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摘要:生物固氮作用是生态系统中重要的氮素来源，参与固氮作用的微生物对植物的生长发育至关重要。与共生固氮微生物相比，非共生固氮微生物地域分布更广泛、种类更多，对全球生态系统中氮素循环有着重要意义。本文总结了非共生固氮菌的分类及系统发育，非共生固氮菌的群落构建过程和机制；归纳了不同生态系统(如草原、森林、海洋、农田等)、植物不同部位(如林冠、叶际、根际、根内、凋落物等)和土壤中非共生固氮菌的群落组成及固氮潜力的差异，以及影响非共生固氮菌群落组成和固氮潜力的主要因素(如气候因素、土壤理化性质、人为措施等)；并整理了常用的研究非共生固氮菌及其固氮潜力的检测方法。

摘要:病毒通过影响微生物的营养循环、生物多样性和遗传信息传递等，在全球海洋的生物地球化学循环中发挥关键作用。病毒还可以控制微生物的群落组成、关键代谢过程等，这些依赖于病毒基因组上的辅助代谢基因(auxiliary metabolic genes，AMGs)。AMGs在病毒感染宿主的过程中表达并参与调控宿主的代谢过程。病毒基因组中的AMGs包括中央碳代谢、氮代谢、磷和硫循环、核苷酸代谢以及与氧化应激反应相关的基因。AMGs有利于子代病毒更高效地组装和释放，对于病毒种群的繁衍具有重要意义，同时对病毒-宿主相互作用机制的研究产生重要影响。本文针对病毒辅助代谢基因的起源、类别及其重要的生态作用进行简要综述，以期为进一步阐明病毒在不同生态系统中的功能提供依据。

摘要:共生菌可通过产生抗菌物质、调控宿主免疫相关基因和微生物种间竞争作用等方式保护昆虫宿主免受病原体的侵染。为维持共生关系，昆虫进化出精细的调控机制避免对共生菌的过激免疫应答，共生菌通过免疫识别信号多态性或化学拟态来降低或躲避宿主免疫系统对自身的伤害。本文在分析共生菌对宿主免疫的功能及其机制的基础上，探讨宿主对免疫应答的精准调控以及共生体系的协同进化，以期为共生菌对宿主免疫影响的深入研究提供参考。

摘要:溶瘤病毒疗法是一种重要的抗癌手段。经研究，新城疫病毒(Newcastle disease virus，NDV)是一种非常有效的溶瘤病毒(oncolytic virus，OV)，它能选择性杀伤肿瘤细胞，对正常细胞几乎无影响。本文从NDV诱导肿瘤细胞发生凋亡、自噬、抑制细胞代谢、刺激机体免疫反应和诱导肿瘤细胞发生核糖体应激反应等方面综述了新城疫病毒的抗肿瘤效应机制，并着重探讨了NDV通过诱导核糖体压力应激反应调控肿瘤细胞翻译系统并诱导细胞发生凋亡的具体机制，旨在为今后NDV抗肿瘤作用的深入研究及靶向治疗癌症提供更加扎实丰富的理论基础。

摘要:锌簇家族蛋白即Zn₂Cys₆类锌指蛋白，是真菌中特有的一类蛋白，它们属于转录因子类，广泛参与真菌中初级和次级代谢、胁迫应答和细胞分裂等生命活动的调控。锌簇蛋白主要包括N端的DNA结合结构域、中间的调节结构域和C端的酸性区域，其中DNA结合结构域包含锌指基序并负责结合靶基因的启动子。目前已经解析了多个锌簇家族转录因子DNA结合结构域的三维结构，并发现该家族中一些蛋白能够参与调控多个基因的表达，但缺乏对其结构、动力学和功能关系的全面分析。本文综合分析了不同锌簇蛋白与DNA结合的结构特征，总结其结构域与功能的关系，指出锌簇蛋白研究的重要方向，旨在为锌簇家族蛋白的深入研究提供思路。

摘要:副溶血性弧菌是全球范围内威胁人体健康和食品安全的食源性致病菌。在感染人体的过程中，副溶血性弧菌通过将其效应蛋白直接注射至宿主细胞中操纵宿主，介导毒力的发挥，并进化出了一套完美的免疫逃逸策略，成功躲避免疫系统的攻击，引起急性肠胃炎、败血症和坏死性筋膜炎等疾病。副溶血性弧菌入侵上皮细胞，使胞内囊泡酸化，在与溶酶体融合之前逃逸到细胞质中，并且限制活性氧的产生，促进其在胞内生存。副溶血性弧菌可以诱导自噬，抑制NLRC4炎症小体介导的caspase-1的激活，还可以通过抑制TAK1激酶，阻止MAPK和NF-κB信号通路的激活，干扰免疫系统激活，借助多种手段共同协作从而达到免疫逃逸。本文系统总结了副溶血性弧菌现已研究的免疫逃逸机制，并对其可能存在的免疫逃逸机制提供了新的见解和方向，对深入了解副溶血性弧菌的致病机理和防控药物靶向位点的选择及研发具有重要意义。

摘要:卤化物是农业、制药业和化学工业的重要原料，主要以化学法合成，该法具有环境不友好和合成条件苛刻等劣势。天然卤化物生物合成途径的关键酶为卤化酶，包括卤过氧化物酶(haloperoxidase，HPO)、α-酮戊二酸依赖型卤化酶(α-ketoglutarate dependent halogenase，KG-Hal)、S-腺苷甲硫氨酸依赖型卤化酶(S-adenosylmethionine-dependent halogenase)和黄素依赖型卤化酶(flavin-dependent halogenase，FDH)。其中，黄素依赖型卤化酶因其分布广泛、具有底物特异性和卤化位点选择性，是最具开发潜力的卤化酶。因此，本文对黄素依赖型卤化酶的结构、类型、催化机制及其应用研究进展进行综述，对利用基因分析和基因筛选方法寻找新型黄素依赖型卤化酶进行了展望。本综述有助于拓展黄素依赖型卤化酶的类型及其催化机制的知识，推动黄素依赖型卤化酶及其酶工程的研究，为新型卤化物的合成提供技术思路。

