2017, 44(4):755-765. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160737
摘要:【目的】鉴定巴斯德毕赤酵母ORM1基因;研究ORM1基因缺失对毕赤酵母生长、内质网压力应答、细胞钙稳态调节和活性氧水平等方面的影响。【方法】利用生物信息学软件对毕赤酵母Orm1蛋白进行序列比对和分析;利用PCR介导的同源重组法构建orm1Δ缺失菌株,将回补质粒pIB1-ORM1转入orm1Δ菌株构建回补菌株;研究ORM1基因缺失对毕赤酵母生长的影响;以Fluo-3 AM染色法测定胞质钙含量;以DCFH-DA染色法分析胞内活性氧水平;以实时荧光定量PCR技术研究ORM1基因缺失对毕赤酵母非折叠蛋白应答、钙稳态和抗氧化系统基因表达的影响;使用试剂盒分析毕赤酵母抗氧化系统过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性及谷胱甘肽(GSH)的含量。【结果】在毕赤酵母基因组数据库中比对出酿酒酵母Orm1和Orm2的同源蛋白,并将该蛋白编码基因命名为ORM1;毕赤酵母ORM1基因缺失导致细胞生长受到明显抑制,对衣霉素引起的内质网压力敏感性增强,非折叠蛋白应答激活,细胞钙稳态紊乱,活性氧积累,抗氧化系统激活。【结论】由于非折叠蛋白应答、钙稳态调节、活性氧积累等均与内质网功能息息相关,因此,巴斯德毕赤酵母ORM1基因编码的Orm1蛋白在细胞生长及内质网正常功能的维持过程中发挥重要作用。
2017, 44(4):766-773. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160274
摘要:【目的】对重组大肠杆菌BL21(DE3)/pET22b-β-ffase进行高密度发酵产β-呋喃果糖苷酶工艺研究。【方法】比较溶氧反馈补料和指数流加补料对重组菌发酵产酶的影响,对不同比生长速率和诱导时机进行优化。【结果】确定了双阶段指数流加过程中重组菌生长的比生长速率,分别控制诱导前期比生长速率为0.20 h?1,诱导后期比生长速率为0.13 h?1,诱导时机为指数中期。获得细胞干重约为51 g/L,最高酶活达到1.79×105 U/L,单位菌体产酶量为3 510 U/g,单位产酶速率达到3.58×104 U/(L·h),生物量、单位菌体产酶量和产酶速率分别是指数流加未优化前的1.8、1.7和3.0倍。【结论】双阶段指数流加补料工艺能有效提高β-呋喃果糖苷酶的产酶量,为β-呋喃果糖苷酶的进一步工业化奠定基础。
张磊 , 张伟 , 方金涛 , 董冰雪 , 黄林娜 , 吴倩倩 , 押玉柯 , 张建丰 , 张格格 , 郑路
2017, 44(4):774-782. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160347
摘要:【目的】获得染织废水脱色能力增强的灰盖鬼伞过氧化物酶。【方法】使用基因合成及定点突变平台合成突变灰盖鬼伞过氧化物酶基因CIPmt4 (I49S、V53A、M166F和M242I),并调整密码子至毕赤酵母偏好性。以CIPmt4为模板进行定向进化,经过三轮易错PCR和高通量筛选得到一个酶学性质显著改善的突变体(CIPmt5)。通过3D建模和分子动力学模拟分析蛋白的结构及热稳定性,并进一步研究CIPmt5和野生型CIP对刚果红、氨基黑、甲基橙、次甲基蓝、苯胺蓝、结晶紫、溴酚蓝共7种染料的脱色能力。【结果】序列分析显示该突变体积累了I49S、V53A、T121A、M166F和Y272F共5个氨基酸突变,与野生型灰盖鬼伞过氧化物酶相比,以ABTS为底物酶活性是野生型的2.01倍(24.44 U/mg),最适反应pH由5.0提高到6.5,最适反应温度由25 °C提高到45 °C。除次甲基蓝外对其它染料脱色的最适pH都往中、碱性方向偏移,脱色率普遍高于野生型。模型分析显示CIPmt5活性中心更开放,热稳定性增强。【结论】突变体酶CIPmt5能够更好地替代野生型灰盖鬼伞过氧化物酶应用于染织业染料脱色、化工废水和染织废水的生物修复。
