2025, 65(3):871-882. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240665 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240665
摘要:中国传统白酒被分为浓香、清香、酱香以及兼香等多种香型,因其发酵原料、发酵剂、发酵容器、发酵工艺和地理环境等不同,造就了不同香型白酒独特且复杂的窖池微生物群落。乳酸菌作为酿酒复杂微生物系统的核心菌群之一,其代谢产物乳酸及其衍生物是浓香型白酒中重要的风味物质,对酒体的香气和味道具有重要作用。目前,对浓香型白酒酿造中乳酸菌的研究相对比较分散,不够系统。本文结合作者的工作,综述了浓香型白酒酿造中关于乳酸菌的研究进展,包括利用传统微生物学手段在浓香型白酒酿造过程中对乳酸菌进行分离筛选,以及利用现代微生物学研究手段深入探究乳酸菌在浓香型白酒酿造中的作用。将传统微生物学研究手段与现代微生物学研究手段结合起来,对浓香型白酒中的乳酸菌进行以菌种实物为基础的系统、深入研究,可为深入理解浓香型白酒酿造过程中乳酸菌的作用,进而强化或优化浓香型白酒酿造过程提供参考。
2025, 65(3):883-897. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240635 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240635
摘要:猪链球菌(Streptococcus suis)是猪的重要致病菌,能够引发猪的脑膜炎、败血症、关节炎等多种疾病,给养猪业带来严重的经济损失。此外,该菌也能感染人类,导致疾病甚至死亡,是重要的人兽共患病原菌。因此,建立准确、快速、灵敏且简便的检测技术对于猪链球菌病的防控至关重要。目前,国内外已开发出多种猪链球菌检测技术,包括传统的微生物学、分子生物学、免疫学方法,以及基于纳米材料的免疫传感器、CRISPR-Cas12a系统、基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱等新型检测技术。本综述概述了上述技术的原理、应用及其优缺点,并探讨了猪链球菌检测技术未来的发展方向,旨在为猪链球菌病的防控提供重要参考。
2025, 65(3):898-915. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240586 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240586
摘要:蜜蜂(Apis mellifera)是全球范围内至关重要的授粉昆虫,同时也是研究发育与行为模式的重要生物模型,兼具显著的经济、生态及科研价值。蜜蜂肠道微生物,作为其生存的“共生体”,借助社会行为互动传播,对蜜蜂的发育与健康发挥着关键作用。这些微生物不仅助力蜜蜂消化吸收营养物质,还能有效抵御病原体侵袭,增强宿主免疫力。近年来,蜜蜂已成为肠道微生物研究的热门模型。科研人员不仅深入分析了蜜蜂肠道微生物群的组成与功能,还积极探索了菌株的多样性与特定功能。本文综述了蜜蜂肠道微生物群的时空动态变化特性、影响微生物群落结构的因素、微生物群对蜜蜂生物学特性及健康的影响,以及微生物的功能性应用,旨在为蜜蜂肠道微生物的研究与实践应用提供有价值的参考。
2025, 65(3):916-938. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240640 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240640
摘要:莽草酸(shikimic acid, SA)是一种重要的天然化合物,在生物体内具有抗病毒、抗血栓、镇痛、抑菌、抑制恶性肿瘤等多重功能,广泛应用于医药、化妆品、食品和农业等领域,因此被视为是极具潜力的生物分子。作为芳香族化合物的前体,莽草酸在生物体内的代谢途径中起着重要作用。传统的莽草酸生产方式主要依赖于从植物(如八角茴香)中提取或通过化学合成,这些方法不仅成本高、效率低,还对环境造成负担。随着合成生物学和代谢工程技术的不断进步,利用生物代谢工程技术生产莽草酸因其更高的可持续性和经济性,逐渐成为研究热点。本文综述了莽草酸的应用领域及其生产方法,并重点阐述了其生物合成的研究进展与优化策略。
2025, 65(3):939-955. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240608 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240608
摘要:SaeRS双组分调控系统是金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)中重要的调控系统,因其能够协调多种毒力因子的表达和生物被膜形成,并介导严重致病性而被广泛深入研究。SaeRS系统通过传感器组氨酸激酶SaeS识别外部信号,并通过调节SaeR的磷酸化状态来激活其功能,而辅助蛋白SaeP和SaeQ在该系统中发挥着增强功能的作用,帮助细菌逃避宿主免疫应答。此外,S. aureus的其他调控系统及调节因子可协同SaeRS系统参与毒力表达调控,进一步增强细菌的致病性。本文综述了SaeRS系统及其与其他调控系统和因子相互作用以调控毒力因子表达和生物被膜形成的机制,总结了针对SaeRS系统的靶向药物,并分析了抗SaeRS系统药物的具体实例以协助筛选和设计新的靶向药物,为SaeRS系统的具体调控机制研究以及S. aureus相关感染的治疗提供参考。
