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微生物学通报

  • 2021年第48卷第4期文章目次
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    • >研究快报
    • 云南省烟植地青枯菌RS-22的分离及其拮抗菌的筛选和鉴定

      2021, 48(4):1071-1079. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.201062

      摘要 (555) HTML (2527) PDF 814.86 K (792) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的烟草青枯病是一种重要土传病害,在我国南方烟区普遍发生。生物防控是针对烟草青枯病的一种有效防治措施,但是相关的研究报道还较少。【目的】分离云南省烟植地的青枯病原菌,筛选其拮抗菌并对其抑菌效果进行鉴定。【方法】采用平板稀释法从云南感病烟草中分离获得青枯菌,采用平板对峙法筛选青枯菌拮抗菌,筛选得到的拮抗菌通过16S rRNA基因测序比对确定菌种类型,并在实验室和大田鉴定其对青枯病的防治效果。【结果】从感病烟草茎中分离出一株强致病性青枯菌小种RS-22,该菌能侵染烟草和番茄并最终使植物死亡;筛选出12株RS-22拮抗菌,其中拮抗作用最强的是Y4;Y4被鉴定为一株解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),其菌体和分泌物都能抑制RS-22生长;Y4根部灌根处理能显著提高烟草和番茄对青枯菌RS-22的抗性,Y4处理能使感病烟草部分恢复正常,在云南文山州烟草种植大田施加Y4菌剂和菌剂有机肥混合物也能显著降低烟草青枯病的感病率。【结论】青枯菌RS-22具有广谱的致病性,筛选的拮抗菌Y4能显著抑制青枯菌生长,而且对青枯菌侵染植物有很好的防治效果。研究结果为进一步研究烟草青枯病的生物防控提供了新的理论依据。

    • >海洋微生物学
    • 远海50个站位沉积物中潜在木质素降解菌的分离与鉴定

      2021, 48(4):1080-1092. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200523

      摘要 (577) HTML (853) PDF 1.18 M (614) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】微生物在海洋木质素的降解过程中发挥了至关重要的作用,然而来源海洋环境的木质素降解菌的相关研究报道却很少。【目的】从远海沉积物环境分离潜在的木质素降解菌,为木质素的可再生化学物质转化提供菌种资源。【方法】利用以木质素为唯一碳源的培养基,对50个远海沉积物样品中的木质素降解菌进行富集培养与纯化,并利用含苯胺蓝的脱色培养基筛选潜在木质素降解菌,继而通过16S rRNA基因测序与序列比对初步确定潜在木质素降解菌的分类地位。【结果】从50个沉积物样品中共分离获得菌株283株,其中潜在木质素降解菌263株,它们隶属于α-变形杆菌纲(Alphapreobacteria)、γ-变形杆菌纲(Gamaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、放线杆菌纲(Actinobacteria)和黄杆菌纲(Flavobacteriia)中的32个属。【结论】远海沉积物环境中蕴含着丰富的木质素降解菌,为海洋生物资源的开发利用提供了新的参考。

    • >环境微生物学
    • 高通量测序分析大兴安岭典型森林土壤细菌和真菌群落特征

      2021, 48(4):1093-1105. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200706

      摘要 (631) HTML (805) PDF 754.29 K (930) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】大兴安岭地区是我国对气候变化响应最敏感的区域,而土壤微生物在维持寒区森林生态系统结构和功能中发挥重要作用。【目的】探究大兴安岭不同森林类型土壤微生物群落结构及与环境因子的关系。【方法】采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析3种典型森林(白桦林、落叶松林和樟子松林)土壤细菌和真菌群落组成和多样性。【结果】 3种林型中共获得2 786个细菌操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU),隶属于38门531属,其中优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,31.45%?40.32%)、酸杆菌门(Acidobacteria,14.24%?40.16%)和放线菌门(Actinobacteria,7.13%?22.15%);1 803个真菌OTU隶属于8门263属,其中优势菌门为担子菌门(Basidiomycota,40.43%?62.75%)和子囊菌门(Ascomycota,35.81%?53.68%)。主坐标分析表明,3种林型中细菌和真菌群落组间差异远大于组内差异。Mantel检验结果显示:细菌群落结构与pH、总氮(Total Nitrogen,TN)、总磷(Total Phosphorus,TP)和含水量(Soil Water Content,SWC)具有显著相关性(P<0.05),其中pH的相关性系数最大;真菌群落结构与SWC、TN和TP具有显著相关性(P<0.05),其中TN的相关性系数最大。冗余分析结果发现,TP与变形菌门、担子菌门相对丰度呈显著正相关,TN和SWC与酸杆菌门、子囊菌门呈显著正相关,pH与放线菌门呈显著正相关(P<0.05)。【结论】不同林型间土壤微生物群落结构存在显著差异,明晰其分布规律及主要环境驱动因子,是把握寒区森林生态系统过程的关键。

    • 环境有机碳源抑制食弧菌嗜盐噬菌弧菌(Halobacteriovorax vibrionivorans)的捕食生长

      2021, 48(4):1106-1120. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200520