张艳 , 蓝桃菊 , 廖仕同 , 陈艳露 , 覃丽萍 , 张雯龙 , 农倩 , 谢玲
2017, 44(4):783-794. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160755
摘要:【目的】研究广西北部湾地区红树植物内生真菌多样性,建立北部湾红树植物内生真菌种质资源库,为利用内生真菌生物技术促进农业可持续发展提供理论依据。【方法】从广西北部湾地区采集红树植物组织样本,采用表面消毒法分离真菌,通过测定分离菌株对宿主植物是否具有致病性来筛选内生真菌,结合形态学特征和分子生物学分析对内生真菌进行分类与鉴定。【结果】从60个红树植物样本中分离得到1 764个菌株,经过致病性测定筛选获得41株内生真菌,分离率为2.3%。其中从宿主植物红海榄分离得到15株内生真菌,占总菌株数的36.6%,比例最高。通过分析,发现这些内生真菌在ITS-NJ、NS-NJ两个系统发育树上各聚为7个大分支,分属8个科(目)。其中球腔菌属Mycosphaerella、德福里斯孢属Devriesia、假尾孢属Pseudocercospora、枝孢霉属Cladosporium、Pleosporales等属(科)真菌是广西红树林的优势菌。【结论】广西北部湾地区红树植物内生真菌菌种资源丰富。
2017, 44(4):795-806. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160955
摘要:【目的】分析沁水盆地煤层气田不同煤层气井产出水样中产甲烷菌群和生物成因气的生成途径。【方法】以甲基辅酶M还原酶基因(mcrA)作为目标基因,采用454焦磷酸高通量测序方法,同时比对NCBI功能基因文库中的mcrA序列,分析不同煤层气井产出水中的产甲烷菌群。【结果】高通量测序表明,5个出水样产甲烷菌群OTUs (Operational taxonomic units)数为64–157个,共有的为22个,各占样品总数14%?34%;样品共检测到4种已知菌属,即甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷微菌属(Methanomicrobium)、甲烷叶菌属(Methanolobus)和甲烷螺菌属(Methanospirillum),优势菌属均为Methanobacterium。系统发育分析表明,未明确地位的菌属主要与Methanobacterium、Methanomicrobium、产甲烷球菌属(Methanococcus)和甲烷囊菌属(Methanoculleus)有较近的亲缘关系。5个样品中菌属所占比例不同,检测到的菌属类别大致相同。所有检测样品生物成因煤层气(coalbed methane,CBM)的生成途径主要为氢营养型产甲烷途径。【结论】沁水盆地不同煤层气田产甲烷菌群菌种差异比较大,但生物成因气生成途径基本相似,与地理位置和煤藏条件没有相关性。
2017, 44(4):807-817. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160354
摘要:【目的】利用毕赤酵母真核表达系统表达蜡样芽孢杆菌胶原酶ColR75E,寻找一种安全、稳定的方式体外制备具有高活性的胶原酶。【方法】以蜡样芽孢杆菌R75E基因组DNA为模板,采用PCR法扩增胶原酶colR75E基因,构建pPICZαA/colR75E重组质粒,将该质粒线性化后电转化至毕赤酵母X-33菌株,诱导其表达并对表达条件进行优化。将表达后的酵母发酵液上清通过硫酸铵沉淀、脱盐处理及亲和层析纯化步骤获得高纯度重组ColR75E胶原酶。利用胶原酶活力测定、SDS-PAGE电泳、胶原酶谱、I型胶原蛋白及不同底物蛋白降解产物电泳等方法对重组胶原酶ColR75E的活性及底物特异性进行分析。【结果】毕赤酵母中最佳表达重组胶原酶ColR75E的条件为pH 6.0,甲醇终浓度为2.5%,诱导时间72 h,诱导后的蛋白经SDS-PAGE、胶原酶谱以及I型胶原蛋白降解产物电泳分析发现,毕赤酵母中表达的重组胶原酶分子量符合预期,蛋白纯度超过95%,具有较好的胶原蛋白水解活性并测得其比活力为4.977 U/mg。该酶对I型胶原蛋白表现出较好的专一性,但是对牛血清白蛋白、酪蛋白及溶菌酶蛋白没有水解活性。【结论】利用毕赤酵母真核表达系统能够获得高活性的蜡样芽孢杆菌胶原酶ColR75E,为该胶原酶广泛应用于医疗、食品等工业领域奠定了理论和方法基础。
