与环境因子之间的关系。【结果】不同采样区域固氮微生物α多样性无显著差异;同一采样区内各样点的固氮微生物群落结构与组成较相似,而不同采样区之间固氮微生物群落结构与组成差异较大,这表明固氮微生物群落存在明显的区域性分布特征。野葛根际土壤中固氮微生物主要归属于变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度>60%),在目水平上,已注释出的固氮微生物主要归属于根瘤菌目(Rhizobiales)和伯克氏菌目(Burkholderiales)。根瘤菌目相对丰度在江西采样区最高,伯克氏菌目相对丰度在湖南采样区最高。pH、交换性钙、全钾、海拔和年平均气温对土壤固氮微生物群落结构的影响较大。优势种群伯克氏菌目与pH、交换性钙和全钾正相关,与C/N负相关;优势种群根瘤菌目与pH、交换性钙、海拔和年均温负相关,与全钾和砂粒含量正相关。【结论】不同地理区域野葛根际土壤中固氮微生物α多样性无显著差异,但固氮微生物群落结构与组成存在明显的区域性分布特征。其群落组成受地理环境和土壤理化性质的共同影响,且固氮微生物不同种群对环境因子的响应存在差异。

    • 果实红色与黄色番茄品种植株茎部内生细菌群落结构及代谢功能特征

      2022, 62(2):602-616. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210246

      摘要 (100) HTML (185) PDF 4.60 M (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】比较果实颜色分别为红色和黄色的番茄植株茎部内生细菌群落组成及代谢功能特征,旨在探究番茄果色形成与植株内生细菌的关联,为构建番茄育种新型的评价体系,以及开发利用有益微生物功能提供理论依据和技术支撑。【方法】基于MiSeq高通量测序技术,分析果实颜色分别为红色和黄色番茄品种植株茎部内生细菌群落组成及相关代谢功能生物信息学分析。【结果】果实颜色分别为红色和黄色番茄品种植株茎部中,短状杆菌属(Brachybacterium)、未分类大肠杆菌属(unclassified_f_Enterobacteriaceae)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)、棒杆菌属(Corynebacterium)、绿脓杆菌属(Pseudomaonas)、微杆菌属(Microbacterium)、norank_f_norank_o_Gaiellales、褚氏杆菌属(Chujaibacter)、鞘氨醇单胞杆菌属(Sphigomonas)细菌是红色番茄品种植株茎部特有的优势内生细菌属;短小杆菌属(Curtobacterium)、norank_f_Mitochondria、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)和束毛球菌属(Trichococcus)是黄色番茄品种植株茎部特有的优势的内生细菌属。此外,果实颜色为红色的番茄品种植株茎部中,拥有比黄色番茄品种更为丰富的内生细菌属与基因功能。【结论】果实颜色分别为红色和黄色的番茄品种植株茎部,形成了特异的内生细菌群落组成与功能,红色品种拥有比黄色品种更丰富的特有优势内生细菌属与基因功能,番茄果实颜色形成与植株内生细菌的群落组成与功能紧密相关。

    • 基于xkdB假基因座位的瓦雷兹芽孢杆菌FZB42超折叠GFP标记研究

      2022, 62(2):617-627. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210275

      摘要 (85) HTML (95) PDF 12.84 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】利用一个GFP的超折叠变体SfGFP (superfolder GFP)对瓦雷兹芽孢杆菌(Bacillus velezensis) FZB42菌株进行标记,以期确立一种瓦雷兹芽孢杆菌及近缘芽孢杆菌通用的高亮GFP标记手段,同时,为了方便后续生物膜和分子互作的相关研究,测试SfGFP基因插入位点,假基因xkdB,作为外源基因表达座位的可行性。【方法】利用基因工程技术构建了一系列质粒,然后通过同源重组的方式,分别获得xkdB敲除菌株FBS373和SfGFP标记菌株FBS374,分别测试这些菌株在生长速度、碳源利用、荧光亮度、生物膜形成、swarming运动性等方面的差异。【结果】本研究成功构建了SfGFP标记的瓦雷兹芽孢杆菌FZB42,其荧光亮度是gfp+变体标记菌株的5倍以上;xkdB基因敲除对瓦雷兹芽孢杆菌FZB42生长速度、不同碳源利用、生物膜形成和运动性等方面无明显影响。【结论】通过本研究我们确认了xkdB基因位点作为瓦雷兹芽孢杆菌FZB42基因组上外源基因表达的中性位点的可行性,同时,通过在xkdB基因座位表达了SfGFP基因,成功对FZB42进行了高亮标记,对同类菌株的标记具有较好的借鉴价值。

