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微生物学通报

  • 2020年第47卷第3期文章目次
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    • >工业微生物学
    • 破坏细胞壁蛋白CWP2基因提高重组酿酒酵母β-葡萄糖苷酶胞外酶活

      2020, 47(3):681-690. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190576

      摘要 (933) HTML (1110) PDF 975.11 K (993) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】重组酿酒酵母广泛应用于生产工业酶和药用蛋白,但是目前仍旧存在异源蛋白产量低、分泌效率差的问题,限制了生产应用。【目的】提高重组酿酒酵母异源分泌蛋白的能力,构建高效的异源蛋白生产细胞工厂。【方法】采用基于CRISPR/Cas9的基因组编辑技术,以生产β-葡萄糖苷酶的重组酿酒酵母Y294-BGL为出发菌株,构建细胞壁蛋白基因CWP2破坏菌株。【结果】与出发菌株相比,破坏CWP2的破坏菌株在发酵96 h时胞外β-葡萄糖苷酶酶活可提高53%,胞内酶活提高了208%。此外,破坏菌生长未受到影响,对弱酸等环境胁迫的耐性没有下降,未造成过多内质网胁迫。进一步检测发现,破坏菌株胞内活性氧水平下降,同时蛋白胞内运输和分泌途径相关的关键基因表达转录及多个细胞壁生物合成相关基因表达下降。【结论】破坏细胞壁蛋白基因CWP2能够提高异源蛋白β-葡萄糖苷酶的胞外酶活,可作为促进酿酒酵母生产异源蛋白的靶点基因。

    • >环境微生物学
    • 一株可乳化降解原油的Compostibacillus的分离及特性

      2020, 47(3):691-698. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190546

      摘要 (824) HTML (1052) PDF 4.87 M (1007) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】通过实施多轮次微生物采油,华北油藏产出液菌浓达到了106个/ml以上,油藏内部已经形成了较稳定的微生物发酵场,从其中筛选出能够乳化降解原油的微生物,并在地面对其进行扩大培养,然后再应用到微驱油藏,以进一步提高微生物采油实施效果。【目的】筛选乳化降解原油性能良好的菌株,对其进行多相分类学鉴定和性能评价。【方法】利用原油为底物筛选乳化降解性能良好的菌株,通过形态特征观察、生理生化测定、16S rRNA基因序列分析等确定菌株的分类地位。通过乳化能力、降解率等方法确定菌株的原油乳化降解特性。【结果】从华北油田采集的地层水样品中分离得到一株乳化原油的菌株BLG74,经多相分类鉴定表明其是土壤堆肥芽孢杆菌(Compostibacillus humi)的新菌株,亲源性99.6%。该菌株的生长温度为30?60 °C (最适温度45 °C),pH 6.5?9.5 (最适pH 7.0),NaCl浓度0%?7% (质量体积比)。菌株BLG74在玉米浆培养基中培养,其发酵液的表面张力为56.3 mN/m,乳化力约95%,在初始原油质量浓度0.5%、温度45 °C的条件下培养20 d,对原油的降解率可达40.8%。【结论】菌株BLG74是可乳化降解原油的新成员,其在热盐条件下乳化降解原油的特性在石油开采中有一定的潜力。

    • 一株溴氰菊酯降解菌的分离鉴定及其降解条件优化

      2020, 47(3):699-709. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190633

      摘要 (899) HTML (783) PDF 1.88 M (854) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】拟除虫菊酯类农药的降解已成为食品安全和环境卫生领域的研究热点,而生物降解被认为是一种绿色高效的解决方法。【目的】从长期受拟除虫菊酯类农药污染的草莓根系土壤分离一株溴氰菊酯(deltamethrin,DM)降解菌,并优化其培养基及降解条件,从而提高DM降解菌的降解效率。【方法】采用富集驯化、分离纯化法筛选DM降解菌,通过形态学和生理生化特征,以及16S rRNA基因序列分析进行鉴定。通过Plackett-Burman因素筛选试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验优化菌株降解条件。【结果】筛选获得一株DM降解菌LH-1-1,96 h对DM (100 mg/L)的降解率为53.43%,经鉴定为琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii);通过优化后,在DM浓度75 mg/L、胰蛋白胨3 g/L、pH值6.8、硫酸铵1.5 g/L、氯化铁0.01 g/L、接种量为5% (体积比)、菌龄12 h、培养温度30 °C条件下,菌株LH-1-1对DM降解率达82.36%,较未优化前提高了28.93%。【结论】 A. junii LH-1-1具有较高的DM降解能力,该菌可为生物修复受DM或拟除虫菊酯类农药污染的环境提供优良的微生物资源。

    • >基础微生物学
    • 广义虫草属二新记录种

      2020, 47(3):710-717. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190449

      摘要 (852) HTML (1365) PDF 3.32 M (968) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】广义虫草属是一类重要的虫生真菌资源。【目的】对我国西南地区虫生真菌及其相关真菌资源进行调查。【方法】在贵州省习水县和花溪区进行标本采集,采用含双抗的PDA培养基分离目的菌株;基于形态学特征和ITS rDNA序列系统发育分析相结合的方法进行菌株鉴定。【结果】从采集到的标本中分离获得5个菌株,菌株GY1113、GY90809和GY90810在形态特征上与马拉维白僵菌模式菌株非常相近;系统发育树中二者以高持率(ML/BI为99/1)聚成一个分支。菌株A1997在形态特征上与鳞翅目虫草模式菌株非常吻合;系统发育树中二者以较高支持率(ML/BI为78/0.95)聚成一个分支。菌株A1972在形态上与苏格兰白僵菌模式菌株的形态特征非常相近;系统发育树中二者以高支持率(ML/BI为99/1)聚成一个分支。因此分别鉴定为马拉维白僵菌、鳞翅目虫草及苏格兰白僵菌。【结论】马拉维白僵菌和鳞翅目虫草为中国新记录种。

