科微学术

微生物学通报

  • 《微生物学通报》入选卓越行动计划第二期中文领军期刊项目
  • 《微生物学通报》连续12年获得“百种中国杰出学术期刊”称号
  • 《微生物学通报》论文入选第八届中国科协优秀科技论文
  • 《微生物学通报》2024年度优秀编委
  • 《微生物学通报》2023年度优秀论文
  • 郑重声明
  • 欢迎关注2024年第6期环境微生物学主题刊
  • 欢迎关注2025年2期人兽共患病原菌主题刊
  • 致敬科技工作者
  • 本期文章
    全选
    显示方式: |
    2026年第5期
      封面
    • 目录
    • 研究快报
    • 徐西俊,李传浩,陈士国,张尧,梁喜丽,吴元锋

      2026,53(5):2111-2126, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.260296

      CSTR: 32113.14.j.MC.260296

      Abstract:

      背景 萝卜硫苷(glucoraphanin, GRP)在体内转化生成具有多种生物学活性的萝卜硫素(sulforaphane, SFN)主要依赖于肠道微生物。目的 从肠道菌群中分离鉴定一株高效降解GRP的微生物,并对其进行全基因组测序分析,旨在为SFN的微生物转化、SFN相关功能性益生菌开发提供实验依据。方法 采用Slanetz and Bartley培养基从粪便样本中筛选高效降解GRP的菌株,通过形态学观察与16S rRNA基因测序明确菌株分类,结合生长曲线测定与抗生素敏感性试验分析其生理特性;采用LC-MS方法检测发酵产物中的SFN生成量,并通过全基因组测序及功能注释和共线性分析预测了菌株的降解机制。结果 从健康成人粪便中分离鉴定出1株粪肠球菌(Enterococcus faecalis),并命名为ZUST93,该菌株可在10 h内降解78.26%的GRP,SFN产量达2.86 μmol/L,无抗生素耐药风险;其基因组中GH1家族糖苷水解酶是GRP降解的核心功能元件,与碳水化合物结合模块、膜转运蛋白形成协同代谢网络,并且与植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)存在跨属功能趋同进化现象。结论 菌株ZUST93兼具较强的GRP降解能力与高效的SFN生成能力,基因组携有GRP降解相关功能基因,在SFN功能性产品开发领域具备良好的应用潜力。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
    • 专论与综述
    • 苏凯,夏瑶,杨帆,韩利杰,杨晨,吴迪,郭昱成,陈雯莉,赵兴春,叶健,胡胜

      2026,53(5):2127-2139, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250831

      CSTR: 32113.14.j.MC.250831

      Abstract:

      随着分子生物学和生物信息学的发展,微生物组分析逐渐受到了法医学家的广泛关注。唾液作为口腔分泌液,集合了口腔多个位点的特征,其分泌还受到个体自身的影响,进行微生物组分析能够准确获得宿主的相关信息,具备了应用于法庭科学领域办案的前景。因此,本文基于唾液微生物组成及常用表征手段进行详细介绍,并综述了近年来唾液微生物组在法庭科学领域中的研究进展(包括体液鉴定、行为信息及个体识别的应用),以期帮助研究者更好地了解唾液微生物组在法庭科学领域中的应用,正确把握研究方向。

      • 1
    • 王潇鸽,敖子平,范明晓,张皓恩,郝慧芳

      2026,53(5):2140-2155, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250911

      CSTR: 32113.14.j.MC.250911

      Abstract:

      在全球耐药性问题日益严峻的背景下,光动力疗法(photodynamic therapy, PDT)——这种依赖光敏剂(photosensitizer, PS)、特定光源照射以及分子氧协同作用的创新性治疗手段,正受到生物医学界的高度关注。其核心优势在于不易诱发耐药性且具备精准靶向能力。本文深入剖析了光动力疗法的核心工作机制,涵盖光敏剂的化学结构特点及其分类、光源系统的选择依据,以及所生成活性氧(reactive oxygen species, ROS)的类型与相应的杀菌机理。文章还系统总结了该技术在对抗细菌、真菌乃至病毒引发的各类感染中的前沿研究进展,并特别关注了其与其他疗法联用的协同潜力。同时,归纳了光动力疗法的显著优势与当前面临的技术障碍。为促进其向临床应用转化,文章最后展望了未来的关键突破方向:优先开展近红外响应型高效光敏剂的研发、建立标准化诊疗方案;推进临床高发感染场景下的多中心临床试验工作;拓展具备微生物特异性激活功能的光敏剂及多疗法协同策略,旨在为破解微生物耐药性困局开辟新途径。

      • 1
    • 张庭瑞,韩朔,王湘茹,王向前,于遥,杨宜笑,杨春哲,蔡中华,周进

      2026,53(5):2156-2167, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250913

      CSTR: 32113.14.j.MC.250913

      Abstract:

      微生物溯源(microbial source tracking, MST)是解析微生物群落动态及其对环境和健康影响的关键技术。传统的MST方法在灵敏度和特异性方面存在多种局限。近年来,机器学习方法如SourceTracker和微生物溯源快速期望最大化算法(fast expectation-maximization for microbial source tracking, FEAST),通过概率模型显著提升了微生物溯源的准确性。并且,数据驱动方法(如SourceID-NMF)采用非概率框架,提供了更灵活的微生物溯源解决方案。此外,深度学习方法,如用于微生物组溯源的本体感知神经网络(ontology-aware neural network for microbiome source tracking, ONN4MST)通过本体感知神经网络,在大规模微生物数据的溯源分析中实现了高精度和高效率。尽管如此,深度学习方法对于多样化训练数据的高度依赖以及模型的可解释性问题仍然面临一些挑战。因此,为了深入理解微生物溯源技术的进展与挑战,本综述系统总结了传统机器学习与深度学习方法在微生物溯源中的应用,分析了各种方法的优势与局限性,并展望了未来研究方向,以期为相关领域的研究者提供借鉴和启示。

    • 李舜尧,张翁杰,许曦,孙凯

      2026,53(5):2168-2187, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250917

      CSTR: 32113.14.j.MC.250917

      Abstract:

      环境中类固醇雌激素(steroid estrogens, SEs)是一类备受关注的新污染物,可通过干扰机体正常激素的合成、运输和释放,危害生物体健康、影响生态系统稳态。微生物降解是消减环境SEs并降低其环境污染风险的核心策略。挖掘更多潜在的SEs降解菌,探究其降解产物、代谢途径及关键分解代谢基因,可在丰富功能微生物资源库的同时,突破限制微生物应用的基础研究瓶颈。本文综述了典型SEs的特性,对具有SEs降解效能的微生物资源、微生物代谢SEs的模式、主流途径等进行了概述。并以雌二醇(17β-estradiol, E2)为目标物,详细介绍了几株经典SEs降解菌分解代谢E2的策略及分子机制,归纳了微生物代谢E2的潜在共性及差异,有望为基于微生物降解的SEs污染修复强化技术的研发提供理论指导。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
    • 姚玉峰,王丹霓,韩乐飞,于大中,刘畅,熊华,王吉林,陈颖盈,郭晓奎

      2026,53(5):2188-2221, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250837

      Abstract:

      人体微生态学是研究人体各部位微生物群的分布、结构、功能、动态变化及其与宿主相互依赖和相互制约关系的科学。人体微生态学研究有助于揭示人体微生态系统在维持健康和导致疾病中的作用机制,为疾病的预防、诊断和治疗提供新的策略。本文综述了人体微生态学的研究方法、人体各部位微生物群的结构、功能以及与疾病的关系,探讨了其在相关疾病的诊断和治疗方面的重要进展,同时为人体微生态学的未来发展指明了方向。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
    • 何平,李斌,李荣萍,王云月,谢勇,韩光煜

      2026,53(5):2222-2238, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250869

      CSTR: 32113.14.j.MC.250869

      Abstract:

      农业有益微生物作为作物病害绿色防控的重要生物资源,具有显著的应用潜力。根际微生物通过固氮、溶磷解钾、分泌植物激素及诱导植物系统抗性等机制增强作物抗病能力;叶际微生物通过直接拮抗作用、营养元素竞争和空间位点竞争抑制病原菌;内生微生物通过占据特定生态位、激活植物防御反应等机制来提高植物免疫水平。此外,微生物组学、多组学联合分析以及人工智能等新兴技术的快速发展,正在为理解植物-微生物互作模式、识别关键功能菌群以及构建稳定高效的微生态调控体系提供新的方法基础。然而,微生物在不同环境条件下功能差异大、田间稳定性不足、关键互作机制尚未完全厘清等问题依然制约着技术落地。传统培养方法的局限性、分子生物技术在复杂生态背景下的适用性不足,以及多组学数据在跨尺度整合过程中面临的解析难点,也都提示微生物防控研究仍需进一步系统化推进。基于此,本文系统综述了根际、叶际、内生菌在作物病害防治中的作用机制与应用研究进展,旨在为农业绿色可持续发展提供理论参考。本文进一步指出未来亟需关注的重点方向,包括深入解析植物-微生物互作的核心调控环节、加强多组学数据的协同整合与功能验证、构建以微生物群落稳定性和可预测性为核心的生态防控模式,并探索人工智能驱动的微生态调控路径。这些方向的推进将为农业绿色可持续发展提供更坚实的理论基础和技术支撑。

      • 1
    • 研究报告
    • 张雨歆,仇贵生,孙丽娜,闫文涛,岳强,窦术英,张阔洋,张怀江

      2026,53(5):2239-2253, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250859

      CSTR: 32113.14.j.MC.250859

      Abstract:

      背景 灵菌红素(prodigiosin)是由黏质沙雷氏菌(Serratia marcescens)等微生物产生的一类三吡咯类次级代谢产物,具有较好的生物活性和应用潜力,但其发酵产量仍有待提高。目的 优化灵菌红素的发酵培养基成分和环境条件,实现其高效制备,以满足后续实验室生物活性研究产量需求。方法 采用多阶段优化策略对发酵工艺进行优化。首先通过单因素试验筛选适宜的碳源、氮源和无机盐;其次采用Plackett-Burman试验筛选显著影响因素,并结合最陡爬坡试验和Box-Behnken响应面法优化基础培养基组成及操作参数;在此基础上,进一步采用正交试验优化添加剂组合及环境条件。结果 获得的较优基础培养基组成为:葡萄糖5 g/L、蛋白胨8.2 g/L、NaCl 7.5 g/L;较优发酵操作参数为装液量150 mL/250 mL、接种量3.09%。添加剂较优组合为:吐温-80 5 g/L、L-脯氨酸1.0 g/L、甘氨酸1.5 g/L、组氨酸2.5 g/L。较优培养条件为:28 ℃、初始pH 7.0、180 r/min、发酵28 h。在上述条件下,灵菌红素产量达到193.4 mg/L,较原始发酵条件提高5.75倍。结论 通过单因素试验、Plackett-Burman试验、响应面分析及正交试验相结合的方法,建立了黏质沙雷氏菌CS-1产灵菌红素的较优摇瓶发酵条件。该结果为后续开展灵菌红素制备及应用研究提供了实验依据。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
    • 张阳,孟繁婧,赵凌云,刘子奇,贺佳诺,任哲,刘园园,刘洪伟

      2026,53(5):2254-2268, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250828

      CSTR: 32113.14.j.MC.250828

      Abstract:

      背景 益生大肠杆菌Nissle 1917作为肠道益生菌典范,具有增强肠道屏障、调节免疫及抑制病原体等多重功能。当前研究主要聚焦于基因工程改造领域;同时,对其自身高密度发酵工艺的优化研究则相对较少。目的 通过优化培养基成分及解析关键代谢通路,为工程菌的高效生产提供理论支撑。方法 通过筛选基础培养基,结合单因素试验优化碳源、氨基酸及金属离子,并采用非靶向代谢组学分析镁离子的调控通路。结果 优化后培养基:18 g/L胰蛋白胨、16 g/L酵母提取物、9 g/L氯化钠、2 g/L葡萄糖、1 g/L脯氨酸、0.1 g/L硫酸镁;代谢组学揭示,镁离子通过代谢调控O-抗原核苷酸糖生物合成、d-氨基酸代谢、氨基糖与核苷酸糖代谢等通路促进菌体增殖。结论 培养基优化可显著提高菌液浓度,使生物量提高699.25%,通过代谢组学解析了额外添加镁离子对菌体代谢的多通路调控机制,为高效发酵策略提供理论基础。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
    • 李旭,尹鹏,刘凤坤,许敬轩,郑雅之,赵吉臣,郭慧,戴睿智,廖劲松,黄文

      2026,53(5):2269-2285, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250886

      CSTR: 32113.14.j.MC.250886

      Abstract:

      背景 异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrifying-aerobic denitrifying, HN-AD)菌株在水产养殖尾水脱氮中应用潜力巨大,但多数菌株存在严重的盐抑制效应,并且其耐盐分子机制缺乏系统性解析,极大地限制了其在咸淡水及海水养殖尾水处理中的应用。目的 分离鉴定一株耐盐异养硝化-好氧反硝化细菌,旨在开发高效脱氮菌种并推动高盐养殖废水脱氮技术研究。方法 从水产养殖尾水处理系统生物膜中分离筛选高效HN-AD菌株,通过形态学、生理生化特征及全基因组测序进行鉴定;通过药敏试验和斑马鱼攻毒实验评估其生物安全性;优化其脱氮条件(碳源、C/N、pH、温度、盐度);利用单一氮源实验验证其硝化与反硝化能力;结合全基因组测序与RT-qPCR技术阐释其脱氮与耐盐分子机制。结果 菌株JM被鉴定为神户肠杆菌(Enterobacter kobei),对多种抗生素敏感并有良好的生物安全性,最适脱氮条件为:葡萄糖为碳源、C/N 10、pH 7.0、温度30 ℃、总氮(total nitrogen, TN)、氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐氮(NO2--N)和硝酸盐氮(NO3--N)去除率可分别达到93.90%、92.23%、100.00%和92.63%。在0%-5.0%的盐度下能正常生长且3.0%的盐度下同样保持良好的脱氮能力(TN去除率85.66%)。全基因组分析显示,菌株JM具有多种脱氮关键基因,推测脱氮途径以氮同化为主导;同时具有胞内小分子相容性物质积累及K+转运相关基因,表明菌株JM可通过积累胞内小分子和维持渗透压来抵抗盐碱胁迫。在处理混合氮源时,菌株JM优先同化NH4+-N。RT-qPCR结果表明,硝酸盐还原酶基因(nas, nar)及亚硝酸盐还原酶基因(nirB)的表达显著上调,推测该菌株具有以氮同化为主的脱氮特性。结论 菌株JM是一株耐盐、安全且高效的异养硝化-好氧反硝化细菌,在高盐养殖废水处理中展现出重要的应用潜力。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
    • 谢佳良,贾苗苗,李海红

