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微生物学通报

  • 2018年第45卷第11期文章目次
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    • >工业微生物学
    • 理性设计二硫键提高华根霉脂肪酶热稳定性

      2018, 45(11):2311-2319. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180123 CSTR: 32113.14.j.MC.180123

      摘要 (1447) HTML (3259) PDF 1.12 M (1988) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】华根霉脂肪酶的工业应用前景广泛,但是受到酶热稳定性较差的限制。【目的】对华根霉Rhizopus chinensis CCTCC M201021脂肪酶r27RCL分子结构进行理性设计,以提高该酶热稳定性。【方法】以Disulfide by design软件筛选r27RCL分子表面能够形成二硫键的突变位点,共得到7对二硫键突变。利用全质粒PCR进行定点突变,并在毕赤酵母中表达获得突变酶。【结果】最佳突变酶m9/10 (S85C-Q145C)与野生型酶r27RCL相比,60 °C下的半衰期分别提高了4.5倍,Tm值提高了4.2 °C,而催化活性保持不变。蛋白质晶体结构模拟显示,位于β2折叠上的85C和位于α4螺旋上的145C可形成二硫键,从而提高酶的热稳定性。【结论】酶分子中引入新增二硫键可以显著提升酶的热稳定性。

    • 一株新型同型产乙酸菌Clostridium sp.的自养和异养生长特性

      2018, 45(11):2320-2330. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171081 CSTR: 32113.14.j.MC.171081

      摘要 (1450) HTML (3419) PDF 892.36 K (2261) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】同型产乙酸菌是一类利用乙酰辅酶A途径固定CO2合成自身细胞物质并生成乙酸、乙醇等代谢产物的厌氧菌群,其分布广泛、种类繁多且代谢多样。深入研究同型产乙酸菌菌株的代谢能力及特性,对探索该种群的生理生化特性及其环境作用至关重要。【目的】研究一株同型产乙酸菌Clostridium sp. BXX的最适培养条件及其自养与异养生长特性。【方法】设置BXX菌株培养温度10?55 °C、初始pH 6.0?9.0、NaCl浓度0?2.0%、不同氮源,测定菌体细胞含量和产物生成浓度,确定菌株最适培养条件。研究BXX菌株分别以H2/CO2、合成气、CO、葡萄糖、1,2-丙二醇、甲酸钠、乙二醇甲醚、甘油、丙酮酸和乳酸为底物时的底物消耗、产物生成、菌体细胞含量和pH等,探究其自养和异养生长特性。【结果】BXX菌株的最适培养温度为30 °C,初始pH为7.0,NaCl浓度为1.0%,氮源为酵母粉。BXX菌株能以H2/CO2、合成气、葡萄糖、1,2-丙二醇、甲酸钠、乙二醇甲醚和甘油为底物生长,不能以CO、丙酮酸或乳酸为底物生长。【结论】BXX菌株既能自养生长产乙酸,又能异养生长产乙醇。BXX菌株是乙酸发酵的优良菌种资源,有较好的工业应用潜力。

    • >海洋微生物学
    • 广西北部湾茅尾海红树林生境放线菌分离培养基的比较

      2018, 45(11):2331-2340. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180381 CSTR: 32113.14.j.MC.180381

      摘要 (1553) HTML (2713) PDF 865.24 K (1922) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】红树林生境拥有丰富的微生物资源,分离获得更多的纯培养放线菌为新型抗生素的发现提供菌种资源。【目的】使用新型放线菌分离培养基,发掘广西北部湾茅尾海红树林生境放线菌资源,评估新型放线菌分离培养基分离效果。【方法】设计出新型放线菌分离培养基——椰子汁-海藻糖培养基,对广西北部湾茅尾海红树林根际土壤和红树林根皮放线菌进行分离。基于分子生物学鉴定方法,对获得的纯培养放线菌进行多样性分析。【结果】从红树林根际土壤样品中分离获得65株放线菌,分布在5个目10个科15个属,使用YIM171培养基分离到7个属,MA培养基分离到5个属,椰子汁-海藻糖培养基分离到11个属,其中包括4株潜在新种;从红树林根皮样品中分离获得19株放线菌,分布在4个目7个科10个属,使用YIM171和椰子汁-海藻糖培养基分别分离到7个属,包括4株潜在新种;使用椰子汁-海藻糖培养基在红树林生境两类样品中获得3株潜在新种。【结论】广西北部湾茅尾海红树林根际土壤和根皮中放线菌多样性丰富,使用椰子汁-海藻糖培养基分离放线菌效果较佳,可用作放线菌的分离培养基。

    • >环境微生物学
    • 聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯塑料地膜高效降解菌群筛选及其群落结构演替特征