    • >农业微生物学
    • 甘肃省甜瓜黄萎病的病原鉴定

      2020, 47(3):718-726. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190536

      摘要 (790) HTML (626) PDF 9.71 M (1058) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】2013年11月在甘肃省兰州市皋兰县的日光温室秋冬茬甜瓜种植棚发现黄萎症状的甜瓜植株,病株率约为1%。【目的】明确甜瓜黄萎病的病原。【方法】采用组织分离法进行病原菌分离;通过科赫氏法则(Koch’s法则)明确分出病菌的致病性;采用形态学和分子生物学方法对病原菌进行种类鉴定。【结果】分离得到轮枝菌属真菌8株,轮枝菌属真菌的病株分出率达100%;2个代表性菌株GLTG-2和GLTG-5 (显微特征相似但菌落形态和生长速率不同),在温度18?24 °C及昼/夜光周期为11.5 h/12.5 h的试验条件下,人工接种可引起甜瓜苗矮化、枯萎;接种后40 d,枯死株率分别为70%和40%;BLASTn分析结果显示,菌株GLTG-2的rDNA-ITS序列与Verticillium dahliae菌株MRHf7的序列相似性达99.78%,菌株GLTG-5的rDNA-ITS序列与V. dahliae菌株MRHf7和Vd414的序列相似性达100.00%。【结论】引起甜瓜黄萎病的病原菌被鉴定为大丽轮枝菌(V. dahliae),这是大丽轮枝菌引起甜瓜黄萎病在我国和亚洲地区的首次报道。

    • 固氮菌Klebsiella variicola GN02基因序列及其分泌胞外多糖的相关特性

      2020, 47(3):727-737. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190534

      摘要 (914) HTML (1327) PDF 977.71 K (844) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】一些固氮菌能分泌胞外多糖,与宿主植物的关系密切,在提供氮素和促进植物生长有重要作用。【目的】进行固氮菌Klebsiella variicola GN02的基因序列分析,了解分泌胞外多糖的相关基因和其蛋白的结构特性。【方法】用二代和三代测序技术相结合的方法对GN02菌株进行全基因组分析,并对其分泌的胞外多糖进行理化、结构特性解析。【结果】GN02菌株基因组中含有许多与氮代谢及多糖合成、分泌相关的基因及蛋白,该菌株培养后提取的胞外多糖得率为6.90 g/L、分子量1.8×103 Da、比旋度[α]25D75°、粘度[η] 80.28;多糖组成为葡萄糖、半乳糖和甘露糖,为(1→3)及(1→6)糖苷键连接的β构型多糖,具有多糖的红外光谱特征吸收峰。【结论】提供了K. variicola GN02菌株基因组序列,解析了分泌胞外多糖的基因相关蛋白、理化性质及结构特性,有助于进一步了解该固氮菌分泌多糖的机理及为植物促生作用的相关性研究提供基础。

    • 内蒙古中部地区马铃薯根际和根系丛枝菌根真菌类群的多样性

      2020, 47(3):738-748. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190565

      摘要 (1100) HTML (1165) PDF 1.11 M (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)是菌根真菌中分布最广泛的一类真菌,能够与90%以上的植物形成菌根共生体,并通过调节宿主体内的代谢活动增强植物的抗逆性。【目的】揭示内蒙古马铃薯主产区土壤中AMF的结构与组成,解析马铃薯不同发育阶段以及连作对AMF类群的影响。【方法】以内蒙古中部地区大井村、徐麻夭村和红格尔图村采集的马铃薯根系及根际土为材料,通过PCR扩增建立18s rRNA基因文库,研究不同地点、不同马铃薯生育阶段以及连作对马铃薯根系内和根际土中的AMF类群组成和多样性的影响。【结果】大井村和红格尔图村马铃薯根际土中的AMF的类群多样性优于徐麻夭村,其中Glomus为大井村和红格尔图村马铃薯根际土样本中AMF的优势菌群,而徐麻夭村样本根际土中的优势类群为Diversispora。马铃薯根系中的AMF多样性的研究结果表明,3个供试地点根系内AMF类群的类型没有显著差异,但是AMF类群的比例却不同。大井村根系样本中AMF的优势菌为Diversispora,而Rhizophagus是红格尔图村和徐麻夭村根系样本中的优势AMF类群。同一供试地点马铃薯苗期和块茎膨大期根际土中的AMF类群的类型多于块茎形成期,其中Glomus是马铃薯不同发育阶段根际土中的优势类群;而Rhizophagus是3个不同发育阶段根系内的优势类群。2015和2016年马铃薯连作地块中根际土和根系内AMF类群的类型完全相同,但是不同的AMF类群的相对丰度随着马铃薯的连作呈现出显著的变化。其中,根际土样本中Glomus和Archaeospora类群的相对丰度随着连作有所上升,相应的Entrophospora和Diversispora相对丰度有所下降;根系样本中AMF的优势类群随着连作从Glomus转变为Rhizophagus。AMF多样性测定结果表明,连作对马铃薯根际土中AMF多样性的影响显著高于对根系内类群的影响。【结论】AMF类群的多样性会因土壤组成成分、马铃薯生育期和连作效应而呈现不同变化。

