田晓荣 , 于敏 , 李蓓 , 杜瑞 , 张静静 , 张晓华
2019, 46(6):1272-1281. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180543 CSTR: 32113.14.j.MC.180543
摘要:【背景】细菌密度感应(Quorum sensing,QS)是指细菌利用分泌的信号分子进行相互交流的现象,而密度感应淬灭(Quorum quenching,QQ)是指通过干扰信号分子的产生、释放、积累或应答从而阻抑密度感应通路。【目的】探究青岛近海沉积物生物被膜中密度感应和密度感应淬灭细菌的多样性。【方法】采用海水培养基2216E从青岛近海沉积物生物被膜中分离获取可培养细菌,采用平板交互划线和高通量筛选的方法分别筛选具有密度感应和密度感应淬灭的菌株。【结果】共分离获得83株共54种具有密度感应和密度感应淬灭的细菌,分属于四大细菌门类:变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门。其中,38株(45.8%)可以产生酰基高丝氨酸内酯(Acyl-homoserine lactone,AHL)类信号分子,它们分属于变形菌门(37株,15种)和拟杆菌门(1株,1种),优势属为弧菌属和鲁杰氏菌属;能够降解AHL类信号分子的有57株(68.7%),在变形菌门(41株,23种)、拟杆菌门(14株,10种)、厚壁菌门(5株,5种)以及放线菌门(1株,1种)中均有分布。【结论】在青岛近海沉积物生物被膜可培养细菌中,具有密度感应和密度感应淬灭现象的菌株具有很高的丰度和多样性,为后续生态学意义的研究与海洋微生物的开发提供了参考。
2019, 46(6):1282-1290. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180559 CSTR: 32113.14.j.MC.180559
摘要:【背景】病原菌的糖酵解持家酶能分泌到胞外或定位在细胞膜表面,在病原菌的侵染和细胞粘附方面发挥着重要作用,爱德华氏菌是重要的鱼类致病菌,研究其糖酵解持家酶的胞外分泌有助于该病原的致病机制研究和疫苗开发。【目的】探究爱德华氏菌中糖酵解持家酶的胞外分泌。【方法】通过ELISA方法考察48种不同来源的爱德华氏菌中5种糖酵持家酶的胞外分泌。【结果】48种不同来源的爱德华氏菌中糖酵解持家酶蛋白均能分泌到胞外。【结论】爱德华氏菌中糖酵解持家酶的胞外分泌是普遍现象。
2019, 46(6):1443-1451. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180598 CSTR: 32113.14.j.MC.180598
摘要:【背景】EB病毒是一个常见的病原,它能引起霍奇金淋巴瘤、伯基特淋巴瘤以及胃癌、鼻咽癌。该病毒编码的膜蛋白BNLF2a抑制抗原转运蛋白TAP (transporter associated with antigen processing)从而逃逸T细胞的清除。TAP属于ABC (ATP-binding cassette)转运蛋白超家族,是由TAP1和TAP2两个亚基构成的。TAP通过ATP提供能量,跨膜转运抗原多肽,这一过程伴随着构象变化。【目的】旨在揭示BNLF2a是否影响TAP的构象变化。【方法】TAP蛋白核酸结合结构域的二聚体界面的D-loop进行点突变,引入半胱氨酸。在表达和不表达BNLF2a情况下,采用氧化性的二价铜离子交联半胱氨酸,并通过western blot对比TAP的半胱氨酸形成二硫键的比例。【结果】BNLF2a表达使TAP被交联的比例增高。【结论】BNLF2a可能将TAP稳定在核苷酸结合结构域二聚化的构象,从而同时抑制ATP和抗原多肽结合到TAP上来。
任浩锋 , 蔡杏华 , 林日辉 , 蒋满州 , 杨慧 , 唐乾玉
2019, 46(6):1452-1460. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180530 CSTR: 32113.14.j.MC.180530
摘要:【背景】低频电磁场(LF-EMF)可导致一系列健康效应的事实已被普遍接受。【目的】进一步探究LF-EMF辐射对细胞蛋白质表达及相关酶活性的影响。【方法】以酿酒酵母为研究对象,采用50 Hz LF-EMF对其进行持续暴露辐射,随后对其胞内蛋白质表达、相关酶活性进行分析。【结果】LF-EMF辐射对酿酒酵母超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)和苹果酸脱氢酶(Malate dehydrogenase,MDH)活性的影响存在先促进后抑制的趋势。辐射处理使SOD活性在72 h提高了43.18%,CAT活性在16 h提高了12.22%,MDH活性在20 h提高了12.90% (P<0.05);而LF-EMF辐射作用对乙醇脱氢酶(Alcohol dehydrogenase,ADH)和乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)的活性并未观察到显著的影响(P>0.05)。此外,蛋白质电泳和蛋白质组学分析的结果表明,LF-EMF可改变酿酒酵母部分胞内蛋白质的表达水平,其中3种蛋白质的表达发生显著上调,9种蛋白质的表达发生显著下调(P<0.05)。【结论】LF-EMF辐射可影响酿酒酵母的部分酶活性,改变其胞内部分蛋白质的表达水平。
2019, 46(6):1461-1469. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180484 CSTR: 32113.14.j.MC.180484
