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微生物学通报

  • 2019年第46卷第3期文章目次
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    • >微生物工程与药物研究
    • 流感嗜血杆菌ATCC49247来源的IgA酶理化性质及其对低糖基化IgA1的分解作用

      2019, 46(3):638-644. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180519

      摘要 (1396) HTML (1291) PDF 1.73 M (1393) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】近年来,能够特异性切割人IgA1分子的IgA蛋白酶(IgA酶)被认为是治疗IgA肾病(IgAN)的潜在药物,但各种物理化学因素均可能影响其生物学活性。【目的】研究流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae) ATCC49247 IgA酶的理化性质,确定IgA酶最适的作用条件后观察IgA酶对低糖基化IgA1的作用。【方法】从细菌培养液中分离纯化IgA酶,SDS-PAGE电泳后银染法分别检测多种理化条件下IgA酶的水解活性及其对低糖基化IgA1的消化作用。【结果】H. influenzae ATCC49247 IgA酶可耐受的反应温度较广,最适温度为50 °C;在高于60 °C的环境中,IgA酶便不可逆地丧失了稳定性;IgA酶在pH 6.0?9.0的环境下能够保持完整催化活性;1 mmol/L的PMSF和高于10 mmol/L的SDS能够强烈地抑制IgA酶的活性,DTT和EDTA对IgA酶活性无明显影响;所有浓度的Al3+、Fe3+和高浓度的Cu2+、Zn2+、Fe2+对IgA酶均表现出强烈的抑制作用,同时Co2+、Mn2+、Ca2+、Ni2+和Mg2+都对IgA酶活性没有明显影响。选择了最适宜的IgA酶作用条件,发现IgA酶能够有效降解低糖基化IgA1底物。【结论】确定IgA酶最适宜的作用条件能保持良好的酶活性,更好地发挥了IgA酶对低糖基化IgA1的降解作用,为IgA酶的临床研究和药用价值的进一步开发提供一定的依据。

    • >海洋微生物学
    • 化学诱导对一株海洋来源土曲霉C23-3次生代谢产物及其生物活性的影响

      2019, 46(3):441-452. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180651

      摘要 (1529) HTML (1618) PDF 10.57 M (5813) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】海洋微生物是药理活性先导化合物的重要源泉,而化学诱导是深入挖掘其次生代谢潜力的一种便捷手段。【目的】以一株海洋来源土曲霉C23-3为出发菌株,筛选出可促进其产生更丰富代谢产物(包括丁内酯类化合物)的发酵条件,进一步开发菌株在抗阿尔茨海默症方面的潜力。【方法】分别选用海水马铃薯培养基、麦芽浸膏培养基、大米培养基和大豆培养基4种基础培养基,利用丁酸钠、辛二酰苯胺异羟肟酸(Suberoylanilide hydroxamic acid,SAHA)、5-氮杂胞嘧啶核苷(5-azacytidine,5-azaC)、盐酸普鲁卡因(Procaine hydrochloride)、ZnCl2和CuCl2共6种化学诱导剂对土曲霉C23-3进行微量的诱导培养。观察该菌菌丝体形态变化,并根据薄层层析(Thin-layer chromatography,TLC)指纹图谱、化学显色及生物活性自显影结果初筛出代谢产物丰富且乙酰胆碱酯酶抑制活性与抗氧化活性产物丰富的诱导条件,并进行进一步常量发酵。采用上述手段及高效液相色谱-二极管阵列检测器(High performance liquid chromatography-Diode array detector,HPLC-DAD)分析常量发酵代谢产物的总体多样性及丁内酯类化合物的多样性。【结果】发现CuCl2、ZnCl2、SAHA和5-azaC可引起土曲霉C23-3菌丝体生长形态显著变化,海水马铃薯培养基+100 μmol/L丁酸钠等6种诱导条件在微量培养初筛及常量发酵复筛中均可使该菌株产生多样化的活性代谢产物,其丁内酯类代谢产物也具有一定差异性。【结论】化学诱导手段可促使土曲霉C23-3产生丰富且新颖的活性代谢产物,为多样化的抗阿尔茨海默症天然产物的发现奠定了基础。

    • >环境微生物学
    • 6种外生菌根真菌对西南桦幼苗的接种效应

      2019, 46(3):453-460. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180147

      摘要 (1520) HTML (1616) PDF 1.56 M (1503) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】西南桦是兼具内生、外生菌根的典型菌根营养型树种,菌根化育苗是其壮苗培育的有效措施。【目的】揭示外生菌根真菌对西南桦无性系幼苗生长和养分含量的影响,为其菌根化育苗筛选优良外生菌根真菌提供科学依据。【方法】以BY1、FB4、FB4+和A5等4个西南桦优良无性系为研究对象,选用土生空团菌(Cenococcum geophilum)、松乳菇(Lactarius deliciosus)、黄硬皮马勃(Scleroderma flavidum)、多根硬皮马勃(S. polyrhizum)、褐环乳牛肝菌(Suillus luteus)和红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron) 6个外生菌根真菌进行盆栽接种试验,分析接种处理间及无性系间苗高、地径、生物量以及养分含量差异。【结果】6个菌种均能与西南桦无性系幼苗形成外生菌根共生体,接种多根硬皮马勃与黄硬皮马勃显著促进了幼苗生长和养分吸收(P<0.05),说明其与幼苗的亲和力明显优于其它菌种。尽管菌根侵染率在4个无性系之间无显著差异(P≥0.05),但各菌种对FB4、BY1幼苗生长的促进作用显著强于其它2个无性系。【结论】多根硬皮马勃和黄硬皮马勃可作为西南桦菌根化育苗的优选菌种。

