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猪丁型冠状病毒(porcine deltacoronavirus, PDCoV)是一种新发现的猪肠道致病性病毒，呈现全球流行趋势，能够引起仔猪腹泻、呕吐、脱水，给养猪业带来重大的经济损失。该病毒具有跨种传播特征，能够感染人类和养殖动物，对动物和人类的健康存在一定的威胁。细胞焦亡是由Gasdermin家族蛋白介导的细胞程序性死亡，在病原感染过程中发挥防御和清除的作用。冠状病毒在长期的进化过程中形成了拮抗焦亡逃逸宿主天然免疫反应的策略。本文对PDCoV的主要生物学特征、细胞焦亡的过程以及PDCoV对Gasdermin D介导的细胞焦亡的拮抗作用进行综述，为深入了解PDCoV拮抗宿主免疫反应的机制以及防控PDCoV的感染提供一定的理论支撑。

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几丁质是一种由N-乙酰葡萄糖胺通过β-1,4糖苷键连接聚合而成的多糖，在全球陆地和水生生态系统中普遍存在，是地球上最丰富的有机大分子多聚物之一。几丁质酶是一类催化几丁质降解的酶类，其不仅是基础研究的研究重点，而且在农业、医药和环境科学等多个领域展现出广泛的应用潜力。本文系统地概括了真菌几丁质酶的分类体系，探讨了它们在不同真菌类群中的分布特征，以及在酵母和丝状真菌等中的生物学功能。本文还详细分析了几丁质酶的酶学特性，并介绍了其在农业病虫害防治、疾病治疗和几丁质寡糖生产等方面的应用，还讨论了未来真菌几丁质酶研究方向。本文将为真菌几丁质酶的研究提供新的视角。

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木质素是自然界最丰富的芳香族生物聚合物资源，由于其复杂性和高度聚合的芳香族结构，木质素很难被普通微生物降解。来自极端环境的木质素降解微生物被认为是木质素生物加工的合适候选者。本文对几类能够降解木质素的极端微生物及其产生的极端酶进行了归纳总结，并阐明了极端酶的性质、催化机制及其代谢途径。讨论了通过多组学方法鉴定新型极端微生物和极端酶的前景，并对极端微生物的开发和利用方法进行了展望，以期为后续筛选和开发更加高效的木质素降解菌株提供参考。

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益生菌是指当摄取足够数量时，对宿主健康有益的活的微生物，其有益作用已被广泛认证，但益生菌的益生功能具有菌株特异性。随着越来越多的新技术被引入到益生菌的研究中，根据个性化需求筛选具备特定功能的益生菌，成为当前益生菌的研究热点。传统的益生菌筛选方法存在一定的局限性，无法满足当前对精准医疗的需求。因此，基于表型、基因分型和靶标，自下而上的益生菌精准筛选策略具有重要的现实意义。本文旨在从基于表型、基因分型和靶标等3个方面，探讨益生菌精准筛选的理论基础、方法和技术，并且深入探讨益生菌的应用、安全性评价，以期为益生菌的精准筛选提供参考。

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大熊猫拥有肉食性动物典型的消化系统，却以竹子为唯一的食物来源，这种看似矛盾的特性实际上孕育了其独特的肠道微生物群落。随着科学技术的进步，对大熊猫肠道微生物的认识已经从简单的菌种分离，发展到深入研究微生物与宿主代谢的相互作用以及功能的预测。本文综合分析了影响大熊猫肠道细菌和真菌群落结构的因素，包括饮食的改变、年龄的增长、生活环境的差异以及健康状况的波动。同时，本文还总结了这些因素如何影响微生物的代谢功能，旨在为深入研究大熊猫肠道微生物的结构和功能提供理论基础。通过这些研究，可以探索新的方法来改善和平衡大熊猫的肠道微生态环境，进而助力大熊猫种群保护。

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随着当今人们对健康的不断重视，益生菌因其安全、有益于肠道健康的特点逐渐进入人们的视野，并成为食品、医药等领域的热点。然而在口服给药方面，选择使用一种安全、方便、稳定的载体是一个难题。以益生菌为载体的口服给药系统具有优异的安全性和稳定性，同时又可以保护被递送药物通过复杂的体内环境而不受破坏。本文综述了5种常见的基于益生菌的口服药物递送方式：芽孢表面展示、酵母微胶囊、重组益生菌表达、细菌样颗粒和细菌影，并详细介绍了它们各自的结构和优缺点，为口服递送载体的开发奠定了坚实的理论基础。

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空气微生物无处不在，主要包括细菌、真菌和病毒等，是大气生态系统中不可或缺的组成部分，对维持大气生态系统的稳定性和功能具有重要意义。空气微生物中不仅包含有益微生物，也潜在大量威胁人类健康的病原微生物。因此，全面深入揭示空气微生物在空气中的分布特征及演替规律，对提高空气质量、保障人们健康及国家生物安全具有至关重要的作用。本文系统地阐释了空气微生物来源、分布特征及其影响因素、病原微生物种类及潜在健康风险，有助于更好地认识空气微生物污染及其健康风险，为空气微生物污染防控和人类健康保障及生态环境保护提供科学依据。