    • AI-2通过甲基化趋化受体McpU调控恶臭假单胞菌KT2440的趋化运动及生物膜形成

      2022, 62(2):628-639. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210284

      摘要 (73) HTML (103) PDF 1.64 M (126) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】广泛存在于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌中的自诱导物autoinducer-2(AI-2)能够介导细菌种内和种间通讯,并调节细菌的多种生理过程。然而恶臭假单胞菌KT2440能否感知AI-2信号还未见报道。【目的】挖掘介导恶臭假单胞菌KT2440对AI-2趋化反应的趋化受体,检测AI-2信号通过趋化受体对恶臭假单胞菌KT2440生物膜形成的调控作用。【方法】本研究首先检测恶臭假单胞菌KT2440对AI-2信号的趋化反应,随后表达纯化了与铜绿假单胞菌AI-2受体高度同源的甲基化趋化受体McpU的配体结合结构域(ligand-binding domain,LBD),利用哈维氏弧菌的生物发光实验和等温滴定量热法(ITC)分析McpU-LBD与AI-2的相互作用;软琼脂平板法和毛细管定量分析法分析KT2440及mcpU敲除菌株(ΔmcpU)对AI-2的趋化反应;结晶紫染色法检测AI-2对KT2440及ΔmcpU生物膜形成能力的影响。【结果】软琼脂平板法和毛细管定量分析发现KT2440对AI-2信号表现出明显的正趋向性。哈维氏弧菌的生物发光实验和ITC分析发现AI-2与McpU-LBD具有高亲和力相互作用。进一步研究发现KT2440对AI-2的趋化反应是通过McpU介导的。生物膜测定结果显示,AI-2能通过其受体McpU显著增强KT2440的生物膜形成能力(P<0.05)。【结论】以上结果表明,甲基化趋化受体McpU介导了恶臭假单胞菌KT2440对AI-2的趋化作用,并且AI-2通过作用于该受体显著提高恶臭假单胞菌KT2440的生物膜形成能力。

    • 富硒条件下蜜环菌菌株硒耐受性及胞外酶生物活性的研究

      2022, 62(2):640-649. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210287

      摘要 (88) HTML (65) PDF 906.99 K (149) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】通过对蜜环菌(Armillaria mellea)的富硒驯化,研究各菌株硒耐受性、有机硒含量及生物活性的变化规律,从而获得生物活性更强的蜜环菌,并对富硒蜜环菌的生物学特征进行初步研究。【方法】以Na2SeO3为无机硒试剂对蜜环菌进行富硒驯化;采用氢化物原子荧光光谱法测定蜜环菌的硒含量,热水浴法测定蜜环菌的无机硒含量;根据形态学、生理生化特征筛选优良的蜜环菌菌株。【结果】蜜环菌对无机硒有较好的富集能力。菌株J-234对Na2SeO3的耐受浓度为100 mg/L,菌株M-H和A-10对Na2SeO3的耐受浓度为60 mg/L,菌株YN-2对Na2SeO3的耐受浓度为20 mg/L。硒含量测定的结果表明,菌株J-234硒含量为8.378 1 μg/g,菌株M-H硒含量为7.249 4 μg/g,菌株A-10硒含量为1.926 9 μg/g,菌株YN-2硒含量为3.606 1 μg/g。富硒菌株J-234生物活性最强,其木聚糖酶活力为92 522.46 U/L,淀粉酶酶活力为11 951.49 U/L,纤维素酶活力为8 439.47 U/L,漆酶活力为1.25 U/L,多肽含量为0.087 g/L。【结论】外源硒的添加使蜜环菌的生物活性增强,这为其他食药用真菌富硒驯化研究提供了参考。