摘要:【背景】出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)是在生活史中有酵母状细胞生长阶段,并合成黑色素的一种黑酵母(Black yeast),具有典型的细胞多形性,可分化形成酵母状细胞(yeast-like cell,YL)、膨大细胞(swollen cell,SC)、厚垣孢子(chlamydospore,CH)、菌丝(hyphae,HY)、念珠状菌丝(monilioid hyphae,MH)、有隔膜膨大细胞(Septate swollen cell,SSC)、分生组织状结构(meristematic structure,MS),其中膨大细胞既可以作为生长的细胞类型,也可分化为其他的细胞类型。出芽短梗霉的形态分化是可调控的,调控因子有pH、温度、营养条件等。【目的】探究不同的氧气浓度、温度、盐浓度、营养水平对出芽短梗霉细胞形态的影响。【方法】利用显微镜、美兰染色等技术观察不同条件对出芽短梗霉细胞形态的影响。【结果】在完全无氧的试管底部菌体不能生长;在高层半固体表层(高氧气浓度),酵母状细胞(YL)在营养丰富的生长初期出芽繁殖,在养分匮乏的培养后期诱导酵母状细胞(YL)经过膨大细胞(SC)形成厚垣孢子(CH)并合成黑色素;在营养丰富的生长初期,半固体试管浅表层和中间层(微好氧)低浓度氧气诱导YL经过SC形成HY侵入性生长。养分差异对菌体细胞多形性分化影响显著,环境适宜养分丰富(Yeast extract peptone dextrose medium,YPD),以YL生长,不需要分化成HY;环境适宜养分不丰富(Potato dextrose agar,PDA),分化成SC或HY以适应或逃离环境;环境不适宜养分匮乏时(Malt extract agar,MEA),SC或HY分化成CH或MH进入休眠阶段。10% NaCl胁迫降低菌体生长速度,抑制色素合成、HY和MH的形成,并且细胞主要以YL生长繁殖。在相同质量浓度(10%)的KCl或Na2SO4渗透胁迫条件下,细胞多形性表型均为YL发达,HY及MH被抑制,说明高渗胁迫阻止了酵母状细胞向菌丝和厚垣孢子的分化。温度实验中,SC比YL耐高温,MS比SC耐高温。【结论】营养状态对出芽短梗霉细胞分化影响最大。
2019, 46(6):1265-1271. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180597 CSTR: 32113.14.j.MC.180597
摘要:【背景】雨生红球藻是天然虾青素的最佳来源,广泛应用于虾青素的工业化生产。【目的】探究外源添加不同浓度的2,6-二叔丁基对甲酚(Butylated hydroxytoluene,BHT)对雨生红球藻虾青素积累的影响,以期建立BHT提高雨生红球藻虾青素产量的技术体系。【方法】选用不含硝态氮的BBM培养基,辅以强光照,培养雨生红球藻(Haematococcus pluvialis) LUGU,测试不同浓度BHT对雨生红球藻生物量、虾青素含量、活性氧、抗氧化系统和虾青素合成相关酶基因的影响。【结果】在0?3 mg/L BHT范围内,2 mg/L BHT对雨生红球藻虾青素积累的促进效果最佳,达到31.66 mg/g。2 mg/L BHT有效降低了雨生红球藻内的活性氧水平,增加了细胞内NO水平,提高了藻细胞内过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性以及谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的含量,诱导了虾青素合成关键酶基因chy和lcy的高效表达。【结论】非生物胁迫条件下,外源添加适量的BHT能促进雨生红球藻中虾青素的积累,且与藻细胞内的信号分子活性氧(Reactive oxygen species,ROS)、NO水平及虾青素合成相关基因的表达调控相关。
胡晓娟 , 文国樑 , 田雅洁 , 黄小帅 , 徐煜 , 许云娜 , 李卓佳 , 曹煜成
2019, 46(6):1291-1299. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180550 CSTR: 32113.14.j.MC.180550
摘要:【背景】基于硝化菌群的富集培养技术可高效稳定地去除养殖水体中的有害氮素,而当前在水产养殖领域有关硝化菌群定向培育及硝化功能菌株的研究较少。【目的】研究不同盐度、pH、温度、通气量条件下硝化菌群分离菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的去除效果。【方法】设置不同梯度的盐度、pH、温度、通气量条件,通过计数菌量、测定氨氮及亚硝氮的浓度变化,比较不同条件下菌株XH1的生长及其对氨氮和亚硝氮的影响。【结果】菌株XH1可在盐度5‰?35‰、pH 6.0?9.0、温度15?45 °C和通气量0.5?1 V/(V·min)的条件下生长良好,菌量最高可达2.34×109 cells/mL;在盐度5‰?35‰、pH 6.0?9.0、温度15?30 °C、通气量0.5 V/(V·min)的条件下,对氨氮的去除效果显著(P<0.05),在第1?3天对培养液中氨氮的最高去除率可达86%?97%,但培养液中的氨氮浓度先降后升;对亚硝氮的最高去除率达68%。【结论】菌株XH1对盐度、pH、温度等主要环境因子具有良好的适应性,其对水体氨氮的去除效果良好,可作为中低盐度养殖池塘水体氨氮防控菌剂产品研发的备选菌株。
白维晓 , 孙玮宏 , 肖瑞桐 , 朱政清 , 高咏涵 , 吴光丽 , 李海燕
2019, 46(6):1300-1308. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180516 CSTR: 32113.14.j.MC.180516
