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    2022年第11期
      封面
    • 2022,49(11):0-0, DOI:

      Abstract:

    • 目录
    • 2022,49(11):0-0, DOI:

      Abstract:

    • 环境微生物学
    • 蔡雨菲,程斯婷,赵以军,程凯,焦一滢,廖明军

      2022,49(11):4491-4502, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220165

      Abstract:

      【背景】浮游病毒是淡水生态系统的重要组成部分,在调节浮游细菌和藻类群落结构及调控系统物质循环过程中起着重要的作用。水库具有不同于湖泊的水动力过程,产生的扰动可能影响浮游病毒的调控功能。【目的】研究水力扰动对浮游病毒-宿主动态的影响,为阐释水库生境下浮游病毒生态功能提供理论依据。【方法】以香溪河库湾原水为材料,模拟不同流速扰动对病毒-宿主动态的影响;通过病毒丰度、宿主丰度、宿主裂解率、宿主溶源诱导率等参数的变化反映这种动态变化过程,并分析其与环境因子间的关系。【结果】0.05 m/s和0.10 m/s的流速扰动强度对浮游植物和浮游细菌生长有显著促进作用,但扰动对浮游病毒丰度的影响不显著;扰动能促进病毒介导的浮游植物和细菌裂解率上升,而且0.05 m/s扰动强度的促进作用大于0.10 m/s;同时,扰动显著降低了浮游植物溶源诱导率,但引起浮游细菌溶源诱导率的显著上升(P<0.05)。【结论】模拟扰动对浮游病毒-宿主动态过程产生了显著的影响,表明水库浮游病毒维持种群延续的生态策略可能与湖泊浮游病毒存在差异。

    • 翁国永,应之悦,李正明,许楹

      2022,49(11):4503-4512, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220456

      Abstract:

      【背景】目前对水库水体污染原因的研究往往专注于水体的富营养化、pH值、溶解氧、氨氮、菌落总数指标的变化,而重金属含量与环境因子的季节性变化相关性分析研究较少,同时对于典型季节原位微生物种群的多样性差异研究尚未见报道。【目的】研究浙江省台州市长潭水库底部水中正二价金属离子(二价锰离子Mn2+;二价铁离子Fe2+)浓度与不同环境因子的季节性变化规律,并对其相关性进行分析;富集平水期(2月)和丰水期(8月)水库底部水体中功能微生物菌群,分析其种类和丰度的差异。【方法】分别检测12个月的水库水Mn2+和Fe2+浓度及多种环境因子(水体溶解氧浓度、pH值、总磷浓度、浊度、水库环境温度及降水量),过滤并富集培养水库底部水体的功能微生物菌群,对其16S rRNA基因V3-V4区测序并分析其菌群结构。【结果】长潭水库水中Mn2+和Fe2+浓度呈季节性变化,每年的春夏交替季节水体中铁锰含量从零开始慢慢升高,至夏秋高温季节水体中Mn2+和Fe2+浓度达到最高值,然后慢慢降低,至秋末冬初检测不到含量。在检测的多种环境因子中,水体溶解氧浓度、水库环境温度及降水量呈明显的季节性规律变化。Mn2+和Fe2+浓度与温度、降水量和浊度有正相关性,与溶解氧浓度、pH值和总磷浓度有负相关性,其中在正负相关性分析中两种金属离子的浓度与溶解氧浓度的相关性最强,其次是环境温度及降水量。丰水期和平水期中富集获得的功能微生物菌群的种类和丰度差异很大,从属水平上分类,丰水期时菌群只包含不动杆菌(Acinetobacter)和鲑色沉积物杆状菌(Sediminibacterium)这2个属的菌株,含量各占约50%;平水期时菌群则主要由杆菌属(Bacillariophyta) (47.62%)和Limnohabitans(9.52%)等9个属的菌株构成。富集获得的平水期和丰水期的两个可培养的菌群均具有去除水库水中Mn2+的功能,去除率分别约为35.9%和11.4%。【结论】长潭水库底部水体中Mn2+和Fe2+浓度与不同环境因子均呈季节性规律变化,它们之间呈现不同的正负相关性,丰水期和平水期的功能微生物菌群结构差异很大。本研究为利用微生物进行重金属污染水体的治理储备了微生物资源,为实现国家“美丽乡村”的建设目标提供一定的参考价值。

    • 吉雨霁,王娜,杨宁,史吉平,刘莉

      2022,49(11):4513-4524, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220250

      Abstract:

      【背景】随着餐厨垃圾产生量的逐步提高,如何实现其快速降解,成为餐厨垃圾处理亟待解决的问题。餐厨垃圾的高温好氧生物减量技术是一种可以快速降解餐厨垃圾的有效方法。【目的】筛选能够适应餐厨垃圾环境且具有高效降解餐厨垃圾中有机物能力的菌株,以提高餐厨垃圾的降解效率和减量效果。【方法】采用温度梯度耐受性实验和餐厨垃圾浸出液高油高盐耐受性实验进行菌种初筛,并利用产酶培养基复筛及餐厨垃圾生物减量实验验证。【结果】通过初筛、复筛和功能验证,最终获得4株生物减量效果优良的菌株N3-1、C7、N3-3和G6-1,其对餐厨垃圾挥发性固体(volatile solid,VS)的降解率分别为36.95%、33.23%、32.83%和31.91%,是对照组的3.02、2.71、2.68和2.61倍。经鉴定,这4株菌分别属于热嗜油地芽孢杆菌(Geobacillus thermoleovorans)、史氏芽孢杆菌(Bacillus smithii)、热解木糖地芽孢杆菌(Geobacillus caldoxylosilyticus)和立陶宛地芽孢杆菌(Geobacillus lituanicus)。【结论】筛选出的4株菌均具有较强的餐厨垃圾原料适应性和高效的生物降解能力,为开发餐厨垃圾高温好氧复合菌剂奠定了基础,并为实现餐厨垃圾减量化、无害化处理和资源化利用提供了技术支持。

    • 邢浩,杜古尔·卫卫,薛娜娜,宋文娟,赵莉,戚冉

      2022,49(11):4525-4537, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220283

      Abstract:

      【背景】干旱区露天煤矿开采过程中产生的粉尘颗粒物加剧了土壤生态环境的恶化和矿区空气质量的下降,针对煤矿区土壤和粉尘颗粒物的微生物群落组成的研究鲜有报道。【目的】研究新疆哈密南湖乡露天煤矿土壤、粉尘及大气PM2.5颗粒物中的微生物群落结构和多样性特征,并预测潜在的功能类群。【方法】采用高通量测序技术,对煤矿露天采坑区和电厂粉煤灰堆放区的土壤、粉尘及大气PM2.5颗粒物的微生物真菌及细菌群落组成进行比对分析。【结果】矿区优势真菌类群来自子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),优势细菌类群来自变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。真菌和细菌群落的丰富度及α多样性在整个矿区内无显著性差异,大气PM2.5颗粒物的细菌群落生态位宽度显著大于露天采坑区和粉煤灰区。矿区内的土壤和PM2.5颗粒物样本中均发现了一些丰度差异显著的功能类群,真菌特征功能类群为腐生营养型类群,细菌特征功能类群主要包括甲烷营养型类群、几丁质酶类细菌类群等。【结论】露天煤矿区粉尘可能对区域内土壤和PM2.5颗粒物的微生物群落结构产生重要影响,具有煤组分降解功能的特定微生物类群可能是维持矿区土壤生态安全的重要微生物学机制之一。