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氮是地球上的生物体必不可少的元素，它以不同的形态在生物圈中不断地循环转化。以光催化材料构建的生物杂化体是近年来产生的一种新的体系，它将光催化物质和电活性微生物结合起来，集成了光催化剂优异的光捕获性能，产生电子及生物高效的催化能力。因此，研究该体系在氮循环中如何发挥作用及相关机制等方面具有重要的意义。本文介绍了微生物氮循环和生物杂化体驱动的氮循环过程，重点阐述并总结了以光催化材料构建的生物杂化体驱动氮循环的几种类型、优缺点及电子传递的相关机制，并从光催化材料的性质、微生物的性质，以及如何复合光催化材料及微生物3个方面提出了今后发展的方向。

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由于抗生素的滥用，细菌耐药性问题日益严峻。细菌耐药性特别是革兰氏阴性菌耐药性已经成为主要公共卫生威胁之一。将细菌分泌的铁载体分子与抗生素偶联，利用细菌的铁摄取系统将抗生素转运至细菌细胞内，从而增强药效或者扩大抗菌谱，称之为“特洛伊木马”策略。2019年，头孢地尔(cefiderocol)作为第一个铁载体-抗生素偶联药物被批准上市，引起研究人员对“特洛伊木马”分子抗生素策略的广泛关注。目前铁载体-抗生素偶联物的设计大都是考虑连接不同作用机制的抗生素或不同种类的铁载体，而缺乏对中间连接体的研究。本综述将归纳总结文献中不同连接体对偶联物抗菌活性的影响，可为新型抗菌药物研发、解决临床耐药问题提供参考。

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【目的】 获得高效利用乳酸产己酸的稳定菌群，以实现对白酒酿造废水(黄水)的高值化碳回收处理。【方法】 采用平板筛选法获得产己酸精简菌群，评估菌群的底物利用类型，优化菌群的发酵底物浓度、最适pH值和补料策略，并运用基于纳米孔测序技术的宏基因组学分析产己酸精简菌群的结构和稳态特征。【结果】 产己酸精简菌群SimpCom1在乳酸条件下具有比葡萄糖条件更优的己酸转化能力；以生料黄水作为发酵原料时，黄水浓度控制在30%-50%、发酵起始pH 5.50的方式可实现菌群稳定生长与代谢；以50%黄水浓度、起始pH 5.50并在48 h后控制pH (6.50≤pH≤7.00)的批次补料发酵方式，四次批次发酵循环的平均己酸累积浓度为16.83 g/L，平均生产效率为3.05 g/(L·d)，平均己酸选择性(己酸占产生总酸比值)为67.27%，乳酸向己酸的平均转化得率为0.42 g/g；宏基因组学分析表明，SimpCom1菌群核心物种主要包括解乳酸己小杆菌(Caproicibacterium lactatifermentans)、酸鱼宿主关联乳杆菌(Ligilactobacillus acidipiscis)、酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum)和‘Butyriproducens baijiuensis BJN0003’，其中解乳酸己小杆菌和‘B. baijiuensis BJN0003’可在生料黄水中有效生长与稳定代谢，在50%稀释度黄水发酵终点的相对丰度分别为45.3%和6.7%。【结论】 成功应用含解乳酸己小杆菌和‘B. baijiuensis BJN0003’的产己酸精简菌群发酵生料白酒酿造废水，实现高值、高效、低成本碳回收。

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【目的】 研究硫化氢(hydrogen sulfide, H2S)对水分逆境胁迫下大豆叶际和根内微生物群落结构的影响。【方法】 利用16S rRNA基因进行高通量测序，并结合生物信息学分析(α多样性、β多样性、物种组成、共现网络分析等)对NaHS处理前后大豆叶际和根内微生物群落进行分析。【结果】 在大豆正常水分情况下，NaHS的添加会降低叶际微生物生境内的多样性，增加其特有物种，并提高根内微生物的多样性，但在重度干旱下NaHS的添加并未表现出类似的效应。此外，外源添加NaHS会改变细菌共现网络属性，由于叶际和根内区域的微生物群落的聚集度都很高，接种根瘤菌和添加NaHS对其无显著影响。NaHS的添加对叶际操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)的相对丰度影响较小，但是导致了根内OTU的相对丰度减少，而在重度干旱下，这种现象尤为明显。无论是在叶际区域还是在根内区域，不同的微生物类群在接种根瘤菌和添加NaHS下均得到了富集。【结论】 在水分逆境胁迫下，H₂S的调控对大豆叶际微生物群落结构影响不明显，但是对根内微生物群落结构的影响较为明显，通过改变细菌共现网络属性，降低根内总OTU的相对丰度，进而影响大豆对水分逆境环境的适应性。

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【目的】 明确有翅和无翅豌豆修尾蚜[Megoura crassicauda (Mordvilko)]细菌种类与群落组成。【方法】 采用Illumina MiSeq高通量测序技术对有翅和无翅豌豆修尾蚜细菌16S rRNA基因的V3-V4变异区进行测序。【结果】 从总的样本中共测得4 746 449条序列，注释到25门46纲106目192科336属477种586操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)。在总样本中，优势菌群包括厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)以及蓝藻细菌门(Cyanobacteria)。葡萄球菌属(Staphylococcus)、棒状杆菌属(Corynebacterium)和布赫纳氏菌属(Buchnera)作为优势菌属显著存在。相较于无翅组，有翅组样本中变形菌门(Proteobacteria)与蓝藻细菌门(Cyanobacteria)的相对丰度呈显著提升，有翅组中异常球菌-栖热菌属(Deinococcus-Thermus)的相对丰度极显著高于无翅组，体现了明显的群落结构差异。在有翅组中布赫纳氏菌属(Buchnera)、微小杆菌属(Exiguobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度显著高于无翅组，有翅组中谷氨酸杆菌属(Glutamicibacter)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)的相对丰度极显著高于无翅组。【结论】 本研究明确了有翅和无翅豌豆修尾蚜细菌多样性和群落组成，可为探索共生细菌参与蚜虫翅型分化作用机制以及找到害虫防治的新方法提供参考。

