2023, 50(7):2781-2797. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220985 CSTR: 32113.14.j.MC.220985
摘要:【背景】乙酰辅酶A是酿酒酵母异源合成番茄红素的重要中间产物,胞质中乙酰辅酶A主要来自乙酰辅酶A合成酶催化乙酸合成。【目的】通过外源添加乙酸盐结合调控乙酸胁迫应答基因增加胞内乙酰辅酶A含量,改善细胞生长,促进番茄红素合成。【方法】在合成番茄红素的重组酵母菌中过表达乙酰辅酶A合成酶编码基因(acs2),在发酵过程中添加10 g/L乙酸盐,结合转录组学分析挖掘乙酸胁迫响应基因,进行单一和组合调控。【结果】添加乙酸盐后,重组菌Y02中番茄红素含量增加了19.14%,但细胞生长受到抑制,转录组学结果表明adk2、fap7、hem13、elo3、pdc5、set5、pmt5、hst4、clb2和swe1表达水平增加,因此构建了单基因和双基因过表达菌株,其中Y02-set5-hst4菌在添加乙酸盐后细胞生长得到了显著改善,同时胞内乙酰辅酶A浓度提高了78.21%,番茄红素含量和产量达到12.62 mg/g-DCW和108.67 mg/L,与对照菌Y02相比分别提高了42.76%和67.13%。同时该菌中甲羟戊酸途径中关键基因erg12、erg20和hmg1的表达量与对照菌相比分别上调了1.70、1.44和1.96倍。【结论】在过表达acs2的基础上,过表达set5和hst4能够增加酵母对乙酸胁迫的耐受能力,并提高乙酰辅酶A合成水平和甲羟戊酸途径代谢通量,促进番茄红素的合成,研究结果可为其他类异戊二烯产物的代谢工程研究提供有益的借鉴。
2023, 50(7):2798-2811. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220998 CSTR: 32113.14.j.MC.220998
摘要:【背景】聚γ-谷氨酸(poly-γ-glutamic acid, γ-PGA)是一种由芽孢杆菌代谢产生的同质氨基酸聚合物,在众多领域具有广泛的应用潜力。芽孢杆菌cwlO表达一种d,l-肽链内切酶,其对γ-PGA合成的影响机理尚不清晰。【目的】探究缺失cwlO对以不同前体发酵γ-PGA的影响及其机制。【方法】以地衣芽孢杆菌WX-02为出发菌株,构建缺失cwlO的重组菌。在3 L发酵罐条件下对比重组菌和野生菌利用不同前体发酵产γ-PGA的发酵性能,并通过转录水平差异分析、荧光倒置显微镜观察、细胞壁肽聚糖含量和组分分析造成重组菌和野生菌发酵性能差异的原因。【结果】缺失cwlO的重组菌对l-谷氨酰胺的代谢利用效率显著提高,以l-谷氨酰胺和l-谷氨酸为混合前体时,重组菌的γ-PGA产量达到36.3 g/L,比野生菌高48.8%。RT-qPCR结果表明,相较于野生菌,重组菌在利用l-谷氨酰胺时γ-PGA合成途径和呼吸链上关键基因转录水平均上调。荧光倒置显微镜观察发现重组菌细胞形态相比野生菌变短变圆,细胞壁肽聚糖含量和组分测定发现,重组菌细胞壁肽聚糖含量降低,且肽聚糖中蛋白质占比减少。【结论】地衣芽孢杆菌cwlO的缺失引起细胞壁肽聚糖含量降低,促进了菌株对l-谷氨酰胺的利用,强化了γ-PGA的合成,这为探究cwlO对γ-PGA合成的影响提供了新的思路和研究基础。
2023, 50(7):2812-2825. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230164 CSTR: 32113.14.j.MC.230164
摘要:【背景】汉阳陵是我国截至目前发现的规模最大、陪葬级别最高的汉代陶俑群,出土了大量形神毕肖的裸体俑群,考古学家认为这种裸体陶俑原本“着衣、装木臂”,称为“着衣式陶俑”,为皇室独有,异常珍贵。然而这些推测尚无科学依据,而且陶俑表面附着微生物可能会腐蚀俑体。【目的】通过比较研究汉陶俑表面微生物的组成差异,为汉裸体陶俑着有衣物且装有断臂的推测提供一定的科学佐证,同时为汉陶俑微生物腐蚀的防控提供靶标。【方法】应用微生物高通量测序与纯培养相结合的方法,对着衣式陶俑不同部位微生物进行测定。【结果】高通量测序结果显示女俑头部微生物多样性较高;男俑上半身微生物多样性最高,腿部居中,头部较低。汉陶俑表面微生物组成按俑的类别及不同部位聚集在一起,其优势菌为放线菌门的克洛斯氏菌属、糖多孢菌属、假诺卡氏菌属及链霉菌科,其他各部位优势类群相对丰度存在差异,断臂处与碳循环相关功能微生物的相对丰度最高。纯培养结果显示女俑头部的可培养细菌数量高于男俑头部可培养的细菌数量;男俑上身与腿部可培养的微生物数量高于男俑头部,表明上半身与腿部可能有衣物覆盖,导致其营养差异。【结论】汉陶俑头部与身体表面部位微生物多样性与组成存在明显的差异,暗示汉陶俑各部位的营养成分存在差异,可能与汉陶俑有衣物覆盖或染料涂色相关。
2023, 50(7):2826-2836. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220931 CSTR: 32113.14.j.MC.220931
摘要:【背景】玉豆轮作过程中,玉米田中长残留除草剂阿特拉津易对下茬大豆作物产生不良影响。【目的】从黑龙江省安达市的农田土筛选一株能适应该土壤环境生长的阿特拉津降解菌并研究其降解特性。【方法】利用富集培养法,分离、筛选一株阿特拉津高效降解菌并结合外观形态、生理生化及16S rRNA基因序列测定对其进行鉴定,通过单一变量法设置不同的碳源、pH、温度和阿特拉津浓度,研究降解菌株最佳发酵及降解条件。【结果】得到一株在BSM-G中能够以阿特拉津为唯一氮源生长的高效阿特拉津降解菌AD111,鉴定为马德普拉塔无色小杆菌(Achromobacter marplatensis)。菌株AD111降解阿特拉津的最适温度为35 ℃,最适pH为8.0,最佳碳源为蔗糖,24 h内对浓度为50 mg/L的阿特拉津降解率达到99.7%,对300 mg/L的阿特拉津降解率达到81.9%。【结论】降解菌AD111具有较好的环境适应及阿特拉津降解能力,为解决黑龙江偏碱土壤中阿特拉津残留提供了良好的候选菌株。
