摘要:

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摘要:自然界中，同义密码子的存在使得众多氨基酸能够同时被多种密码子编码合成。随着研究的深入，同义密码子使用偏嗜性发挥出的生物学功能已经渗透到了基因复制、转录、翻译以及化学修饰等生命活动过程中。基于同义密码子使用偏嗜性的生物学特性，陆续发现密码子对(codon pair)和密码子共现(codon co-occurrence)同样在使用模式上存在明显的偏嗜性。在基因表达的过程中，针对编码序列的密码子优化能够显著提升基因的表达水平，这在生物工程领域对于蛋白表达有着重要的生物学意义。此外，同义密码子使用模式在调控基因转录、化学修饰以及翻译过程中间接控制着细胞内生命活动的有序性。而这些与同义密码子使用模式有着千丝万缕联系的生命过程主要是受精微翻译选择压力来调控运行的。本文中，我们结合当前同义密码子使用模式介导的精微翻译选择压力，简述密码子使用模式如何从转录、化学修饰以及翻译等方面来影响基因表达及蛋白产物生物学功能。这将为今后生物工程学领域如何优化蛋白高效表达以及深入研究重要生物学活动中基因表达调控提供可参考的思路与理念。

摘要:人和动物的食欲受到中枢神经系统和外周激素的协同调控。近年来，一些研究指出肠道菌群的组成与变化通过多重途径影响宿主的食欲。肠道细菌分泌和产生的大量功能性代谢物如短链脂肪酸、次级胆汁酸和氨基酸衍生物等是其发挥调控作用的重要媒介物质。此外，肠道菌群还能够影响消化系统营养感知、肠迷走神经信号投递、肠道激素分泌等，这些也都会参与食欲和进食调节。在明确细菌调控食欲的作用机制后靶向调控和重组肠道微生物可能是改善宿主食欲的一种新策略，有助于厌食症、暴食症等相关疾病的诊治。

摘要:天然免疫是机体通过识别自身或外部危险信号后，为维持体内稳态而逐步建立起来的一系列防御反应，当宿主细胞内的模式识别受体识别胞内病原相关分子模式后激活干扰素(interferon, IFN)、核因子-kappa B (nuclear factor-kappa B, NF-κB)和炎性小体等信号通路。IFNs在天然免疫应答中发挥重要作用，它诱导的抗病毒基因能够通过多种方式抵御病毒的感染，炎症反应则是机体自动的防御反应，能够在病毒感染机体时释放促炎性细胞因子以调控机体的免疫反应，进而发挥抗病毒作用。在病毒感染过程中，IFN信号通路与炎症反应调控网络中的关键分子如NF-κB/RelA、PKR等存在一定的交互作用，此外，IFN信号通路及其产生的细胞因子又影响其他信号通路的活化，进而调控机体的免疫应答以维持自身稳态，它们之间的交互调控失衡将会引起过度炎症反应，导致组织器官的免疫病理损伤，例如SARS-CoV-2感染机体时产生的过度炎症反应。本文综述了机体抗病毒免疫过程中干扰素信号通路与炎症反应之间的交互调控，为研发抗病毒策略提供新思路。

摘要:中枢神经系统(central nervous system，CNS)感染是指由病毒、细菌或真菌等侵染中枢神经系统引起的急性或慢性炎症性(或非炎症性)疾病，致死率高，易引发严重后遗症。由于检测通量及灵敏度的限制，一半以上的中枢神经系统感染患者无法通过常规检测方法确定病原体。宏基因组测序是一种新兴的病原检测技术，能够极大地提升病原检出率。当前部分临床医生及相关从业人员对宏基因组测序的认识存在不足，限制了其在临床诊疗中的快速推广和应用。本文系统介绍了宏基因组测序整体流程，综述了该技术在中枢神经系统感染性疾病诊疗中的发展历程和最新研究进展，希望为中枢神经系统感染性疾病的诊断和治疗提供参考。

摘要:食源性致病菌严重威胁人类的生命健康。服用抗生素是目前最有效的治疗手段。但不规范使用抗生素，导致耐药性细菌日趋普遍。乳酸菌是公认的食品级安全微生物，因其具有拮抗致病菌、增强免疫功能、加强肠道屏障、平衡肠道菌群等功能而具有良好的应用前景，有望成为下一代安全、稳定、经济的生物抗菌剂，以减少甚至替代抗生素的使用。本文通过阐述乳酸菌抗菌物质、抗菌机制及抗菌功能特性等，以促进乳酸菌的研究和应用。

摘要:【目的】高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis) 6ww6是一株根际耐盐促生菌，可以作为微生物肥料的优选菌种。为了加强菌种知识产权保护，建立菌株快速检测方法。【方法】本研究通过基因组比对分析、TBLASTn检索、NR库检索验证并剔除有其他同源的结果序列，最终得到菌株6ww6的孤儿基因，设计引物进行PCR鉴定。【结果】筛选出5个特异性基因J939_13195、J9319_05960、J9319_13355、J9319_05965和J9319_13350。引物5960F和5960R可以单一性扩增出菌株6ww6的目的基因J9319_05960，确定其为菌株6ww6的特异性分子标识。【结论】本研究确定了菌株6ww6的唯一性身份编码，建立了以比较基因组学和孤儿基因为基础的菌株水平上的鉴定方法。该方法具有快速、精确、能鉴定到菌株水平的优点，对于有价值微生物的知识产权保护提供了有力的抓手。