    • 可降解吡啶的全食副球菌B21-3的筛选鉴定及降解特性

      2019, 46(3):461-467. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180711

      摘要 (1405) HTML (1110) PDF 511.17 K (1713) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】吡啶作为一种难降解的有机污染物普遍存在于焦化、炼油、皮革和制药等行业的废水中,并对环境造成危害。【目的】治理废水中残留的有机污染物吡啶,筛选高效降解菌。【方法】采用富集培养和选择培养,以石家庄某污水处理厂的活性污泥为材料进行吡啶降解菌的筛选,通过形态特征、生理生化特性、(G+C)mol%测定及16S rRNA基因序列系统发育分析对筛选到的降解菌进行鉴定,并分析其对吡啶的降解特性。【结果】分离筛选到一株能以吡啶为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌B21-3,经鉴定该菌株为全食副球菌(Paracoccus pantotrophus)。菌株B21-3对吡啶的最适降解温度为32 °C,最适降解pH为7.0,吡啶浓度为100 mg/L时降解率为48.50%±0.02%;通过逐步提高吡啶初始浓度对菌株进行驯化,驯化后菌株可耐受较高浓度吡啶且吡啶降解率显著增加,吡啶浓度为100 mg/L时驯化后菌株B21-3对吡啶的降解率为90.26%±1.70%。驯化后菌株在含吡啶的无机盐平板上传代培养15代后,对吡啶的降解率为89.39%±2.03%。【结论】菌株B21-3具有较强的吡啶降解能力及降解稳定性,该菌株可作为吡啶污染水体生物修复的潜在资源。

    • 天梯山石窟壁画保存环境中空气细菌的季节性变化

      2019, 46(3):468-480. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180164

      摘要 (1512) HTML (1300) PDF 3.56 M (1479) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】微生物侵蚀是古代壁画常见生物病害,影响壁画的长久保存和安全陈展。空气微生物作为壁画病害菌的主要来源,近年在文物赋存环境监测和预防性保护中引起广泛重视。【目的】对天梯山石窟壁画的2处保存地,即天梯山原址和武威西夏博物馆壁画保存环境中的空气细菌浓度、群落结构及其季节变化规律进行分析。【方法】利用生物气溶胶采样器,在2016年春、夏、秋、冬4季分别采集各位点空气样品;基于传统培养方法获得空气中细菌浓度及纯培养菌株;通过提取细菌基因组DNA、扩增其16S rRNA基因、测序和系统发生关系分析等技术研究不同位点细菌群落时空动态变化规律;结合环境监测数据,分析影响文化遗产地空气细菌群落变化的主要因素。【结果】空气可培养细菌的总浓度在16.7?1 451.8 CFU/m3范围内变动。原址第18窟和第13窟,各季节细菌浓度无显著性差异,且呈明显季节性变动规律,总体特征为夏秋季低,冬春季高。西夏博物馆外空气细菌浓度在各季节均高于库房内,冬季最高。本研究共鉴定出19个细菌属,隶属于4个门;其中不动杆菌属(Acinetobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、考克氏菌属(Kocuria)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、Pseudoclavibacter和薄层菌属(Hymenobacter)为优势属。【结论】天梯山石窟空气细菌群落结构具有明显的时空分布特征;相对湿度、温度及季节性降水均会影响其变化;鉴定得到部分种属具备引起壁画生物腐蚀的潜势;本研究可为当地开展遗址和馆藏环境中文物预防性保护提供本底资料。