2023, 50(7):2837-2847. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220933 CSTR: 32113.14.j.MC.220933
摘要:【背景】赭曲霉毒素A (ochratoxin A, OTA)是一种可以致癌的真菌毒素,其污染严重影响食品安全,危害人类健康。生物降解法去除OTA污染是近些年的研究热点,发掘高效的OTA降解脱毒酶资源具有重要的意义。【目的】筛选高效的OTA降解菌株并从中克隆降解基因,为生物脱毒方法的开发提供基因和酶资源。【方法】利用OTA为唯一碳源的筛选培养基从土壤中筛选纯化OTA降解菌株,通过16S rRNA基因序列分析确定其分类地位,利用高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)分析其降解产物。通过同源序列比对的方法克隆降解基因并与载体pET-29a(+)相连,然后在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。利用Ni2+亲和层析对表达产物进行纯化,研究其对OTA的降解活性和酶学特征。【结果】筛选到一株高效的OTA降解菌株,在12 h内能够完全降解1 μg/mL的OTA;初步鉴定该菌株属于Niastella,编号为JX-6;菌株JX-6通过酰胺键断裂途径降解OTA生成无毒的OTα;从菌株JX-6中鉴定了一个OTA酰胺水解酶,命名为NcOTase;NcOTase与已报道的OTA酰胺水解酶序列相似性较低,仅为31%–53%;纯化的NcOTase具有OTA水解活性,比酶活为60.3 U/mg,活性显著高于大部分已报道的OTA降解酶。【结论】NcOTase是一个高效的OTA降解脱毒酶,在去除食品和饲料中OTA污染方面具有很好的应用前景。
向菲,田子琦,冯杨,秦振阳,彭焜,欧阳萍,陈德芳,黄小丽,耿毅
2023, 50(7):2848-2859. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220968 CSTR: 32113.14.j.MC.220968
摘要:【背景】研究发现PrtV基因编码含多囊肾病(polycystic kidney disease)结构域的金属蛋白酶,其在多种细菌的致病过程中具有重要作用。拟态弧菌是一种感染多种水生动物的重要病原菌,PrtV基因在拟态弧菌致病中的作用尚不清楚。【目的】探究PrtV基因对拟态弧菌致病相关生物学特性的影响。【方法】采用自然转化的方法构建拟态弧菌PrtV基因缺失株(ΔPrtV),同时通过基因与质粒重组后电转化导入缺失株构建回补株(ΔPrtV/pPrtV),对突变株的生长特性、生化特征、生物被膜形成、自聚集能力、胞外产物卵磷脂酶和蛋白酶活性,以及致病性和细胞毒性等进行分析。【结果】与野生株相比,缺失株的生长特性、生物被膜形成、自聚集能力和卵磷脂酶活性无变化,但分解尿素、甘氨酸、香豆酸盐、鸟氨酸和赖氨酸的理化特性改变;胞外产物蛋白酶活性显著降低(P<0.05),细胞毒性显著下降(P<0.05),对杂交鲇的致病力下降10倍。【结论】PrtV基因与拟态弧菌的细胞毒性及致病性等多种生物学特性有关。该结果为进一步解析拟态弧菌PrtV基因功能及其致病机制提供了依据。
2023, 50(7):2860-2875. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220910 CSTR: 32113.14.j.MC.220910
摘要:【背景】粮食在生长和收储期极易受到病原真菌或产毒真菌的污染,造成严重的损失。众多实践证明木霉属(Trichoderma)可以有效防治植物病原真菌。【目的】鉴定和筛选能有效抑制粮食常见危害真菌的木霉生防菌株,开发生防菌剂,保障粮食生产安全。【方法】从粮食上分离筛选出35株木霉,通过多基因系统发育分析和形态学观察方法进行菌种鉴定,利用平板对峙试验筛选出对粮食常见危害真菌有抑制作用的菌株。【结果】35株木霉分属于8个种,分别为非洲哈茨木霉(Trichoderma afroharzianum)、类棘孢木霉(Trichoderma asperelloides)、Trichoderma amoenum、近深绿木霉(Trichoderma paratroviride)、Trichoderma obovatum、长枝木霉(Trichoderma longibrachiatum)、东方木霉(Trichoderma orientale)和深绿木霉(Trichoderma atroviride)。对峙试验结果表明,这8种木霉对于粮食上分离到的10种危害真菌均具有较好的抑制效果。非洲哈茨木霉(T. afroharzianum)和长枝木霉(T. longibrachiatum)的抑菌效果优于其他物种,其中非洲哈茨木霉a91菌株的抑菌效果最佳,对9种危害真菌的抑菌率均在65%以上。【结论】本研究筛选的木霉菌株具有较高的生防潜力,对于粮食作物上常见的病原菌和产毒真菌有较好的抑制效果。
2023, 50(7):2876-2891. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220649 CSTR: 32113.14.j.MC.220649