摘要:【目的】虫草酸是虫草中重要的活性成分之一，但其低含量极大地限制了其工业应用。水杨酸(salicylic acid, SA)是一种非生物诱导子，可以显著提高蝙蝠蛾拟青霉中虫草酸的合成，但蝙蝠蛾拟青霉虫草酸代谢途径及其对水杨酸的响应尚不明确。本研究旨在获得蝙蝠蛾拟青霉响应SA处理的转录组学信息，挖掘蝙蝠蛾拟青霉中虫草酸代谢途径关键酶基因。【方法】采用SA诱导培养蝙蝠蛾拟青霉，8 h后选取诱导和未诱导的菌丝进行转录组高通量测序分析。【结果】测序最终获得40.37 Gb的clean data，拼接得到20 317条unigene，平均长度为1 357.13 bp，功能注释共获得13 592条unigene。差异基因分析共筛选出差异基因2 574个，其中有1 135个上调，1 439个下调。KEGG富集分析表明，差异基因主要富集于细胞周期、减数分裂、半乳糖代谢、DNA复制、糖醇脂类生物合成、甘油脂类代谢等KEGG通路中。进一步分析得到与虫草酸代谢相关的基因13条，其中参与虫草酸生物合成的基因glk、gpi、gla、mpi、fbp、mtld在SA处理后表达量上调，而涉及虫草酸消耗的基因mdh在SA处理后表达量下调，qRT-PCR验证结果与RNA-Seq数据基本一致。【结论】对SA诱导后的蝙蝠蛾拟青霉转录组进行分析，获得虫草酸代谢途径相关的候选基因，SA能够提高虫草酸合成相关基因表达的同时抑制消耗虫草酸的基因表达，从而提高虫草酸生物合成量。本研究为SA调控蝙蝠拟青霉虫草酸生物合成途径相关基因研究提供了依据，也为后期开展虫草酸代谢调控机制研究奠定了基础。

摘要:【目的】本研究以分枝菌酸小杆菌(Mycolicibacterium smegmatis)为研究对象，探索适于原核微生物理想的磷酸化富集方法。【方法】我们比较了二氧化钛(TiO₂)、Fe³⁺-NTA和Ti⁴⁺螯合在磷酸酯修饰的固相微球(Ti⁴⁺-IMAC) 3种不同富集方法磷酸化肽段的富集效率，并用不同分辨率的质谱仪评估富集稳定性。【结果】Ti⁴⁺-IMAC富集效率最高，磷酸化位点数是TiO₂或Fe³⁺-NTA方法的7倍以上；TiO₂和Fe³⁺-NTA方法富集到的磷酸化位点数相差不大，与已报道的用TiO₂方法富集的磷酸化位点数目接近。Ti⁴⁺-IMAC富集结果稳定性很好，高分辨率Lumos质谱仪鉴定到的磷酸化位点数是Velos的2.6倍。【结论】本研究较高效地实现了分枝菌酸小杆菌磷酸化事件的鉴定，共鉴定到2 280个磷酸化蛋白、10 880个磷酸化肽段及4 433个可信磷酸化位点，有望用于其他微生物的磷酸化蛋白质组学研究。

摘要:【目的】蓝藻(cyanobacteria)水华频繁暴发，引起水质恶化，使水生生物大量死亡，给水产养殖业造成巨大的经济损失；其代谢产物藻毒素具有肝毒性、神经毒性、生殖毒性、遗传毒性和肿瘤促进作用，并可在水生生物中富集，造成饮用水安全风险和水产品食用安全风险。噬藻体(cyanophages)是一类特异性侵染蓝藻的病毒，参与调控蓝藻的种群密度和丰度，被认为是极具潜力的蓝藻水华生物防控工具。以往的研究报道多集中于海水噬藻体，有关淡水噬藻体的报道寥寥无几，迄今尚无惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)噬藻体的研究报道。本研究的目的在于分离、鉴定惠氏微囊藻噬藻体。【方法】以惠氏微囊藻FACHB-1112为指示宿主，采用双层平板法从淡水中分离出噬藻体vB_MweS-yong2，对其进行全基因组测序、基因功能注释和系统进化分析。【结果】vB_MweS-yong2的基因组长44 530 bp，G+C含量为71.6%，有61个开放阅读框(ORF)、1个tRNA基因。成对序列比较 (pairwise sequence comparison，PASC)表明，vB_MweS-yong2与所有已知噬菌体间的全基因组核苷酸序列相似度最高只有20.21%，小于<50%的属边界值。没有在vB_MweS-yong2基因组中发现抗生素耐药基因和毒力因子基因，显示该噬藻体在基因水平上的安全性。【结论】vB_MweS-yong2在有尾目的长尾科中代表一个新的属。本研究丰富了淡水噬藻体库、基因库，并为以后研发该噬藻体的功能基因、进一步研发用于治理以惠氏微囊藻为优势种引起的水华的产品与技术奠定了基础。

摘要:【目的】蛋白-O-岩藻糖基转移酶1 (protein O-fucosyltransferase 1，POFUT1)是催化蛋白质O-岩藻糖基化的关键酶，在动物和人体内被证明调控一系列的生理病理过程，然而POFUT1基因在果生炭疽菌乃至真菌中还未见报道。本研究旨在克隆果生炭疽菌中CfPOFUT1基因，并分析其生物学功能。【方法】利用RT-PCR技术扩增CfPOFUT1的基因并进行生物信息学分析，构建了CfPOFUT1基因的沉默和过表达载体，通过PEG介导法将载体导入原生质体中获得CfPOFUT1基因的沉默和过表达突变体。测定了野生型菌株、CfPOFUT1沉默菌株和过表达菌株在PDA上的菌丝生长、分生孢子产生、萌发与附着胞形成、胁迫应答和致病力、杀菌剂敏感性等生物学表型。【结果】与野生型菌株相比，基因过表达突变体产孢量显著增加，致病力增强，对嘧菌酯敏感性降低，但对多菌灵和咪鲜胺敏感性增强。基因沉默突变体产孢量减少，细胞壁完整性、内质网应激敏感性提高，致病力减弱，对嘧菌酯敏感性提高，但对多菌灵和咪鲜胺敏感性降低。【结论】CfPOFUT1基因参与调控果生炭疽菌分生孢子产量，细胞壁完整性、内质网对应激和药剂敏感性，并对其致病性也具有一定的影响。

