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微生物学报

  • 2024年第5期文章目次
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      2024, 64(5):0-0.

      摘要 (101) HTML (112) PDF 444.10 K (363) 评论 (0) 收藏

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      2024, 64(5):0-0.

      摘要 (79) HTML (94) PDF 190.17 K (318) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >综述
    • 单增李斯特菌耐药外排泵研究进展

      2024, 64(5):1331-1347. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230631

      摘要 (193) HTML (210) PDF 792.25 K (359) 评论 (0) 收藏

      摘要:单增李斯特菌是一种重要的人兽共患食源性胞内致病菌,广泛存在于自然环境中且易污染动物性食品,人及动物感染后可引起严重的李斯特菌病,死亡率高达30%。单增李斯特菌通常对多种药物敏感,然而,因不合理使用抗菌药或消毒剂形成的选择压力导致李斯特菌多重耐药情况的报道日渐增多。外排泵蛋白是细菌中一类重要的蛋白,可参与机体多种生物学过程,包括影响细菌对抗生素敏感性、促进有毒化合物泵出、影响细菌毒力等。本文综述了近年来关于单增李斯特菌耐药外排泵的功能及调控机制的研究进展,为深入理解李斯特菌耐药等环境适应机制及有效控制该病原污染传播和筛选抗感染药物新靶点提供理论基础。

    • 蛋白质过硫化修饰研究进展

      2024, 64(5):1348-1363. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230635

      摘要 (200) HTML (160) PDF 994.11 K (396) 评论 (0) 收藏

      摘要:过硫化修饰在保护蛋白质的正常功能和信号传递过程中起着重要作用,对维持细胞的正常生理代谢平衡、保护细胞抵抗氧化应激及硫稳态调控等方面具有重要影响。本文综述了硫化氢、活性硫及半胱氨酸代谢的内在关联以及硫稳态调控,阐述了蛋白质过硫化修饰的机制及在微生物硫稳态调节中的作用,对未来的研究方向和趋势提供了新的思路。

    • 肠道菌群-肠-脑-肌轴信号交流的研究进展

      2024, 64(5):1364-1377. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230647

      摘要 (309) HTML (197) PDF 541.89 K (663) 评论 (0) 收藏

      摘要:肠道菌群及其代谢产物在老年神经退行性疾病、胃肠道疾病以及肌肉骨骼系统性疾病的发病与康复中的作用越来越受到关注。肠道菌群及其代谢产物可通过免疫、内分泌和神经系统等多种途径调节大脑神经或肌肉骨骼系统功能;反之,肠道、大脑或肌肉骨骼系统也可通过炎症、代谢或线粒体通路作用于肠道系统,调节肠道菌群微生态,形成肠道菌群与肠-脑、肠-肌、 肠-脑-肌之间的双向信号交流机制,从而影响机体健康。因此,本综述总结了肠道菌群如何通过代谢产物、肠道通透性和免疫-神经通路建立起肠-脑-肌之间的相互联系,为促进大脑神经的可塑性和改善肌肉健康提供新思路。

    • 益生菌对特应性皮炎的防治及机制研究进展

      2024, 64(5):1378-1391. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230682

      摘要 (233) HTML (164) PDF 686.53 K (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:特应性皮炎(atopic dermatitis, AD)是一种以反复发作和严重瘙痒为特征、发病率最高的过敏性皮肤病。AD的致病机制涉及遗传易感性、表皮屏障功能障碍、微生物组失调、免疫反应失衡以及环境等多个因素,而现有治疗用药副作用大、疗效欠佳。目前研究已发现肠道菌群尤其是益生菌在AD中起着重要作用。益生菌能够通过抑制病原菌、增强屏障功能、改善肠道环境和平衡Th1/Th2免疫应答等机制改善AD症状。本文综述了AD患者皮肤及肠道微生态特征,基于AD发病的致病机制和影响因素,系统阐明益生菌缓解AD的机制,以期为益生菌治疗AD及相关皮肤过敏性疾病提供理论支持。

    • 戊型肝炎病毒遗传多样性和进化机制的研究进展

      2024, 64(5):1392-1401. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230689

      摘要 (113) HTML (141) PDF 710.52 K (295) 评论 (0) 收藏

      摘要:戊型肝炎病毒(hepatitis E virus, HEV)是一种引发全球急性病毒性肝炎的人兽共患病病原。HEV具有丰富的遗传多样性,不同基因型或基因亚型的流行与地理位置、宿主物种以及防控策略等密切相关。欧洲和美洲HEV流行株为HEV-3,包括3a-i亚型,而亚洲流行株含HEV-3和HEV-4;我国的流行毒株已从HEV-1进化到HEV-4。近年来,研究发现HEV进化的影响机制,包括同义密码子使用模式、氨基酸突变和基因重组等,其中氨基酸突变是病毒持续流行的主要驱动力。因此,本文就HEV的分类、全球流行特征、进化机制等进行综述,以期为戊型肝炎的有效防控以及疫苗开发提供参考。

    • 益生菌冷冻干燥高活性保护机制研究进展

      2024, 64(5):1402-1416. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230730