    • 两株采自惠州的细鞘丝藻亚科(Leptolyngbyaceae)嗜热蓝细菌的分离鉴定及细胞组分分析

      2019, 46(3):481-493. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180189

      摘要 (1718) HTML (2472) PDF 5.32 M (2339) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】随着CO2排放增加,全球变暖愈发严峻,嗜热蓝细菌作为能够在45 °C及以上环境中生长并实现生物固碳的微生物,具有重要的研究意义。【目的】对从广东惠州地区采集的藻种进行分离鉴定,并筛选出2株嗜热蓝细菌,研究其生长特性,为嗜热蓝细菌的后续应用提供依据。【方法】通过16S rRNA基因、藻蓝蛋白链A基因(PhycoA)序列分析确定从惠州地区采集到的菌株的分类学位置。对PKUAC-GDTS1-24和PKUAC-GDTS1-29两株嗜热蓝细菌进行形态观察和主要细胞成分(灰分、糖类、脂质、蛋白质和色素)分析。【结果】共分离出12株嗜热蓝细菌,其中PKUAC-GDTS1-24和PKUAC-GDTS1-29菌株,形态上呈蓝绿色球形毛状体,是由细胞形成密集的簇,彼此附着形成的。两株嗜热蓝细菌的主要细胞成分是糖类,分别占细胞干重的36.42%和28.46%。PKUAC-GDTS1-24的灰分、脂质和蛋白质含量分别为24.41%、21.40%和26.64%。PKUAC-GDTS1-29的细胞中,灰分、脂质和蛋白质含量分别为24.72%、23.92%和12.93%。藻蓝蛋白(Phycocyanin,PC)在PKUAC-GDTS1-24和PKUAC-GDTS1-29中的含量分别为157.29 mg/g DW和374.86 mg/g DW,类胡萝卜素分别为65.13 mg/g DW和18.87 mg/g DW。【结论】基于系统发育树研究,本实验的2个分离株属于细鞘丝藻亚科(Leptolyngbyaceae),与研究较少的纤发鞘丝蓝细菌属(Leptolyngbya)菌株相近,可能是广东和四川温泉中存在的一种新型丝状轻度嗜热蓝细菌属或Leptolyngbya新种。嗜热菌株PKUAC-GDTS1-24和PKUAC-GDTS1-29的形态和细胞组成相似,通过比较,2个菌株的藻胆蛋白含量远远高于其他研究报道的Leptolyngbya蓝细菌,尤其是PKUAC-GDTS1-29可以作为藻蓝蛋白生产的潜在菌株。

    • 纳帕海高原湿地真菌群落多样性和组成的分布

      2019, 46(3):494-503. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180128

      摘要 (1587) HTML (1185) PDF 1.93 M (1552) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】位于滇西北的纳帕海高原湿地,是我国唯一的低纬度、高海拔、季节性半封闭型高原湿地。真菌在湿地生态系统的维持和稳定中发挥着特殊作用,然而关于纳帕海高原湿地真菌群落多样性和组成的研究目前仍无报道。【目的】对纳帕海高原湿地不同季节和土壤类型真菌群落多样性和组成及与环境因子的关系开展系统研究分析,促进对高原湿地微生物多样性的深入认识。【方法】采用荧光定量PCR和高通量测序技术,分析了纳帕海高原湿地不同季节和土壤类型中真菌的数量、群落多样性和组成及其与环境因子的关系。【结果】真菌数量级的变化对于人为干扰下的湿地土壤退化是敏感的响应指标。在真菌群落组成中,约有60%以上未确定的分类信息,40%有确定分类信息的包括6个门17个纲37个目53个科63个属,大部分分类信息集中在Ascomycota门,相对优势属为Gibberella。通过分类水平、OTU水平和β多样性分析比较,在纳帕海高原湿地整体真菌群落多样性和组成受季节变化影响不显著,但不同土壤类型的变化呈显著差异,推测是由于不同采样区植物根际效应和种类的影响。CCA (Canonical correlation analysis)分析表明,在不同采样区受不同土壤理化因子的影响。【结论】揭示了纳帕海高原湿地土壤真菌群落多样性和组成的区域特征,从微生物学角度进一步提出了对纳帕海高原湿地环境保护和恢复的重要性。

    • 土壤中群体感应淬灭细菌的原位分离与筛选

      2019, 46(3):504-511. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180139

      摘要 (1527) HTML (1941) PDF 1005.89 K (1617) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】许多革兰氏阴性细菌通常以N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactones,AHLs)作为群体感应主要的信号分子。【目的】从土壤中筛选和鉴定新型群体感应淬灭细菌。【方法】通过“垫圈法”从土壤中原位培养分离细菌,采用琼脂条法、报告菌平板法及β-半乳糖苷酶活性测定筛选群体感应淬灭细菌,根据16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株系统发育地位。【结果】从不同地区土样中原位培养共分离获得细菌502株。以根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens NTL4 (pZLR4)作为报告菌,最终得到11株具有较强降解AHLs能力的细菌,包括假单胞菌5株、不动杆菌4株、变形杆菌和莱茵海默氏菌各1株。大部分细菌可完全降解N-3-羰基十二酰基高丝氨酸内酯(3OC12-HSL),部分细菌对N-(3-氧代己酰)高丝氨酸内酯(3OC6-HSL)和N-3-氧代辛酰高丝氨酸内酯(3OC8-HSL)具有一定降解活性。【结论】Proteus和Rheinheimera可降解AHLs,为今后防治依赖群体感应的植物细菌病害提供新型生防资源。