摘要:【目的】构建茉莉C病毒(JaVC)福建分离物基因组全长cDNA侵染性克隆，克隆9省JaVC分离物的CP基因并比较分析基序差异，调查JaVC在我国茉莉产区的分布和传播情况。【方法】提取JaVC检测呈阳性的茉莉叶片总RNA，以反转录后的cDNA为模板扩增获得JaVC基因组全长序列并构建全长cDNA克隆pXT-JaVC-FJ；同时构建了外壳蛋白(coat protein，CP)融合红色荧光蛋白mCherry的克隆(pXT-JaVC CP-mCherry)。利用农杆菌浸润法侵染本生烟，通过RT-PCR检测法和激光共聚焦扫描显微镜观察法验证JaVC侵染性。克隆其他8省JaVC分离物的3'末端包含CP的片段并测序分析CP基序差异。通过田间调查明确JaVC在茉莉上的发生情况和其传播介体。【结果】pXT-JaVC-FJ浸润本生烟可引起系统侵染，说明该克隆具有侵染活性。所有JaVC分离物的CP均编码296个氨基酸，JaVC中国台湾分离物的CP与各分离物核苷酸序列相似性为82.27%‒91.36%，与广东分离物相似性最高；氨基酸序列相似性为92.23%‒96.82%，与云南分离物相似性最高；各分离物CP的氨基酸序列在32‒35位点上差异显著，具有6种不同的氨基酸基序排列，分别为SEHA、GENA、REGT、SENA、GGDA和GGNA。田间调查显示，JaVC在中国茉莉植株上广泛分布且可在蓟马中检测到JaVC。【结论】成功构建了JaVC-FJ的侵染性克隆，这为该病毒的基因功能、致病机理等研究奠定了基础；通过我国茉莉产区JaVC的发生及变异情况分析，为JaVC引起的病毒病的防治提供了理论依据。

摘要:【目的】探究放线菌及其代谢产物的研究现状和发展趋势。【方法】本文利用CiteSpace软件对Web of Science数据库中收录的2001‒2021年间与放线菌及其代谢产物研究相关文献进行了可视化分析。【结果】中国在放线菌代谢产物研究领域发文量位居全球第一，发文量最大的研究机构为中国科学院。【结论】该研究领域趋向多学科融合化，主要涉及药理与药剂学、化学等多个学科，目前该研究领域所涉及的学科主要集中于生物化学与分子生物学。而在研究内容方面，研究者多侧重于放线菌代谢产物的生物合成，此外，放线菌种质资源挖掘也成为目前研究者关注的热点内容。

摘要:【背景】粗糙链霉菌(Streptomyces scabrisporus) HBERC-53204是本中心自主分离的一株链霉菌，经鉴定，其产生一种活性化合物司替霉素B (steffimycin B，SMB)，对多种动植物重要病原菌具有良好生物活性。【目的】提高SMB发酵水平，拓宽放线菌活性天然产物在农牧业领域的研究及应用。【方法】以本实验室筛选出的一株产SMB的粗糙链霉菌HBERC-53204为研究对象，运用单因素试验筛选培养基的主效碳源、氮源、无机盐及各营养成分最适浓度，并基于单因素试验结果，通过Plackett-Burman (PB)试验设计筛选出显著影响因素，再结合最陡爬坡试验、Box-Behnken (BB)响应面法拟合显著因子与产量的非线性方程求解，进一步优化菌株产SMB的最佳发酵培养基配方。【结果】优化后最佳培养基配方为：葡萄糖36.22 g/L，蛋白胨8.00 g/L，酵母粉8.51 g/L，酸水解酪蛋白1.50 g/L，MgSO₄ 0.68 g/L，KNO₃ 1.00 g/L。经摇瓶验证，优化后SMB效价达到477.26 mg/L，比初始配方产量提高1 773.08%。在20 L发酵罐培养120 h，目标化合物产量达到214.48 mg/L。【结论】通过对菌株HBERC-53204发酵培养基优化，显著提高了SMB产量，并在20 L发酵罐中得到验证，在此基础上获得了克级纯品。

摘要:【目的】土霉素(oxytetracycline，OTC)属于第一代四环素类抗生素，对革兰氏阳性菌和阴性菌具有很好的抑菌效果，目前主要应用于畜牧业、水产养殖业和作为原料药生产二代、三代四环类抗生素。因此，在生产上具有提高产量、降低成本的迫切需求。为了解决工业菌株改造中面临着遗传操作比较困难、周期长的问题，我们通过异源重构白色链霉菌(Streptomyces albus) Del14并作为底盘生产菌株，进而评估该菌株OTC生物制造细胞工厂的潜力。【方法】通过理性工程重构，获得一系列衍生菌株Del14:Oxy、Del14:Oxy1K、Del14:Oxy1KΔotrR、Del14B:Oxy1KΔotrR。对上述菌株进行摇瓶发酵以及HPLC检测发酵产物；通过RT-qPCR检测OTC生物合成基因簇(otc cluster)相关结构基因的转录水平。【结果】S. albus Del14生长快、不结球，对OTC具有一定的耐受性。通过操纵簇内调控因子OtcR和OtrR，最终使重组菌株Del14B:Oxy1KΔotrR OTC产量在第6天达到了1.1 g/L，与原始生产菌株龟裂链霉菌(S. rimosus) M4018在第8天产量相当。【结论】本研究首次在S. albus Del14中异源表达了土霉素生物合成基因簇，初步证实了一个很有潜力的OTC生物制造底盘，为这一OTC生产菌株的进一步优化改造奠定了基础。