摘要:【背景】白粉病是蔷薇、月季等观赏植物的主要病害,提高其白粉病抗性是花卉产业亟待解决的难题。内生菌在增强植物抗病性能方面的益处已经得到证实。大理紫花是一种白粉病高抗野生蔷薇,而七姐妹是一种高感野生蔷薇,目前对两者在内生菌群落结构及功能方面的异同尚不清楚。【目的】对比研究白粉病高抗和高感两种野生蔷薇内生菌群落组成的异同,探索内生菌在宿主植物白粉病抗性中可能发挥的生态学功能,为蔷薇白粉病防治提供新思路。【方法】通过传统的内生真菌分离培养方法,结合形态学特征和分子生物学分析确定所获菌株的分类地位,对白粉病高抗和高感两种野生蔷薇内生真菌群落组成进行对比分析。【结果】从两种不同白粉病抗性野生蔷薇的2 880个组织块中,共分离得到2 003株内生真菌,其中从大理紫花得到1 333株,从七姐妹得到670株。它们分属于链格孢属(Alternaria)、炭角菌属(Xylaria)和拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)等30个分类单元。其中链格孢(A. alternata)、平头刺盘孢(C. truncatum)和拟茎点霉(Phomopsis amygdali)为两种蔷薇在白粉病暴发各时期的共有优势菌,而盘毛孢(Seimatosporium sp.)、鬼伞(Coprinellus sp.)和球毛壳菌(Chaetomium globosum)等则只存在于大理紫花或七姐妹一种植物中。【结论】在白粉病暴发进程中,白粉病高抗野生蔷薇大理紫花与高感蔷薇七姐妹的内生真菌多样性及群落结构明显不同。且随着时间的推移,七姐妹的内生真菌多样性逐渐增加,而大理紫花的却逐渐减少。但在各采样时间点,高抗蔷薇内生真菌的数量和平均定殖率均明显高于高感蔷薇(P<0.05,卡方检验)。大理紫花中存在一些特有和优势内生真菌,它们在大理紫花白粉病抗性中的功能有待进一步深入研究。
李治滢 , 樊竹青 , 董明华 , 谭金连 , 周斌 , 杨丽源 , 李绍兰
2019, 46(6):1309-1319. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180489 CSTR: 32113.14.j.MC.180489
摘要:【背景】星云湖属云南高原湖泊,对其酵母菌的多样性研究和产类胡萝卜素菌株的筛选有助于开发利用星云湖酵母菌资源。【目的】研究云南星云湖酵母菌群落结构多样性,筛选和评价产类胡萝卜素活性菌株。【方法】采用膜过滤平置培养对星云湖水样进行酵母菌分离;应用26S rRNA D1/D2区域序列分析和形态特征及生理生化指标相结合,对分离获得的酵母菌进行鉴定;运用软件BIO-DAP分析酵母菌类群的多样性;采用酸热法提取类胡萝卜素,紫外分光光度计测定类胡萝卜素含量。【结果】从星云湖湖水中分离得到797株酵母菌,鉴定为18个属37个种。胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)和Naganishia albida是优势种,分别占总菌株数的36.64%和28.86%;有28株酵母菌类胡萝卜素产量可达200 μg/g细胞干重以上;有4株类胡萝卜素产量可达300 μg/g细胞干重以上;粘红酵母(Rhodotorula glutinis) 2株、胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)和Rhodosporidiobolus fluviale各1株。【结论】云南高原湖泊星云湖的酵母菌具有丰富的多样性,湖泊的营养化程度以及地理差异影响酵母菌群落的结构;红冬孢酵母属(Rhodosporidiobolus)和红酵母属(Rhodotorula)是星云湖类胡萝卜素产量可达300 μg/g细胞干重以上的主要类群。有进一步开发研究的价值。
2019, 46(6):1320-1326. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180521 CSTR: 32113.14.j.MC.180521
摘要:【背景】谷氨酰胺转氨酶是一种能够催化酰基转移反应的酶,催化各种蛋白质分子之间或之内发生交联反应,在食品、化妆品、医药等领域具有重要的潜在价值。【目的】克隆来自拉达克轮丝菌(Streptoverticillium ladakanum) B1的谷氨酰胺转氨酶(TGase)基因并对其进行分子改造,使其在大肠杆菌中获得高效异源表达。【方法】分别克隆来自拉达克轮丝菌谷氨酰胺转氨酶的自身前导肽(pro)和除前导肽以外的成熟谷氨酰胺转氨酶(TGase)基因,以pET-22b为表达载体构建pro、TGase共表达和融合表达两种表达模式,在这两种表达模式的基础上进一步用定点突变的方法对成熟TGase N端前4个氨基酸进行改造,检测不同表达模式以及突变对酶活的影响。【结果】当采用前导肽与TGase共表达时,可以直接得到活性形式的TGase,比酶活达到37.71 U/mg。在融合表达的基础上,将TGase N端前3个氨基酸DSD突变为AAA,比酶活达到14.04 U/mg,相较于原始表达模式提高了14.05%。【结论】前导肽与TGase共表达可以直接产生活性TGase,对于融合表达模式,合适位点的突变有利于提高TGase酶活。
饶忆 , 师璐 , 王豪 , 熊世颉 , 蔡冬波 , 陈守文 , 李顺意
2019, 46(6):1327-1335. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180569 CSTR: 32113.14.j.MC.180569
摘要:【背景】碱性丝氨酸蛋白酶(Subtilisin)是一种具有广泛用途的工业酶制剂。【目的】旨在通过优化启动子、信号肽及培养基组分来提高地衣芽胞杆菌中碱性丝氨酸蛋白酶产量。【方法】以地衣芽胞杆菌BL10为出发菌株,构建了含有4种不同类型启动子(PbacA、P43、PaprE和PsrfA)及4种不同类型信号肽(SPVpr、SPSacB、SPSacC和SPAprE)的碱性丝氨酸蛋白酶表达菌株,并在获得高产菌株的基础上进行培养基优化。【结果】4种启动子的表达水平为PbacA>PaprE>P43>PsrfA,4种信号肽的分泌效率为SPAprE>SPSacC>SPSacB>SPVpr。其中,菌株BL10/pPbacA-aprE产生最高的碱性丝氨酸蛋白酶酶活(275.21 U/mL),相比于出发菌株BL10/pHY-aprE (167.98 U/mL)提高了64%。随后,通过对发酵培养基成分进行优化并结合正交优化,获得了一种高产碱性丝氨酸蛋白酶的培养基(g/L):玉米淀粉40.0,豆粕50.0,(NH4)2SO4 4.0,K2HPO4 3.0,CaCO3 1.0。最后,碱性丝氨酸蛋白酶酶活提高到747.37 U/mL,是初始酶活的4.45倍。【结论】为工业化高产碱性丝氨酸蛋白酶提供了一种有效策略。