    • 一株类志贺邻单胞菌噬菌体生物学特性及全基因组分析

      2022, 62(2):650-660. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210288

      摘要 (130) HTML (156) PDF 2.56 M (167) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】多重耐药菌株的出现给食品安全带来严重威胁。噬菌体是不同于抗生素的一类重要杀菌因子,对其生物学特性及基因组的研究和分析可为噬菌体的抗菌应用提供依据。【方法】对噬菌体phiP4-7的生物学特性、基因组学、分类学进行研究。【结果】经透射电子显微镜观察,确定phiP4-7头部直径为(50.59±1.68) nm,尾部长度为(76.53±4.90) nm,属于长尾噬菌体科;一步生长曲线结果表明,其潜伏期时间约为25 min,每个感染中心释放的噬菌体数量约为63 PFU/infection center;抑菌曲线结果表明,phiP4-7能够有效地抑制宿主菌的生长。基因组测序组装结果显示,phiP4-7基因组长度为39 825 bp,GC含量为48.67%。通过生物信息学软件对基因组进行注释,发现phiP4-7的基因组上共编码72个蛋白,不编码tRNA基因,未发现已知的耐药基因和毒力基因。比较基因组学和分类学结果显示,将其归类为长尾噬菌体科中的一个新属。【结论】分离得到了一株新类志贺邻单胞菌噬菌体,并对其生物学特性和基因组进行了分析。

    • 石油污染环境中固氮和寡氮营养细菌的分离鉴定及其特性

      2022, 62(2):661-671. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210294

      摘要 (136) HTML (163) PDF 831.32 K (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】石油污染治理中的生物修复因无二次污染、处理成本低等优点受到人们的广泛关注,但由于石油烃向环境中大量输入,导致环境中氮源的相对不足成为制约生物修复效率的关键因素之一,因此筛选能够适应寡氮环境的微生物具有重要的生态意义。【目的】从辽河油田油藏水中筛选在不添加氮源培养基中生长的微生物,为石油污染环境生物修复提供候选菌株。【方法】利用改良无氮培养基分离菌株,根据16S rRNA基因序列同源性鉴定菌株,并对其进行固氮酶活性分析、固氮基因和石油降解基因扩增。【结果】筛选得到21株菌,分属于16个不同的属,其中假单胞菌属所占比例最高(23.8%)。固氮酶活性分析结果表明,8株细菌可检测到乙炔还原活性,从3株菌株中扩增到固氮基因nifH,其余13株细菌被鉴定为寡氮营养菌(oligotrophic-nitrogen bacteria)。对21株菌株的石油降解相关基因进行扩增,发现5株菌株基因组中具有烷烃单加氧酶基因alkB或细胞色素P450基因。【结论】本研究从辽河油田油藏水中分离到的细菌适应寡氮环境,具备降解石油潜能,丰富了石油污染地区的微生物多样性,为生物修复提供菌种基础。

    • 不同动物源性细胞系对猪丁型冠状病毒的易感性

      2022, 62(2):672-685. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210307

      摘要 (100) HTML (143) PDF 12.94 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】探究猪丁型冠状病毒(porcine deltacoronavirus,PDCoV)能否在不同动物源性细胞系中感染和增殖。【方法】本研究将PDCoV四川分离株CHN-SC2015接种来自仓鼠、家禽、猴、人和猪的12种细胞系,将病毒在每种细胞系中盲传至少5代并通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)、实时荧光定量PCR (RT-qPCR)、间接免疫荧光试验(IFA)和测序鉴定。【结果】PDCoV在Vero、PAM、PK15、ST和LLC-PK1细胞中的P1表现出明显的细胞病变效应(CPE),且在PAM、PK15、ST和LLC-PK1细胞上有不同程度的增殖,但在Vero和PAM细胞的后续传代中CPE逐渐消失;除3种易感细胞外(PK15、LLC-PK1和ST),病毒拷贝数随着传代次数的增加而逐渐降低,而在DEF、Marc-145、HEK-293、ZYM-SIEC02和PAM细胞的P4或P5中不能检测到PDCoV;PCR结果显示,只有在CEF和Vero细胞的P5中还能检测到PDCoV;IFA的结果表明,PDCoV可以感染除BHK-21和ZYM-SIEC02以外的大多数细胞,在PK15、LLC-PK1和ST细胞的P1、P3和P9均可以观察到特异性免疫荧光,因此仅3种细胞系(PK15、LLC-PK1和ST)适合病毒的连续传代,在P9病毒滴度分别可达107.11、107.00和107.37 TCID50/mL;在不同的细胞系中传代后,PDCoV的S基因序列累计有14个核苷酸和相应的12个氨基酸突变。【结论】本研究表明,PDCoV可在体外感染多种细胞,提示其可能存在跨种传播潜力。