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【目的】 评价模拟正常肠道和肿瘤微环境的pH条件下制备的具核梭杆菌外膜囊泡(outer membrane vesicles, OMVs)的安全性和免疫原性，为后期开发基于外膜囊泡的具核梭杆菌疫苗奠定基础。【方法】 采用超高速离心和密度梯度离心方法制备在不同pH条件下生成的外膜囊泡，建立人结肠癌细胞HCT116、人正常结肠上皮细胞HCoEpiC、小鼠巨噬细胞Raw264.7感染模型；采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐[3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide, MTT]和细胞活性检测试剂盒(cell counting kit-8, CCK-8)检测细胞增殖的影响；用流式细胞仪和贴壁细胞原位荧光检测细胞凋亡情况；通过小鼠的血常规检测体内安全性；通过酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测免疫原性；通过细胞黏附抑制实验检测免疫保护效果。【结果】 酸性条件生成的外膜囊泡(acidic outer membrane vesicles, aOMVs)和中性条件生成的外膜囊泡(neutral outer membrane vesicles, nOMVs)对人正常结肠上皮细胞HCoEpiC、人结肠癌细胞HCT116和小鼠巨噬细胞Raw264.7的细胞增殖均无显著性影响，也不能引起细胞凋亡；aOMVs和nOMVs在浓度为25 μg/mL处理红细胞时仍未见明显的溶血现象产生，并且在小鼠体内血常规和全血检测指标数据均在正常范围内；aOMVs和nOMVs均具有免疫原性，可有效减少具核梭杆菌在结肠癌细胞DLD-1上的黏附，aOMVs抗体性能优于nOMVs抗体。【结论】 aOMVs和nOMVs的安全性均良好，均具有免疫原性，aOMVs优于nOMVs。

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【目的】 探讨不同噪音下黄土边坡土壤微生物在温度和时间影响下的变化。【方法】 通过测定土壤磷酸盐含量变化，确定噪音分贝在70、90、110 dB，温度在-5、15、35 ℃，噪音时间在2、4、6 h的条件下，土壤微生物群落的变化。随后对土壤微生物进行宏基因组学测序。【结果】 门水平上，放线菌门(Actinobacteria)、毛霉菌门(Mucoromycota)、热变形菌门(Thermoproteota)和黏球菌门(Myxococcota)组间存在显著差异(P<0.05)。属水平上，节杆菌属(Arthrobacter)、根孢囊霉属(Rhizophagus)、假节杆菌属(Pseudarthrobacter)、马杜拉放线菌属(Actinomadura)、考克氏菌属(Kocuria)、红色杆形菌属(Rubrobacter)和棒杆菌属(Corynebacterium)组间存在显著差异(P<0.05)；种水平上，Rhizophagus irregularis、Actinomadura sp. WMMB 499、热带红色杆形菌(Rubrobacter tropicus)、Arthrobacter sp. PGP41、Arthrobacter sp. 24S4 2和Arthrobacter crystallopoietes组间存在显著差异(P<0.05)。【结论】 不同噪音环境对门、属、种分类水平下的土壤微生物均具有显著影响。

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【目的】 验证根癌农杆菌(Agrobacterium fabrum，以前也叫Agrobacterium tumefaciens)两种储铁蛋白——饥饿细胞的DNA结合蛋白(DNA-binding protein from starved cells, Dps)和细菌铁蛋白(bacterioferritin, Bfr)的编码基因atu2477和atu2771的功能。确定Bfr编码基因的开放阅读框。研究末端融合、血红素和个别关键氨基酸突变对Bfr功能和体外自组装的影响。探讨两种储铁蛋白的可能应用潜力。【方法】 通过质粒将编码储铁蛋白的基因重新引入根癌农杆菌储铁蛋白缺失突变体中，回补储铁蛋白，验证回补的储铁蛋白编码基因是否能表达出具有储铁能力的储铁蛋白。用非变性凝胶电泳分离细胞粗提液中的蛋白质，铁特异性染色的方法鉴定电泳分离的蛋白质中是否有储铁蛋白。将不同的肽或蛋白质融合到储铁蛋白的末端，通过异源过量表达和纯化储铁蛋白的重组蛋白，用非变性凝胶电泳分析这些重组蛋白在体外的自组装。用血红素重构处理和氨基酸定点突变的方法研究血红素和个别关键氨基酸对Bfr功能和体外自组装的影响。【结果】 非变性凝胶电泳和铁特异性染色结果显示，在根癌农杆菌的野生菌株、其相关突变体以及对应的回补菌株中，均仅检测到Bfr的表达，未检测到Dps的存在。当分别回补能编码161个和169个氨基酸Bfr的基因后，发现野生型菌株中的Bfr与回补编码161个氨基酸Bfr的回补菌株一样大。多肽和蛋白质的末端融合对Bfr的功能和自组装有一定影响，但不会使Bfr完全失去功能和自组装能力。结果还表明，血红素和预测可络合血红素铁的Met₆₀的替换也只影响Bfr的功能和自组装，并未使Bfr功能完全丧失。【结论】 根癌农杆菌主要通过Bfr存储铁元素。bfr基因的开放阅读框(open reading frame, ORF)以少见的UUG为起始密码子，编码产生包含161个氨基酸的蛋白质，而非169个氨基酸。根癌农杆菌的dps基因在本文的测定条件下均处于不表达状态。根癌农杆菌的Bfr和Dps蛋白均比较稳定，能够承受末端的多肽或蛋白质融合，不会使蛋白质的结构完全破坏，因此，经适当改造后具有开发应用的潜力。

