摘要:【背景】玉米纹枯病逐渐发展为制约我国玉米持续增产的主要病害，有效霉素A与生防菌木霉均对纹枯病菌具有抗性，但二者各有优缺点。【目的】研究有效霉素A与木霉菌协同作用的可行性，提高对玉米纹枯病的防治水平，实现抗生素类化学农药的减量使用，提高生态环境安全性。【方法】测定有效霉素A处理后的棘孢木霉GDSF1009的细胞壁降解酶及防御反应相关酶活性，烟草叶片验证活性氧及过敏性反应。利用转录组及气相色谱-飞行时间质谱联用分析有效霉素A对GDSF1009基因表达差异及生长代谢的影响，并进行叶片及平皿协同抑菌实验。【结果】有效霉素A对棘孢木霉GDSF1009的几丁质酶、纤维素酶及木聚糖酶的活性无影响，有效霉素A未进入到棘孢木霉菌细胞内。在转录组水平，有效霉素A处理木霉24 h和48 h后，与对照相比，差异基因所占比例分别为8.932%和6.779%，有效霉素A对GDSF1009相关的糖类及脂类代谢没有显著影响，仅对氨基酸代谢相关的基因有一些影响，这些基因并不会造成氨基酸代谢的大量变化。同时验证了在二者联合使用时，可以显著地提高玉米纹枯病的防治效果。【结论】有效霉素A对棘孢木霉菌的初生代谢系统是比较安全的，二者协同作用的抗病效果显著高于单因子作用。

摘要:【背景】作为发酵工业中一类重要的生产菌株，丝状真菌目的产物的形成与菌体形态有着紧密的联系。华根霉(Rhizopus chinensis) CCTCC M201021是从我国传统酿造浓香型白酒大曲中筛选到的一株丝状真菌，其生成的包括脂肪酶在内的酶蛋白具有较高的工业应用价值。【目的】华根霉(Rhizopus chinensis) CCTCC M201021在脂肪酶液态发酵中形成两种不同形态菌体，发酵表现差异明显。本研究考察华根霉不同菌体形态及其细胞代谢在转录组水平的内在差异。【方法】基于RNA-Seq高通量转录组测序，分别对液态培养获得的不同形态华根霉菌体高表达和显著差异表达的转录基因进行功能分析。【结果】两种形态菌体转录组存在明显的差异。利用RPKM值对表达量最高的前20个基因进行分析，聚集态菌体高表达基因主要为不同类别的核糖体蛋白，而分散态菌体中与细胞形态相关的几丁质酶及与信号传导相关的基因也是高表达基因。在两种形态菌体显著差异表达的20个基因中，除了涉及代谢的基因有明显不同外，分散态菌体中也有一些涉及“细胞过程与信号”的基因上调表达显著。两种形态菌体中独有表达基因总体表达量均较低，但聚集态菌体独有表达基因在基因种类和表达量上都要明显高于分散态菌体。同时，转录分析表明，华根霉脂肪酶在聚集菌体中较高的生产水平与脂肪酶基因的高水平转录有关。【结论】菌体形态的差异显著影响了华根霉的转录组，不仅不同形态菌体高表达基因和显著差异表达基因有明显不同，而且功能相同的蛋白在不同菌体形态下也多是由不同基因表达，它们可能承担着不同的作用。总体而言，华根霉聚集态菌体中存在更为复杂的生理过程，而分散菌体中受到信号的传导和调控似乎更多。菌体形态的改变可能是细胞分化的结果，伴随着菌体对细胞微环境改变的一种响应。研究结果为深入了解丝状真菌形态分化的内在机制及其影响提供了一些线索。

