- 本期文章
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2023,50(3):881-893, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220561
Abstract:
【背景】传统石油基塑料产品给人类和环境带来的危害日益严重，聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalknoates, PHA)作为新型可降解塑料原料越来越受到青睐。但PHA生产成本过高，使其推广应用严重受限。筛选适合大规模生产PHA的高产菌株是解决这一问题的重要途径。【目的】以挖掘合成PHA的菌种资源为目标，从极端环境筛选和鉴定新的高产PHA合成菌。【方法】通过尼罗蓝平板分离法和PCR法分离纯化菌株，采用16S rRNA基因鉴定并通过MEGA 6.0软件构建系统发育树，分析菌株的进化关系，最后通过尼罗红染色定性分析和气相色谱法定量测定该菌株在不同时期的PHA积累量。【结果】从盐碱地垃圾沉积物中分离得到了一株高产PHA的菌株，PhaC的PCR扩增结果证实了该菌株是PHA合成菌，经16S rRNA基因鉴定为Pseudomonas brassicacearum，将其命名为NP-2，进一步优化了菌株NP-2的培养条件，在培养48 h时PHA积累量最大，达到3.78 mg/mL。【结论】NP-2属于Pseudomonas brassicacearum，能高产PHA。本研究为生产PHA提供了极端环境的高产PHA微生物菌种资源，为进一步挖掘高产PHA菌株积累了数据。
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2023,50(3):894-908, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221011
Abstract:
【背景】海洋微生物代谢产物被认为是发掘新型天然活性物质的潜在来源，其中不可避免地包含新型群体感应抑制剂(quorum sensing inhibitors, QSIs)。响应面法是运用多元二次回归模型拟合各因素和响应值之间的函数关系，对各因素及其交互作用进行评价，可有效地从影响代谢产物发酵条件的各因素中预测出最佳条件。【目的】以紫色杆菌(Chromobacterium violaceum) ATCC 12472T为指示菌株，研究海洋弧菌(Vibrio sp.) LA-05发酵液粗提物的群体感应抑制活性。在单因素试验基础上，应用响应面法对菌株发酵条件进行优化，以提高其发酵代谢产物中活性物质的产量。【方法】使用琼脂平板扩散法进行初筛后，通过分析发酵液粗提物对紫色杆菌生长曲线及紫色素产量的影响研究其群体感应抑制活性。在单因素试验基础上，采用Box-Behnken设计原则，以紫色素抑制率为响应值，通过响应面试验优化菌株发酵条件，从而提高其发酵液中活性物质的产量。【结果】在基本不影响紫色杆菌正常生长的浓度范围内，粗提物可不同程度地抑制紫色素的产生。模型预测结果表明，最优发酵条件为发酵时间37.59 h、发酵温度19.28 ℃、摇床转速154.21 r/min、接种量2.37%，紫色素抑制率预测值为53.38%。经试验验证，紫色素抑制率为52.85%±0.64%，与模型理论预测值相近，表明该回归模型与实际实验结果拟合程度较高，模型可信度好，具有可行性。【结论】海洋弧菌(Vibriosp.) LA-05发酵液粗提物具有群体感应抑制活性。本实验通过响应面法获得了该菌株的最优发酵条件，这为后续新型群体感应抑制剂的研究奠定了基础。
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2023,50(3):909-923, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220344
Abstract:
【背景】珊瑚适应环境的能力与机体内共附生细菌有关，然而，这些细菌在珊瑚宿主适应环境变化过程中所起的作用尚不清楚。对珊瑚共附生细菌进行纯培养，探究其生物功能和生态作用，是解析珊瑚宿主环境适应机理的重要途径。【目的】研究热耐受性不同的2种造礁珊瑚共附生可培养潜在耐热细菌多样性和功能，为理解珊瑚适应环境的能力提供新的认识。【方法】从涠洲岛选取2种热耐受性差异显著的霜鹿角珊瑚(Acropora pruinosa)和丛生盔形珊瑚(Galaxea fascicularis)为研究对象，采用2216E、海水R2A和海水GYP这3种琼脂培养基，于32 ℃ (珊瑚热耐受阈值)培养条件下对珊瑚共附生潜在耐热细菌进行分离培养，对分离菌株进行16S rRNA基因测序和序列相似性分析。选取代表菌株进行热耐受性检验，并利用平板对峙法进行抗菌活性检测。【结果】 2种造礁珊瑚共附生可培养潜在耐热细菌的多样性存在显著差异。从热敏型的霜鹿角珊瑚中获得44株细菌，隶属于4个门22个属，其中弧菌属(Vibrio)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)和Tenacibaculum为优势属；从热耐受性强的丛生盔形珊瑚中获得28株细菌，隶属于3个门11个属，其中弧菌属、假交替单胞菌属和鲁杰氏菌属(Rugeria)为优势属。此外，分离菌株中有17株菌与16S rRNA基因序列相似性低于98.65%，可能代表潜在的新分类单元。细菌热耐受性试验研究中，在26-37 ℃温度范围内，细菌生长速率均在34 ℃时最大，温度高于大多数海洋细菌的最适生长温度和珊瑚白化阈值，表明分离获得的细菌具有一定的耐热性。来源于丛生盔形珊瑚的2株鲁杰氏菌对珊瑚潜在病原弧菌具有抑制作用，而来自霜鹿角珊瑚Tenacibaculum的3株细菌对弧菌的抑制作用不明显。【结论】2种造礁珊瑚共附生可培养潜在耐热细菌具有丰富的多样性，而且蕴含着不少潜在新类群。另外，条件致病菌弧菌作为优势类群，但来源于热耐受性强的珊瑚共附生细菌对其有一定的拮抗作用。因此，本研究推测珊瑚的耐热特性与体内共生细菌对致病菌的抑制作用有关。
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2023,50(3):924-937, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220569
Abstract:
【背景】近年来，四川省黄龙风景区钙华沉积地貌上藻垫大面积滋生，厚度达3-5 cm，严重影响了钙华的持续沉积及欣赏价值。【目的】为有效控制藻类过度生长，并提出相关治理方法措施，需要对藻垫的结构特征及滋生原因进行深入分析。【方法】利用PE-250高通量测序平台对黄龙钙华沉积区典型附生藻垫剖面的不同层次进行真核物种组成分析，同时通过场发射扫描电子显微镜对其微观形貌进行表征，并且对藻垫的生长厚度与水环境参数进行了相关性分析。【结果】藻垫内的真核生物有400种左右，优势藻类主要为硅藻门(Diatomea)、轮虫动物门(Rotifera)和链型植物门(Streptophyta)，硅藻门主要为桥弯藻属(Cymbella)。非度量多维尺度分析(non-metric multidimensional scaling, NMDS)统计和聚类分析表明，藻垫的中层和底层真核物种组成具有较高的相似性。场发射扫描电子显微镜的结果显示，硅藻主要分布在藻垫上层，中层主要为丝状藻类，底层为钙华颗粒填充在丝状藻构成的网状结构中。水质参数与藻垫生长的相关性分析表明，藻垫厚度主要与水体中的总氮(total nitrogen, TN)、总磷(total phosphorous, TP)和溶解氧(dissolved oxygen, DO)呈正相关(p<0.05)。【结论】黄龙钙华附生藻垫物种组成较为丰富，但在门水平上较为简单，具有物种组成及微观结构上的分层特性，水体营养化可能是促进藻垫生长的重要原因之一。本研究结果可为黄龙景区藻类滋生治理提供理论基础及依据。