2017, 44(4):818-824. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160285
摘要:【目的】从虎耳草炭疽病病斑分离病原菌,并对病原菌进行鉴定。【方法】采用柯赫氏法则对从病斑组织块分离的病原菌进行验证,通过形态学结合多基因分子系统学方法对病原菌进行鉴定。【结果】从虎耳草炭疽病病斑分离到2株菌株(菌株号:LPSU 20120244、LPSU 20120251)。2株菌株孢子均无色,无隔,直、圆柱状,菌株LPSU 20120244孢子(11?25) μm×(5?9) μm,菌株LPSU 20120251孢子(15?25) μm×(5?7) μm。多基因分子系统树中,2株菌株分别与喀斯特炭疽菌(Colletotrichum karstii Y.L. Yang,Zuo Y. Liu, K.D. Hyde & L. Cai)和江西炭疽菌(C. jiangxiense F. Liu & L. Cai)模式菌株聚为一支,支持率均为100%。【结论】形态学及多基因分子系统学分析表明菌株LPSU 20120244为喀斯特炭疽菌,菌株LPSU 20120251为江西炭疽菌。
戴淑玲 , 李红权 , 尚立国 , 杨智敏 , 闫宁 , 陆伟 , 燕永亮 , 战嵛华
2017, 44(4):825-834. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160835
摘要:【目的】研究施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri) A1501四碳二羧酸结合蛋白DctP的生物学功能和自身表达特性。【方法】构建结合蛋白编码基因dctP的非极性突变株,测定dctP突变株以不同四碳二羧酸(琥珀酸延、胡索酸、苹果酸)为唯一碳源时的生长情况和固氮酶活性;构建dctP基因启动子的融合表达载体dctP-lacZ,将其分别转入野生型A1501和ntrBC、rpoN和dctB突变株中,测定在不同四碳二羧酸为唯一碳源诱导条件下重组菌株中的β-半乳糖苷酶活性。【结果】dctP基因的突变使菌株丧失了四碳二羧酸的利用能力,影响了菌株的固氮酶活性;苹果酸、延胡索酸、琥珀酸对dctP-lacZ具有明显的诱导作用;在rpoN、ntrBC和dctB突变株中,dctP的表达量均显著降低。【结论】DctP蛋白在四碳二羧酸的利用过程中起重要的作用,dctP基因的表达是RpoN依赖型,可被四碳二羧酸诱导,受到调控蛋白NtrBC/DctB的协同调控。
黄建凤 , 张发宝 , 逄玉万 , 黄巧义 , 唐拴虎 , 付弘婷 , 杨苞梅
2017, 44(4):835-844. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160370