摘要:【目的】我国人多地少，设施农业日益普及，温室栽培保障了番茄的有效供给，在温室中种植的番茄容易发生灰霉病，造成减产。生物防治产品对人畜安全，环境友好，但亟待增加生防微生物种类，提高防效。【方法】以自主分离的自溶性产酶溶杆菌(Lysobacter enzymogenes) LE16为对象，利用纯培养试验明确其发酵液对灰霉病菌(Botrytis cinerea)的拮抗作用；生物化学、液相色谱-质谱联用和转录组技术从生防菌合成分泌的胞外水解酶、抗菌物质和病菌基因差异表达等方面，揭示生防菌拮抗病原真菌的机制；温室盆栽试验评估菌株LE16发酵液对番茄灰霉病的防治潜力。【结果】LE16能合成分泌铁载体、多种与抗病性相关的酶类(包括磷酸酶、蛋白酶、纤维素酶、β-1,3-葡聚糖酶和溶菌酶)以及9种抗真菌物质(毒菌素D、N-十一烷基苯磺酸、利福布汀、纳奈霉素、替加环素、米诺环素、间甲酚、肉桂酸和环戊酮)和激活植物系统获得性抗性的P-水杨酸。LE16发酵液粗提物显著抑制灰霉病菌生长繁殖，抑制率为34.99%-100%，显著高于产酶溶杆菌HYP18和撕裂蜡孔菌HG2011。此外，LE16发酵液显著诱导灰霉病菌基因的差异表达，涉及蛋白质合成、DNA复制与修复、信号转导等多个生物过程、细胞成分和分子功能，以及甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸和赖氨酸等代谢通路。在温室试验中，LE16发酵液显著增加了番茄叶片的抗氧化酶(超氧化物歧化酶和过氧化物酶)活性，降低了病菌对细胞膜的伤害作用，对灰霉病的抑制效果为72.54%-74.42%，略低于化学农药嘧霉胺。【结论】LE16能通过合成分泌胞外水解酶、铁载体、抗真菌活性物质，诱导植物产生抗病性等多种机制，防治温室番茄灰霉病，具有潜在的应用前景。

摘要:【目的】观察嗜肺军团菌重组免疫原蛋白(immunogenic protein，IP)对RAW264.7细胞自噬流及自噬相关因子表达水平的影响并探讨其作用机制。【方法】采用His标签蛋白纯化试剂盒纯化嗜肺军团菌重组免疫原蛋白(IP)，并用CCK-8法检测IP对RAW264.7细胞半数抑制浓度(half maximal inhibitory concentration，IC₅₀)。采用低浓度(0.05×IC₅₀)、中浓度(0.1×IC₅₀)、高浓度(0.2×IC₅₀) IP与RAW264.7细胞进行体外共培养1、3、6、12 h，并设细胞对照组，应用自噬双标质粒pmCherry-C1-EGFP-LC3B检测巨噬细胞自噬流的变化，筛选最佳浓度进行后续实验；最佳浓度IP与RAW264.7细胞进行体外共培养6、12、24 h，并设细胞对照组，RT-qPCR检测各组自噬相关蛋白Beclin1、微管相关蛋白1轻链3 (microtubule-associated protein 1 light chain 3，LC3)、SQSTM 1 (sequestosome 1，p62)及组蛋白去乙酰化酶6 (histone deacetylase 6，HDAC6)的mRNA表达水平；Western blotting法检测各组自噬相关因子的蛋白表达水平；免疫荧光检测各组自噬相关因子的表达。【结果】根据CCK-8结果计算IC₅₀为0.26μg/μL。自噬双标质粒pmCherry-C1-EGFP-LC3B检测自噬流结果显示，与对照组相比，中浓度(0.026μg/μL) IP与RAW264.7细胞进行体外共培养后自噬流抑制显著。RT-qPCR及Western blotting检测结果显示，与对照组相比，IP与RAW264.7细胞共培养6 h，P62表达水平升高，LC3B、HDAC6、Beclin1表达水平均降低，P<0.05；与6 h组相比，12 h组LC3B表达水平降低，P62、HDAC6及Beclin1表达水平均升高，P<0.05；与12 h组相比，24 h组Beclin1表达水平升高，P<0.05。IP一定程度上以时间依赖的方式降低了LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值并升高了P62蛋白的表达水平，P<0.05。免疫荧光结果基本与RT-qPCR及Western blotting检测结果一致。【结论】嗜肺军团菌IP抑制巨噬细胞自噬，可能与通过影响自噬小体-溶酶体融合途径，干扰自噬小体及自噬溶酶体的形成、成熟等过程有关。

摘要:【目的】Ⅰ型羊毛硫肽通常具有广泛的生物活性，且抑菌机制独特，较少产生耐药性，因而在临床上具有很好的应用前景。本文对Streptomyces coelicolor A3(2)基因组上2个新颖的Ⅰ型羊毛硫肽生物合成基因簇进行研究，以实现目标羊毛硫肽的表达。【方法】首先，通过antiSMASH分析S. coelicolor A3(2)基因组序列，挖掘羊毛硫肽生物合成基因簇，使用BLAST进行基因功能注释，选择可能参与生物合成过程的基因；然后利用基因组装技术构建异源表达质粒，通过接合转移在链霉菌底盘细胞中进行异源表达；最后对发酵产物进行高效液相色谱、质谱及生物活性检测。【结果】通过添加启动子元件重构S. coelicolor A3(2)上基因簇3 (8.9 kb)和基因簇24 (9.0 kb)，得到pYES-ColE1-SCO-cluster3和pYES-ColE1-SCO-cluster24。pYES-ColE1-SCO-cluster3在底盘细胞Streptomyces coelicolor M1152和Streptomycessp. A14中成功表达，得到潜在目标化合物coelin 3；pYES-ColE1-SCO-cluster24在底盘细胞Streptomyces sp. ZM13中成功表达，得到潜在目标化合物coelin 24。其中coelin 3对Bacillus subtilis 168和Escherichia coli ATCC 25922具有抑制作用，并且抑菌圈均达到28 mm。【结论】本研究成功使用启动子激活和异源表达策略实现了coelin 3和coelin 24的表达和活性测试，为后续新颖的羊毛硫肽结构解析和作用机制研究奠定了基础。