      摘要 (311) HTML (156) PDF 849.64 K (444) 评论 (0) 收藏

      摘要:摄取足量益生菌有助于维持肠道微生物群落的稳态,对维持人体肠道健康具有重要意义。然而,在工业化应用中,益生菌抗逆能力较弱且对储存条件要求高,导致益生菌产品对运输和活性维持条件要求较高,这些产业需求对高活力益生菌的制备工艺提出了挑战。干燥处理常应用于保持益生菌活性和稳定性,其中冷冻干燥技术应用最广泛,但冻干过程中益生菌会受到各类环境压力的刺激,引起细胞损伤甚至死亡。因此,可以显著提高益生菌存活率的冻干保护剂成为目前益生菌工业应用的研究热点。本文从益生菌常用及新发现的冻干保护剂种类及其作用机制进行了系统归纳,对菌株冻干后细胞存活率的影响因素进行全面综述,并对冻干保护剂研究方向进行了展望,旨在为高活力益生菌冻干菌粉的研制提供理论支持。

    • >研究报告
    • 鹤山地区健康和失管茶园土壤真菌群落结构差异及其驱动因子分析

      2024, 64(5):1417-1435. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230579

      摘要 (139) HTML (171) PDF 1.56 M (463) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】以鹤山红茶产地生态系统为研究对象,探究健康和失管茶园中土壤真菌群落结构的差异以及土壤理化性质对真菌群落结构的影响。【方法】在鹤山地区健康茶园和管理不善的失管茶园中采集了49份根围土壤样品,采用高通量测序技术分析茶树根围土壤真菌的群落组成;利用冗余分析研究土壤理化性质对真菌群落结构的影响;进一步通过wilcoxon秩和检验法分析健康和失管茶园中差异的真菌类群;通过FUNGuild软件对土壤真菌的功能类群进行预测。【结果】研究发现担子菌门、被孢霉门和子囊菌门是茶树根围土壤的优势门;失管茶园中担子菌门的相对丰度显著升高,而被孢霉门则显著降低;根围土壤真菌的丰富度指数、Chao1指数和ACE指数显著低于健康茶园。研究发现总氮、总磷、有效磷、有机质和水解性氮是真菌β多样性差异的主要环境驱动因子;pH、总磷、交换性镁、交换性钙、有效磷和有效钾等与真菌类群间存在显著的相关性。健康和失管茶园中共有的核心操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)是10个,失管茶园中核心类群的相对丰度降低,而中间类群和稀有类群的相对丰度则增加。健康茶园根围土壤核心OTUs中出现了茶轮斑病菌茶拟盘多毛孢和国槐根腐病菌角化可塑镰孢菌(Fusarium keratoplasticum),失管茶园根围土壤核心OTUs中生防菌螺旋木霉(Trichoderma spirale)、深绿木霉(T. atroviride)的丰度显著较高。失管茶园中病原营养型、病原-腐生-共生过渡型和共生营养型真菌的相对丰度明显增加;而腐生-共生过渡型的真菌则显著降低。【结论】本研究揭示了鹤山地区茶园管理方式与真菌群落结构和土壤理化性质间的关系,为鹤山红茶的病害防治及生防菌筛选指明了方向。

    • 可代谢半乳糖嗜热链球菌的诱变选育及其在发酵乳生产中的应用

      2024, 64(5):1436-1454. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230619

      摘要 (185) HTML (101) PDF 1.44 M (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)作为酸奶、奶酪等发酵乳制品的常用发酵剂,在乳品工业中应用广泛。大多数嗜热链球菌为半乳糖阴性(Gal-)菌株,不能代谢半乳糖而将其排出到胞外,导致发酵乳中半乳糖含量增加。因此可通过化学诱变的方法处理嗜热链球菌,使其可代谢半乳糖,开发一种低半乳糖含量的发酵乳。【方法】利用亚硝基胍(nitrosoguanidine, NTG)对嗜热链球菌IMAU80846进行诱变处理,测定野生株嗜热链球菌IMAU80846与突变株β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)、半乳糖激酶(galactokinase, GalK)、丙酮酸激酶(pyruvate kinase, PK)和葡萄糖激酶(glucokinase, GK)活性,分析编码这些酶的氨基酸序列,得到一株可代谢半乳糖的嗜热链球菌IMAU80846Y,同时对突变株进行全基因组测序,并检测野生株和突变株发酵乳中乳酸、乳糖、半乳糖和葡萄糖的含量,最后将野生株和突变株分别与德氏乳杆菌保加利亚亚种IMAU20450进行复配发酵,测定两组发酵乳在发酵与贮藏期间的发酵特性,制备一款低半乳糖含量的发酵乳。【结果】突变株嗜热链球菌IMAU80846Y的β-Gal、GalK活性高于野生株,PK和GK活性低于野生株,氨基酸序列与全基因组测序结果表明突变株与糖代谢有关基因发生突变,HPLC检测结果表明突变株发酵乳中乳糖、半乳糖的含量均低于野生株,而乳酸、葡萄糖的含量高于野生株。发酵特性的分析结果表明,与野生株复配组相比,突变株复配组发酵乳具有良好的滴定酸度、活菌数、黏度以及持水力。【结论】嗜热链球菌IMAU80846经NTG诱变后,菌株代谢半乳糖的能力发生了变化,利用该突变株可生产一款低半乳糖含量的发酵乳。

    • 凡纳滨对虾生物絮团养殖系统中不同生境细菌群落特征

      2024, 64(5):1455-1468. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230674