摘要:【背景】尖孢镰孢(Fusarium oxysporum)引起的烟草根腐病在世界烟区普遍发生,严重影响烟草产量和质量,化学农药无法有效防治病害,利用生防菌防治该病成为研究热点。【目的】明确贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velenzensis) GDND-2对尖孢镰孢生长发育的抑制作用。【方法】制备含10%和20% GDND-2发酵滤液的PDA培养基,涂在玻片上,接种尖孢镰孢分生孢子,观察滤液对尖孢镰孢孢子萌发、菌丝生长、孢子形成和色素产生的影响,应用扫描和透射电镜观察菌体超微结构的变化。【结果】贝莱斯芽孢杆菌GDND-2发酵滤液延迟孢子萌发2 h以上造成芽管膨大畸形,促使菌丝提早分枝,抑制菌丝延伸,使菌丝产生畸形球状结构,10%和20%发酵滤液对菌丝生长抑制率达53.41%和61.58%。滤液延迟病菌产孢,显著抑制产孢量,影响孢子形态,刺激病菌产生色素。10%和20%发酵滤液延迟产孢20 h和28 h,对产孢量的抑制率为52.11%和78.85%,滤液促使病菌形成小型分生孢子。观察尖孢镰孢的超微结构,部分菌丝膨大、畸形,细胞壁变薄,细胞膜消失,细胞质渗出,胞内呈空腔结构;部分菌丝严重皱缩、扭曲、变细,严重时出现穿孔现象;部分菌丝细胞严重囊泡化,细胞器分布不均匀;部分细胞脂质体数量明显增加。【结论】贝莱斯芽孢杆菌GDND-2发酵滤液能抑制尖孢镰孢的整个生产发育过程,包括孢子萌发、菌丝生长和孢子形成。
2023, 50(7):2892-2906. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220993 CSTR: 32113.14.j.MC.220993
摘要:【背景】附子白绢病是由齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)引起的一种土传细菌性病害,该病原菌严重影响附子的生产。【目的】筛选出对附子白绢病具有生防效果的菌株,并将其用于病害防治。【方法】利用平板涂布法和划线法从黄粉虫蛹体分离菌株,平板对峙法筛选对齐整小核菌具有较强拮抗能力的菌株,通过形态学观察、生理生化试验、16S rRNA基因测序分析确定其分类地位;以单因素试验对发酵条件进行优化,并初步测定拮抗菌的菌悬液、挥发性气体和发酵液对齐整小核菌菌丝的抑制效果。【结果】筛选出的拮抗菌株将其编号为N2,初步鉴定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis);菌株N2最佳培养基配方(g/L):胰蛋白胨10.0,酵母浸粉5.0,蔗糖20.0;最佳培养条件:初始pH 6.0,温度36 ℃,转速240 r/min,装液量30 mL,接菌量0.05%;其菌悬液、挥发性气体和发酵液均能有效抑制白绢病菌菌丝的生长;胞外酶测定结果显示该菌株可产生蛋白酶和纤维素酶,不产嗜铁素。【结论】菌株N2对附子白绢病具有较好的抑制效果,在生物防治中具有较好的应用潜力和较高的研究价值。
2023, 50(7):2907-2922. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220973 CSTR: 32113.14.j.MC.220973
摘要:【背景】香蕉枯萎病是香蕉的顽固性疾病,制约着香蕉产业的发展,因此,筛选出对香蕉枯萎病菌(尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种,简称Foc4)具有抑制活性的生防菌株具有重要意义。【目的】分离香蕉林土壤样品中放线菌并进行物种的初步鉴定,测定其对包括香蕉枯萎病致病菌的7种病原菌的拮抗活性,获得高活性菌株,以获得解决香蕉枯萎病的生物防治策略。【方法】采集多份广西地区香蕉林土壤样品,采用超声波等手段对其预处理,设置多种特异性培养基从中分离放线菌资源,对获得的放线菌进行基于16S rRNA基因序列的物种鉴定,以7种病原菌为靶标,采用平板对峙法从中筛选抑菌活性菌株,最后采用菌丝生长速率法对Foc4的抑菌率进行测定。【结果】从香蕉林土壤中分离出138株放线菌均为链霉菌,其中5株为潜在新种,分别为X1085、X1052、X2052、X3059和X4046;筛选出具有抑菌活性的菌株77株,阳性率为55.8%。20株对Foc4具有抑制活性,其中4株拮抗效果明显,抑制率大于80%,菌株X4050的抑菌率高达93.76%。【结论】初步明确了香蕉林土壤中可培养放线菌的物种信息,其中部分放线菌为未知物种,活性分析显示一半以上的菌株具有抗菌生物活性,一部分对香蕉枯萎病病菌具有良好的拮抗活性。该研究结果可为香蕉林土壤可培养放线菌的分离、鉴定、生物活性研究提供理论依据,为香蕉枯萎病的生物防治提供思路。
2023, 50(7):2923-2936. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220995 CSTR: 32113.14.j.MC.220995
摘要:【背景】撕裂蜡孔菌(Emmia lacerata)是一种在世界范围内广泛分布的白腐真菌,对植物病原真菌有较好的抑制作用,可作为生防真菌进行开发和利用。【目的】对撕裂蜡孔菌SR5的抑菌能力和胞外产铁载体能力进行测定,挖掘其生防潜力。【方法】采用平板对峙法检测SR5对9种植物病原真菌的抑菌能力,并通过不同浓度的发酵原液测定真菌胞外代谢物的抑菌效果;结合铬天青S (chrome azurol S, CAS)检测法测定真菌产铁载体能力,明确SR5抑菌特性。【结果】SR5以过度生长的方式快速竞争营养和生存空间,拮抗9种植物病原真菌,抑菌率为23.7%–62.7%,对可可毛色二孢(Lasiodiplodia theobromae)的拮抗等级为Ⅳ级,而对其余8种病原真菌的拮抗等级为III级,其中对香港丽赤壳(Calonectria hongkongensis)和间座壳(Diaporthe sp.)抑菌效果最佳;CAS检测法表明SR5能产生分泌型铁载体,产铁载体能力中等,最高铁载体活性单位(siderophore unit, SU)为44.1%。【结论】SR5以过度生长方式快速竞争营养和生存空间,而且以分泌胞外抑菌代谢物铁载体的方式发挥生防效应,该研究为撕裂蜡孔菌在生防领域的进一步开发利用提供了理论依据。
