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摘要:艰难拟梭菌(Clostridioides difficile)是一种产芽孢的革兰氏阳性专性厌氧杆菌，是引起抗生素相关性腹泻的主要致病菌。艰难拟梭菌产生的毒素A和毒素B在其致病过程中发挥关键作用。毒素发挥毒性作用依赖其4个功能结构域：葡萄糖基转移酶结合域、半胱氨酸蛋白酶结合域、易位域和受体结合域。毒素的受体结合域识别并结合细胞表面受体，介导毒素内吞并形成内体。经过自体催化切割，毒素将真正的毒性片段——葡萄糖基转移酶结合域释放到胞浆中，葡萄糖基转移酶能够失活宿主肠上皮细胞内的GTP酶导致细胞骨架解聚和坏死，进而引起腹泻和伪膜性结肠炎等临床症状。艰难拟梭菌毒素产生受致病基因座内及基因座外许多调控因子的调节。tcdR和tcdC基因位于致病基因座内，对毒素基因的表达分别起促进和抑制作用，而基因座外如spo0A、codY等基因则通过抑制tcdR的表达从而间接影响毒素蛋白产生。本文将重点介绍艰难拟梭菌毒素的致病过程和影响毒素基因表达的分子调控机制，以期为开发针对毒素的治疗手段提供新思路。

摘要:结核病(tuberculosis, TB)是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, MTB)感染引起的慢性传染病，是仅次于正在暴发的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)的第二大单一感染致死病因。COVID-19的大流行对TB的诊断及治疗造成了破坏性的影响，全球实现终结TB目标的进展偏离了轨道。因此，早诊断、早治疗依然是防控TB蔓延的关键。TB精准诊断一直受MTB抗原特异性、检测技术特异性和灵敏度的影响，因此亟需挖掘高特异性新抗原、开发新检测技术。随着蛋白质基因组学(proteogenomics)和质谱技术的快速发展，从临床体液、组织样本中高效、精准靶向检测MTB特异性已知、甚至新抗原的表达，以及监测治疗过程中的抗原表达量的动态变化，是TB诊断及治疗的发展趋势。在MTB标准菌株H37Rv的4 008个注释基因中(NC_000 962.3, NCBI)，国内外报道的已注释抗原虽有140多个，但仅有极少的抗原应用于TB的筛查及辅助诊断，离世界卫生组织(World Health Organization, WHO)的诊断标准尚远。本文通过对MTB已报道抗原以及基于蛋白质基因组学筛选特异性新抗原的潜力进行综述，为理解已知抗原及开发新抗原提供参考。

摘要:消毒剂是一种可杀灭物体表面、器材设备、皮肤、空气和水源等传播媒介上携带的病原微生物的有机分子。它在体外能杀灭病原微生物，切断其传播途径，进而达到控制污染的目的，在生命安全防控中起着重要的作用。但是不合理地使用消毒剂导致细菌对消毒剂产生耐药。消毒剂耐药基因在不同种属间的水平转移加剧其传播风险，使消毒剂耐药情况进一步恶化。更令人担忧的是，细菌对消毒剂的耐药可能会导致对抗生素产生共耐药，给公共安全带来巨大的威胁。但目前为止，对消毒剂耐药以及共耐药的认识还不够全面。本文总结了关于细菌对消毒剂耐药的研究报道，对消毒剂的作用机制、细菌对消毒剂的耐药机制进行了论述，另外针对消毒剂耐药基因的传播以及细菌对消毒剂和抗生素的共耐药进行了综述，为减少消毒剂耐药性的产生和制定合理的消毒剂使用规范奠定基础。

摘要:泛素化(ubiquitination)是真核细胞内广泛存在的蛋白质翻译后修饰方式，参与并调控DNA修复、细胞周期、免疫应答、信号通路等真核细胞内几乎所有的生命活动。同时，细胞通过去泛素化酶(deubiquitinases, DUBs)使泛素化修饰成为可逆过程，保证了泛素化系统及其相关生理过程的动态平衡。病原菌感染过程中，宿主细胞可通过泛素化修饰发挥抗细菌感染作用。然而，病原菌可编码并分泌效应因子，靶向宿主泛素(ubiquitin, Ub)系统并调控宿主泛素化修饰过程，干扰宿主细胞的免疫应答，从而促进细菌存活与毒力。本文概述了重要病原菌利用效应因子调控宿主细胞泛素化修饰的研究进展，有助于全面理解病原菌调控宿主泛素化修饰促进感染的机制。

摘要:胞内致病菌，指能够侵入宿主细胞且在宿主细胞内存活并繁殖的病原菌。其入侵宿主细胞的过程主要涉及细菌黏附宿主细胞、侵袭、细菌在细胞内存活以及引起宿主细胞损伤等。先前的研究表明大多数胞内致病菌是通过吞噬细胞被动地摄取，而随着分子生物学和免疫学的发展，越来越多的胞内致病菌被证明能主动入侵到宿主细胞体内，并进化出各种调控宿主细胞信号通路的方式。本文讨论了胞内致病菌在入侵宿主细胞时各阶段的共同的分子机制以及常见的胞内致病菌所采取的入侵策略，并对近年来国内外主要相关研究进展做一总结。