摘要:宏基因组学技术可以直接从环境中提取微生物的全部遗传物质，而不需要像传统方法一样在培养基上纯培养。这种技术的出现为科学家对微生物群落的结构和功能的认识提供了重要的方法，同时对疾病的诊治、环境的治理以及生命的认识具有重大的意义。从环境中提取出微生物全部遗传物质，对其进行测序从而得到它们的reads片段，通过reads组装工具可以进一步组装成重叠群片段。对重叠群片段进行分箱，可以从宏基因组样本中重建出更多完整的基因。分箱效果的好坏直接影响到后续的生物分析，因此如何将这些含有不同微生物基因混合的重叠群序列进行有效的分箱成为了宏基因组学研究的热点和难点。机器学习方法被广泛应用于宏基因组重叠群分箱，通常分为有监督重叠群分类方法和无监督重叠群聚类方法。该综述针对宏基因组重叠群分箱方法进行了较为全面的阐述，深入剖析了重叠群分类方法与聚类方法，发现其存在分类准确率较低、分箱时间较长、难以从复杂数据集中重建更多微生物基因等问题，并对未来重叠群分箱方法的研究和发展进行了展望。作者建议可以使用半监督学习、集成学习以及深度学习方法，并采用更有效的数据特征表示等途径来提高分箱效果。

摘要:髓源性抑制细胞(myeloid-derived suppressor cells，MDSCs)是一种异质性的免疫调节细胞。在癌症机体中，MDSCs是主要的免疫抑制细胞，通过多种途径诱导T淋巴细胞衰竭和凋亡，促进肿瘤细胞逃逸，从而导致肿瘤不受控制地生长，是癌症治疗的主要障碍。目前，MDSCs是癌症药物研究的热点和关键靶点。近年来，研究报道显示多糖可下调MDSCs在癌症患者及肿瘤实验动物体内数量和比例，并诱导免疫抑制功能丧失。食药用菌多糖是天然多糖的主要来源，可以通过多种途径激活肿瘤免疫应答，其抑制MDSCs功能的研究报道逐年增多，目前研究主要集中在香菇多糖、灵芝多糖等部分种类。因此，本文简要描述髓源性抑制细胞在癌症中的免疫抑制功能，然后详细地综述食药用菌多糖对髓源性抑制细胞作用的研究进展，以期为食药用菌多糖在肿瘤免疫药物开发及辅助增强(如免疫检查点抑制剂)等免疫治疗提供新思路。

摘要:【目的】蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis)是一种专性侵染蜜蜂幼虫的致死性真菌病原。本研究旨在利用PacBio单分子实时(single molecule real-time，SMRT)测序技术对蜜蜂球囊菌孢子(AaS)中基因的可变剪切(alternative splicing，AS)和可变多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation，APA)以及长链非编码RNA (long non-coding RNA，lncRNA)进行鉴定和分析，进而揭示蜜蜂球囊菌孢子中转录组的复杂性。【方法】采用Suppa软件对蜜蜂球囊菌孢子中基因的AS事件进行鉴定。通过RT-PCR对不同类型的AS事件进行验证。采用TAPIS pipeline对蜜蜂球囊菌孢子基因的APA位点进行鉴定。利用MEME软件分析孢子全长转录本的poly (A)剪接位点上游50 bp的序列特征并鉴定motif。联用CPC和CNCI软件和比对Swiss-prot数据库的方法预测lncRNA，取三者的交集作为高可信度的lncRNA集合。进一步比较lncRNA和mRNA的转录本长度，外显子数量与长度，内含子长度，GC含量，AS事件数量。【结果】在蜜蜂球囊菌孢子中共鉴定到2 609次AS事件，包括1 227次(47.03%)内含子保留(retained intron，RI)，842次(32.27%)可变3ʹ剪切(alternative 3ʹsplice sites，A3)，415次(15.91%)可变5ʹ剪切(alternative 5ʹsplice sites，A5)，85次(3.26%)可变起始外显子(alternative first exons，AF)，35次(1.34%)外显子跳跃(skipping exon，SE)，4次(0.15%)可变末端外显子(alternative last exons，AL)和1次(0.04%)互斥外显子(mutually exclusive exons，MX)。通过RT-PCR证实了不同类型AS事件(RI、A5、SE和A3)的可靠性。共鉴定出5 552个基因含APA位点，其中含有>5个APA位点的基因数量最多，达到2 197个，其次为含有1个APA位点的基因，数量为1 149个；此外，含有2、3、4和5个APA位点的基因数量分别为782、596、477和351个。蜜蜂球囊菌孢子中全长转录本的上下游序列具有明显的碱基倾向性，U和A分别在转录本的下游和上游富集。共鉴定到953条lncRNA。与mRNA相比，上述lncRNA的外显子数量更少且长度更短，内含子长度更短，转录本长度更短，GC含量更低，AS事件数量更少。【结论】本研究全面解析了AaS中的AS、APA和lncRNA，研究结果丰富了蜜蜂球囊菌的基础生物学信息，深入揭示了蜜蜂球囊菌孢子中转录组的复杂性，并为进一步探究不同剪接异构体在病原孢子和病原侵染中的分子功能打下了基础。