摘要:【背景】拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii)是酱香型白酒自然酿造过程中的优势菌株，但白酒酿造功能菌株对其酿造特征的影响尚不清晰。【目的】分析酱香型白酒酿造体系中3株主要功能菌株对Z. bailii的作用，揭示其在白酒酿造过程中的发酵特征。【方法】分别构建拜耳接合酵母与酿酒酵母、布氏乳酸杆菌和地衣芽孢杆菌的共培养体系，比较生物量、pH、乙醇及风味物质代谢差异；基于表型差异，从转录组学角度进一步分析拜耳接合酵母与地衣芽孢杆菌共培养的代谢机制。【结果】在共培养体系中，拜耳接合酵母的生长及乙醇代谢受到酿酒酵母的抑制，而不受布氏乳酸杆菌和地衣芽孢杆菌的影响。同时，拜耳接合酵母与酿酒酵母、布氏乳酸杆菌共培养时的风味物质产量下降；但与地衣芽孢杆菌共培养时，其风味代谢却显著提高，其中醇类、酸类、酯类和醛类物质含量较其纯培养时分别上升了41%、36%、44%和73%。转录组数据分析表明，与地衣芽孢杆菌共培养时，拜耳接合酵母中与碳水化合物代谢和氨基酸代谢相关的基因表达显著上调(≥2-fold，P<0.05)，而碳水化合物和氨基酸是风味物质的主要来源，其相关基因的表达上调有助于拜耳接合酵母的风味代谢。【结论】共培养体系中，地衣芽孢杆菌促进了拜耳接合酵母风味代谢，使之形成更多的醇类、酸类、酯类及醛类物质。研究拜耳接合酵母与主要酿造微生物共培养时的发酵特征，有助于正确认识其在酱香型白酒发酵过程中的功能和应用。

摘要:【背景】铜绿假单胞菌DN1是一株从石油污染土壤中分离筛选到的具有广谱降解功能的菌株。【目的】深入了解荧蒽胁迫条件下铜绿假单胞菌DN1降解污染物过程中重要的降解相关基因信息。【方法】通过高通量测序技术对铜绿假单胞菌DN1进行转录组测序，对其所有的转录本进行KEGG (kyoto encyclopedia of genes and genomes)分类和Pathway注释、GO (gene ontology)分类和富集分析。【结果】转录组测序显示：与对照组相比，荧蒽诱导组检测到6 189个基因，其中1 919个基因上调表达，1 603个基因下调表达。KEGG注释分析显示差异上调表达基因匹配到了112个KEGG 代谢途径，注释到“代谢途径”的1 408个基因(约占总差异基因的73.4%)中有317个基因参与了碳氢化合物代谢及含有苯环结构的异源生物质的生物降解，占“代谢途径”的16.53%，暗示了菌株DN1降解荧蒽可能与这些途径有密切关系。另外，主要代谢途径中的差异表达基因主要集中在ABC转运系统、氨基酸生物合成、双组分系统及碳代谢，这些途径大多数参与了底物的识别转运、信号转导及基因表达调控。【结论】进一步拓展了铜绿假单胞菌DN1在荧蒽胁迫条件下的代谢途径和逆境反应，也为微生物修复环境污染物研究夯实了理论基础。

摘要:【背景】类植物乳杆菌L-ZS9是一株在食品发酵与保鲜方面具有潜在应用价值的产细菌素益生菌。【目的】深入了解环境胁迫影响类植物乳杆菌L-ZS9细菌素合成的重要相关调节基因的信息。【方法】通过高通量测序技术对类植物乳杆菌转录组进行测序，对所有转录本进行COG (Clusters of Orthologous Groups)、GO (Gene Ontology)和KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分类和Pathway注释。 【结果】 转录组测序显示2个样品基因覆盖度都在90%以上，差异表达基因927个，其中744个上调，183个下调。KEGG分析结果表明，649个差异表达基因中68个集中在“ABC转运途径”，占10.48%，其中3个基因表达上调超过16倍，1个基因表达下调超过1/16，暗示类植物乳杆菌L-ZS9细菌素合成与“ABC转运途径”密切相关。另外多个孤儿基因表达变化也超过16倍，有的甚至表达上调达万倍。【结论】进一步拓展了类植物乳杆菌的基因信息，为类植物乳杆菌细菌素代谢途径和逆境反应研究提供了坚实的基础。

摘要:【背景】丙酸钙作为在面包等食品中添加的防腐剂，具有一定的抑菌作用，但目前对其的研究大多聚焦于生化、群体层次。【目的】在分子水平上探究丙酸钙对酵母起抑菌作用的机制。【方法】取实验组和对照组中对数生长期的耐高糖酵母BH1进行转录组测序及分析，并进行实时荧光定量PCR验证。【结果】与6 h对照组(无丙酸钙处理；Control Group，CG)相比，6 h实验组(丙酸钙处理2 h；Calcium Propionate 2 h Group，CP2G)中有1 438个差异表达基因，其中643个基因上调，795个基因下调。然而与4 h实验组(丙酸钙处理0 h；Calcium Propionate 0 h Group，CP0G)相比，CP2G中共有1 921个差异表达基因，其中1 438个基因上调，483个基因下调。差异表达基因涉及MAPK (Mitogen-Activated Protein Kinase)信号途径、细胞周期途径及减数分裂途径等多条途径，细胞壁合成过程也受到影响。【结论】探究了丙酸钙对酵母产生抑菌作用的分子机制，为进一步揭示丙酸钙的抑菌作用机理提供了理论基础。