      2026,53(5):2286-2299, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250820

      CSTR: 32113.14.j.MC.250820

      Abstract:

      背景 萘作为多环芳烃中典型的高迁移性、高生物可利用性模型污染物,其高效降解对推动多环芳烃污染土壤修复具有重要意义,生物降解作为其最优去除策略,核心机制之一为酶促反应。目的 提升萘污染土壤的修复效率。方法 以降解关键酶“邻苯二酚2,3-双加氧酶(catechol 2,3-dioxygenase, C23O)”为核心,通过优化产酶条件、研究酶学特性,并通过菌酶协同作用提升土壤修复效率。结果 实验室保存的四会假单胞菌(Pseudomonas sihuiensis) M-1和维德曼氏芽孢杆菌(Bacillus wiedmannii) M-2这2株萘降解菌,对萘的降解率分别达到67.92%和54.23%,并且主要通过C23O酶进行降解;单因素复筛试验表明菌株M-1酶活性更高且耐受性更强。对菌株M-1进一步通过Plackett-Burman筛选显著因子,并结合中心复合设计、响应面法优化,确定菌株M-1产C23O的最佳条件为19.47 h、pH 7.30、接种量1.74%,酶活性达1.386 U/mg;Fe3+使酶活提升70.81%。模拟修复实验中,相较于单一菌株和自然降解,“菌株M-1+酶”联合处理的降解效果和降解速率均有很大提升,49 d后萘降解率达76.25%。结论 菌酶协同策略可显著提升萘污染土壤的修复效率,菌株M-1及其C23O酶在萘污染治理中表现出良好的应用潜力,为特定多环芳烃污染物的精准生物修复提供了技术依据。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
    • 张文梅,吴汶儒,马浩然,韩继磊,李宁,秦旭,杨爱娇,徐丽,任子安,樊祥宇,黄兆松

      2026,53(5):2300-2314, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250884

      CSTR: 32113.14.j.MC.250884

      Abstract:

      背景 高盐废水的高效脱氮是当前水污染控制领域的难点。高盐环境可显著抑制微生物代谢活性,尤其影响氨氮同化过程,导致此类废水的生物脱氮效率普遍较低。目的 筛选1株高效耐盐氨氮同化菌株,系统优化其脱氮条件,并深入解析其脱氮机制。方法 自海洋底泥中分离得到1株高效氮同化的耐盐兼性厌氧菌株E7,经16S rRNA基因序列分析鉴定为食物嗜冷杆菌(Psychrobacter alimentarius)。采用单因素试验优化菌株培养条件,并评估其处理模拟海产品加工废水的能力。通过氮平衡分析及15N同位素示踪探究菌株的氨氮降解机制。结果 菌株E7的最佳生长条件为:乙酸钠为碳源、C/N 10:1、初始氨氮浓度100 mg/L、盐度3%、温度30 ℃、初始pH 7.0。在模拟海产品加工废水处理中,菌株对氨氮(120 mg/L)和化学需氧量(5 456 mg/L)的去除率分别达86.43%和80.61%。氮平衡分析和15N同位素示踪结果共同证实,氨氮主要通过同化途径去除。结论 菌株E7可直接用于海产品加工废水处理系统,无需脱盐预处理即可实现高效脱氮,具有工程化应用前景。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
    • 梁荣婷,赵卓冰,莫坤联,胡永华,姜明国,黄惠琴

      2026,53(5):2315-2334, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250813

      CSTR: 32113.14.j.MC.250813

      Abstract:

      背景 褐藻胶裂解酶是特异性降解褐藻胶的多糖裂解酶,在医药、食品、生物燃料及生物肥料等方面具有广泛的应用潜力。目的 探究实验室前期筛选鉴定的产褐藻胶裂解酶细菌副芽孢杆菌(Metabacillus sp.) HB246100的基因组信息及其粗酶液的酶学性质。方法 对菌株HB246100进行PacBio基因组测序及生物信息学分析,随后以海藻酸钠为唯一碳源诱导菌株发酵产酶,并对所得粗酶液的酶学性质进行研究。结果 该菌株预测含有2个褐藻胶裂解酶Alg3226和Alg2014,分别归属于PL15_1亚家族和PL39家族,空间结构均为(α/α)n环+β-胶冻卷。酶液的最适反应条件为40 ℃、pH 7.5,在4-20 ℃、pH 7.0-7.5范围内活性稳定。1 mmol/L的Mg2+和2 mmol/L的Ca2+能够显著促进酶活性,酶活分别达到对照组的158.5%和141.4%;1 mmol/L和10 mmol/L的十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfonate, SDS)、Fe2+、Mn2+、乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid, EDTA)对酶活性具有抑制作用。粗酶液酶解海藻酸钠的终产物为单糖,预示胞外的褐藻胶裂解酶是外切型。结论 菌株HB246100发酵海藻酸钠所产的粗酶液具有外切型褐藻胶裂解酶活性,在生物乙醇生产方面具有潜在应用价值。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
    • 饶固,李玉,张波

      2026,53(5):2335-2349, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250827

      CSTR: 32113.14.j.MC.250827

      Abstract:

      背景 得益于多样的生态环境和适宜的自然条件,东北地区成为大型真菌资源最为丰富的区域之一。然而,该区域部分地区的大型真菌多样性和资源状况仍存在明显知识空缺,尤其缺乏系统性和连续性的调查研究。目的 旨在调查中国吉林省寒葱岭红叶谷的大型真菌物种多样性及其季节演替规律,为该地区真菌资源的保护与可持续利用提供科学依据。方法 2019年至2021年间,每年7月至9月采用样方法和随机踏查法开展系统性野外调查,依据形态学特征和nrDNA分子数据进行大型真菌的鉴定。结果 共采集大型真菌标本1 394份,鉴定出787种,隶属于2门6纲22目79科210属。食用菌107种,药用菌99种,有毒菌71种,其中有80种兼具食药用或毒性属性。根据Chao1指数估算,该地区的大型真菌物种总数超过2 113种。蘑菇科(Agaricaceae)、小菇属(Mycena)和卷边桩菇(Paxillus involutus)分别为最具优势的科属种。时间动态显示,木腐菌的出现时间早于土壤真菌(菌根真菌和土壤腐生菌),这种差异可能与基质可用性的季节性变化密切相关。食用菌和药用菌主要集中在木腐菌类群,而有毒菌则在不同生态功能类型中分布较为均匀。群落分析结果显示,多样化的植被类型可能更有利于大型真菌子实体的发生。结论 本研究揭示了寒葱岭红叶谷大型真菌物种的高度多样性及明显的季节演替规律,并提出了一种新的大型真菌优势类群评价方法。研究结果为地区真菌保护和可持续利用策略的制定提供了有价值的科学参考。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
    • 何芷慧,但佳鑫,林少园,郭晨晨,李晓宇,柳志强

      2026,53(5):2350-2362, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250851

      CSTR: 32113.14.j.MC.250851

      Abstract:

      背景 禾谷炭疽菌(Colletotrichum graminicola)是一种导致玉米作物患玉米炭疽病(maize anthracnose)的真菌病害。Rho GTPase activating protein (RhoGAP)是调控Rho GTPase家族蛋白活性的一类关键蛋白,通过催化Rho GTPase家族蛋白从GTP激活态转化为GDP失活态,进而调控多种细胞生物学过程,包括细胞骨架重建,基因表达及代谢调控等。目的 从禾谷炭疽菌中鉴定RhoGAP蛋白CgrRga1,通过基因敲除分析该蛋白的生物学功能。方法 通过同源重组的方法获得Cgrrga1基因的敲除突变体,对敲除突变体进行系统性的表型特征分析,研究该基因在生长、胁迫耐受、无性发育及致病性等方面的生物学功能。结果 CgrRga1蛋白含有2个LIM结构域和1个RhoGAP结构域。相较于野生型菌株,敲除突变体ΔCgrrga1对NaCl和KCl更加敏感,部分卵圆形孢子体积增大,镰刀形孢子形态更加细长,并且镰刀形孢子产量下降90%,致病力未受到影响。结论 RhoGAP蛋白CgrRga1参与调控禾谷炭疽菌的渗透胁迫响应,分生孢子形态和产量,不参与调控致病性。相关研究结果可为进一步研究CgrRga1的调控机制,以及深入解析该病菌分生孢子发生的调控机理奠定重要基础。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
    • 梁境元,于点,高玉倩,柴佳宜,刘云,杨丽娜,卢宝慧,陈长卿,高洁,王雪

      2026,53(5):2363-2376, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250809

      CSTR: 32113.14.j.MC.250809

      Abstract:

      背景 人参种植过程中根系分泌的化感自毒物质是造成人参连作障碍的重要因子之一,其中苯甲酸是人参连作土壤里普遍存在的一种主要酚酸类自毒物质,利用微生物降解菌降解土壤中的酚酸类物质进而缓解人参连作障碍是有效途径。目的 通过筛选能有效降解人参连作土壤中酚酸类物质的细菌,为缓解人参连作障碍提供新的菌种资源。方法 研究采用富集驯化再分离法,从98份人参连作土壤样品中分离降解菌株,利用高效液相色谱法检测菌株对苯甲酸及其他酚酸类物质的降解能力,结合形态学特征观察、生理生化指标测定和16S rRNA基因序列分析确定高效降解菌株分类地位,并通过田间试验评价其对人参连作土壤中苯甲酸的降解能力。结果 通过富集驯化再分离法共分离获得132株细菌,经过初筛和复筛试验最终筛选获得1株对苯甲酸及肉桂酸这2种酚酸类物质均具有高效降解能力的细菌BX29,室内条件下72 h对200 mg/L苯甲酸和肉桂酸的降解率均达到90%以上,经鉴定其为1株短稳杆菌(Empedobacter brevis)。田间应用效果评价试验表明,在连作人参3年的土壤中施用8.0×107-8.0×109 CFU/mL的菌株BX29发酵液750 mL/m2,施用30 d和120 d后对土壤中苯甲酸的降解率分别达到42.88%-47.43%和39.51%-58.84%,人参增产率达到26.61%-47.88%,并且对人参根部农艺性状、土壤酶活性均有一定促进作用。结论 研究结果丰富了酚酸类物质降解菌的微生物资源库,在短稳杆菌BX29的开发利用及缓解人参连作障碍方面具有潜在的利用价值,对人参产业可持续发展具有重要意义。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
    • 焦瑞,任静,王唯贤,彭小会,朱有勇,何霞红,郭力维

      2026,53(5):2377-2399, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250914

      CSTR: 32113.14.j.MC.250914

      Abstract:

      背景 为应对极端天气与劳动力短缺对水稻产业的挑战,旱地优质稻的推广种植日趋重要,但其安全生产仍面临稻瘟病的严重威胁。目前,稻瘟病对根际真菌群落结构及功能的影响尚不明确,并且关键有益菌株的生防潜力亟待验证。目的 解析旱地优质稻根际真菌群落结构对稻瘟病发生的响应特征,并通过体外与离体试验评估关键菌株的生防潜力,为病害绿色防控提供理论支撑与菌种资源。方法 以‘滇禾优615’为材料,利用Illumina MiSeq高通量测序比较健康(H)与感病(D)植株根际真菌群落结构、功能及共现网络差异;进而从健康植株根际筛选有益真菌,通过平板对峙和离体叶片接种试验评价其抑菌效果。结果 相较于健康组,感病组真菌丰富度显著升高(P<0.05),但群落结构离散化(PCoA: R2=0.729 72, P=0.003)。网络分析表明,健康根际以木霉(Trichoderma)、附球菌(Epicoccum)等有益类群形成协同模块,抑制病原菌扩张;感病组中有益互作减弱,病原与腐生真菌互作增强。生防验证显示,筛选获得的8株木霉[包括棘孢木霉(Trichoderma asperellum)和类棘孢木霉(Trichoderma asperelloides)各4株]对稻瘟病菌均表现出显著的抑制效果,其中,对菌丝生长抑制率>90%,对孢子萌发抑制率最高可达83%;离体试验结果显示,最高防效可达75%。结论 本研究阐明了稻瘟病通过破坏根际有益真菌互作网络的稳定性,以驱动其病原菌定殖,从而重塑根际真菌群落结构的新机制;同时证明了健康根际以木霉为代表的有益真菌具有优异的生防潜力。本研究为稻瘟病的生态防控及生防菌剂的开发提供了理论与实践依据。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
    • 丁守彦,郭炜,许世洋,漆永红,徐美蓉,李雪萍

      2026,53(5):2400-2417, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250927

      CSTR: 32113.14.j.MC.250927

      Abstract:

      背景 西北地区小麦茎基腐病发生普遍,成因复杂,病原种类多,优势病原不明确。目的 对甘肃省、陕西省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区等地共20个县的小麦主产区茎基腐病发生情况进行调查并采集样品,明确西北地区小麦茎基腐病为害状况及病原。方法 采用组织分离法分离病原菌,形态鉴定结合TEF1-α基因序列明确病原菌分类地位,烧杯水琼脂法测定病原致病性。分析病原多样性,确定优势病原,并针对优势病原筛选抗性品种及防治药剂。结果 西北地区小麦茎基腐病发病率为20%-50%,共分离到197株病原菌,包括三线镰孢(Fusarium tricinctum)、木贼镰孢(F. equiseti)、假禾谷镰孢(F. pseudograminearum)、尖镰孢(F. oxysporum)、芳香镰孢(F. redolens)、层出镰孢(F. proliferatum)、亚黏团镰孢(F. subglutinans) 7种病原类型,其中木贼镰孢(F. equiseti)、芳香镰孢(F. redolens)、层出镰孢(F. proliferatum)、亚黏团镰孢(F. subglutinans) 4种为国内首次报道。三线镰孢在各地区分离率均最高,平均分离率67.51%,并且相对发病率及相对病情指数均较高,确定为优势病原。亚黏团镰孢为甘肃省特有病原种。甘肃与新疆病原菌群落结构组成相似,丰富度最高。筛选得到‘陇鉴103’ ‘陇鉴111’ ‘兰天26’ ‘陇鉴113’ ‘陇春23号’ ‘兰天538’ ‘兰15’ ‘兰航选122’ ‘陇中3号’ ‘宁冬11号’ ‘陇中1号’ ‘兰天575’等12个抗病品种。结论 西北地区小麦茎基腐病病原类型丰富,三线镰孢为优势病原,抗病品种选育时可利用‘陇鉴103’ ‘兰天26’ ‘陇鉴111’等抗性品种。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
    • 孟丽雪,侯欣玮,邓孟南,杨梦