摘要:功能代谢组学是以代谢组学技术发现关键代谢物为基础，结合体内体外实验和分子生物学等技术手段，研究差异代谢物及相关蛋白、酶和基因的功能，从而揭示生物体内在的分子调控机制。功能代谢组学技术具有精准识别关键调控代谢物及其相关基因或酶的特性，近年来在微生物相关疾病的防控和工业化生产等方面受到了广泛的关注。本文介绍了功能代谢组学技术的分析流程、相关研究方法与平台及其在微生物研究方面的应用，其中重点阐述了真核、原核以及病毒微生物的代谢特性、调控靶点及相关防控策略等。最后，提出功能代谢组学研究在未来面临的问题与挑战，为后续功能代谢组学的研究与发展提供新的思路。

摘要:【目的】含硫氨基酸的生物降解是造成海水养殖环境中毒性硫化物上升的重要因素，而微生物降解含硫氨基酸的机制和影响因素解析是控制该系统中硫化物浓度的关键环节。【方法】本研究利用稀释涂布-叠皿夹法自本实验室海水养殖环境的沉积物中分离得到一株产生硫化物的厌氧菌株，并通过代谢组学研究其以半胱氨酸为底物产生硫化物的机制和途径。【结果】经鉴定，该菌株为弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)，能够在厌氧条件下还原硫酸盐，能够降解半胱氨酸产生硫化物，投加l-半胱氨酸可提高其还原硫酸盐的能力。该菌株以1 g/L半胱氨酸为底物，在35 ℃、盐度为10、pH 8.0的条件下，硫化物的最高积累量可达302.4 mg/L。对菌株中硫化物产生具有重要贡献的半胱氨酸脱巯基酶研究表明，该酶最适温度为35 ℃，在pH 6.0-8.0有较高的活性，能够快速降解半胱氨酸产生硫化物。结合代谢组学研究发现，该菌株中含有的3-巯基丙酮酸硫酸转移酶、胱硫醚-γ-裂解酶、半胱氨酸脱巯基酶催化半胱氨酸降解是产生硫化氢的主要途径；亚硫酸盐还原酶还原硫酸盐、亚硫酸盐是其产生硫化氢的次要途径。【结论】通过揭示柠檬酸杆菌降解半胱氨酸产生硫化物的机理，可为海水养殖环境中毒性硫化物的防控提供理论基础。

摘要:【目的】细菌的耐药性给动物抗感染和疾病治疗带来了极大的困难和挑战，生物被膜是导致细菌耐药性的主要原因之一，本研究检测分析了氯丙酰基克林沙星对7株菌株的抗菌活性及其生物被膜形成能力，以期发现氯丙酰基克林沙星是否具有抗菌活性。【方法】本研究通过打孔法和微量肉汤二倍稀释法进行常规药敏试验以测定最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)和最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration, MBC)，通过结晶紫染色法检测这7株受试菌在药物亚抑菌浓度下的生物被膜形成能力以及生长速率来测定氯丙酰基克林沙星的抑菌能力。【结果】实验结果显示，氟喹诺酮类衍生物氯丙酰基克林沙星药物对4株受试革兰氏阴性菌的MIC≤10 mg/L、MBC≤48 mg/L，对3株受试革兰氏阳性菌也呈现敏感状态(MIC≤10 mg/L, MBC≤10 mg/L)。结晶紫染色法检测发现，这7株受试菌在药物亚抑菌浓度下的生物被膜形成能力以及生长速率显著下降，说明氯丙酰基克林沙星在亚抑菌浓度即具有良好的抑菌活性。【结论】本研究证明氯丙酰基克林沙星可用作抗菌剂，并为新型生物被膜抗菌剂或细菌感染治疗药物的开发提供了新的依据。

摘要:【目的】研究持续性常压低氧对大鼠肠道微生物的影响，并分析其与低氧性心肌肥厚的关联性。【方法】雌性无特异性病原体(specific-pathogen-free, SPF)级SD (Sprague-Dawley)大鼠，按随机数字表法分为2组：常氧组和低氧组。实验开始后，低氧组大鼠置于低氧舱中，氧气浓度设定为10%，持续暴露30 d，常氧组大鼠正常条件饲养。每天记录大鼠体重，并于低氧前(0 d)和低氧后(30 d)分别收集粪便进行16S rRNA基因扩增子测序，测定肠道微生物组的变化。实验结束后进行血常规、血生化和器官指数分析；采用实时定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)检测右心室组织中4种分子标志物心房利钠肽基因(atrial natriuretic peptide, ANP)、脑钠肽基因(brain natriuretic peptide, BNP)、心肌肌球蛋白重链6基因(myosin heavy chain 6, Myh6)、心肌肌球蛋白重链7基因(myosin heavy chain 7, Myh7)的mRNA表达；并在肠道微生物组和各类指标之间进行Spearman关联分析。【结果】低氧大鼠体重降低，红细胞数量、红细胞比容、血红蛋白浓度均明显升高。低氧大鼠右心指数显著升高，血清肌酸激酶(creatine kinase, CK)和乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase, LDH)活性增高，BNP和Myh7的表达显著升高而Myh6的表达降低，表明低氧导致大鼠心肌损伤并发生了右心室病理性肥厚。低氧改变了大鼠肠道微生物的α多样性和β多样性；线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)分析结果提示常氧组大鼠的普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)和毛螺菌科(Lachnospiraceae)相对丰度较高，而低氧组大鼠的乳酸杆菌科(Lactobacilliaceae)和乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度较高。LDH与摩根菌属(Monoglobus)和帕鲁迪杆菌(Papillibacter)正相关，与苜蓿科(Defluviitaleaceae_UCG-011)负相关；CK与菌株RF39正相关；Myh6的表达量与Prevotellaceae_NK3B31_group和幽门螺杆菌(Helicobacter)正相关；BNP的表达量与瘤胃球菌科(Ruminococcaceae_UCG_009)正相关。【结论】持续性低氧显著改变了大鼠肠道微生物的丰富度、均匀度和菌群结构；该变化与心肌损伤指标之间存在显著相关性，表明肠道菌群可能在低氧性心肌肥厚中发挥重要作用。