    • >食品微生物学
    • 重组4-甲基苯酚消减乳酸菌的构建及其在白酒酿造体系中的功能

      2020, 47(3):749-758. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190501

      摘要 (746) HTML (1364) PDF 637.60 K (792) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】4-甲基苯酚是众多发酵食品中的异嗅味物质,阈值较低,如白酒中百万分之一的4-甲基苯酚即可对白酒风味造成不利影响。【目的】构建能消减4-甲基苯酚的乳酸菌菌株,探索其在白酒酿造中的应用潜力。【方法】将来源于谷氨酸棒杆菌的4-甲基苯基磷酸酯合成酶编码基因creI与creH在短乳杆菌中表达,探究过表达菌株对白酒酿造体系中4-甲基苯酚的消减能力。【结果】creIH过表达菌株在液体培养基中可有效消减4-甲基苯酚,消减能力达2 130 μg/L;在模拟白酒固态酿造体系中,creIH过表达菌株消减4-甲基苯酚的能力达530 μg/kg,消减率为37.9%。【结论】首次构建了4-甲基苯酚的消减乳酸菌菌株,为白酒酿造体系中4-甲基苯酚的消减提供了新的策略。

    • 云南泡梨中乳酸菌的分离鉴定及其应用

      2020, 47(3):759-770. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190581

      摘要 (940) HTML (1015) PDF 847.81 K (783) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】泡梨是云南省常见的一种腌渍水果,在云南加工食用已经有一百多年的历史,因其味道酸甜可口、风味独特而深受人们喜爱,而目前对泡梨中微生物种群的系统分析和发酵原理的研究尚未见报道。【目的】研究乳酸菌在云南泡梨中的分布及应用,阐明乳酸菌种类对泡梨发酵中风味物质的影响。【方法】从云南省4个不同地区采集12份泡梨样品,经菌落菌体形态、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析进行菌种分离与鉴定。利用分离的乳酸菌为菌种进行泡梨的制备,采用GC-MS技术对人工接种的复合乳酸菌发酵与自然发酵泡梨进行风味物质的分析与感官评价。【结果】分离鉴定出79株植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、3株类植物乳杆菌(Lactobacillus paraplantarum)、1株戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)、1株干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、2株副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)和1株短乳杆菌(Lactobacillus brevis),植物乳杆菌为泡梨发酵中的优势菌。将分离所得乳酸菌用于泡梨制备的结果表明,乳酸菌使泡梨的发酵时间缩短5 d且品质更优,分析其中的风味物质发现接种乳酸菌发酵泡梨风味物质更丰富,其中酯类和醇类远多于自然发酵泡梨。【结论】云南泡梨中含有丰富的乳酸菌,选用分离出的优势乳酸菌作为复合乳酸菌用于泡梨发酵获得色泽、口感更好的泡梨,且发酵周期更短,风味物质更丰富。该研究对泡梨制备工艺和进一步标准化生产均具有重要意义。

    • 一株粗糙脉孢菌的分离、鉴定及其基因组变异和功能分析

      2020, 47(3):771-781. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190591

      摘要 (1464) HTML (1468) PDF 4.24 M (911) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】粗糙脉孢菌LY03是从武平传统“红菌豆腐”中分离得到的主要发酵菌株。【目的】研究粗糙脉孢菌LY03菌株的基因组信息,揭示武平传统“红菌豆腐”发酵特性。【方法】采用形态学观察、ITS鉴定、重测序及框架图测序对所分离的LY03菌株进行鉴定和基因组信息解析。【结果】武平传统“红菌豆腐”中分离得到的主要发酵菌株LY03确定为粗糙脉孢菌,将其在中国普通微生物菌种保藏管理中心进行专利保藏,保藏号为CGMCC 3.19233。LY03菌株比对到参考基因组上的总read数目为95.85%,测序对应深度的位点占全基因组76.13%;各变异类型在内含子区域均无变异,主要变异存在于基因组的外显子区域,具体变异数量为:单核苷酸多态性位点(single nucleotide polymorphism,SNP)位点变异总数203 128个、插入缺失(insertion/deletion,InDel)突变总和26 859个、拷贝数变异 (copy number variation,CNV)增加和减少的拷贝总数1 039个、结构变异(structure variation,SV)注释的变异总数777个;LY03菌株基因组序列长度为30 538 737 bp、(G+C)mol%为52.24%、编码5 550个基因、编码基因占比24.3%,参与了氨基酸代谢(amino acid metabolism)、碳水化合物代谢(carbohydrate metabolism)、能量产生与转化(energy production and conversion)等多种物质的代谢途径转化过程。【结论】对武平传统“红菌豆腐”主要发酵菌株的鉴定及基因组信息分析有利于揭示其产品发酵的特性及其发酵菌株遗传信息的本质,并为将来产品发酵性能的提高及推广提供理论依据。