      2026,53(5):2418-2437, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250864

      CSTR: 32113.14.j.MC.250864

      Abstract:

      背景 植物叶片微生物群落在维持宿主健康中发挥关键作用。然而,作为强烈的生态干扰,病原菌侵染如何通过重构微生态系统内部互作并联动宿主生理状态进而致病,其内在机制尚不清晰。目的 为揭示“病原菌-微生物组-宿主”三者互作的致病机制,本研究以白及(Bletilla striata)-木贼镰孢菌(Fusarium equiseti)为互作模型,旨在阐明病原侵染对叶片真菌与细菌群落的差异化影响,及其与宿主时序性生理防御反应的关联。方法 通过人工接种病原菌,综合运用Illumina高通量测序、微生物共现网络分析及宿主生理指标测定,并结合冗余分析(redundancy analysis, RDA)与环境因子拟合,系统解析了叶片微生物群落结构与宿主生理状态的关联。结果 病原侵染显著降低了真菌群落的多样性,并促使其物种间互作由竞争转向协同以共抗胁迫;相比之下,细菌群落虽在整体结构上表现出较强的稳健性,但其内部竞争加剧,并且网络枢纽类群由促生菌转向耐逆/机会性类群。宿主抗氧化系统呈现明显的时序性补偿特征,过氧化物酶(peroxidase, POD) (1-2 d)、过氧化氢酶(catalase, CAT) (2 d)与超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD) (3-4 d)活性相继达峰并协同清除活性氧(reactive oxygen species, ROS);然而,随病程推进(7 d),ROS生成速率超越了酶促清除阈值,导致丙二醛(malondialdehyde, MDA)持续累积至峰值,引发不可逆的膜系统损伤。RDA分析表明,SOD活性与MDA含量是驱动群落重构的关键因子。宿主生理作为“栖息地过滤器”对群落产生了差异化塑造作用:真菌群落对MDA介导的氧化损伤高度敏感,而细菌群落则主要响应由SOD调控的微环境变化。结论 木贼镰孢菌的成功侵染源于其对微生物组稳态的破坏,并与宿主生理防御机制的失效形成了相互激发的恶性循环。本研究从“植物-微生物互作体”的整体视角,深化了对白及叶斑病致病机制的理解,为开发基于微生态调控的绿色植保技术提供了理论依据。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
    • 黄郁葱,孙恒,王浩宇,杨林狄,何玉艳,蔡双虎,简纪常,黎东

      2026,53(5):2438-2459, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250841

      CSTR: 32113.14.j.MC.250841

      Abstract:

      背景 发光杆菌病是海水鱼类养殖过程危害较大的细菌性传染病之一,死亡率高,常导致严重的经济损失。近年来,随着深远海养殖业的快速发展,发光杆菌病已成为深远海养殖中亟待防控的一种重要细菌病。目的 明确深远海养殖鱼类越冬期发光杆菌病的病因。方法 从患发光杆菌病的军曹鱼(Rachycentron canadum)、卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)和星点笛鲷(Lutjanus stellatus)分离纯化病原菌,并对其进行形态学观察、生理生化特性鉴定、16S rRNA基因和ToxR基因序列测定、毒力基因检测、多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST)、感染实验及药敏试验。结果 从患病鱼共分离获得15株病原菌,均具有较强的致病性,对军曹鱼的半数致死量(median lethal dose, LD50)为0.83×104-4.00×104 CFU/mL;经形态学观察及生理生化鉴定均为美人鱼发光杆菌杀鱼亚种(Photobacterium damselae subsp. piscicida);毒力基因检测显示P55基因的检出率最高(86.7%),其余毒力基因(Aip56, Pdp-0080, Sod, irp1)显示不同的携带率;MLST将分离菌共分为3种ST型,其中ST46为优势ST型,另有2种新的ST型;组织病理观察发现患病鱼肝、脾、肾组织均发生典型的肉芽肿病变。药敏试验结果显示,不同地理、宿主来源的分离菌表现出不同程度的药物敏感性。综合致病性、毒力基因携带情况和药敏结果发现,军曹鱼源菌株RC2023b毒力最强,携带上述5种毒力基因,并且具有较强的耐药性,值得重点关注。结论 华南深远海养殖鱼类越冬期发光杆菌病的病原菌为美人鱼发光杆菌杀鱼亚种,研究结果为该病的临床诊断、疫苗研发及精准用药提供了理论依据。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
    • 周绪坤,张一群,杨涛,王琼,林晓丽,赵文龙

      2026,53(5):2460-2476, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250816

      CSTR: 32113.14.j.MC.250816

      Abstract:

      背景 当归作为我国传统名贵中药材,规模化种植中连作障碍突出,表现为土壤恶化、酚酸类自毒物质积累及土传病害高发,严重制约其产量、品质及产业可持续发展。沼泽红假单胞菌作为有益不放氧光合细菌,已在多种作物中展现促生、抗病及品质提升效应,但在当归中的应用及互作机制尚未明确。目的 研究沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)对当归生理生化、土壤养分活化利用、产量、品质的影响,阐明其与当归互作的机理,为不放氧光合细菌在当归绿色种植中的应用奠定理论基础。方法 通过液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)分析叶片激素代谢;采用试剂盒所述分光光度法检测植物碳氮代谢、抗氧化、光合相关理化指标,土壤养分及代谢循环、总酚酸含量等相关生理生化指标;常规方法统计当归生长指标、病害情况;高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)测定当归根中有效成分含量;相关性分析揭示与产量、品质相关的指标。结果 叶面喷施沼泽红假单胞菌显著提高了当归叶片玉米素核苷(trans-zeatin riboside, tZR)、双氢玉米核苷-O-糖苷(dihydrozeatin-O-glucoside riboside, DHZROG)、反式-玉米素-O-葡萄糖苷(trans-zeatin-O-glucoside, tZOG)、双氢玉米素-7-糖苷(dihydrozeatin-7-glucoside, DHZ7G)、反式玉米素(trans-zeatin, tZ)、1-氨基环丙烷羧酸(1-aminocyclopropanecarboxylic acid, ACC)含量(P<0.05)。相较于对照组,沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris) (ZZH)处理组叶绿素含量提升12%,超氧阴离子清除率提高20%,2,2′-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸) [2,2′-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical scavenging capacity, ABTS]自由基清除力提高6%,总酚含量提高16%,土壤总酚酸含量降低25% (P<0.05);乙醇酸氧化酶(glycolate oxidase, GO)、谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)等5种酶活性显著增加(P<0.05)。当归身长、主根长和百株重分别增加27%、21%、10%;根腐病发病率降低24% (P<0.05);阿魏酸、阿魏酸松柏酯含量分别提高11%、36% (P<0.05)。总酚酸与根腐病病害率呈正相关、与百株重呈负相关;而ACC与根腐病病害率呈负相关、与百株重呈正相关;阿魏酸及阿魏酸松柏酯与ACC、玉米素核苷呈极显著正相关。结论 沼泽红假单胞菌主要通过调控内源激素,尤其是ACC、玉米素类,降解酚酸类自毒物质,提高活性氧清除能力,增加当归产量、提高品质。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
    • 刘武函,唐小明,王卫国,彭志,张坤,谢怡灵,周莹,戴梦南,陈姗,张梦凡,范仲鑫,胡巧云

