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2023,50(5):1741-1755, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220653
Abstract:
【背景】D(-)-酒石酸是非天然有机酸，在保健品、食品和肿瘤药物合成等行业具有重大应用潜力，目前主要通过生物转化法生产，即顺式环氧琥珀酸水解酶[cis-epoxysuccinic acid hydrolase, CESH(D)]水解顺式环氧琥珀酸(cis-epoxysuccinic acid, ESH)生成D(-)-酒石酸。该法简单温和，但存在CESH(D)酶活转化效率低下的瓶颈问题。【目的】通过基因工程改造，提高CESH(D)的酶活力、温度和pH稳定性。【方法】利用定向进化和半理性设计体外改造CESH(D)，高通量筛选出正向突变体；然后对其进行酶学性质研究，包括比酶活、温度和pH对酶催化效率的影响、酶的温度稳定性、pH稳定性及酶促动力学分析；最后通过分子对接等手段分析突变位点影响催化活性的初步机制。【结果】筛选获得4个正向突变体L231P/N226S、V77I、D183E和T223S。与野生型相比，4个突变体的比酶活分别提高2.2、1.6、1.5和1.4倍。其中，L231P/N226S的温度稳定性和pH稳定性较野生型均有显著提高，55 ℃时催化活性为野生型的1.6倍，pH 6.0时催化活性为野生型的1.2倍。动力学分析发现，突变体L231P/N226S和T223S对底物ESH的亲和力有明显提升，Km值分别为20 mmol/L和21 mmol/L，较野生型分别降低18%和16%。分子对接研究表明，突变位点主要通过改变底物结合口袋促进酶与底物的相互作用，从而影响酶活。【结论】获得了温度和pH稳定性好、催化活性明显提高的CESH(D)突变体，初步分析突变位点影响酶活的机制，为进一步研究CESH(D)的结构-功能关系及深入改造提供指导。
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2023,50(5):1756-1771, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220724
Abstract:
【背景】珊瑚礁生态系统是海洋中一类极其重要的生态系统，健康珊瑚礁中丰富的共附生放线菌群体是珊瑚抵御各种致病菌的重要防线，因此，这类放线菌是寻找抗菌活性分子的重要资源，其药用潜力巨大。【目的】从西沙石珊瑚样品中分离共附生放线菌，并从中筛选具有良好抗菌活性的菌株。【方法】通过稀释涂布法分离珊瑚共附生放线菌，并根据16S rRNA基因序列构建系统发育树进行菌种鉴定；通过平板对峙法对放线菌进行抗菌活性筛选并确定目标菌株；将目标菌株涂布于不同氯化钠浓度的ISP2固体培养基上培养，测试其盐度耐受能力；通过平板对峙法对该菌株发酵产物的热稳定性和光稳定性进行测试；采用Nanopore和Illumina方法完成目标活性放线菌全基因组测序，并通过antiSMASH在线分析预测其次级代谢产物生物合成基因簇及其结构类型。【结果】从6份西沙石珊瑚样品中分离得到104株可培养放线菌，根据菌落形态和分离来源去重后对其中27株放线菌进行16S rRNA基因序列测序，通过序列比对和系统发育树分析将菌株初步鉴定为盐孢菌属(Salinispora) (25株)、链霉菌属(Streptomyces) (1株)和戈登菌属(Gordonia) (1株)。活性筛选结果表明，盐孢菌株SH098抑菌活性最好，该菌株在无盐的培养基中不生长，盐耐受范围为2%-5%，其发酵产物的抗菌活性具有良好的热稳定性和光稳定性。全基因组序列分析显示，盐孢菌株SH098基因组中21.93%的基因序列与次级代谢产物合成相关，预测的次级代谢产物结构类型多样，有待深入发掘。【结论】首次从我国西沙石珊瑚中分离得到具有嗜盐特性和抗农业病原细菌活性的盐孢菌，丰富了我国西沙海域来源的专性海洋放线菌资源，为海水养殖业的新型微生态制剂的研发提供新菌种资源，也为后期挖掘新型抗菌活性物质奠定了研究基础。
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2023,50(5):1772-1786, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220689
Abstract:
【背景】对羟基苯甲酸及其酯类常作为合成多种芳香族化合物的前体物质广泛应用于多个领域，但其难以自然降解给环境造成了污染问题，同时这些污染物随着洋流迁移到海洋中破坏海洋生态环境。【目的】从海洋环境中筛选对羟基苯甲酸酯高效降解菌，通过全基因组测序及注释分析，预测对羟基苯甲酸酯代谢通路，确定其代谢过程中的关键酶并进行功能研究。【方法】通过富集培养从海洋环境中分离对羟基苯甲酸酯降解菌，利用基因克隆技术将降解对羟基苯甲酸酯关键酶基因在大肠杆菌中高效表达，探究重组蛋白活性及酶学特征。【结果】从海底泥沙中筛选到一个菌株，经16s rRNA基因测序鉴定为硝化柠檬球菌(Citricoccus nitrophenolicus)；该菌株能够利用多种对羟基苯甲酸酯类物质进行生长，在甲酯为碳源条件下生长状态最好；将羧酸酯酶基因和单加氧酶基因在大肠杆菌中进行高效表达，重组表达的羧酸酯酶最适反应条件为：pH 8.0，30 ℃反应30 min；重组表达的单加氧酶活性表达依赖于辅酶，Mg2+、Mn2+、Zn2+和Fe3+可增强该酶活性；经荧光定量PCR进一步确定z13175、z09075为编码羧酸酯酶的基因。【结论】羧酸酯酶和单加氧酶是对羟基苯甲酸酯类转化为原儿茶酸的关键酶，在对羟基苯甲酸酯类生物降解过程中起到重要作用。
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2023,50(5):1787-1800, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220728
Abstract:
【背景】Mn(Ⅱ)氧化细菌是一类可以沉积和氧化Mn(Ⅱ)从而形成固态锰氧化物的细菌，在生物地球化学和环境修复领域中引起了广泛关注，但目前所研究的Mn(Ⅱ)氧化模式菌株中大多来源海洋，土壤源Mn(Ⅱ)氧化细菌涉及较少。【目的】丰富土壤源Mn(Ⅱ)氧化细菌的来源与物种多样性，同时也为方铁锰矿型Mn2O3的潜在应用提供新菌种。【方法】从湖南省株洲市已关停的清水塘冶炼工业园区内筛选得到一株具有Mn(Ⅱ)氧化能力的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) L3，并就其分离纯化、鉴定、生长曲线、pH变化、Mn(Ⅱ)氧化特性及锰氧化物制备等方面进行系统研究。【结果】Pseudomonas aeruginosa L3的菌液离心后的上清液及提取的绿脓菌素(pyocyanin, PYO)均具有Mn(Ⅱ)氧化能力，与菌液相比，上清液对Mn(Ⅱ)氧化的能力更强。进一步利用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)对Pseudomonas aeruginosa L3产生的锰氧化物进行晶相分析，发现该锰氧化物在2θ为32.951°和55.189°处出现了明显的特征峰，表明其结构为弱晶态的方铁锰矿型Mn2O3。【结论】Pseudomonas aeruginosa L3具有较高的Mn(Ⅱ)耐受与氧化能力，与菌液相比，上清液的Mn(Ⅱ)氧化能力更强。所产生的锰氧化物为弱晶态方铁锰矿型Mn2O3，其Mn(Ⅱ)氧化过程可能与绿脓菌素相关。
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2023,50(5):1801-1814, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220721
Abstract:
【背景】钠长石中钠元素的存在给矿物加工利用带来严重的问题。【目的】获得一株对钠长石具有显著分解效果的菌株，以脱除钠长石中钠元素。【方法】以钠长石为唯一钠源，从内蒙古盐湖土壤中筛选分解能力强且性能稳定的菌株，通过形态学观察、生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定，构建其系统发育树，绘制生长曲线并探究培养条件对菌株生长的影响。【结果】筛选到一株钠长石分解菌，经鉴定为约翰逊不动杆菌(Acinetobacter johnsonⅡ)，3-11 h为对数生长期，最佳培养条件：初始pH 9.0，培养温度25 ℃，盐浓度2%，摇床转速150 r/min，接菌量5%，装液量100 mL/250 mL、牛肉膏为唯一碳源，蛋白胨为唯一氮源。【结论】首次报道约翰逊不动杆菌具有高效分解钠长石的性能，为生物脱钠提供菌株来源。
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2023,50(5):1815-1825, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220474
Abstract:
【背景】在处理含硝酸盐氮的废水中，常见微生物不能同时高效去除硝酸盐氮和总氮，导致处理废水时往往使用多种微生物复合菌剂或者使用复杂的工艺。【目的】高效、安全地去除水中的硝酸盐氮和总氮。【方法】富集筛选出一株新型高效好氧反硝化细菌，对其进行16S rRNA基因鉴定。利用响应面法对其影响脱氮因素进行优化并探索其最佳脱氮条件。研究其对含硝酸盐氮废水的反硝化能力及脱氮特性。【结果】从活性污泥中筛选获得一株新型高效好氧反硝化细菌SY-D-22，经鉴定为葡萄球菌属(Staphylococcus)。响应面法优化其最佳反硝化条件为：pH 8.18，C/N为13.39，温度31.43 °C，摇床转速130 r/min。当以最佳碳源柠檬酸钠为唯一碳源时，对于100 mg/L浓度的NO3--N去除率可达100%，同时对于总氮(total nitrogen, TN)的去除率为95.34%，具有高效脱氮能力。【结论】从活性污泥中筛选出一株新型好氧反硝化细菌Staphylococcus SY-D-22，通过响应面法条件优化，菌株的硝酸盐氮去除率达到100.00%，总氮去除率达到95.34%，具有去除硝酸盐氮和亚硝酸盐氮能力。
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2023,50(5):1826-1839, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220621
Abstract:
【背景】蓝藻周围存在伴生细菌，伴生细菌与蓝藻具有复杂的作用关系。【目的】研究淡水聚球藻伴生细菌对聚球藻生长的影响。【方法】采用高通量测序分析聚球藻伴生细菌多样性；平板划线法纯化聚球藻伴生细菌，通过形态观察结合16S rRNA基因序列同源性比对，对其种属关系进行确定；通过聚球藻和不同浓度伴生细菌共培养测定其叶绿素a浓度，分析伴生细菌对聚球藻生长的影响；采用种子发芽试验验证伴生细菌促生功能。【结果】淡水聚球藻伴生细菌优势菌属为产卟啉杆菌属(Porphyrobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、水单胞菌属(Aquimonas)和中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)，从聚球藻分离获得了两株伴生细菌JQ1和JQ2，基于16S rRNA基因序列鉴定其分别属于Rhizobium和Peribacillus，通过在聚球藻与不同浓度伴生细菌共培养及水稻发芽试验验证，证明伴生细菌JQ1和JQ2在菌藻比例分别为5:1和15:1时具有促生作用，都对增强秧苗素质和根系发育有一定影响但JQ2与JQ1相比能显著提高水稻种子的发芽率。【结论】淡水聚球藻伴生细菌JQ1和JQ2在适宜的浓度均可显著促进聚球藻的生长，并且在水稻中施用伴生细菌能促进水稻的生长，提高其发芽率。
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2023,50(5):1840-1852, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220692
Abstract:
【背景】聚乙烯醇脱氢酶(polyvinyl alcohol dehydrogenase, PVADH)能够使聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)氧化脱氢，在PVA的生物降解过程中起到重要作用。【目的】从PVA降解菌株蜡样芽孢杆菌DG01中获取pvadh基因，实现PVADH在毕赤酵母中的异源表达并探究其对不同型号PVA的降解特异性，为PVADH在PVA实际降解中的应用提供指导。【方法】通过反转录扩增技术获得长度为1 965 bp的pvadh基因片段，构建pPIC9K-cpvadh重组表达质粒并在毕赤酵母GS115中实现异源表达，甲醇诱导表达蛋白，进行分离纯化后对其酶学性质及降解特异性进行研究。【结果】最佳发酵条件下PVADH粗酶液酶活达到54.55 U/mL。经分离纯化后表达蛋白PVADH的比酶活为173.42 U/mg，分子量为67.1 kDa，等电点为6.06，该酶最适作用温度为41 ℃，最适作用pH值为7.5，在27-32 ℃、pH 7.0-8.0条件下酶的半衰期超过4 h，1 mmol/L的Ca2+对酶活力有激活作用。PVADH分别作用于PVA1788、PVA1799及PVA2488，Km值分别为1.17、1.49、1.21 mg/mL。【结论】毕赤酵母表达的PVADH产酶及纯化方便，酶学性质稳定，对醇解度小的PVA具有更好的降解能力。
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曲颖，孙晓玥，滕新栋，徐丽，金黎明，王丽君，刘秀梅，曲江勇，王绪敏，邢志凯
2023,50(5):1853-1871, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220730
Abstract:
【背景】温度在塑造大尺度的土壤微生物群落方面发挥了重要作用，但目前针对全球不同温度带大尺度土壤微生物多样性方面的研究十分缺乏。【目的】明确不同温度带大尺度土壤微生物组成和功能的差异变化。【方法】从宏观的角度运用宏基因组技术对不同温度带土壤微生物群落的组成和功能进行分析。【结果】细菌的物种多样性随着温度带纬度的升高而增多，真菌的物种多样性在温带最多，在寒带最小且假丝酵母属(Candida)占绝对优势。3个温度带间除物种多样性存在差异外，微生物群落中物种丰度差异也较大，优势属和特殊属各有不同。其中值得注意的是，假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)的丰度在不同温度带间存在显著差异，且随着温度带纬度的升高而增多，而链霉菌属(Streptomyces)、地嗜皮菌属(Geodermatophilus)、红色杆菌属(Rubrobacter)和小单孢菌属(Micromonospora)的丰度随温度带纬度的升高而降低。在功能方面，发现与翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣(posttranslational modification, protein turnover, chaperones)，细胞内运输、分泌和囊泡运输(intracellular trafficking, secretion, and vesicular transport)以及细胞运动(cell motility)相关的基因功能可能在微生物耐冷方面具有重要作用。【结论】土壤微生物在物种多样性、群落组成和功能上随温度带变化明显不同，找出受温度带变化显著影响的细菌、真菌及功能，有助于大尺度研究土壤微生物多样性地理格局及其形成机制。