    • >兽医微生物学
    • 不同牛分枝杆菌特异性基因PCR方法的比较

      2020, 47(3):782-791. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190560

      摘要 (714) HTML (1350) PDF 2.22 M (828) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】牛结核病是我国二类动物疫病,世界动物卫生组织将其列为法定报告的动物疫病。牛主要通过患病牛呼吸道分泌物和咳嗽所产生的气溶胶感染;人则主要通过食用未经高温处理的病牛的肉或奶感染。因此,经过病原学PCR检测对疑似患病牛牛奶或屠宰组织样品进行快速检验确诊,能够最大限度地减少奶牛养殖中乳品生产业的经济损失。【目的】研究并确定适宜的牛分枝杆菌PCR扩增引物及参数,为临床快速准确诊断牛结核病提供参考。【方法】对已报道的5对PCR引物,运用降落(touch down) PCR法确定适宜退火温度(Tm);运用梯度稀释的牛分枝杆菌C68001株(国内牛结核菌素生产用菌株)基因组DNA以及不同菌液含量的人工模拟临床样本(淋巴结、肺脏和牛奶),确定不同引物PCR方法的敏感性;同时以6种常见牛感染菌(牛种布鲁氏菌2308、羊种布鲁氏菌Rev.1、牛分枝杆菌C68001和AN5、禽分枝杆菌C68202、副结核分枝杆菌C68681和胞内分枝杆菌C68226)核酸样本,确定不同引物PCR方法的特异性。【结果】所有引物在53?63 °C均含有目的条带,确定引物的最佳退火温度是60 °C。在细菌核酸敏感性检验中,1号和3号引物的检测敏感性最高,达10?10 ng/μL;其次是2号和5号,达10?5 ng/μL。对于人工模拟感染样本,1号、3号和4号引物在淋巴结和肺脏中检测敏感性最高,其次是2号;而2号、3号、4号和5号引物对奶样检测敏感性最高。对于特异性检验,2号和5号引物特异性较好,可检测到明显的牛分枝杆菌特异性条带,对通常不引起牛结核病而只干扰免疫学诊断的禽分枝杆菌检测条带较微弱,而布鲁氏菌、副结核分枝杆菌和胞内分枝杆菌均无检测条带。【结论】2号引物及其反应参数的PCR方法敏感性、特异性良好,适合用于牛结核病的快速准确诊断。

    • 鼠伤寒沙门氏菌ybiH基因缺失株的构建及其生物学特性

      2020, 47(3):792-800. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190771

      摘要 (935) HTML (1448) PDF 1.14 M (921) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)是一种重要的人兽共患病原菌,能够引起多种食源性疾病。ybiH基因在鼠伤寒沙门氏菌中的生物学功能尚未确定。【目的】构建鼠伤寒沙门氏菌ybiH基因的缺失株和回补株,研究ybiH基因在鼠伤寒沙门氏菌中的生物学功能。【方法】采用 λ-Red 同源重组系统构建鼠伤寒沙门氏菌CVCC541 ybiH 基因缺失株STΔybiH,同时构建该基因缺失株的回补株STΔybiH/pybiH,并对缺失株STΔybiH的生长特性、运动性、生化特性和毒力情况等生物学特性进行比较分析。【结果】与标准株和回补株相比,缺失株STΔybiH生长速率略快,而其运动性、生化特性、耐药性均无明显差别。但是,ybiH基因的缺失明显提高了鼠伤寒沙门菌对IEC-6细胞和RAW 264.7细胞的黏附力和侵袭力,qRT-PCR实验结果显示,缺失株中InvH基因的表达量明显提高,表明ybiH基因的缺失使鼠伤寒沙门氏菌的侵袭力也有所提高。此外,在胞内存活实验中,标准株与缺失株在胞内的增长率变化不明显,表明ybiH基因的缺失对沙门氏菌在RAW 264.7细胞中存活的影响不大。【结论】ybiH基因介导鼠伤寒沙门氏菌的黏附侵袭力,本文为进一步阐明ybiH基因的功能提供基础。

    • 滑液支原体NADH氧化酶的酶学活性及亚细胞定位研究

      2020, 47(3):801-812. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190649

      摘要 (1173) HTML (1506) PDF 1.58 M (1039) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】许多研究表明,支原体的NADH氧化酶(NADH oxidase,NOX)不仅在胞浆中发挥生物酶学功能,也存在于细胞膜上发挥黏附宿主细胞功能。【目的】对滑液支原体(Mycoplasma synoviae,MS)的NOX进行酶学活性及亚细胞定位研究,分析其在MS致病过程中的潜在作用。【方法】对MS的NOX蛋白进行原核表达、纯化,然后对重组MSNOX (rMSNOX)的酶学活性及影响酶活的条件进行研究,测定其酶比活力、米氏常数及最大反应速率,接着用MS阳性血清及制备的rMSNOX兔多克隆抗体,分别与rMSNOX蛋白及MS全菌、膜蛋白和胞浆蛋白进行Western blotting反应,鉴定rMSNOX的免疫原性及其在MS中的分布情况。【结果】在大肠杆菌BL21(DE3)中成功表达rMSNOX蛋白,相对分子质量约为53 kD,并获得纯化的rMSNOX蛋白;酶活测定显示rMSNOX蛋白的酶比活力为14.17 IU/mg,最适酶促温度为37 °C,最适pH为7.5,双倒数法求得rMSNOX的最大反应速率Vmax为21.8 μmol/(L·min),米氏常数Km(NADH)为244.0 μmol/L;rMSNOX蛋白与MS阳性血清特异性结合,证明具有良好的免疫原性;亚细胞定位研究表明NOX蛋白主要存在于MS的胞浆中,细胞膜上有少量的分布。【结论】首次证实MS的NOX不仅具有NADH氧化酶活性,也是MS具有免疫原性的膜蛋白,为进一步探索NOX在MS致病过程中的作用提供了分子基础。

    • >微生物工程与药物研究
    • 香芹酚抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成

      2020, 47(3):813-820. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190539

      摘要 (1096) HTML (2022) PDF 2.04 M (832) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】生物被膜是细菌的一种自我保护形式,可以增强细菌对药物及宿主免疫应答的抵抗力,引起细菌耐药性和持续性感染。【目的】探究香芹酚对金黄色葡萄球菌生物被膜的作用机制,为开发新型抗生物被膜药物提供可靠的理论依据。【方法】通过结晶紫染色法检测香芹酚对供试菌株生物被膜形成的抑制和对成熟生物被膜的清除作用;使用刚果红平板法探究香芹酚对供试菌株生物被膜形成过程中细胞间多糖黏附素(polysaccharide intercellular adhesion,PIA)合成的作用;通过分光光度法检测香芹酚对胞外DNA (extracellular DNA,eDNA)分泌的抑制作用;利用RT-PCR技术检测香芹酚对供试菌株的生物被膜相关基因icaA、cidA和sarA转录水平的影响。【结果】香芹酚对生物被膜形成的抑制和生物被膜的清除均有较强作用效果。256 μg/mL香芹酚抑制PIA合成和eDNA释放的效果显著。香芹酚可通过抑制相关基因转录从而抑制生物被膜的形成,当64 μg/mL的香芹酚作用后,sarA的转录水平降低了60.44%±2.91%,cidA的转录水平降低了76.48%±1.67%,icaA的转录水平降低了70.00%±1.94%。【结论】香芹酚对金黄色葡萄球菌ATCC 25923生物被膜的抑制和清除作用显著,其作用机制主要是通过降低icaA、sarA和cidA基因转录水平抑制PIA的合成和eDNA的释放。