摘要:【目的】美人鱼发光杆菌美人鱼亚种(Photobacterium damselaesubsp.damselae，PDD)是一种可导致多种海洋生物患病的重要病原菌。本研究以从我国海水养殖环境中分离的具有强磷脂酶活性、强溶血性表型且具有高致病性的2株PDD菌株为研究对象，分析PDD菌株胞外产物(extracellular products，ECP)的致病性及细胞毒性，及其与菌株致病性表型的相关性。【方法】利用培养基平板法测定菌株PDD1605、PDD1608的ECP体外磷脂酶活性和溶血性；通过人工感染实验测定PDD1605和PDD1608活菌株及其ECP对许氏平鲉的致病性，并进行组织病理切片观察组织的病理损伤；通过向人胚肾细胞系HEK293T和小鼠成纤维细胞系MCFS等2种培养细胞中添加菌株PDD1605和PDD1608的ECP测定其对哺乳动物的细胞毒性。【结果】人工感染PDD1605和PDD1608活菌株对许氏平鲉均表现为高致病性，5×10⁸ CFU/mL的菌液浓度24 h内受试鱼全部死亡；菌株PDD1605和PDD1608的ECP对许氏平鲉同样表现为高致病性，受试鱼的死亡曲线与感染活菌株的死亡曲线趋势基本一致；病理切片观察发现，感染ECP后许氏平鲉组织发生明显病变，主要表现为肠黏膜层组织崩解，心脏心肌炎性细胞浸润，肝脏血细胞和炎性细胞浸润，脾脏出现血铁蛋白沉积等；2株PDD菌株的ECP也具有体外强溶血活性和强磷脂酶活性，与菌株的毒力特性基本一致；2株PDD菌株的ECP对人胚肾细胞系HEK293T和小鼠成纤维细胞系MCFS具有细胞损伤作用，均使体外培养的细胞体积萎缩，形成了圆形细胞簇等退行性变化。【结论】通过体外测定溶血性、磷脂酶活性，许氏平鲉人工感染实验和病理切片观察，以及细胞毒性研究，证实2株高致病性PDD菌株的致病性表型与其ECP致病性表型和细胞毒性高度一致，从而说明ECP是高致病性PDD菌株的重要致病机制之一。

摘要:【目的】通过对碧塔海湿地不同水分梯度下土壤真菌群落结构及功能类群的分析，以期为湿地资源管理和生态恢复提供参考。【方法】选择滇西北碧塔海湿地不同水分梯度下的土壤，包括常年淹水的沼泽湿地(swamp wetland，SW)、季节性淹水的沼泽化草甸(swamp meadow，SM)和无淹水的草甸(meadow，M)，利用Illumina高通量测序和FUNGuild比较分析不同水分梯度下土壤真菌群落结构和功能类群，并探究环境因子对真菌群落的影响。【结果】碧塔海湿地土壤真菌α多样性在不同水分梯度上无显著差异。非度量多维尺度分析和相似性分析表明真菌β多样性在不同水分梯度上存在显著的差异(R=0.501，P=0.001)。碧塔海湿地中真菌优势门为子囊菌门、担子菌门、隐菌门和被孢霉门。在不同水分梯度上担子菌门、被孢霉门和隐真菌门丰度存在显著差异(P<0.05)。优势科为火丝菌科、被孢霉科、古生菌科和珊瑚菌科(P<0.05)。相关分析显示，土壤pH、总氮、硝态氮、铵态氮、铁、钾、蔗糖酶和植物PCoA1与真菌α多样性呈显著相关(P<0.05)。冗余分析和相关性热图分析结果表明，含水率、铵态氮、脲酶、植物Shannon指数是驱动真菌β多样性变化的关键环境因子(P<0.05)。此外，方差分解结果显示真菌群落不仅受到单一环境条件的影响，同时受到各环境因子之间共同作用的影响，特别是土壤环境因子和植物群落的共同作用。碧塔海湿地土壤真菌功能营养型以腐生营养型和腐生-共生过渡型为主；沼泽湿地以内生-植物病原菌为主要优势类群，沼泽化草甸和草甸均以未定义腐生菌为主要优势类群；随着水分减少，病原-腐生-共生过渡型真菌增加，功能类群表现出更高的复杂性。【结论】水分梯度的变化影响碧塔海湿地土壤真菌结构和功能类群，其土壤真菌多样性和组成受多重环境因子的影响，环境因子对真菌多样性以及在门分类水平上的影响具有一定的差异性。

摘要:【目的】本文通过不同季节的4个航次调查研究了2个浙闽沿海生态牧场技术示范区的浮游细菌群落的变化，揭示了示范区菌群结构的时空变化，探究其对于海洋生态系统的潜在影响。【方法】使用16S rRNA基因扩增子测序技术，对2个示范区4个季节航次共128个样点中浮游细菌的16S rRNA基因V4区序列进行测序，并通过分析其组成和多样性，借助FAPROTAX功能预测，分析不同季节和示范区浮游细菌的差异。【结果】128个样品量化后共获得2 510 976条优质序列，2个示范区的主要优势浮游细菌类群均为α变形菌纲、γ变形菌纲、β变形菌纲、放线菌纲、黄杆菌纲等，2个示范区浮游细菌的α多样性指数随季节演替而产生波动，且大多数环境因子都与其具有显著相关性；浙闽沿海浮游细菌的群落构建过程随时空变化而产生差异，扩散限制是2个示范区浮游细菌群落构建过程中占比最大的生态过程(除台山岛示范区秋季)，2个示范区多数季节的浮游细菌群落相似性基于Bray-Curtis的地理距离衰减印证了这一点；基于FAPROTAX功能预测得到的2个示范区浮游细菌的功能以化能异养和氮硫循环为主，从一定程度上与当地的环境因子变化相关联。【结论】浙闽沿海生态牧场技术示范区的浮游细菌群落结构受地理距离、理化因子和季节影响存在显著时空变化，且以化能异养为主的浮游细菌的潜在生态功能在不同季节具有显著变化，掌握浮游细菌群落变化规律有助于在微生物层面为我国海洋牧场建设提供理论支持。