      摘要 (107) HTML (133) PDF 1.23 M (248) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】凡纳滨对虾生物絮团养殖系统(biofloc-based culture system, BFS)是一种基于培育和调控微生物群落的新型生态养殖模式。然而,目前对于BFS在不同生境中的微生物群落特征及其构建过程还不清楚。【方法】采用16S rRNA基因测序技术探究BFS在3种不同生境(水体、絮团和对虾肠道)的细菌群落组成;通过溯源分析和中性模型等方法,探究不同生境细菌群落的特征及其构建过程。【结果】3种生境的微生物群落多样性和组成具有显著性差异,絮团和对虾肠道的群落结构和组成最为相似,溯源结果显示对虾肠道有98.76%的细菌类群来自絮团,仅有0.83%的细菌类群来自水体;3种生境共有的细菌主要为鲁杰氏菌(Ruegeria),在水体、絮团和对虾肠道中的丰度分别为1.72%、7.34%和6.00%,水体中特有的扩增子变异序列(amplicon sequence variants, ASV)数量为89个,主要属于海茎状菌(Maricaulis)和欧文威克斯菌(Owenweeksia),絮团中有56个,主要为莱茵海默氏菌(Rheinheimera),而对虾肠道中仅有10个,主要属于玫瑰杆菌(Roseobacter);中性模型结果表明,水体、絮团和对虾肠道细菌群落构建均符合中性模型,表明3种生境中细菌群落构建均受中性过程主导。【结论】在BFS系统中,不同生境的微生物群落具有显著差异,对虾肠道细菌主要来自生物絮团,而3种生境的细菌群落构建过程由中性过程主导。这些结果为调控生物絮团养殖系统中微生物群落提供了理论依据。

    • 牛支原体LRR5蛋白原核表达及其在牛支原体入侵宿主细胞过程中的作用分析

      2024, 64(5):1469-1482. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230688

      摘要 (72) HTML (121) PDF 1.29 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:致病性支原体具有入侵宿主细胞的能力,这是其发挥致病作用的关键。介导支原体入侵宿主细胞的自身功能蛋白可能是一种潜在的药物或疫苗靶标。【目的】克隆表达牛支原体(Mycoplasmabovis) MBOVPG45_0564基因编码蛋白(命名为LRR5蛋白),并探究其在M. bovis入侵宿主细胞过程中的作用。【方法】利用NCBI数据库对MBOVPG45_0564基因进行同源性分析,用Discovery Studio Client系统对LRR5蛋白进行蛋白结构预测;原核表达LRR5蛋白并制备其小鼠多克隆抗体,利用免疫电镜对LRR5蛋白进行亚细胞定位;通过平板计数、激光共聚焦显微镜观察LRR5抗体封闭后M. bovis对胎牛肺(embryonic bovine lung, EBL)细胞入侵率的变化;将LRR5蛋白偶联至荧光微球表面后,以激光共聚焦显微镜及高内涵活细胞成像系统观察微球进入EBL细胞情况。【结果】MBOVPG45_0564基因在牛支原体属中为保守基因,其编码蛋白LRR5为膜相关蛋白,空间构象呈典型的月牙状,多个重复的亮氨酸基序以超螺旋方式组装并形成螺线管蛋白质结构单元。LRR5抗体封闭后,M. bovis对EBL细胞的入侵率显著降低(P<0.05),荧光微球偶联LRR5蛋白后,荧光微球可成功进入EBL细胞。【结论】MBOVPG45_0564基因编码的LRR5蛋白定位在M. bovis膜上,在M. bovis入侵宿主细胞过程中发挥着重要作用。

    • 一株马冠状病毒的分离鉴定及遗传演化分析

      2024, 64(5):1483-1493. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230693

      摘要 (106) HTML (205) PDF 1.41 M (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:马冠状病毒病是由马冠状病毒(equine coronavirus, ECoV)引起的一种马新发胃肠道病毒病,成年马感染后主要出现发烧、腹痛和腹泻等症状。1975年,马冠状病毒感染首次在美国出现,此后在多个国家和地区均有流行,此前我国仅从山东腹泻驴的小肠样品中分离得到了一株重组马冠状病毒。【目的】了解ECoV中国毒株的基因组成、亲缘关系以及生物学特性,可以为我国ECoV流行现状和遗传演化趋势提供依据,为ECoV防控产品的研发提供材料。【方法】对湖北省武汉市黄陂区腹泻马匹的粪便样品进行RT-PCR检测,对检测阳性样品进行病毒分离,并利用靶向ECoV S1蛋白的单克隆抗体通过间接免疫荧光试验(indirect immunofluorescence assay, IFA)对分离的病毒进行验证。根据ECoV-JL株全基因组测序结果,对全基因组、N基因和NS2基因进行了基因组系统发育分析和同源性比较。【结果】成功分离到一株ECoV,并命名为ECoV-JL。透射电镜(transmission electron microscopy, TEM)观察分离到的病毒颗粒呈球状,且具有囊膜和冠状病毒典型的纤突结构。该分离株感染HRT-18细胞72 h后病毒滴度可到达峰值,半数组织培养感染剂量(tissue culture infectious dose 50%, TCID50)约为106.16 TCID50/mL。ECoV-JL毒株可以在人回盲肠癌(human ileocecal cancer-18, HRT-18)细胞、人结直肠腺癌(human colorectal adenocarcinoma-2, Caco-2)细胞和人肝癌(human liver cancer cells, Huh7)细胞上稳定传代。ECoV-JL株与GenBank中现有的ECoV全基因组序列相似性为97.9%-99.0%,系统发育分析发现ECoV-JL株属于单独的演化分支,与其他毒株的亲缘关系较远,说明ECoV-JL株可能是重组变异而来,其中NS2基因突变较多,NS2基因编码的差异是造成ECoV-JL株与其他毒株同源性较差的主要原因。【结论】本研究从腹泻马的粪便样品中成功分离并鉴定了一株ECoV,将其命名为ECoV-JL株,对该毒株生物学特性和亲缘关系的研究反映了湖北地区流行毒株的特点,为我国ECoV流行现状和演化趋势提供重要依据。