2023, 50(7):2937-2949. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221000 CSTR: 32113.14.j.MC.221000
摘要:【背景】腐皮镰刀菌(Fusarium solani)是一种分布较为广泛的致病性真菌,可引起多种植物的土传病害,是枸杞根腐病的主要致病菌之一。马铃薯糖苷生物碱(potato glycoside alkaloids, PGA)为一类植物源提取物,其原材料种植广泛、成本低廉,对腐皮镰刀菌具有较强的抑菌活性。【目的】探究PGA对腐皮镰刀菌呼吸作用及活性氧(reactive oxygen species, ROS)代谢的影响,从能量代谢角度揭示其可能的抑菌机理。【方法】以马铃薯芽为原材料,采用乙酸-氨水沉淀法提取PGA,以腐皮镰刀菌为供试病原菌,通过PDA和PDB培养体系考察PGA对腐皮镰刀菌菌丝生长的抑制作用,并确定半最大效应浓度(EC50);采用氧电极仪检测PGA对腐皮镰刀菌呼吸作用的影响;并通过PDB液态培养试验体系,研究PGA对腐皮镰刀菌抗氧化酶系统、ROS及其代谢产物丙二醛(malondialdehyde, MDA)的影响。【结果】PGA处理下菌丝体呼吸速率明显下降,且随着PGA处理时间的延长,表现出一定的时间浓度效应。PGA处理使胞内过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2−)含量显著增高(P<0.05),引起了细胞体内过氧化物酶(peroxidase, POD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)抗氧化酶系统的失衡,加剧了膜脂过氧化进程,导致MDA含量增加。透射电镜结果显示,PGA处理的腐皮镰刀菌线粒体膜组织破裂,线粒体内含物逐渐流失,线粒体消亡。【结论】PGA抑制了腐皮镰刀菌呼吸作用及活性氧代谢,破坏了其能量代谢途径的主要细胞器——线粒体,最终抑制了病原菌菌丝的生长。
2023, 50(7):2950-2969. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230057 CSTR: 32113.14.j.MC.230057
摘要:【背景】腐皮镰孢(Fusarium solani)是陇南花椒根腐病的主要病原物,是危害花椒生产的重要原因之一。【目的】筛选拮抗腐皮镰孢的生防菌株,为开发防治花椒根腐病的微生物农药提供新的生物资源。【方法】采用平板对峙法结合16S rRNA基因序列分析等方法从花椒根围中分离具有较强抑菌效果的细菌并进行筛选鉴定;通过Box-Benhnken中心组合设计试验探究该菌最佳发酵条件;采用液质联用(LC-MS)方法对该菌发酵液的有机溶剂提取相进行非靶向代谢组学分析及KEGG、Lipidmaps数据库注释。【结果】分离筛选出一株拮抗菌株贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis) W-1,该菌株对腐皮镰孢的抑菌率为89%,对藤仓赤霉(Gibberella fujikuroi)、禾谷镰孢(Fusarium graminearum)、梅毒镰孢(Fusarium syphilis)、层生镰孢(Fusarium proliferatum)和松针刺盘孢(Colletotrichum fioriniae)的抑制率为57%−90%。优化后W-1的最佳发酵条件为pH值6.5、温度30 ℃、接种量5%、转速180 r/min;发酵菌液浓度OD600值达到1.93,与LB基础培养基菌浓度相比提高了2.6倍;无菌发酵液在pH 2.0−9.0范围内抑菌活性稳定,紫外线(UVC 200−280 nm, 100 μW/cm2)照射10 min后抑菌活性逐渐下降,温度超过80 ℃后抑菌活性显著降低。最佳抑菌活性成分提取的有机溶剂是乙酸乙酯,有机提取相代谢物中含有脂肽类化合物表面活性素、磷酸寡肽抗生素、丁酰苷菌素、聚酮类化合物、溶菌杆素、环二肽、短杆菌肽等多种拮抗物质。【结论】贝莱斯芽胞杆菌W-1能分泌多种抑菌活性物质,对多种植物病原真菌抑制效果较强;其发酵液耐酸碱、耐高温,在花椒根腐病的生物防治中具有较大应用潜力。
2023, 50(7):2970-2982. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230128 CSTR: 32113.14.j.MC.230128
摘要:【背景】本团队前期研究发现芽孢杆菌DU-106具有良好的健康益处,但都是基于活菌的研究,对灭活菌的研究尚未开展。【目的】探究芽孢杆菌DU-106裂解物对特应性皮炎的治疗效果及作用机制。【方法】以2,4-二硝基氟苯诱导的特应性皮炎BALB/c小鼠为模型,通过病理学观察、免疫组化等手段研究其治疗效果,并测定NF-κB通路中基因与蛋白表达量,揭示其内在机制。【结果】芽孢杆菌DU-106裂解物有效缓解了特应性皮炎小鼠的病理学特征,减轻了肥大细胞的浸润,降低了免疫球蛋白E、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)和干扰素-γ的含量(P<0.05)。芽孢杆菌DU-106裂解物可能是通过抑制NF-κB信号通路中TNF-α、IKKα和NF-κB基因表达水平和蛋白磷酸化而实现抗特应性皮炎效果。【结论】芽孢杆菌DU-106裂解物可作为一种后生元,对特应性皮炎具有积极的治疗作用。
2023, 50(7):2983-2994. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221007 CSTR: 32113.14.j.MC.221007