摘要:【目的】从发病蕉园中的健康香蕉根际筛选能有效抑制香蕉枯萎病病原菌生长的拮抗菌,进一步研究其抑菌机理。【方法】应用双层平板初筛和平板对峙实验复筛具有抑菌效果的拮抗菌;经生理生化试验、16S rRNA基因测序和特异引物扩增对拮抗菌进行鉴定;酸沉淀方法提取拮抗菌发酵液抑菌物质粗提液,基于比色法和HPLC测定粗提液对菌丝蛋白质含量、脂质过氧化、麦角甾醇和果胶酶活性的影响。【结果】筛选获得两株拮抗细菌H-2和H-7,初步鉴定为枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌,GenBank登录号分别为KX791428和KX791430;温室盆栽试验显示,两株拮抗菌对香蕉枯萎病的生防效率分别为59.1%和53.0%;H-2和H-7粗提液处理病原菌菌丝后,因脂质过氧化产生的丙二醛含量显著增加,分别达0.55 μmol/L和0.48 μmol/L;而蛋白含量、麦角甾醇含量和果胶酶活性均显著下降,其中H-2处理的抑制幅度更大,三项指标分别为0.15 mg/g、1.31 mg/g和0.008 7 U/mL,显著低于对照的0.25 mg/g、1.96 mg/g和0.035 U/mL。【结论】从健康香蕉根际筛选到两株拮抗细菌,两者可能通过增强病原菌菌丝的脂质过氧化和降低细胞代谢产物合成的方式抑制病原菌生长,可为两株拮抗菌的生防应用提供理论依据。
杨颖 , 张伟 , 区炳明 , 夏芃芃 , 石宝兰 , 张建军 , 朱国强
2017, 44(4):845-851. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160296
摘要:【目的】证实大肠杆菌Nissle 1917作为自然菌株存在于动物猪体内,并能从猪粪便中分离。建立大肠杆菌Nissle 1917的原位杂交鉴定方法。【方法】采集135份健康断奶仔猪的新鲜粪便制备DNA模板,以人源大肠杆菌Nissle 1917为阳性对照菌株,分别针对Nissle 1917的I型菌毛亚单位FimA、F1C菌毛亚单位FocA及两个质粒pMUT1和pMUT2的相关基因序列设计5对特异性引物进行PCR扩增;并将其中427 bp大小的质粒片段pMUT2(a)作为目的片段回收纯化,用地高辛随机引物标记法制成DNA探针。【结果】从其中的2份DNA模板中扩增出上述5对特异性引物PCR预期大小相符的片段,初步认为大肠杆菌Nissle 1917可能存在于猪体内。应用制备的探针通过菌落原位杂交的方法从2份阳性粪便样品中筛选出2株阳性菌落,通过血清学检验、PCR扩增和测序进一步鉴定为阳性Nissle 1917菌株。【结论】动物源益生菌Nissle 1917的分离鉴定,为优良动物源益生菌研究和应用奠定了基础。
杨移斌 , 胥宁 , 董靖 , 杨秋红 , 刘永涛 , 艾晓辉
2017, 44(4):852-858. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160390
摘要:【目的】从患病台湾泥鳅体内分离到一株优势菌Zy01,通过鉴定并筛选敏感药物,为台湾泥鳅维氏气单胞菌病的防控提供参考。【方法】从患病台湾泥鳅肌肉溃烂处分离细菌,经理化特性及16S rRNA基因序列分析对其进行鉴定,通过人工感染试验确定病原,并利用K-B法进行药敏分析。【结果】菌株Zy01为2015年11月引发台湾泥鳅疾病的病原菌,其对台湾泥鳅的LC50为2.0×106 CFU/mL。菌株Zy01理化特性与维氏气单胞菌(Aeromonas veronii)基本一致,16S rRNA基因序列与维氏气单胞菌相似性为99%,综合判断该病原菌为维氏气单胞菌。菌株Zy01对环丙沙星、头孢拉定、诺氟沙星、阿奇霉素及庆大霉素等10种抗生素高度敏感;对苯唑西林、青霉素、阿莫西林等9种抗生素不敏感。【结论】分离菌株Zy01对台湾泥鳅有致病性,养殖时可选用庆大霉素及新霉素等药物进行防控。
2017, 44(4):859-864. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160839
