• 2021年第48卷第11期文章目次
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    • >工业微生物学
    • 人源脂肪酸合酶在酿酒酵母中的表达纯化和结构的初步分析

      2021, 48(11):3931-3938. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210214

      摘要 (220) HTML (66) PDF 1.28 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 聚酮类化合物在医药领域有重要的应用,相关药物研发依赖聚酮合酶多变的结构认知,人源脂肪酸合酶的组成结构和催化机制与聚酮合酶相近,研究人源脂肪酸合酶结构可为聚酮合酶的研究奠定基础。[目的] 在酿酒酵母中表达纯化人源脂肪酸合酶蛋白,确定合适的体外纯化条件。[方法] 以酿酒酵母BJ5464为表达载体,构建带有His和Strep双亲和层析标签的重组质粒,诱导表达蛋白后用亲和层析方法获取目标蛋白,并结合凝胶电泳和快速蛋白质液相层析技术,确定合适的蛋白纯化条件。[结果] 成功构建重组表达质粒pxw55-hfas-cSHII, 并在体外纯化得到合适浓度和纯度的人源脂肪酸合酶蛋白,筛选不同缓冲液条件并结合电子显微镜观察结果反馈,确定合适的蛋白体外纯化体系。[结论] 蛋白电镜结构分析需要有高纯度、合适浓度并且形成正确构象的蛋白样品,而人源脂肪酸合酶蛋白纯化体系的建立和纯化条件的确定为其电镜结构分析提供了良好的样品,为人源脂肪酸合酶的结构解析及结构相似但更为复杂的聚酮合酶蛋白解析奠定了良好基础。

    • >海洋微生物学
    • 乌梅提取物对溶藻弧菌的抑制效应与机理

      2021, 48(11):3939-3946. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210213

      摘要 (138) HTML (74) PDF 2.64 M (105) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)能够感染鱼、虾、贝等海洋经济动物,给海水养殖业带来了严重的经济损失,对公众健康及食品安全也构成较大威胁。[目的] 通过研究乌梅(Fructus mume)对溶藻弧菌的抑菌效应及其机理,为乌梅在水产养殖中的进一步开发利用提供理论依据。[方法] 采用试管二倍稀释法测定乌梅提取物(Fructus mume Extract,FME)对溶藻弧菌的最小抑菌浓度(Minimal Inhibitory Concentration,MIC)和最小杀菌浓度(Minimum Bactericidal Concentration,MBC),电导率仪检测溶藻弧菌的相对电导率,分光光度法分析溶藻弧菌的核酸泄露和呼吸链脱氢酶活性及生物膜抑制率,蛋白质电泳检测溶藻弧菌的蛋白质合成情况,扫描电子显微镜观察溶藻弧菌的亚显微结构。[结果] 乌梅提取物对溶藻弧菌的MIC和MBC分别为1.953 mg/mL和3.906 mg/mL;乌梅提取物显著增加了溶藻弧菌的相对电导率和核酸泄露,明显降低了溶藻弧菌蛋白质的合成能力,对于弧菌的亚显微形态产生了较大影响。同时乌梅提取物显著抑制了溶藻弧菌生物膜的形成和呼吸链脱氢酶的活性。[结论] 乌梅提取物通过增加溶藻弧菌细胞膜通透性及显著抑制生物膜的生成、呼吸链脱氢酶活性及蛋白质的合成,实现抑制及杀灭溶藻弧菌的目的。

    • >环境微生物学
    • 马利亚霉菌(Mariannaeasp.) HJ合成金属硒化物及机理研究

      2021, 48(11):3947-3957. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210096

      摘要 (86) HTML (69) PDF 1.42 M (91) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 金属硒化物因其优异的光电和催化特性,近年来在半导体、电化学及抗癌等领域成为了研究热点。相较于传统的化学还原法,生物合成金属硒化物具有环境友好、耗能较低等优势。然而,目前有关生物合成金属硒化合物的微生物资源较少且相关合成机理尚不明晰。[目的] 利用马利亚霉菌(Mariannaea sp.) HJ合成了3种金属硒化物并对其合成机理进行了初步探索。[方法] 利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)和傅里叶转换红外线光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)对菌株HJ合成的金属硒化物进行了初步的表征,考察了纳米材料合成过程中总巯基含量、总抗氧化性能及自由基含量变化,并且验证了转运蛋白DMT1在金属硒化物合成中所起的关键性作用。[结果] XRD结果表明菌株HJ能够在Bi3+、Pb2+、Co2+与SeO32-作用下分别合成Bi4Se3、PbSe和CoSe2纳米颗粒,其合成的最优pH条件分别为6.0、7.0、8.0。FTIR结果表明,合成的金属硒化物表面含有氨基、羧基、羟基等官能团。3种金属硒化物的合成反应体系与空白对照组相比,总巯基含量明显下降,而总抗氧化性能却有所提高,这表明巯基等酶促体系或氨基酸金属蛋白类的非酶促体系可能参与了SeO32-的还原过程。苄基异硫脲盐酸盐屏蔽实验表明,转运蛋白DMT1在SeO32-转运和金属硒化物分泌过程中起到关键作用。此外,Bi3+、Pb2+和Co2+的加入使得菌株HJ产生氧化应激反应,在胞外分泌了大量的过氧化氢、羟基自由基和超氧自由基,而上述自由基可通过诱导热激效应的方式增强金属离子或纳米颗粒的转运过程。[结论] 利用马利亚霉菌(Mariannaeasp.) HJ合成了Bi4Se3、PbSe和CoSe2纳米颗粒,为研究金属硒化物的生物合成及机理提供了一定的理论参考。

    • 象山港硅藻赤潮过程中真菌群落演替及互作特征

      2021, 48(11):3958-3970. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210130

      摘要 (101) HTML (43) PDF 3.19 M (103) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 近岸海域赤潮的发生能显著改变包括真菌在内的微生物群落组成,进而影响海洋中碳氮元素循环。真菌是海洋中重要的分解者,但赤潮过程对真菌群落的影响少有报道。[目的] 探明赤潮过程对真菌群落的影响,对进一步阐释赤潮对生态系统中物质循环的影响具有重要意义。[方法] 针对2017年春季象山港硅藻赤潮,对真菌内源转录间隔区1(Internally Transcribed Spacer 1,ITS1)序列进行高通量测序,研究赤潮过程中真菌群落响应及共现性特征。[结果] 真菌群落的α多样性指数在赤潮暴发的各阶段差异显著,而且均与磷酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐有显著相关性(P<0.05)。子囊菌门(Ascomycota,90.2%)和担子菌门(Basidiomycota,8.27%)是本次硅藻赤潮的优势菌门,其中子囊菌门遍布赤潮暴发的4个阶段;锤舌菌纲(Leotiomycetes,16.1%)和散囊菌纲(Eurotiomycetes,9.3%)是纲水平上的主要优势类群。赤潮暴发过程中硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐和温度等环境因素的改变,驱动真菌群落组成及结构发生显著变化。Helotiales、Eurotiales、Xylariales、Sacc haromycetalesAgaricostilbales构成了真菌群落共现网络的主体。[结论] 真菌群落在赤潮的各阶段具有显著的演替特征,赤潮藻生消是引起真菌群落演替的主要因素,但是环境因子也扮演着重要角色。赤潮过程中,真菌群落同类群内的互作要强于不同类群间的互作,这对维持群落的稳定性具有重要意义。

    • 基于铁氧化/还原菌改善黄铁矿-水草酸解液体系下低品位辉铜矿生物浸出过程

      2021, 48(11):3971-3984. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210181

      摘要 (66) HTML (49) PDF 12.82 M (77) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 高效的生物浸出与微生物介导活跃的铁硫代谢紧密关联,低品位辉铜矿(Cu2S)铁代谢匮乏严重制约其效能。[目的] 强化铁硫代谢及“接触”机制改善低品位辉铜矿生物浸出。[方法] 基于自主筛选的嗜酸杆菌属(Acidiphilium sp.)及双层平板筛选的嗜铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum),与硫氧化菌喜温嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)协作,加以Fe2+/Fe3+-黄铁矿-纤维质废弃物酸解液(废-废资源利用)干预,系统分析浸出生化参数差异性。[结果] 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)结果表明矿渣表面大量微孔及坑壑,表明活跃的菌体作用;傅立叶变换红外光谱仪(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)揭示N-H、C=O、O-H等键与胞外聚合物(Extracelluler Polymer Substance,EPS)紧密相关,S=O、C-O-S等吸收峰波动表明更剧烈的硫代谢;激光共聚焦扫描显微镜(Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM)结果表明优化体系呈现更多附着细胞及EPS,为“接触”机制奠定基础,浸出40 d游离/附着细胞量分别提高2.51倍及5.73倍,最大比生长速率(μmax)出现时间提前1.5-5.3 d,最高浸出率达67.6%。[结论] 铁氧化/还原菌及外源含铁物质干预强化浸出体系铁硫代谢加速矿物溶解,酸解液促进铁元素循环及菌体生长,附着细胞及EPS分泌增多强化“接触”机制从而有效改善浸出微环境和效能。