    • 来源于超嗜热古菌雅氏火球菌(Pyrococcus yayanosii)CH1耐热耐压脯肽酶的酶学性质研究

      2024, 64(5):1494-1505. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230697

      摘要 (81) HTML (88) PDF 999.89 K (229) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】脯肽酶是一种能从二肽(Xaa-Pro)的C末端水解脯氨酸或羟脯氨酸残基的肽酶。对深海来源的雅氏火球菌(Pyrococcus yayanosii) CH1基因组中PYCH_07700基因编码的蛋白Pyprol的体外酶学性质进行研究,以期发现新型脯肽酶。【方法】在小宝岛热球菌(Thermococcus kodakarensis) TS559中异源表达Pyprol。使用二肽Met-Pro作为底物,检测重组蛋白的脯肽酶活性。【结果】Pyprol的最适温度为100 ℃,最适pH为6.0。Pyprol在与Co2+结合时活性最高,最适的金属离子浓度为1.2 mmol/L。与P. furiosus来源的脯肽酶Pfprol相比,Pyprol在更宽的pH范围具有活性,并且能够耐受更高浓度的金属离子。Pyprol是耐压蛋白,最适静水压为40 MPa。与常压条件下相比,40 MPa下,Pyprol在40、70和100 ℃均有更高的活性。【结论】来源于深海热液喷口的严格嗜压的超嗜热古菌P. yayanosii CH1的新型脯肽酶Pyprol具有热稳定和耐压特性。

    • 低温下阻遏蛋白MogR对单增李斯特菌鞭毛形成的影响

      2024, 64(5):1506-1520. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230709

      摘要 (74) HTML (92) PDF 1.21 M (200) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】单核细胞增生李斯特菌(简称单增李斯特菌) (Listeria monocytogenes, Lm)是食源性病原菌,可以引发李斯特菌病(listeriosis)。Lm能在低温下生长,对冷藏食品的安全构成严重威胁,并对人类健康造成潜在的危害。Lm能低温生长与抑制鞭毛基因表达以减少鞭毛的合成有关。MogR是Lm鞭毛基因转录的阻遏蛋白,在机体里或37 ℃环境下具有阻遏作用,Lm不产生鞭毛;然而,当Lm处于20-0 ℃时MogR无阻遏作用,Lm产生鞭毛。我们研究发现在4 ℃生长条件下Lm鞭毛合成减少,但具体的分子机制尚未明确。本文探究在4 ℃下Lm鞭毛合成少与MogR起阻遏作用的关系。【方法】以Lm ATCC 19115为亲本株,分别构建了MogR和鞭毛丝蛋白FlaA的缺失株ΔmogR和ΔflaA (作为无鞭毛对照株)及其回补株cΔmogR和cΔflaA,测定了菌株在4、28、37 ℃时的运动性、鞭毛产生情况和鞭毛基因表达量,并对所构建的菌株进行了4、28、37 ℃时生长曲线的测定。【结果】在4 ℃时,mogR缺失后,菌株运动性显著强于亲本株(P<0.01),鞭毛合成量显著多于亲本株(P<0.001),鞭毛基因转录水平显著高于亲本株(P<0.001);缺失株ΔmogR的生长能力显著弱于亲本株(P<0.05)。回补株cΔmogR的运动能力、鞭毛合成量和鞭毛基因转录水平与亲本株相比,无显著性差异。【结论】在4 ℃时,Lm鞭毛产量少与MogR对鞭毛基因起转录抑制作用有关,低温条件下Lm能生长繁殖与MogR对鞭毛基因表达的抑制作用有关。本研究结果为揭示Lm低温生长机制提供了新的信息。

    • 植物叶际好氧反硝化细菌的筛选及其脱氮性能研究

      2024, 64(5):1521-1537. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230716