摘要:【目的】考察离子液体-水双相体系中赤霉菌(Gibberella intermedia C1)双羟化甾体类底物去氢表雄酮(DHEA)生成三羟基雄甾烯酮(7α,15α-diOH-DHEA)的生物转化过程。【方法】比较5种不同种类的离子液体([Hmim][PF6]、[Bmim][PF6]、[Bmim][BF4]、[Bmim][NTF2]、[Emim][EtSO4])对底物转化率和产物得率的影响。优化该双相体系中离子液体的浓度、底物的投料浓度及投料时间等。【结果】选择[Emim][EtSO4]作为构建该体系的离子液体。摇瓶中最适双相体系转化条件为:菌体生长12 h后,向转化培养基中加入0.8% (体积比)的[Emim][EtSO4],同时投加6 g/L底物DHEA。在5 L发酵罐上,当转化至60 h时,产物浓度高达5.03±0.21 g/L,7α,15α-diOH-DHEA产物摩尔得率达到最高75.5%。【结论】确定了离子液体-水双相转化体系的最适转化条件,并在5 L发酵罐中进行了实验,为该体系的工业化应用奠定了基础。
陈绪松 , 李栋 , 刘志杰 , 刘定新 , 陈伟 , 郭莉 , 孔刚玉
2017, 44(4):865-871. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160745
摘要:【目的】测定等离子射流对铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的灭活效果,探究低温等离子体射流的杀菌机理。【方法】采用平板计数法测定等离子体射流的杀菌效果,荧光显微镜、透射电镜观察等离子体作用后菌体结构的变化,蛋白浓度测定和SDS-PAGE电泳检测菌液上清液中可溶性蛋白的泄漏量。【结果】等离子体射流处理铜绿假单胞菌菌液5 min,杀灭率可达到99.9%以上。透射电镜观察可见细菌菌体结构发生改变,细胞壁、细胞膜损伤破裂,细胞内容物泄露。进一步对处理铜绿假单胞菌上清液中的蛋白质含量变化进行检测,结果显示随着处理时间的增加,上清液中蛋白质含量持续增加,在2 min时达到最大值。【结论】等离子体射流可以通过破坏细胞结构造成细胞质泄露,使其丧失正常的细胞功能,从而达到快速有效地杀灭铜绿假单胞菌的效果。
2017, 44(4):872-880. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160394
摘要:【目的】研究抗菌肽17BIPHE2单独使用及联合抗生素对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)生物被膜的抑制作用。【方法】采用刚果红平板测试法和结晶紫染色评估受试菌形成生物被膜的能力;微量肉汤稀释法和琼脂平板测试法测定金黄色葡萄球菌最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC);利用抑制金黄色葡萄球菌黏附实验和生物被膜形成抑制实验观察17BIPHE2单独使用及联合抗生素对生物被膜黏附阶段和形成阶段的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)观察17BIPHE2单独使用及联合抗生素对成熟生物被膜的清除作用。【结果】17BIPHE2 的MIC为8 μmol/L,1/2×MIC就可以有效抑制浮游菌的生长。单独使用17BIPHE2在细菌黏附阶段抑制率为40%,在生物被膜形成阶段抑制率达到35%。17BIPHE2联合抗生素使用较单独使用抗生素其抑制率均有所下降。生物被膜成熟阶段17BIPHE2于1/4×MIC浓度即可促进生物被膜崩解,1×MIC生物被膜崩解同时细菌黏附量有所下降,联合万古霉素促进生物被膜崩解同时细菌胞质大量外泄。【结论】抗菌肽17BIPHE2具有良好的抑制金黄色葡萄球菌生物被膜作用,联合抗生素其抗生物被膜作用进一步提高。这将为治疗由金黄色葡萄球菌生物被膜引起的相关感染提供了一个新思路。
2017, 44(4):881-889. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160603
摘要:微生物组是指特定微环境中的微生物群落及其组学,自然界中的生物过程几乎都是通过微生物组完成的。随着测序技术的发展和成本降低,微生物组已经成为微生物生态学研究的热点领域。继合成生物学之后,基于微生物组的合成功能菌群研究正在兴起,在人类健康、农业、工业和生态等领域都有广泛的应用前景。本文从微生物组到合成功能菌群的角度系统论述了其在不同领域的研究现状与发展趋势,为微生物组从理论研究到应用提供思路。
