摘要:

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摘要:【目的】探讨天山北麓赤麻鸭肠道细菌多样性及其与栖息地环境之间的关系。【方法】于2017年秋季在天山北麓5个栖息地随机采取新鲜的赤麻鸭粪便，用细菌16S rDNA通用引物扩增V3-V4区并进行高通量测序，使用BLAST、USEARCH和QIIME等软件和在线工具分析各栖息地样品菌群组成与差异。【结果】从赤麻鸭粪便样本中共获得16S rDNA有效序列408 036条，聚类产生1 014个操作分类单元（operational taxonomic unit，OTU）。样品中的细菌分属25个门和397个属。在门分类阶元上，变形菌门和厚壁菌门在所有样品中均为优势菌，相对丰度较高的还包括拟杆菌门、梭杆菌门、放线菌门、蓝藻细菌、螺旋体门、Saccharibacteria和迷踪菌门，但以上细菌在各栖息地样品中的相对丰度存在差异。在属分类阶元上，各栖息地样品的菌群组成差异显著，艾比湖、安集海水库、奎屯水库、蘑菇湖水库和八一水库样品的优势菌分别为鲸杆菌属、巨单胞菌属、假单胞菌属、乳酸菌属和链球菌属。对不同样品菌群组成和差异分析表明，赤麻鸭胃肠道菌群组成受环境和食源的影响较大。【结论】新疆5个栖息地赤麻鸭肠道细菌多样性较为丰富，菌群组成有一定的共性，同时也存在明显的差异性，其主要与赤麻鸭所处环境和食源结构有关。

摘要:H5N8亚型高致病性禽流感病毒（highly pathogenic avian influenza virus，HPAIV）随候鸟的迁徙活动及商业贸易活动现已蔓延至亚洲、欧洲、非洲、美洲等国家和地区。2014-2015和2016-2019年H5N8亚型HPAIV已引发两波全球疫情，现正经历第三波疫情，导致家禽及野生鸟类大量死亡，造成严重的经济损失。已有研究发现，病毒基因位点突变能使其对犬、鼠、水貂等哺乳动物毒力增强，值得关注的是2021年2月俄罗斯首次报道人感染H5N8病毒事件，具有重要的公共卫生意义。本文针对在全球出现的家禽及野鸟H5N8亚型HPAIV疫情及流行情况进行综述，探讨其来源以及危害，建议加强野生鸟类特别是迁徙候鸟禽流感病毒的主动监测，早发现、早预警，最大程度减少禽流感疫情带来的经济损失及对人类健康带来的威胁。

摘要:铁氧还蛋白（ferredoxin，Fd）是一类含有铁硫簇的小分子蛋白质，广泛存在于自然界中，参与生物体内的呼吸、发酵、固氮、二氧化碳固定和制氢等生理过程。Fd对于严格厌氧的细菌尤为重要，是因为这类细菌的能量代谢高度依赖于低氧化还原电势的生物组分，而Fd能够利用铁硫中心灵活调节其氧还电势，适应低电势需求。本文选取厌氧细菌来源的Fd为对象，围绕其铁硫簇的结构类型、分类、Fd的生理功能等，对相关文献报道进行了总结；另外，结合本课题组的研究工作，文章对近年来Fd可能产生活性氧的观点做了讨论。本文将有助于理解Fd这类低电势组分对于厌氧细菌的重要性，也将加深对"活性氧在细菌体内的来源"这一问题的认识。

摘要:藻际环境中，微生物通过营养物质交换和活性物质释放相互作用，进而引发共生、竞争或合作等行为。结合环境条件的影响，藻际环境一般具有稳定而多样的微生态结构。以上行为发生的基础是以信号分子为媒介的微生物胞间通讯作用。本文系统综述了藻际环境的特征、藻际胞间通讯行为以及藻际胞间信号分子的类别与作用机制。特别针对痕量信号分子特性，结合胞间通讯在藻际间作用机制的研究现状，深入论述了革兰氏阴性菌信号分子和微藻植物激素类信号分子对微藻基因表达路径调控的影响与机制。最后，总结了藻际胞间通讯领域的研究局限，并展望了未来亟待突破的研究瓶颈。该综述以期为藻际微生物生态关系研究及微藻生物质能源生产研究提供理论参考。

摘要:细菌生物被膜（biofilm）附着在生物或者非生物表面，由细菌及其分泌的糖、蛋白质和核酸等多种基质组成的细菌群落，是造成病原细菌持续性感染、毒力和耐药性的重要原因之一。细菌的生物被膜基质由复杂的胞外聚合物（extracellular polymeric substances，EPS）构成，影响生物被膜的结构和功能。本文阐述细菌生物被膜2种类型EPS的主要结构及功能，包括细胞表面基质蛋白和胞外成分，重点分析EPS基质的物理特性和化学特性，及其生物被膜在细菌毒力中发挥的作用，探讨基于EPS的多靶点和联合控制生物被膜策略，为深入揭示细菌结构性群落的生物被膜形成机制和控制技术提供理论支撑。

摘要:梅毒螺旋体（Treponema pallidum，Tp）是严重危害人类健康的性传播疾病梅毒的病原体，目前仍难以实现体外人工培养。Tp在感染期间是如何获得足够的能量来完成其复杂的致病过程迄今不明。本文就Tp的葡萄糖转运、糖酵解途径、丙酮酸去路以及NAD⁺再生的研究进展做一综述，旨在为探索Tp尚未明了的生理代谢机能、突破Tp无法体外人工培养的瓶颈、进一步阐明Tp可能的致病机制和寻找新的临床治疗靶点提供依据。