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张庆云，宋静茹，谢学辉，徐大勇，杨晓凡，吴佳佳，吴梦艳，叶永康，祝峻豪
2023,50(3):938-953, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220563
Abstract:
【背景】偶氮染料及其降解产物对生物具有高毒性和“三致”效应，利用共代谢强化纯培养细菌菌株或共培养混合菌群降解偶氮染料去除效能是一种环境友好型方法，但针对共基质调控下菌群/菌株的效能差异机制比较研究有待深入。【目的】考察果糖作为共基质强化功能菌群DDMZ1和功能菌株DDMZ1-1 (经鉴定属于Burkholderia sp.)降解脱色活性黑5 (reactive black 5, RB5)的效能差异机制。【方法】优化功能菌群/菌株培养条件，对果糖共代谢强化功能菌群/菌株的脱色性能及偶氮还原酶活性进行测定，通过液相色谱-飞行时间串联质谱联用仪(LC-TOF-MS)及植物毒性实验对RB5降解产物进行分析鉴定及毒性评估，并考察比较功能菌群/菌株对不同结构染料的广谱脱色性能。【结果】功能菌群DDMZ1和功能菌株Burkholderia sp. DDMZ1-1在优化条件下(pH 5.5, 37 ℃)对RB5的去除效率分别为79%和73%，而且功能菌群对高盐环境具有更强的适应优势。果糖的添加能够显著提升功能菌群/菌株对不同初始浓度RB5的脱色性能，特别是针对200 mg/L RB5的去除效率相较于不添加果糖的样品分别提升了近21%和27%。样品FRU200 (添加果糖)反应24 h后显著刺激功能菌群/菌株分泌胞外偶氮还原酶进而增强其活性。LC-TOF-MS分析显示，RB5在功能菌群DDMZ1果糖共代谢体系中被生物降解成更多分子量低、结构简单的代谢产物。功能菌群/菌株体系中RB5降解产物的植物毒性在果糖共代谢作用下均显著降低。功能菌群DDMZ1相较于功能菌株Burkholderia sp. DDMZ1-1对不同结构类型染料具有更强的广谱脱色性能。【结论】功能菌群DDMZ1利用果糖共代谢强化活性黑5的去除效能、功能酶活、产物脱毒作用均显著优于功能菌株Burkholderia sp. DDMZ1-1，为共基质生物强化技术在含偶氮染料废水领域的应用提供理论基础。
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2023,50(3):954-968, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220601
Abstract:
【背景】空气微生物是城市生态系统的重要组成部分，其浓度对于监测城市空气质量、治理环境污染、预防疾病发生具有重要意义。【目的】研究拉萨市空气微生物分布特征，探讨气象因素和空气颗粒物对空气微生物分布特征的影响。【方法】基于荧光显微镜法分析了2019年10月-2020年10月不同季节空气微生物浓度及附着特征，结合气象因素和环境指标分析其影响因素。【结果】在荧光显微镜下，经过SYBR Green I染色的微生物呈亮绿色，规则椭圆状，大小在0.5-1.0 μm之间，同时还观察到微生物附着在有机物和黑碳上的现象。拉萨市空气微生物浓度变化范围为3.10×103-2.38×104 cells/m3，冬季空气中2种存在形式的微生物(自由漂浮和附着颗粒物)浓度最高。自由漂浮微生物浓度在秋季最低，与冬季存在显著差异(P<0.05)，不同季节颗粒附着微生物的浓度差异不显著。Spearman相关性分析表明，微生物浓度与气象因素无显著相关，但与空气中颗粒物浓度呈显著正相关(P<0.05)。【结论】拉萨市空气微生物浓度与全国其他城市相比处于较低水平，而且受空气污染物的影响。
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2023,50(3):969-982, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220546
Abstract:
【背景】道路重金属污染问题日益严峻，寻找高效的微生物资源用于环境修复已迫在眉睫。【目的】从乌鲁木齐市道路林带土壤中筛选抗重金属菌株，并对其重金属去除能力进行探究。【方法】使用含5种重金属离子(铅、镉、锌、铜、镍)的4种培养基进行抗性菌株筛选，通过形态学特征和16S rRNA基因序列进行鉴定，采用电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometer, ICP-OES)检测分离株对重金属离子的去除情况。【结果】4种分离培养基中，TSA是抗重金属菌株筛选的最适培养基，共筛选出16株抗重金属菌，其中4株抗Pb菌、4株抗Cd菌、4株抗Zn菌、3株抗Cu菌和1株抗Ni菌，其抗性分别高达3 000、800、600、300和400 mg/L，16株菌中以芽孢杆菌属(Bacillus)数量最多。在初始浓度为700 mg/L Pb2+下，菌株Pb6的去除率高达92.48%，菌株Pb11、Pb3和Pb9的去除率分别为27.70%、40.37%和58.88%；在200 mg/L Cd2+下，菌株Cd4的去除率最高，为63.84%，其余抗Cd菌株去除率在30%-40%；在200 mg/L Zn2+下，菌株Zn1和Zn4的去除率较高，分别为65.34%和60.87%，而菌株Zn5和Zn6的去除率为15.78%和12.60%；在300 mg/L Cu2+下，3株抗Cu菌的去除率均较低，未超过3%；在200 mg/L Ni2+下，菌株Ni2的去除率为4.31%。对菌株Pb6、Cd4、Zn1紫外照射30 s并连续传代培养后得到3株去除率较稳定菌株，去除率分别为91.11%、65.10%和66.48%。【结论】获得3株对重金属有较高耐受性和去除率的优势菌株，分别为Bacillus sp. Pb6、Pseudomonas sp. Cd4和Bacillus sp. Zn1，这将为重金属污染土壤或水体修复和治理提供优良菌种资源。
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郭南南，杨传伦，张心青，蔡倩倩，周倩，张萧萧，傅英旬，田杰伟，马春峰
2023,50(3):983-996, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220634
Abstract:
【背景】近年来，苯胺类化合物加重了生态环境的污染，而生物法处理苯胺类废水具有较大发展潜力与广阔的应用前景。【目的】从长期受苯胺类化合物污染的活性污泥中分离获得一株能高效降解苯胺的菌株，优化其培养基及降解条件，为苯胺生物修复提供菌株与基因资源。【方法】采用平板法从富集驯化的菌株中筛选出以苯胺为唯一碳氮源和能源的高效降解菌，通过16S rRNA基因测序鉴定菌种，利用单因素筛选实验对降解条件进行优化，通过正交试验优化培养条件。 【结果】筛选到一株苯胺降解菌BA-6，经鉴定为微杆菌属(Microbacterium)。菌株BA-6对初始浓度为600 mg/L苯胺的日降解率可达98%以上。其高效降解的温度范围是30-37 ℃，pH范围是6.5-7.5。底物利用实验表明，菌株BA-6具有降解多种苯胺类化合物的能力。发酵培养基优化实验获得一种发酵培养基，活菌量高达3.06×1010 CFU/mL。【结论】苯胺降解菌BA-6对苯胺有较强的降解能力和环境调节能力，在修复苯胺类化合物的生态污染方面有一定的应用前景。
