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微生物学通报

  • 2022年第49卷第7期文章目次
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    • >工业微生物学
    • 响应面法优化提高萎缩芽孢杆菌E20303抑制马铃薯干腐病病原菌活性的研究

      2022, 49(7):2411-2427. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210902 CSTR: 32113.14.j.MC.210902

      摘要 (437) HTML (1102) PDF 1.21 M (997) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】萎缩芽孢杆菌E20303可以有效地抑制马铃薯干腐病病原菌的活性,而响应面法可在较少的试验次数下优化生防菌发酵培养基配方与发酵条件,获得的最优组合将为马铃薯干腐病生防菌剂的制备与应用提供参考。【目的】以分离自青海察尔汗盐湖湖泥中且对马铃薯干腐病病原菌具有较高抑菌活性的萎缩芽孢杆菌E20303为研究对象,利用响应面法对其培养基配方和发酵条件进行优化,以期提高其对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性。【方法】采用单因素试验、中心组合设计试验及响应面法设计优化萎缩芽孢杆菌E20303发酵培养基配方及发酵条件。【结果】培养基最优发酵配方(g/L):淀粉10.72、酵母粉23.60、七水合硫酸镁16.00、碳酸钙1.14、磷酸二氢钾8.00和磷酸氢二钾16.00,优化后抑菌率由46.51%提高至62.00%;最优发酵条件为装液量102.89 mL、pH 8.64、温度28.73℃、转速200 r/min、培养时间3 d、接种量2%,优化后抑菌率由51.15%提高至72.51%。【结论】实验获得了对马铃薯干腐病病原菌的抑菌活性明显提高的萎缩芽孢杆菌E20303发酵配方及发酵条件,为马铃薯干腐病生防制剂的后续研究提供支撑。

    • >环境微生物学
    • 台风利奇马对城市淡水系统中微生物群落和抗生素耐药性基因的影响

      2022, 49(7):2428-2441. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211105 CSTR: 32113.14.j.MC.211105

      摘要 (364) HTML (768) PDF 975.07 K (818) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】极端天气事件(如台风)带来的强风和降水,会给水生生态系统造成短暂和持久的影响。然而,很少有研究关注台风对水生微生物群落和抗生素耐药性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的影响。【目的】对台风前后城市淡水水域的微生物群落和抗性基因组成进行研究分析,更好地认识极端天气对淡水生态系统的干扰。【方法】在台风前后从4个地点采集了水样,通过宏基因组分析,检测了台风利奇马对温州休闲水域微生物群落和抗性基因的影响。除水生微生物群落和抗性基因外,还分析了每个采样点的物理、化学参数,包括温度、pH、溶解氧、叶绿素a、可溶性活性磷、硝酸盐、亚硝酸盐和铵。【结果】台风登陆后,大多数地点的pH、溶解氧和叶绿素a都有所增加。然而,台风对九山湖的影响要弱于对三垟湿地的影响。台风登陆后,变形菌门、蓝菌门和拟杆菌门的相对丰度增加,而放线菌门的相对丰度下降。在属水平上,栖湖菌的微生物多样性和相对丰度显著增加。在所有的环境因子中,铵是影响微生物群落结构的最重要的环境因子。另外,在所有样本中均检测到35个机会性致病菌类群。台风后,铜绿假单胞菌的相对丰度增加。ARGs显示了空间(采样点间)和时间(台风前后)的变化。冗余分析表明,水总无机氮是影响抗性基因分布的主要环境因子。【结论】这些发现为极端天气(如台风)如何影响淡水系统中的微生物群落和抗性基因提供了新的见解。台风登陆增加了城市淡水系统的公共安全风险,因此,检验检疫方法和手段应该前移,加强对环境健康安全的评价和分析,这将有助于减轻抗生素耐药性和致病菌扩散的风险。

    • 耐高浓度氨氮的异养硝化好氧反硝化菌株U1的鉴定及其脱氮特性

      2022, 49(7):2442-2456. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211017 CSTR: 32113.14.j.MC.211017

      摘要 (428) HTML (924) PDF 1.03 M (885) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】城市垃圾渗滤液是一种成分复杂的有机废水,含氮量高,如果未经处理直接排放到环境中会造成严重的环境污染。【目的】筛选可以耐受垃圾渗滤液中高浓度氨氮并高效去除污水中氮素的异养硝化好氧反硝化菌株,为解决垃圾渗滤液的氮素污染提供功能菌株。【方法】从垃圾渗滤液中筛选分离能耐受高氨氮浓度的菌株,通过测定各菌株的脱氮能力,筛选到一株脱氮能力最强的菌株,命名为U1,通过测定16S rRNA基因序列和生理生化特性确定该菌株为铜绿假单胞菌。进一步研究了菌株U1在不同初始氨氮浓度、碳源、转速、初始pH、碳氮比等单因素变量下的脱氮能力,并结合L9(34)正交试验研究了菌株U1的最佳脱氮条件。【结果】分离出一株铜绿假单胞菌并命名为U1。该菌株的最优脱氮条件为:初始氨氮浓度为1 000 mg/L,红糖和柠檬酸三钠的混合碳源,pH 6.0,C/N为10,转速为130 r/min,菌株U1的最大总氮去除率为64.37%,最大氨氮去除率为76.73%。对于总氮和氨氮含量分别是2 345 mg/L和1 473.8 mg/L的垃圾渗滤液,菌株U1最大总氮去除率为27.86%,最大氨氮去除率为21.32%。【结论】菌株U1可以用于处理垃圾渗滤液等高浓度氨氮废水。

    • 宁夏第三排水沟底泥细菌群落结构特征和空间分布

      2022, 49(7):2457-2469. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211016 CSTR: 32113.14.j.MC.211016

      摘要 (384) HTML (1250) PDF 890.29 K (895) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】微生物对环境有指示作用,微生物群落组成是水环境的研究热点之一。【目的】探究宁夏第三排水沟底泥细菌群落结构及空间分布。【方法】在底泥理化性质分析的基础上,采用Miseq PE300测序平台对沟道及主要支流共11个采样点的表层底泥细菌进行16S rRNA基因扩增子测序。【结果】三排底泥呈弱碱性,底泥有机碳、全氮、全磷、氨氮和硝态氮等理化指标存在空间差异。平罗县段底泥有机碳、全氮和全磷均低于贺兰县和惠农区;下游惠农区段底泥细菌的物种丰富度和多样性明显高于上游贺兰县段,十二分沟与干流差异较明显。三排底泥优势细菌菌门为变形菌门(Proteobacteria,24.41%–44.40%)、绿弯菌门(Chloroflexi,5.46%-17.55%)、放线菌门(Actinobacteria,9.12%–21.21%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,6.96%–13.10%)、热脱硫杆菌门(Thermodesulfobacteria,3.40%-12.20%)、厚壁菌门(Firmicutes,3.31%–14.61%)和酸杆菌门(Acidobacteria,2.00%-9.77%)。优势菌属为硫杆菌属(Thiobacillus,6.73%)和norank_f__Steroidobacteraceae(4.28%)。十二分沟底泥细菌群落组成与三排差别较大,惠农区底泥细菌群落组成比较接近。对底泥细菌群落与环境因子的冗余分析显示,全氮、氨氮和硝态氮对底泥细菌群落结构影响较大。【结论】三排底泥细菌群落存在明显的空间差异,而且受氮素影响较大,应进一步对三排氮循环微生物开展深入研究。

    • 龙江河近岸沉积物细菌群落结构特征及其影响因素

      2022, 49(7):2470-2485. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210994 CSTR: 32113.14.j.MC.210994