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【目的】 为开发针对妇科炎症的微生态制剂，本研究对健康妇女阴道的乳酸菌进行分离并对其抑菌特性进行探究。【方法】 采用平板划线、形态学鉴定和16S rRNA基因鉴定相结合的方法，对阴道中的乳杆菌进行分离纯化和鉴定。对分离得到的5株乳杆菌进行生长特性和黏附能力的测定。利用牛津杯法，以大肠杆菌(Escherichia coli) ATCC 25923和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) ATCC 8739为指示菌，测定乳杆菌的抑菌能力；利用微量孔板法测定乳杆菌对白假丝酵母(Candida albicans) CMCC(F) 98001的抑制能力。用有机酸排除和过氧化氢排除法对其抑菌成分进行探究。【结果】 初步分离出5株乳杆菌，其中Q2.1、BHC04和Q8.5为卷曲乳杆菌(Lactobacillus crispatus)，Q6.3和BHG05为格氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)。5株乳杆菌均具有较强的生长和产酸能力，其中Q2.1、BHC04和BHG05的延滞期短，在20 h可达到稳定生长期，BHG05、Q6.3和Q8.5的产酸能力较强，最终pH可达3.80-4.03。卷曲乳杆菌Q2.1、BHC04和Q8.5的黏附能力(疏水能力、自凝集率、与致病菌的共凝集率)显著高于阳性对照菌株德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii) DM8909。5株乳杆菌对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白假丝酵母的抑制能力显著高于阳性对照乳酸链球菌素(nisin)。BHC04、BHG05和Q8.5对大肠杆菌的抑制能力显著高于阳性对照菌株DM8909。BHG05对白假丝酵母的抑制能力显著高于阳性菌株DM8909，可达(73.14±0.14)%。BHC04和Q8.5对白假丝酵母的抑制能力与DM8909无显著性差异，可达(72.80±0.30)%和(72.93±0.10)%。综上，选取BHC04和BHG05作为具有抑菌潜力的优质菌株。5株乳酸菌可以产生有机酸、过氧化氢等发挥抑菌作用。【结论】 筛选出2株具有抑菌能力且益生特性优良的乳杆菌，可作为抑菌微生态制剂的候选菌株来治疗和预防由大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白假丝酵母引起的妇科疾病。

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【目的】 研究内质网应激反应在酿酒酵母蛋白O-甘露糖基转移酶-1 (protein O-mannosyltransferase-1, pmt1)基因调控细胞寿命和自噬中的作用。【方法】 基于基因同源重组的原理，构建双基因缺失菌株(pho8Δ60 pmt1Δ)。在光学显微镜下计数PMT1基因缺失酵母菌株(pmt1Δ)在衣霉素(内质网应激诱导剂)培养条件下的母细胞产生子代细胞的数量，统计菌株的复制性寿命。在SD-N培养中(自噬诱导培养基)，通过酶标仪检测pho8Δ60 pmt1Δ菌株的碱性磷酸酶活性。在衣霉素培养条件下，通过Western blotting检测细胞自噬标签Atg8蛋白的表达水平；通过RT-qPCR检测pmt1Δ菌株中自噬相关基因ATG1和ATG8的表达情况。【结果】 在衣霉素培养条件下，pmt1Δ菌株的复制性寿命缩短38.7%，差异有统计学意义；PMT1基因缺失酵母菌株的碱性磷酸酶活性上升；随衣霉素浓度增加，pmt1Δ菌株中融合蛋白GFP-Atg8和游离GFP蛋白的表达水平逐渐升高；在衣霉素培养条件下，pmt1Δ菌株中ATG1和ATG8基因表达上调。【结论】 内质网应激反应减弱了PMT1基因缺失酵母细胞复制性寿命，增强了细胞自噬活性。