    • 园林植物女贞不同生态位细菌群落结构及其多样性

      2022, 62(2):686-702. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210308

      摘要 (131) HTML (140) PDF 3.16 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】女贞是我国分布广泛的园林绿化树种、药用植物和资源昆虫白蜡虫的优良寄主植物,解析女贞叶、茎、根、根际土壤4种生态位的细菌群落结构、物种组成和多样性特征,为研究女贞及其相关微生物组的互作及开发利用女贞内生和根际细菌资源奠定基础。【方法】以女贞叶、茎、根、根际土壤为研究材料,基于细菌16S rRNA基因V5–V7区,通过Illumina MiSeq扩增子高通量测序和生物信息学分析,比较女贞不同生态位细菌群落结构、物种组成、功能的差异性和相似性。【结果】女贞4种样本共获得168 229条有效序列,聚类后共计977个OTU,归属于23门,54纲,138目,227科和399属。不同生态位细菌群落多样性从根际土壤到根、茎、叶自下而上逐渐降低,Shannon指数分别为4.514、3.856、2.704和1.908。β-多样性分析表明,女贞4种生态位细菌群落结构存在显著差异(R=0.842 6,P<0.05),而叶与茎(R=0.481 5,P>0.05)、根与根际土壤(R=0.888 9,P>0.05)的细菌群落结构相对较为相似。在物种组成上,根、茎和叶内生细菌群落中相对丰度较高的为变形菌门和放线菌门,根际土壤中相对丰度较高的为绿弯菌门;在属水平上,女贞核心菌群主要包括红球菌属、马赛菌属、鞘氨醇单胞菌属、伯克氏菌属、慢生根瘤菌属和热酸菌属,其中伯克氏菌属、慢生根瘤菌属等为植物益生菌资源。功能预测结果显示,不同生态位细菌群落的功能以化能异养为主,地上部分(叶、茎)菌群主要在碳、氢循环中发挥作用,而地下部分(根和根际土壤)菌群主要行使与氮循环相关的功能。【结论】女贞不同生态位的细菌群落多样性自下而上呈现过滤选择机制,不同样本细菌群落结构生态位分化特征明显,在物种组成上存在植物区室特异性。女贞相关微生物群中存在多种植物益生菌,值得进一步研究和开发利用。

    • 普洱地区茶叶内生细菌与根际土壤细菌群落结构分析

      2022, 62(2):703-714. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210316

      摘要 (145) HTML (164) PDF 2.25 M (353) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】茶叶内生细菌、根际土壤细菌在普洱茶的发酵中起着重要的作用,还可以促进茶树生长,诱导茶树抗病性。研究其群落结构组成及相互关系可为微生物资源开发利用提供理论依据。【方法】本研究以普洱地区茶树叶片和根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对茶叶及根际土壤细菌的16S核糖体RNA基因(16S rRNA)进行测序,比较分析茶叶与根际土壤细菌的群落结构组成。【结果】结果表明,茶叶内生细菌主要由76个属组成,归属于9个门。相对丰度较高的门是厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)。相对丰度较高的属为乳杆菌属(Lactobacillus)、布劳特氏菌属(Blautia)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、拟杆菌属(Bacteroide)和普雷沃氏菌属(Prevotella)。根际土壤细菌主要由198个属组成,归属于10个门,相对丰度较高的门是变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)。相对丰度较高的属与茶叶中的高丰度属相似,但在两者中的相对丰度有所差异。茶叶内生细菌物种丰度和多样性显著低于根际土壤细菌,但超过50%的茶叶内生细菌同时存在根际土壤中。【结论】通过对普洱地区茶叶内生细菌及根际土壤细菌的群落结构组成分析,明确了茶叶内生细菌与根际土壤细菌的共性与差异,为普洱茶品质改良和生物菌肥开发研究奠定了基础。