摘要:【目的】探讨凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)工厂化繁育系统内发生细菌性玻化症(shrimp postlarva bacterial vitrified syndrome, BVS)时期可培养微生物的菌群特征以及优势病原菌的遗传多样性。【方法】采用细菌体外培养方法结合基因测序技术对不同育苗阶段的亲虾、受精卵、无节幼体、蚤状幼体、糠虾幼体、仔虾，及其育苗池水和饵料内可培养细菌菌群的组成与结构特征进行研究，并通过多位点序列分析(multilocus sequence analysis, MLSA)方法解析病原菌的遗传多样性。【结果】系统内分离纯化的526株具有典型形态差异和群落优势的细菌分属于4门5纲16目24科38属113种。在纲水平上γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)丰度最高，共453株，占总分离株的86.1%；在属水平上弧菌属(Vibrio)丰度最高，共369株，占总分离株的70.2%；在种水平上，溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为最优势种，共112株，占总分离株的21.3%，并且分布于整个繁育系统，在饵料中具有最高丰度。多元关联分析表明，随着对虾幼体的发育，饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构影响逐渐增加。对112株潜在溶藻弧菌的MLSA分析表明，其中100株菌株进一步确认为溶藻弧菌。进一步利用MLSA构建系统发育树分析其遗传多样性发现，100株溶藻弧菌分为9个簇，分离自同类样品的菌株广泛分布在不同的簇中。【结论】在BVS发生时期，凡纳滨对虾工厂化繁育系统中具有丰富的可培养微生物种类。对虾幼体发育过程中，饵料对幼体体内可培养细菌的菌群结构具有重要影响。溶藻弧菌为凡纳滨对虾工厂化繁育系统中的优势弧菌，分布于整个繁育系统，且具有丰富的遗传多样性。本研究为解析对虾繁育系统可培养微生物演替规律提供了数据支撑，也为对虾苗期病原防控和健康养殖提供了科学依据。

摘要:血红素是绝大多数细菌生长繁殖所必需的一种营养物质，其参与了细菌多种重要的生理过程。细菌可以通过自身合成和从外界摄取2种方式获得血红素。然而过多的血红素对细菌是有毒性的，细菌则会利用外排、螯合和降解等多种方式减轻血红素毒性。鸭疫里氏杆菌(Riemerella anatipestifer, RA)是一种感染禽类的革兰氏阴性菌，前期研究表明该菌可通过转运的方式从外界环境摄取血红素。然而，是否该菌也可以自身合成血红素未知。基因组分析发现鸭疫里氏杆菌ATCC 11845菌株中的基因RA0C_RS08070编码铁螯合酶(ferrochelatase) HemH，是参与将铁插入卟啉中心，形成血红素的关键酶。hemH缺失后会导致铁离子和卟啉的积累，对细菌造成毒性。【目的】为鉴定HemH在合成血红素中的功能及查找参与鸭疫里氏杆菌铁离子和卟啉解毒相关基因。【方法】本研究构建了RA ATCC 11845ΔhemH缺失株，并检测亲本株和hemH缺失株在GCB以及GCB添加血红蛋白液体培养基中的生长情况；随后对亲本株和hemH缺失株进行转录组测序并进行比较分析。【结果】RA ATCC 11845ΔhemH缺失株不能在GCB培养基中生长，而在GCB培养基补充血红蛋白后生长良好。转录组测序及比较分析发现，与亲本株相比，hemH缺失株中有354个显著差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)。基因本体论(gene ontology, GO)功能富集分析发现差异表达基因主要富集在催化活性、生物调节和代谢过程等途径，京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集分析发现差异表达基因主要富集在氨基酸代谢、氧化磷酸化和三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA cycle)等途径。【结论】HemH参与了血红素的合成，hemH缺失后导致大量的基因表达改变来适应代谢的改变，为进一步研究鸭疫里氏杆菌的HemH的功能奠定基础。