摘要:枯草杆菌全名枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），因其优秀的益生特性及芽孢良好的抗逆性而备受研究者青睐，由于芽孢的特殊结构及独特的生理特性，是酶和免疫原等外源蛋白的理想锚定点。采用枯草杆菌进行芽孢表面展示被认为是表达高活性和高稳定性的外源蛋白的方法之一。本文主要对枯草杆菌芽孢表面展示抗原蛋白以生产黏膜疫苗的策略和应用前景进行综述。

摘要:【目的】ω-羟基脂肪酸（ω-hydroxyfatty acid，ω-HFAs）是一种绿色安全无毒，具有良好生物相容性的理想生物降解材料，广泛应用于化工、食品、药学等方面，微生物发酵法生产ω-羟基脂肪酸具有重要的研究意义和应用前景。【方法】为了得到高产ω-羟基脂肪酸的代谢工程菌株，通过同源重组技术，连续敲除二倍体热带假丝酵母β-氧化途径中酰基辅酶A氧化酶基因（ACO）的同工酶POX基因，考察基因缺失对细胞生长以及合成ω-羟基脂肪酸能力的影响。【结果】基于脂肪醇氧化酶（FAO）基因缺陷菌株，成功构建了重组菌株F4PT（ΔPOX4，ΔPOX5），在碳源为葡萄糖的培养基中，重组菌株出现生长减缓，但在碳源为脂肪酸甲酯（C₁₂-C₁₄）的培养基中生长明显减缓，说明删除POX4、POX5基因使脂肪酸甲酯的代谢能力降低，其次通过摇瓶发酵实验，12-羟基十二酸和14-羟基十四酸的产量分别为3.01 g/L和8.69 g/L，转化率分别为11.44%和33.14%，达到积累ω-羟基脂肪酸的目的，并且代谢十四酸甲酯的能力是明显强于代谢十二酸甲酯。【结论】FAO、POX基因双缺失的热带假丝酵母可以明显积累ω-羟基脂肪酸，不同碳链的积累效率有差异，其中14-羟基十四酸的产量及转化率更高，重组菌株有定向转化十四酸甲酯为14-羟基十四酸的潜能。

摘要:【目的】小麦叶锈病是影响小麦生产主要病害之一，其病原菌新小种的出现和劣势小种上升为优势小种导致抗病品种的抗病性不断被克服。小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段差异表达谱分析对于揭示该病菌致病的分子机制，进而有效防控小麦叶锈病具有重要意义。【方法】利用转录组分析小麦隐匿柄锈菌致病生理小种与感叶锈病小麦品种MuTcLr19亲和互作后期（6 d）与互作早期（6、12、24 h）差异基因表达谱，实验以亲和互作早期（MIQ）为对照组，亲和互作6 d（MI6d）为实验组。【结果】测试结果表明，上调表达基因19 275个，下调表达基因4 548个。GO富集分析发现，差异表达基因功能主要涉及代谢过程、催化活性、细胞过程、单组织过程、细胞内的细胞器、核酸结合和水解酶活性、氮化合物代谢、细胞代谢过程等。KEGG分析发现，差异表达基因共参与了109条通路，筛选出囊泡运输中SNARE的相互作用通路、卟啉和叶绿素代谢通路及ABC转运通路和病原菌的致病相关。随机取来自这3条通路的5个基因进行荧光定量分析，结果表达趋势与转录组表达谱结果一致。【结论】小麦隐匿柄锈菌在早期表达的差异基因注释到的功能更多与小麦隐匿柄锈菌致病性有关，后期表达的差异基因大部分与小麦隐匿柄锈菌的生长代谢有关，早期与后期表达的基因存在明显的差异。研究结果为今后开展小麦隐匿柄锈菌致病机制研究奠定了基础。

摘要:【目的】紫色红曲霉（Monascus purpureus）Mp-21次级代谢产物的分离纯化与生物活性研究。【方法】综合运用硅胶柱、反相C₁₈柱和Sephadex LH-20凝胶柱等柱色谱分离技术对紫色红曲霉Mp-21的次级代谢产物进行分离纯化，运用波谱学技术（核磁共振和高分辨质谱技术）鉴定化合物的结构。对鉴定的化合物进行抗氧化与降血糖相关酶抑制活性的测定。【结果】从紫色红曲霉Mp-21次级代谢产物中鉴定出10个活性化合物，分别为FMOC-ALLO-THR（TBU）-OH（1）、quercetin（2）、hesperetin（3）、monascin（4）、monasphilone A（5）、oleanolic acid（6）、β-sitosterol（7）、ergosterol（8）、indole-3-carboxylic acid（9）、chlorogenic acid（10）。其中化合物1为新天然产物，补充了该化合物在自然界中的信息和有机波谱信息，化合物2、6、9、10首次在红曲菌科中发现。在体外清除O^2-、DPPH和OH^-自由基的抗氧化活性试验中，化合物2 （IC₅₀分别为5.07、4.84和27.39 μg/mL）表现出较强的抗氧化能力。通过电子顺磁共振技术验证了化合物2对DPPH和OH^-自由基具有较强的清除能力。化合物6对α-葡萄糖苷酶具有较强的抑制作用，IC₅₀为22.87μg/mL。【结论】紫色红曲霉Mp-21是极具开发性能的优质种质资源，具有开发成抗氧化、降血糖等功能性食品的潜力。