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向信，殷恒霞，樊嘉凯，邓佳文，朱肇宇，邱庆辉，柳宇睿，张本印
2023,50(5):1872-1886, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230027
Abstract:
【背景】青藏高原极端生境具有丰富的微生物资源，同时也是微生物药物的重要来源，但是大量微生物新资源尚待开发利用。【目的】对从青藏高原戈壁土壤中分离得到的一株链霉菌Qhu-G9进行多相分类鉴定及次级代谢产物生物合成潜力分析。【方法】通过16S rRNA基因扩增、测序和系统发育分析，结合形态、生理生化、细胞化学组分及基因组测序等多相分类特征，确定链霉菌Qhu-G9的分类地位。【结果】Qhu-G9与链霉菌Streptomyces dioscori A217T和Streptomyces auranttⅡacus NBRC 13017T相似度最高，均为99.22%，结合形态观察，说明该菌是一株链霉菌。基于16S rRNA基因序列构建的系统发育树显示Qhu-G9独立成支，并且其生理生化和细胞化学成分特征与最相似模式菌存在较大差异。通过基因组测序评估了与最相似模式菌的数字DNA-DNA杂交值(digital DNA-DNA hybridization, dDDH)和平均核苷酸一致性(average nucleotide identity, ANI)，发现Qhu-G9与最相似菌S. auranttⅡacus NBRC 13017T的dDDH与ANI值最高，分别为36.65%和88.21%，但是均低于判定新菌的阈值，进一步表明Qhu-G9为一株链霉菌属新种，并命名为Streptomyces haixigobicum sp. nov. Qhu-G9。此外，通过antiSMASH分析发现Qhu-G9基因组中存在大量编码已知和未知次级代谢产物的生物合成基因簇。【结论】从青藏高原戈壁土壤中分离得到的Qhu-G9是一株链霉菌新种，并且具有进一步挖掘活性次级代谢产物的潜力。
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2023,50(5):1887-1901, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220801
Abstract:
【背景】古菌群落是碳酸岩表面微生物群落的重要成员，也是碳酸岩表面生物演替的先锋生物，能够促进碳酸岩风化和加快土壤形成，在生物地球化学循环中起重要作用。【目的】揭示在不同风化时间碳酸岩表面风化残积物中的古菌群落结构及生态功能。【方法】采集19-213年风化时间段废弃碳酸岩墓碑表面风化残积物样品(n=18)，基于宏基因组测序技术分析其古菌群落结构与功能特征。【结果】门水平上，优势门有广古菌门(Euryarchaeota)，随后为奇古菌门(Thaumarchaeota)、未鉴定古菌门(unclassified Archaea)、深古菌门(Bathyarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota)；属水平上，优势属主要由甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷丝状菌属(Methanothrix)、Methanoperedens、氨氧化古菌属(Nitrosocosmicus)、亚硝化球菌属(Nitrososphaera)及其他未鉴定属组成；C/N、C/P、N/P是显著影响碳酸岩表面古菌群落的主要环境因子。进一步分析发现，碳酸岩表面古菌群落功能丰富，其中新陈代谢(metabolism)最为突出，值得注意的是，奇古菌门和广古菌门在C、N、S循环功能类群中占优势，而且随风化时间的增加，碳酸岩风化强度显著增加，广古菌门、泉古菌门相对丰度显著减少，而奇古菌门相对丰度则无显著变化。【结论】古菌群落随风化时间的增加，生存策略由r-策略(广古菌门)向K-策略(奇古菌门)转变。
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2023,50(5):1902-1916, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220932
Abstract:
【背景】药用植物蕴含丰富的内生真菌类群资源，而且内生真菌可产生与宿主相关的次级代谢产物，具有多种生物活性，是活性化合物生产的潜在经济来源。【目的】分析药用植物白蔹根部内生真菌的物种多样性，并筛选出具有抗痤疮致病菌活性的目标菌株。【方法】基于高通量和组织分离法分析白蔹内生真菌的类群结构多样性；通过琼脂扩散法对内生真菌代谢产物的抗痤疮致病菌活性进行筛选；以微量肉汤稀释法测定代谢产物的最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)和最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentration, MBC)。【结果】高通量测序结果显示，白蔹根部内生真菌可注释到8门22纲45目73科93属，根部的优势属为Tainosphaeria (20.86%)和镰刀菌属(Fusarium, 15.38%)。基于组织分离法共从白蔹根部分离获得83株内生真菌，隶属于12个属，其中青霉属(Penicillium, 24.10%)、木霉属(Trichoderma, 14.46%)、背芽突霉属(Cadophora, 13.25%)、镰刀菌属(Fusarium, 12.05%)为主要类群。17株代表性菌株的抗痤疮致病菌活性检测结果显示对痤疮丙酸杆菌和金黄色葡萄球菌具拮抗活性的菌株分别占总数的11.76%和23.53%，其中内生真菌Fusarium oxysporum BLR17的发酵液对2种病原菌均具有明显的抑菌效果，其发酵液的乙酸乙酯粗提物对痤疮丙酸杆菌和金黄色葡萄球菌的MIC值和MBC值均分别为7.81 μg/mL和62.5 μg/mL。【结论】白蔹内生真菌具有较为丰富的多样性，也蕴含着一定比例的抗痤疮活性菌种资源，其中Fusarium oxysporum BLR17有望成为抗痤疮先导化合物筛选的资源菌株，值得进一步研究。
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晋婷婷，曹永清，李云玲，白凤麟，白变霞，任嘉红，孟静，李琳，王莹
2023,50(5):1917-1940, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221114
Abstract:
【背景】植物根际促生细菌是一类位于植物根际并能对植物生长产生促进作用的有益菌，在微生物肥料领域具有重要的应用价值。【目的】对濒危植物连香树根际的植物根际促生细菌进行分离筛选和连香树接种效应评价，挑选对连香树生长促进作用最为显著的菌种进行促生特性分析、菌种鉴定及全基因组序列测定与促生相关基因分析。【方法】利用相应筛选培养基对连香树根际土壤中解有机磷、溶无机磷和解钾细菌进行分离筛选，通过根际接种验证各菌株对连香树实生苗的促生能力。从中选取促生作用最为显著的细菌，进行解钾能力、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate, ACC)脱氨酶能力测定。利用菌体形态观察、16S rRNA基因序列分析及全基因组序列的平均核苷酸一致性比对进行菌种鉴定。最后利用基因组功能注释和比较基因组学分析对该菌株中的植物促生及重金属抗性相关基因进行解析。【结果】从连香树根际土壤中共筛选得到3株解有机磷细菌、2株溶无机磷细菌和2株解钾细菌，其中解钾细菌LWK2对连香树实生苗的生长促进作用最为显著。该菌株能够产IAA和ACC脱氨酶。经鉴定菌株LWK2为吡咯伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pyrrocinia)。LWK2全基因组包括2条染色体和1个质粒，大小分别为3 713 209、3 026 422和880 277 bp，GC含量分别为66.50%、66.37%和65.69%。其基因组包括IAA、铁载体、硝吡咯菌素合成，以及ACC脱氨酶和溶磷相关基因。上述植物促生相关基因在另外13株植物促生性伯克霍尔德氏菌中普遍存在，但每株菌所含有的IAA合成途径种类及催化各反应相关酶的种类却存在显著的多样性。此外，LWK2基因组还含有大量铜、钴-锌-镉和砷等重金属抗性基因，重金属抗性实验表明该菌株对CuSO4、ZnSO4、CdCl2和CoCl2均具有抗性，对这4种重金属盐的最高耐受浓度分别为4、10、3和1 mmol/L。【结论】分离自连香树根际的吡咯伯克霍尔德氏菌LWK2具有多种植物促生特性，能显著促进连香树实生苗的生长，对于濒危植物连香树微生物肥料的开发具有重要应用价值。LWK2全基因组序列的测定，丰富了目前为数不多的植物促生性吡咯伯克霍尔德氏菌基因组数据库，其基因组序列中植物促生及重金属抗性相关基因的分析，对进一步深入揭示该菌株的植物促生机制，扩展其在重金属胁迫环境下植物促生菌剂中的应用具有重要意义。