      2018, 45(11):2341-2352. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180399 CSTR: 32113.14.j.MC.180399

      摘要 (1649) HTML (1773) PDF 3.32 M (2020) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为主要成分的塑料地膜虽然是生物可降解的地膜,但是关于该塑料地膜降解的微生物菌群研究却较少。【目的】拟从不同环境样品中筛选可降解PBAT塑料地膜的微生物菌群。通过对其多次富集的菌群群落结构演替进行分析,明晰可降解PBAT塑料地膜的核心微生物。【方法】利用改良的SM无机盐培养基从不同环境样品中筛选可降解PBAT塑料地膜的微生物菌群;利用失重法测定菌群对PBAT塑料地膜降解的效率;利用16S rRNA基因高通量测序技术对其第五批次(G5)至第九批次(G9)富集的降解菌群的群落结构进行深入探讨;通过Pearson相关性分析方法对菌群不同菌属相对丰度变化和PBAT塑料地膜降解时间进行解析。【结果】从广州金发堆肥厂的堆肥样品中筛选到可完全降解PBAT塑料地膜的降解菌群,编号为SX。通过连续不断的转接富集,菌群SX对PBAT塑料地膜的降解速率显著提升。16S rRNA基因高通量测序结果显示第5批次(G5)至第9批次(G9)富集的PBAT塑料地膜降解菌群,厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度逐渐下降,而放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度逐渐上升。硫磺色节杆菌(Arthrobacter sulfureus)、红螺菌科(Rhodospirillaceae)和噬几丁质菌科(Chitinophagaceae)在随着转接富集过程中相对丰度逐渐升高而芽孢杆菌(Bacillus sp.)的相对丰度显著降低。通过统计分析发现硫磺色节杆菌(Arthrobacter sulfureus)相对丰度升高与PBAT塑料地膜降解时间缩短显著相关(r=–0.927,p<0.05)。【结论】筛选到PBAT塑料地膜高效降解菌群SX。通过连续不断的转接富集,菌群SX对PBAT塑料地膜的降解时间由28 d (第5批次,G5)降低到13 d (第9批次,G9)。通过对菌群群落结构的研究,发现随着菌群降解效率的提高,硫磺色节杆菌的所占相对丰度显著增加,说明其可能在PBAT塑料降解中发挥着关键作用。本研究为PBAT塑料地膜的降解提供了绿色高效环保的新途径和菌株资源,并为PBAT塑料地膜降解的机制研究奠定了基础。

    • 流溪河生态公益林下土壤细菌多样性

      2018, 45(11):2353-2363. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171014 CSTR: 32113.14.j.MC.171014

      摘要 (1506) HTML (1491) PDF 637.34 K (2057) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】森林土壤细菌多样性在一定程度上是衡量森林质量的重要指标之一,土壤细菌群落结构组成及变化能够反映森林生态系统的结构和功能,在森林生态系统物质养分循环中发挥着重要的作用。【目的】以广州市流溪河国家森林公园3种不同密度林分生态公益林的土壤为研究对象,分析不同密度林分类型对土壤细菌群落结构的影响,探讨不同林分密度土壤养分和土壤细菌的分布规律,为退化生态系统的恢复、合理利用公益林土壤资源、维护地力及提高公益林生态系统生产力和服务功能提供参考。【方法】选择高密度林分(HD)、中密度林分(MD)、低密度林分(LD) 3种林分类型,采用“S”形取样法采集土壤样品,提取土壤微生物总DNA,采用Illumina Miseq高通量测序技术对16S rRNA基因进行序列测定,利用R语言和SPSS 21.0等软件分析林分密度对细菌多样性及群落结构的影响。【结果】高林分密度土壤肥力状况较中低林分密度高;不同林分密度下土壤细菌多样性指数、丰富度指数略有差异,中密度林分指数最高;流溪河区域土壤细菌多样性较高,变形菌门和酸杆菌门是主要类群。【结论】流溪河生态公益林土壤细菌具有丰富的多样性,以变形菌门和酸杆菌门为主;林分密度对土壤细菌的多样性、丰富度及其群落结构产生明显影响;流溪河区域中密度林分(1 800?2 200株/hm2)更适合土壤细菌的繁衍生息;土壤的肥力状况受林分密度、灌木杂草的影响;16S rRNA基因的基因组异质性会导致对细菌多样性的过高估计。

    • 来源于Micrococcus luteus的复苏促进因子异源表达及其对活性污泥中休眠细菌的促生长作用

      2018, 45(11):2364-2375. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171057 CSTR: 32113.14.j.MC.171057