史国英 , 曾泉 , 农泽梅 , 叶雪莲 , 岑贞陆 , 李杨瑞 , 胡春锦
2019, 46(6):1336-1345. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180523 CSTR: 32113.14.j.MC.180523
摘要:【背景】生产上过高的氮肥投入是我国农业可持续发展的重要限制因子之一。利用生物固氮是减少氮肥施用量最为有效的途径,植物内生固氮菌资源的挖掘和利用对我国农业可持续发展具有重要实践意义。【目的】筛选高效甘蔗内生固氮菌,并对其联合固氮效率及促生长功能进行评价。【方法】从广西甘蔗茎基部组织分离筛选到一株内生固氮菌株NN08200,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过菌落PCR扩增nifH基因确定菌株为固氮菌;通过菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16S rRNA基因序列分析确定该菌株的分类;采用盆栽接种测定菌株对甘蔗的实际促生长作用,并利用15N同位素稀释法测定其相对固氮效率。【结果】菌株NN08200的固氮酶活性达到2 445 nmol C2H4/(h·mL),菌株的nifH基因长度为339 bp,与甘蔗内生固氮醋酸杆菌Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5菌株的nifH相似性达99%;根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16S rRNA基因序列分析结果,菌株NN08200属于泛菌属(Pantoea sp.)细菌;盆栽接种菌株NN08200能显著提高甘蔗幼苗的株高和干重,15N同位素分析结果表明接种该菌株甘蔗植株的根、茎和叶从空气中获得氮素的百分率分别为7.49%、15.02%和10.79%,其联合固氮效率显著优于甘蔗内生固氮模式菌株G. diazotrophicus PAL5,利用后者接种的甘蔗根、茎和叶从空气中获得氮的百分率分别为3.53%、9.44%和4.87%。【结论】菌株Pantoea sp. NN08200是高效甘蔗内生固氮菌,其固氮促生长效果明显高于G. diazotrophicus PAL5菌株,可望研发成为优良固氮微生物肥料生产菌种,并可进一步用于甘蔗联合固氮菌作用机理的相关研究。
刘缨 , 王梦雨 , 陈国参 , 王继雯 , 幕琦 , 徐文洪 , 李健强 , 刘志培
2019, 46(6):1346-1355. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.181041 CSTR: 32113.14.j.MC.181041
摘要:【背景】前期结果表明,DDT降解菌株Chryseobacterium sp. PYR2可高效去除土壤中的DDT等污染物,具有潜在的应用价值,但该菌对植物的影响尚不清楚。【目的】探讨菌株Chryseobacterium sp. PYR2对植物的促生作用及其机理,为后续开发DDT降解及植物促生双效功能菌剂提供理论依据。【方法】配制该菌株的不同梯度稀释菌悬液,用纸卷发芽法和盆栽法研究菌悬液对小麦种子萌发和植株生长的影响;Salkowski法测定PYR2合成吲哚-3-乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)量;单因素实验研究不同培养条件对菌株生长及IAA合成的影响;液相色谱-串联质谱-多反应监测(LC-MS/MS-MRM)方法分析IAA在PYR2菌体内的生物合成途径。【结果】PYR2菌悬液可明显提高小麦种子萌发率并促进小麦植株的生长,小麦的侧根数、株高、鲜重、干重等指标均明显提高。该作用是由于菌株PYR2可以合成植物生长激素IAA。最适IAA合成条件:温度30 °C,pH 7.0?8.0,盐浓度<0.5%,L-色氨酸50 mg/L。代谢液中检测到色醇、色胺和吲哚-3-乙酰胺3种中间代谢产物,推测PYR2体内存在3条IAA合成途径,分别为吲哚-3-丙酮酸(IPyA)、TAM和IAM途径。【结论】菌株PYR2对小麦具有明显的促生效果,是由于其具有多条高效合成IAA的代谢途径,表明其在农药污染土壤的生物修复及作物种植中具有潜在的应用前景。
王蕾 , 毛玉玲 , 许汉亮 , 李继虎 , 林明江 , 胡玉伟 , 毛永凯 , 管楚雄
2019, 46(6):1356-1363. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180499 CSTR: 32113.14.j.MC.180499
摘要:【背景】甘蔗黑穗病是一种主要的甘蔗病害,易造成甘蔗严重减产;鼠李糖脂是一种生物表面活性剂,可作为多种植物真菌病害的抑菌剂。【目的】研究生物表面活性剂鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌的体外抗菌活性及初步的抗菌机理。【方法】采用甘蔗黑穗病冬孢子萌发试验研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子的抗菌作用。采用菌丝生长速率法和菌丝干重法对鼠李糖脂的体外抑菌试验进行检测;通过菌丝电导率的变化研究鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌细胞膜通透性的影响。【结果】鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌孢子萌发,其中2.0 g/L鼠李糖脂对甘蔗黑穗病冬孢子萌发的抑制效果最好,抑制率达45.03%。鼠李糖脂能显著抑制甘蔗黑穗病菌双核菌丝体、单胞菌a和单胞菌b的生长。鼠李糖脂能使甘蔗黑穗病单胞菌细胞膜透性增加,与对照相比,2.0 g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病双核菌丝体0.5 min后电导率升高了约9倍,处理单胞菌a 30 min后电导率提高了94.23%;0.1 g/L鼠李糖脂处理甘蔗黑穗病单胞菌b 30 min后电导率升高了54.49%,随着浓度的增加,各处理电导率升高显著。【结论】鼠李糖脂对甘蔗黑穗病菌有良好的抗菌作用,有望为甘蔗黑穗病的防治提供新方法。