      2026,53(5):2477-2489, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250810

      CSTR: 32113.14.j.MC.250810

      Abstract:

      背景 多杀性巴氏杆菌( Pasteurella multocida)是全球养殖业重要的动物病原体,流行呈现共感染普遍化和耐药性严峻化。 目的 对分离病原菌进行鉴定,研究该菌致病性和耐药性,全基因组测序分析基因组耐药基因和不同源多杀性巴氏杆菌基因组之间的遗传进化关系。 方法 通过革兰氏染色、细菌生化鉴定和16S rRNA基因测序验证病原菌种类;药敏试验分析耐药性;动物回归试验研究分析菌致病性;利用Nanopore技术进行全基因组测序,通过CLC Genomics Workbench 24软件分析基因组耐药基因和构建系统发育树。 结果 分离菌株为多杀性巴氏杆菌;菌株HN-A-1对羧苄西林、头孢氨苄和青霉素等15种抗生素敏感,对四环素、卡那霉素和新霉素等5种抗生素耐药;菌株HN-A-2对氨苄西林、四环素和庆大霉素等19种抗生素敏感,对苯唑西林耐药。2株多杀性巴氏杆菌毒力较强,对鸡的最小致死量分别为1.98×10 1 CFU和2.20×10 0 CFU。基因组序列分析显示2株菌基因组大小分别为2 367 043 bp和2 370 778 bp,均存在氯霉素类、磺胺类、四环素类和大环内酯类等抗生素耐药基因,其中一株还存在氨基糖苷类耐药基因;共线性分析和系统发育树表明2株菌与禽源多杀性巴氏杆菌关系更接近。 结论 本研究从病鸡肺部分离到2株毒力较强的多杀性巴氏杆菌,并获得了全基因组序列及耐药性基因,可为禽多杀性巴氏杆菌病的防治提供参考。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
    • 杨秋成,梁易晓,陈祎伟,王一平,文翼平,曹三杰,黄小波

      2026,53(5):2490-2507, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250836

      CSTR: 32113.14.j.MC.250836

      Abstract:

      背景 猪丁型冠状病毒(porcine deltacoronavirus, PDCoV)是一种新型冠状病毒,其跨种传播风险和对养猪业的经济影响引起全球关注,开发新型抗PDCoV药物具有重要意义。目的 在前期研究基础上,深入探究琥珀酸二钠对PDCoV增殖的抑制作用及潜在机制。方法 用CCK-8法评估不同浓度琥珀酸二钠对ST细胞活力的影响。通过RT-qPCR、Western blotting、间接免疫荧光(indirect immunofluorescence, IFA)和空斑形成法检测琥珀酸二钠在不同浓度及时间点对PDCoV的抑制作用。利用直接相互作用、预处理、共处理和后处理4种给药方式确定琥珀酸二钠抑制PDCoV的最佳作用模式。通过吸附、内化、复制和释放实验分析其对PDCoV生命周期的影响。进一步结合转录组学、RT-qPCR、Western blotting及TCID50实验探究琥珀酸二钠抑制PDCoV复制的潜在机制。结果 琥珀酸二钠在200 μmol/L以下浓度对ST细胞无毒性,并能浓度和时间依赖性地抑制PDCoV复制,主要靶向病毒增殖的复制和释放阶段,同时可抑制PDCoV感染诱导的细胞凋亡和炎性因子(IFN-β, IL-1β, IRF1, TNF-α)水平上调。结论 琥珀酸二钠能有效抑制PDCoV增殖,主要通过抑制PDCoV感染诱导的细胞凋亡和炎症反应发挥作用,为开发抗PDCoV药物提供了依据。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
    • 何凯,单鹏举,王嘉伊,卢琳琳,孙子龙,杨勃,高荣琨,张鼎

      2026,53(5):2508-2522, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250905

      CSTR: 32113.14.j.MC.250905

      Abstract:

      背景 猫传染性腹膜炎(feline infectious peritonitis, FIP)是由猫传染性腹膜炎病毒(feline infectious peritonitis virus, FIPV)引起的严重危害猫健康的传染病。刺突蛋白(spike, S)作为FIPV的关键结构蛋白,在病毒入侵宿主细胞及免疫识别中发挥核心作用。目的 利用噬菌体展示技术构建FIPV S蛋白特异性单链可变区片段(single-chain fragment variable, scFv)抗体库,筛选高活性抗体并鉴定其特性。方法 首先,构建FIPV S胞外域蛋白真核表达质粒,转染HEK-293T细胞表达并纯化获得S蛋白。用纯化的S蛋白免疫Balb/c小鼠,从其脾脏B淋巴细胞中扩增抗体轻链可变区(variable light, VL)和重链可变区(variable heavy, VH)基因片段,构建scFv噬菌体展示文库。通过噬菌体酶联吸附免疫试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)进行多轮生物淘选,富集获得FIPV S蛋白特异性scFv克隆。采用蛋白质免疫印迹、间接免疫荧光和ELISA等方法对阳性克隆进行特异性与亲和力验证。结果 成功表达并纯化了FIPV S蛋白,构建的噬菌体抗体库库容达1.73×1011 CFU/mL,经3轮淘选,抗体阳性率由80%显著提升至91.7%,测序分析显示该抗体库具有良好的丰度和多样性,其中1株高活性scFv克隆的抗原结合特性分析证实其具有较高的特异性和亲和力。结论 本研究通过噬菌体展示文库筛选技术获得了针对FIPV S蛋白的高亲和力抗体,为广谱抗病毒抗体研发提供了通用方案,同时也为FIPV临床诊断试剂开发提供了重要参考。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
    • 董斌,李吉琴,张德根,刘青华,胡敏洁,刘琛,陈诗宇,林秋叶,曹振辉,徐乐

      2026,53(5):2523-2538, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250910

      CSTR: 32113.14.j.MC.250910

      Abstract:

      背景 芽孢杆菌(Bacillus sp.)是制备畜禽饲用微生态制剂的重要菌种来源,近年来受到广泛关注。目的 筛选益生特性和安全性良好的滇南小耳猪源芽孢杆菌,为开发畜禽饲用微生态制剂提供候选菌株。方法 采集滇南小耳猪新鲜粪便,通过胰酪大豆胨培养基进行芽孢杆菌候选株分离纯化,测定其模拟胃肠液耐受性、抑菌活性、抗生素敏感性、黏附能力和抗炎性能,综合评估益生特性和安全性。结果 从滇南小耳猪新鲜粪便中共分离得到27株芽孢杆菌,综合评估模拟胃肠液耐受性、抑菌活性及抗生素敏感性,筛选出5株具有益生潜力的分离株(DN2-3, DN3-1, DN3-4, DN3-5, DN3-6)进行肠上皮细胞黏附能力及抗炎能力测定。其中,枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) DN3-1对HT-29肠上皮细胞黏附性能优良,并且对脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)诱导的HT-29细胞中IL-8基因表达水平的抑制能力最强。对其进行小鼠急性经口毒性实验,灌胃后对小鼠采食量、体重均无负面影响;小鼠空肠、回肠、肝脏、肾脏无病理变化且脏器指数无显著差异;空肠和回肠绒毛高度呈升高趋势,安全性良好。结论 枯草芽孢杆菌DN3-1具有优良的益生特性及安全性,可为畜禽饲用微生态制剂的开发提供优质菌种。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
    • 廖庆艳,李布一,陈煜,李忠诚,乔自林,王子凡,赵蕾,雒晓芳,周雪雁