摘要:【目的】旨在分析当前规模化养殖场副猪格拉菌(Glaesserella parasuis)优势血清型、耐药特性、耐药基因与分子特征。【方法】对源自规模化养猪场21株副猪格拉菌临床分离株，采用PCR鉴定血清型；利用K-B纸片扩散法鉴定其对25种抗生素的耐药表型；采用PCR检测bla-_TEM、bla-_NDM和bla-_CTX等7种耐药基因，并采用Chi-square test和Fisher exact test分析耐药表型和耐药基因型的相关性；耐药基因目的条带测序，并应用CLC Sequence Viewer软件分析β-内酰胺类耐药基因(bla-_TEM)编码蛋白氨基酸关键位点差异与耐药性的关系。【结果】21株副猪格拉菌临床分离株的优势血清型为4和12型；对β-内酰胺类药物苯唑西林的耐药性较强，耐药菌占比达61.9%(13/21)；多重耐药菌株占比高达90.5%(19/21)；β-内酰胺类耐药基因bla-_TEM携带率较高(52.4%，11/21)，且bla-_TEM与β-内酰胺类药物青霉素G、苯唑西林和头孢拉定的耐药性显著相关，部分bla-_TEM编码氨基酸存在可能与副猪格拉菌耐药能力有关的差异位点。【结论】本研究表明，规模化养猪场的副猪格拉菌多重耐药情况仍很严重，并明确了被调查区域β-内酰胺类药物耐药率高的主要原因是携带耐药基因bla-_TEM，为加强对规模化养猪场副猪格拉菌耐药性监测提供理论依据。

摘要:【目的】海水养殖生境中的硫化物(H₂S)严重损害养殖生物健康，控制该条件下硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria，SRB)的代谢活性是有效抑制H₂S产生的重要途径。【方法】本研究利用稀释涂布-叠皿夹法对海水养殖生境底泥中SRB进行富集筛选，获得SRB菌株，通过投加硝酸盐对菌株产H₂S的活性进行抑制。【结果】获得的2株SRB Desulfovibrio sp.NY-1和Clostridium sp.NH-1，能够在35℃、pH为7.0及盐度为20–30 mg/L条件下，分别积累高达435和150 mg/L H₂S。硝酸盐不能有效抑制NY-1产H₂S的活性，基因调控作用以及缺乏将硝酸盐作为电子受体的酶体系是其不能被抑制的主要原因。硝酸盐对NH-1 H₂S产生活性有可逆性抑制，其具有硝酸盐异化还原成铵(dissimilatory nitrate reduction to ammonium，DNRA)的能力，优先利用硝酸盐作为电子受体。DNRA作用下的中间代谢产物亚硝酸盐是有效抑制菌株NH-1产H₂S活性的主要原因，其抑制机理主要为抑制菌株的生长繁殖。【结论】硝酸盐对不同SRB菌株具有不同的抑制机制和效果，在进行硫化物污染控制前需要对产生硫化物的SRB菌群进行分析判别。

摘要:【目的】以黄河鲤为材料，从其肠道内分离具有产β-甘露聚糖酶功能的益生菌。【方法】采用平板水解圈法初筛，摇瓶发酵法复筛获得产β-甘露聚糖酶的菌株，通过形态学观察、生理生化试验、16S rRNA基因序列和比较基因组分析对该菌株进行鉴定，并用DNS定糖法测定酶学活性，用耐高温、耐酸、耐胆盐和平板打孔扩散法对其益生特性进行研究，用滤纸片法、腹腔注射法等对其生物安全性进行评价。【结果】本研究通过刚果红染色从鲤肠道中分离筛选出产β-甘露聚糖酶的细菌62株，其中HF-14109菌株产酶能力最强。通过形态学观察、生理生化试验、16S rRNA基因序列和比较基因组分析对该菌株进行鉴定，确定该菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。酶学性质研究发现，该酶最适反应温度为45、最适pH为6.0，在温度20–80、pH 4.0–9.0范围内都较为稳定；Cu²⁺、Fe³⁺、Zn²⁺、Ba²⁺对该酶具有激活作用，而Mn²⁺、Ca²⁺对该酶具有抑制作用；对魔芋粉、瓜尔胶和槐豆胶都有较好的降解能力。生物学特性研究表明，HF-14109对酸、高温、胆盐具有较好的耐性，对大肠杆菌(Escherichia coli) EC 05、迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda) ET 03、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) SA 16、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)Ah 01等均有抑制作用。安全性评价显示，用10⁷、10⁸、10⁹浓度HF-14109菌悬液对黄河鲤腹腔注射后，未出现死亡及异常状况；该菌株对庆大霉素、卡那霉素、克林霉素、氯霉素、红霉素、链霉素、四环素、万古霉素、氨苄西林等均不具有耐药性。【结论】本研究从黄河鲤(Cyprinus carpio)肠道筛选到一株产β-甘露聚糖酶的贝莱斯芽孢杆菌HF-14109，具有较高的酶活性和良好的酶学性质、益生特性和安全性，可作为潜在消除水产饲料中甘露聚糖抗营养因子的功能益生菌。