      摘要 (1456) HTML (1383) PDF 3.90 M (1986) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】复苏促进因子(Resuscitation promoting factor,RPF)是由某些放线菌分泌的一类活性蛋白质,最初在Micrococcus luteus中被发现。它不但能够复苏休眠细菌恢复生长,而且对正常的细菌也有促生长效果。然而关于RPF对于环境样品中除原始宿主以外细菌的复苏促进作用研究还鲜有报道。【目的】以寻找新的菌种资源、开发环境功能菌角度研究了RPF对环境样品中潜在休眠菌群的复苏促进作用。【方法】首先对来源于Micrococcus luteus IAM 14879的RPF (MlRPF)蛋白序列进行生物信息学分析和同源模建;随后克隆了MlRPF编码基因并在大肠杆菌中异源表达;最后利用重组MlRPF对活性污泥样品中潜在的休眠细菌开展了复苏促生长研究。【结果】MlRPF在进化树上处于单独分支,远离其它RPF家族成员;模建结构分析表明MlRPF具有与C型溶菌酶相似的催化结构域,这有助于解释RPF家族蛋白具有溶解酶活性;重组MlRPF在大肠杆菌中获得了可溶性表达,它能够促进休眠态M. luteus IAM 14879生长,保留了其生理活性;利用重组MlRPF从某污水厂活性污泥样品中分离获得了Dietzia、Paracoccus、Rhodococcus和Brevundimonas菌株。【结论】为环境样品中微生物多样性研究及特殊微生物资源的发掘提供新的方法,也为基于MlRPF的废水生物强化处理技术研发提供理论依据。

    • 蓝藻堆积对河蚬N2O释放通量及其肠道细菌群落结构的影响

      2018, 45(11):2376-2386. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170705 CSTR: 32113.14.j.MC.170705

      摘要 (1290) HTML (1133) PDF 1.07 M (1844) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】底栖动物是湖泊生态环境的重要组成部分,在泥水界面氮迁移转化中扮演着重要的角色,是一个潜在的N2O释放源,其N2O释放量与栖息环境有关。蓝藻堆积区通常是湖泊N2O释放的热点区域,其水质环境不同于无藻区。【目的】为了解蓝藻堆积与无藻堆积时底栖动物河蚬N2O释放情况。【方法】采用室内微宇宙实验,以河蚬为研究对象,通过气相色谱和现代分子生物学相结合的技术测定蓝藻堆积区域底栖动物N2O释放特征及其内在微生物学机制。【结果】蓝藻堆积区河蚬N2O释放通量为447.2 pmol/(ind·h),相比无藻区河蚬减少63%左右。河蚬肠道内总细菌及反硝化细菌对蓝藻堆积有不同的响应。454测序结果显示,无藻区河蚬肠道内细菌以变形菌门(β-和δ-变形菌纲)、绿弯菌门和拟杆菌门为主,三者相对丰度为67.3%,而蓝藻堆积区河蚬肠道细菌优势类群为变形菌门(α-和β-变形菌纲),相对丰度达到85.8%。chao1和shannon指数表明,蓝藻堆积区河蚬肠道细菌丰富度和多样性低于无藻区河蚬。对河蚬肠道内具有反硝化功能细菌进一步分析发现,蓝藻堆积区河蚬肠道内反硝化菌相对丰度可达到22.6%,是无藻区河蚬的2.3倍,反硝化作用得到增强。【结论】蓝藻堆积导致河蚬肠道内细菌丰富度和多样性降低,反硝化功能菌丰度增加,完全反硝化作用得以强化,导致河蚬N2O释放通量降低。研究结果有助于揭示富营养化中湖泊底栖动物的环境效应,为湖泊温室气体控制提供理论支撑,具有重要的理论和现实意义。

    • >基础微生物学
    • 绿色木霉菌合成金纳米颗粒的可能性及影响因素

      2018, 45(11):2387-2398. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171020 CSTR: 32113.14.j.MC.171020

      摘要 (1342) HTML (2094) PDF 11.00 M (1866) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】金纳米颗粒(AuNPs)凭借其稳定性、抗氧化性能和生物相容性在许多领域有广泛应用。目前关于微生物合成金纳米颗粒的研究较少。【目的】对微生物合成金纳米颗粒的可能性以及影响因素进行探究,有利于揭示具体的合成机制,发现AuNPs的特性以及合成位置与菌丝和影响因素的关系。【方法】以绿色木霉菌(Trichoderma viride)菌株(GIM3.141)为菌种资源,通过目视检测法、紫外可见分光光度计、X射线衍射和透射电镜等手段分析合成AuNPs的特征。探讨细胞内生物合成金纳米颗粒(AuNPs)的可能性,研究生物量、初始金离子浓度、溶液pH等因素对细胞内合成AuNPs的影响。【结果】X射线衍射分析表明AuNPs以金纳米晶体形态存在。透射电镜分析表明AuNPs主要位于细胞壁膜间隙,一小部分附着在细胞壁上。紫外可见分光光度计分析表明,金纳米颗粒粒径随着生物量添加量和溶液pH的升高而变小,随着初始金离子浓度的升高而变大。【结论】非致病性真菌绿色木霉菌可以在细胞内合成AuNPs,其中包括伪球形、三角形、四边形和六边形等多种形状,粒径范围从几纳米到三百纳米,为大规模、低成本、无污染地生物合成纳米颗粒工艺提供了菌种资源。