    • >微生物育种
    • 一株高蛋白含量小球藻TX的分离鉴定及其诱变育种

      2020, 47(3):821-828. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190626

      摘要 (774) HTML (1172) PDF 711.75 K (710) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】小球藻由于蛋白含量高、营养丰富,在水产养殖上可直接作为鱼、虾、贝类的优质饵料。【目的】对从养殖环境中分离的小球藻进行诱变,选育生长快、蛋白含量高的突变株,为水产养殖天然饵料生产提供优良藻种资源。【方法】以从养殖环境中筛选的生长相对较快且蛋白含量较高的TX作为出发藻株,对该藻株进行分子鉴定,并对该藻株进行紫外诱变、甲基磺酸乙脂(ethyl methyl sulfonate,EMS)诱变和复合诱变,采用96孔板高通量筛选技术和递进式重复筛选方法选育高生物量、高蛋白突变株。【结果】经18S rRNA基因序列分析,TX鉴定为Chlorella sorokiniana,从540个可能的突变株中筛选到8个遗传稳定且生长较快的突变株,其中H10的总蛋白含量达64.2%,可溶性蛋白含量达0.44 g/L,干重达0.72 g/L,分别较出发藻株提高3.4%、15.8%和26.2%。【结论】突变株H10蛋白含量高且生长较快,可用于天然饵料生产。

    • >药物微生物学
    • 参豉对气虚血瘀模型大鼠肠道微生物及其代谢多样性的影响

      2020, 47(3):829-842. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190607

      摘要 (1313) HTML (1053) PDF 2.12 M (774) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】参豉为人参与大豆采用自淡豆豉中分离获得的优势益生菌株共同发酵而成。已证明对气虚血瘀模型大鼠血液指标具有明显的调节作用,但对肠道微生态作用尚不明确。【目的】以气虚血瘀模型大鼠为材料,探讨参豉对肠道微生态是否具有调节作用。【方法】采用长期“力竭游泳+饥饿”方法建立大鼠气虚血瘀模型,造模同时分别灌胃给药参豉高、中、低剂量(每日6、3、1.5 g/kg体重)及补阳还五汤剂60 d后,分析肠道6种常驻菌群数量变化;并采用Biolog-ECO自动微生物鉴定系统研究大鼠肠道微生物的代谢情况。【结果】参豉能够促进气虚血瘀模型大鼠肠道中有益菌脆弱拟杆菌、乳酸菌及双歧杆菌的增殖,调节肠杆菌及肠球菌数量使其趋于正常水平,并抑制有害菌产气荚膜梭菌的增殖。Biolog结果显示参豉高剂量组AWCD值与空白组接近;培养48 h时,模型组Shannon指数、Shannon均匀度、Simpson指数以及Mclntosh指数均显著高于空白组,差异显著(P<0.05或P<0.01),而参豉高剂量组Shannon指数、Shannon均匀度、Simpson指数与空白组相接近,差异无统计学意义(P>0.05),与模型组相比差异极显著(P<0.01);聚类分析与主成分分析显示参豉各剂量组与空白组、模型组、补阳还五汤组差异明显,可能与不同剂量参豉对气虚血瘀模型大鼠肠道微生态的调节作用相关。【结论】参豉对气虚血瘀模型大鼠肠道菌群具有明显的改善作用。

    • 家蝇抗菌肽AMP-17对白色念珠菌菌丝的抑制作用

      2020, 47(3):843-851. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190597

      摘要 (744) HTML (1985) PDF 4.00 M (799) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】AMP-17是从微生物诱导的家蝇转录组数据库筛选到的一条特异性高表达基因,采用原核表达体系获得其重组蛋白并证实了具有显著的抗菌效果,特别是对白色念珠菌具有较强的抗菌活性。【目的】研究抗菌肽AMP-17对白色念珠菌菌丝的抑制作用。【方法】采用微量液体稀释法测定AMP-17对11株白色念珠菌的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC);根据对AMP-17的敏感程度选取3株绘制生长曲线;通过光学显微镜观察并计数经AMP-17作用后白色念珠菌芽生孢子生成率及芽管形成率;倒置荧光显微镜观察白色念珠菌酵母相向菌丝相转化及以菌丝相为起点AMP-17促进菌丝相转化为酵母相的情况。【结果】AMP-17对支气管肺泡灌洗液分离株16105的MIC为10 μg/mL,对粪便分离株16214的MIC为40 μg/mL,对其余9株白色念珠菌的MIC均为20 μg/mL;白色念珠菌经不同浓度的AMP-17作用后,各时间点的芽生孢子生成率均显著低于对照组,尤其是40 μg/mL的AMP-17组,芽生孢子生成率仅15%,显著低于阳性药物氟康唑;各实验组芽管形成率显著低于对照组,且芽管形成缓慢,培养6 h后芽管形成率仅为6%,形成的芽管长度较短,仅为菌体的1?2倍。镜下观察低浓度的AMP-17即可以完全抑制白色念珠菌菌丝的生长,并且对已经形成的菌丝有一定的生长抑制作用,高浓度的AMP-17则可使已形成的部分菌丝向酵母相转化。【结论】家蝇抗菌肽AMP-17可抑制白色念珠菌菌丝生长。