摘要:【目的】将地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis) E7氨肽酶基因pepN克隆到大肠杆菌(Escherichia coli) BL21中，实现氨肽酶EcPepN的异源表达，研究重组酶的酶学性质及其与碱性蛋白酶协同作用，高效水解大豆蛋白和酪蛋白，产生小分子活性肽和游离氨基酸。【方法】以地衣芽孢杆菌E7基因组DNA为模板，将氨肽酶基因pepN克隆到载体pET28a中，构建重组表达载体pET28-pepN，转化到大肠杆菌BL21感受态细胞中，经DNA测序验证，获得重组菌E.coli BL21/pET28-pepN。利用镍离子亲和层析柱对重组酶进行分离纯化，研究纯酶的pH和温度稳定性、半衰期和NaCl的耐受性等酶学性质。以商品化氨肽酶与碱性蛋白酶协同作用为对照，重组酶EcPepN与碱性蛋白酶协同水解大豆蛋白和酪蛋白，测定水解产物中小分子活性肽和游离氨基酸的组成。【结果】EcPepN在大肠杆菌BL21中可溶性表达，SDS-PAGE分析表明纯化的重组酶在52 kDa左右显示单一条带。在7种测定底物中，EcPepN的最适底物为Ala-pNA。在最适条件(pH 9.0和50下，最高比酶活为365.04 U/mg，K_M值为1.2 mmol/L，k_cat为598.3 s^–1，k_cat/K_M为499.0 L/(mmol·s)。当重组酶EcPepN在pH 6.0−9.0孵育2 d后，相对酶活力保持85%以上，在45下半衰期为36 h。酶在3.0 mol/L NaCl中22 d后，残留酶活力为55%以上。重组EcPepN与碱性蛋白酶协同作用水解大豆蛋白和酪蛋白，和商品化氨肽酶与碱性蛋白酶协同作用水解蛋白效率相当，水解产物中超过70%为分子量小于500 Da的活性肽，同时含有超过2 000 mg/L种类丰富的游离氨基酸。【结论】构建了氨肽酶的重组菌株，重组酶EcPepN具有较好pH和温度稳定性及较强的高浓度NaCl耐受性，能够高效催化大豆蛋白和酪蛋白水解，释放小分子活性肽和游离氨基酸，该研究为提高蛋白质的深度水解和富含蛋白质生物资源的增值提供了重要研究途径。

摘要:【目的】解析不同连作年限花魔芋软腐病株、健株根域的丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)群落多样性。【方法】使用AMF 18S SSU rRNA基因特异引物AMV4.5NF/AMDGR对正茬及连作2年和3年的软腐病株、健株魔芋根系和根际土壤DNA扩增建库，通过高通量测序和生物信息学分析探究魔芋软腐病与其根域AMF群落多样性的关系。【结果】魔芋根系具有明显的AMF菌丝、泡囊和丛枝等结构。在相同连作年限条件下，健株根系AMF总侵染率、侵染强度和孢子密度均显著高于病株(P<0.05)；在不同连作年限条件下，病株根系AMF总侵染率和侵染强度随连作年限延长而降低。从所有样品中共鉴定到9属53种AMF，其中有49个已知种和4个新种。球囊霉属(Glomus)和类球囊霉属(Claroideoglomus)是AMF群落的优势属，其AMF种分别占总AMF种数的41.5%和26.4%；丰度最高的Paraglomus sp.VTX00308是所有样品的共有种。连作、软腐病及二者的交互作用显著影响根系AMF群落的Shannon指数和Simpson指数及根际土壤AMF的Chao1指数(P<0.05)。通过丰度差异分析发现6个在连作软腐病发生后丰度差异显著的AMF种(P<0.05)；NMDS分析表明，不同连作年限的魔芋软腐病株与健株之间的根域AMF菌种组成、相对丰度和群落结构存在差异。相关性分析表明，软腐病发病率和病情指数与魔芋根系和根际土壤AMF的Shannon指数、根系AMF的Chao1和Simpson指数以及AMF总侵染率、侵染强度和孢子密度极显著负相关(P<0.01)。【结论】比对健株，连作魔芋软腐病株根际土壤AMF孢子密度以及根系AMF侵染率、种数和多样性均降低，其群落结构显著改变。

摘要:【目的】越来越多的研究表明，益生菌能够通过“微生物-肠-脑”轴来调节中枢神经系统，影响精神障碍疾病的发生和发展。因此，精神健康相关的益生菌资源的开发具有重要的意义。本文利用慢性不可预知温和应激小鼠模型(chronic unpredictable mild stress，CUMS)，研究了一株分离自西藏Kefir粒的马乳酒样乳杆菌1207对小鼠焦虑样和抑郁样行为的缓解作用。【方法】本研究构建了CUMS模型，并利用马乳酒样乳杆菌1207(10⁹ CFU/d)灌胃进行2周的干预。随后，分别利用旷场实验、悬尾实验和强迫游泳评估了该菌株对小鼠的焦虑样和抑郁样行为的影响；通过测定下丘脑、血清和脾脏中生物标记物的含量变化，研究了该菌株对色氨酸代谢、下丘脑-垂体-肾上腺(hypothalamic-pituitary-adrena，HPA)轴和炎症因子的调节作用。【结果】与对照小鼠相比，灌胃马乳酒样乳杆菌1207可显著增加小鼠在旷场实验中中央区域的滞留时间(P<0.05)；降低小鼠在悬尾实验(P<0.01)和强迫游泳实验(P<0.05)中的不动时间；可通过降低小鼠下丘脑中5-羟基吲哚乙酸/5-羟色胺来改善小鼠下丘脑的色氨酸代谢；通过降低血清中皮质酮(corticost erone,CORT)的水平，调控HPA轴的平衡；通过增加小鼠脾脏中抗炎细胞因子(inflammatory cytokines-10,IL-10)的相对表达量(P<0.05)，有效抑制炎症的发生。【结论】本研究表明，为期2周的马乳酒样乳杆菌1207灌胃干预可以有效调节“肠脑轴”相关生物标记物，显著改善小鼠焦虑样和抑郁样行为。本研究有助于为精神疾病的预防和治疗提供新的益生菌干预策略。