摘要:氨氧化微生物介导土壤中铵态氮的氧化，是土壤硝化作用的第一步。【目的】在大型隧道工程影响的岩溶区，了解氨氧化微生物对土壤含水率和营养环境变化的响应对于研究隧道建设引起的生态环境改变和氮循环过程变化都有十分重要的意义。【方法】本研究以重庆市北碚区中梁山龙凤槽谷为例，对比受隧道影响的龙凤槽谷和不受隧道影响的龙车槽谷中4种土地利用方式（荒草地、竹林地、混交林以及菜园地）下的土壤中，3种氨氧化微生物（氨氧化细菌AOB、氨氧化古菌AOA、亚硝酸盐氧化细菌CMX）的丰度变化，结合土壤含水量、pH以及土壤营养元素等的变化，分析隧道建设引起的可培养氨氧化微生物数量变化及其过程机理。【结果】结果发现：①由于隧道开挖揭露了地下含水层，导致地下水位下降、土壤含水率降低、pH值升高、硝态氮含量增加、隧道影响区AOA、AOB和CMX丰度显著低于非隧道影响区，后者数量分别是前者的4.8、4.4和3.9倍；②受岩溶区碱性土壤环境和地下水以及可溶物极易漏失的影响，铵态氮等底物浓度并不是氨氧化细菌的主要影响因素，AOA丰度与土壤含水率和土壤酸碱缓冲性能呈正相关（P<0.01），CMX和AOB丰度都与土壤硝态氮含量呈极其显著的负相关（P<0.05），AOB丰度还与土壤的pH值呈负相关（P<0.05）。【结论】本研究揭示了岩溶区土壤理化性质中的含水率和pH是影响3种氨氧化微生物丰度的主要因子，隧道建设引起的地下水漏失和土壤有效水分降低是引起氨氧化微生物含量下降的主要原因，一定程度上改变了隧道建设影响区的硝化过程，但影响程度和更多微生物参与的氮循环过程改变还需要进一步详细的研究。

摘要:【目的】囊泡病毒是一类体液传播的昆虫病毒，具有特殊的致病历程和良好的生防应用潜力。烟芽夜蛾囊泡病毒3h株（Heliothis virescens ascovirus 3h，HvAV-3h）是我国分离的第一株囊泡病毒，其编码的3H-117蛋白被报道为HvAV-3h病毒粒子的结构蛋白。【方法】为了进一步探究3h-117基因的功能，本研究以Bac-to-Bac昆虫表达系统为研究平台，将3h-117插入到苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒（Autographa californica multiple nuclepolyhedrovirus，AcMNPV）的基因组中，成功构建了具有口服活性的重组病毒AcMNPV-117。【结果】通过与野生型病毒（AcMNPV-Egfp）的比较，证实在感染Sf9细胞72-96 h后，AcMNPV-117的出芽型病毒粒子产量以及病毒DNA的拷贝数显著降低，且AcMNPV-117的多角体明显增大。进一步的生测结果表明，AcMNPV-117对三龄甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）的90%致死浓度明显高于AcMNPV-Egfp。此外，被病毒感染的甜菜夜蛾幼虫生长相对健康幼虫明显减缓，且试虫的日均取食量也因病毒的感染而被抑制。共聚焦结果表明，3H-117与AcMNPV-117感染后宿主细胞核骨架的聚集过程相关，提示3H-117在囊泡病毒感染过程中可能具有瓦解宿主细胞核的功能。【结论】本研究的结果进一步验证了3h-117的功能，为囊泡病毒的分子生物学研究奠定了基础。

摘要:【目的】为了探究短杆菌属对海洋环境的适应机制。【方法】本研究通过对6株分离自不同洋区、属于不同分类单元的短杆菌菌株进行测序、拼接和注释，结合23株从美国国家生物技术信息中心（NCBI）下载的短杆菌属模式菌株及非模式菌株的基因组数据，进行泛基因组学分析和物种进化分析。【结果】泛基因组学分析表明短杆菌属具有开放型泛基因组，这与该属生存环境多样性特征相符合。海洋来源的短杆菌与其他生境来源的短杆菌在基因组水平上表现出明显的差异性，主要是进化过程中的基因家族扩增收缩、转运蛋白家族、代谢通路和CRISPR等方面的差异。【结论】通过基因组水平上的差异初步揭示了海洋来源短杆菌对海洋环境的适应性，为深入了解短杆菌菌株的环境适应机制奠定了基础。

摘要:媒介昆虫的核心共生菌能被用作基因工程菌发挥抗病毒功能。灰飞虱是一种重要的农业害虫，其传播的水稻条纹病毒造成水稻的大面积减产甚至绝收。【目的】本研究对不同稻区及温室饲养的灰飞虱进行菌群组成分析并初步鉴定灰飞虱的核心共生菌。【方法】通过16S rDNA介导的二代测序技术，分析了2018-2020年间采集自云南昆明、河南开封、河南范县稻区以及温室的灰飞虱的菌群组成。【结果】所有37个灰飞虱测序样本均携带细胞内和细胞外共生菌，细胞内生菌沃尔巴克氏体属（Wolbachia）为灰飞虱最稳定的核心共生菌，在所有样本中存在，平均相对丰度51.96%，其代表性序列OTU45占据该属85条OTU序列总数的96.55%。除Wolbachia之外，其他常见核心菌均为胞外菌，其中4种平均相对丰度最高的常见核心菌分别为不动杆菌属、泛菌属、肠杆菌属和假单胞菌属，在10种常见核心菌中平均占比0.25%-2.97%。不同稻区的灰飞虱各有优势菌，昆明为立克次体属，范县为杀雄菌属和Cardinium，开封为醋杆菌属、泛菌属和Sulcia。这些田间的优势菌包括多种细胞内生菌。稻田灰飞虱在温室进行24 h蔗糖饲喂后，Wolbachia相对丰度显著升高，菌群结构与温室灰飞虱更加接近；继代培养后，除Wolbachia之外的细胞内生菌丢失或以低丰度存在于部分样本中。【结论】本研究初步阐明灰飞虱的菌群组成并鉴定了常见核心菌及3个中国稻区的优势共生菌，为通过核心菌进行抗病毒的研究提供了可选择的共生工程菌靶标。