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2023,50(3):997-1009, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220593
Abstract:
【背景】抗生素污染越来越引起人们的关注。利用微生物处理抗生素污染被认为是一种环境友好型的方法。【目的】筛选林可霉素高效降解菌并研究其降解机制。【方法】经形态学观察、生理生化鉴定和16S rRNA基因测序分析进行鉴定；通过PCR技术和质谱分析技术对该菌抗性基因和降解产物等进行分析。【结果】从林可霉素菌渣堆肥样本中获得一株高效降解林可霉素的假单胞菌(Pseudomonas RST-1)，该菌在林可霉素浓度为3.0 g/L的牛肉膏蛋白胨培养基上培养40 h后，林可霉素降解率高达57.3%。该菌含有intI1、sul1、sul2等抗性基因，降解产物为去甲基林可霉素和2-丙基-N-甲基脯氨酸。【结论】菌株RST-1具有高效降解林可霉素的能力，推测可能的降解机制为去甲基化和酰胺键水解作用，该菌株降解特性及降解机制研究为林可霉素降解工程菌及其高效降解菌剂的研制奠定了基础。
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2023,50(3):1010-1022, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220886
Abstract:
【背景】甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane, AOM)包含反硝化型甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化。目前，人们向水体中排放过量的含氮及含硫污染物，引起了严重的环境污染和生态破坏。【目的】利用甲烷厌氧氧化微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)研究同步脱氮除硫耦合反应机理及反应过程中微生物的多样性信息。【方法】构建了3个微生物燃料电池(N-S-MFC、N-MFC、S-MFC)，以甲烷作为唯一碳源，探究其同步脱氮除硫性能，并采用16S rRNA基因高通量测序技术对微生物群落结构进行分析。【结果】N-S-MFC中硝酸盐和硫酸盐的去除率分别为90.91%和18.46%。阳极室中微生物的相对丰度提高，与反硝化及硫酸盐还原菌相关的微生物大量富集，如门水平上拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)和脱硫杆菌门(Desulfobacterota)，同时属水平上Methylobacterium_Methylorubrum、Methylocaldum、Methylomonas等常见的甲烷氧化菌增多。【结论】N-S-MFC促进了硝酸盐还原，而对硫酸盐还原几乎无影响，本研究为甲烷MFC在污水中同步脱氮除硫的应用提供理论依据。
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林晓颖，张素平，徐明超，乔蕾，张舒惟，杨晶，孙晖，张桂，刘丽云，徐建国
2023,50(3):1023-1039, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220622
Abstract:
【背景】近年来，弯曲广布乳杆菌的健康益处受到广泛关注；基因组分析结合表型实验的方法为益生菌开发提供了新思路。【目的】探索分离自健康人粪便的弯曲广布乳杆菌HFS9基因组特征及益生潜力。【方法】通过泛基因组分析对弯曲广布乳杆菌基因组特征进行描述，基于功能数据库注释并分析HFS9益生相关基因；通过耐酸耐胆盐实验、自聚集、疏水性和细胞黏附实验、抗生素敏感性试验、自由基清除实验及抑菌试验等对HFS9的体外益生特性进行评估；构建小鼠结肠炎模型初步评估HFS9的体内抗炎作用。【结果】弯曲广布乳杆菌具有开放的泛基因组和保守的核心基因组。HFS9基因组大小为1.97 Mb，GC含量为41.86%，蛋白质编码区数目为2 050个；含乳杆菌噬菌体PLE3编码基因及与细胞黏附、酸耐受、胆盐耐受和抗氧化等相关的益生基因。HFS9在酸和胆盐环境中的存活率分别为62.42%和92.92%；自聚集能力和疏水性分别为63.33%和75.00%，对人结肠癌细胞(HT-29细胞)的黏附率为12.97%；对选用的大多数抗生素敏感；对6种常见人体致病菌均具有抑制作用；具有清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼[1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical 2,2-diphenyl-1-(2,4,6-trinitrophenyl) hydrazyl, DPPH]自由基和羟自由基的能力。此外，HFS9可缓解实验性小鼠结肠炎症状，改善结肠缩短和组织病理学变化。【结论】弯曲广布乳杆菌HFS9含有益生相关基因且具有体内外益生特性，可作为益生菌候选菌株进一步开发利用。
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2023,50(3):1040-1051, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220645
Abstract:
【背景】脑-肠轴理论提示着肠道菌群和抑郁症之间存在着潜在的联系，但目前的研究争议较多，具体联系尚无定论。【目的】研究首发抑郁症患者肠道菌群多样性与抑郁症状的相关性，分析肠道菌群多样性及脱硫弧菌等菌群与抑郁症之间的潜在关系，为后续的纵向研究提供一定的理论支持。【方法】对抑郁组(n=23)和对照组(n=31)粪便中16S rRNA基因V4-V5区域片段进行测序，使用汉密尔顿抑郁量表对两组研究对象进行评估。使用α多样性检验、β多样性检验、t检验、皮尔逊相关性检验及斯皮尔曼相关性检验进行统计分析。【结果】抑郁组与对照组的肠道菌群多样性无明显差异(P>0.05)。两组肠道菌群在结构组成上有差异，属水平和种水平上，分别有28个菌属和40个菌种的相对丰度呈显著性差异(p<0.05)。抑郁组肠道菌群多样性(shannon、Chao1指数)与抑郁症状间存在显著的正相关(p<0.05)。属水平和种水平上菌群相对丰度和抑郁症状的相关性检验中，脱硫弧菌等与抑郁症状存在显著相关性(p<0.05)。【结论】首发抑郁症患者与健康人群肠道菌群在菌群结构组成上存在差异。抑郁组肠道菌群多样性与抑郁症状存在显著的相关性，其中脱硫弧菌等菌群相对丰度和抑郁症状间存在明显的正相关。
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2023,50(3):1052-1061, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220604
Abstract:
【背景】丙二酰单酰辅酶A:酰基载体蛋白转酰基酶(malonyl coenzyme A:acyl carrier protein transacylase, MCAT)是II型脂肪酸合酶(fatty acid synthase II, FASII)的重要亚基，与脂肪酸合成直接相关，然而关于微藻MCAT的信息却很少。【目的】验证三角褐指藻MCAT的功能。【方法】在模式硅藻三角褐指藻的全基因组序列中发现了一个可能的mcat基因序列，对其进行生物信息学分析，构建原核表达载体，并转入MCAT缺陷型大肠杆菌L48菌株中，最后利用GC-MS分析突变株脂肪酸的成分和含量。【结果】三角褐指藻MCAT主要结构为α-螺旋和无规则卷曲，与圆柱脆杆藻的亲缘关系最为接近，为protits型MCAT；三角褐指藻MCAT的表达使MCAT缺陷型大肠杆菌L48菌株恢复了合成脂肪酸的功能；对L48回复突变株的脂肪酸组成进行分析，发现该酶对C14:0具有底物偏好性，从而促进中长链脂肪酸如C16:0和C17:1的合成，这一特点与protits型MCAT的特性基本相符。【结论】三角褐指藻MCAT能促进脂肪酸的合成，这为微藻脂肪酸合成及代谢调控研究提供了新的线索，有利于微藻脂质的研究和应用。
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2023,50(3):1062-1072, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220643
Abstract:
【背景】土壤中铁主要以难溶态铁氧化物的形式存在，有效性较低，产铁载体细菌对铁氧化物的活化是提高铁利用效率的有效途径。【目的】从林木土壤筛选产铁载体细菌，并观察菌株对难溶性铁氧化物的利用效应，可为土壤微生物资源开发及其在养分调控中的作用提供理论依据。【方法】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离产铁载体细菌，借助生物培养实验分析温度和pH对微生物生长和铁载体产生的影响，通过振荡平衡实验，探究细菌产铁载体对铁氧化物的活化效应。【结果】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离得到12株产铁载体细菌，16S rRNA基因扩增子测序初步鉴定结果显示筛选细菌均为假单胞菌属。选取铁载体产生能力和生长活性较高的两株细菌ARSB02和CNRSB01作为重点研究对象，结果显示，不同条件下CNRSB01的生物量和铁载体产量均高于菌株ARSB02，22 h时菌株ARSB02和CNRSB01的铁载体活性单位分别达到67.07%和84.60%。pH 5.0-8.0的范围内两株细菌可以保持较好的铁载体产生能力，菌株ARSB02和CNRSB01在pH 7.0时铁载体产生能力最强，铁载体活性单位分别达到38.98%和48.77%。铁载体产生最适温度为25-30 ℃，菌株ARSB02和CNRSB01在30 ℃时铁载体产生能力最强，铁载体活性单位分别达到42.35%和56.06%。在针铁矿悬液中ARSB02和CNRSB01均能较好地生长，菌株ARSB02在铁氧化物比例为0.03 g/L时生物量最高，OD420值为0.75，菌株CNRSB01在铁氧化物比例为0.015 g/L时生物量最高，OD420值为1.11。而且细菌铁载体对铁氧化物有一定的活化效应，144 h时菌株ARSB02和CNRSB01对针铁矿的活化量分别达到12.99 μmol/L和 16.50 μmol/L。【结论】从林木根系附近表层土壤中分离得到的产铁载体细菌均属于假单胞菌，产铁载体细菌对铁氧化物有一定的活化能力，研究结果在林木土壤微生物资源开发和应用中具有重要的意义。
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2023,50(3):1073-1097, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220589
Abstract:
【背景】解淀粉芽孢杆菌SQ-2是从市售豆瓣酱中分离得到的一株益生菌，实验表明菌株SQ-2具有较强的抑制植物病原真菌的能力，说明SQ-2具有较好的生物防治能力，有作为生物农药的潜力。【目的】研究菌株SQ-2的遗传信息并揭示其抑菌机制。【方法】在Illumina MiSeq X10平台上对菌株SQ-2进行全基因组测序，使用Trim Galore v.0.4.0清理原始数据，并使用FastQC检查质量；使用SOAPdenovo2进行从头组装，使用antiSMASH鉴定负责次级代谢产物生物合成的基因。【结果】解淀粉芽孢杆菌SQ-2基因组大小为3 486 537 bp，GC含量为46.63%，共编码4 298个基因，共发现11个与次级代谢产物生物合成相关的基因簇，其中6个被确定为抗真菌物质合成簇，分别编码bacillaene、bacilysin、butirosin、fengycin、bacillibactin和surfactin。基因组框架测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为JAHXSB000000000。超高液相色谱/质谱联用分析表明产生了儿茶酚型嗜铁素、多烯类和表面活性肽。【结论】获得了解淀粉芽孢杆菌SQ-2的基因组序列，该菌株对植物致病真菌具有强烈的拮抗活性。全基因组序列研究有助于对已知抗菌肽的利用及寻找新型抗真菌物质。
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白长胜，刘秋瑾，尹珺伊，王欢，田秋丰，邱景会，汤继龙，史同瑞
2023,50(3):1098-1110, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220632
Abstract:
【背景】利用微生物处理秸秆引起研究者的广泛关注。【目的】筛选生长速度快、木质纤维素降解酶活性强的真菌菌株，用于植物秸秆降解和高效利用。【方法】从自然界采集的样品中分离纯化真菌菌株，利用PDA-愈创木酚和PDA-羧甲基纤维素钠平板初筛，再经过液体发酵检测漆酶酶活、羧甲基纤维素酶酶活及菌丝生长速率复筛目的菌株，通过内转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)测序法对目的菌株进行鉴定，对目的菌株产漆酶和羧甲基纤维素酶活力进行测定及酶学性质研究。【结果】从样品中分离纯化到18株真菌，通过初筛筛选出9株产木质纤维素降解酶真菌菌株，再经过复筛，筛选出一株产漆酶、羧甲基纤维素酶活力高、菌丝生长快的菌株M1，经过分子生物学鉴定M1为糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)，其漆酶酶活为(243.59±1.11) U/mL，羧甲基纤维素酶酶活为(36.03±0.63) U/mL。在5 d的培养期内，菌丝生长速率为(9.43±0.32) mm/d。对菌株M1的发酵粗酶液的酶学性质进行了检测分析，结果表明，所产的漆酶在pH 5.0-6.5相对酶活为90%以上，在pH 5.5的介质中最为稳定，在低于55 ℃环境稳定性较高，相对酶活90%以上；该菌所产羧甲基纤维素酶在pH 5.5-6.5相对酶活为90%以上，在pH 6.0的介质中最为稳定，在低于60 ℃环境相对稳定性较高，相对酶活90%以上。【结论】本研究筛选到的菌株M1具有较高的漆酶和羧甲基纤维素酶活性，具有降解木质素和纤维素的潜力，为植物秸秆的生物降解提供了有效的菌种资源。