      2026,53(5):2539-2563, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.251291

      CSTR: 32113.14.j.MC.251291

      Abstract:

      背景 类固醇化合物因其独特的生理活性,在免疫调节、抗炎、避孕及癌症治疗等领域得到广泛应用,生物催化与转化技术在类固醇药物中间体合成中的作用日益凸显。目的 为了能够合成一些具有潜在价值的新型类固醇化合物,本研究探究了温特曲霉(Aspergillus wentii) NwMCC 202309对类固醇的生物转化能力,并提高其生物转化效率及降低发酵成本。方法 本研究利用温特曲霉(Aspergillus wentii) NwMCC 202309对孕烯醇酮进行生物转化,提取发酵产物,使用核磁共振波谱及质谱鉴定产物,再采用单因素、Plackett-Burman和Box-Behnken响应面法优化生物转化的发酵条件。结果 产物经鉴定为11α-羟基孕酮-4,6-二烯-3,20-二酮(2)和11α,16β-二羟基孕烯-4-烯-3,20-二酮(3)。优化后的培养基组成为:可溶性淀粉30 g/L,NaNO3 3 g/L,NH4H2PO4 1 g/L,NaCl 1 g/L;优化后的转化条件为:初始pH值5.0,31 ℃,160 r/min,装液量为81 mL,助溶剂为2%丙酮,底物添加量为1.0 g/L。在此条件下,孕烯醇酮转化率达(65.21±1.42)%,化合物23产率分别为(47.86±1.66)%、(16.21±1.89)%,孕烯醇酮转化率较优化前提高了约2.23倍,化合物23的产率较优化前分别提升了2.86倍和1.09倍。结论 本文首次发现温特曲霉能将孕烯醇酮转化为11α-羟基孕酮-4,6-二烯-3,20-二酮(2)。通过发酵培养基组成和条件优化有效提高了孕烯醇酮的转化效率,为利用微生物进行类固醇药物的转化提供了参考。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13
      • 14
      • 15
      • 16
      • 17
    • 梁瑞娜,刘先超,蔺祥淏,赵国柱

      2026,53(5):2564-2584, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250882

      CSTR: 32113.14.j.MC.250882

      Abstract:

      背景 青霉属产黄青霉组(Penicillium section Chrysogena)是具有重要经济价值的真菌类群,其系统发育关系、基因组特征与次级代谢潜力尚需基于全基因组数据进行系统解析。目的 运用比较基因组学方法深入探究该组的系统发育、泛基因组结构、基因家族动态变化及次级代谢产物生物合成基因簇(biosynthetic gene clusters, BGCs)多样性。方法 基于公共数据库获取14株产黄青霉组真菌及1株外群灰绿曲霉(Aspergillus glaucus)的基因组数据。利用单拷贝直系同源蛋白构建系统发育树,并与基于ITS序列及BenACaMRPB2基因构建的系统发育树进行比较;采用平均核苷酸一致性(average nucleotide identity, ANI)分析验证物种关系;进行全基因组共线性分析;构建泛基因组并划分核心、可变和私有基因家族;分析基因家族的扩张与收缩;利用antiSMASH预测BGCs,并通过BiG-SCAPE聚类为基因簇家族(gene cluster families, GCFs)。结果 单拷贝直系同源蛋白系统发育树与多基因系统发育树拓扑结构高度一致,ANI分析与共线性分析进一步支持该组系统发育关系,并明确工业菌株P2niaD18应归属于产红青霉(P. rubens)。泛基因组包含6 571个(56.33%)核心基因家族(富集于基础代谢)、5 010个(42.95%)可变基因家族(显著富集于次级代谢)和84个(0.72%)私有基因家族。基因家族扩张与收缩分析显示其与环境适应密切相关,显著变化的基因家族富集于信号转导和代谢通路。共鉴定到866个BGCs,聚类为204个GCFs,其中仅18个(8.8%)与已知基因簇匹配,揭示了巨大的次级代谢产物挖掘潜力。不同物种具有特定的BGC组成模式。结论 本研究系统解析了产黄青霉组的基因组进化特征,为理解其遗传多样性和适应性进化提供了新见解,并为挖掘新型次级代谢产物奠定了重要基础。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
    • 杨搏,黄燕琼,赵飞,谭爱萍,王飞飞,巩华,赖迎迢,罗璋,邓玉婷

      2026,53(5):2585-2606, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250845

      CSTR: 32113.14.j.MC.250845

      Abstract:

      背景 鰤诺卡氏菌(Nocardia seriolae)是制约我国水产养殖业可持续发展的重要条件致病菌,由于基因组学的系统研究不足,限制了对该菌遗传进化和致病/耐药分子机制的深入认识。目的 通过全基因组测序和比较基因组学分析,揭示不同地理区域和宿主种类来源鰤诺卡氏菌的遗传进化关系及分子特征,为后续的分子流行病学和致病/耐药分子机制研究提供参考。方法 选取10株国内具有地域和宿主代表性的鰤诺卡氏菌,采用DNBSEQ技术进行全基因组测序。数据经SPAdes组装、Prokka注释后,利用Roary、snippy、SnpSift、MUMmer、ISEScan及PADLOC等工具分析菌株的基因组结构组成、单核苷酸多态性、插入序列元件及防御系统,并构建系统发育树,了解不同来源鰤诺卡氏菌之间的种群进化关系;通过毒力/耐药基因数据库的序列比对及文献检索,筛查潜在毒力/耐药基因的类型及预测其基因功能并设计引物验证耐药基因。通过药物敏感性试验及耐药基因型比对,分析耐药表型与基因型的相关性。结果 10株测序的鰤诺卡氏菌的基因组大小为7.73-7.94 Mb,G+C含量平均为67.9%,基因数为7 252-7 457个,均不含外源质粒;单核苷酸多态性变异为390-5 566个,均呈现“基因间区突变>错义突变>同义突变>无义突变”的梯度模式;携带11-15个家族的插入序列元件及12种类型的防御系统数。对10株自测及4株已发表于NCBI的鰤诺卡氏菌进行全基因组比对,相似性均>99%。系统发育分析将不同来源的菌株划分为3大分支,淡水鱼源与海水鱼源分别聚类。10株试验菌携带的毒力和耐药基因类型及功能高度相似,均与增强宿主体内适应性和外界生存竞争力密切相关;对10种抗菌药物敏感性差异较大;其中4株菌(24GD、26GD、28ZJ、34HB)对利福平耐药,可能与其利福平结合位点RpoB发生氨基酸突变有关,而所有受试菌均对磺胺间甲氧嘧啶耐药,可能与folp基因编码的二氢蝶酸合酶发生靶位点突变有关。结论 鰤诺卡氏菌基因组高度保守,遗传稳定,具有宿主适应性驱动的遗传进化特征;本研究不仅深化了对鰤诺卡氏菌基因组多样性和进化机制的理解,还为鱼类诺卡氏菌病的分子流行病学和致病/耐药机制研究提供了新的视角和理论基础,有助于未来开发针对性的防控技术和治疗手段。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
    • 刘佳,任义尚,荆晓艳,许拉