摘要:【目的】提出一种合成微生物组的理性构建策略，用于构建郫县豆瓣蚕豆醅初始发酵的微生物组合菌剂。【方法】采取自下而上的合成微生物组理性构建策略，以相对丰度、频率和特征向量中心度作为核心微生物属的选择指标，分析确定蚕豆醅发酵核心微生物；设计模拟原位体系的全合成培养基，并利用该培养基快速、稳定地检测核心微生物包括产香性能在内的发酵特征。基于核心微生物的产香互补性能进行双菌组合发酵实验，结合核心微生物之间的生长相互作用，设计三菌组合发酵菌剂并验证其发酵性能。【结果】本研究确定并分离了郫县豆瓣蚕豆醅发酵过程中的 9种核心微生物。检测核心微生物产生的挥发性风味化合物，发现酵母菌类、乳酸菌类和其他类微生物之间存在产香互补关系。然后，结合微生物间的生长抑制关系设计了由乳酸片球菌、肉葡萄球菌及异变假丝酵母组成的三菌组合菌剂。与企业原位发酵样品相比，三菌组合菌剂产生的挥发性化合物数量达到原位样品的63.1%，化合物种类结构较为相似。与原位样品相比，组合菌剂样品氨基酸态氮浓度提升了21.8%。【结论】本研究提出了一种自下而上的合成微生物组理性构建策略，基于此策略设计了郫县豆瓣蚕豆醅发酵组合菌剂。使用该组合菌剂作为起始发酵剂发酵的郫县豆瓣蚕豆醅具有良好的风味谱和优异的氨基酸态氮水平。本研究在合成微生物组构建与发酵食品工艺改造方面具有较大的科学与应用价值。

摘要:【目的】脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)是一种环境友好的α-变形菌纲菌株，在有氧条件下也可进行反硝化过程，具有较好的脱氮能力。本研究以脱氮副球菌DYTN-1为底盘细胞，筛选氮素诱导型启动子用于强化硝化和反硝化途径，进而达到代谢工程强化脱氮副球菌DYTN-1去除氮素污染物的目的。【方法】通过接合转移的方法分别将过表达amoA、amoB、hao和nirS基因的重组质粒导入脱氮副球菌DYTN-1细胞中。经过荧光定量检测和氮素定量检测对脱氮副球菌DYTN-1的基因元件和氮去除能力进行表征。【结果】从基因组中挖掘了6个受NO₂^‒、NO₃^‒和NH₄⁺诱导的启动子，诱导差异为2‒26倍；且过表达nirS的菌株用2 g/L KNO₃处理24 h后培养基中NO₃^‒的残余量为野生型菌株的67%。同时过表达hao和nirS基因的菌株在用1 g/L NH₄Cl和2 g/L KNO₃处理12 h后，其NO₃^‒的剩余量仅为野生型菌株的50%，且最终总氮的降解效率达79.5%，剩余总氮仅为野生型菌株的一半。【结论】上述研究表明，利用筛选获得的启动子工具在P. denitrificans DYTN-1中进行代谢工程改造强化氮素污染物的去除具有可行性。

摘要:【目的】伪结核棒状杆菌(Corynebacterium pseudotuberculosis，Cp)感染动物常引起内脏和体表淋巴结脓肿，以被感染部位炎性细胞因子大量增加为特征。研究Cp感染小鼠巨噬细胞对IL-1α成熟分泌的影响及机制。【方法】采用荧光定量PCR、ELISA和Western blotting等方法，首先检测Cp(ATCC19410、XH02)及其磷脂酶D基因(pld)缺失株(ATCC19410Δpld、XH02Δpld)感染巨噬细胞对IL-1α表达及成熟分泌的影响，进而以Ca²⁺螯合剂(EDTA、EGTA+Mg²⁺和BAPTA-AM)、calpain抑制剂(calpain inhibitor Ⅲ、calpain inhibitor Ⅳ和EST)处理巨噬细胞，观察对Cp感染介导IL-1α成熟分泌的影响。【结果】Cp感染巨噬细胞后，IL-1α mRNA表达及分泌显著增加，与ATCC19410、XH02感染巨噬细胞相比，ATCC19410Δpld、XH02Δpld感染细胞IL-1α表达及分泌显著下降。Cp感染引起巨噬细胞内Ca²⁺浓度显著增加，calpain活性增强，而缺失pld的Cp感染巨噬细胞内Ca²⁺浓度显著下降，calpain活性降低。EDTA、EGTA+Mg²⁺、BAPTA-AM、calpain inhibitor Ⅲ、calpain inhibitor Ⅳ处理Cp感染的巨噬细胞，巨噬细胞的IL-1α表达及分泌显著下降。【结论】Cp感染可激活巨噬细胞IL-1α表达和成熟分泌，磷脂酶D参与Cp感染巨噬细胞介导的IL-1α成熟分泌。Cp感染巨噬细胞介导IL-1α成熟与分泌与胞内Ca²⁺浓度增加、激活钙蛋白酶有关。

摘要:【目的】探索金属离子对整合子捕获耐药基因盒的影响及其相关机制。【方法】在大肠埃希菌中构建一个1类整合子捕获耐药基因盒的体内模型。通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR，RT-qPCR)测定不同浓度银(0.3、0.9、1.5 μg/mL的Ag⁺)和铜离子(5、50、100、150、210 μg/mL的Cu²⁺)干预后实验组和无金属离子干预对照组整合子整合频率，并用表型筛选法验证。利用质谱法测量细菌吸收的金属离子浓度，并进一步通过转录组测序方法分析银离子抑制细菌整合子捕获耐药基因盒的分子机制。【结果】qPCR和表型筛选法的结果表明，0.9 μg/mL银离子组整合频率为9.42×10^‒5 (6.49×10^‒5，1.44×10^‒4)，1.5 μg/mL银离子组整合频率为7.29×10^‒5 (4.45×10^‒5，9.03×10^‒5)，与对照组2.59×10^‒4 (2.24×10^‒4，3.33×10^‒4)相比整合频率明显降低，差异有统计学意义(P<0.001)。而不同浓度铜离子组与对照组没有明显差异。转录组测序方法对银离子作用前后大肠杆菌基因表达水平进行对比分析，通过GO功能和KEGG通路富集发现，差异表达基因与甲基半乳糖苷转运(methylgalactoside transport)、麦芽糖转运(maltose transport)、磷酸烯醇式丙酮酸-甘油磷酸转移酶活性(phosphoenolpyruvate-glycerone phosphotransferase activity)和甘油激酶活性(glycerone kinase activity)等功能有关以及涉及氨基酸糖和核苷酸糖代谢(amino sugar and nucleotide sugar metabolism)、鞭毛组装(flagellar assembly)、阳离子抗菌肽(CAMP)耐药性[cationicantimicrobial peptide (CAMP) resistance]、果糖和甘露糖代谢和磷酸糖转移酶系统[phosphotransferase system (PTS)]等代谢通路。通过蛋白互作网络筛选出前12个枢纽基因(ptsG、malE、lamB、lacZ、malK、basR、ais、ugd、nagE、metN、malQ和malF)。【结论】一定浓度银离子可以抑制整合子整合耐药基因盒。铜离子对整合频率影响不明显，因此不是所有具有杀菌性的金属离子都能对整合频率产生影响。银离子抑制细菌整合子捕获耐药基因盒可能是通过影响麦芽糖转运和碳分解代谢来调控。然而，碳分解代谢和麦芽糖转运过程很复杂，需要进一步研究。目前尚无细菌整合子转录组学相关研究，这为解决细菌耐药性问题提供了一个新的途径。