    • 红树林土壤中产聚羟基脂肪酸酯细菌的分离及其评估

      2021, 48(11):3985-3995. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210058

      摘要 (101) HTML (47) PDF 1.12 M (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 细菌能通过合成聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalknoates,PHA)在细胞内储存物质和能量,提高对环境的适应能力。在红树林中,由于土壤周期性受海水浸没,形成营养物质种类丰富和含量波动大的特殊生境,为细菌进化出特殊的PHA合成途径提供了条件。[目标] 为了增加对红树林产PHA细菌资源的了解,获得产PHA细菌,使用纯培养方法分离和鉴定细菌,并评估菌株的产PHA能力。[方法] 采集红树植物海桑根系和红树滩涂土壤样品,连续5周培养、分离纯化获得细菌菌株;通过16S rRNA基因相似性及系统进化分析鉴定细菌分类地位,利用PHA合成酶基因(phaC)鉴定细菌合成PHA的能力;通过基因组草图测序,分析细菌的phaC基因种类、代谢通路及系统进化关系;通过气相色谱分析细菌产PHA的累积量及组成。[结果] 从红树林土壤样品中分离得到97株细菌,其中13株带有phaC基因,包括坚强芽孢杆菌(Cytobacillus firmus)、弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)、除烃海杆菌(Marinobacter hydrocarbonoclasticus)和酯香微杆菌(Microbacterium esteraromaticum)。B. flexus MN15-19以丙酮酸盐为碳源,可累积细胞干重11%的PHA,同时具有固碳功能的还原性三羧酸循环通路,有开发成为固碳产PHA工程菌株的潜力。酯香微杆菌可产PHA,但是其phaC基因结构特殊,基因组注释未能识别出任何已知phaC基因。[结论] 研究发现红树林土壤可培养细菌中存在未知的PHA合成途径,说明红树林生态系统中的细菌具有资源挖掘的重要价值。

    • 氨氮对3种吸附态亚硝化单胞菌的抑制动力学

      2021, 48(11):3996-4005. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210067

      摘要 (70) HTML (39) PDF 662.88 K (80) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 氨氮浓度会明显影响亚硝化单胞菌的活性,但氨氮浓度对吸附态亚硝化单胞菌菌种的抑制动力学尚缺乏研究。[目的] 研究氨氮浓度对3种吸附态亚硝化单胞菌(Nitrosomonas eutropha CZ-4、Nitrosomonas halophila C-19和Nitrosomonas europaea SH-3)的影响。[方法] 以碳酸钙作为吸附基质,设定氨氮浓度为25-1 000 mg/L,测定3种亚硝化单胞菌(N.eutropha CZ-4、N. halophila C-19和N. europaea SH-3)的亚硝氮积累速率与最大比生长速率,并通过Edwares2模型建立氨氧化的抑制动力学方程。[结果] N. halophila C-19在初始氨氮浓度为50-100 mg/L时的亚硝氮积累最快,N. europaea SH-3的亚硝氮积累则在初始氨氮浓度为50-200 mg/L时最快,而N. eutropha CZ-4则适于在初始氨氮浓度为50-400 mg/L时积累亚硝氮;N. eutropha CZ-4的最大比生长速率出现在初始氨氮浓度为50-400 mg/L时,明显高于N. halophila C-19(25-100 mg/L),而N. europaea SH-3的生长速度在初始氨氮浓度为50-800 mg/L区间内无显著差异;N. europaea SH-3的KI(922.76 mg/L)显著高于N. eutropha CZ-4(597.88 mg/L),而CZ-4的KI又显著高于N. halophila C-19(186.24 mg/L),N. europaea SH-3的Km(72.06 mg/L)显著高于N. halophila C-19(23.23 mg/L)。[结论] 3种吸附态亚硝化单胞菌的生长和氨氧化对氨氮浓度变化的响应存在明显差异,对于认识不同亚硝化单胞菌在不同氨氮浓度污水中的功能并开发相应的工程技术具有重要意义。

    • 响应面分析法优化沙雷氏菌(Serratia sp.) AXJ-M对己烯雌酚的降解

      2021, 48(11):4006-4018. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210077

      摘要 (75) HTML (43) PDF 1.24 M (84) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 环境雌激素已成为目前干扰人类和动物内分泌系统而影响健康和生殖的一类新型环境污染物,利用微生物的降解作用修复被其污染的环境具有重要的现实意义。[目的] 以实验室保藏的一株己烯雌酚(Diethylstilbestrol,DES)降解菌沙雷氏菌(Serratia sp.) AXJ-M为对象,开展其对DES的降解特性及降解条件优化的实验研究。[方法] 利用单因素试验、Plackett-Burman因素筛选、最陡爬坡试验和Box-Behnken设计相结合的方法优化Serratia sp.AXJ-M对DES的降解条件。[结果] (NH42SO4、ZnCl2、胰蛋白胨被分别选做无机氮源、额外金属离子和外加营养物质时,对DES降解有明显的促进作用。利用Plackett-Burman实验确定(NH42SO4浓度、DES浓度、pH值为影响菌株AXJ-M降解DES的主要因素。在此基础上,采用最陡爬坡试验和Box-Behnken设计,确定菌株AXJ-M在(NH42SO4浓度1.48 g/L、ZnCl2浓度0.02 g/L、温度30℃、pH 7.19、DES浓度119.5 mg/L、接种量3%(体积分数)下培养7 d,菌株AXJ-M对DES的降解率达到76.89%,较未优化前提高了17.38%。[结论] Serratia sp.AXJ-M具有较高的DES降解能力,该菌可为生物修复受DES或其他人工合成雌激素污染的环境提供优良的微生物资源。

    • 菲降解菌Pseudomonas sp.JM2-gfp细胞特性对生物膜形成能力的影响及其在植物根表的定殖

      2021, 48(11):4019-4029. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210139

      摘要 (78) HTML (43) PDF 5.12 M (71) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 多环芳烃是农田土壤中的主要有机污染物,可通过作物根系进入食物链威胁人类健康。采用高效降解菌在植物根际形成生物膜是一种经济可行的生态阻控策略,而细菌细胞特性是影响其表面粘附并进行初始成膜的关键。[目的] 探究菲高效降解菌Pseudomonassp. JM2-gfp的细胞特性对自聚集成膜过程的影响,观察其在小麦根表定殖成膜情况,为在土壤-根际系统中构建阻控屏障提供理论依据。[方法] 采用培养皿培养、结晶紫染色、接触角测量(Contact Angle Measurement,CAM)及定量方法测定JM2-gfp菌株细胞特性,采用植物液体培养法形成生物膜,采用激光共聚焦显微镜(Confocal Laser Scanning Microscope,CLSM)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察和分析生物膜的结构特征。[结果] 菌株Pseudomonas sp. JM2-gfp生有鞭毛结构及疏水性细胞壁,并具备较强的运动能力、初始粘附率和自聚集能力。JM2-gfp菌株具有良好的成膜及降解能力,48 h菲降解效率是浮游态菌株的2.5倍。成膜过程呈现明显的周期性变化,2 d时生物膜量达最大值。2 d内生物膜厚度约为32.8μm,生物膜上分泌多种胞外基质物质(Extracellular Polymeric Substances,EPS),其中碳水化合物和蛋白质含量分别为74.68 μg/mL和211.9 μg/mL。小麦根系与菌液共培养4 d后,JM2-gfp菌株可在根表形成稳定的生物膜,并进一步定殖到根和茎、叶组织内部。[结论] 菲胁迫下,Pseudomonas sp. JM2-gfp降解菌易于在载体表面附着聚集形成生物膜,降解能力也随之增强,其在植物根表定殖成膜的结果为阻控土壤有机污染物进入作物体内提供了一种新的技术策略。

    • 镉胁迫对2种油菜土壤真菌群落的影响

      2021, 48(11):4030-4045. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210145

      摘要 (74) HTML (41) PDF 4.08 M (89) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 人类活动引起的农田重金属污染已成为严重的环境问题。镉(Cd)是最具毒性的重金属之一,能对人体和生态系统构成威胁。[目的] 研究不同浓度镉处理对2种油菜(甘蓝型油菜和芥菜型油菜)的土壤(根际和非根际)真菌群落的影响,为镉的生物修复和健康风险评估提供理论基础。[方法] 对2种油菜土壤(根际和非根际)真菌转录间隔区(Internal Transcribed Spacer,ITS)进行高通量测序,分析镉对根际和非根际土壤真菌群落的影响。[结果] 镉胁迫改变了土壤真菌群落的组成和结构,但对2种油菜土壤真菌群落的α多样性几乎无显著影响。土壤镉浓度和生物量与2种油菜根际土壤真菌群落显著相关,芥菜型油菜非根际土壤真菌群落也与镉污染浓度显著相关。土壤真菌分子生态网络也受到镉污染的影响,甘蓝型油菜根际土壤网络稳定性降低,共生关系减少。甘蓝型油菜非根际土壤网络稳定性升高,但共生关系减少。芥菜型油菜的根际和非根际土壤的网络稳定性升高,而且共生关系增多。[结论] 镉污染会影响土壤系统中的本土真菌群落,从而可能进一步改变土壤的生态系统功能。