摘要:【目的】通过考察Mn²⁺对A/O-BAF系统处理效能及微生物群落多样性的影响，研究了15℃下不同浓度Mn²⁺对A/O-BAF系统处理效能的影响，并通过高通量测序考察了细菌群落多样性的变化情况。【方法】在温度15℃、水力负荷0.50 m³/（m²·h）、气水比10：1的条件下，在进水中投加Mn²⁺，考察反应器处理效能的变化情况，并通过高通量测序对BAF生物膜样品进行分析。【结果】2.0 mg/L Mn²⁺作用下A/O-BAF系统的COD、NH₄⁺-N、TN、TP去除率分别提高3.51%、2.21%、6.26%和12.13%；4.0 mg/L Mn²⁺作用下COD、NH₄⁺-N、TN、TP去除率分别提高了4.24%、1.92%、7.75%和10.73%；Mn²⁺作用下A/O-BAF系统内反硝化细菌和亚硝酸菌的数量明显增加，硝酸菌数量有所减少，生物膜量和生物膜活性提高。高通量测序结果可知：2.0 mg/L和4.0 mg/L Mn²⁺作用下，微生物群落多样性大幅增加，样本OTU数量从4 430分别提高到5 659和5 556；BAF柱内变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、黄色单胞菌科（Xanthomonas）、红环菌科（Rhodocyclaceae）、丛毛单胞菌科（Comamonadacea）、丛毛单胞菌属（Comamonas）、陶厄式菌属（Thauera）、Denitratisoma、Sulfuritalea和热单胞菌属（Thermomonas）的相对丰度增加。部分微生物丰度[例如Denitratisoma、Sulfuritalea、红环菌科（Rhodocyclaceae）和丛毛单胞菌科（Comamonadacea）]的增加幅度随着Mn²⁺浓度的提高有所减少；Mn²⁺作用下硝化螺旋菌门（Nitrospirae）和硝化螺菌属（Nitrosospira）的相对丰度减少。【结论】一定浓度下Mn²⁺主要是通过促进A/O-BAF系统的亚硝化和反硝化作用和除磷微生物的生长提高A/O-BAF系统污染物去除效果，但对硝化的促进效果并不明显，且硝酸菌更易被Mn²⁺的抑制和毒害作用所影响。

摘要:【目的】裂解性多糖单加氧酶（LPMO）是一类铜离子依赖型的单加氧酶，能够通过氧化的方式断裂糖苷键，进而显著提高多糖的降解效率，受到广泛的关注。但是LPMO单加氧酶的性质使其容易被自身氧化而失活，且底物的聚合性质和释放产物的多样性使得对LPMO催化过程活性的评估变得十分困难。【方法】本研究以2，6-二甲氧基苯酚（2，6-DMP）和H₂O₂为底物，建立了测定几丁质裂解性多糖单加氧酶（BtLPMO10A）活性的评价体系，并研究该酶在降解几丁质底物过程中的稳定性。【结果】研究发现，在测定BtLPMO10A活性的过程中，较高的酶浓度，过氧化氢浓度和2，6-DMP浓度均使得反应过程脱离了线性范围，而抗坏血酸的加入能够提高灵敏度，但是对活性测定过程有较大影响。BtLPMO10A对2，6-DMP和H₂O₂的K_m分别为0.53 mmol/L和5.31 mmol/L，亲和性高于纤维素裂解活性的NcLPMO9C。BtLPMO10A在还原剂抗坏血酸存在的条件下容易失活，但底物几丁质的加入能够一定程度上稳定LPMO的活性，但是其在降解几丁质过程中活性依然会下降。【结论】本研究以2，6-二甲氧基苯酚为底物检测BtLPMO10A对底物的亲和力，并研究BtLPMO10A的稳定性，为深入评价具有几丁质氧化裂解活性的LPMO的稳定性及其在几丁质降解过程中的应用提供了重要信息。

摘要:【目的】筛选和鉴定能够降解聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）单体的微生物，并分析代谢途径。【方法】从青岛小涧西固体废弃物综合处置厂采集样品，以PET单体对苯二甲酸为唯一碳源筛选获得能够代谢对苯二甲酸的菌株TPA3；16S rRNA序列分析确定TPA3菌株的分类地位；采用二代和三代高通量测序技术进行基因组de novo测序和分析；通过氨基酸序列比对分析TPA3菌株代谢对苯二甲酸和乙二醇的途径和基因；验证TPA3菌株的可遗传操作性。【结果】TPA3菌株被鉴定为施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）；它能够在30℃、220 r/min培养条件下，在30 h内消耗10.60 g/L对苯二甲酸；经过驯化培养，也能够代谢乙二醇；其基因组由1条染色体和3个质粒组成，总大小约为4.55 Mb；推测该菌株具有经典的对苯二甲酸代谢途径以及与Pseudomonas putida KT2440相似的乙二醇代谢途径；采用假单胞菌遗传操作技术可对TPA3菌株进行遗传改造。【结论】TPA3菌株能够降解PET单体对苯二甲酸和乙二醇，并具有可遗传操作性，在PET废物生物处理技术中具有潜在的应用价值。