2025, 65(3):956-967. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240552 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240552
摘要:CsgD作为沙门氏菌生物膜形成的核心调控蛋白,通过调控生物膜的关键组成成分——纤维素和卷曲菌毛的表达,进而影响生物膜的形成。近年来,科学界在剖析沙门氏菌CsgD蛋白的调控网络及其复杂影响因素方面取得了较大进展。本文聚焦于CsgD在沙门氏菌生物膜形成过程中的调控功能,系统梳理了环境因素如何影响CsgD的功能表达,并全面分析了多种调控因子对CsgD的多层次调控作用,旨在加深对沙门氏菌生物膜形成机制及其调控网络的理解,并为后续研究提供可能的方向。
2025, 65(3):968-980. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240691 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240691
摘要:高原特殊环境下,机体皮肤会出现一系列适应性反应和病理性变化,这些变化包括皮肤屏障功能受损、皮肤血管收缩障碍、角质层异常增厚、纤维素沉积等,导致高原地区皮肤疾病的发病率相对较高。研究表明,高原环境中皮肤微生物的组成和多样性会发生变化,这可能与皮肤疾病的发生、发展密切相关。本文旨在综述高原环境对皮肤的影响、高原常见皮肤病,以及微生物对皮肤疾病的影响,并探讨高原环境下皮肤微生物群对皮肤疾病的影响及作用机制。
2025, 65(3):981-993. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240630 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240630
摘要:多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)在环境中分布广泛,且具有显著的生态和环境毒理效应,因此,对PAHs污染场地的治理与修复备受关注。微生物降解作为多环芳烃污染的修复的方式之一,具有成本低、效率高、环境友好等诸多优点。相较于传统的单一菌株降解方法,共培养微生物体系通常展现出更优的降解效果,具有更强的适应性和抗逆性。本文综述了降解多环芳烃的共培养微生物的菌株种类及其降解机理,并指出了构建共培养体系的策略及不同微生物组合,为共培养微生物菌群应用于有机污染环境的生物强化修复提供了参考。
2025, 65(3):994-1006. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240682 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240682
摘要:黄萎病是影响棉花种植业最重要的病害之一,可导致棉花减产甚至绝收。该病由丝状真菌大丽轮枝菌引发,属土传病害。传统的化学防治方法不仅影响人类健康,还带来环境污染问题,且连年使用易导致大丽轮枝菌产生抗药性。因此,研发针对棉花黄萎病的绿色环保、可持续发展的防治策略迫在眉睫,其中生物防治成为了一个优选方案。本文通过分析国内外最新研究进展,探讨了棉花黄萎病生防微生物菌株的筛选、作用机制及田间应用方式等,总结了生防微生物通过竞争、抗生作用、诱导植物防御反应等多种机制抑制病原菌生长的研究成果。尽管生防微生物的应用前景广阔,但仍面临环境适应性、稳定性和使用成本等挑战。未来研究应更加聚焦于生防微生物菌株的遗传改良、复配菌剂的研制和应用技术的优化,以进一步提升生防微生物菌株在农业生产中的实用性和有效性。
2025, 65(3):1007-1016. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240631 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240631
摘要:毒素-抗毒素(toxin-antitoxin, TA)系统广泛分布于细菌和古菌中。TA系统通常由一个能够抑制细菌生长的毒素和一个能够中和毒素毒性的抗毒素组成。目前,TA系统分为I-VIII型,其中II型TA系统的研究最为深入。然而,近年来也发现了一些非典型TA系统,如单顺反子TA系统和三组分TA系统等。自20世纪80年代发现首个TA系统(CcdB/CcdA)以来,TA系统被认为在微生物的多种生理过程中发挥重要功能。本文综述了近年来TA系统在抵抗噬菌体感染方面的功能,特别是TA系统如何特异性感知入侵噬菌体及其分子机制,旨在为探索未知TA系统的生物功能及调控机制提供参考。
2025, 65(3):1017-1032. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240605 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240605
摘要:在后抗生素时代,噬菌体疗法是对抗耐药菌的重要候选武器。噬菌体具有丰富的多样性,其中的巨型噬菌体是一类基因组大于200 kb的噬菌体。由于其基因组容量大,功能基因类型丰富且排布分散。巨型噬菌体在生物学机制上具有许多特性,如拥有超大的噬菌体颗粒、独特的复制周期和结构(如核状区室、内体和长波浪卷曲尾丝)等。本文旨在对巨型噬菌体及其研究进展进行综述,重点剖析其生物学特点、基因组与进化、特殊的复制机制与结构,并探讨其在抗耐药菌感染、环境治理、水产养殖和生物防治等领域的应用潜力,为巨型噬菌体的相关研究和应用提供参考与启示。