摘要:【背景】耐辐射微生物是一类重要的极端微生物资源，在研究其耐受机制以及环境保护等方面具有重大的意义。【目的】从基因组和转录组角度解析耐辐射藤黄微球菌(Micrococcus luteus) V017的抗性遗传背景以及对辐照的转录组响应。【方法】利用PacBio平台对菌株V017进行基因组测序，通过比较基因组分析菌株V017特有的基因序列，并通过RNA测序分析菌株V017对伽马辐照的转录组响应及其差异表达基因。【结果】通过从头组装获得菌株V017的完全基因组，其大小为2 527 399 bp，GC含量为72.9%；比较基因组分析发现菌株V017基因组中存在特有的移动元件序列，可能有助于适应辐照极端环境。转录组分析表明菌株V017在辐照处理后，脂肪酸和色氨酸等基础代谢途径显著下调，而与DNA损伤修复相关的代谢途径则显著上调，其中同源重组修复可能是菌株V017响应辐照的主要途径。【结论】根据藤黄微球菌V017的基因组和转录组分析表明，细胞可能利用特异性的移动元件序列通过DNA重排适应辐照环境，同时通过启动DNA损伤修复和改变一些基础代谢响应辐照胁迫，这可能是菌株V017产生中度辐照抗性特性的重要原因。这些研究为进一步理解耐辐射微生物的适应和抗性机制，以及耐辐射微生物资源的开发利用奠定基础。

摘要:【背景】广叶绣球菌(Sparassis latifolia)是一种名贵的食用菌，其木质纤维素降解的分子机制尚不明确。【目的】了解广叶绣球菌在不同碳源条件下木质纤维素降解相关基因表达动态。【方法】通过转录组测序技术对分别以葡萄糖、纤维素+木质素、纤维素及松木屑为碳源的广叶绣球菌基因表达谱进行分析。以葡萄糖为碳源的样本为对照，分别对不同碳源下广叶绣球菌显著差异表达的基因进行功能分析。【结果】Gene ontology (Go)富集分析表明，以葡萄糖为碳源的样本为对照，差异表达基因主要富集在碳水化合物利用的过程，如多糖催化过程、碳水化合物催化过程、碳水化合物代谢过程及多糖代谢过程等。碳水化合物活性酶(Carbohydrate-active enzymes，CAZymes)功能注释表明，碳源种类主要影响了半纤维素和纤维素降解相关糖苷水解酶家族基因的表达，其中涉及半纤维素降解的相关酶基因上调幅度最大。同时，在纤维素+木质素、松木屑为碳源的处理组中一些转录因子基因上调表达显著。【结论】不同碳源显著影响了广叶绣球菌基因表达谱，这种对碳源的适应也可能反映了广叶绣球菌攻击植物细胞壁的机制，研究结果为深入了解广叶绣球菌木质纤维素降解的分子机理和相关功能基因提供了一些参考。

摘要:全球分枝杆菌组学研究取得了巨大进展, 为进化、诊断、药靶等研究提供了基础。本文结合我们实验室工作从基因组、结构基因组、转录组、蛋白质组、代谢组、激酶组、免疫组、翻译后修饰等方面总结十余年来全球分枝杆菌多组学研究进展, 对分枝杆菌生物学认识的深化以及未来研究重点进行展望。

摘要:细菌群体中细胞间的异质性是决定细菌耐药性和毒力上的关键因素，并在宿主与病原体间的相互作用中起着至关重要的作用，为细菌性感染病的防治带来了重大挑战。单细胞测序是检测细胞异质性的有力工具，但由于细菌独特的生物学特性，如基因组较小、mRNA含量低、半衰期短、无PolyA尾、转录组中rRNA占比高和细胞壁厚等，使得基于真核细胞的单细胞测序方法不能应用于细菌。为了克服这些障碍并促进单细胞技术在细菌研究领域的发展，研究人员成功研发了适用于细菌的单细胞测序方法。本文系统综述了近年来提出的细菌单细胞转录组测序和基因组测序技术，描述了其特点并着重分析了这些技术在揭示细菌耐药性方面的应用，旨在为相关研究提供新的视角。细菌单细胞测序可以深入揭示细菌异质性，提高疾病诊断和治疗的准确性，为细菌学和感染病学的研究提供支持。