    • CalR激活副溶血弧菌Ⅵ型分泌系统1相关基因的转录

      2022, 62(2):715-726. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210325

      摘要 (67) HTML (99) PDF 5.28 M (120) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究副溶血弧菌群体感应(quorum sensing,QS)系统核心调控子AphA和OpaR对calR基因以及CalR对VI型分泌系统1(type VI secretion system 1,T6SS1;vp1386-1420)相关基因的转录调控关系。【方法】提取副溶血弧菌野生株(wild-type,WT)和调控子基因突变株的总RNA,采用实时定量PCR (quantitative real-time PCR,qPCR)研究调控子对靶基因的转录调控关系;采用引物延伸实验研究靶基因的转录起始位点,并根据产物的丰度判断调控子对靶基因的调控关系;将靶基因的启动子区克隆入pHRP309质粒的β-半乳糖苷酶基因上游,构建LacZ重组质粒,并将该重组质粒转入WT和调控子基因突变株中,获得LacZ菌株,通过LacZ报告基因融合实验进一步研究调控子对靶基因的调控关系。PCR扩增靶基因的上游调控区DNA序列,并纯化His-重组调控子蛋白,通过凝胶阻滞实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)研究His-重组蛋白对靶基因调控区DNA序列是否具有直接的结合作用,若有结合作用,则进一步采用DNase I足迹实验研究具体的结合位点。【结果】在细菌生长密度(OD600)从0.05依次增加到1.20时,CalR的表达水平呈梯度升高特征;QS系统在低细胞密度下的核心调控子AphA对calR基因的转录没有调控作用,而高细胞密度下的核心调控子OpaR对calR基因的转录具有间接的激活作用。此外,在非诱导条件下,CalR直接结合到vp1388-1390vp1393-1406vp1400-1406vp1409-1407启动子区DNA序列上促进它们的转录。【结论】OpaR间接激活CalR的表达,而CalR是非诱导条件下维持T6SS1基础表达所必需的调控子。

    • 猪脾转移因子对La Sota株鸡新城疫弱毒疫苗的免疫增强作用

      2022, 62(2):727-741. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210326

      摘要 (81) HTML (109) PDF 1.09 M (127) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】本文旨在研究猪脾转移因子(TF)对新城疫(ND)病毒弱毒疫苗La Sota株的免疫增强作用及机理,为兽医临床防控提供理论依据。【方法】以4种不同剂量La Sota疫苗株分别单独、与TF联合免疫SPF鸡,14 d后以ND病毒(NDV)参考强毒F48E9株(104.7 ELD50)进行攻毒,采用蛋白质芯片技术测定鸡外周血IL-6、IL-10、IL-16和IL-21浓度,并以血凝抑制(HI)试验和荧光定量RT-PCR方法分别检测鸡ND HI抗体效价和F48E9株的病毒血症水平。【结果】攻毒保护试验表明,单独免疫105.17、104.17、103.17和102.17 EID50剂量时疫苗攻毒保护率分别为100%、55%、0%和0%,半数保护量(PD50)为12 023 EID50;对应剂量联合免疫时疫苗攻毒保护率分别为100%、75%、0%和0%,PD50为6 918 EID50;对照组(非免疫有攻毒)和空白组(非免疫非攻毒)死亡率分别为100%和0%。对104.17 EID50免疫剂量进一步检测分析表明,免疫后,联合免疫鸡IL-6、IL-10、IL-21和ND HI抗体效价(log2x)比单独免疫最多时分别提高了254.95 pg/mL、62.10 pg/mL、1.51 pg/mL和2.6,其中ND HI抗体效价差异极显著(P<0.01);攻毒后,联合免疫鸡IL-10、IL-16、IL-21和病毒血症阳性率比单独免疫最多时分别降低了428.61 pg/mL、167.81 pg/mL、1.48 pg/mL和20%,其中IL-16、IL-21差异极显著(P<0.01)。【结论】本文结果显示,TF可提高La Sota株弱毒疫苗的免疫保护率及免疫后IL-6、IL-10、IL-21介导的免疫应答、ND HI抗体效价,降低疫苗PD50及攻毒后IL-16、IL-21介导的炎症反应、IL-10介导的免疫应答抑制作用、病毒血症。本文明确了TF对La Sota株弱毒疫苗具有较好的免疫增强作用,为疫苗免疫佐剂研发和ND防控提供参考。