摘要:【目的】环境中无处不在的气-液界面能够影响细菌的运动和养分的传输扩散，进而调控微生物的种群互作和群落结构。因此，系统地认知微生物在微观界面的运动特征对于理解和解析微生物多样性的产生、维持机制以及生态功能至关重要。【方法】本文基于微流体显微系统(超高速荧光显微镜和数字全息显微镜)，以具备主动运动能力的模式菌株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa PAO1)为研究对象，观测并解析了细菌细胞在气-液界面的二维运动特征和气-液-固界面的二维与三维运动特征。【结果】PAO1既能在气-液界面处执行近似直线轨迹的运动，也能在气-液界面下方执行顺时针或逆时针旋转的圆周运动(最小曲率半径R_min=3µm)。在气-液-固界面处，6.45%的不运动细胞聚集于气-液-固界面边缘处，并在该处完成不可逆附着；同时，游动细胞由于受到液滴内部毛细管流和马兰戈尼(Marangoni)涡流运动的综合作用，直线游动至距界面约40 μm内的区域后，其运动轨迹转变为垂直界面方向返回或以近似界面平行方向运动并附着，这些行为显著调节了PAO1的空间分布，促使了其朝向气-液-固界面的迁移，表明个体PAO1的鞭毛在此处的主动游动作用较弱。【结论】PAO1在气-液界面处能够执行与固-液界面类似的运动轨迹，且能够在各种作用力下朝向气-液-固界面运动并附着。

摘要:【目的】为降低发酵体系中氨基甲酸乙酯前体物瓜氨酸的浓度，建立基于PTP (putative transport protein)转运蛋白的瓜氨酸利用菌株高通量筛选策略，对不同样品中的瓜氨酸利用菌株进行分离、筛选和鉴定，并对其胞外瓜氨酸利用能力进行比较和分析。【方法】通过对瓜氨酸转运蛋白PTP的氨基酸序列进行比对分析，确定其保守区域，并通过设计获得简并引物，结合溴甲酚紫变色圈法、简并引物菌落PCR和二乙酰一肟显色法，建立瓜氨酸利用菌株的高通量筛选策略。【结果】设计出一对可用于筛选瓜氨酸利用菌株的简并引物，利用建立的高通量筛选策略从环境中分离获得65株具有瓜氨酸利用能力的菌株，其中Levilactobacillus brevis PC4可在4 h内消耗体系中91.08%的瓜氨酸。对分离菌株PTP编码基因在基因组中的位置进行分析发现，Latilactobacillus sakei等4株菌的PTP编码基因都位于arc基因簇内，表明PTP蛋白的功能与分离菌株的瓜氨酸代谢途径密切相关。【结论】PTP蛋白是菌株胞外瓜氨酸利用的重要功能蛋白，基于PTP编码基因设计的高通量筛选策略可用于高效地从环境中分离瓜氨酸利用菌株，从而降低发酵体系中的瓜氨酸浓度。

摘要:【目的】鉴定能够调控猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus，PEDV)复制的关键宿主蛋白。【方法】利用LC-MS/MS技术结合串联质谱标签(tandem mass tag，TMT)，分析PEDV感染Vero细胞36 h后和未感染组的蛋白组学差异。鉴定筛选了114个显著差异表达蛋白，其中宿主胚胎干细胞特异性5-羟甲基胞嘧啶结合蛋白(5-hydroxymethylcytosine binding,ES cell-specific protein，HMCES)显著上调。进一步构建HMCES真核表达质粒，通过蛋白免疫印迹和实时荧光定量PCR检测过表达HMCES对PEDV复制的影响；合成针对HMCES基因的特异性siRNA，利用Western blotting和RT-qPCR检测siRNA对HMCES表达的干扰效果及HMCES被干扰后对PEDV复制的影响。【结果】过表达HMCES能显著促进PEDV在Vero细胞中复制，并且复制水平随着HMCES的剂量递增呈现剂量依赖式增加；siRNA-341下调内源性HMCES表达进而抑制PEDV复制。【结论】HMCES促进PEDV复制，本研究为进一步探究HMCES在抗PEDV免疫应答中的作用及机制提供了参考依据。

摘要:【目的】探究蝎毒多肽Ctry2459抗白色念珠菌的作用机制。【方法】采用肉汤稀释法并结合平板计数法测定蝎毒多肽Ctry2459对白色念珠菌的最小抑菌浓度和最小杀真菌浓度；通过平板计数法绘制蝎毒多肽Ctry2459对白色念珠菌的时间-杀菌动力学曲线；通过PI吸收实验检测蝎毒多肽Ctry2459对白色念珠菌细胞膜完整性的影响；通过核酸阻滞实验检测蝎毒多肽Ctry2459与核酸间是否具有结合作用；通过流式细胞技术检测蝎毒多肽Ctry2459对白色念珠菌活性氧、线粒体膜电位以及凋亡/坏死的影响。【结果】蝎毒多肽Ctry2459对白色念珠菌的最小抑菌浓度和最小杀真菌浓度分别为25 μg/mL和50 μg/mL。蝎毒多肽Ctry2459对白色念珠菌的杀菌作用具有时间和浓度依赖性，并可通过直接破坏细胞膜的完整性以及通过ROS介导的线粒体失能导致细胞坏死的方式杀灭白色念珠菌细胞。【结论】蝎毒多肽Ctry2459可以作为抗白色念珠菌药物研发的候选分子或者分子模板。