2025, 65(3):1033-1052. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240619 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240619
摘要:重金属因其毒性、持久性、生物蓄积性以及对抗性基因的潜在贡献等特点,已引起人们越来越多的关注。对环境中重金属进行准确、快速、高效和灵敏的监测,对于保护环境和人体健康具有重要意义。全细胞微生物传感器作为一种集成生物识别模块与传感处理模块的生物监测技术,为环境重金属污染的监测提供了新的解决方案。近年来,基于转录因子的全细胞微生物传感器在重金属监测应用方面取得了显著进展。本文综述了重金属全细胞微生物传感器的基本组成及设计原理,总结了近年来研发的重金属全细胞微生物传感器的构建及其应用情况,分析了通过合成生物学技术优化重金属全细胞微生物传感器检测性能的应用实例,并展望了该领域面临的挑战及未来可能的研究方向。本文有望为环境中重金属污染的高效监测与有效防控提供重要参考。
2025, 65(3):1053-1069. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240664 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240664
摘要:目的 链霉菌(Streptomyces sp.) YH02是从山西运城盐湖土壤沉积物中分离的一株革兰氏阳性放线菌。解析菌株YH02的全基因组序列信息,探究其在种属进化关系中的位置,深入挖掘其次级代谢产物基因资源。方法 利用Illumina和PacBio平台相结合的测序技术对菌株YH02进行全基因组测序,并进行基因预测、功能注释、次级代谢产物合成基因簇预测、比较基因组学分析以及形态和生理生化测定。结果 菌株YH02基因组为一条线性染色体,全长8 285 116 bp,G+C含量为71.77%,编码7 237个开放阅读框;在GO、COG、KEGG、CAZy数据库中分别注释到2 829、5 478、4 805、279个基因;蛋白亚细胞定位分析预测到多种分泌系统相关蛋白和1 030个转运蛋白;同时预测到菌株YH02中存在32个次级代谢产物合成基因簇,涉及萜烯类、非核糖体肽类、聚酮类、核糖体合成和翻译后修饰肽类等多种天然产物的合成。比较基因组学分析揭示了15 739个泛基因组直系同源基因簇和4 267个核心基因组直系同源基因簇。基于16S rRNA基因序列的系统发育树分析显示,菌株YH02与委内瑞拉链霉菌(Streptomyces venezuelae) ATCC 10712、沙阿霉素链霉菌(Streptomyces zaomyceticus) NBC 00278亲缘关系较近,但平均核苷酸一致性(average nucleotide identity, ANI)分析小于95.00%,数字DNA-DNA杂交(digital DNA-DNA hybridization, dDDH)值小于70.00%。形态学和生理生化特性分析表明,菌株YH02在ISP 2培养基上的气生菌丝体呈现浅粉色,其对pH值、氯化钠耐受量和生长温度的耐受性与近缘菌株存在差异,且在淀粉水解能力上表现出较弱的活性,同时具有明胶液化、硝酸盐还原阳性、牛奶凝固缓慢的特性。结论 基于基因组学和生理生化特性的分析结果,菌株YH02被确认为链霉菌属潜在新种。本研究不仅丰富了微生物物种资源库,而且为探索具有独特作用机制的天然产物提供了理论基础和潜在的遗传资源。
2025, 65(3):1070-1088. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240713 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240713
摘要:目的 鉴定假肠膜明串珠菌L64基因组中编码的mazEF类II型毒素-抗毒素系统,并初步探讨mazEF系统协助宿主应对环境酸压力的分子机制。方法 在大肠杆菌中诱导表达MazF毒素,或同时表达其对应的抗毒素蛋白,以检测MazF是否抑制宿主的正常生长,并验证对应的抗毒素是否能中和MazF的毒性。基于lacZ报告系统及电泳迁移率变动分析(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)等体内外试验确定mazEF系统的自调控机制。通过生物信息学预测及体内外试验确定受MazE调控的下游基因。结果 在假肠膜明串珠菌L64基因组编码的3对潜在mazEF毒素-抗毒素系统中,仅有mazEF1-Leup (OYT_01690-OYT_01685)编码真正的毒素-抗毒素系统。抗毒素MazE1-Leup (OYT_01685)通过与启动子中的回文序列(TAACAaaatgTGTTA)结合,抑制mazEF1-Leup启动子的转录;同时,MazE1-Leup通过与dlt-acpS-alr操纵子启动子中的相同回文序列(TAACAtattgaaatatatgTGTTA)结合,抑制dlt-acpS-alr的转录。结论 OYT_01690-OYT_01685编码一个真正的mazEF类毒素-抗毒素系统,该系统不仅参与自身转录的调控,还抑制dlt-acpS-alr操纵子的转录,从而协助假肠膜明串珠菌L64应对环境中的酸压力。
2025, 65(3):1089-1107. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240647 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240647