      摘要 (317) HTML (970) PDF 969.33 K (788) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】2012年“溃坝事件”发生以来,龙江河重金属污染持续受到关注。【目的】揭示重金属污染河流近岸沉积物中细菌群落结构特征及环境影响因子。【方法】基于高通量测序方法(Illumina MiSeq PE300)研究龙江河近岸沉积物细菌群落多样性、分布特征及其与环境因子的相关性。【结果】龙江河近岸沉积物中As、Cd和Zn平均含量分别为25.06、3.20和205.36 mg/kg,分别达到广西土壤环境背景值的1.22、11.97和2.72倍,均存在不同程度的污染;C/N值在3.66-13.15之间,平均值为10.55,沉积物中有机氮处于矿化消耗状态。细菌群落在门水平上的优势物种有绿弯菌门(Chloroflexi,12.16%-35.36%)、变形菌门(Proteobacteria,7.69%-30.85%)、酸杆菌门(Acidobacteria,8.56%-22.48%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,5.26%-30.41%)、脱硫杆菌门(Desulfurobacteria,1.14%-10.65%)和放线菌门(Actinobacteria,1.55%-4.17%)这6个门;纲水平上有:厌氧绳菌纲(Anaerolineae,8.92%-30.04%)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,5.10%-24.98%)、拟杆菌纲(Bacteroidetes,1.54%-26.95%)、酸杆菌纲(Acidobacteria,1.69%-9.40%)、Vicinamibacteria(1.23%-9.09%)和α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,2.42%-6.67%)这6个纲。相关性分析表明,沉积物细菌群落丰度主要与NH4+-N和pH存在显著相关性,细菌群落的ACE指数、Chao1指数与NH4+-N呈显著负相关(P<0.05)。【结论】沉积物细菌群落丰度和多样性主要受NH4+-N和pH影响,细菌群落丰富物种与碳、氮、磷、硫等元素生物地球化学循环有关,可能存在污染指示微生物和病原微生物群落。

    • 粪臭素高效降解菌YKSW-6的分离、鉴定及降解特性

      2022, 49(7):2486-2499. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211012 CSTR: 32113.14.j.MC.211012

      摘要 (451) HTML (787) PDF 830.81 K (1308) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】粪臭素是畜牧堆肥中有机污染物的主要成分,造成养殖场及周边环境恶化,粪臭素污染问题亟待解决,利用微生物降解粪臭素是一种环保节能的有效方法。【目的】分离鉴定粪臭素高效降解菌株,研究其降解特性,为粪臭素降解提供高效的菌种资源,为该菌株应用于臭味污染环境的净化提供基础。【方法】以粪臭素为唯一碳源的无机盐培养基作为培养基质,从猪粪堆肥样品中分离筛选粪臭素高效降解菌株,通过形态特征和16S rRNA基因序列分析进行分离菌株的初步鉴定,分析其生长规律及粪臭素降解特性,并利用气相色谱质谱联用(GC-MS)对菌株代谢粪臭素的产物进行分析。【结果】从样品中分离获得一株能以粪臭素为唯一碳源的细菌YKSW-6菌株,形态学和16S rRNA基因序列分析初步鉴定该菌株为戈登氏红球菌(Rhodococcus gordoniae)。接种量为10%时,该菌培养14 h对100 mg/L的粪臭素降解率达到100%。其能够利用D-山梨醇、溴-丁二酸等18种碳源,对亚碲酸钾、溴酸钾等13种化学敏感物具有抗性。菌株YKSW-6在5%接种量、温度30-42℃和pH值为6.0-9.0时对100 mg/L的粪臭素降解效率均能达到100%,菌株生长和降解粪臭素的最佳条件为:pH 7.2,温度37℃,转速180 r/min。GC-MS结果表明,粪臭素在菌株的作用下C2先被氧化,转变为3-甲基羟基吲哚,随后进一步被氧化为N-(2-乙酰基苯基)甲酰胺。同时中间产物还有苯乙醛和苯乙酸。【结论】红球菌YKSW-6为目前已报道的降解粪臭素能力较强的菌株,丰富了粪臭素降解菌种的资源库,为实际环境微生物修复应用提供了理论参考。

    • 龙凤湿地与珰奈湿地底泥细菌古菌多样性及其对环境因子的响应

      2022, 49(7):2500-2514. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210996 CSTR: 32113.14.j.MC.210996

      摘要 (359) HTML (566) PDF 1.00 M (889) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】城市湿地和天然湿地受到人为扰动影响的程度显著不同。【目的】研究2种不同类型湿地底泥微生物多样性及种类的差异。【方法】采集冬夏两季城市湿地(龙凤湿地)和天然湿地(珰奈湿地)的底泥样品,使用16S rRNA基因测序技术测定底泥中细菌和古菌群落结构,分析2种湿地底泥的细菌、古菌差异及环境因素与微生物的相关性。【结果】龙凤湿地底泥中的硫杆菌属(Thiobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)丰度显著高于珰奈湿地(P<0.05); Methanoregula在珰奈湿地底泥中的丰度高于龙凤湿地;冬季厌氧绳菌属(Anaerolinea)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)在珰奈湿地底泥中的丰度显著高于龙凤湿地(P<0.05)。【结论】龙凤湿地与珰奈湿地的差异主要影响湿地底泥中参与元素循环的细菌和产甲烷古菌的丰度,人为干扰和低温会降低湿地中微生物的多样性,pH、盐分和碱性磷酸酶是显著影响微生物多样性的环境因素。

    • 定陶汉墓出土汉砖表面及其储存环境真菌病害的分析与防治

      2022, 49(7):2515-2526. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211164 CSTR: 32113.14.j.MC.211164

      摘要 (244) HTML (861) PDF 933.09 K (909) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】定陶王墓地M2汉墓出土了一批处于防护层的重要汉砖,目前部分汉砖表面出现了真菌病害问题。【目的】根据现场文物保护状况,选取了5块汉砖表面的微生物病害样本,检测并分析了汉砖表面的真菌病害,将分离得到的7株真菌进行抑菌试验。【方法】使用扫描电镜观察、高通量测序、纯培养和抑菌试验等方法对样本中的真菌进行分析。【结果】发现未经抑菌处理的汉砖表面真菌病害问题严重,经75%乙醇和0.5%硝酸咪康唑处理过的汉砖表面真菌病害问题减弱。汉砖上的主要真菌不同,汉砖9表面含量最多的真菌为Boeremia,汉砖13表面含量最多的为虫草科(Cordycipitaceae)。然而硝酸咪康唑和硼酸硼砂并无抑菌效果,抑菌产品K100(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮)具有较好的抑菌效果。【结论】本研究对分析和防治汉砖表面的真菌病害及对汉砖进行科技保护具有重要意义。

    • >基础微生物学
    • PCR反应条件对16S rRNA基因扩增子测序准确性的影响

      2022, 49(7):2527-2537. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210956 CSTR: 32113.14.j.MC.210956