摘要:【目的】通过比较球孢白僵菌野生型和ubr1基因缺失菌株分生孢子在同一时间点转录组学和蛋白组学的差异表达基因和蛋白及其所属通路，阐明Ubr1影响球孢白僵菌极性生长的机制，为提高球孢白僵菌生物防治潜能提供理论依据。【方法】通过对转录组学和蛋白组学的KEGG分析，获得差异表达基因和蛋白所在代谢调控通路，利用显微镜拍摄菌株在各萌发培养基(germination medium，GM)衍生板中分生孢子萌发的图像验证双组学分析中显著差异的调控通路对分生孢子极性生长的影响。【结果】ubr1基因缺失使分生孢子萌发受损，形成异常弯曲或钩状的芽管。且不论是以转录组，还是以蛋白质组为核心进行双组学KEGG联合分析，二者都能富集到氮代谢、精氨酸和脯氨酸代谢和醚脂类代谢通路。进一步的验证实验表明，球孢白僵菌中ubr1基因缺失引起的精氨酸代谢异常是分生孢子极性生长紊乱的一个重要原因，而半乳糖和氮代谢异常则会导致分生孢子的萌发速率变慢。【结论】Ubr1的缺失使精氨酸代谢受阻，进而导致分生孢子萌发管极性生长异常；同时，也使半乳糖和氮代谢异常导致分生孢子萌发速率延迟。本研究的发现对于认识极性生长的机制具有一定贡献，也拓展了丝状真菌侵染循环中体壁穿透过程的理论认识。

摘要:普切明酸是地衣芽胞杆菌合成并分泌的一种铁离子螯合剂，是细胞维持铁稳态的重要介质。【目的】揭示转录调控因子DegU在调控普切明酸的合成及分泌过程中的作用。【方法】以地衣芽胞杆菌DW2为出发菌株，构建degU缺失菌株DW2ΔdegU和过表达菌株DW2::Pbay-degU，通过产物检测、转录水平检测、凝胶阻滞分析和GFP报告蛋白表达分析等方法分析DegU对普切明酸合成、分泌及调控因子基因的转录调控机制。【结果】DW2ΔdegU的普切明酸产量相比于DW2提高了56.8%，而DW2::Pbay-degU相比于DW2菌株则下降83.7%。同时，degU缺失后，普切明酸合成酶基因yvmC和转运蛋白基因yvmA的转录水平分别上升为DW2的2.85倍和2.71倍，yvmC和yvmA的负调控因子基因yvmB的转录水平则下降为DW2的0.35倍；而在DW2::Pbay-degU菌株中，yvmC和yvmA的转录水平分别下降为DW2的0.47倍和0.24倍，yvmB的转录水平则上升为DW2的1.78倍。凝胶阻滞分析和GFP报告蛋白表达分析表明，DegU可以直接与PyvmC和PyvmB启动子结合，但是与yvmA基因启动子没有直接相互作用。【结论】DegU通过2种模式调控普切明酸合成基因簇的转录，DegU可以通过直接与yvmC-cypX基因簇启动子结合对其进行负调控，另一方面，DegU也可以通过直接激活普切明酸合成的负调控因子基因yvmB的表达对yvmC-cypX和普切明酸转运蛋白基因yvmA起到间接负调控的作用。

摘要:【目的】嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)作为湿法冶金的主要功能菌，其在重金属Ni²⁺胁迫下的亚铁氧化应激机制还不清楚。【方法】在两步法培养体系中，设计由低到高Ni²⁺胁迫浓度，利用分光光度法、电化学法和实时荧光定量PCR法等从宏观到微观探究Ni²⁺胁迫下A.ferrooxidans菌亚铁氧化应激效应。【结果】两步培养法体系下A.ferrooxidans菌能够耐受较高浓度的Ni²⁺毒性(≤30 g/L Ni²⁺)。当Ni²⁺胁迫浓度增加至40 g/L时，与对照组(不添加Ni²⁺胁迫)相比，A.ferrooxidans亚铁氧化率和速率显著降低(24 h的亚铁氧化抑制率约为59.4%)，亚铁氧化代谢相关的rus操纵子各功能基因的表达量也显著下调，尤其是基因cyc1(最高下调了16倍)和coxBACD(4个不同亚基最高下调2.7–7.4倍)；同时Fe²⁺氧化相关的胞外电子传递能力也降低，对照组(0 g/L Ni²⁺，29.0µA)最大还原峰电流值高于实验组(40 g/L Ni²⁺，24.5µA)。【结论】超高浓度Ni²⁺胁迫环境对A.ferrooxidans菌有毒性，导致该菌rus操纵子上各功能基因表达量下调，同时造成胞外电子传递速率降低，最终致使A.ferrooxidans菌亚铁氧化能力降低。研究结果将为含Ni固废高效生物浸出提供理论支持。