    • 广东本地及移民学龄儿童饮食结构和肠道菌群差异分析

      2022, 62(2):742-753. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210330

      摘要 (71) HTML (54) PDF 1.69 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】探究广东本地及移民学龄儿童的饮食结构及肠道菌群分布的差异。【方法】以广东深圳为采样点,随机抽样选取48名广东本地儿童和34名移民儿童,进行膳食问卷调查和晨便采集。采用Mann-Whitney U test分析本地及移民儿童饮食因子摄入频率的差异,并使用Illumina Miseq高通量测序技术对儿童的肠道菌群进行测序分析。【结果】82例儿童的膳食模式大多以米饭为主食,搭配蔬菜、优质肉类以及水果。但本地儿童在复合碳水化合物、蔬菜、海产品方面有更高的摄入量(P<0.05),而移民儿童在水果、低脂牛奶、酸奶产品方面有更高的摄入量(P<0.05)。α多样性结果显示,移民组的Chao1指数(P<0.001)和Ace指数(P<0.001)均显著高于本地组。在菌属水平,本地儿童肠道普氏菌属(P=0.027)和副拟杆菌属(P=0.040)丰度显著高于移民组。LEfSe分析同样显示菌群的组间差异主要由本地组的普氏菌科、普氏菌属等造成。RDA结果提示,蔬菜和低脂牛奶的摄入水平显著影响本地儿童肠道菌群的分布,初步提示本地儿童的饮食习惯可能影响肠道普氏菌属和副拟杆菌属的丰度。【结论】本研究揭示了本地与移民儿童的饮食结构及肠道菌群分布存在明显差异,而且蔬菜和低脂牛奶摄入水平与本地儿童肠道菌群分布呈显著相关关系,这为通过改变饮食从而调控肠道菌群提供了新的理论依据。

    • 长链非编码RNA CTO-S对伪狂犬病毒复制的影响

      2022, 62(2):754-763. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210331

      摘要 (78) HTML (72) PDF 2.02 M (99) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】研究伪狂犬病毒(pseudorabies virus,PRV)的长链非编码RNA (long noncoding RNA,lncRNA) CTO-S对于病毒复制的影响。【方法】利用3'RACE和5'RACE鉴定CTO-S的全长序列。验证CTO-S是否具有编码多肽的能力。Red重组方法构建CTO-S缺失株以及回复突变株。分析野毒株、缺失株和回复突变株复制的差异。利用RNA pull down联合质谱的方法筛选与CTO-S互作的宿主蛋白。利用RNA免疫共沉淀(RNA immunoprecipitation,RIP)方法进行验证。最后利用四甲基偶氮唑盐(MTT)法检测野毒株、缺失株和回复突变株对细胞凋亡的影响。【结果】CTO-S全长267 bp,不具有编码多肽的能力。CTO-S缺失不影响PRV的复制。CTO-S与泛醇细胞色素c还原酶的组成部分cytochrome b-c1 complex subunit 1互作,诱导细胞凋亡。【结论】CTO-S对于PRV的复制是非必需的,CTO-S与泛醇细胞色素c还原酶的组成部分cytochrome b-c1 complex subunit 1互作,诱导细胞凋亡。

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