    • 中国丛枝菌根真菌分子多样性

      2018, 45(11):2399-2408. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171093 CSTR: 32113.14.j.MC.171093

      摘要 (1251) HTML (2211) PDF 571.12 K (1911) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】随着分子生物学技术的发展,通过分子生物学方法鉴定丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)多样性的研究越来越多。目前,AMF在全球的分子多样性及其分布已引起关注,但在我国关于AMF分子多样性的研究进展状况尚未见报道。【目的】探究我国AMF分子多样性及其分布,研究不同气候区域以及不同生态系统中AMF分子多样性并揭示其分布规律,为我国AMF在分子水平上的研究提供基础数据。【方法】利用Davison于2015年发表于“Science”上的一篇有关全球AMF分子多样性的数据库,选用中国AMF多样性的数据,并补充了近年来已发表的该数据库中未涉及的数据,建立中国AMF分子多样性的新数据库。【结果】共得到145个分子生物学鉴定出的虚拟种(Virtual taxa,VT),隶属于8科12属。对于不同生态系统而言,草地生态系统中AMF的分子多样性最高,占到总VT数的60.7%,人为生态系统和森林生态系统也分别达到55.2%和43.4%。同样,AMF的VT数也随气候区域的不同而有所变化,温带气候区域所占比例最高(64.1%),亚热带气候区域次之(60.7%),极北气候区域最少(20.7%)。而对于根系和土壤样品中AMF的分子多样性而言,根系样品中发现的AMF分子多样性(80.0%)高于土壤中AMF的分子多样性(48.3%)。进一步对不同生态系统、气候区域和样品来源分别在属的水平上进行研究,同样也存在一定的差异。【结论】我国具有丰富的AMF分子多样性,且不同气候区域、生态系统以及样品来源都影响着AMF的分子多样性及其分布。

    • >基因克隆及功能研究
    • 肺炎链球菌血红素结合脂蛋白PiuA的表达、纯化和表征

      2018, 45(11):2409-2417. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180017 CSTR: 32113.14.j.MC.180017

      摘要 (1451) HTML (1911) PDF 1.22 M (2234) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】肺炎链球菌是社区获得性肺炎最常见的致病菌之一,它也会引起脑膜炎、鼻窦炎、中耳炎、菌血症等一系列疾病,对人类(特别是儿童、老人、免疫缺陷患者)健康造成重大威胁。铁是肺炎链球菌生存和感染所必需的元素之一,其中血红素转运系统PiuABCD是肺炎链球菌最重要的铁转运系统。【目的】克隆、表达和纯化肺炎链球菌血红素转运系统脂蛋白PiuA,并在体外表征PiuA蛋白的血红素结合特性。【方法】将肺炎链球菌D39菌株中的piuA (spd_1652)基因连接到载体pBAD-HisA上,在大肠杆菌Top10菌株中进行异源表达,然后运用Ni-NTA亲和层析纯化PiuA-His蛋白,并用肠激酶切掉His标签获得不含标签的PiuA蛋白,最后运用圆二色谱、紫外光谱和荧光光谱表征PiuA蛋白的血红素结合特性。【结果】构建了pBAD/HisA-piuA重组表达载体,获得了纯度大于95%的PiuA蛋白,圆二色谱显示PiuA蛋白与Hemin结合后,其二级结构不发生改变;紫外光谱结果显示PiuA蛋白具有血红素结合能力;荧光光谱结果显示apo-PiuA蛋白与Hemin结合常数K=3.4×105 L/mol。【结论】肺炎链球菌血红素转运系统脂蛋白PiuA能够特异地结合血红素,为肺炎链球菌的生存和感染提供必需的铁源,PiuA蛋白的体外表征结果为针对PiuABCD血红素转运系统设计抗菌药物奠定了基础。

    • >农业微生物学
    • 新疆棉花黄萎病菌拮抗细菌的分离、筛选与鉴定

      2018, 45(11):2418-2428. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180003 CSTR: 32113.14.j.MC.180003