摘要:【目的】研究微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila) CW117中磷酸吡哆胺氧化酶基因pnpox (phosphopyridoxamine oxidase, pnpox)在维生素B₆ (VB₆)合成中的贡献及对黄曲霉毒素B1 (aflatoxin B1, AFB1)的降解活性。【方法】采用基因插入突变方式，对菌株CW117中磷酸吡哆胺氧化酶基因pnpox进行突变，得到突变菌株。通过高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)检测突变株对AFB1的降解活性，以及突变株中吡哆醇和吡哆醛的合成情况，确定基因pnpox在寡养单胞菌体内VB₆合成中的贡献和黄曲霉毒素降解代谢作用。【结果】成功构建了磷酸吡哆胺氧化酶基因突变子pnpox::pK19mobΩ2HMB，突变子吡哆醛的合成量较野生型菌株显著减少，吡哆醇合成量与野生型菌株无显著性差异；同时，突变子与野生型株CW117对AFB1的降解活性未发现显著性差异。【结论】菌株CW117中磷酸吡哆胺氧化酶在吡哆醛合成的过程中起着重要作用，该基因突变会导致VB₆的严重缺乏，影响寡养单胞菌正常生长，但该基因对CW117降解黄曲霉毒素无显著性贡献。

摘要:【目的】耐药性克雷伯氏菌属(Klebsiella)的细菌作为人类感染的重要病原，是临床治疗重要的挑战。本研究对多株克雷伯氏菌裂解性噬菌体的生物学特性和基因组特征进行比较分析，为其应用提供更多科学数据。【方法】使用双层平板法从人类和动物新鲜粪便、污水中分离纯化裂解性克雷伯氏菌噬菌体；通过磷钨酸染色和透射电镜观察其形态；采用双层平板噬菌斑法确定其宿主范围，测定温度和pH稳定性、一步生长曲线和体外抑菌效果等生物学特性；基于全基因组测序对分离株进行比较基因组学分析；通过体内抑菌试验评估噬菌体对多重耐药变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola) BS375-3感染的大蜡螟(Galleria mellonella)幼虫的保护作用。【结果】5株噬菌体分别属于Schitoviridae (pKP-BM327-1.2)、Autographiviridae (pKP-M186-2.1、pKP-M186-2.2和pKV-BS375-3.1)、Drexlerviridae (pKP-BS317-1.1)家族；噬菌体pKV-BS375-3.1可裂解受试菌中的8株，pKP-BM327-1.2可裂解受试菌中的3株，pKP-M186-2.1、pKP-M186-2.2和pKP-BS317-1.1则分别裂解受试菌中的1株；5株噬菌体感染10-20 min后即进入指数增长期，在-20-37 ℃、pH 6-10环境下均能够保持稳定活性；感染变栖克雷伯氏菌BS375-3后经噬菌体pKV-BS375-3.1处理[感染复数(multiplicity of infection, MOI)=100]的大蜡螟幼虫96 h内存活率达到80% (8/10)；5株噬菌体基因组长度在42-77 kb之间，未携带抗生素抗性基因和毒力基因，基于内溶素(endolysin)的溯源分析显示该蛋白在克雷伯氏菌噬菌体中呈现多样性，属内呈保守性。【结论】5株克雷伯氏菌噬菌体均具有较好的体外抑菌活性，生物学特性稳定，endolysin在噬菌体属内呈现保守性。宿主谱宽、潜伏期短的噬菌体pKV-BS375-3.1在治疗Klebsiella pneumoniae和K. variicola临床感染方面具有潜在应用前景。

摘要:【目的】克隆表达浸麻类芽孢杆菌(Paenibacillus macerans)的葡甘露聚糖降解酶，研究其性质和功能，丰富葡甘露聚糖降解酶资源，了解浸麻类芽孢杆菌降解葡甘露聚糖机制。【方法】检索浸麻类芽孢杆菌的葡甘露聚糖降解酶基因，构建重组菌株，表达纯化重组酶，系统研究其功能及在降解葡甘露聚糖中的作用。【结果】克隆表达了5个葡甘露聚糖降解酶组分。结果显示PmMan1和PmMan2为内切β-甘露聚糖酶，PmGlc1、PmGlc2和PmGlc3为外切β-葡萄糖苷酶。其中PmGlc1只能水解pNPβGlc，PmGlc2能水解二糖和人参皂苷的β-1,6-葡萄糖苷键，而PmGlc3对β-葡萄糖苷键的选择性较为广泛。PmMan1、PmMan2、PmGlc2和PmGlc3能够降解葡甘露寡糖，PmMan1和PmMan2可以降解葡甘露聚糖。共同降解葡甘露聚糖时，PmGlc2和PmGlc3与PmMan2具有协同效应，且PmGlc3与PmMan2的协同作用更为显著。【结论】从浸麻类芽孢杆菌中获得了4种葡甘露聚糖降解酶，阐明了该菌葡甘露聚糖降解酶系成员的作用，丰富了酶资源和理论研究成果的同时，为酶法制备活性葡甘露寡糖提供了有效工具。