    • 降解1,3-二甲基-2-咪唑烷酮细菌的分离及功能评价

      2021, 48(11):4046-4053. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210417

      摘要 (86) HTML (39) PDF 3.43 M (80) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 1,3-二甲基-2-咪唑烷酮(1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinone,DMI)作为一种强极性非质子溶剂,在生产和应用过程的环境中有稳定残留问题,存在安全隐患。[目的] 分离筛选具有降解DMI能力的微生物菌株,为清除环境中残留的DMI提供优良的微生物菌种资源。[方法] 从DMI生产区域土壤采集样品分离DMI抗性微生物,采用形态学及分子生物学鉴定确定其分类地位,并对DMI降解能力进行测定。[结果] 分离到最高能够耐受5%(体积分数) DMI的微生物菌株,形态学及分子生物学鉴定初步表明获得的菌株DT-1和DT-2为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis);全细胞及细胞提取液均具有降解DMI的能力;其中菌株DT-1及其细胞提取液对1%(体积分数) DMI的降解率分别达到48%和68%。[结论] 从DMI生产区域土壤中分离到具有DMI降解能力的芽孢杆菌,不但可为DMI污染的微生物治理提供优良微生物资源,而且扩展了人们对芽孢杆菌生物学功能的认识。

    • >基因克隆及功能研究
    • 草菇过氧化氢酶基因(VvCAT1)异源表达及耐温度胁迫功能分析

      2021, 48(11):4054-4060. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210195

      摘要 (85) HTML (47) PDF 782.16 K (88) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 过氧化氢酶(catalase,CAT)参与真菌的生长发育,逆境胁迫时保护真菌免受氧化损伤。[目的] 实现草菇过氧化氢酶基因(VvCAT1)的异源表达,分析VvCAT1耐温度胁迫的功能。[方法] 克隆VvCAT1,构建过表达载体pBAR GPE1/VvCAT1,转化到大肠杆菌(Escherichia coli)菌株Stbl3中,异源表达草菇过氧化氢酶。测定温度胁迫后重组菌(pBAR GPE1/VvCAT1/Stbl3)与对照菌(pBAR GPE1/Stbl3)的过氧化氢酶活性和生长情况,验证VvCAT1的功能。[结果] 重组菌的CAT酶活性显著提高,生长情况显著优于对照菌。[结论] VvCAT1的导入及表达显著提高了大肠杆菌Stbl3的耐温度胁迫功能。

    • >农业微生物学
    • 一株羊源A型多杀性巴氏杆菌的全基因组测序及生物学特性分析

      2021, 48(11):4061-4074. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210173

      摘要 (91) HTML (37) PDF 3.11 M (79) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,Pm)是一种革兰氏阴性菌,可引起动物和人类的呼吸道疾病和败血症等。本实验室前期分离鉴定一株A型Pm HN02菌株。[目的] 通过对HN02菌株的全基因组测序及生物信息学分析,扩充多杀性巴氏杆菌的基因组数据库信息;通过毒力基因鉴定和系统进化树分析,明确该菌株含有的毒力基因和遗传进化关系,为临床预防和诊断提供理论依据。[方法] 使用单分子实时测序(Single Molecule Real Time Sequencing,SMRT)技术对Pm HN02菌株进行全基因组测序,利用Illumina测序校正后进行基因功能注释和生物信息学分析。使用PCR鉴定菌株毒力基因,并构建进化树进行分析。[结果] Pm HN02菌株全基因组大小为2 333 292 bp,GC含量为40.15mol%,预测到的编码基因有2 389个,包含19个rRNA (6个23S rRNA、6个16S rRNA、7个5S rRNA)、62个tRNA基因、5个sRNA;含84个串联重复序列、66个小卫星DNA、2个微卫星DNA、9个基因岛、9个前噬菌体;分别有1 648、2 190和1 917个基因注释在GO、KEGG和COG数据库中,而且大部分富集于Pm的代谢过程;还有85个III型分泌系统效应蛋白、191个表型突变基因、165个毒力因子相关基因。根据分析结果绘制该菌株的全基因组圈图,并将基因组信息提交至NCBI后获得登录号cp037865。PCR鉴定发现该菌株含有fimA、toxA等14个毒力基因,缺失了tadD等毒力基因。系统进化树分析发现该菌株同北京的Pm3菌株(MH150895.1)进化关系最接近。[结论] 研究完成了A型Pm HN02株的全基因组测序和生物学特性鉴定,揭示了其同国内外Pm分离株的进化关系,为预防Pm疾病流行和探索Pm致病机制提供了参考。

    • 类芽孢杆菌QHZ11-gfp在马铃薯植株上的定殖特征及促生效果

      2021, 48(11):4075-4086. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210236

      摘要 (118) HTML (43) PDF 9.94 M (82) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 生防菌在作物根系的有效定殖是其功能发挥的前提,而直观的跟踪技术和有效的定量方法是研究生防菌根系分布规律的重要工具。[目的] 研究马铃薯黑痣病病原菌立枯丝核菌(Rhizo ctonia solani) JT18的拮抗菌QHZ11在马铃薯植株上的定殖特征及对马铃薯的促生效果。[方法] 采用绿色荧光蛋白(Green Fluorescent Protein,GFP)对QHZ11进行标记,将标记菌株菌悬液、生物有机肥和无菌水分别接种至灭菌土壤,通过激光共聚焦显微技术和实时荧光定量PCR等方法观察和测定标记菌株在马铃薯植株不同部位的定殖特征、数量变化及对马铃薯的促生效果。[结果] pHAPII质粒成功导入QHZ11并可稳定遗传40代,记为QHZ11-gfp;菌株标记前后的菌落形态、生长曲线和对R.solani JT18的拮抗能力等基本一致。从第7天开始,相继在马铃薯芽上和根上发现了绿色荧光,说明QHZ11-gfp成功定殖到了马铃薯的芽、根等部位。QHZ11-gfp在根系和匍匐茎的定殖数量均呈现先升高至块茎形成期达到峰值后下降的趋势,并且在整个生育期根系的定殖数量始终大于匍匐茎。菌悬液和生物有机肥处理均显著促进了马铃薯根系的生长,并通过增加株高等农艺性状提高了块茎产量。其中,生物有机肥处理在各部位的荧光强度、定殖数量和对马铃薯的促生效果均显著优于菌悬液。[结论] QHZ11-gfp可在马铃薯植株上成功定殖并对马铃薯有良好的促生效果,将其制成生物有机肥促进了其定殖,使促生效果也更好。

    • 类芽孢杆菌QHZ11对马铃薯黑痣病的生防效果

      2021, 48(11):4087-4099. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210120

      摘要 (75) HTML (47) PDF 7.34 M (86) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 马铃薯黑痣病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的一种典型土传病害,目前该病害生物防治的菌种资源比较有限,相应菌株生防机制的研究更是缺乏。[目的] 明确马铃薯黑痣病病原菌立枯丝核菌(R. solani) JT18的拮抗菌QHZ11对马铃薯黑痣病的生防效果,揭示QHZ11对黑痣病的部分防治机理。[方法] 在灭菌土壤中分别接种R. solani JT18(CK),R. solani JT18和普通有机肥(Organic Fertilized,OF),R.solaniJT18和氨基酸有机肥(AA+OF)及R. solani JT18和QHZ11生物有机肥(BOF11),结合实时荧光定量PCR (Real-Time Fluorescence Quantitative PCR,RT-qPCR)等方法,研究马铃薯全生育期不同处理R.solaniJT18在马铃薯根际和植株不同部位的数量变化及拮抗菌QHZ11与R.solaniJT18的数量消长规律,同时比较不同处理黑痣病的病情指数及相应的防效。[结果] RT-qPCR结果表明,随马铃薯生育进程的推进,马铃薯根际、根系和匍匐茎R.solaniJT18的数量在各处理中均呈现先升高至块茎膨大期到达峰值后下降的趋势,而且各部位R.solaniJT18的数量为CK>OF>AA+OF>BOF11且根际>根系>匍匐茎;拮抗菌QHZ11的数量变化趋势与R.solaniJT18相同,但峰值在块茎形成期,并且同时期同一部位QHZ11的定殖数量均显著高于R.solaniJT18,甚至高出2个数量级,说明QHZ11占用了一定的营养资源和生态位点,严重抑制了R.solaniJT18的生长和繁殖。病情结果表明:CK病情指数最高,OF、AA+OF和BOF11处理均显著低于CK,其中BOF11处理发病最轻;生防结果则相反,为BOF11>AA+OF>OF处理,说明普通有机肥、氨基酸有机肥及生物有机肥均可不同程度地防治马铃薯黑痣病,其中以生物有机肥效果最显著。[结论] QHZ11以有机肥为载体施入土壤后,可以通过在马铃薯根际及植株不同部位竞争营养和生态位点,从而有效抑制黑痣病病原菌R.solaniJT18的生存和繁殖,起到显著的生防效果,这对QHZ11生物有机肥的应用和推广具有重要意义,并为进一步研究QHZ11的生防机制奠定了基础。