      摘要 (1329) HTML (2580) PDF 3.43 M (2068) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】棉花黄萎病是由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)引起的一种世界性病害,近年来对该病害的生物防治因具有环境友好和人畜安全的特性而倍受关注。【目的】筛选棉花黄萎病高效拮抗细菌并对其进行鉴定,为棉花黄萎病的生物防治扩充菌种资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离细菌,并进行拮抗细菌的初筛和复筛,通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对筛选到的细菌进行鉴定,确定其分类地位。【结果】初筛分离到535株对病原菌具有拮抗作用的细菌,并选取了108株拮抗细菌进行复筛,最终筛选到了4株优势拮抗细菌。通过形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析,将菌株BHZ-29、SHT-15、SHZ-24和SMT-24分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、枯草芽孢杆菌斯皮兹仁亚种(Bacillus subtilis subsp. spizizenii)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)和香草芽孢杆菌(Bacillus vanillea)。【结论】获得了4株高效拮抗细菌,并且首次报道了香草芽孢杆菌对棉花黄萎病菌具有抑制作用。

    • 基于高通量测序的裕民红花根际土壤细菌群落特征分析

      2018, 45(11):2429-2438. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171038 CSTR: 32113.14.j.MC.171038

      摘要 (1345) HTML (1723) PDF 925.46 K (2034) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】新疆裕民县是我国最大的红花种植基地,其独特的地理环境和气候条件适合红花生长且有利于红花良好品质的形成。【目的】探究新疆裕民县山地栽培红花不同生育期的根际土壤细菌群落及其与环境因子之间的关系,为揭示道地药材“道地性”的本质与规律提供科学依据。【方法】在3块裕民栽培红花样地中分别采取营养生长期与生殖生长期的根际、非根际土壤,测定其土壤性质,并提取基因组DNA对16S rRNA基因的V4高变区进行PCR扩增构建文库,经过Illumina HiSeq高通量测序平台测序后使用生物信息学技术分析土壤细菌的丰富度、多样性指数和群落结构,然后分析多样性指数与环境因子之间的相关性。【结果】从36个红花土壤样品中共得到10 303个细菌操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU),分属于47门102纲201目381科738属405种,其中放线菌门(Actinobacteria,32.9%)和变形菌门(Proteobacteria,28.7%)是优势菌群。方差分析显示丰富度指数Chao1与多样性指数Shannon在4个样品分组的细菌群落中无显著差异,而主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)和属水平的物种丰度分布情况表明各样地之间的细菌群落构成差异明显。【结论】经分析,红花根际土壤中存在大量适应环境变化的细菌,这些细菌的存在可能对红花道地性的形成有积极作用。此外,土壤性质、植物的生长阶段和根系分泌物可能通过影响红花根际细菌群落来致力于红花道地性的形成。

    • >食品微生物学
    • Plantaricin 163对热杀索丝菌的抗菌活性及其作用机制

      2018, 45(11):2439-2448. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171049 CSTR: 32113.14.j.MC.171049

      摘要 (1507) HTML (1982) PDF 3.47 M (2038) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】热杀索丝菌(Brochothrix thermosphacta)为鲫鱼在4 °C贮藏过程中的主要腐败菌,Plantaricin 163是由植物乳杆菌产生的一种新型广谱细菌素,能明显延长鲫鱼的贮藏期。【目的】研究Plantaricin 163对热杀索丝菌的抗菌活性和作用机制。【方法】通过测定最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration)和杀菌动力学了解Plantaricin 163对热杀索丝菌的抗菌效果,并从电导率的变化、核酸和蛋白的泄露、流式细胞实验、扫描电镜和透射电镜观察等4个方面探讨Plantaricin 163对热杀索丝菌的作用机制。【结果】Plantaricin 163对热杀索丝菌的的最小抑菌浓度为32 mg/mL,优于nisin的作用效果,作用方式为杀菌模式,6 h内能完全杀死热杀索丝菌。Plantaricin 163能够通过增加热杀索丝菌细胞膜的通透性,增加胞外电导率,进而破坏细胞膜完整性,导致内容物泄漏,并影响细胞的外部形态和内部结构,从而导致菌体细胞瓦解死亡。【结论】Plantaricin 163可以破坏热杀索丝菌的细胞膜和内部结构,发挥抗菌活性。

    • 酱醪中魏斯氏菌的分离及特性分析

      2018, 45(11):2449-2462. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171068 CSTR: 32113.14.j.MC.171068