    • 湿地法处理生活污水对仙桃湿地地表水微生物群落结构的影响

      2019, 46(3):512-521. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180222

      摘要 (1591) HTML (1734) PDF 701.29 K (1582) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】随着中小城市经济的高速发展和人们生活水平的提高,生活污水排放量也日益增大,致使水源水质污染呈恶化趋势。【目的】了解湿地法处理生活污水对湿地地表水微生物群落多样性变化的影响。【方法】对人工湿地(仙桃)参照点(?2 000)、200、400、600、3 000、5 000 m水平方向6点地表水进行理化检测,再通过高通量测序对微生物群落结构进行解析,并探讨微生物群落结构变化与生活污水的污染效应。【结果】当湿地法处理的生活污水到达5 000 m时,化学需氧量、氨态氮、总氮和总磷均达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准,且理化指标之间均呈极显著正相关。样品在门水平上的优势物种分别为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。变形菌门(Proteobacteria)可用来作为排放生活污水污染物的指示性微生物,放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和绿弯菌门(Chloroflexi)可用来作为排放生活污水净化的指示性微生物。【结论】首次比较分析了湿地法处理仙桃生活污水地表水环境中微生物群落多样性变化的情况,可使人们从微生物层面更加明确地了解人工湿地运作机理及地表水环境的污染情况。

    • >基础微生物学
    • 基于微流控的真菌单细胞捕获和培养

      2019, 46(3):522-530. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180124

      摘要 (1609) HTML (2042) PDF 4.39 M (1847) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】真菌单细胞培养在研究细胞异质性及细胞生长特性等方面十分重要,因此需要建立简单便捷的方法对真菌单细胞进行培养与观察。【目的】基于微流控建立一种真菌单细胞的捕获及培养方法,同时直观地对单细胞进行定位和实时观察。【方法】利用L-edit设计芯片图案并利用等离子键合的方法制备微流控芯片;通过注射泵将红酵母菌溶液及里氏木霉孢子溶液进样以实现单细胞捕获;采用台盼蓝染色法测定酵母细胞的存活率;利用显微镜对酵母单细胞及木霉孢子的萌发、生长、繁殖过程进行观察。【结果】所制备的芯片形状完好,可实现酵母或孢子的单细胞捕获;酵母的捕获率为25.00%±1.38%;分别于0、2、4、6 h对酵母进行观察,可看到酵母出芽过程;培养至48 h,芯片上酵母细胞的存活率与游离培养条件下的存活率无显著性差异;分别于0、3、6、9 h对单个孢子进行观察,可以看到孢子萌发以及菌丝生长情况,且直至120 h菌丝仍在生长。【结论】设计并制备了一种用于真菌单细胞捕获及定位培养的微流控芯片,这是此种芯片在真菌单细胞培养中的首次应用。细胞可在此微流控芯片上正常生长至少2 d,并可实现5 d及更长时间的培养,此方法可对真菌单细胞进行直观、定位的实时观察,有望用于多种微生物单细胞的生理、遗传性状研究,以及原生质体融合育种研究。

    • >基因克隆及功能研究
    • 厌氧菌Sunxiuqinia sp. SH-52外切型海藻酸裂解酶的异源表达及酶学特征

      2019, 46(3):531-540. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180163

      摘要 (1643) HTML (1024) PDF 2.48 M (1601) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】目前已报道的海藻酸分解菌多数为好氧菌,未见有关厌氧菌的报道。从分离的海藻酸分解菌中表征的海藻酸裂解酶大多为内切型海藻酸裂解酶,外切型较少。【目的】研究来自厌氧海藻酸分解菌的海藻酸裂解酶基因,表征新型海藻酸裂解酶并阐明其酶学性质,为海藻酸裂解酶的多样性和微生物降解海藻酸机制提供理论依据。【方法】对来自厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqinia sp. SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4编码基因进行克隆,分析基因序列,构建重组质粒PGEX-4T-1-SHA-4并在大肠杆菌中实现异源表达,经纯化后对其酶学性质及降解特征进行研究。【结果】该酶在28 °C、用0.1 mmol/L IPTG (异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)条件下诱导6 h达到最大表达量,纯化后酶的比活力达到21 U/mg。酶学性质分析表明SHA-4的最适温度为37 °C;最适pH为7.5;对PolyMG (杂聚古罗糖醛酸-甘露糖醛酸嵌段)具有底物偏好性;Na+对该酶的活性具有抑制作用,而金属离子Cu2+具有明显促进作用,使活性提高了约168%;SHA-4催化海藻酸的Km值为2.5 mg/mL,Vmax为8.7 mg/(mL·min);SHA-4为外切型海藻酸裂解酶,降解海藻酸终产物为单糖。【结论】异源表达了来自一株厌氧海藻酸分解菌Sunxiuqinia sp. SH-52的海藻酸裂解酶SHA-4,该酶是PL6家族中第一个对PolyMG有底物偏好性的外切型海藻酸裂解酶,而且活性较高,作为工具酶有很好的应用前景,为海藻酸降解机制的探索提供了新的线索。