2019, 46(6):1364-1370. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180699 CSTR: 32113.14.j.MC.180699
摘要:【背景】小龙虾肠道微生物是小龙虾降解纤维素和半纤维素的主要驱动力。【目的】研究肠道内细菌的相对丰度,为揭示肠道微生物在小龙虾纤维素降解过程中的作用提供理论支撑。【方法】采用纯培养法从小龙虾肠道筛选产木聚糖酶细菌,并且对小龙虾肠道细菌进行16S高通量测序。【结果】形态学和16S rRNA基因分子鉴定表明,筛选到的4株产木聚糖酶细菌均属于芽孢杆菌科芽孢杆菌属;结合进一步的生理生化特征鉴定,结果为:菌株Z-3为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株Z-4为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),菌株Z-29为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),菌株Z-30为高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis);16S rRNA基因高通量测序结果表明:在属水平上,小龙虾肠道细菌主要是Candidatus Bacilloplasma、拟杆菌属、弧菌属、不动杆菌属、Dysgonomonas、Tyzzerella 3、气单胞菌属和希瓦氏菌属细菌。【结论】小龙虾肠道内细菌资源丰富,且芽孢杆菌属细菌在木质纤维素降解过程中发挥一定功能。
曹润洁 , 何宏魁 , 葛向阳 , 袁志强 , 胡传旺 , 李冬冬 , 刘国英 , 李安军
2019, 46(6):1371-1380. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180482 CSTR: 32113.14.j.MC.180482
摘要:【背景】高温堆积发酵过程是芝麻香型白酒生产过程中的一个重要环节,是芝麻香型白酒典型风格形成的关键工序。【目的】解析堆积发酵过程中原核和真核微生物群落的演替规律。【方法】分别对高温堆积酒醅样本的细菌16S rDNA V3?V4区和真菌ITS2区进行Illumina高通量测序,解析高温堆积过程中酒醅的真菌和细菌菌群结构变化规律,同时解析发酵过程中温度、水分、酸度、淀粉、还原糖的变化规律。【结果】酒醅堆积初期0?6 h,占优势的原核微生物菌属是Bacillus、Weissella和Acetobacter。堆积20 h后微生物群落结构变化显著,Weissella的比例降低,Acetobacter的比例显著增加。堆积初期,占优势的真核微生物菌属是Aspergillus、Saccharomyces和Pichia。堆积6 h后,Aspergillus比例下降,而Pichia和Saccharomyces则逐步增多,其绝对优势地位一直保持至堆积结束。酒醅微生物群落结构受翻堆操作的短暂影响(堆积20 h时),最终恢复至平衡状态。高温堆积36 h以后,酒醅中的原核和真核微生物群落均趋于稳定。还原糖数据显示堆积前期微生物糖化作用迅速,36 h后糖化趋于稳定,温度、酸度、淀粉含量参数基本平稳。【结论】酒醅高温堆积发酵过程中,原核微生物和真核微生物有其不同的变化规律。原核微生物的变化是以20 h时的翻堆为结点,翻堆前的优势菌属是Bacillus、Weissella和Acetobacter;堆积后的优势菌属是Weissella和Acetobacter,其中后者占绝对优势。与原核微生物相比,真菌微生物的结构逐步集中,到发酵结束时毕赤酵母和酵母两者占真菌总量的93%以上。芝麻香型白酒发酵过程的高温堆积环节,原核和真核微生物的菌种繁殖以及相应的菌群结构变化为稍后的高温发酵奠定了微生物基础。
2019, 46(6):1381-1389. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180542 CSTR: 32113.14.j.MC.180542
摘要:【背景】病毒是食用菌生产上较重要的一类潜在隐患。我们在前期的研究中发现,中国香菇(Lentinula edodes)种质资源中最常见的病毒有2种,分别为L. edodes partitivirus 1 (LePV1)和L. edodes mycovirus HKB (LeV-HKB)病毒,这2种病毒能单一或复合感染香菇。【目的】建立香菇种质主要病毒的快速检测技术,提高香菇病毒检测效率,降低检测成本。【方法】依据香菇β-actin基因及病毒LePV1和LeV-HKB编码依赖RNA的RNA复制酶(RdRp)基因序列分别设计引物,以复合感染了这2种香菇病毒的菌丝体为材料,对影响RT-PCR反应的主要因素模板浓度、引物浓度、dNTPs浓度、退火温度和循环次数等进行优化筛选,建立同时检测LeV-HKB病毒(LeV-HKB相关病毒)和LePV1病毒的多重RT-PCR检测技术。【结果】模板浓度、退火温度和循环次数对多重RT-PCR检测结果均有较大影响,而引物浓度和dNTPs浓度对检测结果的影响较小。所建立的多重RT-PCR技术在香菇核心种质病毒检测中表现为扩增目标条带清晰分明,检测结果与单重RT-PCR检测结果一致。对两种病毒的多重RT-PCR产物进行了序列测序,结果表明扩增片段序列与目标基因序列相似性在99%以上。【结论】所建立的多重RT-PCR检测体系具有较好的特异性与适用性,为室内和田间香菇病毒早期检测、病害流行的监测提供了技术储备。