摘要:【背景】舒伯特气单胞菌(Aeromonas schubertii)广泛分布于淡、海水水体和底泥中,致病株已在我国养殖鳢科鱼类中流行,也感染其他经济鱼类,导致暴发性死亡。【目的】对病鳜(Siniperca chuatsi)的病原进行鉴定,确定分离菌的致病性及药物敏感性,为该病临床治疗提供参考。【方法】采集病鳜脾肾组织进行PCR或RT-PCR扩增其常见病毒,采集病鳜肝脏和腹水分离培养细菌,PCR扩增代表菌株的gyrB、16S rRNA和毒力基因,鉴定其生理生化特征,并进行药物敏感性试验和人工感染试验。【结果】病鳜的传染性脾肾坏死病毒、鳜蛙病毒、鳜弹状病毒检测结果为阴性,肝脏和腹水均存在大量细菌;代表菌株Gui210820被鉴定为舒伯特气单胞菌,携带溶血素、气溶素、弹性蛋白酶和磷脂酶毒力基因,腹腔注射感染鳜的半数致死浓度(LD50)为3.16×105 CFU/mL;菌株Gui210820对四环素、卡那霉素、复方新诺明等6种抗菌药物耐药,对强力霉素中介,对恩诺沙星、新霉素、氟苯尼考等11种抗菌药物敏感。【结论】本试验从病鳜组织分离到致病性舒伯特气单胞菌,水产准许用药物恩诺沙星、新霉素、氟苯尼考可以用于本次疾病的临床治疗。
2023, 50(7):2995-3008. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230026 CSTR: 32113.14.j.MC.230026
摘要:【背景】化脓隐秘杆菌是一种能够感染人类及多种动物的条件致病菌,常引起动物的各种非特异性化脓性感染。【目的】探究不同宿主疑似化脓隐秘杆菌感染的菌属种类和病原特性。【方法】对林麝皮下脓肿和鸭跗关节脓肿进行细菌分离,通过革兰氏染色、细菌16S rRNA基因分析等方法对病原菌进行鉴定,通过生长曲线测定、药敏试验和毒力基因检测分析2株病原菌的生物学特性,对溶血素plo基因进行序列分析和结构预测。【结果】分离鉴定到林麝源和鸭源化脓隐秘杆菌各1株,分别命名为FTP-1和DTP-1;生长曲线测定发现,2株病原菌的生长繁殖速度差异较大;药敏试验表明,2株病原菌对β-内酰胺类、磺胺类和利福霉素类抗生素耐药,对氨基糖苷类、喹诺酮类抗生素敏感;毒力基因检测显示,2株病原菌均携带plo、nanH、nanP、fimA和fimE基因,鸭源分离株还携带有fimC基因;生物信息学分析软件预测显示,2株病原菌溶血素plo基因核苷酸序列存在宿主特异性差异,但二者氨基酸序列相同,蛋白结构预测发现化脓隐秘杆菌溶血素(pyolysin, PLO)与胆固醇依赖性溶细胞素家族其他成员之间相似性较高。【结论】在云南宜良地区分离到林麝源和鸭源化脓隐秘杆菌各1株,二者plo基因亲缘关系较近,相关生物学特性分析可为推进该病原菌的研究和防控提供参考。
梅纪坤,姜轩,吴桐,姜合祥,朱俊辉,武增帅,李丰阳,李娜,雷连成
2023, 50(7):3009-3019. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221063 CSTR: 32113.14.j.MC.221063
摘要:【背景】猪链球菌2型(streptococcus suis serotype 2, SS2)可引起人、猪的脑膜炎、关节炎及败血症等,不仅给养猪业带来巨大的经济损失,同时严重威胁公共卫生安全。本团队前期通过噬菌体展示文库技术发现Orf207编码蛋白可能参与SS2诱导的脑膜炎发生,然而其在SS2致病过程中的具体作用尚不清楚。【目的】探究Orf207基因对SS2致病性的影响。【方法】采用温敏性自杀质粒介导的同源重组系统,构建SC19 Orf207基因缺失菌株ΔOrf207及其回补菌株CΔOrf207,系统比较缺失菌株与野生株间在生长特性、形态、组织定殖能力、毒力情况、细胞黏附与侵袭及抗巨噬细胞吞噬能力等生物学特性方面的差异。【结果】与野生株相比,缺失菌株链长变短,生长速度略慢;而且Orf207缺失显著增加了小鼠的存活率,降低了细菌在血液、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脑组织的定殖能力和对肺组织的病理损伤并显著减弱SS2对Hela细胞的黏附与侵袭能力及抗巨噬细胞吞噬能力。【结论】Orf207基因可以显著降低SS2对宿主的致病能力,本研究结果不仅丰富了SS2的致病机制,也为SS2疫苗等研发提供了新靶点。
李依濛,刘洁,焦升镜,伍茜,丁慧,付文龙,周磊,程建国,吴杰,罗燕
2023, 50(7):3020-3034. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220979 CSTR: 32113.14.j.MC.220979
摘要:【背景】圈养林麝一半以上的死亡是由铜绿假单胞菌引起的化脓性疾病导致。另外,由于细菌的抗性增加,噬菌体是继抗生素后的另一抗菌选择。【目的】以分离自病死林麝肺脏的铜绿假单胞菌为宿主菌分离一株噬菌体,对其进行生物学特性、全基因组序列分析与体内抑菌试验。【方法】通过双层平板法分离纯化一株裂解性噬菌体,测定其裂解谱、最佳感染复数、一步生长曲线、热稳定性、最适生长pH等生物学特性,通过电镜观察其具体形态,进行全基因组测序与序列分析,并进行小鼠体内抑菌试验。【结果】分离到一株裂解性铜绿假单胞菌噬菌体并命名为vB_PaeM_PAMD02,该噬菌体具有透明且边缘清晰无晕环的噬菌斑,其裂解谱较窄,最佳感染复数为0.1,裂解潜伏期为40 min,裂解暴发量较高,热稳定性较高,可耐受弱碱环境。其全基因组大小为66 264 bp,GC含量为55.59%,序列注释结果显示该噬菌体具有92个开放阅读框,不含毒力与耐药基因,属于肌尾噬菌体科。小鼠体内抑菌试验结果显示了PAMD02对其宿主菌良好的抑菌效果。【结论】本研究分离的噬菌体PAMD02有较高的裂解效率,对不利环境有较好的耐受性,不含毒力基因与耐药基因,具有应用于临床治疗铜绿假单胞菌感染的潜力。
刘自强,潘勇军,谭新,杨永清,熊敏,周宁,侯洁薇,丁训梅,马迎飞,余加林