      摘要 (420) HTML (1678) PDF 1.19 M (1271) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】16S rRNA基因扩增子测序技术是一种不依赖培养而获得样本中细菌种群结构、相对丰度等信息的方法。高通量测序技术实验步骤较多,每一步骤细微的差别都可能在最终的测序结果中放大,并造成测序结果与实际情况的偏差。【目的】基于MiSeq测序平台,探讨PCR反应体系中扩增引物序列、退火温度、模板起始量、扩增循环数和变性时间等5个因素对16S rRNA基因测序结果的影响。【方法】对mock DNA的16S rRNA基因扩增子进行测序,分别分析不同的扩增引物、退火温度、模板起始量、循环数和变性时间对数据准确性的影响。【结果】不同的扩增引物对检测结果有较大的影响,采用的4组引物中,引物B (V3–V4,341F/806R)的准确性最好,引物A (V3–V4,341F/805R)次之。比较不同退火温度(52、55和60℃)对检测准确性的影响,退火温度60℃的结果最接近理论值。模板起始量(2、10和50 ng)的检测结果显示,mock DNA起始量为2 ng的结果准确性最高。相较于其他3组(15+18、25+8和30+8),循环数为(20+8)的检测结果最接近mock DNA的理论值。不同变性时间(3 min和5 min)对分析结果无显著性影响。【结论】引物序列、退火温度、模板起始量和循环数是影响16S rRNA基因测序结果准确性的重要因素。

    • 大肠杆菌Zn2+敏感突变株构建及其功能验证

      2022, 49(7):2538-2549. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211067 CSTR: 32113.14.j.MC.211067

      摘要 (282) HTML (878) PDF 775.37 K (898) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】Zn2+在细胞解毒及许多生理过程中发挥着关键作用,Zn2+转运蛋白已逐渐引起人们的重视。在大肠杆菌中,zntAzitB是2个外排Zn2+的关键基因。【目的】构建大肠杆菌Zn2+敏感突变株,并对其功能进行验证。【方法】以Escherichia coli DH5α为出发菌株,利用λ Red重组系统,通过携带卡那霉素抗性基因的同源重组片段敲除zntA基因。在单基因敲除菌株基础上,利用携带庆大霉素抗性基因的同源重组片段敲除zitB基因,获得一株敲除了zntAzitB的双基因敲除菌株KZAB04。通过功能互补实验检测基因敲除菌株及对照菌株对不同浓度Zn2+的敏感程度。【结果】基因敲除菌株KZAB04比出发菌株E.coli DH5α具有更高的Zn2+敏感性。【结论】大肠杆菌Zn2+敏感突变株构建成功。该菌株的构建为zntAzitB基因功能的研究提供了必要条件,同时也为其他Zn2+转运蛋白基因的功能鉴定与分析奠定了基础。

    • >基因克隆及功能研究
    • 梨果黑斑病菌互隔交链孢(Alternaria alternata) hnr基因的克隆及其对侵染结构分化的调控

      2022, 49(7):2550-2562. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211047 CSTR: 32113.14.j.MC.211047

      摘要 (275) HTML (1264) PDF 874.12 K (967) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】羟基萘还原酶(hydroxynaphthalene reductase,HNR)是1,8-间苯二酚(1,8-dihydroxynaphthalene,DHN)黑色素合成途径中起关键作用的酶,研究表明HNR不仅参与真菌黑色素合成,而且对其生长发育及致病性也具有一定的调控作用,但HNR对真菌病原物侵染结构分化的调控研究鲜见报道。【目的】在对梨果黑斑病菌互隔交链孢(Alternaria alternata) HNR的基因进行克隆与生物信息学分析的基础上,通过药理学方法初步探讨HNR对A.alternata生长及侵染结构分化的调控作用,为进一步揭示HNR在A.alternata侵染结构分化形成过程中的分子机制提供理论依据。【方法】对梨果黑斑病菌A.alternata的2个hnr基因进行了克隆;通过gene structure display server、open reading frame (ORF) Finder及conserved domain search等数据库及相关软件,对hnr基因及蛋白进行生物信息学分析,并利用HNR特异性抑制剂三环唑处理分析其对A.alternata生长发育、黑色素合成和侵染结构形成的影响,同时采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术分析了hnr基因在A.alternata不同侵染结构分化时期的表达特性。【结果】从梨果黑斑病菌A.alternata克隆得到2个羟基萘还原酶基因hnr的编码区全长,分别命名为Aa4hnrAa3hnr,其中Aa4hnr基因全长为1 266 bp,编码了268个氨基酸,无内含子,有9个ORF;Aa3hnr基因全长为1 356 bp,编码了267个氨基酸,含有2个大小分别为51 bp和49 bp的内含子,有17个ORF;进化分析表明,Aa4hnrAa3hnrOphiobolus disseminansAlternaria arborescens分别具有较高的一致性,同时Aa4hnrAa3hnr编码的蛋白均含有NAD (P)结合域,属于短链脱氢酶/还原酶(short-chain dehydrogenase/reductase,SDR)家族。药理学结果表明,三环唑处理显著降低了A.alternata DHN黑色素的生物合成,抑制了疏水性诱导的A.alternata侵染结构的形成;进一步分析Aa4hnrAa3hnr在疏水表面诱导的A.alternata孢子萌发阶段(2 h)、附着胞形成阶段(6 h)、侵染菌丝形成阶段(8 h)的基因表达量,Aa4hnr的基因表达量在A.alternata侵染结构分化的各个时期均发生下调,Aa3hnr在附着胞形成阶段(6 h)表达量下调,然而在侵染菌丝形成阶段(8 h)显著上调表达。【结论】Aa4hnrAa3hnr对梨果黑斑病菌侵染具有一定的调控作用。

    • >农业微生物学
    • 金针菇信息素信号通路基因在子实体发育过程中的差异表达

      2022, 49(7):2563-2574. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211101 CSTR: 32113.14.j.MC.211101

      摘要 (252) HTML (1070) PDF 754.93 K (804) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】子实体是食用菌的主要商品部位,也是真菌生殖生长的重要结构,其发育受到多种信号途径的调控。【目的】以金针菇(Flammulina filiformis)为材料,对转录组和基因组数据的信息素信号通路基因进行分析获得差异表达的基因,并对其在菌丝生长和子实体发育过程中的表达情况进行分析,以期为研究食用菌子实体发育提供参考。【方法】基于已有的金针菇基因组数据,注释了金针菇信息素信号通路。进一步通过转录组测序鉴定了该通路中参与金针菇子实体发育的关键基因,并对关键基因进行荧光定量PCR验证。【结果】cdc24ste12基因在子实体发育不同时期的5个样品(原基、伸长期菌柄、伸长期菌盖、成熟期菌柄和成熟期菌盖)中的表达具有显著差异,使用荧光定量PCR技术进行验证与上述结果一致。【结论】cdc24ste12这2个关键基因可能参与了金针菇子实体发育过程中的组织分化调控机制。

    • 青稞根腐病防病促生细菌的筛选及其菌剂防效

      2022, 49(7):2575-2586. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210993 CSTR: 32113.14.j.MC.210993

      摘要 (338) HTML (836) PDF 588.61 K (757) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】由燕麦镰孢(Fusarium avenaceum)和麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)等病原真菌引起的青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.)根腐病普遍发生,对藏区农业生产和发展产生了极大威胁。【目的】从青稞健康植株根际土壤中筛选具优良防病促生能力的菌株,通过研究菌株间的互作效应以筛选优良菌剂配伍,制作防效优良的防病促生菌剂,以期为青稞根腐病的防治及青稞增产提供优质的菌剂资源。【方法】采用选择性培养基筛选促生菌株,采用平板对峙法筛选拮抗菌株;采用灌根法和叶面接种法测定菌株致病性;采用乙炔还原法测定固氮能力,钼蓝比色法测定溶磷能力,采用高效液相色谱法测定分泌吲哚乙酸能力;采用16S rRNA基因序列分析鉴定菌种;田间测定菌剂防效,并采用TOPSIS综合分析法进行综合评价。【结果】共分离出具固氮、溶磷能力菌株23株,并从中筛选得到6株拮抗能力良好的菌株,其中5株溶有机磷、3株溶无机磷、3株固氮菌,而且均分泌吲哚乙酸;测定其致病性发现对青稞、燕麦、油菜、豌豆等采样区常见作物均无致病性;经鉴定分别为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)2株、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)1株、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)1株、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)1株及不动杆菌(Acinetobacter sp.)1株;优化筛选得到7种优良组合(SC1-SC7),选择其中4种最优组合(SC2、SC4、SC6和SC7)作为菌剂配方,制作液剂、粉剂和颗粒剂3种剂型菌剂,田间小区测定其防效,发现组合SC7(短小芽孢杆菌Xpq-3、蜡样芽孢杆菌Xpq-15和不动杆菌Xpq-21)液剂防病促生效果最佳。【结论】青稞根围土壤中存在有优良的防病促生菌株,利用其制作的菌剂对青稞根腐病有良好的防效。