      摘要 (118) HTML (137) PDF 1.04 M (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】探索叶际微生物协同植物削减大气氮氧化物的机制,了解叶际可培养好氧反硝化细菌的存在及多样性,获得高效的叶际好氧反硝化细菌资源。【方法】采用富集培养结合格里斯试剂检测、溴百里酚蓝(bromothymol blue, BTB)培养基筛选的方法从景观植物叶际分离筛选好氧反硝化细菌,对好氧反硝化细菌的16S rRNA基因序列进行系统发育分析,并选取其中一株高效好氧反硝化细菌进行脱氮性能研究。【结果】从6种景观植物石楠、女贞、木樨、樟树、卫矛冬青、荷花玉兰的叶际中分离到好氧反硝化细菌13株,经16S rRNA基因序列分析发现,13株细菌分别属于4门7科7属,其中4株为肠杆菌属(Enterobacter),3株为无色杆菌属(Achromobacter),2株为假单胞菌属(Pseudomonas),其余4株分别属于鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、微杆菌属(Microbacterium)和假节杆菌属(Pseudarthrobacter)。定量分析发现菌株SF的反硝化效果较好。通过单因素试验和响应面设计试验,对菌株SF的脱氮性能进行了一系列研究,探究了碳源、温度、初始pH、碳氮比和转速等因素对菌株SF脱氮效果的影响。结果表明,菌株SF的最佳脱氮条件:碳源为葡萄糖,初始pH值为7.5,碳氮比为9.7,转速180 r/min,温度为33.5 ℃。在此条件下,当初始硝酸盐浓度为361 mg/L时,72 h总氮去除率可达到93.3%。【结论】景观植物叶际中存在较多种类的可培养好氧反硝化细菌,丰富了叶际氮循环相关微生物的类型,为探索叶际微生物协同削减大气氮氧化物的机制奠定了基础。通过高效脱氮菌株的筛选,为进一步应用微生物协同植物削减空气氮氧化物污染提供了候选菌株。

    • 凝结芽孢杆菌磷酸盐响应启动子的研究

      2024, 64(5):1538-1549. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230720

      摘要 (88) HTML (131) PDF 569.16 K (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:耐热凝结芽孢杆菌因其对营养要求简单、发酵产物浓度高以及耐高温等特点,已成为乳酸发酵的主要菌种。在前期的研究中,我们发现磷酸盐可以激活凝结芽孢杆菌l-乳酸脱氢酶基因的转录,从而提高乳酸产量。然而,磷酸盐如何激活乳酸脱氢酶的基因表达,目前还不清楚,也未有类似的研究报道。【目的】对凝结芽孢杆菌响应磷酸盐的调控机制进行研究。【方法】通过RT-PCR分析磷酸盐添加时凝结芽孢杆菌乳酸脱氢酶转录水平变化,确定响应磷酸盐的关键元件区域,进一步通过分子生物学手段,分析凝结芽孢杆菌响应磷酸盐的关键基因片段。【结果】确定了响应磷酸盐的关键元件位于乳酸脱氢酶基因上游启动子区,解析了响应磷酸盐的l-乳酸脱氢酶启动子核心区,利用该启动子及核心区能够有效驱动外源d-乳酸脱氢酶基因的表达,实现在凝结芽孢杆菌中d-乳酸的合成。【结论】本研究有望获得一种新的响应磷酸盐的调控元件,为提高其他生物化学品的合成效率改造提供参考。

    • 不同盐渍化生境野生乌拉尔甘草土壤细菌群落结构及功能预测分析

      2024, 64(5):1550-1566. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230724

      摘要 (108) HTML (98) PDF 1.05 M (247) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】探究典型盐生药用植物野生乌拉尔甘草在不同盐渍化生境下土壤细菌群落多样性、组成和功能特征,有助于建立土壤盐分与甘草生长发育、药材品质形成相关的微生物组之间的联系,对栽培甘草药材品质提高具有重要意义。【方法】从野生乌拉尔甘草的6个主分布区采集原生境土壤,采用高通量测序技术比较非盐渍(un-salinization, US)、轻度盐渍(light salinization, LS)、中度盐渍(moderate salinization, MS)以及重度盐渍(heavy salinization, HS)生境中土壤细菌群落多样性、组成及功能的差异,并挖掘不同生境中优势细菌。【结果】野生乌拉尔甘草原生境土壤细菌群落丰富度和多样性在轻度盐渍(LS)组和中度盐渍(MS)组中明显高于非盐渍(US)组、重度盐渍(HS)组,且重度盐渍(HS)组最低。主成分分析(principal component analysis, PCA)表明不同盐渍程度组间的野生乌拉尔甘草土壤细菌群落组成和功能具有显著差异(P<0.05);冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,土壤盐分(total salt, TS)既是影响原生境土壤细菌群落组成也是影响群落功能的重要因子。属水平,非盐渍(US)组和轻度盐渍(LS)组中的显著优势细菌相同,均为植物有益菌,包括类诺卡氏菌属(Nocardioides)、链霉菌属(Streptomyces)、栖大理石菌属(Marmoricola);重度盐渍(MS)组中显著优势属既包括有益菌未鉴定_酸杆菌属(unidentified_Acidobacteria),也包括嗜盐菌盐单胞菌属(Halomonas)、海杆菌属(Marinobacter);重度盐渍(HS)组中显著优势细菌以嗜盐菌或耐盐菌为主,包括盐单胞菌属(Halomonas)、海杆菌属(Marinobacter)、楚帕氏菌属(Truepera)、别样矿生菌属(Aliifodinibius)、盐坑微菌属(Salinimicrobium)和需盐杆菌属(Salegentibacter)。PICRUSt功能预测分析强调非盐渍(US)组、轻度盐渍(LS)组和中度盐渍(MS)组中的土壤细菌群落与植物互作方面的潜力,表明非盐渍、轻度盐渍和中度盐渍生境中的有益菌对野生乌拉尔甘草生长发育、品质形成具有重要影响。PICRUSt功能预测同时也强调了重度盐渍(HS)组在自我修复适应高盐环境以及参与野生乌拉尔甘草耐盐性提高方面具有潜能,表明重度盐渍生境中的嗜盐菌和耐盐菌对乌拉尔甘草抗盐能力具有重要作用。中度盐渍生境兼具以上二者优势菌群的特征,是值得关注的类型。【结论】野生乌拉尔甘草土壤细菌群落多样性和丰富度在轻度盐渍和中度盐渍生境中明显高于非盐渍和重度盐渍生境;细菌群落的组成和功能在非盐渍和轻度盐渍生境中具有相似性,并与重度盐渍生境存在显著差异,中度盐渍生境兼具以上二者的特征。