摘要:目的 土壤微生物耐受单一重金属或有机污染物的生物调控机制已被广泛研究,但微生物应对复合污染的生物学机制仍不清楚。本研究旨在通过转录组学揭示粪肠球菌HHT-1耐受镉(Cd)和苯胺(aniline, AN)单一及复合污染胁迫的生物学应对机制。方法 采用转录组学方法,探究在半数抑制浓度(IC50)下HHT-1在Cd (150 mg/L)和苯胺(2 g/L)单一及复合胁迫(Cd浓度150 mg/L+苯胺浓度2 g/L)的转录调控机制。结果 在Cd单一胁迫下,HHT-1通过增强金属结合蛋白和转运蛋白基因的表达,促进Cd2+的固定或排出。高浓度Cd引发细胞内的氧化应激反应,HHT-1上调核糖体和核苷酸相关基因的表达,以修复由氧化应激引起的蛋白质和DNA损伤,并产生过氧化氢酶清除细胞内的活性氧(reactive oxygen species, ROS)。此外,Cd胁迫还诱导HHT-1中致病基因和抗生素抗性相关基因的上调。在苯胺单一胁迫下,HHT-1激活苯胺降解酶基因的表达以降低其毒性,并上调药物外排蛋白基因将苯胺排出细胞外。苯胺同样引起细胞内的氧化应激,HHT-1通过上调谷胱甘肽合成酶基因来清除ROS。在Cd和苯胺复合胁迫下,HHT-1展现出复杂的应对机制。首先,HHT-1通过上调金属转运蛋白和药物外排蛋白基因,有效地将Cd和苯胺这2种有害物质排出细胞外,减轻了它们对细胞的毒性影响。同时,HHT-1通过过氧化氢酶和谷胱甘肽双重途径清除细胞内的ROS。在复合胁迫下,HHT-1上调致病基因和抗生素抗性相关基因,可能增强其致病性和耐药性。值得注意的是,在复合胁迫下,HHT-1并未显著表达苯胺降解酶相关基因。结论 粪肠球菌HHT-1对Cd和苯胺复合胁迫的转录调控机制结合了单一Cd胁迫和单一苯胺胁迫下的转录调控机制,但与单一Cd胁迫下的机制更为接近。在复合胁迫下,HHT-1主要通过增强细胞壁合成、Cd2+外排、DNA修复、清除ROS等机制进行调控,同时结合了苯胺胁迫下的药物外排蛋白、谷胱甘肽等相关基因的表达。Cd单一及Cd和苯胺复合胁迫都可能增加HHT-1的致病潜力和耐药性。
郝自创,李东,童江辉,覃小铭,张欢,王雅婧,杨瑞馥,谭亚芳,毕玉晶,智发朝
2025, 65(3):1108-1118. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240710 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240710
摘要:目的 探究芬氏另枝菌(Alistipes finegoldii)对炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)的影响,并进一步阐明其潜在的相关致病机制。方法 6周龄的雄性C57BL/6J小鼠在饮用链霉素3 d后,被随机分为3组:对照组(Control组)、PBS组和给菌组(AF组)。通过灌胃给予芬氏另枝菌(每只1×109 CFU/200 μL)或PBS,持续2周。之后,小鼠饮用含有2.5%葡聚糖硫酸钠(dextran sulfate sodium, DSS)的水溶液1周以诱导结肠炎模型。评估小鼠的体重下降分数、粪便性状、血便情况、结肠长度,对结肠组织进行HE染色并进行组织病理评分;于实验开始及结束时收集小鼠粪便,进行16S rRNA基因扩增子测序;用实时定量聚合酶链式反应(qPCR)检测结肠组织相关肠屏障蛋白和炎症因子的mRNA表达。结果 AF组小鼠的体重下降分数、疾病活动度指数评分、结肠缩短程度及组织病理评分均高于PBS组。肠屏障的紧密连接蛋白Occludin、Claudin 5的mRNA表达相较于PBS组下降,而炎症因子IL-17A的mRNA表达则升高。AF组相较于PBS组的肠道菌群α多样性降低;β多样性分析显示两组间肠道菌群多样性存在显著性差异。线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)分析发现,给菌组与PBS组之间存在显著差异的细菌类群: 在纲水平上,芽孢杆菌纲 (Bacilli);在目水平上,丹毒丝菌目(Erysipelotrichales);在科水平上,丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)、海生线状菌科(Marinifilaceae);在属水平上,气杆菌属(Odoribacter)、杜博斯氏菌属(Dubosiella);在种水平上,纽约杜博斯氏菌(Dubosiella newyorkensis),在给菌组中显著高于PBS组。结论 芬氏另枝菌能够促进炎症因子的分泌,损害肠黏膜通透性,改变肠道菌群的结构和多样性,从而加剧肠炎的发展。
2025, 65(3):1119-1136. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240575 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240575
摘要:目的 筛选甘草中治疗耐甲氧西林表皮葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus epidermidis, MRSE)感染的活性成分,并研究其潜在的抗菌作用机制。方法 采用半数稀释法测定甘草中药理成分对MRSE的抗菌活性;利用微生物粘着碳烃化合物法、结晶紫染色法、扫描电子显微镜和一体化细胞成像仪等技术,评估药物抵抗MRSE感染的抗菌表型;采用GC-MS进行代谢组学分析,并用试剂盒测定胞内氧化脱氢酶的活性,采用染料标记法评价细胞膜的损伤与流动性,并通过大蜡螟幼虫感染生存率试验评估体内抗菌效率。结果 甘草中的甘草查尔酮A、甘草查尔酮C和光甘草定等成分对MRSE表现出高效抗菌活性,其中甘草查尔酮A抑制MRSE的效果最为显著,其最小抑菌浓度为6.0 μg/mL,最小杀菌浓度为12.0 μg/mL。代谢组学分析显示,甘草查尔酮A主要影响MRSE的代谢、次生代生物合成以及ABC转运等生物途径,阻碍鸟氨酸、赖氨酸和烟酸的生物合成,并确认1,3-二棕榈酸甘油酯(1,3-dipalmitin)在胞内积累。表型实验结果证实,甘草查尔酮A可导致MRSE的三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle, TCA)循环通量下调,胞内ATP水平降低;抑制生物被膜的形成和胞内蛋白质的表达,阻止MRSE细菌黏附HaCaT细胞;破坏MRSE细胞膜的结构,导致细胞塌陷变形甚至破裂,并提高了MRSE感染后大蜡螟幼虫的存活率。结论 甘草查尔酮A的暴露改变了MRSE细胞的糖、脂质和氨基酸代谢,影响生物被膜、蛋白等次生代谢物的合成与细胞膜的结构,导致MRSE的ATP生成减少、转运蛋白功能失常以及黏附与感染能力下降等抗菌表型。