    • 野大豆内生假单胞菌YDX26的鉴定及促生抗逆特性

      2021, 48(11):4100-4110. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210123

      摘要 (74) HTML (42) PDF 1.75 M (90) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 野大豆具有栽培大豆所不具有的一些优良特性,这与其特有内生菌有关,已成为当下研究热点。[目的] 对野大豆内生细菌进行分离鉴定,并从中筛选出具有促生和抗逆潜能菌株。[方法] 以组织分离法和涂布划线法进行细菌分离培养;根据形态特征、生理生化特性及基于16S rRNA基因序列系统发育分析对菌株进行菌种鉴定;通过选择性培养基或比色法等对菌株进行促生特性分析,采用水培试验分析菌株对水稻幼苗生长的影响;利用盐胁迫及聚乙二醇(Polyethylene Glycol,PEG)-6000模拟干旱胁迫探究菌株抗逆性。[结果] 分离得到一株编号为YDX26的细菌,基于菌株形态、理化特性和16S rRNA基因序列系统发育分析,将菌株YDX26初步鉴定为假单胞菌(Pseudomona s sp.)。该菌株溶磷量为46.12 mg/L,吲哚-3-乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)活性为19.97 μg/mL, 1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-Amino-Cyclopropane-1-Carboxylic Acid,ACC)脱氨酶活性为3.95μmol/(mg·h)。菌株YDX26对水稻幼苗株高、根长、地上部干重与地下部干重均有明显促进作用,分别提高了17.34%、12.19%、5.32%和10.70%。相较于对照菌株DX22,在盐胁迫和干旱胁迫下,菌株YDX26表现出较好的耐盐和抗旱能力。[结论] 野大豆内生细菌菌株YDX26具有较好的促生、耐盐和抗旱能力,可以作为农业生产上新的菌种资源。

    • 稻田除草剂二氯喹啉酸降解菌15#的分离、鉴定及降解特性

      2021, 48(11):4111-4122. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210127

      摘要 (66) HTML (37) PDF 1.56 M (82) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 二氯喹啉酸(Quinclorac,QNC)是一种高选择性、激素类、低毒性除草剂,主要用于防治稻田稗草,持效期长,易于在土壤中积累而影响后茬作物的生长发育,而且环境中残留的QNC可对动物生长发育产生不良影响,并影响微生物的群落结构和丰度。[目的] 从稻田土壤中分离筛选出一株可降解除草剂QNC的菌株,鉴定并明确其降解特性。[方法] 通过形态学、生理生化试验、磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acid,PLFA)微生物鉴定、16S rRNA基因测序及分析鉴定菌株。通过单因素实验探究菌株的降解特性。[结果] 筛选得到一株编号为15#的QNC降解菌,被鉴定为无色杆菌属菌株(Achromobacter sp.)。降解特性研究结果表明,菌株15#的最佳培养条件为:30℃、pH为6.0、初始QNC浓度为100 mg/L、接种量为7%、添加质量分数为0.1%的酵母浸粉、氮源为蛋白胨,在此条件下培养21 d后QNC的降解率可达43.0%。[结论] 筛选到降解QNC新菌株并为该菌株的进一步研究提供理论基础。

    • 嗜线虫致病杆菌抑制灰葡萄孢的效应

      2021, 48(11):4123-4133. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210149

      摘要 (52) HTML (44) PDF 3.46 M (80) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 灰葡萄孢(Botrytis cinerea)是引起葡萄采后病害的主要病原菌之一,严重影响葡萄的贮期和品质,给葡萄产业带来极大损失。利用拮抗微生物抑制采后病原菌生长已逐渐成为防治葡萄采后灰霉病的重要手段。[目的] 利用昆虫病原线虫共生细菌广谱高效的抑菌特性,从现有共生细菌资源中筛选对灰葡萄孢具有高拮抗作用的菌株,为葡萄采后灰霉病的抑制提供新的材料和研究方向。[方法] 通过平板对峙培养法和菌丝生长速率法分离筛选拮抗共生细菌,并对优选的高效拮抗共生细菌进行16S rRNA基因序列进化分析,采用扫描电镜观察其对灰葡萄孢菌丝生长的影响,利用损伤接种法对红地球葡萄防治效果进行验证。[结果] 初步分离筛选共获得9株拮抗菌,复筛与复测得到一株抑菌效果显著的共生细菌(命名为ALL),经进化分析其为嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdus nematophila),其16S rRNA基因序列的Genbank登录号为MW488402,与菌株Xenorhabdus nematophi la NC116聚于同一分支,相似性达99.79%。扫描电镜观察该菌株导致灰葡萄孢菌丝扭曲变形、表面皱缩、失水塌陷,该菌株发酵(36 h)上清液浓度为1%时对灰葡萄孢菌丝抑制率达44.5%。在葡萄常温防效实验中,与对照组比较,ALL菌株发酵上清液对灰霉菌防治效果较好,3 d后防效为63.50%。[结论] 本研究应用昆虫病原线虫共生细菌生物防治葡萄贮期灰霉病,筛选出一株高效拮抗灰葡萄孢的昆虫病原线虫共生细菌,而且其上清液对灰葡萄孢具有良好的抑制效果,为生物防治贮期葡萄灰霉病提供了新的生物材料和相关研究基础。

    • 一株耐盐甲基杆菌Methylobacterium sp.W-1的分离及促生潜能研究

      2021, 48(11):4134-4144. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210172

      摘要 (67) HTML (43) PDF 2.42 M (92) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 多种甲基杆菌属细菌对寄主植物有促生作用,其分布区域较广。筛选具有耐盐与促生特性的甲基杆菌属菌株可为微生物菌肥的开发提供依据。[目的] 从新疆乌尔禾地区盐渍土壤中筛选耐盐促生菌,对其培养基成分进行优化及促生能力进行研究,为微生物菌肥的开发提供依据。[方法] 采用阿须贝无氮培养基筛选耐盐菌株,对菌株进行基因序列分析及生理生化测定,采用平板试验法初步研究该菌对拟南芥的生长影响。[结果] 筛选出中度耐盐菌株W-1,经鉴定为甲基杆菌属(Methylobacteriumsp.)。菌株生长最佳无机盐为NaCl,最适浓度为1%–3%,最高耐受浓度达7%。最佳氮源为酸水解酪蛋白,产生长素最高达33.53 mg/L。溶磷能力达28.71 mg/L。菌株W-1接种拟南芥幼苗后叶绿素a和叶绿素b含量均高于对照组,同时对其根系发育有显著的促进作用。[结论] 菌株W-1促生性能显著,可为生物肥料制备提供菌种资源。

    • 马铃薯疮痂病菌Streptomyces scabies拮抗细菌的筛选及BKS104鉴定

      2021, 48(11):4145-4155. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210182

      摘要 (65) HTML (36) PDF 13.90 M (115) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 近年来,马铃薯疮痂病的危害态势逐渐上升,在全国各主要产区均有发生,目前由于缺乏有效的防治手段,已造成了严重的经济损失。生物防治是防治土传病害的有效途径,逐渐成为了研究热点。[目的] 筛选对马铃薯疮痂病菌具有较高拮抗效果的菌株,为生防菌剂的开发提供菌种资源,同时也为马铃薯疮痂病的防治奠定理论基础。[方法] 采用平板对峙法和牛津杯试验法对分离得到的菌株进行初筛和复筛,并通过形态特征、生理生化特征及16S rRNA基因、gyrB基因序列分析结果对菌株进行鉴定。通过平板对峙法测定菌株的抑菌谱。[结果] 获得一株具有明显拮抗效果的菌株BKS104,抑菌直径达到43 mm,防效达到85%。其菌落圆形、乳白色、不透明、表面有光泽,边缘整齐,菌体杆状,革兰氏阳性菌。结合16S rRNA基因、gyrB基因的测序结果将其鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,并对8种植物病原真菌均具有抑制效果。[结论] 菌株BKS104为贝莱斯芽孢杆菌,可以有效抑制马铃薯疮痂病菌的生长,安全性高,具有良好的生防潜力。