2019, 46(6):1390-1403. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180509 CSTR: 32113.14.j.MC.180509
摘要:【背景】“以草代木”不仅能解决食用菌栽培的原料来源问题,还能有效缓解菌林矛盾。【目的】利用不同的农业剩余物优化出可替代木屑做主料进行红平菇菌丝培养的“以草代木”配方。【方法】采用混料配比的设计方法,利用小麦秸秆、玉米秸秆、大豆秸秆、花生秸秆、油菜秸秆、水稻秸秆、玉米芯共7种农业剩余物做主料培养红平菇,对其菌丝在基料生长过程中纤维素酶、多酚氧化酶和漆酶的酶活进行测定,分析并优化出适合红平菇生长的“以草代木”配方。【结果】大豆秸秆最适合红平菇菌丝的生长,小麦秸秆次之;油菜秸秆基质中红平菇多酚氧化酶活性最高。配方优化得出一个适合红平菇菌丝生长的“以草代木”配方:小麦秸秆55.3%、大豆秸秆19.7%、麦麸15.0%、玉米面5.0%、豆粕3.0%、石灰1.0%、石膏1.0%。【结论】优化出一个适合红平菇菌丝生长的基质配比,为红平菇进行“以草代木”设施化栽培提供理论依据。
2019, 46(6):1404-1412. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180552 CSTR: 32113.14.j.MC.180552
摘要:【背景】动物体定殖有多种共生微生物,这些共生微生物严重影响着宿主生理和病理,日益成为研究热点之一。【目的】分离与鉴定黑腹果蝇共生菌,探究表皮葡萄球菌对黑腹果蝇的发育影响和潜在作用机制。【方法】用CEM培养基(Carotenoid expression medium)从果蝇肠道内分离细菌,通过16S rRNA基因序列比对鉴定菌株;以发育时间和幼虫表面积检测果蝇的发育时期和生长速率;利用实时定量PCR检测果蝇促前胸腺激素与胰岛素通路的激活。【结果】从果蝇体内分离到的菌株为表皮葡萄球菌,该菌可以有效定殖于果蝇的肠道。表皮葡萄球菌通过提高果蝇生长速率而显著促进其发育。在分子水平上,表皮葡萄球菌激活PTTH和胰岛素信号以刺激宿主的生长发育。【结论】表皮葡萄球菌是果蝇的一种共生菌,可以通过调控PTTH和胰岛素信号而刺激果蝇生长发育。
2019, 46(6):1413-1422. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180612 CSTR: 32113.14.j.MC.180612
摘要:【背景】美国牛蛙养殖过程中病害问题非常突出,尤其是细菌性病害,其病原种类多、病原菌复杂多样、蔓延速度快、发病死亡率高,一直是牛蛙养殖过程中防控的难点。【目的】确定从患病牛蛙体内分离到的一株细菌NW1203的分类地位和致病性。【方法】无菌操作从牛蛙体内取样划线分离细菌,通过形态观察、生理生化试验、16S rRNA基因序列比对进行种属鉴定,通过人工感染、溶血性试验和病理切片观察分析其致病特性。【结果】经形态和生理生化鉴定及16S rRNA基因序列比对,菌株NW1203为金黄杆菌属细菌,与Chryseobacterium sp. F30的相似性达100%,进化树也显示该菌与金黄杆菌属细菌聚类;溶血性试验表明,菌株NW1203对绵羊、小鼠和牛蛙的血细胞都呈完全溶血;人工感染试验及感染病蛙的组织切片观察显示,菌株NW1203对牛蛙具有较强致病性,可引起牛蛙肝、肾、脾等主要组织严重病变,LD50为4.753×103 CFU/g。【结论】明确了菌株NW1203为牛蛙新病原,为牛蛙疾病的防控提供了理论依据。
2019, 46(6):1423-1433. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180599 CSTR: 32113.14.j.MC.180599
摘要:【背景】由于反刍动物特殊的生理结构,以往研究者主要集中对其瘤胃微生物的结构与组成进行了大量研究,严重忽略了盲肠微生物在营养物质消化和肠道健康方面发挥的重要作用。【目的】采用高通量测序技术分析山羊盲肠细菌的多样性及菌群结构。【方法】选用12只10月龄健康母羊,其平均体重为20.70±1.60 kg,饲喂20 d后,采集每只山羊的盲肠内容物,提取微生物总DNA,用细菌通用引物对细菌16S rRNA基因的高可变区进行PCR扩增,利用Illumina MiSeq平台对扩增子进行高通量测序,并用QIIME等软件对测序序列进行生物信息学分析。【结果】山羊盲肠微生物测序共获得813 496条有效序列与6 883个OTU,并且稀释曲线和coverage指数反映此次测序结果比较全面的覆盖了山羊盲肠微生物群落。α多样性和β多样性分析表明,山羊个体之间盲肠微生物的多样性存在差异。在门水平,各样品的优势菌门均为厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);属水平,核心菌群由梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)和6个未分类的细菌组成。PICRUSt基因预测表明,山羊盲肠微生物以代谢功能为主,主要包括:碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和脂质代谢等。【结论】山羊盲肠与瘤胃细菌的多样性存在显著差异,与粪便微生物组成相似;与单胃动物相比,两者盲肠微生物的组成既有共性,也存在差异。
王瑞阳 , 于瑞嵩 , 陈冰清 , 李凤平 , 谢春芳 , 司伏生 , 董世娟 , 李震
2019, 46(6):1434-1442. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190019 CSTR: 32113.14.j.MC.190019