      摘要 (2007) HTML (2791) PDF 769.88 K (2790) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】魏斯氏菌广泛存在于发酵食品中,它们与食品发酵进程和风味物质的形成密切相关。酱油发酵过程酱醪中细菌的优势菌属是魏斯氏菌,研究魏斯氏菌的生理和代谢特性对于揭示菌株对环境的适应性和与酱油发酵相关的功能具有重要意义。【目的】从酱油酱醪中分离获得魏斯氏菌属中主要种的菌株,研究它们在酱油发酵过程的数量变化以及菌株的生理和生化特性,阐明菌株对酱油发酵体系的适应性和与酱油发酵相关的特性。【方法】通过菌株绝对数量的定量分析和耐受性比较,以及考察高盐条件下魏斯氏菌合成短链脂肪酸、胞外多糖、生物胺和氨基甲酸乙酯或其前体等特性,研究各类魏斯氏菌对酱油发酵和其安全性的影响。【结果】从高盐稀态酱油的酱醪中共分离得到16株魏斯氏菌,分别属于融合魏斯氏菌(Weissella confusa)、类肠膜魏斯氏菌(Weissella paramesenteroides)和食窦魏斯氏菌(Weissella cibaria)。其中类肠膜魏斯氏菌可耐受高盐条件,是酱醪中魏斯氏菌属的主要菌种。它们合成短链脂肪酸的能力高于融合魏斯氏菌和食窦魏斯氏菌。酱醪来源的魏斯氏菌合成氨(胺)类危害物的特性区别较大,类肠膜魏斯氏菌的部分菌株产生物胺并可利用精氨酸积累瓜氨酸,食窦魏斯氏菌则能够降解多种生物胺。【结论】揭示了酱醪中主要魏斯氏菌的耐盐特性、在较低温度下生长情况和物质代谢规律,对于阐明魏斯氏菌与酱油发酵相关的功能和特性以及对酱油加工过程安全控制具有重要意义。

    • >兽医微生物学
    • 卵泡刺激素受体FSHR234纳米抗体的分离纯化及多克隆抗体的制备

      2018, 45(11):2463-2469. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180311 CSTR: 32113.14.j.MC.180311

      摘要 (1404) HTML (896) PDF 3.50 M (1758) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】卵泡刺激素受体(Follicle-stimulating hormone receptor,FSHR)在人体成熟破骨细胞及单核细胞表面表达,成为阻断卵泡刺激素(FSH)作用的潜在靶点,制备亲和力较高的FSHR抗体已成为靶向治疗FSH相关疾病的切入点。【目的】构建FSHR重组载体获得表达量较高的可溶性蛋白,进一步制备骆驼多克隆抗体及其纳米抗体。【方法】利用XhoⅠ和BamHⅠ双酶切重组质粒pET30a-FSHR234,将目的基因fshr构建于pGEX-4T-1载体并进行原核表达,利用Western blot及ELISA检测目的蛋白的配体结合能力。免疫新疆双峰驼制备骆驼多克隆抗体,并利用噬菌体展示技术筛选获得FSHR纳米抗体。细胞免疫化学法检测FSHR抗体在coav-3的表达情况。【结果】构建了pGEX-4T-1-FSHR234重组质粒,获得了表达量较高的FSHR234可溶性蛋白;并构建了5株FSHR纳米抗体,鉴定出一株结合能力较强的纳米抗体,命名为VHH-3F9。【结论】制备的骆驼FSHR多克隆抗体效价达1:128 000,筛选获得的VHH-3F9纳米抗体能与FSHR234具有较高的结合性,且两者均能表达于coav-3细胞表面。

    • >药物微生物学
    • 海洋链霉菌Streptomyces sp. B9173合成的2-吲哚酮生物碱

      2018, 45(11):2470-2479. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180239 CSTR: 32113.14.j.MC.180239

      摘要 (1315) HTML (1015) PDF 1.25 M (1915) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】海洋来源的天然产物近年来已成为小分子药物的重要来源。对海洋链霉菌Streptomyces sp. B9173的基因组分析显示,该菌包含多种天然产物的生物合成基因簇,具有产生多种新化合物的潜力。【目的】挖掘B9173菌株中未知的次级代谢产物,以期发现结构新颖或生物活性独特的化合物。【方法】利用HPLC/LC-MS结合的方法,排除了该菌株产生的已知化合物,确定3个未知化合物作为挖掘对象,然后利用正、反相硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶柱色谱和高效液相色谱等技术对次级代谢产物进行分离纯化,最后得到化合物单体。利用质谱及核磁共振光谱技术对化合物结构进行解析和鉴定。【结果】确定3个化合物分别是色胺酮、甲基异靛蓝和N,N-二甲基异靛蓝,三者都属于2-吲哚酮生物碱。其中色胺酮具有非常广的生物活性,包括抗菌、抗肿瘤、抗炎症等,是药物开发的良好前体,这是首次在细菌中被分离得到。甲基异靛蓝是我国临床治疗慢性粒细胞白血病的药物,这是首次在微生物发酵液中被分离得到。目前这3个化合物均主要依赖化学合成。本研究结合B9173菌株的代谢背景,推测了3个化合物的生物合成途径。【结论】基于紫外吸收光谱和质谱特征,从B9173菌株的发酵液中分离鉴定了3个2-吲哚酮生物碱,丰富了微生物活性天然产物的种类,对3个化合物生物合成途径的推测也为进一步研究色胺酮和甲基异靛蓝的生物合成机制奠定基础,后续可利用合成生物学技术重构这类化合物的生物合成途径,提供更便捷、低成本的生物合成方法。