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【目的】 研究不同pH胁迫条件下禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)的转录组调控机制，分析基因表达水平及差异，探究在酸性或碱性条件下与禾谷镰刀菌细胞抗胁迫反应相关的代谢通路，揭示禾谷镰刀菌如何主动调节细胞内代谢与合成过程，以适应细胞外pH环境的变化。【方法】 在初始pH为4.5、6.5、8.0的PDB培养基中培养禾谷镰刀菌48 h，提取菌株的总RNA，构建cDNA文库。利用转录组测序技术及生物信息学技术鉴定相关差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)，进一步分析涉及的代谢通路。采用反转录实时定量PCR (reverse transcription-quantitative PCR, RT-qPCR)对基因表达水平进行验证。【结果】 在酸性条件下，共有4 283个DEGs，其中2 032个上调DEGs和2 251个下调DEGs；在碱性条件下，共有498个DEGs，其中269个上调基因和229个下调基因。基因本体论(gene ontology, GO)富集分析结果显示，在酸性条件下上调基因显著富集到的GO terms有211个，下调的有72个；碱性条件下上调的GO terms有33个，下调的有40个。京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析结果显示，在酸性条件下上调DEGs显著富集到的通路有22个，下调有32个；在碱性条件下上调通路有8个，下调有13个。膜转运蛋白的表达和糖类化合物的水解等相关基因表达上调以及蛋白质代谢相关基因表达下调，协助禾谷镰刀菌细胞适应外界环境的变化。与此同时，禾谷镰刀菌在酸性和碱性条件下分别通过降低次生代谢和降低氨基酸代谢来维持自身细胞的内环境平衡，从而抵抗细胞外pH胁迫。【结论】 在酸性环境中，禾谷镰刀菌通过促进核糖蛋白复合体的产生以及次生代谢来适应细胞外环境的变化；在碱性环境中，禾谷镰刀菌细胞通过氨基酸代谢来响应和感知外界的胁迫。通过对禾谷镰刀菌细胞代谢相关通路分析为禾谷镰刀菌对不同pH环境的响应提供重要的基因表达数据支撑，研究结果有助于理解禾谷镰刀菌的致病机制。

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【目的】 对甘蓝根际微生物进行分离，从中选择具有优良性状的菌株，对其次级代谢产物合成能力进行评估，为甘蓝根际微生物资源的发掘利用奠定基础。【方法】 采集重庆市武隆区仙女山镇仙女山村甘蓝根，分离培养根际微生物菌株，从中选择一株黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)，利用PacBio RS II平台和Illumina Hiseq平台完成全基因组测序，通过antiSMASH分析评估其合成次级代谢产物的潜力，采用Red/ET重组工程技术克隆目的基因簇并进行异源表达。【结果】 从甘蓝根际分离鉴定到一株产灵菌红素的黏质沙雷氏菌，对其进行基因组测序及分析发现，基因组含有11个次级代谢产物生物合成基因簇，其中9个基因簇与已知化合物编码基因簇相似性较低，说明该菌具有产生多种新型次级代谢产物的潜力；HPLC分析和高分辨质谱检测鉴定了灵菌红素；克隆了灵菌红素生物合成基因簇，并在大肠杆菌中实现了异源表达；选择4种大肠杆菌常用启动子驱动灵菌红素基因簇的表达，发现rpoS启动子具有较好的效果。【结论】 本研究从甘蓝根际分离得到一株产灵菌红素的黏质沙雷氏菌，完成了全基因组测序和分析，从中克隆得到灵菌红素生物合成基因簇，并成功在大肠杆菌中异源表达。

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【目的】 实验室前期研究发现单核细胞增生李斯特菌(单增李斯特菌，Listeria monocytogenes)二硫键形成蛋白DsbA缺失后，细菌胞间迁移能力增强，本研究旨在深入解析DsbA介导该生物学过程的具体机制。【方法】 通过荧光定量PCR和蛋白质免疫印迹(Western blotting)方法比较单增李斯特菌野生株和dsbA缺失株毒力基因的转录和表达水平差异；利用免疫荧光共定位方法观察DsbA缺失后对单增李斯特菌胞间迁移相关毒力因子ActA招募宿主肌动蛋白能力的影响(分析ActA与肌动蛋白共定位在细菌一侧形成“彗星状尾巴”的长短和数量)；通过等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry, ITC)研究DsbA与ActA互作情况。【结果】 dsbA缺失后，毒力基因转录水平无显著差异，但毒力因子InlA、InlB、PlcA和PlcB的分泌均显著降低，而ActA、溶血素O (listeriolysin O, LLO)分泌量显著升高。缺失株形成的彗星尾巴数量显著高于野生株且平均长度也较野生株增加，说明dsbA缺失导致细菌招募肌动蛋白能力明显增强。ITC试验发现DsbA与ActA结合存在吸热反应，说明二者互作。【结论】 本研究证实单增李斯特菌DsbA通过调控毒力蛋白减弱了对肌动蛋白募集，进而影响细菌胞间迁移。研究结果有助于系统理解单增李斯特菌在宿主感染过程中的毒力调控机制，对人兽共患胞内病原菌的污染控制具有重要公共卫生学意义。

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塑料污染是全球最关注的环境问题之一，目前利用昆虫肠道微生物降解塑料是解决塑料污染的新举措，昆虫肠道微生物菌群在塑料降解过程中起重要作用，但对昆虫取食塑料后肠道中微生物群落的组成和动态还缺乏了解。【目的】 探究取食塑料对4种昆虫幼虫生理指标以及肠道微生物的组成和动态的影响。【方法】 将聚苯乙烯塑料泡沫(polystyrene, PS)、聚乙烯塑料(polyethylene, PE)和麦麸(对照)作为唯一碳源分别饲喂大麦虫、黄粉虫、黑粉虫和大蜡螟，采用荧光原位杂交技术对4种幼虫肠道微生物菌群进行动态监测，并比较了它们的生理指标和肠道菌群的关联。【结果】 四种昆虫在取食PS和PE后，体重和体长的增长幅度都显著低于麦麸对照组；取食PS的黄粉虫和大麦虫的存活率比取食PE的分别高25.33%和11.75%；4种昆虫肠道中微生物优势细菌菌群为厚壁菌门(Firmicutes，丰度16.98%-54.93%)、变形菌门(Proteobacteria)中的β-变形菌纲(Betaproteobacteria，丰度5.91%-39.34%)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria，丰度4.62%-30.86%)以及古菌(Euryarchaeota，丰度9.99%-58.05%)【结论】 除厚壁菌门和变形菌门外，古菌也是啮食PE和PS的大麦虫、黄粉虫、黑粉虫和大蜡螟幼虫肠道中的主要菌群。昆虫肠道中主要微生物菌群的丰度随时间呈动态变化，并受塑料类型以及昆虫种类的影响。大麦虫和黄粉虫的体重和体长与肠道微生物菌群显著相关。