摘要:【目的】通过两种给药方式观察噬菌体鸡尾酒制剂对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)肺部感染小鼠的疗效。【方法】将小鼠行气管切开术，经气管灌注2×10⁸ CFU/mL的铜绿假单胞菌悬液50 μL，0.5 h后分别给予噬菌体鸡尾酒滴鼻和腹腔注射，同时建立PBS滴鼻和腹腔注射对照组。待感染24 h后，观察小鼠的生理状态，并行细菌学、病理学与炎症因子水平等检查。【结果】噬菌体鸡尾酒制剂的治疗组小鼠，肺内的铜绿假单胞菌被清除；病理结果显示，治疗组小鼠肺部组织结构较完好、炎症程度较轻。【结论】该铜绿假单胞菌噬菌体鸡尾酒制剂在小鼠体内具有很强的抗菌作用，对肺部细菌感染具有一定的治疗效果。

摘要:【背景】已有研究表明，微生物在宿主肠道中的定殖受宿主、肠道环境、微生物物种特性和菌株来源等多个因素的影响。一般认为，来源于同类宿主的微生物菌株，在该类宿主肠道中具有定殖优势，但缺乏在物种和菌株水平上研究微生物自身特性在宿主肠道中定殖的研究报道。【目的】将不同来源(同类宿主肠道、非同类宿主肠道和非肠道环境)、具有不同生物学特性的3株香坊肠球菌(Enterococcus xiangfangensis)和4株罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)对无菌猪肠道进行定殖，在物种和菌株2个水平上探究物种特性和菌株来源对宿主肠道定殖的偏好性，揭示影响微生物定殖效率的关键因素。【方法】在本项研究中，将从藏猪(Tibetan pigs)、小鼠(ob/ob mice)、食蟹猴(Macaca fascicularis)和发酵食品中分离得到的多株香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌，制成混合菌剂对无菌巴马香猪(Bama miniature pig)进行为期4周的饲喂，并通过实时荧光定量PCR方法检测这7株菌在无菌猪肠道中的定殖情况。【结果】在物种水平上，香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌在无菌猪体内具有相近的定殖细胞数目。但是在菌株水平上，小鼠来源的香坊肠球菌(EX-MS)和罗伊氏乳杆菌(LR-MS)定殖的细胞数目显著高于其他5株菌，表明小鼠来源的菌株具有定殖优势。在体外混合培养中，将3株香坊肠球菌和4株罗伊氏乳杆菌分别等比例混合培养72 h后，发现香坊肠球菌EX-MS菌株的细胞数目高于香坊肠球菌EX-MK和EX-PG菌株；在罗伊氏乳杆菌中，4株菌的细胞数目相近。7株菌相互作用表明，EX-MS菌株对EX-MK和EX-PG菌株均有明显的抑制作用，但对4株罗伊氏乳杆菌无抑制作用。【结论】本次定殖实验的结果表明，在物种水平上，香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌均具有在无菌猪肠道中良好的定殖能力；但在菌株水平上，小鼠来源的香坊肠球菌EX-MS菌株和罗伊氏乳杆菌LR-MS菌株具有定殖优势；同时发现，小鼠来源的香坊肠球菌EX-MS菌株通过抑制同物种的EX-PG和EX-MK菌株，获得了在宿主肠道中的定殖优势。

摘要:【目的】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aerugionsa)二鸟苷酸环化酶SiaD调控着铜绿假单胞菌的生物被膜形成等表型。在研究过表达siaD对生物被膜的调控作用时发现，与野生型siaD基因回补菌株相比，一株回补菌株的生物被膜产量显著升高。本文的目的即是探究该菌株生物被膜产量升高的原因，并对该菌株的其他表型进行研究。【方法】通过测序确定突变位点；利用生物被膜定性和定量实验对发生点突变的菌株表型进行分析；利用Western blotting实验检测SiaD^R119M蛋白表达水平；利用GST-pull down实验检测SiaC蛋白与SiaD^R119M蛋白在体外的结合能力；针对siaD^R119M点突变基因进行融合蛋白表达载体的构建，表达并纯化该蛋白，利用高效液相色谱检测SiaD^R119M的酶活；为了进一步研究c-di-GMP与细菌运动能力的关系，对细菌的运动能力进行检测。【结果】测序比对结果显示，序列的第119个氨基酸发生了突变，由精氨酸突变成了甲硫氨酸。生物被膜定性和定量实验显示，与野生型siaD回补菌株相比，siaD^R119M的回补菌株生物被膜产量增加，siaD^R119A的回补菌株生物被膜产量低于siaD^R119M的回补菌株，siaD^R201A回补菌株生物被膜含量显著增加，siaD^{R119M R201A}双突变回补菌株生物被膜的含量低于siaD^R201A回补菌株。Western blotting和GST-pull down实验证明，与野生型SiaD蛋白相比，SiaD^R119M蛋白表达水平无差别，SiaC和SiaD^R119M蛋白之间存在特异的相互作用。高效液相色谱结果显示SiaD^R119M蛋白酶活降低。运动能力检测实验中，与siaD野生型回补菌株相比，siaD^R119M回补菌株运动能力减弱，siaD^R201A、siaD^{R119M R201A}回补菌株运动能力无差别。【结论】siaD^R119M突变导致生物被膜合成增强，酶活降低，运动能力减弱。我们推测突变后表型的变化可能是因为突变在体内会影响SiaD蛋白与下游效应蛋白的相互作用，加强了下游效应蛋白的信号传导能力，然而具体机制有待进一步探索。