摘要:【目的】根据人肠道富含胆碱和甜菜碱，同时肠道微生物组中具有裂解胆碱和还原甜菜碱产三甲胺的细菌，以及利用三甲胺产甲烷的古菌，本研究探讨肠道细菌与古菌协同代谢甜菜碱和胆碱产甲烷的可能性。【方法】调查不同年龄段人群粪便中的16S rRNA基因多样性，分析肠道中古菌的菌群组成；利用定量PCR (quantitative PCR, qPCR)定量甲烷马赛球菌(Methanomassiliicoccus)特异的甲醇甲基转移酶基因mtaB和甲烷八叠球菌(Methanosarcina)及细菌的16S rRNA基因拷贝数，分析肠道中甲基营养型产甲烷古菌及总细菌的含量；宏基因组组装基因组(metagenome-assembled genomes, MAGs)分析携带甜菜碱还原酶基因grdH和胆碱裂解酶基因cutC的细菌组成。从粪便中分离代谢甜菜碱及胆碱产生三甲胺的细菌，并与分离自人肠道的甲烷马赛球菌构建共培养物，测定其协同转化甜菜碱和胆碱产甲烷的能力。【结果】年轻人粪便中含有甲烷杆菌科(Methanobacteriaceae, 82.16%)的甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter, 49.18%)和甲烷杆菌属(Methanobacterium, 33.34%)、甲基营养型的甲烷八叠球菌科(Methanosarcinaceae, 5.67%)的甲烷八叠球菌属(Methanosarcina, 5.70%)，以及甲烷马赛球菌科(Methanomassiliicoccaceae, 3.13%)的甲烷马赛球菌属(Methanomassiliicoccus, 3.14%)。而中老年人粪便中的甲烷古菌多样性较低，也未检测到甲烷马赛球菌。qPCR定量分析显示年轻人比中老年人肠道的总古菌含量高3.11倍，其中甲烷马赛球菌高6.53倍、甲烷八叠球菌高5.52倍，总细菌含量高2.90倍。宏基因组分析组装了229个细菌基因组，其中42个携带基因grdH和cutC，这些细菌属于毛螺菌科(Lachnospiraceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)和梭菌科(Clostridiaceae)等。从粪便中分离到恶名梭菌(Clostridium malenominatum) B8，菌株B8与卢米尼甲烷马赛球菌(Methanomassiliicoccus luminyensis) B10共培养物可降解47.03%的甜菜碱和25.83%胆碱，并产生甲烷，在培养液中检测到三甲胺先积累后被降解。【结论】人肠道细菌恶名梭菌B8和卢米尼甲烷马赛球菌B10可协同代谢甜菜碱和胆碱产甲烷，推测它们在人肠道中可将部分食物中的甜菜碱和胆碱代谢产生甲烷。

摘要:微生物执行的无机氮同化作用可固定施入土壤后未被作物直接吸收的化学氮肥，有效减少化学氮肥损失、降低环境氮素污染风险。土壤无机氮同化作用不是由大量冗余微生物共同执行的，而是由一小部分功能微生物优先执行。【目的】对酸性旱地红壤中的优势无机氮同化细菌进行富集、菌株分离鉴定及全基因组测序，并明确菌株在土壤中的氮同化能力，为酸性土壤化学氮肥应用及其转化过程研究提供菌株资源和理论依据。【方法】在酸性旱地红壤中添加KNO₃或(NH₄)₂SO₄作为无机氮源，以葡萄糖作为碳源，在好氧条件下进行富集预培养，采用稀释分离法筛选出优势无机氮同化细菌菌株；将菌株回接至土壤中从而验证其无机氮同化能力，并通过全基因组测序分析菌株的氮素代谢途径及相关功能基因。【结果】酸性旱地红壤经富集预培养一周后，优势无机氮同化微生物的16S rRNA基因相对丰度从0.20%-0.94%增长至20.2%-30.2%；分离筛选后得到的3株优势无机氮同化细菌菌株，鉴定为伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.) M6-3、索状芽孢杆菌(Bacillus funiculus) M2-4和节杆菌(Arthrobacter sp.) M7-15。灭菌土壤中菌株M6-3、M2-4和M7-15的无机氮同化速率分别为(1.28±0.61)、(0.17±0.07)和(0.16±0.02) mg/(kg·d)。氮素代谢通路分析显示，菌株M6-3具备更高效的氮同化代谢通路，其氮同化相关功能基因数量显著高于其他2株细菌。氮素代谢通路与功能活性结果均显示菌株Burkholderia sp. M6-3在酸性旱地红壤无机氮同化过程中占据优势。【结论】本研究证实在酸性旱地红壤无机氮同化过程中低丰度微生物类群发挥重要功能，并从菌株基因组水平上揭示了其无机氮同化代谢过程。上述结果可为酸性旱地红壤农业利用过程中化学氮肥应用及其转化过程研究提供菌株资源和理论依据。

摘要:初乳中的微生物在婴儿生长发育过程中具有多种有益作用。【目的】本研究分析了影响初乳微生物组成的多个因素，为后续探讨人初乳菌群的相关研究提供新思路。【方法】通过PacBio SMRT测序技术对37份采集自湖北恩施地区人初乳样本中细菌16S rRNA基因序列进行测序，并结合公共数据库中已公布的来自内蒙古、海南、广西、河北、黑龙江和江苏等地区的62份人初乳中微生物组数据，探究不同地区人初乳中菌群组成与结构特点。【结果】99份人初乳样本共注释到345个属，937个种，其中乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、Ralstonia insidiosa、溶血孪生球菌(Gemella haemolysans)等是人初乳中的优势菌种。基于jaccard距离的主坐标分析(principal coordinate analysis, PCoA)显示，不同地区之间的人初乳菌群呈现显著分离趋势。同时比较影响初乳微生物组成因素的R²大小发现：地区>婴儿喂养方式>妊娠期健康状态>分娩方式>胎次。【结论】本研究通过比较多个因素对人初乳中细菌菌群的影响，发现不同地区是影响人初乳微生物组成的主要因素。