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【目的】 黄河入海口地处河流-陆地-海洋的交汇地带，是淡水水体与海水水体相互作用的混合区域，也是多样化和生产力较强的河口生态系统。本研究以黄河入海口为研究对象，探究其淡水与海水水体细菌群落特征。【方法】 采用高通量绝对定量技术，获得细菌群落绝对丰度信息，在此基础上比较分析2种水体细菌群落优势物种组成、α和β多样性、网络共现模式、构建机制及潜在功能，并探究优势物种与水体环境因子的相关性。【结果】 淡水水体细菌的绝对拷贝数为2.61×10⁶ copies/mL，是海水的1.8倍。2种水体共同优势菌门为放线菌门、假单胞菌门、蓝细菌门和拟杆菌门等，其各自绝对丰度有明显差异。淡水中放线菌门数量最高，约等于海水中所有优势菌门数量之和，而海水中假单胞菌门数量最高。淡水水体细菌群落α多样性高于海水，2种水体细菌群落结构存在较明显的差异，主要源于各自优势物种丰度的差异。淡水水体细菌共现网络较海水更复杂和稳定，随机性过程主导2种水体细菌群落构建机制。2种水体细菌群落功能结构存在差异，但拥有共性功能。新陈代谢是2种水体细菌群落丰度最高的功能，其在淡水中的相对丰度显著高于海水。5种环境因子[pH、氧化还原电位(oxidation-reduction potential, ORP)、电导率(electrical conductivity, EC)、总有机碳(total organic carbon, TOC)和总氮(total nitrogen, TN)]与水体优势物种分别具有不同程度的相关性。除EC外的4种环境因子间均存在共线性关系，与pH、TOC和TN呈正相关关系的优势菌属均与ORP呈负相关，反之亦然。放线菌门和假单胞菌门分别与pH呈正相关和负相关关系。【结论】 黄河入海口淡水和海水水体细菌群落特征存在较大差异，主要体现在细菌数量、多样性、功能结构和共现网络上，但2种水体具有相似的优势物种组成和群落构建机制。本研究结果可为黄河入海口水体微生物生态学研究及开发利用微生物资源提供数据支持。

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【目的】 探究Halothiobacillus diazotrophicus LS2在不同氧浓度下的硫氧化特性，并揭示其低氧适应机制。【方法】 通过离子色谱测定S₂O₃^2-和SO₄^2-浓度，平板稀释涂布法跟踪测定菌体生长情况，转录组测序及生物信息学分析其差异表达基因及相关代谢通路。【结果】 菌株LS2在氧含量0.2%-21%的条件下能够进行硫氧化代谢和生长，并且在氧含量高于1.6%的条件下维持较高的硫氧化活性。比较转录组学分析筛选出851个可能与低氧适应相关的差异表达基因，包括表达上调基因464个，表达下调基因387个，其中硫代硫酸盐硫转移酶(thiosulfate sulfurtransferase, TST)、硫氧化酶/还原酶(sulfur oxidase/reductase, SOR)、硫化物:醌氧化还原酶(sulfide:quinone oxidoreductase, SQR)上调表达，Sox酶系下调表达，菌株LS2低氧硫氧化代谢途径可能发生改变。低氧组菌株LS2上调表达cbb₃型细胞色素c氧化酶，以增加O₂与酶的结合效率，同时上调表达固氮酶基因nifDKH和Fix复合体基因fixA、fixB、fixC、fixX，利用N₂、CO₂为最终电子受体维持胞内氧化还原平衡。【结论】 菌株LS2是一株在低氧环境中仍能维持较高硫氧化活性的硫氧化细菌，SQR、高氧亲和末端氧化酶及固氮酶对其适应低氧环境有重要作用，本研究对丰富低氧硫氧化代谢机制认识有积极意义，为优化含硫废水处理工艺提供一定理论基础。