    • 基因重组大肠杆菌表达血红素加氧酶-1及培养条件优化

      2019, 46(3):541-547. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180190

      摘要 (1513) HTML (1583) PDF 1.73 M (1366) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】血红素加氧酶-1 (HO-1)具有抗氧化应激、抗凋亡和抗纤维化等多种生理效应,有望成为一种新型药物应用于临床疾病的治疗。【目的】构建表达HO-1的基因重组大肠杆菌(Escherichia coli),并优化其表达培养条件,实现HO-1高产率的表达。【方法】PCR法克隆集胞藻(Synechocystis sp.) PCC 6803的HO-1基因(ho1),构建重组质粒pET-28a-ho1,转化大肠杆菌BL21(DE3)菌株,单因素实验优化表达培养基的种类、诱导剂添加时间、诱导培养时间、诱导剂浓度和诱导培养温度。【结果】构建了表达HO-1的基因重组大肠杆菌BL21(DE3)/pET-28a-ho1菌株,用甘油(GY)培养基培养至菌体浓度OD600约为0.8时,加入终浓度为0.1 mmol/L的IPTG诱导,30 °C诱导培养6 h,HO-1的表达量最高,Ni-NTA柱分离纯化得到的HO-1收率占细胞总蛋白的10.9%。【结论】获得了可溶性表达HO-1的基因重组大肠杆菌及其较佳的培养条件,为进一步研究集胞藻来源的HO-1的酶学性质和应用奠定了基础。

    • >农业微生物学
    • 4株茶树根际促生菌菌株的鉴定及促生作用

      2019, 46(3):548-562. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180149

      摘要 (1905) HTML (2034) PDF 13.81 M (88615) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】根际促生菌可以促进植物生长、提高植物抗性。茶树根际具有特殊的根土微生物生境,可以获得具促生作用的有益微生物。【目的】探究4株茶树根际促生菌菌株的分类地位及促生作用,筛选优良的根际促生菌菌株。【方法】通过形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列同源性比对鉴定4株茶树根际促生菌,采用钼锑抗比色法测定溶磷量,通过比色法测定ACC脱氨酶活性、CAS法测定产铁载体能力、Salkowski法测定产IAA (Indoleacetic acid)的能力进行促生作用研究,通过盆栽实验测试白菜、空心菜、苋菜及水稻的株高及鲜重以分析促生效应。【结果】鉴定KKS-6-N1为放射型土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter),KKS-7-N7为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),GD3为Pseudomonas hunanensis,GD12为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)。固氮菌株KKS-6-N1可产铁载体;固氮菌株KKS-7-N7具有解磷及产铁载体能力,分泌的IAA含量高达101.29 mg/L;解钾菌株GD3具溶磷能力,分泌的ACC脱氨酶酶活为8.09 μmol/(mg·h),相对铁载体含量为0.31;具固氮解钾性能的菌株GD12分泌的ACC脱氨酶活性为14.46 μmol/(mg·h)。盆栽试验表明,4个菌株对白菜、空心菜、苋菜的株高和鲜重均有明显促进作用,尤以GD3效果更甚。【结论】茶树根际促生菌菌株Pseudomonas hunanensis GD3促生作用显著,具有开发成微生物菌肥的潜力。

    • 枯草芽胞杆菌菌肥对有机冬瓜根区土壤微生态的影响

      2019, 46(3):563-576. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180165

      摘要 (1513) HTML (941) PDF 926.23 K (2252) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】微生物肥料已广泛应用于我国有机作物的种植,其对有机种植土壤微生态的影响尚需科学评测。【目的】高通量测序技术可用于精确分析土壤微生物群落,从细菌、真菌群落结构和多样性的角度阐释枯草芽胞杆菌菌肥对有机农田根区土壤微生物群落的影响。【方法】在有机农田轮作种植条件下,施用枯草芽胞杆菌菌肥后提取冬瓜根区土壤基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,利用Illumina MiSeq高通量测序技术,并结合相关生物信息学方法分析土壤细菌16S rRNA基因V3?V4区和真菌ITS1区的多样性指数及群落结构;测定根区土壤化学性质及酶活性,分析有机冬瓜果实品质,并作相关分析。【结果】从6个有机冬瓜根区土壤样本中获得14 199个细菌操作分类单元(OTU)和3 378个真菌OTU,细菌和真菌文库测序覆盖率分别在98%、99%以上。枯草芽胞杆菌菌肥会在一定程度上提高土壤细菌种群多样性而降低真菌种群多样性,丰富了细菌群落结构,但显著降低了真菌群落丰富度(P<0.05);并减少了根区土壤特有细菌和真菌物种。变形菌门、厚壁菌门和放线菌门是优势细菌,子囊菌门是优势真菌;枯草芽胞杆菌菌肥会提高绿弯菌门和子囊菌门的相对丰度,比例分别为46.23%、10.01%;降低变形菌门和担子菌门的相对丰度,比例分别为11.14%、74.72%。枯草芽胞杆菌菌肥显著降低了土壤pH,显著提高了有机冬瓜果实总氨基酸、可溶性固形物等营养成分含量(P<0.05)。【结论】施用枯草芽胞杆菌菌肥改变有机冬瓜根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,降低了土壤pH,提高了有机冬瓜果实品质。