      摘要 (474) HTML (906) PDF 1.03 M (853) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】蛭弧菌类群(Bdellovibrio-And-Like Organisms,BALOs)的生长所需碳源主要来源于宿主菌,而环境中各类碳源对其生长的影响还有待探究。【目的】探究不同环境有机碳源对食弧菌嗜盐噬菌弧菌(Halobacteriovorax vibrionivorans)捕食生长的影响,为其后续捕食机制和微生物菌剂的应用研究提供理论基础。【方法】以溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)为宿主,采用96孔板测定细胞吸光度法和双层平板法测定不同糖类化合物、酵母提取物和胰蛋白胨对食弧菌嗜盐噬菌弧菌Y22捕食生长的影响,设置热致死宿主和活宿主、人工海水和Tris-HCl (25 g/L NaCl)培养体系的对比试验,结合菌株基因组信息分析,探索其可能的生长影响机制。【结果】食弧菌嗜盐噬菌弧菌Y22不具备转运外界糖类的相关基因,不能利用环境中的糖类物质作为碳源;宿主溶藻弧菌可以利用蔗糖、麦芽糖、甘露醇生长且产酸,降低人工海水混合培养体系的pH值,从而抑制菌株Y22的捕食;葡萄糖不仅可以改变人工海水混合培养体系的pH值,而且可影响宿主的细胞特性,抑制菌株Y22的捕食识别过程;宿主无法利用淀粉、α-乳糖生长,该类碳源不影响菌株Y22捕食生长。菌株Y22具有蛋白和多肽膜转运蛋白基因,可以通过分解并摄取宿主细胞蛋白质类物质以获取碳源和氮源。外源添加质量浓度为1?5 g/L酵母提取物和胰蛋白胨都会抑制菌株Y22捕食生长,抑制效果随浓度增加而加强,酵母提取物浓度超过4 g/L、胰蛋白胨浓度超过5 g/L,菌株Y22捕食现象几乎不可见,抑制效果最强。【结论】环境中糖类可通过影响宿主菌代谢产酸或细胞特性,从而影响食弧菌嗜盐噬菌弧菌的捕食生长。食弧菌嗜盐噬菌弧菌可以吸收利用环境中的蛋白或多肽,并因此抑制其捕食生长。该研究结果将为嗜盐噬菌弧菌捕食机制的进一步探究和嗜盐噬菌弧菌微生物菌剂的开发应用提供重要的理论基础。

    • >基础微生物学
    • 生姜精油化学成分及其抗菌活性

      2021, 48(4):1121-1129. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200719

      摘要 (782) HTML (1990) PDF 676.62 K (766) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】随着耐药微生物种类的增多和耐药性增强,抗耐药微生物新药的发现已成为全球关注的问题。生姜精油是纯天然植物精油,是天然抗菌材料的优选。【目的】分析生姜精油的化学成分,研究生姜精油对常见条件致病菌抗菌活性的影响,并阐明其可能的抗菌机制。【方法】采用气相色谱/质谱技术(Gas Chromatography/Mass Spectrometry,GC/MS)对生姜精油的化学成分进行分析,利用牛津杯法、最小抑菌浓度法(Minimum Inhibitory Concentration,MIC)、最小杀菌浓度法(Minimum Bactericidal Concentration,MBC)和生长曲线绘制法研究生姜精油的抗菌活性和抗菌动力学特征,并通过透射电镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)观察生姜精油对细菌超微结构的影响。【结果】生姜精油的化学成分主要为姜烯(22.014%)、β-倍半水芹烯(11.276%)、α-法呢烯(8.222%)、α-姜黄烯(6.854%)、姜酮(5.610%)、姜辣二酮(5.192%)、6-姜烯酚(4.670%)、桧烯(3.393%)和β-红没药烯(3.080%)等萜类物质。生姜精油对枯草芽孢杆菌的MIC和MBC分别为2.3 μg/mL和4.6 μg/mL;对表皮葡萄球菌及金黄色葡萄球菌的MIC均为9.2 μg/mL,MBC均为18.4 μg/mL;对肺炎克雷伯菌的MIC和MBC分别为18.4 μg/mL和36.8 μg/mL。生长曲线结果显示,生姜精油能延长细菌的生长停滞期、抑制细菌的生长速率。透射电镜结果表明,生姜精油能引起细菌细胞膜破损,致使胞内物质渗漏。【结论】生姜精油富含萜类化合物,具有中度的抗菌活性,能破坏细菌细胞膜的完整性,引起菌体损伤和死亡。本文有望更好地为有害微生物的防控提供新方法。

    • >基因克隆及功能研究
    • 植物乳杆菌环二腺苷酸合成酶的克隆表达与活性分析

      2021, 48(4):1130-1139. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200657