摘要:【目的】通过分析胡杨叶片及树干内生细菌群落多样性、结构特征及生物学功能，探究内生细菌与宿主胡杨的互作机制。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术，对采集自新疆喀什地区胡杨林的3组胡杨树叶和3组树干样本的内生细菌进行Alpha、Beta多样性分析、群落组成分析以及通过比对代谢数据库进行群落功能预测，并对样品中内生细菌进行分离纯化鉴定。【结果】胡杨树叶优势菌群依次为变形菌门Proteobacteria（40.71%）、放线菌门Actinobacteria（21.76%）、拟杆菌门Bacteroidetes（14.24%）和厚壁菌门Firmicutes（13.92%）；胡杨树干优势菌群为厚壁菌门Firmicutes（56.91%）、放线菌门Actinobacteria（37.01%）。PCoA分析结果表明，胡杨树叶与树干的内生细菌群落结构存在明显差异，同类型组织样本群落结构相似。功能预测发现，内生细菌丰度较高的代谢通路及酶大多与细胞壁和细胞膜、外排泵、氧化应激、相容性溶质、能量代谢等相关。并分离到可培养内生细菌44株，分属5个属，其中芽孢杆菌属占比最多。【结论】胡杨叶片中内生细菌的多样性及丰富度均高于树干组织，不同胡杨组织由于生物学功能不同，也影响着内生细菌群落的组成。内生细菌群落的功能与宿主组织有对应关系，胡杨所处生境也影响着其内生细菌群落的功能表达。胡杨可培养内生细菌群落具有耐盐碱等特性，是具有应用潜力的菌种资源。

摘要:【目的】研究粘细菌Corallococcus sp.strain EGB及其细胞培养发酵液的毒理安全性，为菌株EGB作为新型生防微生物菌剂的开发和环境施用安全性提供一定的科学基础。【方法】通过Ames试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验和小鼠睾丸染色体畸变试验测定粘细菌EGB菌体及其细胞培养发酵液的遗传毒性；通过经口灌胃的方式测定粘细菌EGB菌体及其细胞培养发酵液对ICR小鼠的急性毒性和28 d亚急性毒性。【结果】Ames试验、微核试验和精母细胞染色体畸变试验结果表明，与对照组相比，EGB菌体及其细胞培养发酵液无基因突变能力，对ICR小鼠无明显的遗传毒性。EGB菌体及其细胞培养发酵液对ICR小鼠的急性经口半致死剂量（LD₅₀）>10 g/kg BW（body weight）；连续灌胃28 d后，处理组ICR小鼠的体重变化、采食饮水、血液生化指标、血常规、主要脏器指数和主要器官病理切片与对照组相比无显著差异（P<0.05）。【结论】粘细菌EGB菌体及其细胞培养发酵液的毒理安全性属于无毒类别，粘细菌的生物安全性使其在工农业领域的植物病害控制和生物转化等方面具有潜在的应用价值。

摘要:【目的】通过研究集约化玉米体系中长期不同供磷水平对土壤中编码碱性磷酸酶基因的细菌群落多样性、结构、组成和网络特征的影响及其与土壤有机磷形态之间的关系，为探究有机磷循环功能在微生物的群落特征及提高土壤中有机磷矿化和利用提供科学依据。【方法】本研究依托华北平原小麦玉米轮作体系石灰性土壤长期施磷的定位试验（始于2008年），试验处理包括6个供磷水平：0、12.5、25.0、50.0、100.0、200.0 kg P/hm²（分别表示为：P0、P12.5、P25、P50、P100和P200），采用核磁共振技术测定土壤中有机磷的分子形态，采用高通量测序技术分析编码碱性磷酸酶的phoD基因（alkaline phosphatase-encoding gene）的细菌群落，探究含phoD基因的细菌群落特征及其与土壤有机磷形态之间的关系。【结果】随着供磷水平的增加，土壤中磷酸单酯的含量无显著变化，磷酸二酯的含量显著增加；含phoD基因的细菌群落α-多样性整体呈先不变（P0-P50）后降低趋势（P50-P200），含phoD基因细菌的群落结构发生显著变化。优势类群中属水平的假单胞菌属（Pseudomona）和马赛菌属（Massilia）随供磷水平的增加显著降低，而壳聚糖酶产生菌属（Mitsuaria）和Kribbella随供磷水平的增加显著升高。其中，Mitsuaria与土壤中速效磷的浓度呈显著的正相关，同时与磷酸酶活性呈显著的负相关；Pseudomonas的相对丰度与土壤中总有机磷的浓度呈显著的负相关，溶杆菌属（Lysobacter）的相对丰度与土壤中总有机磷的浓度呈显著的正相关。网络分析中正相关连接线的比例在低磷条件下最高，P50处理次之，P100处理最低。其中在P0、P12.5、P25、P50处理中，特定的关键类群，如慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、Stackebrandtia、伯克氏菌属（Burkholderia）、Lysobacter与有机磷（包括总有机磷、磷酸单酯和磷酸二酯）的浓度呈显著相关，而P100和P200处理下的关键类群与有机磷形态无显著相关。【结论】供磷水平通过显著影响土壤中pH、有机磷形态和数量等理化性质，进而影响含phoD基因细菌群落的α-多样性、群落结构、群落组成、网络特征及其关键类群的变化。