    • 胶孢炭疽菌C2H2型转录因子CgGcp1的生物学功能

      2022, 49(7):2587-2598. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211023 CSTR: 32113.14.j.MC.211023

      摘要 (165) HTML (923) PDF 1.12 M (940) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)可以寄生于多种植物,侵染方式多样,能够引起严重的农业危害。在胶孢炭疽菌中,CgGcp1是一个C2H2型的转录因子,关于其生物学功能的研究未见报道。【目的】明确CgGcp1的生物学功能,为深入解析该病菌的致病机制奠定一定的理论依据。【方法】构建CgGCP1基因的敲除载体,利用同源重组得到敲除突变体。通过表型分析,包括营养生长、胁迫响应、孢子产生、附着胞形成及致病性分析等,明确该基因的生物学功能。【结果】CgGCP1基因敲除突变体生长速率较野生型减慢,对SDS、刚果红、NaCl和甘油更加敏感,孢子产量显著降低,附着胞的形成率降低且侵入能力减弱,在橡胶叶片上的致病力明显下降。【结论】CgGcp1参与调控胶孢炭疽菌营养生长、细胞壁完整性、分生孢子产生、附着胞形成与侵入和致病性。

    • 贝莱斯芽孢杆菌CC0955发酵培养基优化及其泡腾颗粒的研制

      2022, 49(7):2599-2611. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211034 CSTR: 32113.14.j.MC.211034

      摘要 (261) HTML (927) PDF 786.92 K (711) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】植物病害的生物防治及生防产品的开发一直是植物保护研究的重点方向,但现有的生防产品多为可湿性粉剂和水剂,存在剂型单一、货架期短及运输和使用不便等问题。【目的】优化贝莱斯芽孢杆菌CC0955菌株发酵培养基,并利用其开发出一种容易使用和保存的新生防产品——泡腾颗粒。【方法】采用Plackett-Burman设计、中心组合设计和响应面分析等方法,优化了贝莱斯芽孢杆菌CC0955的发酵培养基成分;采用L9(33)正交设计,以溶液pH和活菌数为指标,优化了贝莱斯芽孢杆菌CC0955泡腾颗粒配比,并评价了其物理性质和抑菌效果。【结果】贝莱斯芽孢杆菌CC0955最优发酵培养基成分为(g/L):蛋白胨12.00,酵母粉1.00,葡萄糖15.00,MgSO4×7H2O 0.40,K2HPO4 0.05。用此培养基发酵48 h,发酵液对立枯丝核菌的抑制率达到89.78%。泡腾颗粒最佳配比为:碱酸摩尔比为2.00,白炭黑1.50 g,黄腐酸钾0.03 g。泡腾颗粒的平均崩解时间为61.00 s,溶解后溶液pH值为5.44,对立枯丝核菌的EC50为27.65 mg/ml,活菌数为6.05×108 CFU/g。室温下放置6个月,细菌存活率为58.68%。盆栽实验表明,CC0955泡腾颗粒溶液对水稻纹枯病的防效为42.35%,对番茄灰霉病的防效为57.62%。【结论】贝莱斯芽孢杆菌CC0955泡腾颗粒是一种新型的抗植物病原真菌制剂,可用于农田病害的生物防治。

    • 具有杀线虫活性的郭霍氏芽孢杆菌发酵条件优化及稳定性评价

      2022, 49(7):2612-2624. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211099 CSTR: 32113.14.j.MC.211099

      摘要 (297) HTML (691) PDF 848.51 K (906) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】芽孢杆菌是一类常见的生防菌,在植物病害防治中展现出巨大潜力。【目的】对一株具有杀线虫活性的郭霍氏芽孢杆菌(Bacillus kochii) DDWB进行发酵条件优化和稳定性评价,为菌株的开发提供理论支持。【方法】以发酵液上清杀线虫率及细菌发酵液OD600值为指标,通过单因素法与正交试验设计,对菌株的培养基与发酵参数进行优化;同时对菌株发酵液酸碱、温度、紫外、遗传及储存稳定性进行评价。【结果】DDWB菌株培养基优化后为:蔗糖2%,酵母提取物1%,氯化钾2%;优化后初始pH值为8.0,装液量为150 mL/250 mL锥形瓶,发酵时间为48 h,接种量为8%,转速为160 r/min,发酵温度为31℃;稳定性测定结果显示发酵液对酸碱敏感,紫外光照射4 h后活性物质发生降解,但发酵液对温度不敏感且杀线虫活性相关基因可稳定遗传。【结论】本研究优化了DDWB菌株的发酵条件,并对发酵液中活性物质的稳定性进行了多因素评价,使得菌株可以快速扩繁并长期稳定保持对根结线虫的抑制活性,为进一步评价菌株田间防效和研究生防机制奠定了基础。

    • 内生菌莫拉维假单胞菌GF-55促进玉米生长和提高抗倒伏功能分析

      2022, 49(7):2625-2637. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211049 CSTR: 32113.14.j.MC.211049

      摘要 (194) HTML (670) PDF 635.02 K (781) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】内生菌对作物生长发育和抗逆性有重要作用,本团队分离筛选了一株显著促进玉米生长的莫拉维假单胞菌(Pseudomonas moraviensis) GF-55。【目的】揭示莫拉维假单胞菌GF-55的促生抗倒伏能力。【方法】开展了盆栽及温室种植试验,并测定了玉米生长发育和抗倒伏相关指标。【结果】通过分析表明,GF-55菌处理与对照相比,玉米株高、苗干重和苗鲜重分别增加43.47%、26.67%和82.44%,根干重、鲜重、长、体积、表面积和平均直径分别增加231.25%、96.42%、141.68%、46.51%、37.07%和52.38%。菌株GF-55分泌生长激素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)、嗜铁素相对含量和解磷量分别为30.88μg/mL、50.20%和58.43 mg/L;温室试验发现施菌处理可显著提高玉米吐丝期后茎秆的抗倒伏效果,玉米茎秆穿刺、弯曲和压碎强度较对照分别增加15.78%、55.83%和33.71%。施菌处理的秸秆半纤维素、纤维素和木质素含量较对照分别增加10.56%、2.91%和48.01%。【结论】莫拉维假单胞菌GF-55具有促进玉米苗期生长并增强玉米吐丝期后抗倒伏的功能,其在玉米促生和抗倒伏方面有重要的应用价值,这为该菌种的开发利用提供了理论支持。

    • 一株抑制产气荚膜梭菌的枯草芽孢杆菌BS-2特性

      2022, 49(7):2638-2647. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211036 CSTR: 32113.14.j.MC.211036