2017, 44(4):890-901. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160432
摘要:深海热液区富含铁、锌、铜等含金属矿物(硫化物、氧化物、碳酸盐等)和无机小分子气体(H2S、H2、CO2、CH4等),具有独特的生态系统。微生物是深海热液生态系统的主要生产者和重要组成,并以控制矿化和诱导矿化两种途径参与了深海热液区的生物地球化学循环。在深海热液区存在着不同类型的微生物参与了生物矿化过程,如硫氧化菌、金属氧化菌、硫还原菌和金属还原菌等。本文详述了这些微生物参与的生物矿化现象、菌群多样性和矿化过程的分子机制,并对研究微生物矿化的研究工作进行了展望。
苏思婷 , 毛丹丹 , 许师文 , 俞晨洁 , 袁振亚 , 温洪宇
2017, 44(4):902-910. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160463
摘要:青霉素结合蛋白(PBPs)是一类广泛存在于细菌细胞膜表面的膜蛋白,是β-内酰胺类抗生素的主要作用靶位。在细菌合成细胞壁肽聚糖的过程中,PBPs主要发挥糖基转移酶、肽基转移酶和D-丙氨酰-D-丙氨酸羧肽酶(D,D-羧肽酶)活性,是细菌生长繁殖中不可或缺的酶。不同种类细菌所含PBPs各不相同,其结构的改变、数量的增多、与抗生素亲和力的下降以及产生新的青霉素结合蛋白是直接导致细菌对β-内酰胺类抗生素产生耐药性的重要原因。随着各类抗菌药物在临床上的广泛应用,细菌对抗菌药物的耐药问题日趋严重,其耐药水平也越来越高。因此,近年来全球围绕PBPs开展的研究工作越来越多。本文对PBPs的分类、结构和功能、与细菌耐药性的关系及检测方法的最新研究进展进行综述,并对未来可能的研究方向进行展望。
汤丽燕 , 杨乐 , 邢新婧 , 柏桂珍 , 张克勤 , 杨金奎
2017, 44(4):911-919. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160344
摘要:食线虫真菌是一类土壤微生物,作为线虫的天敌,它们对于维持线虫在土壤生态环境中的种群动态平衡发挥着十分重要的作用。食线虫真菌通过形成特殊的捕食器官或产生毒素等方式来捕捉和杀死线虫。丝氨酸蛋白酶是食线虫真菌侵染线虫的重要毒力因子,近年来,研究人员对不同食线虫真菌来源的致病相关丝氨酸蛋白酶进行了大量的研究,尤其在丝氨酸蛋白酶的晶体结构和分子进化方面的研究取得了较大的进展。本文对食线虫真菌致病相关丝氨酸蛋白酶的生物化学性质和功能进行了系统的总结,对丝氨酸蛋白酶的晶体结构、催化机制及分子进化等最新的进展进行了评述。
傅超群 , 白萌 , 王永霞 , 李治滢 , 赖泳红 , 肖炜 , 崔晓龙
2017, 44(4):920-928. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160355
摘要:病毒广泛存在于各类环境中并担负着重要的生态功能,其中包括高盐环境。对高盐环境病毒的研究已成为极端环境微生物研究领域的新热点,目前已被报道的100多株盐病毒中,90多株感染古菌,仅有14株感染细菌。本文综述了目前已知的14株高盐环境细菌噬菌体的形态特征、盐度响应及基因组学的研究进展,并分析了高盐噬菌体的形态多样性、生存策略以及包含在基因组中的进化和起源信息,分析结果表明:高盐噬菌体以有尾噬菌体为主;它们具有广盐性(Euryhaline)的特征,盐度极大地影响其吸附和增殖;它们与非高盐环境噬菌体可能具有共同的起源。高盐噬菌体虽然历经近30年的研究历程,但仅有14株被分离与培养,所以其分离纯化是今后重要工作之一,且结合免培养技术揭示高盐噬菌体的多样性与生态功能是其研究的发展方向。
2017, 44(4):929-939. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160386