刘世博,唐新月,张晓茜,张莹辉,靳继惠,孙伟峰,彭小薇,李俊平
2025, 65(3):1137-1147. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240645 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240645
摘要:目的 研发一种安全、有效且可鉴别的新型疫苗。方法 以S2作为亲本株,利用同源重组技术构建S2Δbp26基因缺失株,并对缺失菌株的稳定性、安全性和有效性进行全面评价。结果 构建了S2Δbp26缺失株,该缺失株在体外连续传代20代后其表型和基因型均未发生改变。小鼠和豚鼠的安全性试验结果表明,缺失株在生物安全性方面与S2疫苗株无显著差异。不同代次的S2Δbp26缺失株和S2亲本株接种豚鼠后,每克脾脏分菌数量均小于2×105个,表明该缺失株毒力较低。残余毒力试验数据表明,接种缺失株的小鼠半数痊愈时间比S2亲本株更短。同时,免疫S2Δbp26菌株的小鼠可以成功抵御2×105 CFU/只剂量的M28野毒株攻毒。结论 本研究构建的S2Δbp26基因缺失株展现出优异的安全性和免疫保护力,为布鲁氏菌病可鉴别诊断疫苗的研发提供了技术储备。
2025, 65(3):1148-1161. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240618 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240618
摘要:目的 从宿主-肠道菌群-代谢的角度,探讨普雷沃氏菌(Prevotella copri)促进动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)的可能作用机制。方法 将ApoE-/-小鼠随机分为4组,每组8只:对照组(Chow组),喂以普通饲料;模型组(AS组),喂以高脂饲料;低浓度P. copri移植组(P. copri-low组),自高脂饮食开始的第1天起每天灌胃109 CFU/mL的P. copri;高浓度P. copri移植组(P. copri-high组),自高脂饮食开始的第1天起每天灌胃1011 CFU/mL的P. copri。每周测量并记录体重变化,评估体重增长趋势。5周后,应用油红O染色评估主动脉斑块面积,结合酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测血脂水平,评估P. copri对AS进展的影响。同时,利用实时定量PCR (quantitative PCR, qPCR)检测P. copri在肠道中的丰度,并通过非靶向代谢组学技术分析小鼠粪便代谢物的变化。结果 AS组小鼠的体重、主动脉斑块面积显著增加,血浆低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C)、总胆固醇(total cholesterol, TC)和甘油三酯(triglycerides, TG)水平显著升高,高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)水平显著降低,与Chow组相比均存在显著差异。P. copri-low组和P. copri-high组在肠道中的P. copri丰度无显著差异,表明两组P. copri均能在小鼠肠道成功定殖。基于此,后续实验选取P. copri-low组作为标准浓度组(P. copri组)进行分析。与AS组相比,P. copri成功定殖显著增加了小鼠的体重和主动脉斑块面积,并加重了血脂紊乱。代谢组学分析显示,P. copri移植导致多种代谢物显著升高,包括Cer(d18:1/18:1(9Z))、棕榈酰鞘氨醇(N-palmitoylsphingosine)、染料木素(genistein)、腺嘌呤(adenine)和亚油酸(linoleic acid)。KEGG通路富集分析进一步揭示,P. copri通过调控ABC转运蛋白、胆汁酸代谢和神经活性配体-受体相互作用等关键通路参与AS的发生发展。结论 P. copri通过调控鞘脂信号通路、嘌呤代谢和亚油酸代谢,可能加剧炎症和脂质代谢失衡,从而促进AS的进展。
2025, 65(3):1162-1180. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240632 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240632