      摘要 (267) HTML (1182) PDF 724.54 K (964) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】感染产气荚膜梭菌会引起动物坏死性肠炎,通常使用抗生素进行预防和治疗。随着我国饲料禁抗、养殖减抗的实施,寻找绿色微生态制剂及其代谢产物成为当前研究的热点。【目的】旨在研究前期筛选的一株抑制产气荚膜梭菌的枯草芽孢杆菌BS-2特性。【方法】检测了菌株生长曲线、代谢物质的抑菌特性及细菌素基因簇mRNA表达。【结果】枯草芽孢杆菌BS-2代谢物质对革兰氏阴性菌无抑制作用,而对革兰氏阳性菌具有较强的抑菌性能,并且对产气荚膜梭菌的抑菌性能在2-12 h内迅速增长,在12-24 h内抑菌性能较稳定;该抑菌性能不受胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K的影响,具有良好的热稳定性;进一步分析抑菌物质基因簇mRNA表达,发现枯草芽孢杆菌BS-2抑制产气荚膜梭菌的活性可能与表面活性素(surfactin)和美杀菌素(mersacidin)表达有关。【结论】枯草芽孢杆菌BS-2对产气荚膜梭菌具有较强的抑制作用,可能通过抑菌物质surfactin和mersacidin表达发挥作用。

    • 复合菌剂调控连作当归根围土壤养分及对产量的影响

      2022, 49(7):2648-2660. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210995 CSTR: 32113.14.j.MC.210995

      摘要 (218) HTML (722) PDF 1.37 M (790) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】连作可引起微生物群落结构失调,导致土壤环境恶化、养分循环不畅、当归[Angelica sinensis(Oliv.) Diels]产量降低,通过现代微生物技术改良土壤、消减连作障碍势在必行。[目的]于大田条件下,研究施用复合菌剂对当归根围土壤酶活、速效养分及产量的影响,明确增产机制,改进增产措施。【方法】利用溶磷圈法检测不同菌株溶磷活性、乙炔还原法检测固氮活性、试剂盒法检测过氧化物酶和硝化能力;复合菌剂T1[荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) CBS5、产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes) CBS7、嗜冷假单胞菌(Pseudomonas extremaustralis) CBSB、生枝动胶菌(Zoogloea ramigera) CBS4]和T2(荧光假单胞菌CBS5、产碱假单胞菌CBS7、嗜冷假单胞菌CBSB)及对照CK (无菌马铃薯葡萄糖肉汤培养基)分别处理连作当归,分光光度法测定根围土壤及根中养分循环、转化相关酶活,氮、磷、钾速效养分含量;常规方法测产量;统计软件进行相关数据方差分析和主成分分析。【结果】产碱假单胞菌CBS7溶磷能力弱,不同菌株均具有固氮、过氧化物酶活性和硝化能力,生枝动胶菌CBS4高于其他菌株。与不接种对照相比,T1和T2处理均显著提高当归根系生长旺盛期和生长末期根围土壤碳、氮分解代谢相关酶的活性,降低碱性磷酸酶活性;提高土壤速效钾、硝态氮、铵态氮、速效氮、根中铵态氮、硝态氮含量及根中硝酸还原酶活性;促进根系的生长,提高了产量。与T2相比,T1显著提高根系生长旺盛期土壤蔗糖酶和脲酶活性;提高了土壤铵态氮、速效氮和根中铵态氮含量;于生长末期提高了土壤硝态氮、速效氮、根中铵态氮、硝态氮含量及根中硝酸还原酶活性。【结论】复合菌剂T1和T2活化了根围土壤钾素;通过硝化作用可提高根围土壤硝态氮比例,缓解高浓度的铵盐对根系生长的毒害作用。当归通过主动运输硝态氮,能提高根中硝态氮与铵态氮的比值;根中硝酸还原酶活性提高,促进硝态氮向铵态氮转化,从而提高氮素吸收利用效率;综合效应T1大于T2。

    • >食品微生物学
    • 蓝莓提取物对产超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌的抑菌活性

      2022, 49(7):2661-2672. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210998 CSTR: 32113.14.j.MC.210998

      摘要 (293) HTML (876) PDF 834.52 K (863) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】随着细菌耐药性的增强,产超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌的出现严重危害食品安全和人体健康。蓝莓中含有丰富的多酚和花青素,是天然抗菌材料的优选。【目的】分析蓝莓提取物对3株产超广谱β-内酰胺酶肺炎克雷伯菌的抑制活性及作用机制,并以牛乳为样品检测食品基质对蓝莓提取物抑菌活性的影响。【方法】利用甲醇制备巴尔德温和黑珍珠蓝莓提取物并检测提取物中总酚和花青素含量,利用纸片扩散法检测肺炎克雷伯菌的耐药性,利用最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)、最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC)和生长曲线研究蓝莓提取物的抗菌活性,通过共聚焦激光扫描显微镜观察蓝莓提取物对细胞膜完整性的影响,并检测其在牛乳中的抑菌活性。【结果】巴尔德温和黑珍珠蓝莓提取物中的总酚含量分别为2.3 mg/g和3.5 mg/g,花青素含量分别为67.5 mg/100 g和92.5 mg/100 g。两种蓝莓提取物对肺炎克雷伯菌KP106、KP305和KP408的MIC均为25 mg/mL,MBC均为50 mg/mL。生长曲线表明,2xMIC的2种蓝莓提取物能够在6-8 h内将肺炎克雷伯菌杀死。共聚焦激光扫描显微镜分析表明,蓝莓提取物能够破坏肺炎克雷伯菌细胞膜的完整性。模拟牛乳样品试验表明,100 mg/mL的黑珍珠蓝莓提取物能够完全抑制牛乳中肺炎克雷伯菌的生长。【结论】蓝莓提取物可通过破坏肺炎克雷伯菌的细胞膜而达到抑菌效果,在牛乳中也具有抑制肺炎克雷伯菌的潜力。该研究为蓝莓应用于牛乳中耐药肺炎克雷伯菌的防控提供了理论参考。

    • 四川甘孜州高山葡萄酒产区酵母菌多样性分析

      2022, 49(7):2673-2685. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211082 CSTR: 32113.14.j.MC.211082

      摘要 (236) HTML (760) PDF 1.24 M (820) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】西南高山葡萄酒产区的甘孜州产区,具有生产优质葡萄酒的自然禀赋。【目的】研究四川甘孜州葡萄酒产区真核微生物种类多样性、本土酿酒酵母遗传多样性,以及商业酵母对本土酵母多样性的影响。【方法】利用ITS高通量测序技术对赤霞珠接种发酵和自然发酵过程中的微生物进行多样性分析,并利用Interdelta指纹图谱分析法,对经过26S rRNA基因鉴定的野生酿酒酵母基因型进行分类。【结果】ITS测序结果显示,接种发酵和自然发酵各时期均注释到7个科7个属的酵母,通过Interdelta指纹图谱分析发现甘孜州产区的酿酒酵母共有5种基因型。该产区酿酒酵母的6株代表菌株与我国其他产区109株酿酒酵母的进化树分析结果显示,均与来自北京产区的酿酒酵母菌株亲缘关系更近。【结论】甘孜州葡萄酒子产区酵母资源丰富,表现出较高的微生物多样性和中等程度的本土酿酒酵母基因型多样性,为后续优良本土酵母菌株的筛选奠定基础。

    • 嗜热链球菌MGB80-7所产胞外多糖的表型结构及其抗氧化活性

      2022, 49(7):2686-2699. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211031 CSTR: 32113.14.j.MC.211031