    • 塑料饲养大蜡螟幼虫肠道可培养细菌多样性

      2019, 46(3):577-586. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180540

      摘要 (1465) HTML (2125) PDF 3.09 M (1604) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】昆虫肠道中存在大量的微生物,是昆虫正常生命活动所必需的。它们能够促进维生素的合成、脂肪和碳水化合物的吸收及利用,同时还可以保护宿主抵御天敌,忍受高温以及促进毒素或异生素的代谢,间接促进资源开发。【目的】研究PE塑料饲喂的大蜡螟幼虫肠道可培养细菌的多样性。【方法】利用16S rRNA基因序列分析技术,结合菌落形态和细胞形态及相关生理生化特征鉴定细菌种类。【结果】从大蜡螟幼虫肠道分离纯化的40株可培养细菌得到16种不同细菌遗传型,分别属于芽孢杆菌科(Bacillaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)、葡萄球菌科(Staphylococcaceae)、莫拉菌科(Moraxellaceae) 4个科。其中芽孢杆菌科是肠道可培养细菌的优势细菌种类。结合菌落和细胞形态及生理生化特征,确定肠道可培养细菌为芽孢杆菌属9株、肠球菌属4株、葡萄球菌属2株以及不动杆菌属1株。【结论】通过研究大蜡螟幼虫肠道可培养细菌群落结构组成,可为开展大蜡螟肠道的微生态研究提供相关理论基础。

    • >食品微生物学
    • 紫花苜蓿内生和非内生根瘤菌多样性及共生差异

      2019, 46(3):587-608. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180224

      摘要 (1456) HTML (1304) PDF 893.82 K (2146) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】对根瘤菌多样性的研究有助于推进根瘤菌种质资源的利用。【目的】研究紫花苜蓿内生和非内生根瘤菌的表型和遗传多样性,比较菌株在5个苜蓿品种上的共生效应,验证根瘤菌群体共生效应由苜蓿品种决定的假设。【方法】从甘肃省白银会宁旱作区、兰州安宁灌区、武威凉州灌区3个栽培区域的陇中、清水、WL168HQ、甘农3号、甘农9号等紫花苜蓿品种中分离内生(植株种子、花、叶、茎、根表皮、根中柱和根瘤)和非内生(根际土壤和田间土壤)根瘤菌菌株,通过表型数值分类、16S rRNA基因限制性片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism,RFLP)、16S rRNA基因测序、持家基因多位点序列分型(Multilocus sequence typing,MLST),以及结瘤基因nodC和固氮基因nifH片段序列测定,研究紫花苜蓿根瘤菌的表型和遗传多样性,并采用主成分分析研究根瘤菌菌株在5个紫花苜蓿品种上的共生效应差异。【结果】共分离得到43株内生根瘤菌和10株非内生根瘤菌,叶片和花中没有分离到根瘤菌菌株。53株根瘤菌以及对照菌株R.GN5和S.12531表型特征数值分类聚为8个群,菌株表型多样性丰富。经16S rRNA-RFLP分析共形成22种RFLP分型组合,基因型Ⅰ分布最广泛(24),其次为基因型Ⅻ (5)、ⅩⅤ (5)和ⅩⅨ (3),其余16株菌各代表1种基因型,菌株遗传多样性丰富。16S rRNA基因测序和MLST分析将所有菌株划分为Rhizobium radiobacter、R. rosettiformans和Ensifer meliloti。仅从7株E. meliloti代表菌株和对照菌株S.12531中扩增到nodC和nifH基因,说明E. meliloti菌株均能结瘤固氮。E. meliloti菌株G3L3接种甘农3号,LP3、LL1和LL2接种陇中,QL2接种清水,LL1、LL2和WLP2接种WL169HQ苜蓿均能显著促进植株的单株结瘤数、地上干重和粗蛋白含量。E. meliloti菌株接种甘农3号、甘农9号和清水苜蓿品种后所有参数值在PC1轴上分别聚在?1?1之间,在PC3轴上聚在?1.5?1.5之间;接种陇中和WL168HQ苜蓿的参数值较分散,PC1轴上分散在?1.5?4之间,PC3轴上分散在?3?4之间。【结论】紫花苜蓿内生和非内生根瘤菌菌株多样性丰富,表型和遗传多样性与其来源没有直接关系。菌株G3L3与甘农3号,LP3、LL1、LL2与陇中,QL2与清水、LL1、LL2、WLP2与WL169HQ苜蓿品种共生匹配和适应能力强。在甘农3号、甘农9号和清水紫花苜蓿品种上群体共生效应相似,在陇中和WL168HQ紫花苜蓿上共生效应差异明显。本研究内生和非内生根瘤菌菌株的群体共生效应根据苜蓿品种而定,根瘤菌菌株与苜蓿品种间的信号识别程度存在差异。