摘要:目的 探究凝结魏茨曼氏菌(Weizmannia coagulans) BC-G44对抗生素相关性腹泻(antibiotic-associated diarrhea, AAD)大鼠模型结肠菌群结构、屏障功能和炎症反应的影响。方法 选取30只5周龄、体重相近的Sprague-Dawley (SD)大鼠,随机分为对照组(Con组)、模型组(Mod组)、低剂量凝结魏茨曼氏菌组(LBC-G44组)、中剂量凝结魏茨曼氏菌组(MBC-G44组)和高剂量凝结魏茨曼氏菌组(HBC-G44组)等5组(n=6),试验包括建模期(7 d)和恢复期(12 d)。在建模期,Con组大鼠每天灌胃2 mL生理盐水,Mod、LBC-G44、MBC-G44和HBC-G44组大鼠则灌胃含克林霉素、氨苄西林和链霉素的混合溶液(2 mL/d)以诱导AAD。在恢复期,Con和Mod组继续灌胃生理盐水,而LBC-G44、MBC-G44和HBC-G44组分别灌胃107、108和109 CFU/d的W. coagulans BC-G44悬液。在第19天,采集结肠组织进行组织学观察,测定结肠黏膜中细胞因子含量、屏障蛋白和炎症相关基因的表达水平。此外,还分析结肠食糜中的微生物组成和代谢物。结果 在建模期第7天,与Con组相比,Mod、LBC-G44、MBC-G44和HBC-G44组大鼠出现显著腹泻、体重下降和采食量减少的现象(P<0.05);在第19天,与Mod组对比,MBC-G44和HBC-G44组结肠黏膜厚度和杯状细胞数量显著增加(P<0.05)。HBC-G44组结肠食糜中拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度和乳酸浓度提高(P<0.05),结肠黏膜中
马立静,彭泽宇,翟金丽,于静玥,王增,隗梦蝶,王新卫,陈陆,杨霞
2025, 65(3):1181-1196. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240593 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240593
摘要:目的 研制禽致病性大肠杆菌菌影负载鸭源鸡杆菌flfA基因的核酸疫苗,并评估其在鸡体内的免疫保护效果。方法 以鸭源鸡杆菌的菌毛基因flfA为目的基因,采用携带鸡β肌动蛋白启动子的pCAGGS-HA质粒作为表达载体,构建pCAGGS-flfA真核表达质粒;构建温控质粒PBV-E-SN,并将其转化至对氨苄青霉素敏感的禽致病性大肠杆菌分离株制备菌影;将pCAGGS-flfA质粒装载入菌影制备菌影疫苗,设计菌影负载pCAGGS-flfA质粒组、pCAGGS-flfA质粒组、空菌影组、PBS组及正常对照组。对7日龄雏鸡进行首次免疫,首免2周后二次加强免疫,首免4周后对鸡进行鸭源鸡杆菌攻毒试验,检测疫苗的免疫保护效果。结果 所构建的真核表达质粒pCAGGS-flfA能在体外细胞中成功表达;构建的禽致病性大肠杆菌菌影菌株在42 ℃热诱导210 min后,裂解率达到99.94%;免疫保护试验结果显示,无论是通过ELISA检测的特异性IgG抗体水平,还是对鸡泄殖腔拭子和咽拭子的排菌情况以及组织脏器中细菌载量的测定,菌影负载pCAGGS-flfA质粒组的免疫保护效果均显著高于其他免疫组,包括单独免疫pCAGGS-flfA质粒组。与单独免疫pCAGGS-flfA质粒组相比,菌影负载pCAGGS-flfA质粒组的免疫保护效果更为优越。结论 本研究表明菌影作为pCAGGS-flfA的负载载体显著增强了该核酸疫苗的免疫保护效果。
2025, 65(3):1197-1218. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240642 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240642
摘要:目的 解析茶花鸡源罗伊特氏黏液乳杆菌CHF7-2的益生特性和安全性,为开发利用该菌株作为饲用微生态制剂提供理论依据。方法 通过体外试验检测菌株CHF7-2的黏附性能、产酶性能、抑菌功效和抗氧化活性。利用PacBio Sequel II和Illumina NovaSeq 6000平台对菌株CHF7-2进行全基因组测序,并采用多种生物信息学工具和数据库对其基因组进行注释,从分子层面探究其益生机制和安全性。结果 体外试验研究表明,菌株CHF7-2展现出良好的益生特性和安全性:具有较强的表面疏水性、自凝聚性和一定的抗氧化能力;能有效抑制大肠杆菌K88、金黄色葡萄球菌ATCC 49521、鸡伤寒沙门氏菌CICC 21510和猪霍乱沙门氏菌CVCC 3383的生长;能够产生蛋白酶和脂肪酶;不产生溶血环,表明其饲用安全性。全基因组测序分析结果显示,菌株CHF7-2的基因组大小为2 116 761 bp,平均G+C含量为38.8%,编码基因数量为2 067个。同时,在CHF7-2基因组中发现了Ⅲ类细菌素EnlA合成基因簇,以及多个与耐酸、耐胆盐、耐热胁迫、耐冷胁迫、黏附、抗氧化和有机酸合成相关的抗应激和益生基因,且基因组中未发现毒力和耐药基因。结论 罗伊特氏黏液乳杆菌CHF7-2是一株具有潜力的益生菌,有望成为饲用微生态制剂的重要候选菌株。
刘安东,宁婉清,朱旭飞,张博琳,屈小娜,张晋龙,徐成楠,李广伟,张向前,王延峰,成娟丽,林金水
2025, 65(3):1219-1240. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240769 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240769