    • 不同生物有机肥对连作菠萝生长及防控心腐病效果

      2021, 48(11):4156-4166. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210203

      摘要 (47) HTML (41) PDF 1.02 M (54) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 菠萝心腐病是菠萝生产中常见的土传病害。[目的] 促进连作菠萝的高效栽培并提高病害防效。[方法] 采集连作发病菠萝园土壤,利用盆栽实验研究3种载体(椰糠、泥炭土、菜籽饼)和生防菌株(枯草芽孢杆菌HL2、链霉菌株HL3)与商品普通有机肥共同堆制成的生物有机肥对菠萝植株生长及菠萝心腐病防控效果的影响。[结果] 与化肥处理(CK)相比,施用生物有机肥处理能促进菠萝植株的生长,显著增加鲜重(叶、茎、根)、干重(叶、茎、根)和D叶长(菠萝植株叶片束起时最长的叶片长度);与化肥处理(CK)相比,施用生物有机肥处理均能降低菠萝心腐病发病率;施用商品普通有机肥处理(YJ)防病能力较差,而生物有机肥处理(KC)的防控效果最好,其次为生物有机肥处理(KY、KN、LY),防控效果均为83.5%。相关分析表明,土壤病原菌(烟草疫霉菌)含量与放线菌、有机质、pH呈极显著负相关关系(p<0.001),与土壤速效钾含量呈显著正相关关系(p<0.05),与发病率呈显著正相关关系(p<0.01)。[结论] 施用生物有机肥可促进菠萝植株生长、降低发病率,对菠萝心腐病有较好的防效,可为菠萝产业健康发展提供参考。

    • >食品微生物学
    • 谷物蛋白对白酒发酵过程中微生物群落及其代谢多样性的调控

      2021, 48(11):4167-4177. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210228

      摘要 (77) HTML (124) PDF 940.04 K (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 在白酒发酵过程中,原料中的谷物蛋白可为微生物的生长提供氮源等营养物质,进而形成多种代谢产物。谷物蛋白可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。然而,谷物蛋白对微生物多样性及其代谢产物多样性的调控尚不明确。[目的] 揭示白酒发酵过程中与微生物多样性及其代谢产物多样性显著相关的关键谷物蛋白种类及其调控作用。[方法] 通过Osborne法测定不同品种高粱中谷物蛋白的组成;采用多组学联用技术解析4种高粱在发酵过程中的微生物菌群多样性及代谢产物多样性;通过模拟发酵揭示原料中影响微生物群落及其代谢多样性的关键蛋白。[结果] 4种高粱中的谷物蛋白组成存在显著差异(ANOSIM:R=0.85,P=0.001);4种高粱在发酵第5天时,S4高粱的细菌多样性显著(P<0.05)高于其他3种高粱,S3高粱中微生物的代谢产物多样性显著(P<0.05)高于其他3种高粱;清蛋白和球蛋白含量与发酵第5天的优势细菌多样性(R2=0.34,P<0.05;R2=0.58,P<0.05)和代谢产物多样性呈显著正相关(R2=0.58,P<0.05;R2=0.36,P<0.05),被定义为关键蛋白;模拟发酵实验验证了优势细菌多样性和代谢产物多样性可随着2种关键蛋白即清蛋白和球蛋白含量的升高而升高。当清蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.72和0.65;当球蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.66和0.81。[结论] 研究揭示了酿造原料中的清蛋白和球蛋白对发酵过程中细菌多样性及代谢产物多样性的调控作用,为提高白酒发酵的可控性及质量提供了依据。

    • 中高温大曲制作过程中火圈真菌菌群演替规律及其风味功能

      2021, 48(11):4178-4189. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210045

      摘要 (60) HTML (49) PDF 7.39 M (65) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 大曲真菌为白酒发酵过程提供发酵剂和糖化剂,火圈为白酒生产提供重要的风味物质,但针对火圈真菌的菌群演替规律及风味功能尚不清楚。[目的] 探索中高温大曲火圈真菌菌群演替规律及风味功能,为优化制曲工艺,提升白酒品质提供理论支撑。[方法] 使用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术和内转录间隔区扩增子测序技术,结合中高温大曲制作过程火圈的理化参数,采用冗余分析的手段对大曲制作过程中火圈真菌演替规律及风味功能进行解析。[结果] 大曲火圈中的乙酸乙酯、丁酸乙酯、正己酸乙酯、乳酸吡喃糖苷甲酯和油酸乙酯等酯类化合物,苯乙酸乙酯、2,4-二甲基苯甲醛、苯甲醇和苯乙醇等芳香族化合物,酸类化合物乙酸,醇类化合物3-辛醇、糠醇等化合物的含量高于曲皮、曲心中的含量。大曲制作过程中从第4阶段开始,火圈位置温度>40℃,还原糖的含量>2%,产生美拉德反应,火圈逐渐形成。库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)、扣囊复膜酵母(Saccharomycopsis fibuligera)是火圈中的优势真菌,在大曲制作的第2-3阶段占据了95%以上的丰度,此时火圈真菌的多样性最低。[结论] 中高温大曲火圈真菌群落演替主要受还原糖含量和温度的影响。大曲火圈为白酒生产提供了重要的酯类、芳香族、酸类、醇类化合物等风味物质,以及P.kudriavzevii、S.fibuligera等白酒发酵的核心酵母菌群,对白酒的生产起着重要的作用。研究结果进一步加深了对火圈的认识,为制曲工艺的调整、白酒品质的提升提供理论依据。

    • >兽医微生物学
    • 牛种布鲁氏菌2308不同途径小鼠感染模型的建立与评估

      2021, 48(11):4190-4197. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210194

      摘要 (61) HTML (68) PDF 845.14 K (68) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 布鲁氏菌可经口、皮肤、黏膜和呼吸道感染人和动物。小鼠是布鲁氏菌研究中最常用的模型动物。[目的] 建立牛种布鲁氏菌2308不同途径和剂量感染BALB/c小鼠的模型,为布鲁氏菌小鼠感染试验提供参考。[方法] 用101-105 CFU这5个不同感染剂量,分别经注射、口服和点眼方式感染BALB/c小鼠。在感染后不同时间点采集小鼠血清,检测IgG、IgM、IgA抗体含量、脾脏重量及脾脏含菌量,评价布鲁氏菌经不同途径感染BALB/c小鼠的效果。[结果] 10 CFU是注射感染BALB/c小鼠的最小感染剂量;105 CFU是口服感染BALB/c小鼠的最小感染剂量。101-105 CFU这5个不同感染剂量经点眼途径均未能成功感染BALB/c小鼠。在105 CFU感染剂量下,口服与注射感染组小鼠每克脾脏平均含菌量分别为105.673 CFU/g和105.009 CFU/g,无显著差异(P>0.05),但口服感染组小鼠脾脏平均重量为0.310 g,显著高于注射感染组0.165 g (P<0.01)。在试验期内,注射感染组和口服感染组小鼠体内IgG抗体的滴度均随感染时间延长而持续升高;整体上,口服感染组IgG抗体峰值显著高于注射感染组;2组IgM抗体变化趋势一致;口服感染组有2只小鼠在感染28 d后产生IgA抗体,注射感染组均未检测到IgA抗体。[结论] 建立了牛种布鲁氏菌2308通过不同途径感染BALB/c小鼠的模型。

    • 一株猪源化脓隐秘杆菌的鉴定、生物学特性研究与基因组分析

      2021, 48(11):4198-4208. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210114

      摘要 (70) HTML (42) PDF 4.14 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 化脓隐秘杆菌作为一种条件致病菌,常与蓝耳病病毒、猪圆环病病毒、巴氏杆菌等混合感染猪,引起各种非特异性化脓性感染,部分临床症状与副猪嗜血杆菌相似。本试验从江西某猪场一起因呼吸道症状急性死亡病猪的肺脏分离到一株具有β溶血特性、疑似化脓隐秘杆菌的细菌病原。[目的] 鉴定该病原的菌属种类、生物学特性及基因组特征,为该菌疾病的基础研究与临床防控奠定理论基础。[方法] 采用透射电镜、扫描电镜结合PCR鉴定等方法对菌属种类进行鉴定;通过动物实验、药敏试验,分析菌株的生物学特性;借助全基因组测序、生物信息学等技术发掘该菌的基因组特征。[结果] 形态观察、16S rRNA基因鉴定及系统发育分析证实,该分离菌株是化脓隐秘杆菌,命名为JX18;药敏试验表明,该菌株对克林霉素和林可霉素不敏感,对其余所选药物均敏感;动物实验结果显示,对小鼠腹腔攻毒后,小鼠腹部出现明显脓肿病灶,最高剂量组的小鼠全部死亡;全基因组测序结果表明,该菌株携带plo、nanH、nanP、fimA、fimC、fimE等重要毒力基因,并且与其他化脓隐秘杆菌菌株毒力基因的相似性较高;根据同源基因数据库(Cluster of Orthologous Groups,COG)预测,菌株JX18中参与碳水化合物代谢的基因占比最高;通过毒力基因数据库(virulence factor database,VFDB)、UniProtKB/Swiss-Prot等数据库预测,JX18菌株基因组中携带有多个组氨酸激酶、反应调节因子等与细菌双组分调控系统相关基因,以及多种与粘附、侵入及分泌系统相关的毒力基因。[结论] 在江西省分离鉴定出一株猪源强致病性化脓隐秘杆菌,丰富了猪源化脓隐秘杆菌病原信息,为进一步开展猪源化脓隐秘杆菌相关研究与防控奠定了理论依据。