      摘要 (291) HTML (1018) PDF 960.61 K (772) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)是乳酸菌生长代谢过程中所产生的一种次级代谢产物,除了可以改善产品质构和品质外,其生理功能也是近年来研究人员追捧的热点。【目的】探究乳酸菌EPS的表征特性和分子结构,揭示其与EPS益生特性之间的联系。【方法】以产EPS的嗜热链球菌(Streptococcus thermophilusS. thermophilus) MGB80-7为研究对象,利用苯酚-硫酸法测定菌株EPS产量。采用离子交换柱层析和凝胶分子筛层析对该菌株所产EPS进行分离纯化,结合凝胶色谱、红外光谱及高效液相色谱对EPS表型结构进行剖析。此外,为确定EPS表型特征对其抗氧化活性的影响,测定了EPS对超氧阴离子、羟自由基及DPPH自由基等的清除能力。【结果】S. thermophilus MGB80-7在M17培养基中EPS产量较高,为(268.25±5.36) mg/mL,分离纯化后共得到2种多糖组分,其中中性多糖(WPS-807)分子量为1.028×105 Da,主要由葡萄糖、半乳糖和甘露糖组成,并含有少量的鼠李糖和阿拉伯糖,酸性多糖(SPS-807)分子量为8.601×104 Da,单糖组分相较于WPS-807更为复杂,主要由甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖组成。抗氧化活性的结果表明,EPS-807具有一定的抗氧化活性,尤其对羟自由基的清除能力较好。【结论】S. thermophilus MGB80-7所产EPS的分子量、结构特征对其抗氧化活性具有一定影响,此结果为进一步分析乳酸菌EPS的构效关系和抗氧化机制提供基础。

    • >兽医微生物学
    • 布鲁氏菌粗糙型RA343株与光滑型A19株免疫小鼠后特异性T细胞和抗体动态变化分析

      2022, 49(7):2700-2714. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210988 CSTR: 32113.14.j.MC.210988

      摘要 (328) HTML (619) PDF 1.32 M (679) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】布鲁氏菌病(简称布病)严重威胁着人类健康和畜牧业的发展,使用毒力弱、免疫原性好、不干扰血清学诊断的疫苗是防控布病的有效措施。【目的】比较布鲁氏菌粗糙型RA343株与光滑型A19株免疫小鼠后机体特异性T细胞和抗体的动态变化,评价粗糙型RA343株的免疫效果。【方法】采用6周龄雌性BALB/c小鼠,共分为3组,RA343株免疫组和A19株免疫组各15只小鼠,空白对照组5只小鼠。免疫组的每只小鼠经腹股沟皮下注射0.1 mL (含菌量为1×108 CFU)菌液。免疫后1、2和3周各免疫组及空白对照组分别剖杀5只小鼠,无菌取脾脏,一部分脾脏研磨分离淋巴细胞,用流式细胞术检测小鼠布鲁氏菌特异性CD4+T细胞与CD8+T细胞所占比例的变化趋势;另一部分脾脏称重后分离布鲁氏菌RA343株和A19株,评估RA343株和A19株在小鼠脾脏中的定殖情况。在剖杀小鼠的同时取外周血分离血清,用ELISA方法检测免疫后小鼠血清中IgM和IgG抗体的消长规律。采用GraphPad Prism 8.0软件作图并进行统计学分析。【结果】与A19免疫组相比,免疫后1周,RA343免疫组小鼠脾脏布鲁氏菌特异性CD4+IFN-γ所占比例极显著增加(P<0.01),CD4+IL-2、CD8+IL-2和CD8+TNF-α所占比例显著增加(P<0.05);免疫后2周,RA343免疫组特异性CD4+TNF-α所占比例极显著增加(P<0.01),CD8+TNF-α所占比例显著增加(P<0.05);免疫后3周,CD4+TNF-α所占比例显著增加(P<0.05),CD8+IFN-γ所占比例极显著增加(P<0.01)。免疫后1–3周,RA343免疫组小鼠脾脏含菌量显著低于A19免疫组(P<0.05),而且RA343免疫组脾脏重量低于A19免疫组。光滑型A19株免疫小鼠的IgM和IgG抗体水平在免疫后2周均显著升高;粗糙型RA343株免疫小鼠的IgM和IgG抗体采用光滑型抗原进行ELISA检测结果均为阴性。【结论】与光滑型A19株相比,布鲁氏菌粗糙型RA343株诱导的细胞免疫应答较强,而且RA343组小鼠脾脏含菌量显著低于A19组,产生抗体与光滑型布鲁氏菌抗原无交叉血清学反应,综合表明布鲁氏菌粗糙型RA343株毒力弱,免疫小鼠后可产生良好的细胞免疫反应和体液免疫反应且不干扰血清学诊断,是理想的布鲁氏菌疫苗候选株。

    • >水生微生物学
    • 淡水湖渔场沉积物中产胶原蛋白酶菌株的筛选及发酵优化

      2022, 49(7):2715-2729. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211097 CSTR: 32113.14.j.MC.211097

      摘要 (291) HTML (703) PDF 1.04 M (985) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】胶原蛋白酶能够高效降解水不溶性的胶原蛋白,在各行业中都有着广泛的应用。淡水湖渔场中大部分动物残骸中的胶原蛋白都会沉降到沉积物中,因而其生态环境中应含有丰富的产胶原蛋白酶菌株。【目的】以环洞庭湖水系淡水湖渔场沉积物为样品,筛选产胶原蛋白酶菌株,并对其中一株产酶量和生物安全性均高的菌株进行鉴定及发酵产酶条件的初步研究,以期为胶原蛋白和胶原蛋白酶的工业生产及应用奠定基础。【方法】采用稀释涂布平板法和点种法筛选产胶原蛋白酶菌株,通过茚三酮显色法测定发酵液胶原蛋白酶酶活,并结合16S rRNA基因序列比对和系统发育分析确定产酶菌株的种类。采用滤纸片扩散法检测菌株抗生素敏感性和溶血性,用溴甲酚紫显色法检测菌株氨基酸脱羧酶活性,硝酸还原酶活性测定用试剂盒,通过单因素试验法和正交试验法进行菌株产胶原蛋白酶发酵条件的优化。【结果】从环洞庭湖水系中的4个淡水湖渔场的表层沉积物中共筛选分离得到113株产胶原蛋白酶菌株,并从中挑选一株来自东湖沉积物的产酶量和生物安全性均高的菌株,该菌株为Exiguobacterium属细菌,命名为Exiguobacterium sp.DJ1。菌株DJ1的最佳产酶条件为: 30.0 g/L明胶,10.0 g/L蛋白胨,5.0 g/L鱼粉,0.5 g/L KH2PO4,0.2 g/L MgSO4·7H2O,0.1 g/L NaCl,pH 8.5,3%的接种量,28℃的培养温度,100 mL/250 mL的装液量。优化后的胶原蛋白酶酶活达(185.45±23.87) U/mL,约为优化前的3.7倍。【结论】淡水湖渔场沉积物中含有丰富的产胶原蛋白酶菌株。菌株DJ1具有较高的产酶能力和生物安全性,经发酵条件优化使该菌株的酶活提高了约3.7倍,为胶原蛋白和胶原蛋白酶的工业化应用奠定了理论基础,具有广阔的应用前景。

    • >微生物育种
    • 甲基营养菌MB200中mutS的缺失及高浓度甲醇和甲醛诱变

      2022, 49(7):2730-2740. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211088 CSTR: 32113.14.j.MC.211088