摘要:环境中有机污染物的过量积累对生态系统及人类健康造成严重威胁。近年来,许多学者研究发现植物-微生物联合作用对环境中有机污染物的去除及生态系统的修复具有非常显著的效果。本文主要从植物-内生菌、植物-菌根菌以及植物-根际微生物这三个层面详细阐述植物-微生物联合降解有机污染物的研究现状,分析植物-微生物在联合降解中的作用,揭示植物-微生物联合降解的机理。但就目前而言,植物-微生物联合降解有机污染物仍存在许多问题,植物-微生物联合降解有机污染物的机理及生态学效应仍不清楚。因此,还需要进一步探讨其潜在作用机制并加强应用实践,这将有助于污染生态系统的治理,促进环境可持续发展。
2017, 44(4):940-948. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160388
摘要:芝麻香型白酒是建国后通过学创结合、自主创新的两个香型之一,以其独特的浓、酱、清香融合的生产工艺特点和优雅的芝麻香而在国内闻名。芝麻香型白酒酿造机理和呈香呈味机理目前还不是很清楚。本文主要从芝麻香型白酒酿造工艺特点、微生物菌群种类及作用、风味物质种类与特点等三个方面进行阐述及展望。
刘国红 , 刘波 , 王阶平 , 车建美 , 朱育菁 , 葛慈斌 , 陈峥
2017, 44(4):949-958. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160398
摘要:芽胞杆菌是一类产生具有抗逆特性芽胞的重要微生物资源,研究其分类地位对挖掘和利用芽胞杆菌功能菌株具有重要科学意义。基于基因组学的多相分类法,使得芽胞杆菌分类地位更加精确。截至2016年6月,全世界芽胞杆菌种类达813种,来自于5个科,即芽胞杆菌科、脂环酸芽胞杆菌科、类芽胞杆菌科、动球菌科、芽胞乳杆菌科,74个属。中国芽胞杆菌研究从2004年开始发表新种,目前,中国学者发表中国分离的芽胞杆菌新种达176种。本文就当前芽胞杆菌主要分类鉴定方法及应用进展进行了描述,希望为国内外芽胞杆菌同行研究者提供一定的帮助。
2017, 44(4):959-969. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160399
摘要:随着土壤环境日益恶化,ACC脱氨酶(1-aminocyclop ropane-1-carboxylate deaminase)提高植物抗逆性及生态修复功能越来越受到关注。基于文献数据库,客观分析当前国际ACC脱氨酶研究的发展动态,旨在推动我国ACC脱氨酶相关研究及其在土壤污染修复中的应用。基于Web of science数据库,采用文献计量学方法,对全球发表于1991?2016年的ACC脱氨酶研究论文的国家、机构、作者、研究领域、期刊及关注热点进行统计分析。ACC脱氨酶全球论文数量在近几年呈现出持续增长态势。其中印度、加拿大和巴基斯坦在ACC脱氨酶研究领域处于国际领先地位,加拿大的发文量和发文影响力均位于首位,研究力量集中,研究人员实力较强。中国在ACC脱氨酶方面的研究起步较晚,发文数量虽然排名全球第四,但其影响力较低。全球范围内,ACC脱氨酶的研究内容主要集中在农业生产及环境修复两个方面。中国从微生物生态学、植物与微生物互作及植物修复等多个方向开展研究,也是今后值得重点关注和跟踪研究的方向。加拿大的研究力量处于国际领先水平。我国在该领域的研究起步晚,但近五年发展速度较快,关注热点体现出一定的特色和前瞻性,今后要注重高水平论文的发表,同时加强与高水平研究机构之间的合作,带动该领域研究力量的整体提升。
2017, 44(4):970-975. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160405