摘要:【目的】研究饲养在西藏高原的放牧藏猪、舍饲藏猪和商品猪（杜长大猪，DLY猪）粪便中真菌群落组成的差异性，获取与饲粮粗纤维消化相关的真菌群落。【方法】以饲养在西藏高原的5月龄放牧藏猪、舍饲藏猪和DLY猪为研究对象，采用消化试验测定放牧藏猪、舍饲藏猪和DLY猪对饲粮粗纤维的表观消化率。采集粪便样品利用单分子实时测序技术（SMRT），测定粪便真菌ITS基因全长序列，分析粪便真菌群落的结构和多样性，采用Pearson相关分析获取饲粮粗纤维表观消化率与真菌群落的相关性。【结果】在放牧藏猪、舍饲藏猪和DLY猪的粪便样品中共鉴定出了4个门、13个纲、23个目、39个科、55个属、58个种，放牧藏猪在各分类水平的分类单元数均显著高于舍饲藏猪与DLY猪（P<0.05）。子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）是优势菌门，在门水平下，放牧藏猪、舍饲藏猪和DLY猪间无显著差异（P ≥ 0.05），但在纲、目、科、属、种水平下，放牧藏猪多个真菌类群相对丰度显著高于舍饲藏猪与DLY猪（P<0.05）。放牧藏猪具有更高的菌群丰富度和独有分类操作单元（OTU）（P<0.05），通过主坐标分析发现放牧藏猪粪便真菌群落与舍饲藏猪和DLY猪之间差距明显。放牧藏猪对饲粮粗纤维的表观消化率显著高于舍饲藏猪与DLY猪（P<0.05），Pearson相关性分析表明，Phialemonium atrogriseum、Phialemonium inflatum、Podospora communis与饲粮粗纤维表观消化率呈显著正相关（P<0.05）。【结论】放牧藏猪具有较强的纤维消化能力，可以从其肠道内鉴定出更丰富的真菌类群并进行深入开发，有利于进一步研究藏猪耐粗饲等优良特性。

摘要:【目的】研究不同Zn（II）浓度对好氧反硝化菌Acinetobacter sp.JR-142生理活性，尤其是反硝化代谢特性的影响。【方法】筛选一株好氧反硝化菌，优化了最佳活性条件；分析了不同Zn（II）浓度对生长曲线和反硝化效率的影响以及对细胞形态的影响；明晰了不同Zn（II）浓度条件下，细胞特征活性酶-硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶的活性变化情况，分析了不同活性同关键酶的编码基因napA和nirS的相对表达量之间的规律。【结果】获得一株具有好氧反硝化功能的菌株，命名为JR-142，经鉴定为不动杆菌Acinetobacter sp.。在以琥珀酸钠为碳源，C/N为6，pH为7.0，温度30℃，转速为180 r/min的条件下，好氧反硝化活性最高。结果表明当Zn（II）浓度为3.25 mg/L时，对菌株的生长及好氧反硝化速率有促进作用；当Zn（II）浓度为52 mg/L以上浓度时，菌株的生长及反硝化速率均受到抑制。酶活及关键基因napA、nirS的定量分析结果显示，对照组及JR+0.05处理组的硝酸盐还原酶NR、亚硝酸盐还原酶NiR活性均高于JR+0.8处理组，在24 h时，JR+0.05 Zn（II）处理组中，细胞的关键好氧反硝化基因napA及nirS的相对表达量显著高于对照组，这进一步说明3.25 mg/L Zn（II）可以促进好氧反硝化过程，而在24 h及32 h时对照组及JR+0.05处理组的基因相对表达量远高于JR+0.8处理组，也说明52 mg/L Zn（II）则会对反应产生抑制。【结论】探究并系统分析了不同Zn（II）浓度对不动杆菌Acinetobacter sp.JR-142生长繁殖以及和在重金属锌离子存在的情况下影响好氧反硝化生理活性的影响，为后续硝酸盐-重金属复合污染废水的生物处理技术提供了数据指导。

摘要:【目的】本研究旨在以来源于林可链霉菌NRRL2936中的nosokomycin B₂的生物合成基因簇（noso-BGC）为基础，组装获得完整的福林霉素生物合成基因簇（pho-BGC），再利用异源表达策略，激活pho-BGC的表达并通过底盘宿主的优选实现福林霉素发酵产量的提升。【方法】首先，在林可霉素基因簇缺失突变株JCK126基因组中，整合了福林霉素生物合成所缺失的moeA4、moeB4和moeC4 3个环合成基因（来源于加纳链霉菌ATCC 14672），通过对重组菌株LX19的发酵和提取物的检测确认了pho-BGC在林可链霉菌中的沉默表达。然后，利用基因组装技术将moeA4、moeB4和moeC4 3个环合成基因与noso-BGC进行连接，得到了含有完整pho-BGC的质粒pJQK572。接着，通过接合转移将质粒pJQK572分别导入Streptomyces coelicolor M1152、Streptomyces lividans SBT18、Streptomyces lividans LJ1018和Streptomyces coelicolor M1446宿主中获得不同的重组菌株LX20、LX21、LX22和LX23。最后，通过对不同重组菌株进行发酵并对提取物进行生物活性分析以及UPLC-TOF MS检测，确定福林霉素在不同异源宿主中的合成情况，并结合二级质谱分析（ESI-MS²）对其结构进行确定。【结果】pho-BGC在天蓝色链霉菌M1152中成功实现了异源表达，并在4拷贝天蓝色链霉菌M1446中发酵产量提高了约20%。【结论】本研究通过系统的发酵检测确定了福林霉素生物合成基因簇在林可链霉菌中是沉默的；然后，在nosokomycin B₂基因簇的基础上，构建了含有完整pho-BGC的质粒pJQK572；获得了pho-BGC在不同宿主中的异源表达产物后，利用多种液相-质谱联用技术对发酵提取物进行检测，确定了pho-BGC在天蓝色链霉菌M1152中成功表达，接着通过多拷贝整合技术在菌株LX23中将福林霉素的产量提高了约20%。完整pho-BGC的拼接和在菌株LX20 & LX23中的异源表达，为福林霉素生物合成机制的探索和高产优化奠定了基础。