    • 周璇,靳元霈,赵娜,伍刚,张征锋,谢波

      2022,49(11):4538-4548, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220294

      Abstract:

      【背景】水体中的藻类、细菌及这些微生物之间的相互作用对水体生态系统的功能有着重要作用。近年来,一些河流、湖泊等淡水资源的盐渍化不断加重,对水体生态系统造成严重影响。然而,高盐胁迫条件如何影响藻类与其他细菌的相互作用,以及是否存在能够促进藻类耐盐能力的有益细菌等问题尚未得到深入研究。【目的】分离和鉴定可以促进淡水藻类莱茵衣藻抗盐能力的细菌,并开展相关机制分析。【方法】通过富集培养、筛选和共接种实验,获得可以促进衣藻耐盐的细菌;基于活细胞浓度、叶绿素含量等参数评价衣藻在不同条件下的生长能力;对菌株进行16S rRNA基因序列分析和基因组分析,预测其可能的菌藻相互作用机制。【结果】获得一株在250-290 mmol/L NaCl条件下可以显著增强衣藻耐盐能力的菌株MEZX29,16S rRNA基因序列分析表明,该菌可能属于Rhodococcus qingshengii;基因组分析结果表明,该细菌含有参与糖代谢、乙烯合成、生物膜形成等途径的基因,这些基因可能在促进衣藻抗盐过程中起到重要作用。【结论】Rhodococcus qingshengiiMEZX29可以增强莱茵衣藻21gr抵抗高盐胁迫的能力,为研究藻类与其他微生物之间的有益相互作用提供了新的材料。

    • 谭智杰,张宝善,谢君婷,林月霞,吴海珍,任源,韦朝海,朱爽

      2022,49(11):4549-4566, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220299

      Abstract:

      【背景】焦化废水O/H/O生物处理工艺的二级好氧生物反应器O2具有剩余污染物矿化和完全硝化功能,对废水的达标排放有重要作用。【目的】阐明O2生物反应器的微生物结构和功能。【方法】利用16S rRNA基因测序,研究O2生物反应器的微生物多样性和组成并进行功能预测,揭示其共现性特征和环境影响因子。【结果】O2的优势菌门以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi)为主。主要菌属中红游动菌属(Rhodoplanes)、溶杆菌属(Lysobacter)、硫杆菌属(Thiobacillus)等参与化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、酚类(phenols)和硫氰酸盐(thiocyanate,SCN-)等剩余污染物的去除,亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)和硝化螺菌属(Nitrospira)分别作为氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和主要的亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)。功能预测结果显示苯甲酸酯降解、氨基苯甲酸酯降解、氯烷烃和氯烯烃的降解、氟代苯甲酸酯降解和硝基甲苯降解是外源物质生物降解和代谢的前五大通路,广泛分布在主要菌属中,验证了微生物降解剩余污染物的作用。基因pmoA/B/C-amoA/B/ChaonxrA/B编码相关的酶,组成了完整的硝化途径。共现网络结果揭示溶杆菌属、Candidatus Solibacter和红游动菌属在O2生态中的重要地位。通过冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明COD和NH3是影响O2微生物群落的主要因素。【结论】红游动菌属和溶杆菌属是O2中最核心的功能菌属,在污染物矿化和维持群落生态稳定上有重要作用。亚硝化弧菌属和硝化螺菌属是硝化作用的核心菌属。O2中的代谢通路以剩余污染物矿化和完全硝化为主,微生物群落主要受COD和NH3的影响。本研究阐明了O2的微生物结构与功能,为焦化废水O/H/O生物处理工艺的改进提供了微生物学上的依据。

    • 海洋微生物学
    • 崔林青,曾琦,石松标,张坤,黄文静,田新朋

      2022,49(11):4567-4585, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220108

      Abstract:

      【背景】野生棘线鲬(Grammoplites scaber)具有丰富的营养价值,但关于其胃肠道微生物方面的研究较少。【目的】研究棘线鲬胃肠道微生物群落特征,以揭示其潜在的益生菌和致病菌,为其健康生长的微生物群落调控提供依据。【方法】利用免培养和纯培养技术相结合的方式对来自珠江口的野生棘线鲬胃肠道样品进行了研究。【结果】通过对16S rRNA基因V3区高通量扩增测序,共得到456个操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)。分析结果显示,在门水平上,棘线鲬胃肠道内的主要优势类群为变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。在属级水平上,梭菌属(Clostridium)在棘线鲬胃肠道样品中普遍存在,综合占比为57.11%。基于16S rRNA基因进行表型和功能预测的结果表明,棘线鲬胃肠道内有益菌和潜在致病菌同时存在且有功能相互制约的趋势。纯培养实验采用12种不同的培养基进行选择性分离,共获得纯培养菌株99株,归类于3个门(ProteobacteriaFirmicutesActinobacteria) 4个纲10个目10个科13个属,其中优势类群为变形菌门(占比50.51%),实现纯培养最多的属级类群为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)。【结论】揭示了野生棘线鲬胃肠道微环境微生物的物种组成与多样性,可以为硬骨鱼类核心肠道菌群的研究提供基础参考。此外,有益和有害菌群的揭示可为野生棘线鲬作为海洋食物资源利用的食品安全提供一定的借鉴,为发展海洋渔业养殖提供数据支撑。

    • 基础微生物学
    • 吕梦娇,战春君,白仲虎,杨艳坤

      2022,49(11):4586-4597, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220260

      Abstract:

      【背景】巴斯德毕赤酵母(Komagataella phaffii)是一种甲基营养型酵母,近年来作为生产重组蛋白和构建生物合成途径的细胞工厂受到广泛关注。实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,RT-qPCR)是巴斯德毕赤酵母表达系统研究中一种快速、高效的基因表达水平检测技术,但需要进行归一化处理才能保证所得结果的可靠性。【目的】筛选并验证巴斯德毕赤酵母在不同生长阶段最稳定的内参基因用于精准归一化RT-qPCR的结果。【方法】通过转录组数据分析初步筛选出16个候选内参基因(rps8brpl35arpl10eif5arpl19apor1rpl23b0887tif1ole1rpl14bgssunsdh2trx1ccp1)。通过RT-qPCR技术得到候选内参基因的Ct值,利用qBASE软件中的geNorm程序综合NormFinder算法评估内参基因的表达稳定性。【结果】通过geNorm分析得出精准归一化所需的最佳内参基因个数为2,最稳定的基因是rpl19atif1,NormFinder分析得到稳定性最高的内参基因为tif1。此外,利用甲酸脱氢酶编码基因fdh和乙醇脱氢酶甲醛脱氢酶双功能酶的编码基因afdh对候选内参基因进行验证。【结论】巴斯德毕赤酵母不同生长阶段的RT-qPCR进行精准归一化需要tif1rpl19a这2个内参基因,为相关功能基因的表达定量提供了可靠的分析依据,补充了RT-qPCR分析中的内参基因,为巴斯德毕赤酵母不同生长阶段的基因表达调控及其应用研究提供了新的参考。

    • 吕敏佳,刘捷婧,周于婷,陈萍,欧阳永长

      2022,49(11):4598-4607, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220278

      Abstract:

      【背景】传统外源蛋白的原核表达通常需要以超声破碎或者酶解的方式破碎菌体,过程比较烦琐。【目的】构建基于MS2噬菌体lys基因的质粒型条件自溶菌,以简化外源蛋白的获取流程。【方法】从MS2噬菌体中克隆lys基因,构建重组表达质粒,并在大肠杆菌BL21(DE3)中异源表达,以此构建质粒型条件自溶菌,通过生长曲线和菌落形成单位反映自溶菌裂解效率,利用SDS-PAGE检测外源蛋白释放情况。【结果】构建了pBAD-lys BL21(DE3)、pBAD-Opti-lys BL21(DE3)及pCDF-BAD-Opti-lys BL21(DE3)这3种质粒型条件自溶菌。以上自溶菌在阿拉伯糖诱导后其宿主裂解效率均为99.99%以上,CFU结果显示含pCDF-BAD-Opti-lys质粒的宿主裂解效果更优,在此自溶菌BL21(DE3)中表达含His标签的重组绿色荧光蛋白(enhanced green fluorescent protein,eGFP),经阿拉伯糖诱导后菌体中约63.00%以上的eGFP释放至胞外,利用Ni-NTA可以直接从培养基中纯化得到约30 kDa的单一目的蛋白。【结论】基于MS2噬菌体lys基因成功构建了阿拉伯糖诱导的质粒型条件自溶菌,此自溶菌能够以自我裂解的方式释放大部分胞内外源蛋白,简化传统外源蛋白获取流程。

    • 基因克隆及功能研究
    • 姜玥辰,姚婷婷,袁伟程,李文利

      2022,49(11):4608-4616, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220285

      Abstract:

      【背景】环二肽合酶(cyclodipeptide synthase, CDPS)途径中新颖后修饰酶的挖掘对获得结构新颖活性良好的二酮哌嗪类化合物具有重要意义。前期研究中发现来源于Streptomyces aidingensis CGMCC 4.5739的环二肽合酶基因簇dmt3dmtA3B3C3可编码二酮哌嗪—萜类化合物drimentines (DMTs),推测其下游环二肽氧化酶基因dmtD3_E3也参与了DMTs的生物合成,但其功能一直未鉴定。【目的】对S.aidingensisCGMCC 4.5739中环二肽合酶基因簇dmt3内的环二肽氧化酶DmtD3_E3的功能进行表征,为增加二酮哌嗪类化合物结构多样性提供功能元件。【方法】从S.aidingensisCGMCC 4.5739的基因组中克隆环二肽氧化酶基因dmtD3_E3,构建重组表达质粒pWLI209,并在大肠杆菌BL21(DE3)中可溶性表达。通过建立体外酶促反应,运用液质联用(high performance liquid chromatography-mass spectrometry,HPLC-MS)和核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等方法确定催化产物结构。【结果】环二肽氧化酶DmtD3_E3可催化环二肽cyclo-(L-Trp-L-Leu) (cWL)的C14-C17位氧化脱氢形成cyclo-(L-Trp-L-ΔLeu) (cWΔL)。此外DmtD3_E3还可以催化环二肽cyclo-(L-Trp-L-Ala) (cWA)的C10-C11位脱氢生成cyclo-(L-Trp-L-ΔAla) (cΔWA),具有底物宽泛性。【结论】本研究通过对环二肽合酶生物合成途径中新颖环二肽氧化酶的挖掘和表征,为后续通过组合生物合成及合成生物学手段生成“非天然”二酮哌嗪类化合物衍生物奠定了基础。

    • 蒋嘉峰,肖澜,谢浩,沈雷,陈自忍

      2022,49(11):4617-4628, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220133

      Abstract:

      【背景】多药外排泵多以膜蛋白复合体形式存在,是导致细菌耐药性的重要原因。外排泵的转运功能和组装过程对于细菌耐药性和药物研发具有重要意义。【目的】以多药外排泵耐药结节细胞分化家族(resistance-nodulation-division family, RND)的重要成员AcrAB-TolC复合体为对象,研究其转运活性和体外组装特性。【方法】基于大肠杆菌AcrAB-TolC复合体基因序列,分别构建含有acrAacrBtolC基因的重组质粒,表达和纯化复合体各亚基,利用荧光光谱、等温滴定量热法(isothermal titration calorimetry,ITC)等技术分析复合体及亚基的转运功能、亚基与底物的相互作用,以及亚基间的相互作用和动态装配。【结果】实现了AcrAB-TolC复合体各组分的表达和纯化(纯度>98%),证实表达有各组分的活细胞提高了对于溴化乙锭(ethidium bromide,EB)的转运活性,并发现群体感应效应信号分子N-hexanoyl-L-homoserine lactone (C6-HSL)能够抑制AcrB、TolC对于EB的转运活性。ITC结果进一步证实了C6-HSL与AcrB、TolC的相互作用。ITC结果还显示AcrA分别与AcrB、TolC之间存在明显的相互作用,而AcrB与TolC之间无明显的相互作用。在体外装配实验中观测到AcrAB-TolC亚基的单分子荧光强度随时间增加,证实了复合体亚基在膜上的动态组装过程。【结论】实现了AcrAB-TolC外排泵及亚基的表达和纯化,证实了AcrAB-TolC对底物的转运活性及与底物的相互作用,观察到AcrAB-TolC的动态组装过程。以上结果为研究多药外排泵导致的细菌耐药性及抗菌策略具有重要意义。

    • 杨梦莹,谢晨杰,李时勇,张红岩,王一兵,申乃坤,姜明国

      2022,49(11):4629-4643, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220270

      Abstract:

      【背景】角蛋白酶是一类特异性降解角蛋白的水解酶,在动物饲料、生物肥料、医学、洗涤、制革及环境治理等方面具有重要的应用潜力。【目的】对前期从海洋环境筛选出的一株铜绿假单胞菌Gxun-7的角蛋白酶基因进行克隆、表达,并探究重组酶酶学性质,为角蛋白酶在工业生产中的应用奠定基础。【方法】以铜绿假单胞菌Gxun-7基因组推定的角蛋白酶基因为基础,设计引物克隆获得角蛋白酶基因kp2,构建重组表达质粒pET22b-kp2,并转化到E. coliRosettagamiB (DE3)中进行诱导表达,同时对重组表达菌株的表达条件进行优化。利用镍柱分离纯化重组角蛋白酶并研究其酶学性质。【结果】重组角蛋白酶的分子量约为33 kDa,最适温度和pH值分别为40 ℃和8.0,在温度30-60 ℃和pH 6.5-8.0具有较好的稳定性。金属离子Co2+、Cu2+和化学试剂十二烷基磺酸钠(sodium dodecyl sulfonate,SDS)、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)、苯甲基磺酰氟(phenylmethylsulfonyl fluoride,PMSF)对酶活力有抑制作用,而Mg2+、K+、巯基乙醇和二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)对酶活力有促进作用。重组角蛋白酶具有良好的耐盐性,在12.5%的NaCl作用下相对酶活为87.55%。以酪蛋白为底物时,酶的Km值为60.92 mg/mL、Vmax值为9.70 U/mL。【结论】海洋来源铜绿假单胞菌Gxun-7的重组角蛋白酶具有良好的温度、碱、盐稳定性,可应用于工业生产中。

    • 农业微生物学
    • 吴春光,付静芸,李映,何增国

      2022,49(11):4644-4658, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220316

      Abstract:

      【背景】副溶血弧菌是南美白对虾养殖中常见的致病菌,传统的抗生素防治办法不仅低效,而且越来越难以满足食品安全和绿色环保及可持续发展的要求。副溶血弧菌的生物防治是南美白对虾养殖业可持续发展的必由之路。噬菌体是天然安全的活体抗菌剂,因其对特定细菌的专一性感染和高效性裂解而备受关注。【目的】分离一株能高效裂解副溶血弧菌的烈性噬菌体,为探索副溶血弧菌的噬菌体防治方法提供基础研究。【方法】以28株病虾来源的副溶血弧菌为宿主菌,用双层琼脂平板法从海鲜市场污水中分离副溶血弧菌噬菌体;点斑法测定噬菌体的裂解谱,并对筛选到的宽裂解谱噬菌体进行透射电镜(transmission electron microscopy,TEM)观察、生物学特性测定和全基因组序列分析。【结果】分离筛选到一株副溶血弧菌烈性噬菌体,命名为Vpas_PP24。透射电镜观察显示该噬菌体头部为二十面体,有一长尾,头部长约92 nm,宽约46 nm,尾部长约147 nm,属于有尾噬菌体目长尾噬菌体科。其基因组全长83 482 bp,预测有118个开放阅读框(open reading frames,ORFs),具有已知功能的有13个,不含非编码RNA、毒力基因及抗生素抗性基因。基因组一致性对比显示噬菌体Vpas_PP24可能为弧菌噬菌体的一个新种。Vpas_PP24对28株副溶血弧菌的裂解率为54%,对其他种属的116株弧菌的总裂解率为16%;最佳感染复数(multiplicity of infection,MOI)为0.000 1,效价可达3.0×1010 PFU/mL。一步生长曲线显示Vpas_PP24的潜伏期为10 min,暴发期为150 min,暴发量为30 PFU/cell。该噬菌体在温度<50 ℃、pH 4.0-11.0范围内活性稳定,对糜蛋白酶、木瓜蛋白酶和对虾肝胰腺酶提取液的水解作用不敏感,但蛋白酶K可快速使其失活,紫外辐照也能使Vpas_PP24失活。宿主菌对该噬菌体的不敏感突变频率为2×10-5。【结论】分离筛选到一株裂解谱较宽、基因型较新、生物学性质较稳定的副溶血弧菌噬菌体,该噬菌体具有进一步开发成为新型副溶血弧菌抗菌剂的潜力。

    • 周小勤,黄心铷,何俊良,谢鸿运,李将永,陈辉,唐明,谢贤安

      2022,49(11):4659-4673, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220322

      Abstract:

      【背景】丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌具有广泛的寄主范围、环境适应性和优良的植物促生能力。然而,土壤的高磷水平严重抑制了AM真菌生长及AM形成。【目的】分离鉴定出耐较高有效磷含量的华南土著AM真菌菌株,为菌根学研究工作提供新颖材料。【方法】采用经典形态学和分子系统学方法鉴定高磷土壤中AM真菌。【结果】从有效磷含量为53-131 (平均值±标准差为88.2±17.6) mg/kg的根区土壤中鉴定出7属25种AM真菌,包括无梗囊霉属(Acaulospora) 12种、球囊霉属(Glomus) 7种、隔球囊霉属(Septoglomus) 2种、近明球囊霉属(Claroideoglomus) 1种、根孢囊霉属(Rhizophagus) 1种、硬囊霉属(Sclerocystis) 1种和类球囊霉属(Paraglomus) 1种,其中幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum)和蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)是优势种。在(87.7±8.0) mg/kg的高磷水平下,AM真菌仍能形成丛枝和泡囊。但当有效磷含量达到(99.7±1.2) mg/kg时,菌根侵染率和丛枝丰度显著下降,但仍能够形成泡囊。【结论】从广州市南沙区有效磷含量为(88.2±17.6) mg/kg的耕地植物根区土壤中,鉴定出具有耐高磷潜力的7属25种AM真菌,幼套近明球囊霉和蜜色无梗囊霉等分离株可作为后续高磷抑制机制解析及耐高磷AM真菌菌剂研发工作的试验菌株。

    • 常晓彤,李素艳,孙向阳,郝丹,李雅琳

      2022,49(11):4674-4685, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220282

      Abstract:

      【背景】目前,用以降解园林绿化废弃物中木质素的菌剂多为液体菌剂或固体菌剂,鲜有对粉状菌剂的研究。【目的】研制高活性冻干菌粉,提高其冻干存活率并优化其工艺,以解决液体菌剂或固体菌剂在运输、储藏及使用上存在的问题。【方法】以一株木质素降解菌构巢曲霉(Aspergillus nidulans)为研究对象,利用真空冷冻干燥法制备冻干菌粉。以菌株的冻干存活率为评价指标,通过单因素试验筛选适于菌株冻干过程的保护剂种类及浓度梯度,再通过正交试验优化冻干菌粉复合保护剂配方。获得配方后,进一步探究冻干菌粉的复水条件和储藏条件。【结果】保护效果较优的4种保护剂成分经复配后对冻干存活率的影响顺序为蔗糖>葡萄糖>脱脂乳粉> α-乳糖。经优化后的保护剂配方以蔗糖15%、葡萄糖1%、α-乳糖10%、脱脂乳粉1%为最佳;复水条件以生理盐水为溶剂,复水30 min为最优。在此条件下制备和使用冻干菌粉,菌株的冻干存活率可达83.33%,有效活菌数可达1.2×1010 CFU/g。最佳储藏温度为-20 ℃,在此温度下保存28 d后,菌粉活性无明显下降。【结论】该研究获得的制备和储藏构巢曲霉冻干菌粉条件,具有菌株损失率低、可长时间保存的特点,对推进木质素降解菌在实际生产中应用具有积极作用。

    • 杨双鸣,任文义,苟妍,张力莉,徐晓锋

      2022,49(11):4686-4698, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220392

      Abstract:

      【背景】现代规模化生产模式下,牛舍环境管理是影响奶牛高效健康生产的重要因素。【目的】探讨牛场不同牛舍土壤细菌群落特征,为奶牛健康生产提供理论依据。【方法】采集宁夏某规模化奶牛场的哺乳犊牛岛、断奶犊牛舍、育成牛舍、低产泌乳牛舍、高产头胎泌乳牛舍、高产经产泌乳牛舍、干奶牛舍和病牛舍这8个不同牛舍的土样,每个牛舍6个重复,共48份土样。利用16S rRNA基因扩增子测序分析细菌群落结构与多样性,并对细菌群落的功能进行预测。【结果】不同牛舍土样细菌群落组成存在差异,并且8个牛舍中高产头胎泌乳牛舍土样的细菌群落多样性最高。哺乳犊牛岛土壤与其他牛舍土壤细菌群落在门水平上差异较大;泌乳期牛舍土样之间的细菌群落结构相似度较高。在门的水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)是这8个牛舍土样共有的优势菌门。在属的水平上,嗜盐碱的盐单胞菌属(Halomonas)、具有潜在降解特性的Fermentimonas和栖海面菌属(Aequorivita)及致病菌的鸟杆菌属(Ornithobacterium)是犊牛期牛舍土样的优势菌属;嗜盐碱的Truepera是育成牛舍土样的优势菌属;致病菌的不动杆菌属(Acinetobacter)和Parapedobacter、耐药菌的Pedobacter是泌乳期牛舍土样的优势菌属。【结论】致病菌和参与硝酸盐呼吸的细菌主要分布在哺乳犊牛岛,嗜盐碱菌主要分布在断奶犊牛舍和育成牛舍,产甲烷的细菌主要分布在高产头胎泌乳牛舍。本研究分析了不同牛舍土壤细菌群落多样性,为奶牛健康生产提供理论依据。

    • 余子洁,郭大陆,李致同,亢宗静,王智慧,罗红燕

      2022,49(11):4699-4712, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220397