      摘要 (239) HTML (966) PDF 625.83 K (891) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】甲基营养菌(Methylobacterium)是一类能够以单碳或非C-C键低碳化合物(如甲烷、甲醇、甲醛等)为底物生长,并可生产多种代谢产物如氨基酸、工业酶和辅助因子、多羟基烷酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)、多糖和类胡萝卜素等的革兰氏阴性细菌。【目的】通过突变甲基营养菌MB200的mutS基因,在胁迫条件下定向诱导,以获得可以耐受高浓度甲醇和甲醛的生产菌株。【方法】利用三亲本结合构建mutS基因缺失的高突变菌株MB200sTB,逐步提升培养液中甲醇、甲醛的浓度进行定向诱导突变,对获得的高耐受性突变株进行回补,分析菌株的生长情况。【结果】构建了mutS基因的缺失突变体MB200sTB,并且得到了高耐受甲醇和甲醛的菌株MB200sHBc和MB200sHBq。MB200sHBc与野生株MB200相比其甲醇耐受性得到了极显著的提高,甲醇耐受浓度从8 g/L提升到44 g/L,但生长量不受影响。MB200sHBq在以甲醛为0.45 g/L的碳源条件下,生长量相较于野生型MB200提高了1.69倍。【结论】通过定向诱导缺失mutS基因的突变体,可获得具有生产应用潜力的高耐甲醇菌株。

    • >医学微生物学
    • 肠出血性大肠埃希菌O157:H7噬菌体FEC14和FEC19特性及污染牛肉杀菌潜在应用探究

      2022, 49(7):2741-2752. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211085 CSTR: 32113.14.j.MC.211085

      摘要 (320) HTML (905) PDF 1.45 M (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】肠出血性大肠埃希菌O157:H7是重要的食源性致病菌之一,并且其耐药性越来越严重,寻找裂解性强噬菌体用于防治大肠埃希菌感染具有广阔的应用前景。【目的】从环境中分离鉴定能特异裂解大肠埃希菌O157:H7的噬菌体,通过对生物学特性及裂解细菌功效的探究,为其在食品安全防控中提供理论依据和研究基础。【方法】通过双层平板法分离并纯化噬菌体,透射电镜观察噬菌体形态,测定最佳感染复数、一步生长曲线、pH稳定性、温度稳定性,对噬菌体进行全基因组测序及噬菌体裂解细菌功效。【结果】 2株大肠埃希菌O157:H7噬菌体FEC14和FEC19的头部皆呈二十面体立体对称,FEC14头部直径约80 nm,尾丝呈星形,FEC19头部直径约58 nm,尾丝呈针形;噬菌体FEC14的最佳感染复数为0.001,潜伏期为15 min,裂解期为65 min,平均暴发量为156 PFU/cell,FEC19的最佳感染复数为0.1,潜伏期为10 min,裂解期为80 min,平均暴发量为800 PFU/cell;噬菌体FEC14能在60℃、pH 4.0-11.0条件下存活,噬菌体FEC19在70℃、pH 5.0-9.0条件下存活; FEC14归类于有尾目(Caudovirales) Ackermannviridae科Kuttervirus属,FEC19归类于有尾目(Caudovirales)肌尾科(Myoviridae) Wifcevirus属;单一噬菌体或混合鸡尾酒法均能降低染菌牛肉中的细菌数量,并且未发现已知毒力基因和耐药基因,能控制大肠埃希菌O157:H7的污染。【结论】 2株大肠杆菌O157:H7噬菌体FEC14和FEC19特异性高、稳定性强、裂解效率高,在控制食品中大肠埃希菌O157:H7污染的应用中具有很大潜力,将来可以开发为食品防控制剂用于食品加工各个领域。

    • >经验交流
    • 一株地衣芽胞杆菌产碱性蛋白酶条件优化

      2022, 49(7):2753-2766. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211107 CSTR: 32113.14.j.MC.211107

      摘要 (248) HTML (814) PDF 1.78 M (799) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】碱性蛋白酶是众多芽胞杆菌的发酵产物,是工业上极其重要的一类酶。【目的】利用酪素培养基从环境样品中筛选出一株产碱性蛋白酶的菌株,对传代次数、发酵的碳源、氮源、金属离子、磷酸盐、初始pH、接种量和温度进行优化,提高其产碱性蛋白酶的能力并降低发酵成本。【方法】采用革兰氏染色法、扫描电镜、生理生化试验、16S rRNA基因序列对分离的菌株进行鉴定;采用单因素、Plackett-Burman、最陡爬坡和响应面试验优化碱性蛋白酶的发酵条件,使用Minitab对试验数据进行分析。【结果】经鉴定分离菌株为地衣芽胞杆菌,命名为Bacillus licheniformis NWMCC0046。优化后的发酵培养基组成为(g/L):豆粕50.00,葡萄糖10.00,酵母浸膏13.46,CaCl2 0.50,Na2HPO4·12H2O 4.00,KH2PO4 0.30;优化后的培养条件为:pH 7.5,34.81℃,接种量4.13%。在此条件下,摇瓶发酵48 h时碱性蛋白酶活性达到165.41 U/mL,较优化前提高了8.04倍。【结论】通过发酵培养基组成和条件优化有效提高了地衣芽胞杆菌产碱性蛋白酶的能力,为碱性蛋白酶的后续研究提供了参考。

    • >专论与综述
    • 基于翻译调控的细菌耐药研究进展

      2022, 49(7):2767-2777. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211025 CSTR: 32113.14.j.MC.211025

      摘要 (302) HTML (1326) PDF 598.31 K (1039) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于抗生素的大量使用,细菌耐药问题凸显,直接威胁人类生命健康和世界经济发展。过去对于细菌耐药的遗传和分子机制研究较为透彻,而对应的调控机制研究相对较少。翻译调控作为生命体最重要的调控方式之一,在细菌耐药研究领域的重要性尚未被学术界充分重视。本文介绍了影响翻译过程的抗生素的主要作用机制,重点从核糖体的修饰和突变、tRNA总量的动态调控、tRNA氨酰化、tRNA甲基化、核糖体保护蛋白和翻译因子这几个方面概述了基于翻译调控的细菌耐药研究进展,为研究者们提供了一个基于翻译调控角度研究细菌耐药的新视角,同时也为开发靶向细菌翻译调控的新型抗生素提供一些新思路。

    • 肽基载体蛋白结构功能的研究进展

      2022, 49(7):2778-2788. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211030 CSTR: 32113.14.j.MC.211030

      摘要 (395) HTML (1194) PDF 763.63 K (1030) 评论 (0) 收藏

      摘要:肽基载体蛋白(peptidyl carrier protein,PCP)是非核糖体肽合成酶(non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)的核心结构域。根据NRPS的装配机制,每个模块都至少包含一个PCP,PCP对于非核糖体肽合成中氨基酸残基及多肽在不同催化结构域中的传递起着重要作用,并为氨基酸残基和多肽向模块内其他修饰酶的转移提供一个平台。本文主要对PCP的结构功能、与其他催化结构域的相互作用及重组模块活性降低的问题等方面进行了综述,期望为重组NRPS模块的构建提供理论依据。

    • 硫酸盐还原菌与肠道疾病相关性的研究进展

      2022, 49(7):2789-2804. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210979 CSTR: 32113.14.j.MC.210979

      摘要 (293) HTML (1613) PDF 578.50 K (979) 评论 (0) 收藏

      摘要:硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)是肠道菌群的重要组成成员之一。SRB在其增殖与新陈代谢过程中会产生硫化氢。现有研究显示,SRB的过度繁殖与炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)、肠易激综合征(irritable bowel syndrome,IBS)、乳糜泻(celiac disease,CLD)和结直肠癌(colorectal cancer,CRC)等密切相关,但目前尚无相关文献对SRB在肠道疾病中扮演的角色、致病机理和肠道微生态等研究进行系统性的综述。SRB在肠道疾病中的分布特征及其致病机制值得进一步总结与探讨。本文收集过去10年来发表的关于SRB与肠道疾病的文献并进行详细分析与归纳,对SRB在宿主肠道内的分布与生理特征、SRB在不同肠道疾病的相关分布特点,以及SRB致病机制的研究进展等方面进行详细论述,以期增加本领域研究人员对SRB的重视。同时,本文对未来如何深化SRB在肠道相关疾病的研究方向进行探讨,以期为SRB相关肠道疾病的预防与治疗提供一定参考。