摘要:【背景】猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)膜蛋白(M)在病毒粒子的组装、膜融合和病毒复制等方面具有重要的作用,但M蛋白与宿主细胞的互作机制尚不清楚。【目的】利用免疫沉淀技术和液质联用技术筛选细胞内与PEDV M蛋白相互作用的蛋白,为揭示M蛋白在病毒增殖过程中发挥的功能提供研究基础。【方法】将MOI=0.1的PEDV DR13疫苗株接种于长成单层的Vero细胞,感染36 h后,收集细胞并进行裂解。利用抗M的单克隆抗体沉淀与M相互作用蛋白复合物,通过液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)进行鉴定并利用细胞功能富集分析(gene ontology,GO)对感染组鉴定到的细胞蛋白进行分析,确定两个细胞内源性蛋白为候选蛋白,进行免疫共沉淀(Co-IP)验证和共定位分析。【结果】基于鉴定蛋白的肽段数的方法分析显示,感染组与对照组相比,鉴定了218个与M蛋白相互作用的细胞内源性蛋白,分别与蛋白质合成、代谢、细胞信号通路转导等密切相关,选择细胞分裂周期蛋白42 (Cell division cycle 42,CDC42)、真核翻译起始因子3亚基L蛋白(eIF3L)为候选蛋白进行Co-IP (co-immunoprecipitation)验证和共定位分析,结果证实CDC42、eIF3L蛋白分别与M蛋白在细胞内存在相互作用。【结论】鉴定出PEDV M蛋白能够与宿主细胞CDC42和eIF3L蛋白相互作用,并鉴定出其他可能与M蛋白发生相互作用的宿主蛋白60个,为开展PEDV与宿主细胞蛋白相互作用研究提供了重要理论依据。
侯若琳 , 王丹亭 , 刘鑫 , 麦梦贤 , 吴小平 , 林文雄 , 郑明锋 , 傅俊生
2019, 46(6):1470-1484. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180510 CSTR: 32113.14.j.MC.180510
摘要:【背景】黑色素具有抗肿瘤、抗辐射等多种生物活性,在生产和生活中具有巨大的应用潜力,通过真菌生产是获取黑色素的一条重要途径,它与动植物相比具有更短的生产周期和更高的产量,并且易于实现商业应用。【目的】揭示真菌黑色素的生产及应用发展情况和创新趋势,为致力于真菌黑色素产业的科研人员和企业提供参考。【方法】基于IncoPat科技创新情报平台,通过对全球真菌黑色素相关专利进行检索统计,从专利涉及的菌株、专利技术构成、申请人专利价值等多维度对真菌黑色素相关专利进行深入分析。【结果】真菌黑色素在生产制备领域申请专利数量最多(50.56%),作为化工染料和化妆品原料应用的专利申请数量最少(13.48%),涉及的真菌菌属主要有层孔菌属、短梗霉属、木耳属、纤孔菌属、粒毛盘菌属、灵芝属和曲霉属。目前真菌黑色素专利技术申请的热点领域主要在C12 (微生物发酵、培养基、突变或遗传工程)类和A61 (医学)类,并且在未来一段时间内,C12和A61将继续作为热点技术申请领域。中国申请的真菌黑色素专利数量最多,但拥有的高价值专利比例较低,较国外仍具有一定差距。【结论】我国科研人员需要加强在医药和化工领域核心专利技术的创新应用与海外布局,增强与企业的合作研发和技术转移,以抢占真菌黑色素在这些领域的应用市场,并推动真菌黑色素相关专利向高质量发展。
王文娟 , 姚婷 , 丁璐 , 马桂芹 , 汪勇 , 韩燕峰
2019, 46(6):1485-1495. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180488 CSTR: 32113.14.j.MC.180488
摘要:【背景】新古尼异虫草具有多种药理作用,是一种具有开发潜力的新资源。但该虫草仍有很多活性物质值得探寻,目前对该虫草活性物质的研究多集中于大分子或极性物质,对小分子或弱极性物质的研究关注甚少。【目的】研究新古尼异虫草石油醚提取物中非极性/弱极性小分子化合物,以期完善该虫草中活性物质的化学指纹图谱库。【方法】利用石油醚对新古尼异虫草进行索氏提取,借助傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术鉴定分析石油醚萃取物中的物质组成。【结果】FTIR表明该虫草石油醚萃取物中含有C?H、C=O、C?O和C=C等官能团,经GC-MS进一步分析鉴定出109种化合物,主要包括烷烃、芳烃、烯烃、酸、酯、醇、胺等化合物,且首次检出甾类、芳烃类、烷烃类、酰胺类、烯烃类和酚类非极性/弱极性的小分子化合物,其中亚油酸及其同分异构体的相对含量最高(38.33%)。【结论】从新古尼异虫草中提取得到多种小分子活性成分,补充了该虫草中的物质组成,为其高附加值利用提供数据支撑。
魏轶 , 彭亮 , 李莉 , 何肖龙 , 吴学东 , 曾志节 , 杨伟军 , 曹虹 , 黄胜和
2019, 46(6):1496-1501. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.181021 CSTR: 32113.14.j.MC.181021
摘要:【背景】目前艾滋病和新型隐球菌性脑膜炎共病因素导致其高发病率和死亡率的机制尚不明确。【目的】探索S100B抑制剂SBi4211对HIV-1 gp41促进新生隐球菌黏附人脑微血管内皮细胞的影响和可能机制。【方法】黏附实验分析SBi4211是否能阻断HIV-1 gp41诱导下新生隐球菌黏附人脑微血管内皮细胞。使用免疫印迹方法进一步检测在此过程中SBi4211对脑微血管内皮细胞上新生隐球菌透明质酸受体CD44表达的影响。【结果】SBi4211可显著抑制HIV-1 gp41对新生隐球菌黏附脑微血管内皮细胞的增强作用,且呈时间、剂量效应(P<0.05);免疫印迹结果显示SBi4211可抑制新生隐球菌和/或HIV-1 gp41增加脑微血管内皮细胞上新生隐球菌透明质酸受体CD44的表达。【结论】SBi4211可通过下调受体CD44来阻断HIV-1 gp41对新生隐球菌黏附人脑微血管内皮细胞的增强效应,这为了解HIV-1与新生隐球菌共病机制及其防治策略提供了新思路。
陈松建 , 王书伟 , 张改 , 李振江 , 李亚辉 , 王山梅 , 王中全 , 靳静
2019, 46(6):1502-1509. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180564 CSTR: 32113.14.j.MC.180564