    • >医学微生物学
    • 鲍曼不动杆菌体外诱导耐药及其诱导前后交叉耐药和呼吸耗氧率分析

      2020, 47(3):852-859. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190537

      摘要 (1237) HTML (1075) PDF 903.20 K (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】鲍曼不动杆菌是院内感染的重要病原菌,因其耐药率高、治疗难度大而备受关注。然而,对于该菌的交叉耐药及耐药相关因素尚未完全阐明。【目的】通过体外诱导分别获得耐美罗培南或耐替加环素的鲍曼不动杆菌菌株,并研究其诱导前后的交叉耐药性和细菌呼吸耗氧率差异。【方法】采用多步法对鲍曼不动杆菌ATCC19606进行体外诱导耐药,PCR扩增诱导前后菌株的16S rRNA基因并测序鉴定,微量肉汤稀释法检测诱导前后鲍曼不动杆菌对美罗培南、亚胺培南、替加环素、阿米卡星、头孢吡肟及左氧氟沙星等抗菌药物的最低抑菌浓度变化,Seahorse XFe96细胞能量代谢实时测定仪对诱导前后菌株的耗氧率进行分析。【结果】通过88 d的体外诱导实验,分别获得耐美罗培南或耐替加环素的鲍曼不动杆菌ATCC19606菌株。耐美罗培南鲍曼不动杆菌ATCC19606对替加环素、亚胺培南、阿米卡星、左氧氟沙星仍处于敏感状态,但是对头孢吡肟交叉耐药;耐替加环素鲍曼不动杆菌ATCC19606对美罗培南、亚胺培南、阿米卡星、左氧氟沙星及头孢吡肟仍处于敏感状态。鲍曼不动杆菌ATCC19606被美罗培南或替加环素诱导耐药之后的耗氧率均下降,差异均具有统计学意义。【结论】美罗培南的使用不仅可能诱导鲍曼不动杆菌ATCC19606对美罗培南耐药,也可能会导致该菌对其它一种或几种抗菌药物产生交叉耐药。鲍曼不动杆菌ATCC19606对美罗培南或替加环素耐药后其耗氧率下降,从而说明呼吸耗氧率下降可能是该菌耐药的因素之一。

    • 十二烷基苯磺酸钠对引发内置物感染表皮葡萄球菌生物被膜的作用

      2020, 47(3):860-867. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190652

      摘要 (692) HTML (1085) PDF 5.75 M (914) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】随着医用内置物的广泛使用,由表皮葡萄球菌生物被膜导致的医院获得性感染不断增多,目前鲜见关于表面活性剂针对表皮葡萄球菌生物被膜作用的报道。【目的】通过研究阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS)分别对ATCC 35984 (产膜表皮葡萄球菌标准株)生物被膜的清除、生物被膜内细菌代谢和形成生物被膜的关键物质多糖胞间黏附素(polysaccharide intercellular adhesion,PIA)产生的影响,为临床使用SDBS防治由表皮葡萄球菌生物被膜引起的相关感染提供可靠的理论及实践依据。【方法】利用XTT减低法,评价SDBS对ATCC 35984已形成生物被膜的清除效率及对生物被膜内细菌代谢的影响;激光共聚焦显微镜观察SDBS对生物被膜作用的效果;采用刚果红培养基观察SDBS对PIA产生的影响。【结果】浓度为256、128、64、32、16 mg/L的SDBS在作用6、12、24 h时,对ATCC 35984的生物被膜均有显著的清除效率(P<0.01);浓度为32 mg/L时对生物被膜内细菌的代谢有显著抑制作用(P<0.05),并随作用浓度的增加而增强;激光共聚焦显微镜观察显示256、128、64 mg/L的SDBS对生物被膜的清除效率较为理想,SDBS浓度为64、32 mg/L时对PIA的形成无明显抑制作用。【结论】SDBS对表皮葡萄球菌生物被膜内细菌的代谢有显著抑制作用,对生物被膜形态结构有显著破坏作用。

    • c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781在抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用

      2020, 47(3):868-879. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190754

      摘要 (667) HTML (1080) PDF 1.61 M (930) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】抗菌肽merecidin可抑制临床菌株铜绿假单胞菌PA03生物被膜。PA4781基因是课题组通过生物信息学分析筛选出的差异表达基因,PA4781作为细菌第二信使分子环二鸟苷酸(cyclic diguanylate,c-di-GMP)的磷酸二酯酶具有降解c-di-GMP的作用,其在抗菌肽merecidin抑制生物被膜中的作用机制尚不清楚。【目的】研究细菌第二信使分子c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781基因在抗菌肽merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用。【方法】利用单碱基突变技术敲除PA4781基因,sanger测序方法检测敲除的正确性。采用结晶紫染色法观察PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株24 h生物被膜生长情况,以及在抗菌肽merecidin 24、48、72 μmol/L作用下各菌株生物被膜的生长情况。采用对羟基联苯溶液显色法检测在抗菌肽Merecidin 48、72 μmol/L作用下,PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜藻酸盐的变化情况。【结果】sanger测序结果显示,用pnCasPA- BEC系统成功实现了靶点位置的单碱基突变,提前终止了PA4781的转录;结晶紫染色结果显示,培养24 h时,在24 μmol/L抗菌肽Merecidin作用下PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜形成情况无显著性差异(p>0.05),在抗菌肽Merecidin 48、72 μmol/L处理下,过表达株与正常株和敲除株有显著性差异(p<0.05),生物被膜明显减少,敲除株生物被膜厚度高于PA03组(p<0.05)。随着抗菌肽Merecidin浓度升高各组藻酸盐含量下降,其中过表达菌株在抗菌肽Merecidin作用下藻酸盐生成量抑制率最高,可达65%。【结论】抗菌肽Merecidin能够促进细菌第二信使分子磷酸二酯酶PA4781的表达,为抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜的作用机制可能通过细菌第二信使分子这一信号途径提供新的研究思路。