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2023,50(5):1941-1957, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220646
Abstract:
【背景】一些微生物具有较强的产胞外多糖潜力，在改良盐碱土壤、促进作物生长方面潜力巨大。【目的】筛选耐盐碱且产胞外多糖的微生物，为开发具有盐碱土壤改良效果的菌剂提供菌种资源。【方法】从滨海盐碱植物根际土中筛选可在盐碱土壤中增殖、产胞外多糖、解有机磷和钾等能力的微生物菌株，并通过形态、生理生化、基于16S rRNA基因序列和gyrB基因的分子鉴定确定菌株类别，分析该菌株的生长、产胞外多糖特性受盐碱胁迫的影响，考察该菌对盐碱土壤不同粒径团聚体比例的影响，并结合盐碱土壤番茄种植试验考察对植物生长指标和土壤指标的影响。【结果】从727株滨海盐碱土壤菌株中筛选出一株产胞外多糖、具有较强盐碱土壤增殖能力且能解有机磷和钾的芽孢杆菌GBW HF-98，确定该菌为枯草芽孢杆菌沙漠亚种(Bacillus subtilis subsp. inaquosorum)。该菌可耐受pH值达10.0和NaCl浓度达110 g/L，在改善轻和中盐度土壤中不同粒径团聚体比例的效果较为显著。该菌的高剂量浓度T2组，在中度盐碱土壤的番茄种植试验中，与对照相比显著增加了壮苗指数、根干重、全株干重、茎粗和株高等指标，增幅分别为33.8%、59.3%、37.2%、12.3%和15.6% (P<0.05)；显著降低pH、全盐含量和土壤容重，降幅分别为8.9%、27.9%和17.9%；显著提升土壤速效磷和速效钾指标，增幅分别为36.0%和17.4% (P<0.05)。【结论】GBW HF-98菌株具有较强的胞外多糖产生能力，在中度盐碱土壤中促进番茄生长和改良土壤的效果显著，可用于盐碱土壤改良菌剂的研制。
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2023,50(5):1958-1972, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220691
Abstract:
【背景】屎肠球菌(Enterococcus faecium)作为乳酸菌属的潜在益生菌，因其具有良好的生物学特性在动物养殖中应用广泛，但是屎肠球菌对肠道代谢组学的研究很少。【目的】以斑节对虾为试验动物，初步探究屎肠球菌R8对肠道代谢组学及炎性因子的影响，为屎肠球菌作为益生菌在对虾养殖中的应用提供理论基础。【方法】将400条斑节对虾随机分配，设计饲料中屎肠球菌添加量分别为107、108、109 CFU/g的3个试验组，不添加屎肠球菌为对照组进行试验，养殖周期为28 d。养殖周期结束后测定斑节对虾免疫球蛋白M (immunoglobulin M, IgM)、对虾酚氧化酶(phenoloxidase, PO)、白介素6 (interleukin 6, IL-6)、补体片段3a (complement fragment 3a, C3a)的活性含量并运用LC-MS代谢组学研究肠道内源代谢物的变化，分析差异代谢物和相关的代谢通路。【结果】添加屎肠球菌对斑节对虾炎性因子有积极的影响，增加了斑节对虾体内免疫球蛋白IgM、对虾酚氧化酶、补体片段3a的含量，降低了其体内IL-6的含量，对肠道差异代谢物的分析发现，对照组与试验组共同差异代谢物165个，化合物成分主要是脂质和类脂分子、有机酸和衍生物、有机氧化合物、有机杂环化合物、核苷、核苷酸和类似物等。差异代谢物对37条代谢通路有影响，其中，花生四烯酸代谢通路、α-亚麻酸代谢通路、胆碱代谢通路和嘧啶代谢通路是显著富集的代谢通路(P<0.05)，而且花生四烯酸代谢、α-亚麻酸代谢、胆碱代谢、嘧啶代谢和甘油磷脂代谢的富集代谢物数目最多。【结论】屎肠球菌对斑节对虾肠道中的脂代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢及炎性因子有积极的影响，为屎肠球菌在对虾养殖中的应用奠定理论基础，具有重要的意义和应用前景。
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2023,50(5):1973-1987, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220662
Abstract:
【背景】细菌性果斑病(bacterial fruit blotch, BFB)是葫芦科植物上一种严重的检疫性病害，其病原菌为西瓜食酸菌(Acidovorax citrulli)。目前已知Ⅲ型分泌效应物(type Ⅲ secreted effectors, T3SEs)是该病菌的关键致病因子，但对其效应物功能和作用机制的认识非常有限。【目的】鉴定西瓜食酸菌Ⅲ型分泌效应物基因aopW，分析其编码蛋白质影响植物免疫的方式，为更深入地认识该基因在西瓜食酸菌致病机制中的作用奠定基础。【方法】利用生物信息学分析其序列特征；借助荧光定量PCR技术分析aopW的表达调控及其与抗病相关基因表达间的关系；利用基因突变及基因功能互补手段，通过分析致病性、寄主活性氧积累量等解析基因功能；采用瞬时表达技术了解AopW诱导非寄主hypersensitive response (HR)能力及其亚细胞定位情况。【结果】aopW基因启动子区存在Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system, T3SS)核心基因结合位点，其编码的蛋白不存在信号肽和跨膜螺旋区，与Ⅲ型分泌效应物harpin蛋白同源；T3SS核心基因hrpG/hrpX突变体中aopW基因的表达量显著降低；缺失aopW基因后突变体对寄主的致病力降低，但其互作的寄主活性氧积累量增加；AopW定位于烟草细胞质和细胞质膜，可以诱导本氏烟草发生HR，影响病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern, PAMP)触发的免疫(PAMP-triggered immunity, PTI)信号通路及激素信号通路相关基因的表达。【结论】西瓜食酸菌AopW为Ⅲ型分泌效应物harpin蛋白，其在与寄主黄瓜互作中发挥毒性因子功能，与烟草互作中可能以PAMP触发植物PTI和激素抗病信号通路并引发细胞坏死。
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王豪吉，官会林，王勇，魏富刚，杨绍周，向萍，陈鹏崟，赵林艳，徐武美
2023,50(5):1988-2001, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220723
Abstract:
【背景】三七根际微生物群落特征与其土传根腐病害密切相关，而针对自然林下根腐三七的相关研究鲜见报道。【目的】比较分析自然林下与田间根腐三七根际土壤微生物群落的组成特征，结合土壤理化性质与酶活性分析，为三七根腐病害防治与仿野生栽培提供科学依据。【方法】采集自然林下与田间根腐三七根际土壤，利用高通量测序技术，分析土壤细菌与真菌群落的物种组成与多样性，并测定土壤理化性质和酶活性。【结果】自然林下与田间根腐三七根际土壤中细菌和真菌群落组成具有明显差异，自然林下根腐三七根际土壤中担子菌门(Basidiomycota)、酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度较高，而田间根腐三七根际土壤中子囊菌门(Ascomycota)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度较高。在属分类水平，镰刀菌属(Fusarium)是自然林下根腐三七根际土壤中的优势菌群，相对丰度为17.30%，而癣囊腔菌属(Plectosphaerella)是田间根腐三七根际土壤中的优势菌群，相对丰度为22.55%；Candidatus Bacilloplasma在自然林下非三七根际土壤中的相对丰度达8.05%，而在三七根际土壤中的相对丰度大幅降低(0-1.25%)。与自然林下三七根际土壤相比较，田间根腐三七根际土壤有机质含量、酶活性与微生物多样性均显著降低(P<0.05)。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明，自然林下与田间根腐三七根际土壤细菌和真菌群落存在明显分化，与土壤有机质含量和酶活性密切相关。【结论】自然林下与田间根腐三七根际微生物群落组成存在明显差异；针对田间种植三七需要采取有效措施提高土壤有机质含量、酶活性与微生物多样性，除镰刀菌属外，还需特别关注癣囊腔菌属真菌对三七的侵害。
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2023,50(5):2002-2016, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220609
Abstract:
【背景】随着畜牧业的高速发展，资源化利用畜禽粪便并减少其所造成的污染是一项艰巨的任务。好氧堆肥作为一种有效利用畜禽粪便污染的途径而成为重点研究方向。【目的】通过筛选具有高效氮转化能力的微生物，用于减少好氧堆肥中氮素损失，从而提高肥力、减少污染。【方法】通过对牛粪中异养硝化细菌的分离鉴定及对氨氧化能力的研究得到氨氧化能力较强的菌株NS-1。在不同工艺参数下培养菌株NS-1，进一步研究其氨氧化能力。【结果】通过形态学鉴定及16S rRNA基因序列鉴定，最终确定菌株NS-1为水生产碱杆菌(Alcaligenes aquatilis)。试验结果表明当碳源为丁二酸钠、C/N为15、温度为35 ℃、pH 7.0时菌株NS-1的氨氧化能力有大幅度提升。菌株NS-1在32 h内将1 230.694 7 mg/L的氨氮完全去除，去除率达到了100%，去除速率高达38.46 mg/(L·h)。【结论】菌株NS-1优良的氨氧化能力对于减少堆肥过程中的氮素流失有重要意义，可为生产优质生物有机肥提供微生物材料和技术支持。
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2023,50(5):2017-2028, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220737
Abstract:
【背景】植物内生菌长期与宿主共生，对宿主生长发育产生影响。葛根作为重要的药食两用作物，葛根内生菌的研究具有重要实践意义。【目的】对广西葛根根部内生细菌进行分离、鉴定及促植物生长特性分析，旨在了解该药食同源植物内生细菌种群结构及其促生特性，为分析内生菌群体在药食同源植物产量和品质形成的作用及其内生细菌资源的开发利用提供参考。【方法】采用6种不同的培养基从广西葛根的根瘤、根系和根愈伤组织分离内生细菌，16S rRNA基因测序和系统发育分析内生细菌的分布特征和遗传多样性，采用生理生化方法测定分离菌株的固氮活性、溶磷特性、产生嗜铁素、分泌吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)等促生特性。【结果】从葛根根瘤、根系和根部愈伤组织中共分离得到223个菌株，16S rRNA基因测序鉴定这些菌株隶属于2门4纲10科19属，其中芽孢杆菌属、假单胞菌属、土壤杆菌属、肠杆菌属为葛根优势菌群；内生细菌数量和群落组成存在明显的组织特异性，其数量表现为根瘤>根系>根愈伤组织，但其种群多样性表现为根愈伤组织>根系>根瘤。不同培养基分离出的细菌种群丰富度有差异。从供试菌株中筛选出6株具有nifH基因的内生菌，15株兼具固氮、溶磷、产生嗜铁素、分泌IAA 4种促生特性的内生菌，17株兼具3种促生特性的内生菌。【结论】广西葛根内生细菌资源非常丰富，内生菌在葛根体内分布具有明显的组织特异性，兼具多种促生特性。
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袁晓霞，韩慧玲，李华，赵家齐，包振江，李晴，石千卉，乌日汗，冀照君
2023,50(5):2029-2043, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220694
Abstract:
【背景】传统制作奶豆腐和酸性奶油(乌日莫)是内蒙古农牧地区最喜爱的食品，蕴含着十分丰富的乳酸菌资源，亟待开发利用。【目的】通过解析内蒙古农牧地区传统自制奶豆腐和乌日莫样品中乳酸菌多样性及分布特征，为优良菌株选育与利用提供资源和理论基础。【方法】采用稀释涂布法分离纯化乳酸菌，测定菌株16S rRNA基因序列鉴定种属关系，阐明乳酸菌系统发育、遗传分化及菌群结构。【结果】传统自制样品中共分离得到乳酸菌81株，主要归属于乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、戊糖片球菌(Pediococcus pentosaceus)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)、食二酸乳杆菌(Lactobacillus diolivorans)、奥塔基乳杆菌(Lactobacillus otakiensis)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、开菲尔乳杆菌(Lactobacillus kefir)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)和坚忍肠球菌(Enterococcus durans)这13个种，其中屎肠球菌和乳酸乳球菌分别为奶豆腐和乌日莫的优势种。乳酸菌的菌群结构单一，核苷酸多态性(π)较低，遗传距离(Dxy)较远，基因交流指数(Nm)较低。【结论】奶豆腐和乌日莫中乳酸菌生物多样性较高，菌种之间的亲缘关系与地理分布呈非相关性，在进化历史上发生基因重组和基因交流的频率较低，表现出较强的遗传稳定性。
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2023,50(5):2044-2062, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220426
Abstract:
【背景】北疆乳制品中生奶酪作为发酵乳制品，其中有多种微生物的参与，是优质食品级微生物的宝贵来源，然而其中蕴含的丰富的微生物资源也面临着流失。【目的】研究已筛选出的41株乳酸菌的生长曲线变化规律，并对其在低pH环境的耐酸特性及益生特性进行分析。【方法】通过人工模拟胃肠液和含0.3%、0.5%、1.0%浓度牛胆盐溶液培养，对从生奶酪中分离鉴定的41株乳酸菌菌株进行人工胃肠液、牛胆盐耐受性试验。【结果】41株乳酸菌中有6株乳酸菌(编号为QM-5、QM-27、UM-12、UM-18、NM-11和NM-14)均能在pH值分别为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0时生长较好，在pH 2.0的环境下也保持一定程度的生长。菌株存活率大于50%，乳酸菌含量为108 CFU/mL以上。从生奶酪分离的乳酸菌有极强的耐酸、耐胆盐特性，可以预测在胃肠道环境生存。41株菌对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)均有抑制作用。【结论】通过比较耐酸性、胃肠道模拟、胆盐耐受性和抑菌特性等实验结果，初步选出了3株综合耐受性良好的优势菌株。
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2023,50(5):2063-2075, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221085
Abstract:
【背景】正常生理状况下核糖体蛋白SA (ribosomal protein SA, RPSA)主要在细胞内表达，参与多种细胞功能。在发生感染性疾病时，RPSA往往会异位于胞膜，介导微生物的感染。【目的】全面揭示RPSA在猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2, SS2)感染宿主过程中的作用。【方法】首先利用本课题组已有的脑脊液和血清蛋白组学数据库(SS2脑膜炎感染模型的仔猪和健康仔猪)，借助生物信息学手段分别筛选脑脊液和血清中的差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs)，并对其涉及的信号通路进行分析。通过体外烯醇化酶(enolase, ENO)刺激宿主细胞，检测宿主细胞线粒体膜电位、钙离子含量和活性氧(reactive oxygen species, ROS)等指标变化，揭示RPSA介导SS2-ENO对宿主细胞主要能量细胞器——线粒体功能的影响。【结果】生物信息学揭示SS2感染宿主后，RPSA和相关蛋白显著富集在代谢和糖酵解/糖异生等能量有关通路。SS2-ENO刺激导致宿主细胞线粒体膜电位下降、钙离子和ROS水平升高。封闭RPSA后缓解了ENO对线粒体膜电位、细胞活性氧和细胞内钙离子含量的影响。【结论】RPSA介导SS2毒力因子ENO损伤宿主细胞线粒体功能。本研究丰富了SS2感染时RPSA的作用机制，为SS2脑膜炎疾病的防治提供了理论基础。
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2023,50(5):2076-2086, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.230018
Abstract:
【背景】昆虫是世界上种类最多、肠道菌群资源最丰富且多样的动物类群之一。昆虫肠道微生物具有产生活性次级代谢产物的能力，是活性天然产物的重要来源。【目的】研究药用昆虫喙尾琵琶甲(Blaps rynchopetera)成虫肠道来源链霉菌(Streptomyces sp.) BPA71的次级代谢产物及其生物活性。【方法】利用正相硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱色谱等方法分离纯化该菌株的发酵粗提物，采用牛津杯法进行抗菌活性追踪，确定抗菌活性部位，通过ESI-MS、NMR等波谱数据分析对化合物结构进行鉴定，采用微量肉汤稀释法测定最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC)，采用MTS法测定抗肿瘤活性。【结果】从Streptomyces sp. BPA71的固体发酵提取物中共分离得到4个已知化合物，通过对比核磁数据确定为糠酸甲酯(1)、吡咯甲酰胺A (2)、吡咯甲酰胺B (3)和吲哚-3-乙酸甲酯(4)。抗菌活性结果显示化合物2具有广谱抗菌活性。此外，化合物2对宫颈癌细胞HeLa、肺癌细胞A549、肝癌细胞SMMC-7721、乳腺癌细胞MDA-MB-231和结肠癌细胞SW480这5株肿瘤细胞均有明显的抑制活性。【结论】喙尾琵琶甲肠道来源Streptomyces sp. BPA71可产生丰富的生物活性物质，该研究结果为进一步挖掘喙尾琵琶甲肠道链霉菌的活性天然产物奠定了基础，同时丰富了人们对喙尾琵琶甲肠道微生物的认识。
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王梦瑶，张瑞，谭小雨，游青，马潇雨，周泷，柏玲，张志雄，李彦敏，张志东
2023,50(5):2087-2098, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221030
Abstract:
【背景】A型塞内卡病毒(Senecavirus A, SVA)是新发猪塞内卡病毒病的病原，属于小核糖核酸病毒科(Picornaviridae)塞内卡病毒属(Senecavirus)的单股正链RNA病毒。可引起新生仔猪死亡和成年猪口、蹄部出现水泡。先天免疫是宿主抵御病毒入侵的第一道防线，但SVA与宿主抗病毒先天免疫的相互作用机制尚不清楚。【目的】探究SVA非结构蛋白2C在先天免疫应答中的作用机制。【方法】利用SVA感染和通过在猪PK-15细胞中过表达SVA 2C蛋白，利用RT-qPCR和Western blotting分析2C蛋白对细胞因子表达及其关键信号通路的影响。【结果】RT-qPCR检测发现，SVA感染PK-15细胞导致IFNβ、TNF-α和IL-6表达的显著升高；同时，SVA感染导致TBK1和NF-κB的磷酸化。进一步的研究发现，SVA的2C蛋白能够激活TBK1和NF-κB磷酸化，并诱导IFNβ、TNF-α和IL-6的表达；2C蛋白能够激活抗DNA病毒感染关键蛋白干扰素基因刺激因子(stimulator of interferon genes, STING)磷酸化，敲除STING抑制TBK1、NF-κB的磷酸化和IFNβ、TNF-α、IL-6的表达。【结论】本研究初步揭示了SVA 2C蛋白通过激活STING诱导天然免疫应答的作用机制，揭示了STING参与调控RNA病毒SVA介导的免疫应答的功能，为抗病毒药物和疫苗的研发提供了理论基础。
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2023,50(5):2099-2112, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221195
Abstract:
【背景】肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)是一种常见的食源性肠道致病菌，可以感染人畜并引发食物中毒、伤寒等疾病。近年来因抗生素滥用导致肠道沙门氏菌耐药性问题日益严峻，迫切需要开发新型抗感染药物。肠道沙门氏菌致病的关键在于与宿主细胞接触后可以通过Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system, T3SS)向宿主细胞内注射效应蛋白，进而调控宿主细胞囊泡运输和免疫应答等生理活动，以方便其高效侵染宿主细胞。T3SS是一类由超过20种蛋白质组成、高度复杂的跨膜分子机器，是革兰氏阴性病原菌中普遍存在的一类蛋白质运输系统和毒力系统。在不同病原菌中，其结构与功能非常保守。位于T3SS核心跨膜区的SctV家族蛋白是T3SS中最保守的组分之一，参与T3SS能量供应和效应蛋白的分泌过程，SctV蛋白的关键氨基酸突变失活后会导致鼠伤寒沙门氏菌丧失对宿主的入侵能力。【目的】以沙门氏菌SctV家族蛋白为靶点，尝试通过虚拟筛选技术筛选与SctV胞内区相互作用的抗感染类T3SS抑制剂。【方法】结合体外相互作用分析、细菌生长曲线实验、细菌分泌实验和细胞侵染实验等对候选分子进行抑制效果的分析和验证。【结果】最终筛选出小分子抑制剂C4 (纽莫康定B0)和C5 (茜草素)，二者均可以显著抑制T3SS分泌效应蛋白，并进一步抑制鼠伤寒沙门氏菌对NCM460细胞的侵染。进一步的研究发现，化合物C4和C5并不是通过结合到SctV胞内区而是通过其他不同机制来抑制细菌的毒性。【结论】化合物C4通过未知通路调控T3SS效应蛋白的分泌过程，而C5可能通过下调调控基因hilD的表达来抑制T3SS分泌效应蛋白，并进一步抑制沙门氏菌对NCM460细胞的侵染。本研究为针对T3SS开发新型抗感染药物提供了新的靶点和思路，并为后续T3SS抗感染类抑制剂的优化和改造提供了分子理论基础。