摘要:【目的】Sorbicillinoids是里氏木霉合成的一类重要的天然活性物质，具有抗肿瘤、抗氧化及抗病毒等多种生物活性。本研究主要是为了阐明TrSet2在里氏木霉sorbicillinoids合成调控过程中的生物学功能及其作用机制。【方法】基于生物信息分析技术鉴定里氏木霉TrSet2编码基因。采用基因敲除和过表达手段，分别构建Trset2基因敲除和过表达菌株并评估其sorbicillinoids合成能力。同时在Trset2基因敲除菌株中，过表达转录激活因子Ypr1，明确TrSet2和Ypr1之间的调控关系。【结果】Trset2基因敲除菌株完全丧失了合成sorbicillinoids的能力。相反，过表达Trset2导致sorbicillinoids合成的水平显著增加。进一步研究发现，在Trset2基因敲除菌株中过表达转录激活因子Ypr1逆转了其不能合成sorbicillinoids的表型。【结论】本研究明确了TrSet2在里氏木霉合成sorbicillinoids过程中的正向调控作用，其作用机制是通过控制转录因子Ypr1的表达水平实现的。这为基于调控机理控制里氏木霉发酵过程中sorbicillinoids的产生或构建高水平合成sorbicillinoids的细胞工厂提供了理论依据和指导。

摘要:【目的】以基因组信息为指导，定向激活海洋来源真菌Arthrinium arundinis ZSDS1-F3中沉默的聚酮合成酶-非核糖体肽合成酶(PKS-NRPS)类生物合成基因簇，鉴定次级代谢产物结构。【方法】通过启动子工程和异源表达的策略激活实验室培养条件下沉默或低表达的生物合成基因簇，实现目标化合物的分离，通过HR-ESI-MS和NMR数据分析鉴定产物结构，结合基因重组和生物信息学分析结果推导化合物的生物合成途径。【结果】依据基因组生物信息学分析，从海洋来源真菌A.arundinis ZSDS1-F3中选取一个编码PKS-NRPS类次级代谢产物的生物合成基因簇开展研究，在宿主Aspergillus nidulansA1145中实现了基因簇的异源表达，从中分离到2个新化合物，并推导了其生物合成途径。【结论】基因组信息指导下的天然产物挖掘，可以目标明确地分离产物，加快真菌中新颖天然产物的发现步伐。

摘要:【目的】猪链球菌(Streptococcus suis)是猪的重要病原菌，同时也是人畜共患病原。猪的扁桃体是猪链球菌主要定殖部位之一，是易感猪和人的重要传染源。因此，对屠宰场健康猪进行猪链球菌流行病学调查，具有重要的公共卫生学意义。【方法】本研究自2020年至2021年，从浙江某市屠宰场采集健康猪扁桃体样品，分离鉴定猪链球菌，采用血清型特异性PCR法分型，通过耐药基因检测、药敏试验、斑马鱼毒力实验分析其耐药及致病特征。【结果】131份健康猪扁桃体样品猪链球菌阳性率为62.59%(82/131)，共分离猪链球菌68株，其中16型分离率最高，占比16.18%(11/68)，其次为31型(11.76%，8/68)、9型(7.35%，5/68)、3型(7.35%，5/68)等。含2种及以上血清型的扁桃体样品占15.85%(13/82)。药敏试验表明，分离株主要对林可酰胺类(100%，68/68)、大环内酯类(98.53%，67/68)、四环素类(100%，68/68)抗生素耐药，所有菌株均属于多药耐药。值得关注的是，有18株菌对青霉素耐药、3株菌对头孢噻肟耐药、2株菌对利福平耐药、11株菌对利奈唑胺耐药。大环内酯类/林可酰胺类耐药基因、四环素类耐药基因检出率均为82.35%(56/68)，这是猪链球菌对这些抗生素耐药的主要原因。按不同批次分离的菌株，选择25株代表株进行斑马鱼毒力实验，结果显示：5株菌对斑马鱼致病力强，攻毒剂量为3×10⁶CFU/尾时死亡率为80%–100%。【结论】该地区健康猪不仅猪链球菌携带率高，而且存在多药耐药和致病性强的菌株，这为了解该地区猪链球菌病的发病规律和制定相关的防控策略提供参考。

摘要:【目的】研究修饰后的鼠源抗微生物肽CRAMP联用抗生素对铜绿假单胞菌PAO1成熟生物被膜的分散作用，为临床联合应用抗生物被膜药物提供理论依据。【方法】采用微量肉汤稀释法测定CRAMP修饰肽和抗生素对PAO1的最低抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)和生物被膜最小根除浓度(MBEC)；采用时间杀菌曲线(time-kill curve，TKC)法测定CRAMP修饰肽及抗生素单用和联用对PAO1成熟生物被膜的杀菌活性；采用菌落计数法和激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)评估CRAMP修饰肽联用抗生素对PAO1成熟生物被膜的分散作用。【结果】与单用抗生素组相比，除2种碳青霉烯类药物和4种β-内酰胺类药物，其他抗生素联合CRAMP修饰肽后的MBEC值均有不同程度的下降，万古霉素、罗红霉素和阿奇霉素下降倍数最明显(4倍)。TKC试验结果表明，CRAMP修饰肽分别联用万古霉素、罗红霉素和阿奇霉素均具有比单用药更快且更强的杀菌作用，尤其是与万古霉素联用仅在3 h时杀灭了全部(100%)的生物被膜细菌。随后，通过CLSM观察发现生物被膜数量、体积、面积和单位面积荧光强度均有明显的变化。【结论】CRAMP修饰肽对铜绿假单胞菌PAO1成熟生物被膜具有分散作用，与万古霉素联用具有明显协同增效作用，且作用PAO1成熟生物被膜1 h时协同效应最大。