    • 基于双质粒拯救系统的新城疫病毒LaSota株的拯救

      2024, 64(5):1567-1579. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230736

      摘要 (68) HTML (72) PDF 748.78 K (308) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统新城疫病毒(newcastle disease virus, NDV)的拯救系统包括一个cDNA克隆质粒和分别表达NDV的核衣壳蛋白(NP)、磷蛋白(P)、聚合酶蛋白(L)的3个辅助质粒,且必须满足4个质粒同时转染进入同一个宿主细胞才能完成病毒的组装,效率相对低下。【目的】提高NDV的拯救效率,并建立双质粒高效拯救系统。【方法】将NP、P、L基因表达盒串联克隆至真核表达载体pCI中,构建为可同时表达NP、P、L蛋白的单辅助质粒PCI-NPL;同时,采用分段克隆再拼接的方式,将NDV LaSota株基因组cDNA克隆于真核表达质粒pCI的CMV启动子下游,并分别在P和M基因中插入报告基因增强型绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein, EGFP)、5'端引入锤头状核酶序列、3'端引入丁型肝炎病毒核酶序列,构成全基因组转录质粒pCI-LaSota-EGFP;以pCI-LaSota-EGFP和pCI-NPL组成病毒拯救系统共转染至BHK-21细胞,拯救获得重组子代病毒rLaSota-EGFP,并进行系列生物学特性鉴定。【结果】经RT-PCR、荧光显微镜观察、Western blotting、生长特性测定等系列鉴定,证明rLaSota-EGFP构建正确,成功拯救获得了重组病毒rLaSota-EGFP,且与野生型(wild-type, WT) LaSota具有相似的生物学特性。【结论】基于CMV启动子的NDV双质粒新型拯救系统构建成功,为重组NDV及其他副黏病毒的高效拯救奠定了基础。

    • 小麦赤霉病拮抗菌JB7的拮抗活性及鉴定

      2024, 64(5):1580-1592. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230753

      摘要 (117) HTML (113) PDF 1.00 M (228) 评论 (0) 收藏

      摘要:由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum, Fg)引起的赤霉病是限制小麦生产的主要病害之一。生物防治是一种高效且可持续的防治方法。【目的】从小麦种子内筛选具有抑制禾谷镰刀菌的菌株并对其生防潜力进行评估,为小麦赤霉病生防制剂的开发与利用提供菌种资源及理论支撑。【方法】采用平板对峙、孢子萌发法和无菌上清液抑菌试验筛选小麦种子内对禾谷镰刀菌具有拮抗活性的内生菌株;利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和共聚焦扫描电镜(confocal laser scanning microscope, CLSM)观察并分析无菌上清液对Fg的分生孢子形态、膜完整性以及胞内活性氧的影响;通过盆栽试验验证内生菌对小麦赤霉病的生防效果;应用二代Illumina HiSeq测序平台进行全基因组测序。【结果】从小麦种子中分离出一株高效抑制Fg生长的内生菌株JB7,其衰亡期无菌上清液对Fg孢子萌发抑制率高达85.23%。菌株JB7的无菌上清液使Fg孢子表面凹陷,破坏其细胞膜,造成核酸和蛋白质的渗漏,诱导Fg菌丝活性氧的累积,引起Fg菌丝可溶性蛋白和丙二醛含量的显著升高。该菌株具有分泌蛋白酶、纤维素酶、葡聚糖酶和产铁载体的能力。盆栽试验表明菌株JB7能显著降低小麦赤霉病的病情指数(P<0.05)。经全基因组学鉴定为甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus) JB7,该菌株基因组中含有12个抑菌功能的次级代谢产物合成基因簇。【结论】菌株JB7能抑制禾谷镰刀菌的生长,对小麦赤霉病有较强的防效,可作为生物防治小麦赤霉病的候选菌株。

    • 一株糖降解噬糖菌FZY0027的多糖水解活性及基因组分析

      2024, 64(5):1593-1606. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230764