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2023,50(3):1111-1122, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220598
Abstract:
【背景】在农田生态系统中，土壤微生物与植物互作的机制仍不清楚。【目的】进一步加强对植物-微生物互作的认识，筛选出引起不同反馈作用的关键微生物或微生物类群。【方法】采集豆科绿肥救荒野豌豆(Vicia sativa, V)、十字花科绿肥油菜(Brassica napus, N)和荒坡土壤(remnant prairie, R)驯化的田块土壤0-20 cm作为菌剂在温室进行植物-土壤反馈(plant-soil feedback, PSF)试验。土壤菌剂的接种量为10%，即有90%理化性质一致的灭菌土壤作为背景土，同时设置灭菌土壤菌剂作为对照(CK)，种植玉米。每组土壤菌剂处理均分为50 mg/kg高磷(high phosphorus, HP)和5 mg/kg低磷(low phosphorus, LP)两个磷浓度处理。玉米收获后，测定产量和植株地上部磷含量，并取土壤样品进行高通量测序，解析不同养分供给情况下微生物对作物生长的反馈效应。【结果】高磷和土壤反馈效应均促进了玉米的生长。在低磷水平下，V、N和R处理的玉米地上部生物量均高于CK处理，但N处理的玉米地上部生物量增加最多(38%)，且增幅显著高于V处理(28%)和R处理(16%)；在高磷条件下，V、N和R处理的玉米生物量与CK之间无明显区别。低磷条件下，3种土壤菌剂处理的玉米地上部磷含量显著高于对照处理；高磷条件下，各处理的玉米地上部磷含量并无显著差异。各处理门水平主要物种组成存在差异，N处理富集更多的变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)。KEGG代谢通路分析表明，N处理中磷养分活化相关的功能基因phoB、phoA、phoR、phnA和glpR含量显著上升。【结论】土壤反馈实验表明，十字花科绿肥驯化的土壤微生物能够提高玉米的吸磷能力，促进其生长；十字花科绿肥富集更多和解磷相关的微生物和功能基因。
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华丽霞，何炼，蒋秋平，曾华兰，代顺冬，叶鹏盛，徐汉虹，林菲，孙小芳，赵馨怡
2023,50(3):1123-1135, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220640
Abstract:
【背景】木霉(Trichoderma sp.)是重要的生防微生物资源，对不同的木霉菌株进行生物学特性比较，可为获得功能较广的复配型生防菌剂提供参考信息。【目的】通过对绿木霉(Trichoderma virens) T23、哈茨木霉(Trichoderma harzianum) T22、G30的防病效果及对作物的促生潜力等生物学特性进行比较分析，明确不同菌株的生物功能差异。【方法】用平板拮抗法比较分析菌株T23、T22、G30对植物病原真菌的拮抗效果；用乙酸乙酯萃取法对菌株T23、T22、G30培养液中的胶毒素进行提取并通过高效液相色谱法(high-performance liquid chromatography, HPLC)检测胶毒素；用打孔法比较分析培养液萃取物对植物病原真菌的拮抗效果；通过温室接种验证菌株T23、T22、G30的防病效果；分别以磷酸钙、卵磷脂为唯一磷源检测菌株T23、T22、G30对难溶性磷的转化利用潜力，用电感耦合等离子发射光谱法(inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry, ICP-AES)检测有效磷含量；用透明圈法或显色法分析菌株T23、T22、G30主要生理生化特性。【结果】菌株T23、T22、G30对茄镰孢(Fusarium solani)的平板拮抗率分别为77%、74%、48%；对齐整小核菌(Sclerotium rolfsii)的拮抗率分别为80%、67%、24%；对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)的拮抗率分别为93%、62%、64%；菌株T22、G30基因组中均不携带胶毒素合成基因簇，培养液中均未检测到胶毒素；菌株T23培养液提取物对齐整小核菌、灰葡萄孢的抑菌率分别为40%、65%；温室接种结果表明，在齐整小核菌胁迫下，T23可显著提高花生成苗率，达68%；在灰葡萄孢胁迫下，菌株T23可使月季延迟16 d发病；菌株T23、T22可以产生β-1,3-葡聚糖酶；菌株T23、T22、G30可对磷酸钙进行转化利用。【结论】通过比较分析，我们对菌株T23的防病促生效果及生理生化特性有了进一步了解。菌株T23、T22、G30在植物病原真菌拮抗、解磷效果方面各具特点及优势，菌株T23通过产生抑菌性天然产物来拮抗病原真菌，这为真菌源生物农药的开发提供了重要的来源。在促生方面，菌株T23的无机磷转化机制有待进一步研究。
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2023,50(3):1136-1148, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220351
Abstract:
【背景】细菌群落在土壤养分循环中扮演着重要角色，并且土壤理化性质及作物产量会对其产生一定的影响。【目的】明确河套灌区滴灌条件下聚丙烯酰胺和生物炭共施对土壤细菌群落多样性及结构组成、理化因子和玉米产量的影响。【方法】设置对照(CK)、聚丙烯酰胺22.5 kg/hm2+生物炭9 000 kg/hm2 (PB1)、聚丙烯酰胺22.5 kg/hm2+生物炭13 500 kg/hm2 (PB2)和聚丙烯酰胺 22.5 kg/hm2+生物炭18 000 kg/hm2 (PB3)这4个不同处理，利用高通量测序技术研究土壤细菌群落与环境因子和玉米产量的相互关系。【结果】与CK相比，PB1和PB2处理均提高了土壤细菌群落的α多样性指数(chao1指数和shannon指数)。聚丙烯酰胺和生物炭共施可改变土壤细菌群落结构组成，不同处理的土壤细菌优势类群为变形菌门(Proteobacteria)和Subgroup_6。PB1处理的土壤水解氮和PB2处理的有效钾含量增加较为明显，且PB2处理的综合土壤肥力排名位于首位。冗余分析表明pH是影响细菌群落结构(门、属水平)的主要环境因子。PB2处理玉米的穗长、秃尖长、行粒数和百粒重均为最高。放线菌门(Actinobacteria)、Subgroup_6和RB41对玉米行粒数的增加起正向促进作用，Skermanella对玉米穗长的增加起正向促进作用。【结论】滴灌条件下聚丙烯酰胺和生物炭共施可通过改变土壤理化性质直接或间接增加细菌群落的多样性并改变细菌群落结构，从而提高玉米产量，且PB2处理效果最为明显。
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2023,50(3):1149-1162, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220557
Abstract:
【背景】近年来，由土传致病链霉菌引起的疮痂病在我国马铃薯产区大面积暴发，严重影响块茎的商品价值，由于缺乏有效防控措施，其危害程度呈逐年加重趋势。然而拮抗菌可有效抑制病原菌的繁殖，其防控效果优异，对环境友好，逐渐引起了人们的关注。【目的】分离筛选对致病链霉菌具有拮抗功能的细菌，鉴定其分类学名，评价其主要生物学特性，为研发高效防病菌剂提供菌种资源。【方法】以疮痂链霉菌为靶向微生物，从马铃薯疮痂病高发土样中筛选拮抗菌株，通过形态学、生理生化和分子生物学试验确定其分类地位；用盆栽试验初步判定其对马铃薯疮痂病的防控效果，研究其广谱抗病性和耐盐碱特性，结合生产中常用化学农药的敏感性测定，综合评价其应用前景。【结果】筛选出一株对致病疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)有显著拮抗效果的菌株HD9-1，抑菌圈直径约31 mm，菌落呈圆形、淡黄色，边缘较为整齐，革兰氏染色阳性，菌体杆状，宽度约为0.75 μm，长度为1.0-2.5 μm。以蔗糖作为唯一碳源，能产生β-半乳糖苷酶、精氨酸双水解酶、赖氨酸脱羧酶和鸟氨酸脱羧酶；培养24 h后代谢产物中含有3.44 mg/L的吲哚乙酸；16S rRNA基因序列与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) RUB聚类到同一分支，确定该菌株为Bacillus subtilis；盆栽试验结果表明，HD9-1对马铃薯微型薯疮痂病的防效达59.15%；菌体可耐受pH 3.0-11.0、NaCl含量1%-11%的盐碱环境和100 °C水浴30 min；对中生菌素、苯醚甲环唑、氟菌·霜霉威、春雷霉素、氟硅唑、吡唑醚、嘧菌酯和甲基硫菌灵等常用化学农药不敏感，对大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)等农作物病原菌均具有一定的抑制效果。【结论】菌株HD9-1鉴定为枯草芽孢杆菌，对马铃薯疮痂病防控效果较好，且具有良好的环境适应性，可作为防治马铃薯土传病害的高效复合菌剂的备选菌株。
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刘梦婷，于有利，潘家良，黄群涛，王洪生，任建鸾，汤芳，戴建君，薛峰
2023,50(3):1163-1178, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221118
Abstract:
【背景】牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)是重要的人畜共患病原体，严重危害公共卫生安全。巨噬细胞是牛分枝杆菌感染的主要效应细胞，M1型巨噬细胞极化对于宿主免疫防御M. bovis感染至关重要。【目的】探讨鸟苷酸结合蛋白5 (guanylate-binding protein 5, GBP5)对M. bovis感染的小鼠单核巨噬细胞系RAW264.7细胞M1、M2型极化的影响，以及GBP5在M. bovis感染中的作用。【方法】通过前期转录组学数据分析筛选出差异基因GBP5，通过体内、体外验证M. bovis感染后的GBP5的表达水平。小干扰RNA下调细胞内GBP5表达，分别利用RT-qPCR、Western blotting和流式细胞术检测M1、M2型巨噬细胞表面标志物表达变化；平板菌落计数法检测GBP5对M. bovis在巨噬细胞中复制的影响；双荧光素酶报告基因试验检测GBP5对信号转导及转录激活蛋白3 (signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)转录调控；Western blotting检测活性氧(reactive oxygen species, ROS)抑制后STAT3的磷酸化情况。【结果】GBP5在M. bovis感染的RAW264.7细胞和C57BL/6小鼠组织中表达增加；下调GBP5后细胞内细菌CFU在感染后不同时间点均显著增加，ROS释放减少，M1型巨噬细胞表面标志物表达减少，但是对M2型巨噬细胞无显著影响；下调GBP5后抑制了STAT3的转录启动。ROS的产生抑制了STAT3的磷酸化。【结论】GBP5促进ROS的产生，调控ROS/STAT3通路，促进巨噬细胞向M1型极化，从而抑制细胞内牛分枝杆菌的存活。
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2023,50(3):1179-1194, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220974
Abstract:
【背景】二氢杨梅素(dihydromyricetin, DMY)是一类存在于藤茶中的主要黄酮类化合物，具有抗氧化、抗炎等功能，其药用价值受到广泛关注，但其在生物体内的生物活性及肠道中的分解代谢机制尚不清楚。【目的】探究二氢杨梅素对抗生素应激下小鼠的血清抗氧化性和肠道微生物多样性的影响。【方法】将小鼠分为对照组、抗生素组、抗生素+二氢杨梅素组，检测各组小鼠血清中的抗氧化指标，利用高通量测序分析组间肠道微生物多样性的差异，通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)验证特定菌群组间的相对丰度差异。【结果】二氢杨梅素显著提高了抗生素应激小鼠血清中过氧化氢酶(catalase, CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutataione peroxidase, GSH-PX)活性(P<0.05)，显著降低丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量(P<0.05)，催化一氧化氮(nitric oxide, NO)的合成显著提高了小鼠的总抗氧化能力。二氢杨梅素处理组相较抗生素应激组组间肠道微生物组成种类与结构有明显差异。二氢杨梅素可通过调节厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度比例，促进乳杆菌属(Lactobacillus)、梭菌属(Clostridium)等细菌增殖，抑制肠杆菌科(Enterobacteriaceae)细菌的增殖，改善小鼠肠道菌群组成，使小鼠肠道中乳杆菌属、梭菌属等与肠道分解代谢相关的有益菌群相对丰度增加。【结论】二氢杨梅素能够改变肠道菌群结构，一些益生菌大量参与到其代谢过程，产生有益代谢产物，提高机体的抗氧化能力并维持肠道健康，改善抗生素对小鼠肠道产生的负面影响。该结果为二氢杨梅素的功能和分解代谢机制研究提供理论基础。
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2023,50(3):1195-1204, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220555
Abstract:
【背景】卡西霉素(calcimycin)是重要的离子载体抗生素，其生物合成基因簇已从教酒链霉菌NRRL3882的基因组DNA中成功克隆，但基因簇内的部分生物合成基因及调控基因的功能有待研究。【目的】研究卡西霉素产生菌教酒链霉菌NRRL3882中编码TylR家族同源转录调控蛋白的calR1基因的功能。【方法】通过PCR-targeting的方法，构建calR1基因敲除突变株及回补菌株，对突变菌株及回补菌株进行发酵，通过HPLC分析其代谢产物。利用荧光定量PCR检测ΔcalR1突变菌株和野生菌株的生物合成基因转录水平。【结果】calR1基因敲除突变株丧失产生卡西霉素的能力，但仍有中间产物噻唑霉素的积累，回补菌株中卡西霉素的产量有一定程度的恢复。RT-qPCR结果表明，卡西霉素合成相关的一些重要基因calC、calG、calU3等基因的表达量明显改变。【结论】TylR家族转录调控基因calR1是卡西霉素生物合成的调控基因。