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2023,50(5):2113-2126, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221025
Abstract:
【背景】铜绿假单胞菌为革兰氏阴性杆菌，是医院感染的常见条件致病菌之一。广泛存在于细菌中的第二信使分子环鸟苷二磷酸(cyclic-di-guanosine monophosphate, c-di-GMP)对细菌生理生化功能具有重要的调节作用。铜绿假单胞菌PAO1中存在参与c-di-GMP代谢的基因PA2072。【目的】探讨铜绿假单胞菌PAO1中c-di-GMP代谢相关基因PA2072的生物学功能。【方法】运用PCR及分子克隆技术构建PA2072基因及各结构域的自杀载体，运用基因敲除方法获取PA2072基因的3个突变株；利用泳动性(swimming)、蜂群运动(swarming)、蹭行运动(twitching)和生物膜定量实验对细菌进行初步的表型分析，进一步通过刚果红染色法对菌株进行分析。【结果】成功构建PA2072基因敲除突变菌株及回补菌株；生物膜定量结果发现基因PA2072的敲除会影响细菌生物膜的形成，PA2072蛋白的不同结构域对生物膜的合成也起到了重要作用；细菌运动能力检测中发现PA2072相关基因的敲除对细菌运动能力也有一定影响。刚果红平板检测结果显示，与野生型PAO1菌株相比，PA2072敲除菌株菌苔呈红色，提示其胞内c-di-GMP含量升高。【结论】基因PA2072的敲除影响了铜绿假单胞菌胞的表型，可能由于铜绿假单胞菌胞内c-di-GMP水平变化引起，该结果为进一步研究基因PA2072的生物学功能奠定了基础。
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2023,50(5):2127-2136, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220751
Abstract:
【背景】许多微生物能够对皂苷类化合物进行生物转化，因此，通过微生物对皂苷类化合物不同位置结构的修饰能获得高活性的皂苷成分。【目的】从分离纯化的菌株中筛选能将人参皂苷Rb1转化为药理活性较高的稀有人参皂苷。【方法】从三七根际土壤及三七茎中分离纯化了36株真菌，首先利用产β-葡萄糖苷酶的方法对菌株进行皂苷转化活性初筛，再以人参皂苷Rb1为底物进行皂苷转化活性复筛，通过薄层色谱(thin layer chromatography, TLC)、高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)和质谱(mass spectrometry, MS)等方法对转化产物进行分析。【结果】筛选出一株对人参皂苷Rb1具有较高转化活性的菌株F17，通过形态学观察及对内转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)序列分析，菌株F17被鉴定为拟盘多毛孢属菌(Pestalotiopsis biciliata)。P. biciliata可将人参皂苷Rb1转化为人参皂苷Rd、稀有人参皂苷F2和C-K，转化路径为Rb1→Rd→F2→C-K。【结论】本研究为稀有人参皂苷F2和C-K的微生物转化提供了新的菌种来源。
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2023,50(5):2137-2154, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220675
Abstract:
【背景】马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)具有完整的木糖代谢途径，可以高效利用木质纤维素中的木糖，因此对其糖转运蛋白基因的研究或可有效解决酵母木糖转运的相关问题。【目的】根据马克斯克鲁维酵母DMKU3-1042中KLMA_70145和KLMA_80101基因位点的功能预测，获得马克斯克鲁维酵母GX-UN120相应的糖转运蛋白基因序列并探究其功能。【方法】将转运蛋白基因分别克隆表达至酿酒酵母EBY.VW4000中考察重组菌株生长特性，以此间接评价对应转运蛋白的转运能力。【结果】Km_SUT2基因编码的糖转运蛋白可有效提高宿主细胞转运木糖、阿拉伯糖、山梨糖、核糖、乳糖和葡萄糖的能力，但却不能转运甘露糖、果糖、蔗糖和半乳糖。类似地，Km_SUT3基因编码的糖转运蛋白可提高细胞转运木糖、阿拉伯糖、山梨糖、半乳糖、核糖、乳糖和葡萄糖的能力，但却不能转运甘露糖和果糖。然而在葡萄糖存在的条件下，重组菌株对各种碳源的利用均受抑制，但Km_SUT3转运木糖和核糖过程中受葡萄糖的抑制作用较小。【结论】马克斯克鲁维酵母GX-UN120中转运蛋白Km_SUT2和Km_SUT3可有效促进木糖等单糖转运，其中Km_SUT3可使重组菌株在低葡萄糖浓度条件下具有同时利用葡萄糖和木糖的能力，但Km_SUT2转运木糖过程完全受葡萄糖的抑制。
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2023,50(5):2155-2172, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.221074
Abstract:
灵芝是我国名贵的食药两用型菌类，具有广泛的药用价值，其三萜类物质为灵芝中最主要的药理活性物质之一。灵芝液态发酵因具有生长周期短、环境条件可控、目标产物质量稳定及易实现规模化制备等特点而成为获得灵芝三萜类物质最有前景的方式。灵芝三萜代谢途径、发酵工艺及参数、溶解氧控制等是影响灵芝三萜类物质液态发酵合成的关键因素。本文总结了灵芝三萜生物合成的代谢途径和相关的酶(基因)、液态发酵方式和发酵参数调节的溶解氧控制这3个层面对灵芝三萜类物质生物合成的影响，并对今后的研究方向进行了展望，为液态培养灵芝三萜类物质调控及高产提供参考，也为下一步研究提供借鉴。
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2023,50(5):2173-2190, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220818
Abstract:
食源性致病菌感染是引起食源性疾病的首要因素，严重影响人类健康。炎症小体通过识别受体感知入侵宿主的危险信号进而组装形成多聚蛋白复合物，从而诱导炎症反应，是先天免疫系统中识别食源性病原菌感染和清除病原体的重要防线。NLRP3炎症小体是位于胞内的炎症反应平台，可以感知多种病原微生物的侵袭，在先天性免疫反应中起着至关重要的作用。食源性致病菌感染常引起NLRP3炎症小体的异常激活，介导多种炎症性疾病的发生和发展，因此，许多抗炎研究中常常以NLRP3炎症小体作为靶点。本文总结了食源性致病菌及其代谢产物激活NLRP3炎症小体的分子机制，以及天然产物和膳食功能物质抑制NLRP3炎症小体激活的机理，为治疗炎症性疾病、开发缓解致病菌诱导的炎症反应的功能化合物提供新的思路。
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2023,50(5):2191-2203, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220734