摘要:【背景】肺炎克雷伯菌是引起临床感染的重要条件致病菌之一,肺炎克雷伯菌中产超广谱β-内酰胺酶(Extended-spectrum beta-lactamases,ESBLs)的耐药菌株增多迫切需要找到一种新的治疗方法。【目的】自污水中分离超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌噬菌体,并明确其生物学特性、观察其治疗小鼠产ESBLs肺炎克雷伯菌感染的疗效。【方法】电镜观察F20形态,调查其噬菌谱、生长曲线等生物学特性。建立小鼠败血症感染模型观察F20治疗小鼠肺炎克雷伯菌感染的疗效。【结果】F20在其宿主菌的菌苔上形成裂解性噬菌体所具有的完全透明的噬菌斑,电镜观察F20具典型的有尾噬菌体目长尾病毒科病毒的形态特征。一步生长曲线显示F20的潜伏期为18?min,裂解量为89?PFU/细胞。稳定性试验显示F20在pH 5.0?9.0及50 °C环境均具良好稳定性。使用噬菌体F20对败血症小鼠治疗后,治疗组小鼠各外周血和各脏器(肺脏、肝脏、脾脏和肾脏)中的细菌数也显著小于对照组细菌数(p<0.001),与对照组相比下降大约1–3数量级。F20治疗败血症小鼠存活率达到87.5%,无毒副作用,而对照组小鼠在1 d内全部死亡,可显著提高小鼠的存活率(p<0.001)。【结论】新分离的裂解性噬菌体F20在小鼠体内能安全有效地治疗超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌引起的败血症,可作为生物抗菌剂的有效成分。
2019, 46(6):1510-1519. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180590 CSTR: 32113.14.j.MC.180590
摘要:oqxAB是编码OqxAB外排泵蛋白的多重耐药基因,由2个开放阅读框oqxA和oqxB组成,其主要介导细菌对喹诺酮类药物的耐药。该基因最早是在大肠埃希菌pOLA52质粒上被发现,是质粒介导的喹诺酮耐药基因的重要成员之一。目前已经分别发现了11个oqxA和32个oqxB等位基因。oqxAB通过质粒进行水平传播,使受体菌株容易形成耐药性,增加了临床治疗的难度。该基因目前主要流行于肠杆菌科,但不能排除也存在于非肠杆菌科细菌,给人类与家畜健康造成巨大的威胁。本文综述了喹诺酮外排泵耐药基因oqxAB及其等位基因的发现、耐药机制、国内外流行特点,以期为临床和畜牧生产中合理使用喹诺酮类抗菌药物,减少oqxAB基因的流行提供资料。
李秀妮 , 李猛 , 万德建 , 李林林 , 陈栋 , 丁松爽 , 时向东
2019, 46(6):1520-1529. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180580 CSTR: 32113.14.j.MC.180580
摘要:微生物在烟叶发酵和醇化过程中具有十分重要的作用。本文综述了烟叶微生物概况及其在烟叶发酵和醇化中的应用和研究进展。主要介绍了烟叶微生物的区系划分、烟叶发酵和醇化过程中微生物动态变化以及外源添加微生物的应用方法。阐述了微生物在缩短烟叶发酵和醇化周期、改善烟叶品质、降低烟叶有害物质和提高烟叶安全性等方面的研究应用成果。最后,对该领域今后的研究方向提出了展望。
蔡瑶 , 龚双燕 , 陈瑛琪 , 李幽幽 , 李小璟 , 徐志文 , 朱玲
2019, 46(6):1530-1536. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180608 CSTR: 32113.14.j.MC.180608
摘要:双功能乙醛/乙醇脱氢酶AdhE具有乙醛脱氢酶和乙醇脱氢酶的催化活性,是细菌乙醇厌氧发酵途径中的关键酶之一。近年,有关细菌与宿主相互作用的研究表明,AdhE在细菌适应宿主内环境变化和发挥毒力时具有重要的调控作用。本文对AdhE参与调控细菌感染宿主的致病机制和参与细菌对宿主免疫功能调节的作用机制进行综述,以期为AdhE的功能研究提供新的思路。
2019, 46(6):1537-1548. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180573 CSTR: 32113.14.j.MC.180573
摘要:1998年La Scola等以Massilia timonae UR/MT95T为模式种建立了马赛菌属(Massilia)。近10年来对该菌的研究发展迅速,目前该属包含43个有效描述种,其分类地位为:细菌域(Bacteria)变形菌门(Proteobacteria) β变形菌纲(Betaproteobacteria)伯克霍尔德氏菌目(Burkholderiales)草酸杆菌科(Oxalobacteraceae)。该菌群在土壤环境中广泛分布,此外从人类临床样本、植物、水、冰芯、空气和岩石等生境中也分离得到。马赛菌不仅能够合成多种次级代谢产物和酶,而且具有溶磷、降解菲和耐受重金属等多种功能,因此近年来引起了各国研究者的广泛关注。本文综述了马赛菌属的发现、建立、分类学特征、生态分布、生物学特性及其在土壤修复领域、化工和医药生产等领域的研究进展和应用前景。
彭华松 , 刘闯 , 谢亚萍 , 李霞 , 张志强 , 叶儒霏
2019, 46(6):1549-1554. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180547 CSTR: 32113.14.j.MC.180547
摘要:【背景】近年来埃博拉病毒等病原微生物大范围传播引发了严重的公共安全问题,生物实验室安全管理受到各国政府的高度重视。【目的】了解国内高校病原微生物的管理状况,为实验室生物安全管理提供针对性举措。【方法】在查阅资料、与生物安全管理人员座谈的基础上设计调查问卷,对50所高校的341名师生进行调查并统计分析。【结果】国内高校实验室在病原微生物的安全教育、安全管理制度建设、实验室规范化建造、生物废弃物处置、实验室安全设施维护等方面存在明显不足。【结论】高校应严格落实安全管理责任制,采取措施消除各类安全隐患。