    • >微生物工程与药物研究
    • 肠炎沙门氏菌基因工程减毒株的免疫效果及安全性评价

      2021, 48(11):4209-4220. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210217

      摘要 (56) HTML (61) PDF 10.81 M (89) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 相较于灭活疫苗和弱毒疫苗,沙门氏菌(Salmonella)基因工程减毒活疫苗具有的优越性逐渐显现,研究也不断深入。[目的] 探究肠炎沙门氏菌G9菌株的4株基因缺失株G9(ΔhilA)、G9(ΔhilD)、G9(ΔssrABhilA)和G9(ΔssrABhilAhilD)的免疫效果及生物安全性。[方法] 以肠炎沙门氏菌基因缺失菌株G9(ΔhilA)、G9(ΔhilD)、G9(ΔssrABhilA)、G9(ΔssrABhilAhilD)及其亲本菌株G9的最佳免疫剂量接种小鼠后,利用间接ELISA法、流式细胞术、MTT法、小鼠攻毒试验及倾注平板法等对各缺失株的免疫效果和安全性进行评价。[结果] G9(ΔhilD)诱导血清IgG抗体效价最高,G9(ΔhilD)和G9(ΔssrABhilAhilD)产生肠黏膜IgA抗体效价最高,4株缺失菌诱导IL-4、IL-10、IFN-γ、TNF-β、MCP-1细胞因子的能力与亲本株G9差异不显著(P>0.05),产生的CD4+/CD3+、CD8+/CD3+ T细胞比率呈上升趋势,而且G9(ΔssrABhilA)和G9(ΔssrABhilAhilD)最高;G9(ΔssrABhilAhilD)诱发的脾淋巴细胞增殖指数最高;免疫小鼠后4株缺失株对G9攻毒提供的保护率为80%-100%,而且小鼠肝脏、脾脏及小肠绒毛无明显病理变化,对鼠伤寒沙门氏菌攻毒提供的保护率为50%-80%;接种后12 d,小鼠肝脏、脾脏及小肠中定殖的菌株能基本清除,而且在体外能连续稳定传代30代。[结论] G9(ΔhilA)、G9(ΔhilD)、G9(ΔssrABhilA)和G9(ΔssrABhilAhilD)对小鼠的免疫效果和生物安全性均良好,有成为肠炎沙门氏菌基因工程减毒活疫苗的可能。

    • >药物微生物学
    • 表观遗传的化学干预对金龟子绿僵菌次生代谢产物影响的研究

      2021, 48(11):4221-4231. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210066

      摘要 (47) HTML (45) PDF 992.47 K (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 表观遗传酶类化学抑制剂对真菌的影响研究主要集中在新次生代谢产物挖掘方面,而对大量已知次生代谢物含量的变化却关注较少。金龟子绿僵菌是一种常用杀虫真菌,能代谢出多种已知生物活性物质,其含量可能会影响到该菌与环境间关系及利用潜力。[目的] 评估组蛋白去乙酰化酶和DNA甲基转移酶的化学抑制剂对金龟子绿僵菌代谢物安全性和可利用性的影响。[方法] 在金龟子绿僵菌培养基中添加表观遗传酶类化学抑制剂,培养一定时间后用高分辨液质联用及标准品对照方法分析次生代谢产物变化。根据差异代谢物的生物活性评估化学抑制剂的影响。[结果] 高分辨液质联用分析结果表明当抑制剂浓度达500μmol/L时,金龟子绿僵菌有16种主要次生代谢产物出现明显量的变化,包括destruxin A、A1、A2、B、B1、B2、E、E2、Ed、didesmethyldestruxin C、dihydrodestruxin A、desmethyldestruxin B、12-hydroxyovalicin、subglutinol C、fungerin和ustilagic Acid C。其中,丁酸钠处理可使15种主要代谢物含量升高。苯甲酰胺可使12种主要代谢物含量升高。伏立诺他虽然仅能使10种主要代谢物含量升高,但部分代谢物的升高幅度明显高于前两者。2种DNA甲基转移酶抑制剂可使金龟子绿僵菌代谢物中绿僵菌素类代谢物含量普遍下降。[结论] 组蛋白去乙酰化酶抑制剂可引起金龟子绿僵菌主要代谢物含量普遍升高,而DNA甲基转移酶抑制剂使金龟子绿僵菌的绿僵菌素含量普遍下降。由于变化的代谢物都具有显著的杀虫、免疫抑制或抗菌抗癌等生物活性,因此上述化学抑制剂可增强或降低金龟子绿僵菌对环境中昆虫毒性,同时也增加或降低其代谢物利用潜力。另外,subglutinol C、fungerin和ustilagic Acid C是首次在金龟子绿僵菌中被发现。

    • >简报
    • 担子菌门总革菌科中国新记录种紫黑点壳菌

      2021, 48(11):4232-4239. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210155

      摘要 (37) HTML (45) PDF 12.11 M (67) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 在陕西省的毛泡桐腐木桩上观察和采集到一株绒毛状真菌子实体,编号为HMNWAFU-CF-HS002。[目的] 为了确定该菌的分类地位,对其进行形态观察及分子鉴定。[方法] 获取宏观彩色图像并对显微结构进行测量、统计和绘图。此外,用PDA培养基分离纯化该菌的培养物,并结合最大似然法、最大简约法和贝叶斯法进行rDNA ITS分子系统学研究。[结果] HMNWAFU-CF-HS002的形态特征与Punctularia atropurpurascens高度相似。系统发育分析将HMNWAFU-CF-HS002聚在P.atropurpurascens的单系分支中。[结论] 结合形态学特征与系统发育结果,HMNWAFU-CF-HS002被鉴定紫黑点壳菌(Punctularia atropurpurascens),为中国的新记录种。此外,毛泡桐为其新记录寄主。至此,Punctularia属下的3个种,均在中国有分布记录。

    • >专论与综述
    • 猪流行性腹泻病毒诱导的猪肠道-乳腺-sIgA轴以及免疫机制探讨

      2021, 48(11):4240-4249. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210041

      摘要 (59) HTML (67) PDF 1.71 M (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:猪的“肠道-乳腺-sIgA轴”免疫通路是指侵染猪的胃肠道病原通过胃肠道免疫可以激发乳腺产生sIgA;sIgA被初生仔猪摄取可以获得针对胃肠道病原的被动免疫保护。该免疫通路的反应动力模式涉及病原侵染、抗原提呈、淋巴细胞活化、淋巴细胞的肠道和乳腺归巢以及抗体分泌等诸多环节,受到病原毒力、母猪的妊娠阶段及免疫生理状态等众多因素影响。目前,猪流行性腹泻病毒(Porcine Epidemic Diarrhea Virus,PEDV)诱发的“肠道-乳腺-sIgA轴”的理论可以解释自然感染状态下哺乳仔猪获得的被动免疫保护,但根据这一概念所设计的疫苗和免疫方案并未取得满意效果。本文综述了PEDV感染和宿主免疫各个环节的研究现状,分析了影响PEDV免疫和肠道-乳腺-sIgA轴系反应的关键病原和宿主因素,提出了在轴系理论基础上应重视PEDV灭活疫苗以及特异IgG作用的建议。

    • 宏基因组学及其在口腔微生物研究中的应用

      2021, 48(11):4250-4260. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210103

      摘要 (73) HTML (140) PDF 582.38 K (87) 评论 (0) 收藏

      摘要:宏基因组是指环境中所有微生物的遗传物质总和。宏基因组学技术可以最大限度地利用环境中的微生物资源,受到了国内外微生物研究者的重点关注。口腔中寄居着大量的微生物群落,以往对口腔疾病微生物的研究大多局限于单纯的细菌培养技术,然而,由于培养技术的局限性,部分微生物很难或根本不能培养,宏基因组学技术打破了这一局限性,帮助人类发掘更丰富的口腔微生物资源。最近,以宏基因组学测序为基础的研究描绘出了口腔生态系统的图谱,越来越多的实验证明口腔微生物组在各种口腔疾病甚至全身系统性疾病中的重要作用。同时,这也为基于人类微生物组的诊断和治疗开辟了新的途径。本综述旨在说明宏基因组学是研究人类口腔疾病及全身疾病相关微生物的得力工具,而且具有广阔的发展前景,同时也讨论了宏基因组学在应用中有待克服的局限性。

    • 常见肠道菌群代谢产物作为疾病诊断的指针的研究进展

      2021, 48(11):4261-4274. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210071

      摘要 (74) HTML (52) PDF 588.94 K (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类肠道菌群能够产生多种代谢产物或与人体相互作用产生肠道菌群-宿主共代谢物,显著影响人体各大系统的生理功能。当人体健康状态以及肠道菌群发生变化时,肠道代谢物的种类和含量也会相应受到影响,因此肠道菌群代谢产物具有作为疾病诊断指针的巨大潜力。本文总结了常见的几类肠道微生物代谢产物,包括糖类、胆碱代谢物、脂质、氨基酸与肽类、维生素、胆汁酸、短链脂肪酸、酚、苯甲酰基和苯基衍生物等,及其在不同疾病状态下的作用机理,以期更好地理解肠道菌群、代谢产物和疾病之间的相关性,为疾病的预防、诊断和治疗提供新的靶点。

    • “细菌移位”还是“细菌易位”?