      摘要 (400) HTML (1091) PDF 607.64 K (644) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】环二腺苷酸(Cyclic Diadenosine Monophosphate,c-di-AMP)是一种主要存在于革兰氏阳性菌中的重要的第二信使分子,其参与细菌的生长、生存、抗逆性等多种生理活动,但目前关于乳酸菌中c-di-AMP的研究甚少。【目的】从植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)中克隆得到c-di-AMP合成酶基因,在大肠杆菌中进行可溶性表达并研究其体外活性。【方法】使用高效液相色谱以及质谱分析对植物乳杆菌-YRA7细胞内容物中的c-di-AMP进行检测;以植物乳杆菌-YRA7基因组DNA为模板,克隆c-di-AMP合成酶基因(lpDacA),构建重组表达载体pET-28a-lpDacA并在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,通过Ni-NTA亲和层析纯化后进行体外活性研究。【结果】在植物乳杆菌中检测到c-di-AMP分子;成功构建了c-di-AMP合成酶基因的重组表达质粒,该重组蛋白在大肠杆菌中得到可溶性表达;体外活性分析显示,该重组蛋白可以催化ATP生成c-di-AMP,其活性依赖于二价阳离子的存在,在Mg2+存在以及碱性环境下活性较强;RHR是合成酶活性的关键基序,是环二腺苷酸合成酶与ATP的结合位点。【结论】植物乳杆菌c-di-AMP合成酶的克隆表达及活性分析为进一步研究c-di-AMP在植物乳杆菌中的作用奠定了基础。

    • >农业微生物学
    • 新疆药用植物牛至内生细菌多样性与抗菌活性

      2021, 48(4):1140-1150. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200570

      摘要 (497) HTML (2198) PDF 720.33 K (483) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】植物内生菌作为微生物群落中一类非常重要的组成部分,在多个领域都有广泛的应用价值,如促进植物生长、抵抗病虫害、生物固氮、降解有毒有害化合物等。【目的】进一步丰富新疆野果林苹果腐烂病害的生防资源以及分析牛至内生细菌多样性特征。【方法】通过纯培养方法,对健康植物牛至组织进行内生细菌的分离纯化,并进行16S rRNA基因序列分析;再利用平板对峙法筛选具有抑制苹果腐烂病病原菌生长的内生细菌。【结果】共分离到168株内生细菌,最终确定为4门5纲8目12科17属,其中优势属为芽胞杆菌属(Bacillus)。由分离实验结果可知,M1号TSA培养基,M5号组氨酸-棉子糖培养基和M6号NA培养基是分离牛至内生细菌较为理想的培养基;采自新源县野果林的牛至内生细菌多样性较为丰富,在牛至根部内生细菌种类更多;通过拮抗实验共筛选出59株牛至内生细菌具有较好的抑菌效果。【结论】新疆药用植物牛至内生细菌的物种多样性较为丰富,而且富含一批有效抑制野苹果腐烂病病原菌生长的内生细菌菌株。因此,本研究在新疆野果林苹果腐烂病的生物防治和药用植物内生细菌种质资源的填补等方面具有重要意义。

    • 小龙虾肠道细菌群落多样性及产蛋白酶细菌的筛选

      2021, 48(4):1151-1159. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200518

      摘要 (559) HTML (1828) PDF 615.78 K (1032) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】养殖动物对饲料的消化利用往往与肠道菌群密切相关。【目的】揭示小龙虾肠道细菌群落组成,并从小龙虾肠道筛选产蛋白酶细菌。【方法】在Illumina MiSeq PE300平台对细菌16S rRNA基因V3?V4区进行高通量测序,分析小龙虾肠道细菌群落多样性;通过酪蛋白平板法筛选产蛋白酶细菌并进行分子生物学鉴定。【结果】小龙虾肠道细菌优势门包括变形菌门、软壁菌门、厚壁菌门、拟杆菌门等4个门,累计占比为98.53%;优势属包括柠檬酸杆菌属、支原体科Candidatus_Bacilloplasma暂定属、哈夫尼菌属、肠球菌属、拟杆菌属、梭菌科未分类属、希瓦氏菌属等7个属,累计占比为91.67%。通过酪蛋白平板法筛选的产蛋白酶细菌来自哈夫尼菌属、柠檬酸杆菌属、克雷伯氏菌属和芽孢杆菌属。【结论】小龙虾肠道细菌核心类群在蛋白质消化利用中发挥了重要作用。

    • >兽医微生物学
    • 黄芩苷铝胁迫下产肠毒素大肠杆菌内参基因的筛选

      2021, 48(4):1160-1170. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200948

      摘要 (328) HTML (3107) PDF 804.41 K (719) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)是导致仔猪腹泻的主要致病菌之一,黄芩苷铝对ETEC诱导的仔猪腹泻具有良好的治疗效果,但作用机制尚不明了。【目的】筛选出黄芩苷铝胁迫下ETEC中表达水平最为稳定的内参基因。【方法】采用qPCR技术测定了12个内参基因16S rRNA、mdh、recA、gapA、gyrA、gyrB、rpoA、rpoB、mdoG、dnaG、secA和fusA在不同浓度(250、500和1 000 μg/mL)黄芩苷铝胁迫下培养不同时间后(4.5 h和6 h)的表达水平,并采用比较Ct值法、geNorm、BestKeeper和NormFinder软件4种方法对12个候选内参基因的表达稳定性进行评估。【结果】 rpoA表达丰度适中,并在多个分析方法中表达最稳定。【结论】确定了rpoA为ETEC qPCR的最佳内参基因,此研究为后续利用qPCR法研究黄芩苷铝胁迫ETEC后目的基因功能的表达奠定了基础。

    • 一株金黄色葡萄球菌噬菌体的分离鉴定与生物学特性

      2021, 48(4):1171-1181. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200697