摘要:【目的】本研究对比饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫（Helicoverpa armigera）肠道中可培养微生物的异同，并对筛选菌株进行棉酚耐受及降解作用的研究，为棉铃虫肠道微生物在棉源饲料中的脱毒作用提供理论和实验支持。【方法】通过饲喂不同饲料、醋酸棉酚单一碳源微生物选择性培养，分离饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫肠道可培养棉酚耐受性内生菌，并进行16S rRNA基因序列分析鉴定；在一定浓度的醋酸棉酚液体中培养，对菌株进行脱毒作用分析，复合配比后，研究棉铃虫肠道复合菌在棉酚降解中的效果。【结果】共计分离得到的32株菌株，其中17株细菌可能是新分类单元，其中14株为潜在新种，3株为可能的新属。饲喂正常饲料组棉铃虫肠道中分离出17株分属于3个门、10个属，饲喂棉粕饲料组棉酚虫肠道中分离出15株属于2个门、8个属。随着选择性培养基醋酸棉酚浓度的升高，饲喂棉粕饲料组肠道菌耐受100、300、500、1 000 mg/kg醋酸棉酚的菌株数均比饲喂正常饲料组高。在所有的耐受菌株中棉酚降解率达到50%以上的有15株，对棉酚最高降解率达90.83%。在肠道菌复合降解棉酚实验中，棉铃虫肠道内生菌实验组对棉酚的降解率显著高于对照组（P<0.05），棉酚降解率最高为87.04%。【结论】本研究证明了棉铃虫肠道内生细菌中存在对棉酚具有较高降解能力的菌株，丰富了棉酚降解菌的菌种资源，并对复合菌在棉源饲料开发应用的潜力进行了初步研究，为棉源饲料中棉酚的生物降解提供了一条新途径。

摘要:【目的】利用果蝇产卵偏嗜性作为评价指标，研究影响混合菌群平衡的因素及竞争机制，并揭示混合菌对果蝇后代存活率的影响。【方法】将植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、大肠杆菌（Escherichia coli）和二者混合菌发酵处理酪蛋白琼脂食物；利用双向选择产卵器检测成年雌性果蝇的产卵偏嗜性；平板计数法检测细菌数量；通过蛹存活率探究两菌互作对果蝇存活率的影响。【结果】在37℃发酵果蝇食物，果蝇喜欢在植物乳杆菌底物上产卵，而厌恶在大肠杆菌底物上产卵，同时对等比例混合菌具有显著的产卵避性，产卵指数为-0.46，说明果蝇产卵偏嗜性可作为一个研究混合菌群平衡的模型。增加混合菌中植物乳杆菌比例可降低果蝇产卵避性，甚至逆转，说明接种比例影响着菌群平衡。涂板计数证实，大肠杆菌数量在培养基中占据优势，是植物乳杆菌的4.43倍，所以引起果蝇产卵避性。当植物乳杆菌与大肠杆菌等比例混合后改变培养温度，25℃对应的产卵指数为0.41，30℃对应的产卵指数为-0.06，35℃对应的产卵指数为-0.45，说明温度影响着菌群平衡。植物乳杆菌代谢物，特别是乳酸可抑制大肠杆菌生长，从而间接地调控果蝇产卵偏嗜性。大肠杆菌占据着优势时，蛹存活率仅为14%，而植物乳杆菌占据着优势时，蛹存活率为91%，说明混合菌生长平衡影响果蝇存活率。【结论】接种比例与温度是影响菌群平衡的关键因素，果蝇根据菌群平衡而调整其产卵行为，以提高后代的存活率。

摘要:【目的】挖掘产S-雌马酚梭菌C1转化大豆苷元产生S-雌马酚的功能基因，为梭菌C1的S-雌马酚转化机制研究提供参考，并为利用合成生物学方法生产S-雌马酚提供新基因资源。【方法】利用GridION测序平台，对梭菌C1进行第三代全基因组测序、基因组组装和功能注释等分析，从C1菌全基因组中筛选和鉴定参与S-雌马酚生物转化的功能基因。【结果】C1全基因组大小为3 035 113 bp，预测编码3 166个基因，包含53个tRNA、15个rRNA、4个ncRNA和1个基因岛。通过生物信息学分析，发现C1-07020基因编码蛋白与已报道的Lactococcus sp.20-92大豆苷元还原酶具有44.8%的氨基酸序列相似性和相同的3个功能保守结构域，体外蛋白功能验证表明，C1-07020具有大豆苷元还原酶功能。此外，C1菌中没有发现与已知产S-雌马酚菌相似的功能基因簇或大豆苷元还原酶以外的其他功能基因。【结论】在C1中鉴定到一个新的产S-雌马酚功能基因，并发现了C1可能具备特殊的产S-雌马酚机制，实验所获基础数据可为进一步挖掘产S-雌马酚新功能基因、了解S-雌马酚的生成机制及体外产S-雌马酚基因资源的应用提供参考。