    • 一株产低温β-半乳糖苷酶微杆菌的筛选鉴定、产酶条件及其酶学特性

      2019, 46(3):609-617. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180241

      摘要 (1515) HTML (1498) PDF 1.90 M (1501) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】低温β-半乳糖苷酶能在低温下仍保持较高的乳糖水解活性,筛选酶学特性适合在牛乳体系中高效水解乳糖的β-半乳糖苷酶生产菌株,是低乳糖牛乳加工产业关注的焦点。【目的】对天山中国一号冰川沉积物中分离的一株产低温β-半乳糖苷酶菌株的产酶条件和酶学特性进行研究。【方法】结合X-gal平板法初筛和测定粗酶液酶活复筛,获得产低温β-半乳糖苷酶的菌株。通过形态学、生理生化试验及16S rRNA基因测序分析对筛选菌株进行鉴定,单因素摇瓶实验优化菌株的产酶条件,硫酸铵分级沉淀初步纯化β-半乳糖苷酶并对其酶学特性进行分析。【结果】通过形态学、生理生化特征和16S rRNA基因鉴定,确定菌株LW106为微杆菌属(Microbacterium)菌株;该菌株最适产酶温度为25 °C,最佳产酶碳源为可溶性淀粉,培养基初始pH为7.0,接种量为3%;对初步纯化的低温β-半乳糖苷酶酶学性质的研究表明,LW106所产β-半乳糖苷酶的最适pH为6.0,最适反应温度为35 °C,4 °C时酶活为最大酶活的78%,4 °C和pH 7.0时的稳定性最好,10 mmol/L的Na+对酶活性基本没有抑制作用,Ca2+对酶活性具有一定的激活作用。【结论】菌株LW106所产低温β-半乳糖苷酶的酶学特性表明该酶在乳品低温加工领域具有进一步研究和应用的价值。

    • >兽医微生物学
    • 2013–2017年我国流产奶牛群布鲁氏菌病流行病学趋势与特点

      2019, 46(3):618-623. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180390

      摘要 (1463) HTML (1540) PDF 467.08 K (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】布鲁氏菌病(布病)是一种由布鲁氏菌引起的严重危害世界很多国家养殖业的人畜共患病。近年来,布病在我国出现反弹趋势,给养殖业发展和公共卫生安全带来严重挑战。由于我国牛羊养殖数量庞大且相对分散等多方面原因,对于动物布病的相关发病数据缺乏完整性和系统性。【目的】了解我国奶牛布病的流行状况,为制定布病防控措施及策略提供数据支持。【方法】根据过去5年(2013?2017)国家动物布病参考实验室的监测数据,深入分析我国奶牛布病发病趋势和流行特点。【结果】2013?2017年,从有流产症状的布病非免疫牛场采集了血清样本23 381份,其中布鲁氏菌血清抗体阳性占44.2%,2015年奶牛布病疫情最为严重,个体阳性率和群体阳性率分别为55.3%和93.5%。一类布病疫区5个省市的流产畜群间布病阳性率介于13.8%?57.8%,二类布病疫区4个省的流产畜群间布病阳性率在54.4%?86.9%之间。在这5年间,人间、流产畜群间布病发病趋势呈高度相关(r=0.806>0)。【结论】流产奶牛群体中,布病发生率处于高流行水平,且与人间布病流行趋势高度吻合;另外,二类布病疫区布病疫情严重。这些重要的信息,有助于全面掌握布病流行情况,提示进行人病兽防的重要性,为制定适合国情的布病防控战略提供技术依据。针对上述研究结果,建议对全国动物布病展开全面监测,做好动物布病预防、准确诊断以及牧场净化等工作。

    • 猪链球菌2型溶血素基因的表达及其免疫原性

      2019, 46(3):624-637. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180160

      摘要 (1360) HTML (917) PDF 10.88 M (1385) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】猪链球菌(Streptococcus suis,SS)是一种重要的人兽共患病原菌,有35种血清型,其中以猪链球菌2型(SS2)危害最为严重。研究发现,各种血清型SS分泌的溶血素(suilysin,SLY)可能具有较好的免疫保护作用,因此,SLY作为SS基因工程亚单位疫苗的成分具有较大优势。【目的】获得SS2安徽强毒株(AH10-8株)溶血素基因(sly)的表达产物,并对其免疫原性进行测定分析。【方法】根据GenBank数据库中登录号为DQ443533.1的全长sly序列,设计合成一对分别带有BamH I、Xho I酶切位点的特异性引物,利用PCR从AH10-8株中扩增sly基因,构建pET-30a-sly原核表达重组质粒,将重组质粒转化大肠杆菌BL21(DE3)中,进行IPTG诱导表达和His-Tag镍柱纯化蛋白,SDS-PAGE检测SLY,Western blotting鉴定SLY的反应原性;利用昆明鼠和斑马鱼进行SLY免疫攻毒保护试验,间接ELISA方法检测昆明鼠血清IgG抗体效价,观察比较病理组织变化及其免疫保护率。【结果】重组质粒pET-30a-sly在大肠杆菌中实现高效表达,获得大小为60 kD的目的蛋白,与预期大小的SLY分子质量一致,能与SS2阳性血清发生特异性反应。SLY和AH10-8株灭活全菌体3次免疫昆明鼠后的血清IgG抗体效价分别为1:6 400、1:204 800 (以AH10-8株全菌体的超声裂解物为包被抗原)和1:102 400、1:51 200 (以SLY为包被抗原);SLY和AH10-8株灭活全菌体对昆明鼠和斑马鱼的免疫保护率分别为40%、80%和84%、92%;病理组织变化与攻毒对照组之间差异明显。【结论】成功表达的SLY具有良好的反应原性和免疫原性,可诱导机体产生保护性免疫反应,有望成为研制SS2新型疫苗的候选成分。