      摘要 (592) HTML (2941) PDF 695.74 K (889) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】金黄色葡萄球菌作为一种条件致病菌,在临床感染中扮演着重要的角色,需要研究更多更有效的防治手段。【目的】分离金黄色葡萄球菌噬菌体,研究其生物学特性,从而为金黄色葡萄球菌的替代防治提供理论借鉴。【方法】以金黄色葡萄球菌D085为宿主从污水中分离得到一株噬菌体,命名为vB_SauS_SAP3,用PEG8000浓缩、氯化铯密度梯度离心获得高纯度的噬菌体,1%乙酸双氧铀染色噬菌体进行电镜观察。测定噬菌体宿主谱、最佳感染复数(Multiplicity of infection,MOI)、一步生长曲线、热稳定性、pH值稳定性及有机溶剂对噬菌体活性的影响。平衡酚法获取噬菌体基因组,illumina测序技术和SPAdes软件进行基因组测序分析。【结果】电镜下,噬菌体SAP3头部直径为60±5 nm,尾部长170±5 nm。噬菌体vB_SauS_SAP3还能裂解5株金黄色葡萄球菌和1株产色葡萄球菌,其最佳感染复数为0.1。噬菌体vB_SauS_SAP3潜伏期为20 min,60 min后进入平台期,裂解量约为210 PFU/cell;对45 °C以下温度有一定耐受性,超过45 °C开始急剧失活;能在中性pH值时保持稳定活性,酸性环境会使其急剧失活,对碱性环境有一定的抵抗力;对氯仿和异戊醇不耐受。其基因组分析结果表明:噬菌体基因组大小为41 950 bp,GC含量为35.42%,预测有65个开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)。进化分析表明,噬菌体vB_SauS_SAP3属于长尾科噬菌体,是一种新型的噬菌体。【结论】噬菌体vB_SauS_SAP3是一株窄谱的能够耐受一定温度和碱性环境的长尾科新型噬菌体,对其研究可为金黄色葡萄球菌噬菌体的研究提供理论材料。

    • 54株猪源肠外致病性大肠杆菌血清型、系统进化群和基因型

      2021, 48(4):1182-1194. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200651

      摘要 (401) HTML (865) PDF 438.86 K (734) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】近年来,我国规模猪场着重加强了对猪繁殖与呼吸综合征、猪圆环病毒病、猪瘟、猪伪狂犬病、猪链球菌病、副猪嗜血杆菌病等疫病的防控,却忽视了由肠外致病性大肠杆菌(Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli,ExPEC)对猪群健康产生的潜在危害性,了解和掌握猪源ExPEC流行特征意义显著。【目的】探究临床分离的54株猪源ExPEC血清型、系统进化群和基因型的分布及流行特征。【方法】应用玻板凝集试验和试管凝集试验鉴定O抗原血清型,采用PCR技术检测系统进化群鉴定相关基因、28个ExPEC相关毒力基因以及多位点序列分型相关基因。【结果】受试菌中有52株确定了O抗原血清型,其中40株为O38 (74.1%),为优势血清型;8株为O127 (14.8%),O93和O11均2株(各占3.7%)。受试菌中44株为B2群(81.5%),是主要系统进化群,D群和B1群均5株(各占9.3%);28个ExPEC相关毒力基因中ompA、ibeA、fimH、traT、focD、papA、iroN、iutA、iucD、cvaC、tsh、kpsMTⅡ、iss和ompT出现的频率超过50%,其中ompA和ibeA检出率分别达100%和96.3%,为高度流行的毒力基因,未检到cnf1,而bmaE、malX和iha更倾向分布于D群菌株中。受试菌共呈现31种ST型,其中ST10和ST648均5株(各占9.3%),ST410和ST101均4株(各占7.4%)。【结论】猪源ExPEC优势血清型及系统进化群在不同地区、不同时段上的流行分布均存在一定差异,呈现动态过程,O38作为优势血清型目前尚未见报道,具有高致病性的B2群和D群菌株有逐渐增多的趋势。ST型复杂多样,呈现遗传多样性,在一定程度上与人源和禽源ExPEC具有相同的遗传背景。

    • 肠炎沙门氏菌ssrAB、hilA、hilD基因缺失菌株的构建及其生物学特性

      2021, 48(4):1195-1205. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200711

      摘要 (596) HTML (1241) PDF 844.38 K (570) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】沙门氏菌(Salmonella)是重要的人畜共患病原菌,由于耐药菌株的不断出现,新型防治方法的研究迫在眉睫。【目的】探究ssrAB、hilA、hilD基因对肠炎沙门氏菌致病作用的影响,筛选安全可靠的沙门氏菌减毒活疫苗或载体用菌株。【方法】采用自杀性质粒介导的同源重组技术,分别构建ssrAB、hilA、hilD单基因缺失株(ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD)、双基因缺失株(ΔssrABhilA、ΔssrABhilD、ΔhilAhilD)和三基因缺失株(ΔssrABhilAhilD),并比较上述缺失菌株与亲本菌株间生物学特性的差异。【结果】基因缺失后菌株的生长速率无显著变化(P>0.05);除ΔhilD生物膜形成能力最强外,其他基因缺失菌株生物膜形成能力变化不显著(P>0.05);ΔssrABhilAhilD和ΔssrABhilA的LD50值最高,ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD次之;亲本菌株引起的小鼠十二指肠的病变程度较所有缺失菌株明显严重;在所有缺失菌株中,ΔssrABhilAhilD对HeLa细胞的黏附力最低,ΔhilD在小鼠体内的定殖率最高;而机体分泌IL-1、IL-18、IFN-γ的能力与沙门氏菌ssrAB、hilA、hilD基因无显著相关性(P>0.05)。【结论】构建的7株基因缺失株中,ΔssrAB、ΔhilA、ΔhilD、ΔssrABhilA和ΔssrABhilAhilD有致病力低、生长速率良好、能有效刺激细胞因子产生等特性,具备作为沙门氏菌减毒活疫苗或载体的潜质。