2023, 50(7):3035-3048. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230341 CSTR: 32113.14.j.MC.230341
摘要:【背景】耐药菌感染是人类生命健康的重要威胁,寻找抗生素替代或辅助疗法迫在眉睫,噬菌体是细菌的天敌,有很大的开发潜力。【目的】分离针对耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌(carbapenem-resistantAcinetobacter baumannii, CRAB)的烈性噬菌体,治疗患者CRAB肺部感染,为噬菌体疗法的推广积累经验。【方法】用CRAB临床菌株NAB11B做宿主菌,从医院污水中分离新噬菌体,进行生物学特征和基因组特点的表征、分析后制备成高纯度的噬菌体制剂,通过雾化吸入的方式治疗肺部CRAB感染,评估噬菌体疗法的有效性和安全性。【结果】分离到一株新噬菌体,命名为AB_SZL4,其潜伏期短、增殖速度快、抑菌能力强、生物学稳定性高且不携带有害基因。在临床应用中,噬菌体鸡尾酒联合抗生素疗法能快速清除肺部病原菌,且未见明显噬菌体相关不良反应。【结论】AB_SZL4是一株有极大临床应用潜力的烈性噬菌体。
2023, 50(7):3049-3057. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220928 CSTR: 32113.14.j.MC.220928
摘要:【背景】肺炎支原体是导致儿童和青少年呼吸道感染的重要病原体,长期以来由于其临床表现不特异而容易错过最佳治疗时期。【目的】结合多酶恒温扩增(multienzyme isothermal rapid amplification, MIRA)技术和核酸试纸条建立一种快速检测肺炎支原体的方法。【方法】以肺炎支原体社区获得性肺炎呼吸窘迫综合征(community acquired respiratory distress syndrome, CARDS)毒素编码基因为靶基因设计引物和探针,对反应体系的温度、时间等进行优化,评估其敏感性,通过检测肺炎支原体和其余7种病原体分析其特异性,并对35份临床样本进行验证。【结果】MIRA核酸试纸条法在37 ℃条件下,15 min内便可完成对肺炎支原体的检测,最低检出限为10 copies/μL;除肺炎支原体外,其余7种病原体均不能扩增,特异性较好。以实时荧光PCR检测为标准,MIRA核酸试纸条法对35份临床样本检测后的诊断特异度为100.00%、灵敏度为96.15%、阴性预测值为90.00%、阳性预测值为100.00%。【结论】本研究建立了MIRA核酸试纸条法检测肺炎支原体的方法,具有快速便携、灵敏度高、特异性好等优势,易于在基层推广使用。
2023, 50(7):3058-3072. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220935 CSTR: 32113.14.j.MC.220935
摘要:【背景】由于碳青霉烯类药物的泛用和滥用,致使肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株与日俱增,产碳青霉烯酶是肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类药物耐药的主要原因。目前对肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株的检测方法存在费时费力、特异性差、灵敏度低等问题。【目的】建立一种能同时检测肺炎克雷伯菌和碳青霉烯酶基因blaKPC的双重芯片式数字PCR方法。【方法】依据肺炎克雷伯菌的特有基因yhaI和碳青霉烯耐药基因blaKPC保守序列设计特异性引物和探针,确定双重芯片式数字PCR同时对yhaI和blaKPC两个基因核酸浓度绝对定量的检测范围、检出限和最佳实验体系,并进行方法特异性、灵敏度、重复性分析及临床菌株的检测。【结果】双重芯片式数字PCR检测灵敏度比双重实时荧光定量PCR提高了约1.5个数量级,在两基因同时检出的情况下,最低检出限分别为3.74 copies/μL (yhaI基因)和1.93 copies/μL (blaKPC基因);优化后的双重芯片式数字PCR对参考菌株检测特异性的结果与双重实时荧光定量PCR结果一致;利用优化后的双重芯片式数字PCR方法共检测58株临床菌株,其中肺炎克雷伯菌43株,属肺炎克雷伯菌且含有blaKPC基因的菌株13株,这与质谱及耐药谱检测结果一致。【结论】利用双重芯片式数字PCR技术建立了产KPC型碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌的绝对定量检测方法。该方法特异性强、灵敏度高、准确度好,可用于检测具有碳青霉烯酶基因blaKPC的肺炎克雷伯菌的核酸检测和定量分析,也为产其他类型碳青霉烯酶的病原菌检测提供了新的技术参考。
2023, 50(7):3073-3087. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230087 CSTR: 32113.14.j.MC.230087