摘要:【目的】铅黄肠球菌是医源感染的机会致病菌，可引起危及生命的败血症、脑膜炎等，但针对其噬菌体的研究尚属空白。噬菌体作为细菌病毒，具有宿主特异性。本研究首次分离到可培养的铅黄肠球菌烈性噬菌体，对其基因组序列的分析和其他特征研究为进一步探讨噬菌体与宿主的作用机制及治疗应用提供参考。【方法】噬菌体Ecf_virus_SZ01以健康人粪便中分离的铅黄肠球菌(DO55)作为宿主菌，分离自深圳市南山区未经处理的生活污水样本，利用透射电镜观察噬菌体形态并对其生物学特征和基因组特点进行研究。【结果】透射电镜显示，噬菌体Ecf_virus_SZ01头部直径约为106 nm，尾部直径约为150 nm，尾长且无伸缩性尾鞘，属长尾噬菌体科；该噬菌体的最佳感染复数为0.01；一步生长曲线显示，潜伏期约为30 min，每个受感染细胞产生子代的平均数量为50 PFU/cell；抑菌曲线显示MOI=0.01时对宿主菌具有很好的抑制效果；宿主特异性强，不能实现跨属侵染；测序结果显示其基因组为dsDNA，长度为59 409 bp，GC含量为43.2%；该噬菌体共有102个开放阅读框，BLASTn比对显示该噬菌体与NCBI数据库中其他噬菌体相似性极低。【结论】首次分离到宿主为铅黄肠球菌的噬菌体，具有潜伏期短、裂解能力强、宿主专一的特征，基因组与数据库中现有噬菌体相比十分新颖，并对其生物学特性和基因组进行了分析。

摘要:【目的】探究吲哚-3-甲醛(indole-3-carboxaldehyde，I3A)对志贺菌感染性结肠炎的缓解作用及其机制研究。【方法】体外实验，通过微量肉汤稀释法测定I3A对志贺菌的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration，MIC)和I3A的抗菌活性，运用酶标仪测定600 nm处不同浓度I3A作用的菌液吸光度(A₆₀₀)，并通过平板菌落计数检测志贺菌量。体内实验，将18只小鼠随机分为对照(NC)组、SF301组和SF301+I3A组。然后SF301+I3A组进行连续8 d的200 µL I3A灌胃处理，同时NC组和SF301组用200 µL无菌水灌胃处理，SF301组和SF301+I3A组于灌药第4天制备志贺菌感染性结肠炎小鼠模型，体重和疾病活动指数(disease activity index，DAI)用于评价小鼠状况。上述实验结束后将所有小鼠处死，取中段结肠进行组织病理学检测观察炎症情况，下段结肠检测白细胞介素-6 (interleukin-6，IL-6)和肿瘤坏死因子-α (tumor necrosis factor-α，TNF-α)的表达水平，粪便、盲肠内容物检测载菌量。同时进行14 d的I3A处理小鼠监测I3A的体内应用安全性。【结果】体外实验：I3A的MIC为128 µg/mL，不同浓度的I3A涂板计数和A₆₀₀结果与对照组比较，均有统计学差异(均P<0.05)。体内实验：与SF301组相比，SF301+I3A组小鼠体重和DAI更接近NC组，肉眼观结肠组织无明显损伤，组织病理学检查未见明显炎症，载菌量和炎性因子均有统计学差异(均P<0.05)；I3A对小鼠体重变化无显著影响(P>0.05)。【结论】本研究证明I3A在志贺菌感染性结肠炎中对肠道具有保护作用，I3A可通过抑制志贺菌载菌量、降低结肠损伤和炎症水平来缓解志贺菌感染性结肠炎，并且I3A在体内没有显示毒性。

摘要:【目的】研究青海干旱地区蚕豆根瘤菌的遗传多样性，获得与蚕豆品种共生匹配且具有耐旱性的根瘤菌株，促进蚕豆耐旱根瘤菌在青海干旱地区生产中的应用。【方法】以分离自青海干旱地区一株菌株QHCD22为材料，利用细菌形态学、生理生化指标鉴定、Biolog细菌鉴定系统、16S rRNA基因序列分析、全基因组分析等进行菌种鉴定和系统发育分析，进一步通过PEG6000模拟干旱胁迫、盆栽回接干旱胁迫处理及旱作田间接种验证试验对该菌株的耐旱性进行综合评价。【结果】QHCD22菌株属快生型根瘤菌属(Rhizobium)，Rhizobium indicum种。随着PEG6000模拟干旱胁迫程度的加剧，在−0.6 mPa这一更低渗透势时菌株存活数量增高，浊度由61.48%上升到69.42%，表现出较强的耐旱性。盆栽试验表明，接种根瘤菌处理(NA)的株高、植株鲜干比、根瘤数、根瘤鲜重、叶绿素含量(SPAD)、叶片相对含水量(RWC)、脯氨酸含量(PRO)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、根系活力(TCC)均高于不接种根瘤菌处理(NN)，并且在正常供水条件下，NA处理的各指标也均高于NN处理。旱作田间验证试验表明接种该菌株显著提高固氮酶活性，青海13号蚕豆根瘤固氮酶活性由不接种的42.07 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到221.78 C₂H₄ nmol/(g·h)，青蚕14号蚕豆由40.60 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到109.78 C₂H₄ nmol/(g·h)，马牙蚕豆由33.41 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到643.15 C₂H₄ nmol/(g·h)。接种根瘤菌对于增加产量具有促进作用，其中青蚕14号的增产效果显著，增产幅度达32.3%。【结论】QHCD22菌株可能为快生型根瘤菌属的一个种Rhizobium indicum，具有一定的耐旱性，研究表明接种根瘤菌可以提高蚕豆的耐旱性，尤其对干旱敏感型蚕豆品种增产效果显著，具有潜在的应用前景。