      摘要 (86) HTML (113) PDF 1.40 M (259) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】潮间带海水中分离获得一株具有水解多糖能力的菌株FZY0027,分析其对不同多糖的水解能力和基因组特征。【方法】通过形态观察、16S rRNA基因测序和基于Illumina NovaSeq和OxfordNanopore PromethION测序技术全基因组测序对菌株FZY0027进行鉴定。使用dbCAN、EasyCGTree、BRIG和Easyfig等生物信息学软件将菌株FZY0027和降解糖噬糖菌(Saccharophagus degradans) 2-40T进行比较。使用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid, DNS)法测定多糖水解活性。【结果】菌株FZY0027与S. degradans 2-40T的16S rRNA基因序列相似度达到99.9%,初步鉴定为降解糖噬糖菌(S. degradans) FZY0027。该菌株在水解淀粉、木聚糖和甘露聚糖时产生的还原糖浓度最高,分别为2.28、1.75和1.10 mg/mL。菌株FZY0027基因组全长5 178 381 bp,共编码4 156个基因,G+C含量为45.8%。菌株FZY0027与S. degradans 2-40T的平均核苷酸一致性(average nucleotide identity, ANI)、平均氨基酸一致性(average amino acid identity, AAI)和DNA-DNA分子杂交(digital DNA-DNA hybridization, dDDH)值分别为96.5%、96.7%和70.0%。经碳水化合物活性酶数据库注释获得303个基因,其中,菌株FZY0027和S. degradans 2-40T分别有糖苷水解酶(glycoside hydrolases, GHs)结构域的基因137个和130个。菌株FZY0027具有多个参与淀粉、木聚糖等多糖水解的基因,这与菌株FZY0027对淀粉和木聚糖的水解能力强的结果一致。然而,与S. degradans 2-40T相比,菌株FZY0027在实验条件下只能水解少数多糖,这可能需要特定的诱导条件才能充分发挥其多糖水解能力。【结论】菌株FZY0027是一株多能型多糖水解菌,具有潜在开发价值。

    • BtBar基因转化对水稻不同组织生态位微生物群落组成及潜在功能影响

      2024, 64(5):1607-1625. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230770

      摘要 (59) HTML (114) PDF 1.91 M (242) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】转Bt基因和Bar基因植物的微生态效应是环境安全评价的重要因素,但关于Bt基因和Bar基因转化引起的水稻基因型改变对水稻不同组织生态位微生物群落组成和潜在功能的影响还无系统研究。【方法】以转Bt基因和Bar基因水稻T1C-1及其亲本对照Minghui63为研究对象,基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS高通量测序技术,分析抽穗期T1C-1和Minghui63根际土壤微生物以及根、茎、叶内生菌的群落结构和潜在功能。【结果】细菌和真菌群落多样性在水稻不同组织生态位之间发生显著变化,地下部分组织生态位(根际土壤和根系)微生物多样性显著高于地上部分(叶和茎)。T1C-1显著影响叶片内生真菌的香农指数和辛普森指数,而对茎和根的内生菌以及根际土壤微生物多样性无显著影响。叶片内生真菌曲霉菌属(Aspergillus)和篮状菌属(Talaromyces)相对丰度在T1C-1显著增加,推测其参与碳素代谢、能量代谢和转录作用酶合成等过程。T1C-1和Minghui63微生物群落关联网络分析表明,T1C-1的平均聚类系数和平均度显著高于Minghui63,因而T1C-1提高了相关微生物群落网络复杂程度。通过重建未观测状态对群落进行系统发育研究(phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states, PICRUSt2),对叶片内生真菌功能酶基因进行功能预测,相对于Minghui63,T1C-1显著改变了碳素代谢、脂类代谢和能量代谢等途径。【结论】相较于根际土壤,叶片内生真菌的群落组成和潜在功能对T1C-1更敏感。尽管如此,T1C-1并未导致叶片内生真菌的多样性指数降低。为了更准确地评估转基因植物的微生态效应,我们需要加强对不同组织生态位内生菌多样性的关注。

    • 葡萄生单轴霉菌围可培养微生物多样性及潜在生防菌研究

      2024, 64(5):1626-1640. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230776

      摘要 (92) HTML (115) PDF 994.10 K (232) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】揭示葡萄生单轴霉(Plasmoparaviticola)菌围可培养细菌和真菌的多样性特征,筛选对葡萄霜霉病有较强稳定防治效果的生防菌。【方法】连续两年从我国南北方具有代表性的7个葡萄产区采集葡萄霜霉病叶,镊子夹取经保湿培养获得的新鲜霉层并配制孢子囊悬浮液,采用传统分离培养法,结合形态分类、BOX-PCR指纹图谱分析以及分子鉴定结果,对葡萄生单轴霉菌围的可培养细菌和真菌进行聚类分析;采用菌株及其发酵液与病原菌孢子囊悬浮液等体积混合培养测定其对孢子囊的抑制作用,离体叶片接种法检测该菌株及其发酵液对霜霉病的防治效果。【结果】分离获得了90株细菌和110株真菌,分别归属于8个细菌属和14个真菌属,且相同地区不同葡萄品种葡萄生单轴霉菌围的细菌和真菌在同年处于同一分支。假单胞菌属(Pseudomonas)和枝孢属(Cladosporium)稳定存在于各地区不同品种葡萄霜霉病叶上葡萄生单轴霉菌围;在两年间稳定存在的菌株占比多数在80.0%以上且均具有较高的生防作用;其中,广泛分布的6株枝顶孢属(Acremonium)真菌对葡萄霜霉病的防治效果均较好,最高可达100.0%;防治效果较高的11个菌株的无菌发酵液中,黑曲霉(Aspergillusniger) NX2F、苋楔孢黑粉菌(Thecaphora amaranthi) BJ1G和匍枝根霉(Rhizopus stolonifer) BM1L的无菌发酵液防治效果均为100.0%。【结论】葡萄生单轴霉菌围的可培养细菌和真菌群落主要受地区因素影响,有较高的稳定性和生防作用,揭示了枝顶孢属真菌在我国葡萄主要产区葡萄生单轴霉菌围附生的普遍性,为葡萄霜霉病的防治提供了丰富和宝贵的资源。