摘要:目的 对具有拮抗植物病原真菌作用的链霉菌ZH-356进行定殖能力和生防作用评价,并结合组学分析初步揭示其植病生防机制。方法 采用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)荧光标记法,检测链霉菌ZH-356在植物体内的定殖情况;同时,通过测定不同剂型菌剂(种子包衣剂、可湿性粉剂、胶水菌剂和骨胶菌剂)对植物真菌病害的生防效果来评价链霉菌ZH-356的植病生防作用及潜力;利用三代测序技术分析链霉菌ZH-356的全基因组信息,并对其基因功能进行注释;结合转录组学对比分析链霉菌ZH-356在拮抗植物病原真菌过程中表达发生显著改变的基因,预测其拮抗活性物质的合成基因。结果 通过GFP荧光标记的植物定殖分析,发现链霉菌ZH-356能在番茄和小麦的根茎中稳定定殖;同时,基于ZH-356制备的不同剂型菌剂对番茄早疫病和苹果树腐烂病均具有良好防效作用。其中,链霉菌ZH-356制成的种子包衣剂处理后不影响番茄种子的发芽率,且能有效保护番茄苗免受番茄早疫病菌的侵染;基于ZH-356制备的可湿性粉剂对番茄早疫病具有良好的预防与治疗效果,且预防作用优于治疗作用;由链霉菌ZH-356制成的液体菌剂,无论是否刮除发病处的树皮,对苹果树腐烂病均具有一定的防治效果,刮除病斑上的树皮后防治效果更好,且这种防治效果优于甲基硫菌灵农药。通过对链霉菌ZH-356的全基因组测序分析发现,其基因组含有一条线状染色体,大小为9 435 898 bp,G+C含量平均为70.82%,共预测到8 432个编码基因、69个tRNA基因和18个rRNA基因。物种注释结果显示,链霉菌ZH-356不属于任何已完成基因组测序的链霉菌种类。经全基因组分析预测,链霉菌ZH-356中含有32个次级代谢产物合成基因簇。通过转录组学分析发现,在拮抗植物病原真菌过程中,NRPS/T1PKS基因簇ZH_356_GM000343-ZH_356_GM000422的表达显著上调,推测它可能是链霉菌ZH-356中介导其抗植物病原真菌活性物质生物合成基因簇,而ZH_356_GM000409可能是该活性物质的核心生物合成基因。结论 链霉菌ZH-356能在植物体内稳定定殖,基于该菌株制备的生防菌剂对植物真菌病害具有良好防治效果,其拮抗植物病原真菌的活性物质可能由ZH_356_GM000343-ZH_356_GM000422基因簇负责合成。本研究为菌株ZH-356的产业化应用和拮抗植物病原真菌的机制研究奠定了基础。
杨耀 , 宋云龙 , 陈星 , 黎小丽 , 龙海祺 , 刘蕾 , 饶瑜
2025, 65(3):1241-1265. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240537 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240537
摘要:目的 生物被膜形成和黏附能力是评价益生菌功效的重要指标。然而乳杆菌中特定基因与这些能力的关系尚不清楚。rbk基因编码核糖激酶,参与核糖代谢,可能与被膜形成和黏附能力相关。本研究旨在分析rbk基因超表达对类植物乳杆菌LR-1的生物被膜形成和黏附能力的影响,探讨其对群感及相关基因的调控,并从代谢谱角度揭示rbk超表达对菌体的影响机制。方法 以类植物乳杆菌LR-1为目标菌株,通过穿梭载体pMG76e构建rbk-pMG76e-LR-1重组菌株。通过qRT-PCR及酶活试验证实rbk基因超表达。采用结晶紫染色、细胞黏附试验和qRT-PCR分析rbk超表达对生物被膜形成、黏附能力,以及tuf、luxS、rpoN基因表达的影响;进一步通过非靶向代谢组学分析rbk超表达对代谢谱的影响;最后通过外源添加代谢物验证其对LR-1生物被膜形成和黏附能力的影响。结果 rbk基因超表达显著提升了LR-1的生物被膜形成能力(在不同条件下提升1.55-2.34倍)和对HT-29细胞的黏附能力(约3.58倍),同时显著提升了tuf、luxS、rpoN基因表达水平(分别提升70.30、96.94、45.61倍)。非靶向代谢组学分析显示,rbk超表达导致145种代谢物丰度变化。外源添加代谢物的结果显示,
2025, 65(3):1266-1282. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240609 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240609
摘要:玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEN)是一种由镰刀菌属真菌产生的次级代谢产物,严重危害人类和动物的健康。目的 筛选出可降解ZEN的细菌菌株,并探究其在不同条件下的生长与降解特性。方法 以ZEN为唯一碳源,从安徽某地连作的玉米田的土壤样品中筛选出一株能够高效降解ZEN的细菌菌株。通过形态学观察、生理生化试验和16S rRNA基因序列系统发育树分析对菌株进行鉴定;研究不同温度、pH值和培养时间对菌株生长速率和ZEN降解效率的影响;测定菌株不同活性成分对ZEN的降解效率,并对其活性物质进行定位。结果 从土壤样品中共筛选出21株ZEN降解菌候选菌株,其中菌株DC-R2的降解效果最佳。经形态学观察、生理生化检测和16S rRNA基因序列系统发育树分析,鉴定该菌株属于戈登氏菌属(Gordonia sp.)。该菌株的最适培养基为BHI培养基,最适ZEN降解温度和pH值分别为37 ℃和8.0。在此条件下,孵育6 h时可降解100%的ZEN (5 μg/mL)。活性成分定位试验结果表明,菌株DC-R2主要以胞内酶降解ZEN。结论 本研究报道了一株能够高效降解ZEN毒素的戈登氏菌DC-R2,该菌株所具有的胞内酶是降解ZEN的关键。本研究为后续工作中关键降解酶的纯化及其潜在应用奠定了坚实基础。
钱盈,景淑军,郑国君,杨扬,弓晓杰,李中玉,李悦,孟凡红,宋俐霏
2025, 65(3):1283-1300. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240627 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240627