    • >专论与综述
    • 细菌有活力但不可培养状态及其机制研究进展

      2020, 47(3):880-891. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190556

      摘要 (1007) HTML (3037) PDF 864.67 K (1255) 评论 (0) 收藏

      摘要:有活力但不可培养(viable but non-culturable,VBNC)状态是细菌遭遇逆境时进入的一种特殊状态,该状态下的菌体在条件适宜时可复苏并恢复其致病性,被认为是细菌躲避不良环境的一种生存策略。VBNC状态菌体对人类医学和工农业生产具有巨大的潜在威胁,开展关于VBNC状态的检测及诱导、复苏及其机制研究可为减少或避免该状态细菌的危害提供理论基础。本文简要综述了细菌VBNC状态在诱导、复苏及致病性等方面的研究进展,并结合本实验室及国内外相关团队近年来在植物病原细菌VBNC状态研究中的结果,详细总结了VBNC状态细菌的形成和复苏机制,对植物病原细菌在环境胁迫下的存活机制、病害田间初侵染来源分析及VBNC状态菌体在病害循环中的作用等相关研究具有重要参考意义。

    • 大肠埃希氏菌的分型方法及其研究进展

      2020, 47(3):892-902. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190630

      摘要 (1077) HTML (3971) PDF 530.65 K (849) 评论 (0) 收藏

      摘要:大肠埃希氏菌是一种条件性致病菌,致病性的大肠埃希氏菌具有高度的传染性,会严重危害健康。快速准确地测定大肠埃希氏菌的污染来源对有效缩小疫情影响范围极有帮助,从而避免对人类健康和经济贸易造成重大损失。建立简便高效的分型方法是微生物溯源的关键,常见的大肠埃希氏菌分型方法可分为表型分型和分子分型,这些分型方法各有优劣,具有不同的适用范围。本文详细介绍了大肠埃希氏菌的分型方法,并对国内外大肠埃希氏菌分型的研究进展进行综述,为致病菌溯源方法的选择提供参考依据,对防御并控制致病菌引起的流行病传播具有重要的意义。

    • 枯草芽孢杆菌微生态制剂发酵研究进展

      2020, 47(3):903-914. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190586

      摘要 (1024) HTML (2466) PDF 691.23 K (1070) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生态制剂是饲用抗生素的绿色有效替代品。枯草芽孢杆菌在逆境中可形成抗逆性强的芽孢,在生产和应用过程中保持高活性,是一种高效的微生态制剂菌种。提高枯草芽孢杆菌活菌数及芽孢率是保证微生态制剂产品质量的关键。本文综述了枯草芽孢杆菌芽孢形成的分子生物学机制及影响芽孢形成的重要因素,进一步比较枯草芽孢杆菌微生态制剂不同发酵方式的特点,重点阐述了提高枯草芽孢杆菌有效生物量的工艺优化,最后介绍了枯草芽孢杆菌微生态制剂的应用,并对将来研究思路进行了讨论。

    • 真菌中赖氨酸生物合成途径研究进展

      2020, 47(3):915-922. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190514

      摘要 (694) HTML (2404) PDF 619.30 K (867) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文综述了真菌中赖氨酸的生物合成途径及途径中的关键基因——酵母氨酸脱氢酶基因,详细介绍了赖氨酸从头合成途径,阐述了酵母氨酸脱氢酶的作用机理及理化性质,以期为探索赖氨酸合成途径及途径中的基因提供资料和思路。

    • 细菌素对产生菌获得生存优势及其诱导合成条件的研究进展

      2020, 47(3):923-932. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190617

      摘要 (693) HTML (844) PDF 708.42 K (791) 评论 (0) 收藏

      摘要:细菌素可以有效抑制其他细菌的生长,是产生菌获得生存优势的重要手段。细菌素使产生菌获得竞争优势基于两个方面:就产生菌自身而言,将细菌素吸附于细胞表面可能增强细胞表面疏水性,进而对定殖产生正向作用;就目标菌而言,细菌素可以自外而内抑制目标菌生物被膜、细胞壁、细胞膜的合成或破坏其结构完整性,同时还可影响其功能基因的表达。然而,伴随细菌素合成的往往是一簇基因的共同表达,需要一定的非生长相关性能量和物质消耗。因此,为实现细菌素合成的调控,细菌素表达基因的开启受制于细菌素自诱导、共培养诱导和环境因子诱导等一系列条件,以实现细菌素利用效率的最大化。根据细菌素主要的抑菌/杀菌机制,我们展望了细菌素耐受性突变菌株可能具有更强流动性细胞膜和(或)更高效小分子合成途径和(或)细菌素受体突变的特征,并提出了科学使用细菌素的建议。

    • 肠道微生物对肠道屏障功能完整性的维护机制研究概况

      2020, 47(3):933-940. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190608

      摘要 (913) HTML (2727) PDF 644.01 K (812) 评论 (0) 收藏

      摘要:肠道微生物群是一个稳定且复杂的生态系统,可以通过形成菌膜屏障或促进肠道上皮细胞增殖分化等方式形成保护屏障,并在肠道病原菌感染和威胁期间维持和促进免疫稳态中起积极作用。本文重点叙述宿主-肠道微生物相互作用过程中抗病原菌感染的方式,以及肠道微生物参与合成抗菌化合物抵御肠道病原菌入侵和威胁的机制,为调控肠道微生物解决临床胃肠道疾病及其相关症状提供理论参考依据。