Abstract:
二步发酵法是工业化生产维生素C (vitamin C, Vc)的主要方法，其中第二步由伴生菌与产酸菌(普通生酮基古龙酸菌)组合进行混菌发酵产生Vc前体2-酮基-l-古龙酸(2-keto-l-gluonic acid, 2-KLG)的机制，一直是科研人员研究的重要科学问题。通过高通量基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等组学技术揭示生物系统中各个组分相互作用关系已经成为主要的研究手段。本文对近年来利用组学技术解析Vc混菌发酵中两菌互作关系、解除发酵系统的氧化胁迫、伴生活性物质、产酸菌群体感应、外源添加物、基因工程改造产酸菌促进产2-KLG等方面的研究进行综述，并为进一步的探索和深入研究提供思路。
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2023,50(5):2204-2214, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220736
Abstract:
近年来的研究发现，细菌非编码小RNA (small non-coding RNA, sRNA)对其不同生理进程起到了重要的调控作用。随着大量sRNA被发现并鉴定，细菌sRNA的功能被逐步阐明，其可在转录后水平广泛调控细菌的生理代谢、毒力及耐药性等。本文综述了sRNA对细菌毒力和耐药性调控作用的研究进展，对揭示细菌转录后水平毒力及耐药性调控机制具有一定意义。
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2023,50(5):2215-2226, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220702
Abstract:
近年来，非结核分枝杆菌感染在世界范围内日益普遍，严重威胁公众健康。供水系统是非结核分枝杆菌重要环境来源和主要传播途径，但目前对供水系统非结核分枝杆菌生长因素及控制措施的认识仍有较多不足。本文介绍了供水系统非结核分枝杆菌的生长传播特征，探讨了多个工程环境因素(如消毒剂、有机碳、管材和温度)和生物因子(如生物膜、阿米巴原虫和细菌)对非结核分枝杆菌丰度和物种多样性特征的影响，分析了供水全流程不同阶段控制措施对非结核分枝杆菌的控制效用，提出了深化认识供水系统非结核分枝杆菌的研究需求。
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2023,50(5):2227-2248, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220742
Abstract:
植物青枯病是一种能造成巨大经济损失的土传病害，其病原茄科劳尔氏菌复合体(Ralstonia solanacearum species complex, RSSC)能通过复杂的毒力调控网络将毒力因子合成并分泌到植物细胞胞质间或细胞质内，从而引起寄主植物发病。本文详细分析了RSSC主要的毒力基因及调控网络，包括其运动性(鞭毛，菌毛)、细菌分泌系统(T2SS、T3SS以及T6SS)、毒力调控系统(Phc、Prh、Vsr、Peh、Sol)、毒力因子(CWDEs、T3Es、EPS)、群体信号因子AHL及植物激素，总结了近年来最新的研究进展并绘制了相关网络调控模式图，以期为进一步研究RSSC的致病机理及防控研究提供参考。
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2023,50(5):2249-2264, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220661
Abstract:
生物脱氮是由微生物主导的地球氮循环中的重要环节之一，主要包括硝化、反硝化和厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, anammox)等过程。在微生物联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经一系列作用转化为氮气，这种经济高效、环境友好的处理工艺在世界范围内得到广泛应用。群体感应(quorum sensing, QS)以信号分子为媒介通过改变菌群密度和周围环境变化来调节微生物的各种行为。大量的研究已证实调控QS信号分子在生物脱氮中具有应用潜力。本文介绍了各种信号分子类型，从基因组学、实际应用等方面综述了各类信号分子以及检测方法，同时针对酰基高丝氨酸内酯(acyl homoserine lactones, AHLs)类信号分子在生物脱氮中的作用进行详细介绍。然而不足之处在于信号分子研究只是停留在实验室阶段，仅仅研究了单一信号分子对生物脱氮的影响。未来可将信号分子应用于实际污水，研究多种信号分子共同作用以及多种微生物之间的QS现象。
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2023,50(5):2265-2279, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220647
Abstract:
“微生物学”课程是酿酒工程、生物工程、生物技术等专业的必修课程，也是一门重要的专业核心课程。基于培养具有科学探究能力的创新型人才的教学目标，我们教学团队深入改革“微生物学”课程，建设一流本科课程。通过贯彻“以学生为中心”和“科研反哺教学”的教学理念，深入挖掘课程育人价值，开展课程思政建设工作，建设慕课(massive open online course, MOOC)平台“微生物学”课程线上教学全套资源，构建“夯实基础-解构问题分析训练-研讨课”的教学模式，改进学生学习模式，改革学习过程评价体系，以及指导学生参加科创竞赛等教学改革实践，全面提高学生的科学探究能力，为社会储备具有科学探究能力的创新型人才，为工科院校建设一流课程提供借鉴。
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2023,50(5):2280-2295, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220680
Abstract:
【背景】面对全球气候变暖，土壤微生物在陆地生态系统对全球变暖反馈中起到了至关重要的作用。【目的】了解土壤微生物对气候变暖响应研究的发展现状、研究热点及前沿动态，厘清当前该研究领域的知识结构关系。【方法】以1999-2021年Web of Science核心数据库中土壤微生物对气候变暖响应研究已发表的3 189篇论文为数据源，利用Vosviewer和CiteSpace软件对年发文量、文献被引频次、作者、机构、国家、学科和关键词等进行可视化分析。【结果】研究总体呈逐步增长趋势，经历缓慢增长、稳步增长和高速增长3个阶段；高被引论文均发表在国际顶级期刊上，研究成果具有较高的学术影响力。在学科融合与合作交流方面，环境科学、生态学和土壤学是该研究领域的主要学科，而多学科交叉学在该领域占有重要地位；作者骆亦其、Schuur和周集中是该领域核心学者，作者之间的合作关系主要以同一研究团队内部合作为主；主要的科研机构有中国科学院、加利福尼亚大学和美国能源部，各科研机构之间合作较为紧密；中国、美国和欧洲是土壤微生物对气候变暖响应研究领域的主要力量，国家之间相互合作程度高。该领域的主要研究热点是气候变暖改变了土壤微生物的群落结构组成、多样性和生理生化功能，进而对地球化学物质循环产生影响；土壤微生物在土壤碳库释放中的作用机理和调控机制是该领域研究前沿。【结论】目前，不同生态系统研究中土壤微生物对增温的响应与适应机制存在着差异，而且对微生物碳功能基因和多环境交互因子的研究较少。因此，建议后期应更加聚焦特定生态系统的细化研究，开展大范围、大尺度、长时期的定位研究，加强对微生物碳降解和碳固定功能基因的研究，多关注环境因子变化的交互作用对土壤微生物生态过程的影响。