      2021, 48(11):4275-4281. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210081

      摘要 (60) HTML (35) PDF 1.17 M (60) 评论 (0) 收藏

      摘要:关于“Bacterial translocation”的研究虽已有几十年的历史,但是国内文献对将“Bacterial Translocation”翻译为“细菌移位”还是“细菌易位”还一直存在广泛争议。为对“Bacterial Translocation”的准确翻译提供理论依据,本文阐明了其研究背景及定义、发生机制及生物学意义;系统总结了国内文献中“细菌移位”和“细菌易位”的使用现状,从中文词义和生物学过程2个角度探讨了“Bacterial Translocation”对应的中文翻译;最终认定翻译为“细菌移位”更准确、认可度更高、更有利于推进相关研究的规范化。

    • 丛枝菌根真菌在蔬菜生产中的研究进展

      2021, 48(11):4282-4295. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210059

      摘要 (62) HTML (44) PDF 1002.64 K (59) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)在设施蔬菜生产中的应用表明,在蔬菜的育苗过程中接种AMF可以生产出秧苗质量好、抗性强、品质高的菌根苗。通过对AMF的作用效果分析,发现接种AMF可以改善蔬菜营养与水分的供应状况,增强蔬菜对环境胁迫的耐受性,增加蔬菜根部疾病及线虫的抗性,提高蔬菜产量和产品质量,具有重要的农业意义。基于AMF对于蔬菜的有益作用,本文综述了AMF在促进蔬菜生长、提高蔬菜产量和品质、缓解其非生物胁迫和控制病原菌以及与其他生物防治剂(或农药)联合施用等方面的研究进展,以期为AMF在蔬菜生产中的应用提供参考。

    • 豆类炭疽病病原物种类及其发生研究进展

      2021, 48(11):4296-4305. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210075

      摘要 (34) HTML (45) PDF 11.24 M (235) 评论 (0) 收藏

      摘要:炭疽病是重要的世界性植物病害,造成大豆、绿豆等品质变劣,产量损失严重。本文综述了国内外大豆炭疽病的发生情况、炭疽菌种类及其特征,为了解该病的流行病学和科学防治提供理论依据。

    • 短链脂肪酸调控骨代谢的作用及机制的研究进展

      2021, 48(11):4306-4314. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210125

      摘要 (48) HTML (41) PDF 1.48 M (80) 评论 (0) 收藏

      摘要:肠道菌群紊乱可导致宿主病理性骨质流失,其通过产生的代谢物从肠道扩散到体循环对骨代谢发挥重要的调控作用。短链脂肪酸(Short Chain Fatty Acids,SCFAs)是肠道细菌产生的代谢物家族中最受关注的代谢产物,近年来研究表明,SCFAs在骨代谢相关疾病的发生发展中具有重要调节作用。本文就其在骨骼系统中的作用、调节骨组织中细胞的机制及作为靶点防治骨代谢疾病骨质疏松的研究进行综述,并为此新兴且具有前景的研究领域在未来的基础研究和转化研究提供展望。

    • 微生物角蛋白酶的特性及其应用研究进展

      2021, 48(11):4315-4326. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210152

      摘要 (71) HTML (43) PDF 713.33 K (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:角蛋白作为家禽加工和农业废弃物的主要成分,因其结构中富含能抵抗普通蛋白酶和化学催化剂降解的稳定交联二硫键而难以被利用,因此每年都在环境中大量积累,造成了严重的环境污染。微生物角蛋白酶可将角蛋白废弃物转化为可再次利用的产物,带来了经济的可行性及环境的可持续发展。本文主要综述了角蛋白酶的生物化学特性、角蛋白酶的基本结构及其表达特性,总结了其应用价值及角蛋白降解机制,最后展望了微生物角蛋白酶的进一步研究方向。

    • 窖泥群落结构及功能微生物研究进展

      2021, 48(11):4327-4343. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210154

      摘要 (43) HTML (33) PDF 869.06 K (78) 评论 (0) 收藏

      摘要:窖泥是浓香型白酒的特征发酵载体,包含多种功能微生物,这些功能微生物对浓香型白酒的风格特征和品质有着重要的影响。本文对不同窖龄窖泥、不同浓香型白酒产地的窖泥及不同质量窖泥的窖泥微生物研究进展进行总结分析,并在此基础上对窖泥主体微生物的功能进行阐述。以期为窖泥微生物的研究提供思路,为浓香型白酒的质量和香味成分研究提供思考,促进窖泥微生物的研究,加深对浓香型白酒窖泥的认知。

    • 根癌农杆菌介导真菌遗传转化的研究及应用

      2021, 48(11):4344-4363. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210156

      摘要 (35) HTML (48) PDF 3.05 M (48) 评论 (0) 收藏

      摘要:根癌农杆菌介导转化法(Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,ATMT)具有转化效率高、遗传稳定、适用范围广等诸多优点,已成为真菌遗传转化研究中的强有力手段,在真菌基因资源开发、真菌性疾病研究和外源蛋白表达研究中发挥巨大作用。本文概述了根癌农杆菌转化法在真菌转化中的研究进展、技术优缺点、转化机制、实验方法和应用现状,着重介绍影响其转化效率的因素并对优化方法进行探讨,展望了该技术在真菌基因资源发掘、基因编辑等方面的应用前景,为今后真菌的遗传转化研究提供参考。

    • Meta分析在细菌耐药性研究中的应用与展望

      2021, 48(11):4364-4376. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210158

      摘要 (90) HTML (39) PDF 3.52 M (90) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着抗生素的大量不规范使用,细菌耐药性不断增强,导致耐药及多重耐药细菌的出现,严重威胁着人类健康。运用统计学方法对耐药性相关研究进行汇总与多元分析,有助于更好地了解全球细菌耐药性的流行与分布,明晰细菌耐药性形成规律与机制的共性问题。Meta分析是一种将多个同类型研究进行综合分析的统计学方法,已广泛应用于细菌耐药性的研究。本文简要描述了Meta分析的起源及基本流程,并采用文献计量的方法对2000-2020年关于Meta分析在细菌耐药性研究中的应用进行系统综述;进一步总结并阐述了Meta分析在细菌耐药性领域应用的成功案例和结论,而且对Meta分析方法在细菌耐药性领域中的进一步研究进行了展望,以期推动该方法在细菌耐药性研究中的应用,为耐药性问题的系统阐释和有效控制提供可靠的工具。

    • 顺式和反式-AT型聚酮合酶研究进展及应用

      2021, 48(11):4377-4386. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210178

      摘要 (44) HTML (37) PDF 2.10 M (76) 评论 (0) 收藏

      摘要:聚酮类化合物因广泛应用于医药等方面而被大家所熟知,Ⅰ型聚酮合酶(Polyketide Synthase,PKS)在催化聚酮类化合物的生物合成中起着重要的作用。根据不同的酰基转移酶(Acyltransferase,AT)结构域,I型PKS可分为顺式-AT (cis-Acyltransferase,cis-AT)型PKS和反式-AT (trans-Acyltransferase,trans-AT)型PKS,目前cis-AT型PKS研究得比较透彻,trans-AT型PKS相关研究成为当今热点。本文总结了cis-AT型PKS和trans-AT型PKS的联系与区别、工程进展、相关应用以及目前存在的问题,以期为了解cis-AT型PKS和trans-AT型PKS在聚酮化合物合成中的作用提供参考。

    • 病原真菌中潜在的铁死亡通路:功能与研究展望

      2021, 48(11):4387-4397. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210186