摘要:目的 腮腺炎病毒(mumps virus, MuV)是引起流行性腮腺炎的病原体,目前国内广泛流行的为F基因型,局部地区出现G基因型,且存在逐渐扩大趋势。为了解国内G基因型MuV全基因组的基因特征,本研究选择辽宁大连地区分离到的2株腮腺炎G基因型毒株进行分析。方法 对2株腮腺炎毒株进行全基因组测序,依据世界卫生组织(World Health Organization, WHO)各基因型参考毒株序列确认毒株型别,同时开展分子生物学分析,对腮腺炎各基因型别间及G基因型内差异进行比较;结合我国其他地区G基因型毒株的基因组序列信息,分析我国G基因型MuV的全基因组特点及其与现有疫苗株的遗传距离及关键抗原位点变异情况。结果 本研究分离毒株为G基因型,与已划分的12个基因型间核苷酸差异为4.2%-6.9%,与A基因型差异最大;蛋白编码基因中,SH基因变异最大,NP、M和L基因相对保守,P基因、F基因、HN基因型间差异较大。本研究分离的G基因型毒株与GenBank数据库国内分离株江苏省毒株(Jiangsu.CHN/22.13/2)亲缘关系最近,与同为辽宁地区分离株存在差异。在关键抗原表位中,本研究分离的G基因型毒株与疫苗株相比在HN蛋白少了aa 12-14位N-糖基化位点,但多了aa 464-466位N-糖基化位点,在中和表位中,G基因型毒株与A基因型疫苗株差异较大,提示这些氨基酸位点的变异很可能会潜在地降低腮腺炎疫苗株对MuV野毒株的交叉保护作用,而F蛋白虽然有氨基酸差异,但功能区域较为保守。结论 本研究详细分析了大连地区G基因型毒株的基因型别特征,与国内G基因型毒株及参考毒株整体较为相似,存在部分差异位点,但与全球范围内使用的疫苗株(A基因型)差异较大。本研究提示未来需持续开展国内腮腺炎病例监控,对流行病学和病毒学特征进行分析,为国内腮腺炎病毒溯源、传播途径及免疫策略制定提供方向。
2025, 65(3):1301-1318. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240523 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240523
摘要:目的 为探索冻融条件对燕麦青贮在有氧暴露阶段的影响。方法 将燕麦在冻融条件(20 ℃和-5 ℃每12 h交替1次,S组)下青贮60 d后进行有氧暴露监测,并以恒温20 ℃ (20组)作为对照。分别在青贮60 d和有氧暴露1、3、5 d取样进行发酵品质和营养品质的测定,同时进行16S rRNA基因和ITS测序。结果 随着有氧暴露时间的延长pH值升高。与原冻融温度下的有氧暴露相比,室温下的有氧暴露导致pH值和氨态氮含量上升更快,乳酸和乙酸含量下降也更快。S组,特别是室温下的有氧暴露条件下,丙酸和丁酸的生成速度更快。随着有氧暴露的推进,肠杆菌和酵母菌数量不断增加,而乳酸菌数量不断减少(P<0.05)。细菌的Shannon指数和Simpson指数随着有氧暴露时间的延长而增加,乳酸菌的丰度不断降低。有氧暴露第3天时,细菌群落结构出现明显差异。与原温度下的有氧暴露相比,室温下的有氧暴露加速了微生物的更替。S组中指征腐败的酵母菌和霉菌的种类及数量更多。结论 冻融条件加速了燕麦青贮在有氧暴露阶段的变败过程,尤其是在室温下进行有氧暴露时。本研究为高寒区燕麦青贮的高品质调制及存放提供理论指导。
2025, 65(3):1319-1336. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240573 CSTR: 32112.14.j.AMS.20240573
摘要:目的 建立一种双重快速检测方法,旨在快速筛查配方乳粉中克罗诺杆菌、大肠埃希氏菌O157:H7、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和单核增生李斯特氏菌等6种常见食源性致病菌。方法 酶促等温扩增(enzymatic recombinase amplification, ERA)技术是一种新型等温扩增技术,能在25-42 ℃的条件下,仅需10-30 min完成对微量DNA或RNA的指数级扩增。基于该技术,本研究设计了针对克罗诺杆菌的ERA检测引物探针,同时筛选适用于ERA检测体系的大肠埃希氏菌O157:H7、蜡样芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌和单核增生李斯特氏菌的引物探针,确定了每种单一菌种的ERA检测引物探针。通过引物探针的两两组合分析及方法优化,建立双重ERA检测方法。通过人工模拟污染试验和实际样品检测,确定双重ERA检测方法的检出限和准确性。结果 建立了3组双重ERA法,能够快速检测6种食源性致病菌,检测时间仅需16 min 10 s。灵敏度检测结果显示,克罗诺杆菌和大肠埃希氏菌O157:H7、蜡样芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌2种组合的DNA检测灵敏度均为1 ng/μL,而沙门氏菌和单核增生李斯特氏菌的DNA检测灵敏度为10-1 ng/μL。人工模拟污染试验显示,该方法能检出的最低菌浓度为1 CFU/mL。在37份临期市售配方乳粉中,蜡样芽孢杆菌和单核增生李斯特氏菌的检出率分别为37.84%和21.62%。与行业标准实时荧光PCR法的检测结果比对,本研究建立的双重ERA检测方法结果一致,证实了其准确性。结论 本研究建立的双重ERA方法具有较高的特异性和灵敏度,从DNA提取到最终获得检测结果该方法仅需约20 min,并能同时检测6种致病菌,显著提高了检测效率,对食源性致病菌的快速筛查具有重要意义。
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