    • 超高温堆肥促进氮素减损的微生物机制研究进展

      2022, 49(7):2805-2818. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211027 CSTR: 32113.14.j.MC.211027

      摘要 (438) HTML (1169) PDF 721.70 K (825) 评论 (0) 收藏

      摘要:堆肥中氮的循环在很大程度上依赖微生物驱动的氮素转化。传统高温堆肥最高堆温普遍在55-60℃,温度的提高有利于缩短堆肥周期和提高堆肥品质。超高温堆肥作为近年来快速发展的新兴技术,不但能突破传统堆肥工艺堆温低的局限,并且持续的超高温调控了堆肥微生物组、堆肥环境与氮素的互作,减少了氮素的损失。本文综述了堆体的氮循环过程及超高温堆肥技术在保氮方面的显著优势,以及超高温堆肥过程中具有氮代谢功能的优势微生物种群及其影响因素,重点介绍有关超高温堆肥控制氮素损失的作用机制研究进展,同时对超高温堆肥现有研究中存在的问题进行分析并探讨解决途径。

    • 丛枝菌根真菌防治尖孢镰孢枯萎病的效应、机制及其应用研究进展

      2022, 49(7):2819-2837. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211118 CSTR: 32113.14.j.MC.211118

      摘要 (271) HTML (577) PDF 869.91 K (852) 评论 (0) 收藏

      摘要:尖孢镰孢(Fusarium oxysporum)所引起的植物枯萎病是农业生产中广泛存在且难以防治的一种土传病害,严重影响作物的产量和品质。丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌能够与大部分陆生植物形成互惠共生关系,在促进植物生长、增强宿主植物抗病性等方面具有重要作用。本文收集整理了2001-2021年期间发表的相关文献,评述了AM真菌防治尖孢镰孢枯萎病的研究进展,并分析了AM真菌菌剂组成及应用方式对病害发生情况和尖孢镰孢丰度的影响。根据AM真菌在土壤-植物连续体的空间位置及其影响范围,从土壤、根系、植株等作用层面对AM真菌增强植物抵抗尖孢镰孢的直接和间接作用机制进行总结,包括影响土壤微环境、调节植物根际微生物群落结构、与病原菌竞争生态位、强化根系机械保护屏障、促进宿主植物养分吸收和生长、诱导植物系统性抗性等。此外,综合讨论了AM真菌与其他手段联合应用防治尖孢镰孢枯萎病的应用研究进展。本文可为推进AM真菌生物防治病害相关基础与应用研究的发展提供借鉴和参考。

    • 中药饮片有害微生物负载及鉴定技术研究进展

      2022, 49(7):2838-2848. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210960 CSTR: 32113.14.j.MC.210960

      摘要 (237) HTML (951) PDF 555.51 K (1014) 评论 (0) 收藏

      摘要:中药饮片在种植、采收、加工和储藏等过程中均有可能受到多种微生物的污染,特别是有害微生物如致病细菌、产毒真菌等的存在会影响中药饮片的安全性。本文综述了近年来中药饮片有害微生物的污染情况,比较不同国家药典对中药饮片微生物限度和真菌毒素限量的差异,归纳当前用于不同微生物鉴定方法的适用性,以期为中药饮片质量安全研究工作提供参考。

    • mRNA技术应对病毒传染病的研究进展

      2022, 49(7):2849-2861. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.210982 CSTR: 32113.14.j.MC.210982

      摘要 (289) HTML (1479) PDF 566.56 K (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)疫苗和抗体是近年来兴起的一种新型疫苗和抗体技术。与传统疫苗相比,mRNA疫苗具有安全性高、均衡免疫性好、研发周期短、生产成本低等优势,mRNA抗体比其他形式递送的抗体在体内发挥生物学效应的时间更早也更持久。随着mRNA修饰与递送技术的快速发展,mRNA技术迅速走向成熟,在肿瘤治疗、病毒传染疾病的预防和治疗等方面展现出广阔的应用前景,特别是新型冠状病毒mRNA疫苗以创纪录的速度完成研发并成功应用,为未来mRNA技术的推广铺平了道路。本文综述了mRNA技术领域的重要突破,重点关注mRNA疫苗和抗体在应对病毒传染病中的重大进展,并展望了未来该技术在抗病毒感染领域的研究趋势。

    • 印度梨形孢(Piriformospora indica)增强植物抗逆境胁迫能力的研究进展

      2022, 49(7):2862-2874. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211046 CSTR: 32113.14.j.MC.211046

      摘要 (349) HTML (1055) PDF 682.10 K (1167) 评论 (0) 收藏

      摘要:印度梨形孢是一种可在多种植物根部定殖的内生真菌,能与多种植物形成共生体,提高植物对外界营养的吸收能力,促进次生代谢产物的积累,提高植物对生物及非生物胁迫的抵抗能力,同时可增加植物的生物产量,对宿主植物产生许多有益影响。因此,印度梨形孢作为优良的生物防治和土壤改良因子,在农业生产方面显示出巨大的应用前景。本文结合本课题组近年研究结果及近10年间相关科学工作者的研究,系统总结了印度梨形孢在增强植物抗生物胁迫与非生物胁迫方面的研究进展,旨在为更好地发挥其潜在价值提供参考。

    • >前瞻与评论
    • 粪菌移植研究的文献计量学和可视化分析

      2022, 49(7):2875-2887. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.211109 CSTR: 32113.14.j.MC.211109

      摘要 (355) HTML (883) PDF 864.02 K (791) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】粪菌移植是近年医学领域研究的热点,不但能够治疗消化系统疾病,而且在神经及精神系统、心血管系统相关疾病的治疗中均有不错的疗效,有着广阔的应用前景。【目的】掌握国内外粪菌移植的研究现状、热点及发展趋势,为相关领域科研工作者的研究提供参考。【方法】基于Web of Science核心数据库,通过CiteSpace对2011-2021年的年度发文量、作者、国家、期刊、被引情况和关键词等进行可视化分析。【结果】筛选后共纳入4 905篇文献,目前全球粪菌移植研究的文献数量呈快速增长趋势;美国和中国是发文量最多的国家。中国学者的总发文量虽然位居世界第二,但中心度和篇均被引频次较低,说明受关注程度及学术影响力不足,在发文质量上还有待提高;Gastroenterology是国内外学者发文量最多的期刊,Frontiers in Microbiology是中国学者发文量最多的期刊;粪菌移植呈现出多学科交叉的发展特点;粪菌移植目前的研究热点主要与肠内疾病(炎症性肠病、艰难梭菌感染)和肠外疾病(如抑郁、冠状动脉粥样硬化等)有关;粪菌移植在未成年人中的应用、对胰岛素敏感度的影响、测序技术在肠道菌群的应用及粪菌移植更加精确的治疗策略可能会成为未来的研究趋势。【结论】粪菌移植研究目前正处于快速上升阶段,近年来的研究热点也逐渐从肠内疾病向肠外疾病扩展,未来把粪菌移植更加精确地应用到更多疾病的治疗中是必然的发展趋势。

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