      摘要 (56) HTML (41) PDF 1.08 M (61) 评论 (0) 收藏

      摘要:铁死亡是一种铁离子参与、使细胞内脂质过氧化物积累到致死水平的新型程序性细胞死亡形式。目前,铁死亡的作用与机制在动物细胞已广泛、深入研究,而真菌铁死亡研究才刚刚起步。本综述旨在探讨铁离子稳态调控因子、膜脂抗氧化系统及脂质过氧化酶促系统这3种已知的铁死亡调控途径,列举它们在真菌中的同源蛋白的生物学功能。我们推测,病原真菌细胞铁死亡也许广泛参与其生长发育和致病性方面的调控,铁死亡调控通路有可能成为真菌病害防控的新的潜在靶标。

    • 生物胺降解酶研究进展及其应用

      2021, 48(11):4398-4411. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210201

      摘要 (46) HTML (45) PDF 1.07 M (104) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物胺是存在于发酵食品和酒精饮料中的潜在胺类危害物。如果人体摄入过量的生物胺,则会引起呼吸困难、呕吐和发烧等过敏反应。生物胺降解酶是通过将生物胺氧化成醛类物质来实现降解生物胺的一类酶。目前发现的具有降解生物胺能力的酶主要包括胺氧化酶、胺脱氢酶和多铜氧化酶。本文详细阐述了这3类主要生物胺降解酶的催化机理、底物特异性、酶学性质、应用特性和它们对生物胺的降解效果,归纳和总结了生物胺降解酶的异源表达和分子改造的研究进展,并对生物胺降解酶在基因挖掘、分子改造和表达等方面的研究趋势进行了展望,以期为研究和开发食品中生物胺的酶法降解策略提供参考。

    • 营养相互作用对传统发酵食品微生物群落构建的推动作用研究进展

      2021, 48(11):4412-4424. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210227

      摘要 (54) HTML (49) PDF 721.78 K (74) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统发酵食品是由自然接种的多微生物组成的混菌体系,了解微生物群落自发式构建的机制是认识发酵机理和调控发酵的关键。尽管大量的测序数据已经对传统发酵食品中微生物群落的结构和功能有了较为清晰的认识,但是仍然不清楚微生物群落自发式构建的机制。本文提出微生物群落是分布式的代谢系统,微生物之间的营养相互作用推动了传统发酵食品微生物群落的自发式构建。本文主要阐述了营养相互作用的概念、发生的机理以及研究方法体系,整理了传统发酵食品中微生物之间营养相互作用的研究进展,并提出了未来的研究方向。通过营养相互作用推动的传统发酵食品微生物群落的自发式构建有助于定向控制发酵过程中的微生物种类、提高生产效率和改善发酵质量。

    • >高校教改纵横
    • 探索性试验在畜牧微生物学实验教学中的实践与思考

      2021, 48(11):4425-4431. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210037

      摘要 (47) HTML (38) PDF 513.21 K (70) 评论 (0) 收藏

      摘要:畜牧微生物学是一门应用性极强的课程,教师演示、学生重现的传统微生物学实验无法满足培养畜牧创新人才的需求。为提高学生在畜牧生产中灵活运用微生物学知识分析和解决实际问题的能力,经5年的摸索,针对畜牧微生物学实验,我们逐渐完善了一套理论课程铺垫、基础操作技能传授与探索性试验提升相结合的教学模式。该模式激发了学生的创新动力,提高了学生的科研能力。

    • “线上线下混合式”微生物学课程教学改革与实践

      2021, 48(11):4432-4443. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210092

      摘要 (79) HTML (35) PDF 2.15 M (73) 评论 (0) 收藏

      摘要:为更好地响应教育部“金课建设”的号召,我们将“以学生为中心”作为教学改革的根本目标,将全面落实培养学生能力素质作为教学改革的根本任务,结合现代教育教学理念和方法,采用线上线下混合式教学模式对微生物学课程教学进行改革。线上:(1)依托超星泛雅网络教学平台提供课程教学相关的全部资源。主要有课程基本资源、辅助资源和拓展资源,供学生课外自学;章节教学设计,包括自学提纲、名师慕课、教学互动和作业练习等,供学生课前自学、课内互动和课后复习;阶段性调查问卷和意见建议,供学生进行教学评价和教师教学反思。(2)依托“学习通”手机APP实现教师和学生课内外实时互动交流,包括任务布置、学习检测、答疑质疑、教学互动、课程反馈等。线下:主要以课堂教学为载体,根据学生线上学习情况和教学设计,针对不同类型的知识进行分类教学,采用多种教学互动方法,巩固自学效果、加强重点、解析难点,在夯实基础的同时注重对学生多方面能力素质的培养。改革结果显示,学生对教学改革的方法和效果都非常认可,认为教学改革的目标明确、重点突出、手段优化,能够启发思维、激发兴趣,能够有效提高课堂参与度,提升主观能动性,使自身能力素质得到综合提升。

    • 微视频资源在微生物学实验教学中的应用

      2021, 48(11):4444-4449. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210146

      摘要 (59) HTML (40) PDF 424.12 K (87) 评论 (0) 收藏

      摘要:微生物学实验是生物类各专业的一门基础课程,该课程对学生基础操作技能的提高和创新能力的培养至关重要。针对传统教学模式中存在的问题,本文结合微视频直观生动、短小精炼的特点,制备基本操作微视频、课件微视频及学生实验微视频3类教学资源。通过与其他教学手段和考评方法相结合,实现了微视频资源在实验教学环节中的有效应用,该教学模式激发了学生的学习兴趣和自学潜能,提升了课堂教学效果和学生的实践创新能力。

    • 疫情常态化下“发酵工程”线上线下混合式教学模式的改革与探索

      2021, 48(11):4450-4458. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210222

      摘要 (64) HTML (38) PDF 493.18 K (69) 评论 (0) 收藏

      摘要:新型冠状病毒肺炎疫情防控常态化下,线上线下混合式教学成为了许多高校课程采用的新型教学模式。本课程团队以学生为中心,结合传统教学法(Lecture-Based Learning,LBL)和慕课教学的优点,重新构建了“发酵工程”课程的教学过程,对课程的教学目标、教学要求、教学章节、教学考核、教学方法等进行了一系列的改革探索,并尝试了线上翻转课堂和课程思政融入课堂的教学模式,学生自主学习的积极性得以提高,促进、提升了课程的教与学效果。

    • 少数民族班级兽医微生物学实验课教学内容及考核方式改革

      2021, 48(11):4459-4467. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210095

      摘要 (41) HTML (33) PDF 1.04 M (62) 评论 (0) 收藏

      摘要:兽医微生物学是动物医学专业的专业基础课,实验课是本课程重要的组成部分,对达成课程目标及后续课程的学习均具有重要的意义。为解决兽医微生物学实验课教学中主要存在的“痛点”问题,有效提高少数民族学生实验水平。通过合理编排实验内容、采用“竞赛式”考核方式将405名少数民族学生随机分为实验组和对照组,分别采用改革后的教学模式与传统教学模式进行授课。通过对比分析两组学生的考试成绩及调查问卷得知:实验组学生的考试成绩、实验操作能力、创新能力、资料处理及分析问题的能力较对照组学生均有显著的提高,表明教学改革取得了良好的效果。

    • >生物实验室
    • 腺相关病毒载体工程毒株精细化纯化

      2021, 48(11):4468-4476. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210189

      摘要 (50) HTML (38) PDF 3.16 M (74) 评论 (0) 收藏

      摘要:[背景] 大量制备高纯度的重组腺相关病毒(Recombinant Adeno-Associated Virus,rAAV),是以腺相关病毒(AAV)为投递载体的基因靶向治疗或基因工程药物研发过程中需要解决的重要问题。[目的] 利用层析柱法大量纯化质粒和rAAV细胞培养液,以获得高纯度的rAAV颗粒。[方法] 对组装rAAV的3种质粒用HiPrepTM10 Sepharose 6FF和HiTrap PlasmidSelect Xtra凝胶层析柱纯化,目的是得到组装AAV的超螺旋质粒DNA,然后对组装rAAV过程中的AAV-293细胞培养方法进行优化,组装成功病毒后,再对收集到的细胞提取液用HiLoadTM10Q和HiLoadTM10SP阴阳离子交换层析柱纯化,最后用纯化浓缩后的rAAV感染HT1080细胞,通过流式细胞仪检测荧光表达细胞数,计算浓缩后活病毒感染滴度。[结果] HiPrep和HiTrap层析柱纯化后得到大量高纯度的超螺旋质粒DNA,组装病毒后,用HiLoad柱纯化获得大量高纯度的rAAV颗粒,通过测定,rAAV基因组滴度达到(2.46±0.37)×1012 TCID50/mL (MOI=1.0×104)。[结论] 通过一系列精细化组装纯化制备出高纯度、高滴度rAAV病毒颗粒。

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