摘要:致病性大肠杆菌包括肠致病性大肠杆菌(intestinal pathogenic Escherichia coli, IPEC)和肠外致病性大肠杆菌(extraintestinal pathogenic E. coli, ExPEC),可引起人和动物多种感染性疾病。ExPEC主要在肠道外其他组织脏器定殖并导致感染,包括尿道致病性大肠杆菌(uropathogenic E. coli, UPEC)、新生儿脑膜炎大肠杆菌(newborn meningitis E. coli, NMEC)和禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic E. coli, APEC)。人源ExPEC (UPEC和NMEC)主要引起人尿道感染、肾盂肾炎和新生儿脑膜炎,而APEC可导致禽类的大肠杆菌病,造成家禽业的巨大经济损失。另外,乳腺致病性大肠杆菌(mammary pathogenic E. coli, MPEC)和猪源ExPEC可导致奶牛乳房炎、猪的肺炎及急性败血症等病症。研究发现,ExPEC类菌株在基因组结构上很相似,与IPEC本质区别在于致病机制不同,ExPEC具有很多相同的毒力基因和耐药基因,而且动物源ExPEC的毒力基因和耐药基因可通过食用动物传播给人类,危害人类健康,提示动物源ExPEC是人源ExPEC (NMEC和UPEC)的毒力基因贮库,在公共卫生方面具有重要意义。本文对肠外致病性大肠杆菌的危害、毒力因子、致病机制及公共卫生学意义方面进行综述,有助于全面、深入地认识肠外致病性大肠杆菌。
2023, 50(7):3088-3103. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221003 CSTR: 32113.14.j.MC.221003
摘要:乳球菌(Lactococcussp.)和乳杆菌(Lactobacillus sp.)是工业上常用的乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB),长期应用于食品和饮料的发酵。近年来,随着分子操作及遗传改造技术的不断完善,推动了乳球菌和乳杆菌的基础和应用研究,其作为功能菌株和工业微生物细胞工厂的重要潜能也不断突显出来。本文综述了工业常用乳酸菌的基因组编辑技术研究进展,着重介绍了基于整合质粒的敲除、敲入,基于基因组重组工程的精细修饰和敲除、敲入,以及基于成簇的规律性间隔的短回文重复序列及其相关蛋白9 [(clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated nuclease9 (Cas9), CRISPR/Cas9]系统的基因组编辑技术。
2023, 50(7):3104-3121. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220983 CSTR: 32113.14.j.MC.220983
摘要:黏细菌是一类捕食性革兰氏阴性菌,广泛分布在土壤、海洋和淡水等生境中,是多类环境的优势类群。根据16S rRNA基因序列,黏细菌被归属于变形菌门的δ分支黏细菌目(Myxococcales)。新近根据120个保守性的单拷贝标识基因和16S rRNA基因序列,对变形菌门的系统分类学研究将黏细菌类群单列为黏细菌门(Myxococcota)。本文介绍了黏细菌资源的特性,并围绕从目到门的分类地位变迁,系统简述了黏细菌分类学研究的历史演变,对黏细菌资源的应用和发展进行了展望。
2023, 50(7):3122-3136. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220958 CSTR: 32113.14.j.MC.220958
摘要:肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)是常见的胃肠道功能障碍疾病,以腹痛、腹胀、排便习惯改变等为典型临床症状。尽管IBS病因复杂且发病机制并未完全阐明,但越来越多的文献报道其发病与微生物-肠-脑轴调控失常密切相关。本文以肠道微生物衍生的代谢物神经递质、短链脂肪酸和胆汁酸代谢物为切入点,对其在内脏敏感、腹痛、腹泻和精神心理障碍等IBS症状发展中的作用进行系统综述,为以代谢物转化细菌为靶点治疗IBS提供理论支撑。
2023, 50(7):3137-3145. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221001 CSTR: 32113.14.j.MC.221001
摘要:蝗虫自古以来是我国农林牧业的一大害虫,蝗虫聚集成灾对农业造成了巨大的损失,国内外学者也因此对其进行了深入的研究。随着科研工作者对昆虫肠道微生态学理论的逐渐重视,蝗虫的肠道微生物也成为了研究的重点,同时测序技术的迅速发展促进了蝗虫肠道微生物的研究。本文从蝗虫肠道菌群的多样性、功能及研究方法入手,对近年来蝗虫肠道微生物的研究进展进行总结,并对今后的研究进行展望。
2023, 50(7):3146-3158. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220967 CSTR: 32113.14.j.MC.220967
摘要:同义密码子使用模式作为核苷酸与氨基酸的纽带,其多样性介导了核糖体扫描速率,同时扩充了基因的遗传信息存储量。随着新型技术的应用,发现特异性密码子和密码子结合力可调节核糖体扫描速率并影响蛋白质构象。同义密码子使用模式通过多种方式在不同环节影响着核糖体扫描速率,同时还影响着自身mRNA的稳定性。本文简述了密码子使用模式如何在核糖体扫描翻译mRNA的过程中实现对多肽链翻译延伸的调控,为今后生物工程学领域如何优化蛋白高效表达提供可参考的思路与理念。
2023, 50(7):3159-3169. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220996 CSTR: 32113.14.j.MC.220996