摘要:自从在原核生物中发现蛋白糖基化之后,越来越多的O-糖基化机制在不同种属的细菌中被发现。本文根据对O-寡糖基转移酶(O-oligosaccharide transferase,OTase)的依赖与否,将原核生物的O-糖基化分为OTase非依赖型和OTase依赖型,并分别对这两种糖基化机制进行了详细阐述。通过对不同的O-糖基化机制的深入了解,为以后更好地利用这些途径来合成工程化的目标糖蛋白奠定基础。
戴亦军 , 何伟 , 袁生 , 刘中华 , 贾永 , 张石柱
2017, 44(4):976-982. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160350
摘要:采用模块化形式开展微生物学实验教学可提升学生的学习积极性,培养学生的探究性学习精神。“产淀粉酶菌株的筛选、发酵条件优化、菌种鉴定和选育”模块实验以产淀粉酶细菌为研究对象,安排学生开展培养基的配置、土壤样本采集和分离筛选产淀粉酶菌株、产淀粉酶菌株的发酵条件优化、菌种的形态学和分子生物学鉴定、紫外线诱变育种等5个单元实验。该模块实验以连贯性的研究任务引导学生进行探究性学习,将微生物实验操作技能的学习融合于探究性学习过程。实验以学生为主体,采用“固定+机动”方式安排教学任务,保证模块实验的整体性和连贯性。采用“模块论文+现场操作考试”的方式进行考核,提升学生的科研素养和强化学生对微生物基本操作技能的掌握。该研究型模块实验的教学提升了学生的微生物学研究热情,提高了微生物学课程群的教学质量。
2017, 44(4):983-990. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160369
摘要:【目的】在深海来源穿梭载体pSW2的基础上构建低温诱导高效表达载体,为最终获得环境污染物高效降解菌提供基础和工具。【方法】通过最小化敲除实验确定载体必需基因,以绿色荧光蛋白GFP为报告基因检测载体的表达能力变化,进一步添加纯化标签、多克隆位点及替换启动子等改造获得低温诱导表达载体pSW4。【结果】敲除实验结果显示编码单链结合蛋白的基因fpsB敲除后载体的表达效率显著提高。以GFP为报告基因检测发现,pSW4的表达效率较pSW2有显著提升(4 °C条件下提高10.7倍)。以深海细菌Shewanella piezotolerans WP3为宿主菌,应用pSW4为表达载体表达深海细菌Shewanella psychrophila WP2的聚合酶亚基,检测显示其在Mg2+条件下具有切割单链DNA的核酸酶活性,而在Mg2+或Mn2+条件下具有切割双链DNA的核酸酶活性。【结论】构建了低温诱导表达载体pSW4,并证实了其适用性,有助于今后构建环境修复菌及相关的应用性研究。
顾文杰 , 赵冬梅 , 卢钰升 , 徐培智 , 解开治 , 李夏 , 孙丽丽
2017, 44(4):991-998. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160419
摘要:【目的】采用响应面分析法对耐高温假黄色单胞菌的硫氧化性能进行优化。【方法】利用Plackett-Burman 试验筛选影响菌株硫氧化性能的关键因子。通过最陡爬坡试验逼近最佳值区域,确定响应面试验中心轴,利用Box-Behnken设计和响应面分析法获得关键因素的最佳浓度。采用经典的改良硫酸钡比浊法测定硫酸根含量。【结果】牛肉膏、麦芽糖、镁离子(Mg2+) 3个因素是影响菌株硫氧化性能的关键因素。响应面分析表明牛肉膏和镁离子的交互作用对硫酸根转化率的影响最大,优化后的结果为:麦芽糖(%)=0.07,牛肉膏(%)=0.11,Mg2+ (%)=0.04时,模型有最大值。模型的F值为52.60 (P<0.000 1),相关系数R2=0.980 2,说明该二次方程是显著的,该模型在整个回归区域内的拟合较好。经模拟堆肥试验验证该菌株可以有效增加堆肥中硫酸根含量。【结论】该模型可用于分析和预测耐高温假黄色单胞菌优化培养基配方,经优化后该菌株硫氧化性能大幅提升,硫酸根转化率由36.89%提高到80%以上,加入堆肥后与基础发酵条件下菌液相比更加有效增加了堆肥中SO42?的含量,具有较好的应用前景。