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2023,50(3):1205-1219, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220638
Abstract:
【背景】蛋白酶能够降解细胞中错误折叠或是无功能的蛋白，Clp家族蛋白就是一类重要的蛋白酶复合物。Clp蛋白酶复合物的水解核心是ClpP，集胞藻PCC6803中存在4种不同的ClpP蛋白，分别为ClpP1-ClpP4。作为重要的蛋白水解复合物的功能组分，目前对集胞藻ClpP的研究十分有限，对其生理功能与调控底物的研究甚少。【目的】选择集胞藻为研究对象探究ClpP2蛋白的功能，鉴定其潜在底物，为集胞藻ClpP2作用机制提供实验支撑。【方法】构建集胞藻ClpP2突变株(ΔClpP2)，进行其生长实验和光合生理功能研究。通过标记定量蛋白质组学技术(isobaric tag for relative absolute quantitation, iTRAQ)鉴定ClpP2调控的靶标蛋白，生物信息学分析底物蛋白参与的代谢通路，最后利用平行反应监测(parallel reaction monitoring, PRM)技术对部分定量数据进行验证。【结果】ΔClpP2可以在自然条件下光合自养生长至对数生长期，但高光或高温胁迫下则无法正常生长。相较于野生型，ΔClpP2有着显著降低的PSⅡ电子传递效率及PSⅠ环式电子传递活性。通过iTRAQ定量蛋白质组学手段，ΔClpP2相对于WT共鉴定到206个差异表达蛋白，其中131个上调、75个下调，为ClpP2蛋白酶提供了丰富的潜在底物库。基因本体论(gene ontology, GO)分析发现ClpP2主要参与各种物质的转运，其中ABC蛋白转运途径显著被富集。利用PRM技术对34个差异表达的蛋白进行了验证。【结论】ClpP2蛋白不是集胞藻生长所必需，但在高温或者高光胁迫下是必不可少的，其失活会降低集胞藻光合系统活性。ClpP2可能通过调控离子转运进而影响光合系统。ClpP2很可能与ClpX结合形成蛋白酶复合物。
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2023,50(3):1220-1230, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220583
Abstract:
【背景】DNA组装技术是基因组合成中的一个关键技术。探索低成本、高效率的基因组合成技术一直是合成生物学的重要研究领域。在某些细菌如变铅青链霉菌中，DNA上有磷硫酰化修饰(简称硫修饰)，而在另一些细菌如天蓝色链霉菌中存在一种含有硫修饰识别结构域(sulfur-binding domain, SBD)的识别蛋白，可以特异性识别DNA上的硫修饰，这启发了我们发展出一种新的DNA组装技术。【目的】探究在DNA末端硫修饰的连接中，T4 DNA连接酶与SBD相融合蛋白和单独的T4 DNA连接酶相比，是否有更高的连接效率。【方法】根据同源重组原理，设计硫修饰引物，扩增硫修饰的DNA片段。构建T4 DNA连接酶与SBD融合蛋白的3种表达载体T4-linker-SBD (Hga)、T4-linker-SBD (Spr)和T4-linker-SBD (Mmo)，表达纯化以上3种融合蛋白。比较3组浓度梯度(2.4、0.24、0.024 mg/mL) T4 DNA连接酶与融合蛋白在2.5 kb和8.0 kb DNA片段连接上的差异。【结果】DNA末端硫修饰的2.5 kb和8.0 kb的两端片段均能扩增，而且3种融合蛋白均能表达。在两段2.5 kb片段的体外连接实验中，每组T4 DNA连接酶与融合蛋白均能连接成5 kb片段；然而在两段8.0 kb片段的体外连接实验中，相同连接时间和相同酶浓度下，仅融合蛋白T4-linker-SBD (Hga)能够将8.0 kb片段连接成16 kb的长片段。【结论】根据两组琼脂糖凝胶电泳的实验结果可知，在两段8.0 kb的DNA长片段连接实验中，T4-linker-SBD (Hga)融合蛋白具有更高的连接效率。本研究方法以较低的成本和比较高的效率为大片段DNA组装提供了一种新的方法和思路。
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2023,50(3):1231-1244, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220518
Abstract:
【背景】1997年香港发生人感染禽流感事件以来，禽流感病毒成为持续威胁人类健康和公共卫生的重要病原体。【目的】对一例人感染新型H10N3禽流感病毒病例开展分子溯源研究。【方法】流感病毒分型检测采用RT-qPCR法，在下一代测序平台上完成病毒基因组测序，序列和系统进化分析采用BLAST和MEGA 6.1等生物信息学软件。【结果】2021年4月从严重呼吸道疾病患者体内分离到一株病毒，经核酸检测和序列分析，结果表明其为H10N3亚型禽流感病毒。从患者居所附近的农贸市场分离到一株基因高度同源的H10N3亚型禽流感病毒。分离株是一种新的基因重配H10N3禽流感病毒，其血凝素hemagglutinin (HA)和神经氨酸酶neuraminidase (NA)组合最早在2019年华东地区的家禽中检测到，6个内部基因来源于近年来中国南方家禽中流行的H9N2病毒。病毒的HA蛋白的裂解位点含有1个碱性氨基酸R，未插入多个碱性氨基酸，理论上不属于高致病性禽流感病毒。HA蛋白受体结合位点228位氨基酸残基由G突变为S，理论上增强了对人SAα2,6受体的亲和力。另外，未发现PB2蛋白E627K突变，但591位氨基酸残基由Q突变为K，理论上增强了对人体的适应力和致病性。【结论】本研究报道了一例人感染H10N3禽流感病毒病例的分子流行病学特征，揭示了活禽市场在禽流感病毒基因重配和机会性外溢感染人过程中起重要作用。
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2023,50(3):1245-1264, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220804
Abstract:
松露(块菌)是名贵的地下真菌，因其独特的香味和口感享誉全球，具有重要的经济价值、食药用价值和生态价值。块菌必须与宿主植物共生形成外生菌根后才能形成子实体(子囊果)。由于块菌具有较高的经济价值而野生块菌资源被严重破坏，以块菌菌根苗制备技术为基础的人工栽培手段受到广泛关注。本文以块菌菌根苗培育为切入点，阐述了块菌资源面临的较大威胁、人工栽培手段的进步和人工种植园的快速发展，通过综述菌根苗培育前对共生组合的选择，菌根苗培育时使用的基质、接种剂、培养方式、与其他生物间的互作，以及菌根苗培育后进行检测的方法等研究进展，为外生菌根食用菌的菌根苗培育技术和人工栽培推广提供参考。
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2023,50(3):1265-1280, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220641
Abstract:
赭曲霉毒素A (ochratoxin A, OTA)是曲霉属和青霉属等真菌的次生代谢物，广泛污染谷物、葡萄、坚果等农产品和饲料，造成严重的经济损失。此外，OTA的肝肾毒性和三致作用(致畸、致癌、致突变)已经得到越来越多的数据支撑，证实其对人类健康存在巨大威胁。OTA及其衍生物的理化性质已经有较为全面的研究，但是其合成过程及调控机理尚不明确。本文整理了赭曲霉毒素A的理化性质及产毒菌株，总结了OTA污染及致病情况的最新研究进展和各国的限量标准，最后分析了OTA的合成机制，讨论了未来OTA理论及应用层面的研究方向，为赭曲霉毒素A的风险评估提供数据支持，同时为OTA生物合成和调控机制提供理论参考。
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2023,50(3):1281-1290, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220528
Abstract:
马铃薯疮痂病(potato scab)是世界范围内广泛存在的土传细菌性病害，难以防治。植物毒素thaxtomins由疮痂病链霉菌(Streptomyces scabies)次级代谢产生，是马铃薯疮痂病的主要致病原因，对马铃薯等作物产业造成严重危害。鉴于疮痂病链霉菌在农业上的重要作用，其中thaxtomins生物合成过程和分子调控得到越来越多的关注，并取得了较好的进展。本文综述了thaxtomins的结构特征、生物合成与异源表达，并重点介绍了疮痂病链霉菌中thaxtomins生物合成的分子调控机制等方面的研究进展，有利于深入认知疮痂病链霉菌次级代谢调控网络，为未来开发新型马铃薯疮痂病的防治策略提供理论指导。
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2023,50(3):1291-1309, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220635
Abstract:
AA10家族裂解多糖单加氧酶(lytic polysaccharide monooxygenases, LPMOs)主要分布于细菌中，因其具有催化纤维素和几丁质等结晶多糖氧化降解的特性，在工业生物质转化过程中具有极强的应用潜力，从而受到广泛关注。然而，AA10家族不同LPMOs作用的底物种类及氧化位点和氧化产物也不尽相同，LPMOs的结构与组成对其底物选择性的影响机制有待进一步探究。因此，本文综述了AA10家族LPMOs的模块化结构组成及其催化机制，梳理了AA10家族LPMOs的底物谱，系统总结了AA10家族LPMOs的结构、关键作用残基及多模块组合对底物选择性影响的最新进展，并展望了LPMOs在生物质转化和生物燃料工业中广阔的应用前景。
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2023,50(3):1310-1323, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220532
Abstract:
ε-聚赖氨酸(ε-poly-l-lysine, ε-PL)是抑菌谱广泛的天然抑菌剂，由通过α-羧基与ε-氨基连接的25-35个赖氨酸聚合而成。ε-PL主要由白色链霉菌发酵生产所得，比化学生产更加高效和环保。ε-PL具有水溶性好、耐热和对环境无污染等特点，具有良好的应用前景。本文从发酵生产入手，着重综述了ε-PL对各种微生物抑菌性能、抑菌机制及抑菌机制模型的研究进展。推测ε-PL是通过对细胞膜的破坏而改变细胞的通透性，或者作用到细胞内引起活性氧(reactive oxygen species, ROS)胁迫而影响调节基因的表达，从而起到抑菌作用。根据这2种抑菌方式分别建立了相应的抑菌模型，即毡毯模型和ROS诱导细胞凋亡模型。本文可为ε-PL对微生物抑制性能的 深入研究提供依据，同时也提出了ε-PL抑菌机制的新模型，为扩展ε-PL应用领域提供了一定的参考。
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2023,50(3):1324-1336, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220642
Abstract:
藻类胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)是一种复杂的高分子聚合物，主要由多糖、蛋白质等物质组成。由于EPS具有独特的结构、大的比表面积及含有大量官能团等物理-化学特性，使其在污水处理及微藻生物质的絮凝回收等方面都有着非常重要的作用。本文系统介绍了EPS的组成及特性，重点论述了影响藻类EPS产生的生物因素及非生物因素，如光照、营养盐、pH及温度等，并对EPS在污水处理及生物絮凝方面的应用进行了总结。对藻类EPS产生机制及机理的深入研究有望为微藻提供更广阔的应用前景。
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2023,50(3):1337-1344, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220704
Abstract:
青年教师是高校人才培养的中坚力量，其教育教学能力直接关系到人才培养质量的提升和立德树人根本任务的落实。华中农业大学“微生物学”教学团队基于当前教学现实之困，结合“五育融通”要求创建教学团队链式提升法，以“双团队，双导师”引领革新青年教师教育教学理念，提升青年教师教育教学能力，培育出两门国家级一流课程和一支湖北省教学团队，打造了范式推广的教育教学能力实践提升平台，有效践行了教书育人初心使命，致力培养为中华复兴而读书的时代新人。
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2023,50(3):1345-1353, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220630
Abstract:
通过“微生物学实验”课程多年来的混合式教学实践发现，学生的主动性是学习效果的核心要素。鉴于在以往的教学实践中，无论采用何种教学手段，总有部分学生的学习主动性不能得到体现。我们近年来采用轮流组长责任制下的任务驱动教学法，极大地调动了所有学生的学习动力。每位学生在担任组长工作时从课前任务、课堂执行、课后总结等方面都发挥了重要作用，而不担任组长时也会积极主动地配合组长工作。最终，实验课程学习成绩优秀率占比、体现素质能力培养的成绩分项都显著提升。同时，课程教学也收获了良好的学生认可和反馈。
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2023,50(3):1354-1364, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220599
Abstract:
为解决当前传统教学方式不能满足学生差异性与个性化需求、大学生普遍感觉迷茫与微生物抽象难学造成学习动力与兴趣不足这两大教学问题，微生物学教学团队以学生为中心、产出为导向，通过“找闪光点、做人生规划”帮助学生“树立志向、报效国家、振兴乡村”；进行“课前自学-课中研讨-课后体验”的创新设计，实现线上线下无缝对接。依据创新性、高阶性与挑战度要求，实施每集一悟、体验学习、拓展学习等创新举措，并将课程思政贯穿全程，充分开展师生、生生互动。建立了形成性多元考核评价体系。学生对改革较为满意，双创项目参与率、考研录取率、学习成绩与学科竞赛成果持续显著提升。研究结果可为微生物学课程的创新教学改革提供参考。