    • >简报
    • 新疆石河子地区甜樱桃采后腐烂致病真菌的分离鉴定

      2018, 45(11):2480-2487. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171034 CSTR: 32113.14.j.MC.171034

      摘要 (1394) HTML (1972) PDF 5.27 M (1907) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】甜樱桃果实柔软多汁,采后腐烂率高。石河子是新疆新兴的甜樱桃种植地区之一,但由于采后储运不当造成巨大的经济损失。【目的】鉴定石河子地区的甜樱桃果实腐烂病原菌,以期提高该地区甜樱桃的采后品质、延长货架期。【方法】从石河子136团种植的甜樱桃腐坏组织中分离真菌菌株,根据柯赫氏法则将分离得到的菌株重新接种到健康的甜樱桃果实上确定其致病性;结合形态学和真菌核糖体转录间隔区(rDNA-ITS)序列分析对致病真菌进行鉴定。【结果】从石河子地区甜樱桃腐烂的果肉中分离出5类丝状真菌,其中3类是甜樱桃果实的致病真菌,转录间隔区序列比对确定3类真菌中代表菌株分别为易脆毛霉(Mucor fragilis)、镰刀菌(Fusarium sp.)和干酪青霉(Penicillium camemberti)。【结论】导致新疆石河子地区甜樱桃果实腐烂的致病真菌主要有易脆毛霉(Mucor fragilis)、镰刀菌(Fusarium sp.)和干酪青霉(Penicillium camemberti)。

    • 在大肠杆菌中高效表达可用于检测人源Rap1活性RapBD蛋白方法的建立

      2018, 45(11):2488-2493. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180191 CSTR: 32113.14.j.MC.180191

      摘要 (1361) HTML (1358) PDF 1.08 M (2097) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】Rap1是一种小GTP酶,其活性的检测方法少,目前主要依赖试剂盒,检测成本太高。而Rap1下游效应蛋白RalGDS具有Rap1结合结构域(Rap binding domain,RapBD),该结构域能与有活性的GTP-Rap1特异性结合。【目的】利用大肠杆菌外源表达GST-RapBD融合蛋白,建立经济的检测人源Rap1活性的方法。【方法】合成RapBD基因序列,插入pGEX-4T-1载体,使该质粒表达GST-RapBD融合蛋白,再利用GST亲和树脂结合大肠杆菌中表达的GST-RapBD融合蛋白,最后利用GST-RapBD融合蛋白pulldown检测 GTP-Rap1。【结果】建立了检测人源Rap1活性的方法。【结论】序列优化使得pGEX-4T-1载体在大肠杆菌中高效表达能特异性结合人源GTP-Rap1且带有GST标签的RapBD蛋白,提高了Pulldown实验检测GTP-Rap1的效率,降低了检测人源小G蛋白Rap1活性的成本。

    • >专论与综述
    • 后基因组时代基因组重排在微生物菌种选育中的应用及展望

      2018, 45(11):2494-2502. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171064 CSTR: 32113.14.j.MC.171064

      摘要 (1387) HTML (2931) PDF 611.91 K (2411) 评论 (0) 收藏

      摘要:基因组重排作为一种实用高效的育种技术,在缺乏遗传背景认知和可操作遗传体系等条件下,可以突破微生物种属间的限制,经过多轮递推的原生质体融合来加速其人工定向进化,在微生物菌种改良及代谢产物开发和产业化等研究领域得到了广泛应用。步入后基因组时代,快速发展的组学和生物信息学使基因组重排成为连接各种微生物育种方法的重要纽带,为我们深入探索微生物复杂的代谢网络和全局调控机制,更为精准地实施对微生物的人工调控和定向进化提供了契机。本文系统性地回顾了近年来基因组重排在微生物菌种选育中的应用研究,尤其针对围绕其开展的组学研究进行了详细阐述,并对基因组重排与组学、生物信息学和合成生物学等新兴技术的联合应用进行了展望。

    • 植物-菌根真菌联合修复重金属污染土壤

      2018, 45(11):2503-2516. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180360 CSTR: 32113.14.j.MC.180360