摘要:Nsp2蛋白是冠状病毒的非结构蛋白，在病毒早期感染中具有重要作用。【目的】为初步筛选可能与禽传染性支气管炎病毒(avian infectious bronchitis virus，IBV) Nsp2蛋白互作的宿主蛋白，鉴定Nsp2蛋白与真核翻译起始因子2α亚基(eIF2α)的相互作用。【方法】以pCAGGs-Flag-Nsp2和pCAGGs-Flag载体转染后的鸡胚肾(CEK)细胞为研究对象，利用免疫共沉淀(Co-IP)和液相色谱-串联质谱(LC⁃MS/MS)技术筛选出可能与IBV Nsp2蛋白发生互作的宿主蛋白eIF2α，通过免疫共沉淀和间接免疫荧光试验进一步验证二者相互作用。【结果】经免疫共沉淀与质谱分析后筛选到97个可能与Nsp2蛋白互作的宿主蛋白，其中宿主抗病毒反应的关键蛋白eIF2α与Nsp2蛋白的相互作用通过免疫共沉淀和间接免疫荧光试验，表明二者存在直接互作关系，并共定位于细胞质中；此外，Nsp2蛋白表达和IBV感染都能显著提高宿主内源性eIF2α的转录水平。【结论】利用免疫共沉淀联合质谱技术筛选到CEK细胞中存在的97种可能与IBV Nsp2互作的候选蛋白，利用免疫共沉淀与间接免疫荧光证明候选蛋白eIF2α与Nsp2蛋白在细胞质中存在直接互作，同时发现Nsp2蛋白过表达和IBV感染会导致CEK细胞内eIF2α的转录水平显著增强。本研究为进一步探索冠状病毒非结构蛋白Nsp2的生物学功能奠定了基础，并提供了IBV入侵宿主时Nsp2蛋白的作用机制研究的新线索。

摘要:【目的】探究丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi，AMF)和深色有隔内生真菌(dark septate endophyte，DSE)对蛋白桑(Morus alba)产量及品质的影响。【方法】采用盆栽试验，以丛枝菌根真菌和深色有隔内生真菌为微生物处理菌剂，通过设置单接种DSE、单接种AMF和联合接种DSE+AMF 3种不同微生物组合研究对蛋白桑生长、产量和品质等影响，探索微生物菌剂对生态饲料作物蛋白桑的经济潜力。【结果】与未接菌处理(CK)相比，3种接菌处理均能显著促进蛋白桑地上部生长，提高地上部生物量，增加幅度为156.4%‒196.6%；接菌微生物提高了蛋白桑的光合速率，增加了植物叶片氮、磷、钾的累积，提高蛋白桑的产量。接种微生物会使蛋白桑叶粗蛋白含量提升，降低饲料纤维营养价值，从而综合改善蛋白桑品质。微生物处理能够显著增加蛋白桑的叶茎比，提升了蛋白桑叶片的比例，优化生长结构，不同微生物处理对蛋白桑叶片各饲用品质指标的影响较其相应茎部更为明显，可以根据桑叶和茎秆的蛋白含量进行合理搭配获得饲料不同品级，从整体水平上提升蛋白桑地上部植株的饲用品质。接种微生物均对蛋白桑饲用品质等级得到极大提升，显著降低了酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量，降低幅度分别为18.4%‒34.6%和41.0%‒45.4%；接菌处理各蛋白桑的相对饲用价值范围在220.0‒241.5，显著提高0.8‒1.0倍，且维生素C含量、含糖量和生物碱含量等均有增加。【结论】采用主成分分析方法，按照对蛋白桑产量和品质的综合影响大小的贡献排序，依次为：AMF+DSE>DSE>AMF>CK，DSE可作为采煤沉陷区生物修复中经济作物蛋白桑的优选微生物菌剂，能促进蛋白桑的产量并提升品质。

摘要:【目的】筛选植物根际促生贝莱斯芽孢杆菌，分析菌株的生防潜力和全基因组特征。【方法】通过温室小青菜促生试验以及植物益生表型的分析，明确具有促生功能的菌株SF327。用滤纸片法测定菌株SF327对5种植物病原真菌以及4种植物病原细菌的拮抗活性。通过大田喷雾接种的方式评价菌株SF327对水稻白叶枯病的防治潜力。利用antiSMASH分析预测菌株SF327产生的二次代谢产物。通过比较基因组分析SF327与2株植物根际益生贝莱斯芽孢杆菌的代表性菌株FZB42和SQR9的亲缘关系、核心基因以及二次代谢产物合成基因簇。【结果】菌株SF327能够产生生长素吲哚-3-乙酸，是一株有益的根围促生菌；对稻瘟病菌、黄瓜枯萎病菌、辣椒疫霉菌、橡胶树胶孢炭疽菌、尖孢炭疽病菌都具有明显的拮抗作用；也具有防治水稻白叶枯病的生防潜力。菌株SF327基因组全长4.08 Mb，GC含量为46.49%，共编码4 033个基因，含有13个潜在的次生代谢产物编码基因簇，不含有质粒。SF327与FZB42和SQR9具有较近的亲缘关系，有87%以上的核心基因相同，但与SQR9的亲缘关系较近。【结论】B. velezensis SF327是一株具有宽广拮抗谱的多功能菌株，具有较好的生防应用潜力。