摘要:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)壁磷壁酸(wall teichoic acids, WTAs)是多元醇经由磷酸二酯键共价连接组成的细胞壁表面阴离子糖类聚合物,参与调节细胞壁的稳态并介导细菌毒力。金黄色葡萄球菌WTAs与宿主细胞表面特定的受体结合,可诱导天然免疫和获得性免疫应答。此外,金黄色葡萄球菌WTAs还参与调控毒力基因的表达,有助于细菌的定殖感染,在基因工程靶标治疗和噬菌体药物治疗方面具有广泛的应用前景。本文对金黄色葡萄球菌WTAs的合成进行了概述,综述了WTAs对宿主免疫应答的调控作用,以及在细菌对宿主侵袭与定殖中的致病机制,并归纳WTAs的耐药分子机制和作为药物治疗靶标的研究现状。这些研究为揭示WTAs的致病与免疫分子机制提供研究思路,为预防和治疗金黄色葡萄球菌的感染提供新的策略。
2023, 50(7):3170-3186. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220829 CSTR: 32113.14.j.MC.220829
摘要:大曲通常作为发酵剂用于酿造传统中国白酒,其提供各类微生物菌系和酶系启动白酒发酵,影响白酒风味和独特风格。近年来,对大曲微生物群落结构的研究成为研究热点,研究人员对大曲微生物群落结构、基因功能和功能微生物等进行了广泛而深入的研究,对大曲微生物组成、变迁规律和功能的认识逐渐清晰。本文综述了浓香型大曲微生物群落结构分析方法、主要微生物组成、重要功能微生物和微生物溯源,为研究大曲微生物群落结构、优化大曲生产工艺和改善白酒品质提供一定的理论依据。
2023, 50(7):3187-3197. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220936 CSTR: 32113.14.j.MC.220936
摘要:球孢白僵菌是一种重要的虫生真菌,具有致病力强、侵染范围广、安全无污染等优点,其制剂可作为一种真菌类杀虫剂应用于农林业害虫的防治,也可用于人工生产中药材僵蚕。本文综述了球孢白僵菌的培养性状、侵染特性、应用生产和存在的问题,并提出了发展对策,为球孢白僵菌的进一步开发应用提供参考。
2023, 50(7):3198-3210. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220964 CSTR: 32113.14.j.MC.220964
摘要:铁载体是微生物在缺铁条件下分泌的小分子有机化合物,以获取铁元素维持其生长。细菌分泌的铁载体在拮抗植物病原菌和促进植物生长方面具有重要作用。本文总结了细菌铁载体拮抗植物病原真菌的营养和生态位竞争、诱导植物诱导性系统抗性、扰乱病原菌铁稳态的机制,以及促进植物生长的作用,以解释细菌分泌的铁载体在多功能微生物菌剂研制中的重要作用。
2023, 50(7):3211-3231. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220981 CSTR: 32113.14.j.MC.220981
摘要:利用食药用菌液体发酵技术可获得品质稳定、产物可控、富含多种有效营养和活性成分的功能性原料。本文系统总结了食药用菌液体发酵技术的研究现状和瓶颈,以及食药用菌液体发酵产物中的主要成分和功效,并与栽培子实体进行了比较。通过对食药用菌液体发酵技术瓶颈突破的展望,为食药用菌液体发酵产物的进一步应用提供参考。
2023, 50(7):3232-3244. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220982 CSTR: 32113.14.j.MC.220982
摘要:生物质是代替石化资源生产能源和化学品的关键资源,木质素作为植物细胞壁的主要成分已经在很多行业中得到了广泛的应用。然而,由于木质素结构复杂且难以降解,成为生物质资源利用的最大障碍,因此,去除或者降解木质素是利用细胞壁中其他成分的关键步骤。许多行业使用有害化学物质降解木质素,严重危害了生态环境,自然界中木质素经常被包括真菌和细菌在内的微生物降解,因此,研究微生物降解木质素的机制为解决这一问题提供了可能性。本文讨论了木质素的化学组成成分,重点讨论了自然界降解木质素的微生物种类及其降解机制,包括各种真菌和细菌的木质素降解活性,描述了由各种微生物特别是白腐真菌、褐腐真菌和细菌产生的木质素降解酶,并展望了今后木质素生物降解的研究和应用的可能方向。
2023, 50(7):3245-3257. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220947 CSTR: 32113.14.j.MC.220947
摘要:“岗课赛证”四元融通是以课程为中心,将岗位、竞赛和职业证书有机融合于课程的一种教学改革模式。本课程团队以“岗课赛证”融合育人为抓手,通过以岗定课、以赛促课、以证融课的方式,全面实施高等职业院校“食品微生物检验技术”课程教学改革。基于企业岗位能力需求和典型工作任务,开展模块化、项目式教学;以技能竞赛和创新创业大赛为载体,赛教融合,激发学生成长的内生动力,提升学生职业综合素质;基于“1+X”证书制度,课程标准与技能证书标准对接,优化教学资源。通过近三年的教学实践,证实基于“岗课赛证”的“食品微生物检验技术”教学改革能够有效提高学生职业竞争力,满足企业和社会对岗位人才的需求,为职业教育食品专业相关课程改革提供参考。
陈见兴,王豪杰,潘喻,刘弘毅,林欢,朱良全,陈洪岩,谢金鑫,夏长友,张贺,王玉娥
2023, 50(7):3258-3258. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221300 CSTR: 32113.14.j.MC.221300
摘要:陈见兴、王豪杰、潘喻、刘弘毅、林欢、朱良全、陈洪岩、谢金鑫、夏长友、张贺、王玉娥的文章《PDCoV、SADS-CoV与SVA三重RT-PCR检测方法的建立与应用》[2022,49(12):5100-5111.DOI:10.13344/j.microbiol.china.220686],因作者主动提出在临床样品检测中关于临床检出率的计算方法存在问题,现撤销发表,特此声明。