      摘要 (1585) HTML (2917) PDF 2.01 M (2603) 评论 (0) 收藏

      摘要:菌根是菌根真菌侵染植物根系后在植物根部形成的共生结构。菌根技术作为一种生物强化技术应用于重金属污染土壤的植物修复已引起研究者的广泛关注。目前大量研究表明菌根能强化植物对重金属的转运、富集及根系稳定化过程,并通过促进营养物质的吸收利用、稳定细胞内氧化还原平衡、调控抗逆性相关基因的表达以及改善根际微生态环境等方式提升寄主植物的抗逆性。本文在介绍菌根真菌在植物修复重金属污染的联合过程中的作用效应及机制的基础上,分析了目前限制该技术应用的瓶颈问题以及未来的研究方向,为植物-菌根真菌联合修复的推广应用提供理论基础。

    • >高校教改纵横
    • 以培养研究生创新思维为目标的“兽医分子病毒学”教学模式的探索与实践

      2018, 45(11):2517-2522. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171029 CSTR: 32113.14.j.MC.171029

      摘要 (1344) HTML (1001) PDF 368.71 K (2057) 评论 (0) 收藏

      摘要:为培养学生的创新思维能力,根据“兽医分子病毒学”研究生课程的教学内容与特点,围绕“如何教?”与“怎么学?”两大核心问题,开展教学模式的探索与实践。通过更新教学理念、改进教学方法,实行“联合教学”,在“专业型”和“学术型”硕士共培养的现状下,推进“兼顾性”及“平衡性”教学等措施,激发学生学习兴趣、强化学习过程、提高学习效率与知识转化率、启发学生创新思考。以授课过程中设计的科学问题为引导,通过引导学生的主动探究、深入剖析和拓展延伸的意识和行为,增强学生的学习力、思考力和创造力。结合学生成绩的综合考核,建立以知识获取、能力建设和人格养成为核心的“三位一体”人才培养理念,实现创新思维和综合能力的全面提升,为培养兽医专业拔尖人才服务。

    • 基于岗位需求的“食品微生物学”综合性实验项目设计与教学效果分析

      2018, 45(11):2523-2528. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180024 CSTR: 32113.14.j.MC.180024

      摘要 (1223) HTML (1211) PDF 484.89 K (2015) 评论 (0) 收藏

      摘要:“食品微生物学”是高等院校食品科学与工程、食品质量与安全及其相关专业的一门必修专业基础课,该课程实验技术是食品类专业学生必须掌握的基本技能,而传统的实验教学存在着与就业岗位需求脱节、学生参与度低等诸多问题,难以培养学生独立完成岗位工作的能力。为了培养学生的综合实践能力,适应就业岗位需求,保证该课程的实践教学质量,课题组通过调研30余家就业单位微生物岗位实际,将课程原有实验教学内容整合为两大综合性实验项目,涵盖了食品微生物学全部基本实验技能。实践表明,两大综合性实验项目的开展可有效提高食品微生物学实验教学效果,使学生全面获得食品微生物学的基本实验技能,有助于提高学生的综合能力,实现学生与就业岗位的无缝对接。

    • >生物实验室
    • 利用Red重组系统敲除鼠伤寒沙门氏菌VI型分泌系统相关基因

      2018, 45(11):2529-2536. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.171050 CSTR: 32113.14.j.MC.171050

      摘要 (1345) HTML (5329) PDF 815.32 K (1926) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】沙门氏菌是一种重要的人畜共患病原菌,可引起广泛的胃肠炎以及伤寒、副伤寒,其致病机制一直未被阐明。基因敲除技术在研究沙门氏菌致病性方面发挥了重要作用,然而目前的敲除技术仍存在费时、成功率低的问题。研究发现鼠伤寒沙门氏菌含有VI型分泌系统,其组成成分之一溶血素共调节蛋白(Hemolysin-coregulated protein,Hcp)可能在其致病过程中发挥了重要作用。【目的】拟通过对3个编码Hcp蛋白的基因进行敲除,在鼠伤寒沙门氏菌中建立一套方便快捷的重组系统,从而用于沙门氏菌致病性的研究。【方法】以pKD4为模板,扩增两端带有目的基因同源序列的卡那霉素抗性基因片段,将片段导入含重组酶系统的目的菌,重组后再导入质粒pCP20消除抗性基因片段,达到无痕敲除的效果。【结果】对3个单独的hcp基因及其组合进行了敲除,得到了所需的基因缺失株,并总结出了一些实验过程中可能遇到的问题的解决方案。【结论】Red重组系统可用于鼠伤寒沙门菌的基因敲除,通过优化同源片段的长度、PCR模板浓度、L-阿拉伯糖加入时间、实验过程中的温度等实验条件,提高Red重组系统在沙门氏菌中的重组效率。此方法简单、快速,重组效率高,值得推广。

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