    • 改性微生物吸附剂在重金属废水处理中的应用进展

      2020, 47(3):941-951. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190507

      摘要 (623) HTML (1940) PDF 591.47 K (821) 评论 (0) 收藏

      摘要:高效、低耗、环境友好的重金属废水处理方法是当前的研究热点之一,微生物吸附法因具有优良的吸附性能、不产生二次污染、环境友好性等优点,在重金属废水处理中有巨大的应用潜力。细菌、真菌、藻类等微生物可通过静电吸附、络合作用等将重金属结合到细胞壁表面。但未经处理的微生物往往吸附效果不佳,通过对微生物进行物理、化学等方法的改性处理,能显著增加微生物与重金属离子结合的活性位点,提高去除效果。本文对国内外微生物的改性方法以及改性微生物吸附剂对废水中重金属的吸附能力和影响因素进行阐述,讨论微生物吸附剂存在的相关问题,并对其未来的研究方向做简要展望。

    • 马铃薯致病疫霉研究进展

      2020, 47(3):952-966. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190621

      摘要 (1118) HTML (2550) PDF 2.88 M (878) 评论 (0) 收藏

      摘要:马铃薯致病疫霉(Phytophthora infestans)属卵菌纲(Oomycetes)霜霉目(Peronosporales)腐霉科(Pythiaceae)疫霉属(Phytophthora),是马铃薯和番茄晚疫病病原菌。由于晚疫病对马铃薯生产的毁灭性和严重性,对致病疫霉的研究一直是关注的重点。本文首先对病害引起的症状、发生特点及流行规律进行阐述,对有性生殖发生的遗传规律和多种交配型共存的大环境下病原菌群体结构变异特点进行归纳总结。随着2009年致病疫霉基因组测序的完成,本文比对了疫霉属目前已完成测序各个种的基因组学特点,介绍了致病疫霉在效应子克隆方面的研究进展及线粒体基因组研究现状,阐述了功能基因组学的两个重要技术:高密度遗传连锁图谱(high density linkage mapping)和全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),及其在挖掘致病疫霉重要功能基因上的应用。本文有助于了解致病疫霉研究热点及后续突破方向,可为深入解析致病疫霉的功能基因及致病机制提供参考,对开发马铃薯晚疫病菌药物靶标及预测病害的大规模流行趋势也具有重要意义。

    • 基于甲烷氧化菌的脱氮技术研究进展

      2020, 47(3):967-975. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190657

      摘要 (896) HTML (1936) PDF 464.63 K (813) 评论 (0) 收藏

      摘要:甲烷氧化菌利用甲烷作为唯一碳源和能源,在氧化甲烷的过程中能有效地实现脱氮,该过程分为好氧甲烷氧化耦合反硝化(aerobic methane oxidation coupled to denitrification,AME-D)和厌氧甲烷氧化耦合反硝化(anaerobic methane oxidation coupled to denitrification,ANME-D),在碳循环和氮循环的研究中具有重要意义。本文通过总结近年来有关甲烷氧化菌的分类与分布,阐述AME-D和ANME-D的基本原理、影响因素和应用情况,提出相应的研究方向,以期为甲烷氧化菌在污水脱氮中的应用提供参考。

    • 不同育种技术在乙醇及丁醇高产菌株选育中的应用

      2020, 47(3):976-983. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190610

      摘要 (634) HTML (1313) PDF 487.41 K (737) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用微生物发酵进行能源物质的生产是开发新型可再生能源的重要手段。在工业化生产过程中,由于高温、渗透压及产物毒性效应等不良环境因素,常导致生产菌株的多种重要生理功能发生改变,从而降低产物转化效率。因此,获取高产及抗逆性强的优良菌株是提高生物燃料工业化进程的重要途径之一。本文以乙醇与丁醇生产菌株为研究对象,系统阐述当前提高生产菌株发酵性能的各种育种手段,并对其在工业化生产过程中所面临的机遇与挑战进行简要评述。

    • >生物实验室
    • 响应面法优化细菌EHB01对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的溶藻条件

      2020, 47(3):984-994. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190533

      摘要 (1268) HTML (1754) PDF 2.30 M (761) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】水体富营养化导致的蓝藻水华对淡水资源造成了严重污染。利用环境友好型的溶藻菌可有效控制蓝藻的生长,是防治蓝藻水华形成的有效途径之一。【目的】优化溶藻细菌EHB01对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的溶藻条件,以期为治理蓝藻水华污染提供高效的溶藻菌制剂。【方法】采用单因素试验对溶藻的发酵液浓度、温度、光照以及C:N和N:P进行分析,并对溶藻细菌EHB01发酵液的碳源、氮源和pH进行优化。基于单因素试验,选用中心组合试验设计(central composite design,CCD)确定关键因子的最佳数量水平,并以Desig-Expert 8.0.5进行回归分析,通过响应面分析获得溶藻效果最佳的参数。【结果】发酵液浓度对溶藻率的影响表现为持续上升;温度对溶藻率表现为先上升后下降;而光照、C:N和N:P均对细菌EHB01发酵液溶藻率的影响表现为先降低后上升的趋势。溶藻细菌 EHB01发酵液所需的最佳碳源为蔗糖,氮源为硝酸钾,pH为7.5,优化条件下溶藻率达86.97%,与优化之前相比提高了21.72%。【结论】采用响应面法优化得出溶藻细菌EHB01发酵液最优的培养条件,且模型拟合效果较好,可为溶藻菌制剂工业化发酵提供有效依据。

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