摘要:氧化葡萄糖酸杆菌(Gluconobacter oxydans)基因组编码的蛋白质中，有相当数量的传感器激酶和反应调控蛋白组成了细菌的多个双组分信号转导系统(two-component signal transduction systems, TCSs)，这些系统能够介导细菌对外界环境变化做出反应。但目前对G. oxydans中潜在的双组分系统成员蛋白质结构和功能缺少必要的研究。【目的】研究菌株G. oxydans 621H中GOX0645基因序列所编码蛋白质的自磷酸化活性，探究其与细菌趋化性运动的关联，揭示其是否作为一种双组分系统成员蛋白在细胞内发挥作用。【方法】以菌株G. oxydans 621H基因组中一段可能编码双组分系统蛋白质的基因GOX0645为基础，通过生物信息学分析其保守结构域；采用体外化学发光实验证明其编码蛋白的自磷酸化活性；利用基因定点突变筛选出与自磷酸化活性相关的氨基酸位点；通过差速离心法寻找双组分蛋白的亚细胞定位；最后运用体内双分子荧光互补和体外生物大分子相互作用实验印证其与下游鞭毛马达蛋白之间的相互作用。【结果】生物信息学分析发现GOX0645编码蛋白同时具有组氨酸激酶和应答调节子保守结构域，该蛋白含有能够结合ATP并发生磷酸化反应的保守组氨酸和天冬氨酸位点，且蛋白自磷酸化活性可受cAMP浓度调节；该蛋白主要存在于G. oxydans细菌细胞质内，并与鞭毛马达蛋白具有中等强度相互作用力。【结论】本研究发现了菌株G. oxydans 621H中一种可能参与细胞趋化性调控的TCS系统，为进一步研究G. oxydans中TCS系统的作用机制奠定了基础。

摘要:【目的】提高噬菌体在常温环境下的保存稳定性，解决噬菌体鸡尾酒在体内失活的问题，为噬菌体对肠道疾病的治疗提供参考依据。【方法】本研究采用喷雾干燥技术制备噬菌体鸡尾酒微球粉末，通过单因素试验和正交试验确定最佳制备条件，并对其特性进行研究，比较其与游离噬菌体在常温环境和体内环境的稳定性差异，并通过口服给药的方式对大肠杆菌(Escherichia coli) O157:H7导致的肠道疾病进行治疗。【结果】本研究以海藻糖和亮氨酸组合为保护剂制备了一种具有热稳定性的噬菌体鸡尾酒微球粉末，试验结果显示，海藻糖和亮氨酸质量比为9:1时，设置进料速度为7.5 mL/min、海藻糖浓度为2%、入口温度为130 ℃、噬菌体鸡尾酒悬液与保护剂溶液体积比为1:50，噬菌体滴度损失最小，仅下降(0.623±0.235) log₁₀ PFU/g。其在常温条件下保存6个月，噬菌体鸡尾酒滴度损失(0.862±0.082) log₁₀ PFU/g，较游离噬菌体具有更长的保存稳定性，且其于体内环境的稳定性和治疗效果均优于游离噬菌体鸡尾酒。【结论】采用喷雾干燥法配合合适的保护剂配方可制得具有生物活性和热稳定性的噬菌体鸡尾酒微球粉末，延长其保质期，便于常温条件下的保存运输，使噬菌体制剂从实验室方向转化为工业方向的规模化生产提供参考依据。且噬菌体微球粉末清除肠道内大肠杆菌的能力更强、速度更快，是一种具有体内治疗发展潜力的口服给药剂型。

摘要:【目的】研究高渗胁迫条件下德尔卑沙门氏菌(Salmonella enterica subsp. enterica Derby, S. Derby)的转录组调控机制，分析差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)表达水平，探究在高渗胁迫影响下德尔卑沙门氏菌耐渗反应的相关代谢通路。【方法】通过高渗胁迫诱导德尔卑沙门氏菌的耐渗性，提取菌株的总RNA，去除rRNA，构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物学信息技术分析相关DEGs，并通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)进行验证。【结果】胁迫组德尔卑沙门氏菌通过转录组测序结果发现有3 950个DEGs，其中具有显著上调的基因21个，显著下调基因38个。涉及到细胞膜蛋白、氨基酸的代谢等相关基因上调，协助德尔卑沙门氏菌在高渗环境中存活。与此同时，胁迫组德尔卑沙门氏菌的糖转运系统(sugar transport system, PTS)、糖酵解过程以及抗氧化性相关基因表达显著下调，这是由于高渗环境菌体需要在体内储存大量糖类等物质，从而降低了糖原的消耗，进而导致细胞外膜的脂多糖合成受到抑制，降低了高渗胁迫下德尔卑沙门氏菌细胞膜表面的O抗原的合成。【结论】高渗环境诱导后显著提高了德尔卑沙门氏菌的耐渗性，其中Na⁺/H⁺逆向转运蛋以及谷氨酸的代谢通路发挥着重要的作用，为进一步了解以及更好地控制其在食品中的污染提供了理论依据。