    • 阿拉伯海假交替单胞菌N1230-9两个甲基受体趋化蛋白的功能鉴定

      2024, 64(5):1641-1653. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230782

      摘要 (62) HTML (76) PDF 878.13 K (221) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】作为海洋中的特有及优势种群,假交替单胞菌(Pseudoalteromonas)普遍拥有多个甲基受体趋化蛋白(methyl-accepting chemotaxis protein, MCP),探究这些趋化受体的功能。【方法】以太平洋表层海水来源的一株阿拉伯海假交替单胞菌(Pseudoalteromonas arabiensis) N1230-9为研究对象,利用软琼脂平板法测试该菌株对23种碳源的趋化能力,继而利用同源重组策略构建2个含sCache结构域MCP编码基因(woc28264woc27036)缺失突变体,并分析突变体对10种碳源的趋化能力。【结果】菌株N1230-9对海藻糖、麦芽糖、蔗糖、N-乙酰氨基葡萄糖、l-苹果酸、乙酸钠、丙酸钠、丙酮酸钠、柠檬酸和琥珀酸10种碳源具有趋化能力。WOC28264是l-苹果酸和蔗糖的特异性趋化受体,WOC27036则是柠檬酸和琥珀酸的特异性趋化受体。此外,WOC28264和WOC27036还均是N-乙酰氨基葡萄糖和海藻糖的趋化受体。【结论】WOC28264和WOC27036存在重叠的碳源效应物。

    • 树兰原球茎内生细菌群落多样性及功能分析

      2024, 64(5):1654-1667. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230806

      摘要 (81) HTML (106) PDF 1018.29 K (201) 评论 (0) 收藏

      摘要:【目的】通过分析树兰原球茎内生细菌群落组成、多样性特征和促生功能,探究树兰种子萌发相关的核心细菌类群及生物学功能。【方法】以树兰原球茎(树兰种子在树皮基质上共生萌发、在树叶基质上共生萌发、在MS1培养基上非共生萌发)和共生萌发基质(松树皮、腐熟树叶)共5个样本为研究材料,采用高通量测序技术分析不同萌发条件下原球茎内生细菌的16S rRNA基因多样性,比较分析细菌群落多样性和物种组成特征,通过传统的内生细菌分离方法获得共生萌发原球茎内生细菌菌株,并进行促生潜力评价。【结果】从5个研究样本中共获得2 735个可操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU),属于41门453科876属,其中变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)为优势门。主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)结果表明,树兰原球茎与萌发基质细菌群落结构存在差异,非共生萌发原球茎与在树皮基质上共生萌发原球茎内生细菌群落结构最为接近。功能预测表明,在树叶基质上共生萌发的原球茎内生细菌固氮功能显著高于其他萌发条件。通过分离培养,共获得内生细菌19株,分属12属16种,其中鞭毛膨胀芽孢杆菌(Tumebacillus flagellatus)、Bradyrhizobium cenepequi和人参腐殖土魏茨曼氏菌(Weizmannia ginsengihumi)为共生萌发原球茎共有种;韩国假单胞菌(Pseudomonaskoreensis)和 W. ginsengihumi兼具有溶磷、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)和铁载体的潜在能力。【结论】在不同环境中萌发的树兰原球茎均有丰富的内生细菌群落定殖;从共生萌发原球茎中分离的内生细菌具有固氮、溶磷、产IAA和铁载体等促生功能。本研究为兰科植物种子萌发相关微生物资源挖掘及兰科植物与微生物互作研究提供科学依据。

    • >技术与方法
    • 基于数值鉴定法的肠杆菌科生化试剂盒的研制及效果评价

      2024, 64(5):1668-1682. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20230701

      摘要 (107) HTML (80) PDF 975.68 K (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】肠杆菌科细菌是食源性和临床感染的主要病原菌,对人类和动物健康有重要影响,以API 20E为“金标准”的数值鉴定法是其主要的鉴定方法之一,但现有的数值鉴定方法存在手工单个加样或/和准确率低、价格贵的问题。【目的】研制出半自动化、准确性高及价格低的肠杆菌科细菌数值鉴定生化试剂盒。【方法】在本团队前期建立的肠杆菌科数值鉴定系统理论模型与配套软件的基础上,设计并优化筛选出的24种生化基质微量化配方,在此基础上,研制半自动冻干鉴定条;以现行商品化的数值鉴定条API 20E、MALDI-TOF MS及16S rRNA基因测序为对照,对研制的集半自动生化鉴定条与在线分析软件于一体的生化试剂盒进行效果评价。【结果】共获得458株肠杆菌科细菌的生化谱,在属水平总体鉴定准确率达到98.5%,在种水平总体鉴定准确率达到96.5%;仅需两次加样即可获得鉴定结果,且价格仅为API 20E的4.46%;产品保质期为7 d,生化试验具有稳定可重复性。【结论】本研究研制出的半自动化肠杆菌科细菌数值鉴定生化试剂盒简便经济、准确率高,为肠杆菌科细菌的鉴定提供技术支撑,并为其他科属细菌的数值鉴定生化产品的开发提供技术指引。

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