    • >水生微生物学
    • 碳、氮、磷源生态因子对新鞘氨醇杆菌降解微囊藻毒素的影响及分子机理

      2021, 48(4):1206-1214. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200549

      摘要 (385) HTML (1076) PDF 512.92 K (738) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】微藻囊毒素(Microcystins,MCs)是蓝藻暴发后产生的主要有害物质之一,在河口、湖泊和近海水体中均存在。【目的】研究水体营养物质浓度对新鞘氨醇杆菌(Novosphingobium sp. ERN07)降解能力的影响,以求达到快速降解MCs的目的。【方法】通过正交实验、基因转录分析等方法鉴定菌株降解特性,了解生物降解和功能基因的表达关系,认识其降解机理。【结果】菌株去除MCs的能力受水体中碳、氮和磷源浓度的影响,由碳、氮源组成的双营养物质对生物降解抑制作用比单源弱;与标准MSM培养基相比,添加碳源、氮源和减少磷源会抑制生物降解MCs,表现为降解基因表达下调。不同营养条件下,mlr在转录水平上的基因表达不同,从而产生不同的降解效果。【结论】Novosphingobium sp. ERN07具有较高的MCs降解能力,在水华发生之前能有效去除水环境中碳源和氮源,可以应用于治理受MCs污染的水体。

    • >医学微生物学
    • 12周高强度间歇性训练对人体肠道菌群的影响

      2021, 48(4):1215-1226. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200676

      摘要 (456) HTML (1748) PDF 1.24 M (934) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】肠道菌群和运动均与人体健康息息相关,但高强度间歇性训练对人体肠道菌群干预效果的认识还十分有限。【目的】探讨高强度间歇性训练对人体肠道菌群的影响,为全民体质健康及肠道菌群相关疾病的防治提供参考。【方法】招募68名志愿者进行每周3次、为期12周的高强度间歇性训练,运动前后分别获取新鲜粪便,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析肠道菌群结构。【结果】12周高强度间歇性训练后,肠道菌群Shannon指数显著提高(P≤0.001);主坐标分析显示,运动前后肠道菌群结构存在显著差异;运动后属水平上Faecalibacterium、unclassified-f-Enterobacteriaceae、Lactobacillus、unclassified-f-Pasteurellaceae、Acinetobacter和目水平上Enterobacteriales、Pseudomonadales及科水平上Enterobacteriaceae、Lactobacillaceae、Moraxellaceae丰度显著降低;运动后属水平上Ruminococcaceae-UCG-014、Eubacterium-ruminantium-group、Lachnospiraceae-UCG-010、Tyzzerella-3、unclassified-o-Bacteroidales和科水平上unclassified-o-Bacteroidales丰度显著提高。【结论】12周高强度间歇性训练可以有效地调节肠道菌群结构,但对男女生的调节效果有所差异。训练后肠道菌群丰度显著增加,有益菌群显著增多。

    • >专论与综述
    • 以CasX为例简述新型CRISPR-Cas系统的基本属性和研究方法

      2021, 48(4):1227-1238. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200704

      摘要 (580) HTML (3342) PDF 1.07 M (840) 评论 (0) 收藏

      摘要:在细菌与古菌中广泛存在的CRISPR-Cas系统,作为目前发现的原核生物唯一的适应性免疫系统,抵御着病毒和质粒的入侵。自20世纪80年代首次被发现至今,CRISPR-Cas系统的基本情况逐渐清晰,包括名称缩写、分类、进化关系等方面。近年来,由于第二类CRISPR-Cas系统作为一种有潜力的基因编辑工具而逐渐成为应用研究被关注,对CRISPR-Cas系统的基础研究热度也持久不衰。为了使此类基因编辑工具在实际应用领域更加安全便捷,针对已发现的CRISPR-Cas系统在根据基础研究领域的成果进行优化的同时,对新型CRISPR-Cas系统的发掘工作也同等重要。本文以2017年发现的CasX为例,简要概述针对一种新发现的CRISPR-Cas系统需要研究确定的基本属性及相关研究方法。

    • DSF-家族群体感应信号生物合成途径与调控机制研究进展

      2021, 48(4):1239-1248. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200710

      摘要 (439) HTML (1793) PDF 661.60 K (909) 评论 (0) 收藏

      摘要:群体感应是微生物间相互交流的一种重要机制。Diffusible Signaling Factor (DSF)-家族群体感应信号分子存在于多种革兰氏阴性菌中,调控细菌的致病性和适应性。本文首先介绍DSF-家族群体感应信号的结构多样性与保守性、生物合成途径和两类调控机制。DSF家族群体感应信号属于一类长链不饱和脂肪酸,碳水化合物和支链氨基酸是主要合成前体;合成途径主要包括脂肪酸合成循环和兼具脱水酶和硫酯酶活性的RpfF;在黄单胞菌和伯克氏菌中分别存在2种蛋白-蛋白互作机制调控DSF生物合成。随后,综述最新相关研究结果,提出顺式-2-十二碳烯酸(BDSF)可能是野油菜黄单胞菌侵染大白菜过程中所依赖的“活体”群体感应信号。最后,讨论和展望本领域下一步值得研究的关键科学问题。