摘要:土壤微生物组对于生态系统的可持续性至关重要，青藏高原独特的地理环境孕育了多样的极端环境，其土壤细菌组成差异及其驱动因素尚不清楚。【目的】探究不同极端生境土壤细菌多样性及其影响因素。【方法】对7种典型的青藏高原极端生境土壤DNA进行16S rRNA基因高通量测序，通过生物信息分析，找出不同生境细菌群落组成、功能差异；结合土壤理化因子，进一步分析细菌组成差异的潜在影响因素。【结果】通过高通量测序，从7个不同生境的36个土壤样品中共获得16 323 712高质量reads，26 504个可操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)。在门分类水平上，各生境中注释到的放线菌门(Actinomycetota)与假单胞菌门(Pseudomonadota)相对丰度均最高；在属分类水平上，芽孢杆菌属(Bacillus)、Ambiguous_taxa、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、假节杆菌属(Pseudarthrobacter)等为优势属。另外，不同生境中的细菌α多样性无显著差异，但是β多样性差异显著，并且通过LEfSe分析进一步说明了不同生境细菌群落结构的差异性。通过冗余分析(redundancy analysis, RDA)发现，Mg²⁺、Na⁺和K⁺等常量元素是影响细菌群落结构的主要因子，而且其他土壤理化因子对不同生境中优势菌群的分布具有一定的特异性。最后，利用FAPROTAX工具对细菌群落功能预测，发现不同生境的细菌类群参与的氮、硫元素生物地球化学循环过程差异较大。【结论】青藏高原不同极端生境细菌群落结构差异较大，这一成因受到不同土壤理化因子的驱动，并且各生境下大量未注释菌属表明青藏高原具有极为丰富的潜在细菌新物种资源。

摘要:【目的】β-1,4-木聚糖酶是木聚糖降解的关键酶之一，嗜冷嗜酸木聚糖酶在功能性低聚木糖的制备中具有重要作用，但相关报道较少。【方法】从太平洋火色杆菌(Flammeovirga pacifica)菌株WPAGA1基因组发掘到一条新型的木聚糖酶序列，经基因合成、质粒构建和表达，并对其进行分离纯化及酶学性质研究。【结果】该木聚糖酶(Xyl4513)具有2个保守结构域，一个属于糖苷水解酶11家族(glycoside hydrolase family 11, GH11)催化模块(Xyl4513-T)，另一个属于碳水化合物结合模块(carbohydrate-binding module, CBM) 60家族(CBM4513)，这是一种非常罕见的GH11家族木聚糖酶含有CBM的现象。纯化后的Xyl4513最适反应温度和pH值分别为30 ℃、3.0，这一特性说明Xyl4513为嗜冷嗜酸β-1,4-木聚糖酶；而截短的木聚糖酶Xyl4513-T最适反应温度和pH值分别为20 ℃、4.0，且催化效率(k_cat/K_m)较前者下降了20%，说明CBM4513对酶稳定性和催化效率有较大影响。Ca²⁺、Mg²⁺和Ni²⁺对酶催化活性均有明显促进作用，其中Ca²⁺效果更为明显。仅当含有Ca²⁺时，CBM4513才对β-1,4-木聚糖具有特异性结合能力，属于Ca²⁺依赖型CBM，其最大结合量为9.13 µmol/g。【结论】本文获得了一种新型的嗜冷嗜酸木聚糖酶和相应的Ca²⁺依赖型CBM，进一步丰富了它们的基因和蛋白资源。

摘要:达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)是黄土高原地区重要的生态修复草种，但土壤盐碱化极大影响了达乌里胡枝子的生长，制约了其经济和生态价值。接种根际促生菌剂是提高植物对盐碱胁迫抗性的重要途径。【目的】验证醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)对盐碱胁迫下达乌里胡枝子幼苗和成株的促生效应，初步揭示其促进豆科植物生长的潜在机理，为田间应用提供理论依据。【方法】采用解钾培养基对2株达乌里胡枝子根际分离的醋酸钙不动杆菌的解钾能力进行测定；采用液体发酵法对菌株分泌铁载体、吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)的能力进行定量测定；分别在培养皿和盆栽条件下，验证菌株的促生能力及其机制。【结果】菌株DP25和DP27具有解钾和分泌铁载体、IAA的能力，其中相对铁载体表达量值(siderophore, SU)分别为53.13%和86.67%，IAA含量分别为1.01 mg/L和17.31 mg/L；菌株DP25显著提高了培养皿中达乌里胡枝子幼苗的茎长和根长；菌株DP25和DP27对盐碱胁迫下达乌里胡枝子成株的光合色素合成及其光合作用产生积极影响；菌株DP25和DP27显著提高了盆栽条件下达乌里胡枝子成株的株高、茎粗、根表面积、总根长、分叉数；菌株DP27还显著提高了地上和地下生物量、根体积、总根尖数、根系活力。【结论】接种醋酸钙不动杆菌对达乌里胡枝子幼苗和成株均表现出良好的促生作用，其中分泌IAA是促进幼苗生长的主要因素，而提高光合能力和根系形态建成在促进成株生长中发挥关键作用。醋酸钙不动杆菌可用于开发黄土高原盐碱地区建植达乌里胡枝子的促生菌剂。