      2026,53(5):2607-2625, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250824

      CSTR: 32113.14.j.MC.250824

      Abstract:

      背景 在解析人体共生微生物群落时,单细胞基因组测序已成为宏基因组学研究的重要补充。然而,细菌细胞体积极小且环境DNA污染风险高,使得微生物单细胞的分离与回收效率要求极高,该过程仍面临显著挑战。 目的 针对上述挑战,提出一种名为“激光弹射单细胞分离与测序” (laser-ejection-based single-cell isolation and sequencing, LESIS)的方法,用于复杂微生物群落中单细胞的精确分离与高效回收,以支持高质量单细胞基因组测序。 方法 LESIS方法结合脉冲激光与可调节的多功能显微平台,在光学、荧光或拉曼成像引导下,对目标细菌细胞进行精确定位与激光弹射分离,实现对单个细胞的收集;收集到的单细胞经全基因组扩增后进行测序,以获取其基因组信息。 结果 在纯培养大肠杆菌细胞验证中,LESIS方法实现了高效单细胞分离,并完整回收单细胞全基因组信息;应用于唾液微生物群时,经分离的目标单细胞通过测序数据组装被鉴定为空间罗斯氏菌( Rothia aeria),基因组完整度达到57.51%,并且未检测到显著污染物种。进一步将该菌单细胞测序数据与宏基因组数据联合组装,有效提升了口腔微生物群中该菌的基因组重建质量。 结论 LESIS方法具备高精度与高可靠性,兼容光学、荧光或拉曼显微镜等多种显微设备,为复杂微生物群落中单细胞分离与基因组测序提供了重要技术工具与应用价值。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
    • 技术与方法
    • 曹丹泳,宋帅,温肖会,陈玉婷,牛瑞辉,向国庆,罗胜军

      2026,53(5):2626-2640, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250893

      CSTR: 32113.14.j.MC.250893

      Abstract:

      背景 猪链球菌(Streptococcus suis)是重要的人畜共患病病原菌,是全球范围内引起猪脑膜炎、关节炎和肺炎的主要病原体之一,其传播途径广泛,可以通过呼吸道在猪之间传播,也可以从母猪传给仔猪。此外,人感染猪链球菌后会导致脑膜炎和中毒性休克综合征。目的 建立一种灵敏度高,特异性强,快速自动化的猪链球菌抗体检测方法,使其适用于我国猪链球菌病防控需要。方法 本研究利用磁性微粒作为固相载体偶联猪链球菌重组谷氨酸脱氢酶蛋白,优化磁性微粒偶联蛋白,加入待测样品与已偶联的磁性微粒进行反应,以兔抗猪IgG-AP抗体作为酶标抗体,最后加入化学发光底物APS-5,检测相对发光强度。利用全自动化学发光仪对各项反应条件进行优化。在最优条件的情况下,选用5种不同含量的标准品绘制标准曲线。最后对优化后的方法进行临界值的界定及特异性、敏感性和重复性的确定。同时,通过对来自广东省不同养殖场的猪临床血清样品进行检测,评估该检测方法的符合率。结果 猪链球菌病管式磁性微粒化学发光抗体检测方法中蛋白与磁性微粒偶联最适pH值为5.0,最佳重组蛋白包被量为5 μg/mg,使用10%牛血清白蛋白溶液封闭效果最佳,磁性微粒保存液浓度为0.5 mg/mL,偶联磁性微粒的最佳使用量为15 μL,最佳待测样品取样量为10 μL,待检样品最佳孵育时间为10 min。兔抗猪IgG-AP抗体最佳稀释倍数为1:20 000,兔抗猪IgG-AP抗体最佳孵育时间为10 min,最佳酶促反应时间为5 min。整个检测过程均在全自动化学发光免疫分析仪中完成,检测反应时间为35 min。该方法敏感性为98.8%,特异性为93.4%,与猪细小病毒、日本脑炎病毒、猪瘟病毒、猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪丹毒杆菌、猪圆环病毒II型、猪流行性腹泻病毒和副猪嗜血杆菌抗体阳性血清无交叉反应;批内和批间重复性均小于10%;临床样品检测结果与酶联免疫吸附试验符合率为95.55%。结论 本研究建立的猪链球菌病管式磁性微粒化学发光抗体检测方法具有良好的特异性、敏感性和稳定性,配套国产全自动化学发光仪可进行全自动化检测。相较于酶联免疫吸附试验,无需烦琐人工操作,更快速、安全,可为猪链球菌病早期监测提供参考,具有较好的应用前景。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
    • 陈煜,廖庆艳,李忠诚,刘依冉,罗忠玲,宋礼,丁功涛,赵蕾,王子凡,马忠仁,周雪雁

      2026,53(5):2641-2661, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250896

      CSTR: 32113.14.j.MC.250896

      Abstract:

      背景 胰化牛乳酪蛋白胨经胰蛋白酶消化分解后富含易被微生物吸收的碳源、氮源及生长因子,能够满足微生物对营养的基础需求。目的 探究胰化牛乳酪蛋白胨在细菌培养方面的能力,以及作为市售蛋白胨替代品配制细菌培养基的可行性。方法 将胰化牛乳酪蛋白胨与市售胰蛋白胨的理化性质和功能性质对比分析,以LB培养基组分为基础,替换其中蛋白胨,进行菌株的生长培养实验,评价应用效果。结果 胰化牛乳酪蛋白胨的理化性质和功能特性均符合作为培养基蛋白胨的基本要求,以OD600值作为评价指标,用胰化牛乳酪蛋白胨制备的培养基培养大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)可达到0.672 5±0.010 9和0.649 4±0.005 3,皆比用市售传统商业的蛋白胨制备的培养基培养两菌所达到的0.592 2±0.006 7和0.575 9±0.004 4)更高。用响应面法优化胰化牛乳酪蛋白胨培养基配方来培养大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,其培养基成分中酵母提取物添加量均为6.50 g/L、NaCl添加量均为8.00 g/L,胰化牛乳酪蛋白胨添加量分别为12.00 g/L和14.00 g/L,在此条件下,2个细菌生长效果最佳,OD600值可达到0.723 3±0.002 6和0.695 8±0.004 4。结论 胰化牛乳酪蛋白胨可以替代市售传统商业的蛋白胨提供细菌生长所需的氮源和碳源,在保证菌体生物量快速积累的同时维持菌体生长正常,能够作为细菌培养基中一种新的蛋白胨替代原料。

      • 1
      • 2
      • 3
      • 4
      • 5
      • 6
      • 7
      • 8
      • 9
      • 10
      • 11
      • 12
      • 13

提交
高级检索
主  管:中国科学院
主  办:中国科学院微生物研究所;中国微生物学会
主  编:周宁一
电  话:010-64807511
邮  箱:tongbao@im.ac.cn
标准刊号:ISSN 0253-2654
CN 11-1996/Q