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【目的】 通过咖啡酸合成途径重构，在大肠杆菌中实现咖啡酸的从头合成；通过优化合成基因的表达提升咖啡酸的合成效率，为咖啡酸及其衍生物的高效合成奠定基础。【方法】 克隆约氏黄杆菌(Flavobacteriumjohnsoniaeu)酪氨酸氨解酶编码基因FjTAL和大肠杆菌(Escherichiacoli) 4-羟基苯乙酸-3-单加氧酶/核黄素氧化还原酶复合体编码基因EchpaBC，通过基因共表达重构咖啡酸合成途径，导入常用大肠杆菌中进行表达。通过组成型启动子筛选、对香豆酸生物传感器动态调控和关键基因拷贝数增加相结合的方式，构建一系列工程菌株，并利用HPLC分析这些菌株中对香豆酸和咖啡酸的产生情况。随后比较添加不同氮源和底物对咖啡酸产量的影响。【结果】 在大肠杆菌中实现了咖啡酸的从头合成；通过启动子工程大幅提升了咖啡酸的合成效率，以葡萄糖为底物时咖啡酸产量从1.40 mg/L提升到96.40 mg/L，以酪氨酸为底物时咖啡酸从1.78 mg/L提升到123.31 mg/L；将驱动EchpaBC表达的组成型启动子替换为对香豆酸生物传感器，咖啡酸产量达到162.73 mg/L；额外增加一个EchpaBC的拷贝数促进对香豆酸的转化，咖啡酸产量提高到185.15 mg/L。【结论】 本研究采用组成型启动子改造、生物传感器调控和关键基因拷贝数增加相结合的策略，优化了FjTAL和EchpaBC的表达，成功获得了咖啡酸高产工程菌株，为咖啡酸的高效合成奠定了基础。

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【目的】 调查浙江省不同地区6家养鳖场[浙江萧山(Xiaoshan, XS)和兰溪(Lanxi, LX)两地各3家]的细菌耐药情况，对养殖场细菌的耐药性进行监测并分析两地养鳖场细菌耐药特征和所携耐药基因的差异；对养鳖场内bla_NDM的传播特性进行分析。【方法】 通过16s rRNA基因进行菌株鉴定，使用Kirby-Bauer (K-B)药敏试验测定分离菌的药物敏感性，使用PCR技术检测分离菌所携带的耐药基因，通过接合转移实验获得携bla_NDM质粒接合子并根据接合转移频率评价各供体菌的接合转移能力，通过改良Carba NP法产酶实验、质粒复制子分型和最小抑菌浓度测定进一步验证携bla_NDM质粒在细菌间传播的能力。【结果】 共分离得到244株细菌，其中两地养殖场的菌群分布相似，均以肠杆菌科细菌为主。此外，对整合子的PCR扩增结果表明存在多种耐药基因，其中包括氨基糖苷类和甲氧苄胺嘧啶类耐药基因。实验还发现大量未形成完整整合子结构的耐药菌，具有整合更多外源耐药基因的潜力。所有分离菌对至少一种抗生素耐药，而且部分耐药菌对碳青霉烯类抗生素也表现出耐药性，其对应的碳青霉烯类耐药基因已在部分养殖场内传播。本研究证明bla_NDM存在于质粒上并可在细菌间传播，LX携带bla_NDM质粒的接合移频率显著高于XS。【结论】 水产养殖环境中的细菌耐药性问题日益严峻，特别是碳青霉烯类耐药基因bla_NDM在养鳖场中呈现出扩散趋势。

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在铜绿假单胞菌中，色氨酸可通过KynABU犬尿氨酸途径被转化邻氨基苯甲酸，邻氨基苯甲酸进一步作为底物在烷基喹诺酮类化合物(alkyl quinolones, AQs)合成基因簇pqsABCDE的作用下被转化为AQs信号分子，包括2-庚基-3-羟基-4-喹诺酮(Pseudomonas quinolone signal, PQS)和2-庚基-4-喹诺酮(2-heptyl-4-hydroxyquinoline, HHQ)。同时，邻氨基苯甲酸还能在邻氨基苯甲酸双加氧酶复合物AntABC的催化下被降解进入三羧酸循环，但AntABC在铜绿假单胞菌中所介导的生物学效应依然不清楚。【目的】 构建铜绿假单胞菌antABC的缺失突变株，并对该突变株的表型进行分析。【方法】 以铜绿假单胞菌PAO1为亲本菌株，通过同源重组的方法构建antABC缺失突变株，研究该操纵子对铜绿假单胞菌色氨酸降解、生物被膜形成、绿脓菌素合成、运动性和毒力等的影响。【结果】 缺失突变antABC或kynU均完全抑制了铜绿假单胞菌以色氨酸为唯一碳源的生长，而ΔpqsA则无该表型，说明antABC是铜绿假单胞菌降解色氨酸所必需的，并且在本研究指定的培养条件下KynABU-AntABC途径是该菌降解色氨酸的唯一途径。除了影响铜绿假单胞菌的色氨酸降解，缺失突变antABC通过诱导胞外多糖合成操纵子pel的表达进而促进铜绿假单胞菌生物被膜的形成，还通过诱导绿脓菌素合成操纵子phz1和phz2的表达进而促进铜绿假单胞菌绿脓菌素的合成。缺失突变antABC还促进了铜绿假单胞菌的集群运动和蹭行运动。另外，进一步缺失突变pqsA则完全逆转ΔantABC的这些生理表型。因此，antABC对这些生理表型的调控依赖于AQs。然而缺失突变antABC确实使铜绿假单胞菌积累了更多的HHQ，但却抑制了PQS的合成。说明antABC对这些生理表型的调控主要依赖于HHQ。此外，缺失突变antABC还增强了铜绿假单胞菌对白菜和大蜡螟幼虫的毒力，但是进一步缺失突变pqsA只能部分逆转ΔantABC的这一毒力表型，同时缺失突变antABC也使铜绿假单胞菌积累了更多的邻氨基苯甲酸，因此缺失突变antABC对铜绿假单胞菌毒力的增强作用应该由HHQ和邻氨基苯甲酸共同介导。最后，生物信息学分析发现超过90%的铜绿假单胞菌临床分离株中antABC操纵子发生了错义突变，因此antABC有望作为判断铜绿假单胞菌临床分离株是否具有高毒力的生物标志物。【结论】 AntABC在铜绿假单胞菌的色氨酸降解、生物被膜形成、绿脓菌素合成、运动性和毒力等方面都发挥着重要的作用，这为针对铜绿假单胞菌的临床诊断和抗菌药物开发奠定了基础。