    • 细菌响应过量活性氧的存活策略及相关研究进展

      2021, 48(4):1249-1259. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200636

      摘要 (876) HTML (7513) PDF 590.88 K (956) 评论 (0) 收藏

      摘要:活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)是指基态氧分子获取电子后形成的一类具有高反应活性的物质。有氧呼吸电子传递链产生的内源ROS能维持细菌正常生理活性,而由消毒、抗生素和物理场等处理产生的外源ROS会随着处理时间和强度增加而累积产生。过量ROS会给细菌带来氧化压力,导致氧化损伤,甚至影响其活性。本文综述了过量ROS诱导细菌氧化应激反应并以非芽胞状态存活,阐述过量ROS与特殊状态的形成、复苏或修复甚至死亡过程的关联性,以期为有效控制腐败菌和致病菌的技术创新提供理论基础。

    • 鸡油菌属研究概述

      2021, 48(4):1260-1272. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200566

      摘要 (386) HTML (1610) PDF 475.69 K (1080) 评论 (0) 收藏

      摘要:鸡油菌属(Cantharellus)真菌种类众多、分布广泛,是一类重要的食药用菌资源,具有较高的经济、药用和科研价值。本文回顾了鸡油菌属真菌资源与分类学、系统发育研究的主要历程,概述了其化学成分与药理药化、生态习性和人工栽培等方面的研究现状,指出了研究过程中出现的分类混乱、重名异名等问题,展望了亚洲和非洲地区资源挖掘的潜能与重要性,以期为后续研究提供依据。

    • 肠道菌群改变与结核分枝杆菌感染相互作用的研究进展

      2021, 48(4):1273-1280. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200749

      摘要 (340) HTML (606) PDF 372.65 K (528) 评论 (0) 收藏

      摘要:人体内肠道菌群数量庞大,参与机体物质代谢以及免疫应答反应,成为目前众多研究的热点。肠道菌群对于维持呼吸系统稳态,特别是肺部的稳态发挥着重要作用。目前越来越多的结果证明肠道菌群对机体免疫系统具有诱导和调节作用,这种免疫反应的改变对于结核病的发病和治疗有着深远意义。本文梳理了近年来国内外发表的肠道菌群与结核病相关的文献,讨论了结核分枝杆菌感染后肠道菌群的变化特征,分析肠道菌群对机体免疫应答的影响机制,探讨了饮食结构以及微生态制剂在结核病治疗过程中起到的作用,以期为有效预防和治疗结核病提供理论基础。

    • 细菌RNA结合蛋白Hfq的DNA压缩和复制作用研究进展

      2021, 48(4):1281-1291. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200579

      摘要 (396) HTML (1147) PDF 550.68 K (970) 评论 (0) 收藏

      摘要:RNA结合蛋白(RNA-Binding Protein) Hfq是一种重要的细菌转录后调节因子,之前对Hfq的研究大多集中在该蛋白对小分子非编码RNA (Small Non-Coding RNA,sRNA)和mRNA的作用上。Hfq最典型的功能是促进sRNA与其靶标mRNA碱基配对,在转录后介导对RNA的稳定性和翻译的调控。此外,Hfq也能与多种蛋白质直接或间接相互作用。然而,近年来的研究表明,除了RNA和蛋白质,Hfq还可以与DNA相互作用,在DNA压缩(DNA Compaction)和DNA复制(DNA Replication)等多种DNA代谢过程中发挥直接或间接的调控作用。额外的靶标和功能的鉴定将进一步夯实Hfq作为细菌中多种代谢途径核心调控因子的重要地位,也表明该蛋白的功能并不局限于其在RNA和蛋白质代谢中的作用。本文总结了Hfq在DNA代谢调控中的近几年最新研究进展,并展望了其前景。

    • 肠道微生物基因组学与代谢组学分析联合应用的研究进展

      2021, 48(4):1292-1301. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200585

      摘要 (454) HTML (4666) PDF 473.06 K (707) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着肠道微生物对人类健康与疾病的作用日渐受到关注,肠道微生物的代谢作用已成为近年研究的热门领域之一。已有研究表明,将肠道微生物组学与代谢组学应用于宿主生理、疾病病理、药物药理等方面的研究具有重要价值。本文就肠道微生物基因组学和代谢组学分析联合应用的研究进展进行综述。

    • 代谢工程改造解脂耶氏酵母合成植物萜类化合物的研究进展

      2021, 48(4):1302-1313. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200588