摘要:【目的】东方蜜蜂微孢子虫(Nosme ceranae)专性侵染成年蜜蜂导致微孢子虫病，给养蜂生产造成很大损失。目前，东方蜜蜂微孢子虫的N6-腺苷特异性甲基化转移酶(N6-adenine-specific methyltransferase, N6AMT)基因NcN6AMT的研究仍然缺失。本研究对NcN6AMT的编码序列 (coding sequence, CDS)区进行克隆，并解析NcN6AMT蛋白的理化性质和分子特性，进而测定东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)和中华蜜蜂(Apis cerana cerana)工蜂过程中NcN6AMT的相对表达量，以期丰富NcN6AMT的信息，并为探究东方蜜蜂微孢子虫侵染过程NcN6AMT的功能及表观调控机制提供基础。【方法】采用Protparam和ProtScale软件对NcN6AMT进行等电点和亲水性分析。通过SignalP 5.0、NetPhos 3.1、TMHMM-2.0、SOPMA和SWISS-MODEL等软件分别预测NcN6AMT的信号肽、磷酸化位点、跨膜结构域、二级结构和三级结构。使用WoLF PSORT II软件预测NcN6AMT的亚细胞定位。根据N6AMT氨基酸序列，通过TBtools软件对智人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)、褐飞虱(Nilaparvata lugens)、兔脑炎微孢子虫(Encephalitozoon cuniculi)、肠脑炎微孢子虫(Encephalitozoon intestinalis ATCC 50506)、蚱蜢脑炎微孢子虫(Encephalitozoon romaleae SJ-2008)、美洲思普雷格孢虫(Spraguea lophii 42_110)、家蚕微孢子虫(Nosema bombycis CQ1)、隐生菱形藻(Nitzschia inconspicua)和东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)的N6AMT进行结构域预测和分析。利用MEME软件和MEGA 11.0软件进行东方蜜蜂微孢子虫和其他物种N6AMT的保守基序预测及进化树构建。采用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)检测NcN6AMT在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂和中华蜜蜂工蜂过程的相对表达量。【结果】通过PCR扩增出大小约500 bp的目的片段，克隆测序结果显示其与GenBank数据库收录的预测序列一致；NcN6AMT蛋白的分子量约为18.7 kDa，分子式为C₈₄₅H₁₃₇₄N₂₁₄O₂₄₉S₆，理论等电点为5.88，脂溶系数是119.76，不稳定系数为37.47，平均亲水系数为0.025，含166个氨基酸和15个磷酸化位点，不含典型的跨膜结构域和信号肽，可同时定位于细胞质、线粒体、细胞核和液泡膜；NcN6AMT含1个甲基转移酶小结构域(methyltransferase small domain, MTS)，该结构域同样存在于家蚕微孢子虫和兔脑炎微孢子虫等8个其他物种的N6AMT；在东方蜜蜂微孢子虫、兔脑炎微孢子虫、肠脑炎微孢子虫和蚱蜢脑炎微孢子虫的N6AMT中均预测到5个相同的保守基序；NcN6AMT与家蚕微孢子虫、肠脑炎微孢子虫、兔脑炎微孢子虫和蚱蜢脑炎微孢子虫的N6AMT序列一致性达到70.92%；东方蜜蜂微孢子虫和家蚕微孢子虫的N6AMT在系统进化树上聚为一支；东方蜜蜂微孢子虫接种后1-4 d，NcN6AMT在意大利蜜蜂和中华蜜蜂工蜂中肠内均呈现先上升后下降的表达趋势。【结论】成功克隆到NcN6AMT基因的CDS区，明确了NcN6AMT蛋白的理化性质和分子特性，并揭示东方蜜蜂微孢子虫和家蚕微孢子虫的N6AMT蛋白具有较高的保守性，NcN6AMT在东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂和中华蜜蜂工蜂的第一个增殖周期(1-4 dpi)内动态表达且均呈上升-下降的表达模式。

摘要:【目的】明确印度梨形孢(Piriformospora indica)诱导小麦对根腐病产生抗性的作用机制。【方法】用印度梨形孢悬液浸种，以无菌培养液为对照，用病原菌禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)侵染小麦，对其相关生理生化指标及转录组变化进行分析。【结果】禾谷镰孢菌能诱导小麦产生过氧化氢，降低细胞内水含量，破坏细胞膜的稳定性；根部定殖印度梨形孢的小麦细胞内抗氧化酶活性增强，活性氧自由基含量降低，胞内水含量提高，细胞膜稳定性增强；印度梨形孢定殖能改变由于病原菌引起的mRNA转录组变化，抗性相关基因的表达增强。综合表明印度梨形孢定殖能有效地提高小麦对禾谷镰孢菌的抗性。【结论】研究结果为深入理解植物与微生物互作、开发新型高效环保抗根腐病生物制剂提供理论和实验依据。