    • >专论与综述
    • 油藏铁还原微生物的研究进展

      2019, 46(3):645-653. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180623

      摘要 (1341) HTML (1159) PDF 521.45 K (1832) 评论 (0) 收藏

      摘要:地下深部油藏通常为高温、高压以及高盐的极端环境,含有非常丰富的本源嗜热厌氧微生物,按代谢类群可分为发酵细菌、硫酸盐还原菌、产甲烷古菌和铁还原菌。从油田环境已经分离出90株铁还原微生物,如热袍菌目、热厌氧杆菌目、脱铁杆菌目、δ-变形菌纲脱硫单胞菌目、γ-变形菌纲希瓦氏菌属和广古菌门栖热球菌属等,这些菌株生长温度范围为4?85 °C,生长盐度范围为0.1%?10.0% NaCl,还未见到文献报道油藏铁还原菌的耐压性研究。在油藏环境中存在微生物、矿物和流体(油/水)三者之间的相互作用,油藏中的粘土矿物能够作为微生物生命活动的载体,也能为微生物代谢作用提供电子受体。本文综述了油藏铁还原菌分离和表征的研究进展,简述了油藏铁还原菌的环境适用性,并展望了铁还原菌在提高原油采收率方面的应用前景。

    • 基因工程菌生产抗菌肽的研究进展

      2019, 46(3):654-659. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180687

      摘要 (1654) HTML (2303) PDF 491.64 K (2011) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,利用基因工程菌生产抗菌肽,提供有效和稳定的方法是抗菌肽生产的热点之一。了解抗菌肽工程菌表达系统、生产量尤为重要,为此本文阐述了抗菌肽的生产方式,介绍了基因工程菌表达系统的种类、组成及特点,分析了基因工程菌生产抗菌肽的主要困难因素,并对近些年利用基因工程菌生产抗菌肽的进展进行了综述。

    • >高校教改纵横
    • 环境工程微生物学课程教学中存在的问题与对策

      2019, 46(3):660-665. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180009

      摘要 (1258) HTML (907) PDF 625.52 K (1558) 评论 (0) 收藏

      摘要:环境工程微生物学是我国高等学校环境工程专业的基础核心课程,具有知识更新速度快、知识点繁多、内容分散的特点。在其教学过程如何兼顾传统微生物学内容与现代微生物学研究新进展,合理选择教学内容、实验项目和安排实验时间,引导学生准确掌握基本概念和知识点,培养学生动手能力、创新意识和创新能力,是摆在每位教师面前的难题。围绕上述问题,我们教学团队在课堂与实验教学内容、教学方法和课外大学生实践活动等方面采取了一系列措施,取得了较好的教学效果。

    • 信息化知识竞赛的新型受体考核方式探索

      2019, 46(3):666-671. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180037

      摘要 (1165) HTML (952) PDF 855.29 K (1338) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了强化信息技术应用,提升学生的信息素养和综合能力,提高教学效果,大连大学生命科学与技术学院的微生物学教研组首次发明“信息化知识竞赛”的新型受体考核,将信息化技术性答题与受体考核带进微生物学课程考核中,形成先学生“出题、答题”,后教师“审题”的考核方式。结果表明此种新型的受体考核方式更有利于提升学生的信息素养,培养学生的综合能力,得到了学生的广泛认可。

    • 应用型大学微生物学课程教学改革与实践

      2019, 46(3):672-678. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180078

      摘要 (1266) HTML (856) PDF 711.58 K (1370) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文探讨在应用型大学背景下对微生物学课程进行改革,突显应用型大学应有特色,培养高等应用型人才。以荆楚理工学院生物工程专业本科学生为研究对象,通过对教学内容的重新编排、微课制作、案例教学、翻转课堂等多种教学手段的综合应用,对微生物学教学模式进行创新与改革。通过实验组与对照组教学成果和问卷调查的结果显示,新的教学模式较传统方法更利于学生对知识的掌握与应用。

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