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【目的】 建立光滩生物膜的判定方法。【方法】 采集光滩生物膜及其附近表层沉积物，利用18S rRNA基因测序研究生物膜及其附近表层沉积物的优势藻种及其丰度差异；使用叶绿素a (chlorophyll a, Chl-a)检测和流式细胞检测，对生物膜及其附近表层沉积物的叶绿素a浓度和含有Chl-a的细胞量进行研究。【结果】 光滩生物膜主要含有硅藻(Diatomea)、甲藻(Dinoflagellata)、色藻(Ochrophyta)、绿藻(Chlorophyta)、隐藻(Cryptophyceae)和轮藻(Phragmoplastophyta)，不同季节和地理位置的生物膜优势藻种的相对丰度存在显著变化。光滩生物膜和附近表层沉积物之间的Chl-a浓度存在显著差异，生物膜中含有Chl-a的细胞量显著高于附近表层沉积物。通过藻类相对丰度、Chl-a浓度和含有Chl-a的细胞量构建了光滩生物膜的判定方法，即藻类相对丰度>40%，Chl-a浓度>500 mg/m³且含有Chl-a的细胞量>500 cell/μL时，判定为有生物膜，反之判定为无生物膜，含有Chl-a的细胞量>1 500 cell/μL时，判定生物膜为生长旺盛期，含有Chl-a的细胞量介于500-1 500 cell/μL时，判定生物膜为定殖期或衰退期。【结论】 本研究探讨了光滩生物膜及其附近表层沉积物的优势藻种类型及其丰度差异，评估了生物膜及其附近表层沉积物中Chl-a浓度和含有Chl-a的细胞量，并基于上述认识制定了光滩生物膜有无的判定方法，拓宽了对光滩生物膜的认知，为进一步开展生物膜固碳潜力相关研究提供了理论依据。

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【目的】 在原核生物基因表达过程中，由于转录本mRNA半衰期较短，其抗降解能力和招募核糖体启动翻译反应的能力对基因表达的影响显著。然而mRNA在其5′端存在多个功能区域，可以影响其半衰期的长短进而影响目的基因的表达，其中主要包括：Shine-Dalgarno (SD)序列以及其上下游的核糖体“等候”位点(translational standby site, TSS)、N端部分编码序列(N-terminal coding sequence, NCS)。各区域由于其自身和跨区域的结构差异会影响基因表达，因此解析各功能区域的构效关系至关重要。【方法】 采用引物延伸测序(SHAPE-seq)技术，以大肠杆菌为宿主解析了7种结构不同的5′mRNA胞内的结构特点，采集了其调控下mRNA丰度以及蛋白表达量。【结果】 发现非结构化的NCS调控下mRNA丰度和蛋白量分别提高了10倍、19倍；形成二级结构茎长为10 nt的TSS有利于提高mRNA丰度；SD序列被包裹形成二级结构时会影响其介导的翻译起始效率(蛋白表达下降10%)；上述较优的TSS和NCS的组合调控下，mRNA丰度和蛋白量显著提高(11倍、60倍)。【结论】 本研究解析了5′mRNA各区域有利于原核生物基因表达的结构特征，初步建立了各功能区域的构效关系，为工业微生物目标基因表达提供了新型调控元件。

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【目的】 鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer, RA)是一种感染鸭、鹅等禽类的革兰氏阴性病原菌。该菌的临床分离株具有多重耐药性，且其耐药性呈现逐年增加的趋势，但关于这些耐药基因在该菌的传播方式尚未被明确鉴定。本研究旨在鉴定耐药基因在鸭疫里默氏杆菌的传播方式，以及这些耐药基因在该菌临床分离株中的分布情况。【方法】 测定参考菌株RA ATCC 11845、临床分离株RA CH-1、RA CH-2对10类28种药物的耐药表型；通过基因组分析和基因缺失株的构建鉴定耐药基因；自然转化实验鉴定其耐药基因传播方式；通过PCR检测这些耐药基因在不同临床菌株的分布情况。【结果】 耐药检测结果表明，鸭疫里默氏杆菌RA CH-1株、RA CH-2株对β-内酰胺类、四环素类、大环内酯类、林可胺类及酰胺醇类等药物均具有耐药性，而RA ATCC 11845株对以上药物敏感；13个耐药基因分别缺失后对相关药物变得敏感，表明其参与耐药；以上耐药基因均可通过自然转化方式转移至敏感菌株RA ATCC 11845；相关耐药基因在2017-2023年分离的100株临床株的检出率最低为3%，最高为89%。【结论】 耐药基因在鸭疫里默氏杆菌可通过自然转化的形式进行传播，不同耐药基因在该菌临床分离株中的分布不同，其中tet(X) (B739_0030)耐药基因携带率最高，bla_OXA (G148_1768)耐药基因携带率最低。