摘要:【目的】根结线虫危害严重，难防难控，前期研究发现一株深海来源的独岛枝芽胞杆菌（Virgibacillus dokdonensis）MCCC 1A00493对南方根结线虫具有良好的体外拮抗效果，本研究分离鉴定菌株发酵液中杀线虫活性物质，对其作用线虫的多种模式进行研究，为菌株有效控制植物病原线虫的应用奠定理论基础。【方法】采用硅胶柱层析和半制备高效液相色谱对独岛枝芽胞杆菌发酵上清液中的杀线虫活性物质进行分离纯化，采用液相色谱质谱联用、核磁共振对纯化物进行结构鉴定；并对其趋避、诱杀、熏杀和卵孵化抑制活性进行检测。【结果】结构鉴定确定独岛枝芽胞杆菌MCCC 1A00493发酵液中分离的杀线虫活性物质为4-乙烯基苯酚。4-乙烯基苯酚对线虫具有触杀、熏杀、卵孵化抑制和高浓度驱避低浓度引诱活性，15 μg/mL 4-乙烯基苯酚72 h触杀线虫校正死亡率为71.23%±9.06%；20 mg/mL 4-乙烯基苯酚24 h熏杀线虫死亡率达100%；100 μg/mL 4-乙烯基苯酚作用线虫卵10 d后，卵孵化抑制率达66.2%；在琼脂平板上，10 mg/mL的4-乙烯基苯酚对线虫有驱避作用，1 mg/mL的4-乙烯基苯酚对线虫有引诱作用；在Pluronic凝胶中，25 mg/mL的4-乙烯基苯酚驱避线虫，5 mg/mL和10 mg/mL的4-乙烯基苯酚引诱并杀死线虫。【结论】首次报道4-乙烯基苯酚对植物病原线虫具有多种作用模式，尤其是高浓度下对根结线虫具有趋避作用而低浓度下具有诱杀作用的新特性。因此，4-乙烯基苯酚可以作为一种潜在的生物杀线虫剂。

摘要:【目的】微孢子虫是一类专性细胞内寄生的真核病原微生物，能够感染人类和几乎所有的动物。本课题以海伦脑炎微孢子虫（Encephalitozoon hellem）为研究对象，探讨其极管蛋白4（EhPTP4）作为一个潜在的分泌性毒力因子在宿主细胞内的定位和功能。【方法】制备EhPTP4的鼠源多克隆抗体，利用间接免疫荧光分析和Western blotting确定EhPTP4在感染细胞中的亚细胞定位；基于序列特征，在HEK293细胞中转染野生型和突变体EhPTP4，分析该蛋白的定位及其对病原增殖的作用；利用RNA-seq对转染EhPTP4的HEK293细胞进行转录组测序，分析EhPTP4引起的宿主基因表达和通路的变化；进一步通过RNAi和细胞转染分析差异表达基因的调控作用，利用RT-qPCR和Western blotting验证调控效果。【结果】EhPTP4的N端具有信号肽，C端具有富含组氨酸的结构域（HRD）和核定位信号序列（NLS）。蛋白定位分析显示，在感染和转染细胞中，EhPTP4均被分泌至宿主细胞核内。在HEK293细胞中过表达EhPTP4显著促进了病原的增殖。RNA-seq和蛋白泛素化分析发现，EhPTP4显著上调了宿主内质网蛋白降解通路（endoplasmic reticulum-associated degradation，ERAD）关键基因（PDIA4、HERP、HSPA5和Derlin3）的表达和宿主蛋白的泛素化修饰，表明EhPTP4具有调控宿主内质网蛋白降解的功能。在HEK293细胞中过表达PDIA4发现，蛋白泛素化修饰明显上调，而RNA干扰PDIA4则导致HERP基因表达下调，表明PDIA4在病原调控宿主ERAD过程中发挥着关键作用。进而，对EhPTP4的HRD进行了缺失突变（EhPTP4^ΔHRD）并转染细胞，发现此缺失突变体并未引起PDIA4和HERP的表达发生显著上调，表明HRD对EhPTP4的毒力功能起到关键作用。【结论】首次报道了微孢子虫利用分泌蛋白调控宿主的ERAD和蛋白泛素化，为深入解析该病原的致病机理提供了重要参考。

摘要:【目的】海洋真菌是新颖天然产物的理想来源。本研究旨在加深对可培养海洋真菌多样性的了解，以及挖掘具有应用潜力的海洋真菌。【方法】采用膜过滤法分离近海和远海海水样品中的真菌，通过菌株分离纯化、ITS基因序列测序，分析浅海带、半深海带和深海带海水样品中可培养真菌的多样性。在此基础上，采用固体平板法筛选具有抑菌活性的菌株。【结果】本研究共获得548株纯培养真菌，它们分属于2个门6个纲11个目19个科24个属44个种，其中包含海洋真菌种15个和潜在新分类单元3个。在纲水平上，座囊菌纲（Dothideomycetes）包含种的数量最多（13个），其次为粪壳菌纲（Sordariomycetes）（11个）和散囊菌纲（Eurotiomycetes）（11个）。在属水平上，青霉属（Penicillium）、枝孢属（Cladosporium）、外瓶霉属（Exophiala）和拟青霉属（Simplicillium）的分离频率较高。44个真菌种呈现出5种不同的地理分布特征，包括在浅海带、半深海带和深海带均有分布（15个种），仅分布于浅海带（5个种），不存在于浅海带（12个种），不存在于半深海带（5个种），以及不存在于深海带（7个种）。44个真菌种中，12个种具有不同程度的抑菌作用，其中Hortaea werneckii所呈现的抑菌谱最广，而Simplicillium cylindrosporum对Staphylococcus aureus MCCC1A0646抑菌活性最强。【结论】本研究初步揭示了近、远海海水中可培养真菌的多样性及其地理分布模式，并丰富了海洋真菌菌种资源。