      摘要 (476) HTML (5775) PDF 507.14 K (828) 评论 (0) 收藏

      摘要:萜类化合物是一类广泛存在于植物中的天然产物,其在食品、药品和化工等多个领域中均有广泛的用途,市场潜力巨大。因此,开发生产萜类化合物等植物天然产物可再生的微生物资源来补充甚至代替原有稀少和珍贵的植物资源,具有重要的理论意义和潜在的应用价值。解脂耶氏酵母是目前使用最广泛的非常规酵母底盘细胞之一。近年来,利用代谢工程及合成生物学技术在解脂耶氏酵母底盘细胞中重构与优化萜类化合物的合成途径以实现目标代谢产物的高效合成,已经成为一项研究热点。本文系统总结了有关利用解脂耶氏酵母作为底盘细胞异源生产植物萜类化合物的具体实例和最新进展,包括所涉及的宿主菌株、关键酶、代谢途径及改造策略等,并在最后对该领域的未来发展方向进行了展望。

    • 艰难类梭菌芽胞形成和萌发相关调控的研究进展

      2021, 48(4):1314-1322. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200596

      摘要 (340) HTML (1191) PDF 465.15 K (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:艰难类梭菌(Clostridioides difficile)是一种革兰氏阳性、可产毒素的专性厌氧菌,是引起抗生素相关性腹泻的主要致病菌。芽胞是造成艰难类梭菌传播和感染复发的重要因素,其形成和萌发在感染的发展过程中起到重要作用。近年来,越来越多的艰难类梭菌芽胞形成和萌发的具体机制被阐明。本文就近年来艰难类梭菌芽胞形成和萌发的相关分子调控机制的研究进展进行综述,以期为开发针对芽胞的有效治疗手段提供思路。

    • 酿酒酵母孢子壁结构及其合成相关基因研究进展

      2021, 48(4):1323-1330. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200615

      摘要 (454) HTML (1334) PDF 492.03 K (609) 评论 (0) 收藏

      摘要:细胞壁是酵母细胞区别于哺乳动物细胞的重要特征结构。酵母细胞壁的结构组成、合成、再生等与酵母自身繁殖及环境胁迫压力密切相关。目前,酵母孢子壁的形成机理、调控过程机制及孢子壁合成相关基因的功能尚未研究清楚。本文以酿酒酵母为例,简要描述酵母孢子壁的形成过程,重点阐述孢子壁甘露糖层、葡聚糖层、壳聚糖层和二酪氨酸层的结构组成及其合成相关基因的国内外研究进展,以期为抗真菌药物的新靶点研究提供参考。

    • 猪源抗菌肽PMAP-36的序列设计及其结构优化的研究进展

      2021, 48(4):1331-1339. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200616

      摘要 (336) HTML (1361) PDF 456.65 K (429) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗生素的耐药性和动物源性食品中的药物残留问题严重威胁全球公共卫生系统。因此,开发出不易产生耐药性、抗菌活性高的新型抗菌药物迫在眉睫。抗菌肽因其分子量小、抗菌谱广、不易产生耐药性等优点受到科学家们的广泛关注,但天然抗菌肽具有抗菌活性低、溶血活性和细胞毒性等缺陷。随着抗菌肽序列和结构的不断优化,多种具有显著体内外抗菌活性且安全高效的新型抗菌药物被研发出来。猪源抗菌肽PMAP-36是从猪骨髓细胞中分离出来的一种具有典型两亲性α-螺旋结构的高阳离子抗菌肽。本文就国内外关于猪源抗菌肽PMAP-36的序列设计及其结构优化等方面的研究进展进行综述。

    • 线粒体自噬在感染性疾病中的作用机制研究进展

      2021, 48(4):1340-1347. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200656

      摘要 (339) HTML (4738) PDF 512.95 K (587) 评论 (0) 收藏

      摘要:线粒体自噬作为一种选择性自噬方式是近年研究的热点。细胞通过自噬机制选择性清除受损伤或不必需的线粒体,从而维持其功能稳态。近年来,越来越多的研究聚焦于病原体通过胁迫线粒体自噬在机体感染过程中调节先天免疫信号通路,从而影响感染性疾病的进程。本文分别从线粒体自噬在病毒、细菌和真菌感染性疾病中的作用机制研究进展进行综述,以期为感染性疾病的防治提供新的指导策略。

    • 单细胞拉曼技术在病原微生物检测中的研究进展

      2021, 48(4):1348-1359. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200703

      摘要 (662) HTML (1190) PDF 713.29 K (627) 评论 (0) 收藏

      摘要:单细胞拉曼技术是基于拉曼光谱分析原理实现非培养、无标签、快速、高效、低成本揭示物质本质的新方法。近年来,单细胞拉曼技术也开始在病原微生物检测领域崭露头角。本文结合单细胞拉曼技术基本原理这一理论基础,阐述该技术在病原微生物鉴定、药物敏感性检测中的研究进展及最新技术方向,并探讨其在临床实验室应用的可行性,为未来病原微生物检测技术提供新的方向。

    • 蜡样芽孢杆菌检测方法的研究进展

      2021, 48(4):1360-1372. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200228

      摘要 (453) HTML (3433) PDF 759.85 K (700) 评论 (0) 收藏

      摘要:蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)是革兰氏阳性芽孢杆菌,广泛存在于自然环境中,对不良环境有较强的抵抗力,是一种人畜共患的食源性条件致病菌。蜡样芽孢杆菌能够产生多种毒素,这些毒素决定了其致病性。因此,建立快速、准确的蜡样芽孢杆菌检测方法对疾病的诊断和发病后的及时治疗至关重要。本文对近年来检测蜡样芽孢杆菌的菌体与毒素的方法进行了全面的总结,主要是对各方法的原理、检测范围、优缺点等进行比较,并探讨新方法的可行性,以期为科学检测、鉴定蜡样芽孢杆菌提供依据和思路。

    • >高校教改纵横
    • 食品微生物学课程思政探索与实践

      2021, 48(4):1373-1379. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200747

      摘要 (597) HTML (1640) PDF 522.47 K (666) 评论 (0) 收藏

      摘要:课程思政作为一种新的教学理念,近年来被广泛推崇。其核心在于将思政教育融入教学实践活动中,提倡一种“隐形教育”。本文从课程思政的现状入手,分析了思政教育融入“食品微生物学”课程的必要性,重点论述了思政元素的挖掘途径。通过将教材知识点与思政教育有机结合,实现巩固知识、加强思政教育的目的,培养学生的科学精神、人文精神,实现民族文化自信。食品微生物学作为食品科学与工程专业的核心课程,要求理论联系实际。本文通过调查研究总结该课程的实践成效,探索该课程思政教育的专业知识切入点,并为后续食品专业课程思政的有效教学途径进行更深层次的探索提供参考。

    • 基于科研素质培养的“分子生物学”课程教学改革

      2021, 48(4):1380-1387. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200557

      摘要 (336) HTML (940) PDF 608.39 K (619) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为迅速发展的前沿学科及连续性与承接性很强的实验性学科,“分子生物学”课程对于构建研究生知识体系、培养研究生的科研素养、创新意识和工程实践能力具有重要作用。为满足“新工科”人才培养的需求,我们基于成果导向教育(Outcome-Based Education,OBE)理念,整合教学内容,改革教学方法,借助现代信息化教学平台,以学习小组为单位,开展课堂竞猜、翻转课堂、课堂讨论等教学活动;运用基于问题的学习(Problem-Based Learning,PBL)法,建立“互动式”的教学模式;设计过程化考核与终结性考核相结合的多元化考核体系,培养研究生的创新能力和工程实践能力,建立一种适合于本校生物工程专业研究生培养的“分子生物学”教学体系。研究生参与教学效果评估及科研成果随访的结果表明,该探索取得了良好的教学效果,为“新工科”背景下生物工程领域的研究型综合创新人才的培养奠定了基础。

    • “现代微生物学研究技术”课程建设与教学改革

      2021, 48(4):1388-1393. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200529

      摘要 (339) HTML (653) PDF 546.88 K (576) 评论 (0) 收藏

      摘要:“现代微生物学研究技术”是在生物学专业微生物学方向硕士生培养方案中设置的一门专业必修课,本文从教学内容、教学方法、考核方法及教学效果等方面介绍了该课程的教学改革情况。

    • “发酵工程”课程思政教学改革的探索与实践

      2021, 48(4):1394-1401. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200598

      摘要 (380) HTML (2428) PDF 404.24 K (780) 评论 (0) 收藏

      摘要:课程思政是当前高校大学生思想政治教育的新理念和新模式,其核心思想是将高校思想政治教育融入各类课程教学中。我们在“发酵工程”课程教学中,通过提升任课教师的课程思政能力,探索在课程绪论、课程知识点、历史故事、社会热点、实验实训中融入思政元素,力求实现“教书”与“育人”的统一。

    • 卫生检验与检疫专业微生物检验实验教学改革

      2021, 48(4):1402-1409. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200709

      摘要 (385) HTML (1021) PDF 388.64 K (520) 评论 (0) 收藏

      摘要:卫生检验与检疫专业是一个实践性很强的应用专业,所培养的高级人才必须具有扎实的微生物检测实践动手能力,以应对新发、突发公共卫生事件。我们针对本校和兄弟院校该专业以往教学中存在的问题和用人单位的反馈意见,探索改革微生物检验的专业实验教学,将相关微生物学检验课程中的实验部分整合成两门独立的专业实验课程,避免了基础实验重复、不系统等问题。内容上以综合性、设计性、创新性实验为主,并将创新创业、毕业设计(论文)合理地融合在创新性实验中,同时注重提高学生生物安全意识的培养,并鼓励学生参与到实验准备工作中,进而实现教学环节与未来岗位零距离对接。教学改革激发了学生的学习兴趣和科研兴趣,提高了学生的实践动手能力和创新能力。

    • “食品微生物学”课程以问题为基础的学习与小规模限制性在线课程融合教学模式探索

      2021, 48(4):1410-1416. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200655

      摘要 (330) HTML (635) PDF 558.93 K (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:工科专业基础课程教学模式改革对于工程教育专业认证和应用型人才培养至关重要。以工程教育专业认证为契机,针对互联网背景下传统教学模式的不足,基于“食品微生物学”课程理论性和实践性强的特点,采用以问题为基础的学习(Problem-Based Learning,PBL)与小规模限制性在线课程(Small Private Online Course,SPOC)融合教学模式,并对该教学模式的课前问题导入、课中问题介入和课后问题反馈实施过程以及实践成果进行了分析探讨,以期提高学生自主学习能力和团队协作意识,为工程教育专业认证和应用型地方本科院校工科专业基础课程教学的开展提供借鉴。

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