      Abstract:

      【背景】土壤细菌对环境变化非常敏感,是土壤环境质量检测的重要指标。【目的】为研究不同季节冬水田紫色土细菌的垂直分布规律,揭示土壤细菌群落结构和物种多样性与土壤环境因子的相互关系。【方法】以冬水田紫色土为研究对象,分别于2020年8月(夏季)和2021年 1月(冬季)采集不同深度土壤样品,对土壤细菌16S rRNA基因进行Illumina MiSeq高通量测序,分析在不同季节细菌群落组成和多样性的垂直分布规律。【结果】冬水田紫色土细菌ACE指数、Chao1指数和Shannon指数均呈现出夏季高于冬季,并且随土层深度增加呈现降低的趋势。冬水田紫色土优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes),优势菌属为DesulfobaccaHaliangiumAnaeromyxobacterCandidatus_OmnitrophusDefluviicoccusChloroflexiActinobacteria在夏季相对丰度较高,ProteobacteriaNitrospirae在冬季相对丰度较高;AnaeromyxobacterCandidatus_Omnitrophus在夏季相对丰度较高,DesulfobaccaHaliangiumDefluviicoccus在冬季相对丰度较高。冗余分析(redundancy analysis,RDA)和环境因子热图分析结果均表明,总氮(total nitrogen,TN)、土壤有机质(soil organic matter,SOM)和土壤氧化还原电位(soil redox potential,Eh)是显著影响紫色水稻土细菌群落的主要因子。【结论】本研究丰富了对冬水田紫色水稻土细菌群落组成和多样性的认识,证实了不同季节冬水田紫色土细菌群落组成和多样性存在差异。

    • 常晓宁,刘宇,谷彤彤,郭金英,宋忠娟,荣成博

      2022,49(11):4713-4726, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220375

      Abstract:

      【背景】北京欧文氏菌(Erwinia beijingensis)引起的刺芹侧耳细菌性软腐病(bacterial soft rot)给企业带来了严重的经济损失。wbnH2糖基转移酶基因在北京欧文氏菌中的生物学功能尚不明确。【目的】构建wbnH2基因的缺失株Δ-wbnH2和回补株C-wbnH2,探究wbnH2基因对北京欧文氏菌致病性的影响。【方法】采用同源重组方法构建北京欧文氏菌LMG 27579TwbnH2基因缺失突变株Δ-wbnH2,并对基因缺失菌株的致病性、生长速度、运动能力、生物膜形成能力、黏附能力等生物学特性与野生型菌株进行比较分析;采用广宿主质粒pBBR1MCS2构建回补株C-wbnH2,排除了极性效应引起的突变株表型变化。【结果】与野生型菌株相比,基因缺失株Δ-wbnH2的生长速度无明显差别。但是wbnH2基因的缺失导致多糖分泌、生物膜形成能力、黏附能力、致病能力明显下降。【结论】wbnH2基因影响北京欧文氏菌多糖分泌、生物膜的形成能力、黏附能力及致病力,表明该基因在北京欧文氏菌致病过程中起重要作用,本研究为软腐病的防控提供了理论基础。

    • 瞿佳,孙晓宇,赵玲侠,门欣,陈锐,宁硕瀛

      2022,49(11):4727-4739, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220355

      Abstract:

      【背景】由野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris)和成团泛菌(Pantoea agglomerans)侵染引起的核桃黑斑病是一种严重的细菌性病害,给核桃产业带来了极大损失。【目的】从根际土壤中筛选出对核桃黑斑病病原菌野油菜黄单胞菌和成团泛菌均具有拮抗效果的放线菌菌株,可作为创制生防菌剂的出发菌株。【方法】采用稀释涂布法、平板对峙法和改良牛津杯法筛选拮抗菌株,通过形态学特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析进行鉴定,测定无菌发酵液抗菌谱,离体叶片试验验证其对核桃黑斑病的防治效果。【结果】筛选到一株对2种病原菌均有较强拮抗作用的放线菌菌株YNF36。经形态学特征观察、生理生化特性试验及16S rRNA基因序列分析,将菌株YNF36鉴定为沙场链霉菌(Streptomyces arenae)。该菌株在SYP培养基上产量最高,抑菌活性最强,其无菌发酵液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、黑曲霉、白色念珠菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞菌、蜡样芽孢杆菌这7种指示菌,以及链格孢菌、黑腐皮壳菌、胶孢炭疽菌、灰葡萄孢菌、黄褐孢霉菌、辣椒刺盘孢菌、腐皮镰孢菌这7种植物病原菌均有抑制作用,抗菌谱广。发酵液原液对离体叶片上的由野油菜黄单胞菌和成团泛菌造成的核桃黑斑病防效分别为75.69%和62.39%。【结论】沙场链霉菌YNF36补充了一种防治核桃黑斑病的生防材料,具有良好的开发价值和应用前景。

    • 张成凯,蒙悦,殷志秋,康耀卫,苑莹,王丹丹,解志红

      2022,49(11):4740-4751, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220364

      Abstract:

      【背景】硅具有提高作物抗逆性、提高产量及改善品质的能力而被广泛报道,但传统施肥对硅肥的忽略使耕地土壤有效硅含量不断降低,因此建立高效提高土壤有效硅的方式尤为重要。【目的】土壤中有效硅的含量影响作物对硅的吸收利用,通过施用具有解硅能力的土壤微生物实现土壤有效硅的持续活化,不仅对作物产量和品质有重要意义,同时也可减少化肥的施用。【方法】利用选择培养基进行土壤解硅菌的富集、分离纯化,并测定其解硅能力、耐盐碱性、耐低氧性、解磷、解钾、解纤维素能力;利用孔雀绿染色及沙黄溶液复染法测定高效解硅菌芽孢形成率,最后通过盆栽试验探究高效解硅菌株对玉米的促生作用。【结果】筛选获得2株高效解硅菌,分别为菌株MB22及MB35-5,16S rRNA基因序列测定鉴定为Priestia aryabhattai。培养液有效硅浓度分别为空白处理的1.5倍和1.7倍,为对照菌株胶质类芽孢杆菌Paenibacillus mucilaginosus3016处理的1.1倍和1.2倍。2株高效解硅菌表现出较好的耐盐碱性,MB35-5功能最强,在pH 10.0、10% NaCl、10% KNO3条件下培养液有效硅浓度为0.28-0.37 mmol/L。MB22和MB35-5产芽孢率分别为68%和55%,分别为对照菌株3016的1.69倍和1.37倍。MB35-5对磷、钾和纤维素都有一定的活化利用能力。盆栽试验表明,2株菌均显著提升了玉米株高及根系干重,其中MB35-5促生效果最好,平均株高是空白处理的1.39倍,是对照菌株3016处理的1.14倍,根系干重为空白处理的1.37倍,是对照菌株3016处理的1.24倍。【结论】筛选得到2株高效解硅菌MB22和MB35-5,其中高芽孢率的MB35-5还具有解磷、解钾、降解纤维素和促生功能,同时具备耐盐碱、耐低氧等抗逆性,表明该菌株具有进一步试验和研发的潜势。

    • 田龙艳,黄华,杨华,黎子君,邱华龙,张春花,徐金柱,秦长生

      2022,49(11):4752-4765, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220183

      Abstract:

      【背景】生物防治是“基于自然的解决方案”,有利于生态文明和可持续发展,开展生物防治技术研究的基础是明确菌株的生防作用和抑菌特性。【目的】探究杉木内生菌株T1-3-2的抑菌促生特性,为研制该菌株生防菌剂、防治杉木炭疽病(Cunninghamia lanceolata anthracnose)奠定基础。【方法】通过形态学特征、生理生化特性及16S rRNA基因序列分析,确定菌株T1-3-2的分类地位;通过平板对峙、菌落径向生长抑制率和平板倒扣等方法测定细菌及其挥发性气体和次级代谢产物的抑菌作用;同时,测定其促生作用和室内防效。【结果】菌株T1-3-2与桉生假单胞菌(Pseudomonas eucalypticola)亲缘性较近,属于假单胞菌属。该菌株对分属于6个属的10株靶标菌株具有较强的拮抗作用,尤其对炭疽菌属、拟盘多毛孢属、黑孢霉属和葡萄座腔菌属的6株靶标菌株抑制率高达80%以上。室内盆栽试验显示:菌株T1-3-2用Kings Medium B液体培养基的发酵菌液对杉木炭疽病的防效可达74.20%,同时能有效改善杉木幼苗的生长状况、增加生物量。【结论】菌株T1-3-2隶属于假单胞菌属,对杉木具有良好的抗病促生作用,是一株具有开发潜力的生防菌株。

    • 食品微生物学
    • 房峻,李佳莲,王博,方芳

      2022,49(11):4766-4777, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220498

      Abstract:

      【背景】嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)是一类存在于发酵食品中的耐盐乳酸菌,研究其精氨酸(arginine,Arg)代谢对解析食品发酵过程中氨基甲酸乙酯(ethyl carbamate,EC)前体积累机制和保障食品安全具有重要意义。【目的】研究酱醪来源嗜盐四联球菌精氨酸脱亚氨基(arginine deiminase,ADI)途径的基因构成,揭示这些基因对菌株精氨酸代谢和氨基甲酸乙酯前体瓜氨酸(citrulline,Cit)利用与积累的影响。【方法】采用PCR扩增与测序分析不同菌株的ADI途径基因组成,通过比较ADI途径关键基因转录水平和关键酶活性,探究环境因素对嗜盐四联球菌代谢氨基酸能力的影响及各拷贝基因参与氨基酸代谢的功能。【结果】酱醪来源嗜盐四联球菌基因组中ADI途径基因类型主要有两大类:以菌株R23为代表含有完整arc操纵子(operon)基因且具有最多基因拷贝数;以菌株C3为代表缺失arcAarcB但含有多拷贝arcBarcC。基因组中有arcA的菌株才具有利用精氨酸能力,并通过利用精氨酸生成瓜氨酸。体系中精氨酸含量和乙醇与脂肪酸的存在均可影响嗜盐四联球菌利用精氨酸积累中间产物瓜氨酸。当精氨酸含量大于5 g/L或体系中含有乙醇与脂肪酸时,嗜盐四联球菌会利用精氨酸积累中间产物瓜氨酸。脂肪酸和乙醇对ADI途径的3个关键酶均有显著抑制作用,可使精氨酸脱亚氨基酶(arginine deiminase,ADI)、鸟氨酸氨甲酰基转移酶(ornithine transcarbamylase,OTC)和氨甲酰磷酸激酶(carbamate kinase,CK)的活性分别降低41.0%、46.4%和60.0%。嗜盐四联球菌中arcB转录水平分别是其拷贝arcB1arcB2的10.5倍和29.8倍,arcC的转录水平分别是arcC1arcC2arcC3的17.6、20.3、23.9倍,说明arcBarcC在瓜氨酸代谢中起主要作用。【结论】精氨酸含量和乙醇加脂肪酸是影响嗜盐四联球菌代谢精氨酸能否积累瓜氨酸的关键环境因素。嗜盐四联球菌arc operon的多拷贝基因中,arcBarcC基因在瓜氨酸代谢中起主要作用。

    • 兽医微生物学
    • 冯雅婷,朱敏,刘丹,沈如玉,牛朋飞,郭容,于圣青

      2022,49(11):4778-4785, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220501

      Abstract:

      【背景】鸭疫里默氏杆菌(Riemerella anatipestifer,RA)是引起雏鸭、鹅、火鸡等多种家禽、野禽发生传染性浆膜炎的病原,在全世界范围内广泛存在,危害养禽业发展,造成严重的经济损失。【目的】了解国内RA的流行现状,探究该菌的生物学特性,更好地指导防控鸭疫里默氏杆菌病。【方法】对2020-2021年从山东省、河北省、广东省、山西省等地分离的RA疑似菌株进行PCR、生化和血清型鉴定,并根据药物敏感性结果分析耐药现象,根据半数致死量(median lethal dose,LD50)测定结果分析致病力差异。【结果】共鉴定78株RA分离株,其中,血清1型4株、2型21株、10型11株、6型3株、7型17株,1株有交叉凝集现象,21株血清型未定型;药敏结果显示78株分离株对多粘菌素B、磷霉素、克林霉素等的耐药性最强,对头孢拉定、多西环素、呋喃唑酮、氟苯尼考等抗生素最为敏感,并且78株分离株均存在多重耐药性,其中77株耐药5重及以上;动物试验结果显示,RA的分离株致病力普遍较强,而且不同地区分离株、同地区不同分离株之间均存在差异,数株RA分离株的LD50在104-107 CFU不等。【结论】RA在国内流行表现了强致病力及严重耐药情况,本研究结果为更好地预防控制、临床用药及后续致病机制研究提供了参考依据。

    • 赵文平,岳小真,常娇娇,李槿年

      2022,49(11):4786-4797, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220380

      Abstract:

      【背景】拟态弧菌(Vibrio mimicus)是一种严重危害水产养殖业的病原菌,可引起鱼类弧菌病,目前使用抗生素防治该病存在较多弊端。【目的】在细胞水平探讨过表达草鱼抗菌肽Hepcidin (CiHep)对拟态弧菌生长和NF-κB通路的影响。【方法】构建重组真核表达质粒pEGFP-N1-Cihep和pcDNA3.1(+)-Cihep。将pEGFP-N1-Cihep转染草鱼肾细胞系(Ctenopharyngodon idellakidney,CIK),通过免疫荧光法和Western blotting检测转染后不同时间融合蛋白EGFP-CiHep的表达情况。进一步检测转染pcDNA3.1(+)-Cihep后的CIK细胞培养上清液对拟态弧菌生长的影响,以及转染细胞内NF-κB通路激活关键基因和下游免疫相关基因的转录水平。【结果】融合蛋白EGFP-CiHep在CIK细胞内能够良好表达,且以转染后48 h的表达量最高;转染后的细胞培养上清液能够显著抑制拟态弧菌生长;过表达CiHep可显著改变NF-κB通路激活关键基因和下游免疫相关基因的转录水平。【结论】 CiHep具有抑制拟态弧菌生长和激活NF-κB通路的作用。研究结果为鱼源Hepcidin的开发应用提供了理论依据,有望实现从激活NF-κB通路正向调控抗菌肽表达的新角度防治鱼类拟态弧菌病。

    • 曹喆,周晨烨,李丹,贺兰婷,丛越飞,李万里,黄琪,唐启河,郭军

      2022,49(11):4798-4808, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220405

      Abstract:

      【背景】近年来,由于栖息地减少、农药的大量使用及病原菌侵染等综合因素,导致全世界的熊蜂种类与数量逐年减少,病原菌的侵染可通过微生物在自身生长过程中会产生的抑菌物质进行有效抑制或杀灭。【目的】短头熊蜂(Bombus breviceps)长期生存在野外环境中,其肠道内存在着大量微生物资源。从短头熊蜂肠道内筛选拮抗菌株,并对其抑菌特性进行研究。【方法】采用牛津杯双层法筛选拮抗菌株,测定抑菌活性最佳菌株发酵液的抑菌物质稳定性与抑菌广谱性等抑菌特性,并借助细胞膜通透性、流式细胞仪检测等试验探究其抑菌机制。【结果】得到了5株具有明显抑菌作用的拮抗菌株,其中果杆菌(Fructobacillus tropaeoli)CZ01对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonella choleraesuis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)这5种病原指示菌都具有高度抑菌效果。菌株CZ01对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳,抑菌圈直径可达到(21.21±0.25) mm,在121 ℃处理后仍具有67.36%以上的抑菌活性,调整pH值为10.0时仍具有78.16%的抑菌活性。【结论】短头熊蜂肠道微生物资源较丰富,尤其是果杆菌(F.tropaeoli)CZ01具有抑菌活性高、稳定性好、抑菌谱广等特性,对金黄色葡萄球菌具有良好的杀灭效果,显示出良好的应用潜能。

    • 肖黛,张路文,李施倩,俞恩波,曹三杰,黄小波

      2022,49(11):4809-4820, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220358

      Abstract:

      【背景】猪肠病毒G (Enterovirus G,EV-G)在猪群中普遍存在,可引起猪的皮肤损伤、肌肉麻痹、肺炎、发热、腹泻等,也存在无症状感染。【目的】建立检测EV-G的荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,RT-qPCR)方法并开展四川地区分子流行病学调查。【方法】根据EV-G的5ʹUTR基因保守序列设计特异性引物,建立可检测EV-G各基因型的RT-qPCR,并评估其灵敏性、特异性和重复性,开展四川地区EV-G的流行调查。【结果】标准品在1.89×102-1.89×108 copies/μL浓度范围内线性关系良好;在特异性试验中,其他9种猪病毒(猪德尔塔冠状病毒、猪流行性腹泻病毒、传染性胃肠炎病毒、日本乙型脑炎病毒、猪萨佩罗病毒、猪细小病毒、猪圆环病毒、猪伪狂犬病病毒和猪繁殖与呼吸综合征病毒)检测均为阴性;最低检测浓度为1.89×101 copies/μL;组内和组间变异系数分别小于1%和2%。检测2013-2021年四川省431份猪腹泻样品,EV-G总体阳性率为31.1%,表明该病毒在四川地区的感染较普遍。随机选取9份四川的EV-G阳性样品扩增VP1基因并测序分析,发现四川EV-G流行的基因型包括G1、G3、G4和G9,但以EV-G1为优势基因型。【结论】本研究建立了一种检测EV-G各基因型的RT-qPCR方法,并初步掌握了四川EV-G的流行现状,为后续深入开展该病毒的研究奠定了基础。

    • 微生物育种
    • 李嘉欣,步绪亮,张贵振,江向海,徐俊,徐岷涓

      2022,49(11):4821-4831, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220243

      Abstract:

      【背景】厦门霉素A是厦门链霉菌(Streptomyces xiamenensis) 318菌株的主要次级代谢产物,具有显著的抗纤维化活性及药用潜力。但野生型菌株中厦门霉素A的产量仅有14 mg/L,其生产水平亟待提升。【目的】通过随机诱变-抗性标记筛选获得高产菌株并进行培养基优化,以提高厦门霉素A的产量。【方法】在厦门霉素A的生物合成基因簇后融合一个抗性基因,用于报告整个基因簇的表达水平。对构建的基因工程菌株进行常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)诱变,从抗性水平高的突变菌株中筛选高产菌株,并通过培养基优化,使厦门霉素A产量显著提升。【结果】构建携带卡那霉素抗性标记的产厦门霉素A的工程菌MT-XN作为出发菌株,对该菌株进行一轮ARTP诱变,使用90 mg/L卡那霉素筛选,得到了厦门霉素A产量为101.7 mg/L的突变菌株MA-8。进一步通过响应面法优化培养基配方,在最佳培养基中MA-8菌株产生的厦门霉素A达到134.2 mg/L,较野生型菌株提高了845.1%。【结论】采用随机诱变-报告基因筛选系统,可快速筛选出厦门霉素A产量大幅提升的高产菌株,为后续的药物开发奠定良好的基础。

    • 医学微生物学
    • 熊文斌,卢晗,刘新春

      2022,49(11):4832-4847, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220245

      Abstract:

      【背景】诺卡氏菌是一种广泛分布的好氧放线菌,可在人体内引起局部或播散性感染,尤其是在免疫功能低下的个体中。诺卡氏菌感染在临床上较难鉴定,而且不断有新型诺卡氏菌种被发现。不同类型、不同地域的诺卡氏菌具有流行差异和抗生素敏感性差异,阻碍了适当治疗方式的选择。利用病灶处的宿主菌分离得到噬菌体来控制诺卡氏菌感染的这种方法在近年来受到了各界的关注。【目的】尝试从环境中分离出能够用于临床治疗的针对诺卡氏菌的烈性噬菌体,并研究其基因组学特征。【方法】利用双层平板法分离得到目标噬菌体,观察其噬菌斑形态,并对噬菌体进行分离纯化,在透射电镜下鉴定其特征。提取噬菌体DNA进行全基因组测序与注释,并与数据库内已知噬菌体基因组进行比较,同时构建系统进化树以进行遗传进化分析。【结果】本文以肉色诺卡氏菌为宿主,从环境样本中分离出一株烈性噬菌体vB_Ncarnea_KYD1,在双层平板上可形成直径<2 mm的透亮均匀的噬菌斑。基因组分析表明,vB_Ncarnea_KYD1DNA为环状,大小为66 621 bp,共发现102个蛋白质编码区(coding sequence,CDS)及一个tRNA-Ser编码序列。透射电镜观察与系统进化树综合分析可以确定,vB_Ncarnea_KYD1为长尾噬菌体科的一个新属。其在进化过程中经历了复杂的基因重组过程。暂未发现毒力因子相关基因与抗性基因,具备实用价值。【结论】从环境水体中分离出一株烈性肉色诺卡氏菌噬菌体vB_Ncarnea_KYD1,通过电镜观察与基因组分析可知,此株噬菌体为长尾噬菌体,基因组中暂未发现不利于临床应用的相关基因,是一株相对安全的烈性诺卡氏菌噬菌体。研究结果丰富了国内噬菌体资源库,并为后续诺卡氏菌感染疾病的治疗提供支持。

    • 薛松,范殊璇,史君涵,傅翔,邓子新,马伟

      2022,49(11):4848-4859, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220391

      Abstract:

      【背景】作为临床最常见的非结核条件致病分枝杆菌,脓肿分枝杆菌(Mycobacteroides abscessus)因其天然、多耐药等特性成为目前临床治疗的一大挑战。作为分枝杆菌限制性营养元素——铁摄取的关键系统,分枝杆菌素(mycobactin,MBT)、羧基分枝杆菌素(carboxymycobactin,cMBT)与病原分枝杆菌的毒力、耐药等密切相关。【目的】丰富分枝杆菌MBT、cMBT结构数据,探究MBT在致病分枝杆菌起源过程中的演化规律。【方法】在MALDI-TOF-MS与FT-MS/MS解析脓肿MBT、cMBT结构的基础上,进一步开展其活性分析与生物合成基因簇比较基因组分析。【结果】虽然脓肿分枝杆菌MBT、cMBT母核修饰模式与海洋分枝杆菌最相似,R1、R2、R3、R5等位置的修饰完全相同,而且脂肪酸链均位于R4位置;但脂肪酸链长度不同[C10-17 (MBT)、C4-8 (cMBT)],为新结构。Fe-cMBT不仅以浓度依赖方式促进脓肿分枝杆菌生长,而且利用效率显著高于FeCl3,相关结果表明MBT-cMBT是脓肿分枝杆菌高效获取铁元素的关键系统。与MBT结构结果一致,mbt-1基因簇共线性分析及mbt-1mbt-2系统发育分析结果均表明脓肿分枝杆菌与海洋分枝杆菌(M.marinum)亲缘关系最近,而非结核分枝杆菌(M.tuberculosis)或耻垢分枝杆菌(M.smegmatis) (基于16S rRNA基因序列分析)。进一步分析发现,M.marinumM.tuberculosisM.bovis等病原分枝杆菌脂肪酸链长度变化范围仅4 C,而M.abscessusM.fortuitumM.aviumM.smegmatis等条件致病与非致病菌的脂肪酸链长度变化范围为7-11 C,暗示MBT同系物脂肪酸链长度变化范围与分枝杆菌不同生活方式、环境之间可能存在关联。【结论】作为获取铁元素的关键系统,具有独特结构的脓肿分枝杆菌MBT-cMBT在致病、耐药等方面的作用及起源、演化规律值得深入研究。

    • 专论与综述
    • 黎伟涵,邓世雄

      2022,49(11):4860-4868, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220360

      Abstract:

      生物痕迹往往成为刑事侦查案件中的突破口,比如在涉及个人识别、嫌疑人追踪或者死亡时间(postmortem interval,PMI)等法医学问题上,生物源性证据往往发挥着至关重要的作用。目前,许多传统的法医学方法仍在沿用,但研究者们试图发现新的法医学工具,以此来弥补传统方法的不足或者为法医学实践增加新的思路和方法。得益于测序技术的发展,研究者们发现机体内外的微生物数量要远远超过细胞的数量,它们在地点溯源、个人识别、死亡时间的推断、生物犯罪及环境保护等方面均有着不小的应用价值。本文对这方面的研究进展进行了介绍。

    • 李月,庞亚如,成旭,李春,吕波

      2022,49(11):4869-4885, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220346

      Abstract:

      胆固醇是动物体内积累的主要甾醇化合物,在维持细胞膜功能、合成甾体激素、生产甾体药物中间体等方面具有重要的生物学意义和医学应用价值。传统动物组织提取胆固醇的方法费时费力并存在严重的环境污染问题,而甾醇分子结构的复杂程度也限制了其化学全合成。近些年,人们利用合成生物学方法构建的微生物细胞工厂已成功用于萜类、甾醇类等天然产物的开发与合成。文中综述了胆固醇微生物细胞工厂的研究进展,包括胆固醇生物合成途径的解析、底盘菌株的选择、异源基因元件的挖掘与优化、相关代谢通路的调控等方面,并讨论了当前研究面临的问题,以期为胆固醇的高效生物合成提供参考。

    • 陈碧清,刘细细,朱学军

      2022,49(11):4886-4892, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220373

      Abstract:

      单细胞测序技术正逐渐成为生物学基础研究的“必备工具”,为我们理解各种生物学现象带来革命性的洞见。很多传染性疾病均涉及免疫细胞的差异化功能,而这些免疫细胞之间具有较大的异质性。与传统的批量高通量测序相比,近年来新兴的单细胞转录组测序使得研究者能够分析感染过程的免疫细胞异质性,充分挖掘珍贵的临床样本的分子信息,还能获取难以培养的病原微生物的遗传信息。本文着重介绍了当前单细胞测序在传染性疾病及病原微生物研究领域中的应用情况,并对其发展前景做了简要展望。

    • 张雪珥,王栩芮,杨峥茹,刘娥,王彦瑾,姚业静,杨思敏,曾进浩,郭静

      2022,49(11):4893-4908, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220529

      Abstract:

      特应性皮炎(atopic dermatitis,AD)是一种难治易复发皮肤病,由于病因复杂且患病率逐年增加,该病已经成为公共卫生领域关注的问题。随着高通量测序、元基因组学和代谢组学等技术的应用,发现AD的发生与发展与微生物群落息息相关,“微生物-皮-肠”轴及它们之间的串扰机制也逐渐被验证。“微生物-皮-肠”轴在过敏性皮肤炎症中扮演了重要角色。本文综述了“微生物-皮-肠”轴与AD的关系,及其可能交流的信号分子和潜在途径,重点关注了涉及益生菌、菌群移植和抗菌肽等微生物缓解AD的潜在机制,为靶向微生物群治疗过敏性皮肤炎症提供了一个新的视角。

    • 高校教改纵横
    • 孙飞龙,宁景叶,刘高敏,沈玲,王晓军

      2022,49(11):4909-4917, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220315

      Abstract:

      受新型冠状病毒肺炎疫情影响,线上线下混合式教学模式逐渐成为教学新常态。如何提升教学效果,确保线上线下实质等效,实现有效教学是关键。本课程团队秉承“以学生的发展为中心、以结果为导向、持续改进”的教学理念,针对目前教学中存在的问题,在分析和把握学生学习特征及认知方式,线上教学资源建设及教学内容优化的基础上,使用O-AMAS有效教学模型,重新构建了微生物学课程的教学过程,采用多元化教学模式,实施有效测评和反馈,通过简单总结促进深度学习,充分调动学生自主学习的积极性,有效提升了课程的教学效果。

    • 前瞻与评论
    • 陈琴,娄龙,杨文治,万伟萍,谭玟,张志云

      2022,49(11):4918-4933, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220362

      Abstract:

      【背景】肠道菌群是溃疡性结肠炎发病的重要影响因素,一直是研究者关注的焦点。【目的】全面分析近20年肠道菌群与溃疡性结肠炎相关性研究的前沿热点和发展趋势,为今后研究提供参考。【方法】从WoSCC检索2000-2020年的文献,并使用VOSviewer 1.6.17、CiteSpace 5.8.R1和在线文献计量分析平台进行分析。【结果】共获得3 146篇出版物。每年的出版物数量和被引用的频率均呈上升趋势。美国在出版物产出、H指数和国际合作方面显示出一定的优势。最有影响力的研究机构和学者分别是美国的哈佛大学和Xavier RJ。期刊共被引分析显示,胃肠道领域的高分专业期刊Gastroenterology位居第一。关键词共现中的“expression”“probiotics”及“Escherichia coli”成为研究的热点。关键词突发检测发现“dysbiosis”“microbiome”和“fecal microbiota transplantation”是最新的研究前沿。【结论】本研究从最新的文献计量学角度分析了肠道菌群与溃疡性结肠炎关系的研究现状和发展趋势,其结果可能有助于研究人员选择合适的期刊和合作者,促进对该领域研究热点和前沿进行更深入的探索。

    • 谭娅文,张千柔,徐迦南,江辉

      2022,49(11):4934-4941, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220310

      Abstract:

      【背景】近些年,越来越多的研究集中在红球菌上,很少有研究人员对现有文献进行全面回顾。【目的】为了探究国内外红球菌领域的研究热点、前沿和未来发展趋势,以便为后续研究人员提供全面直观的参考。【方法】对近10年发表在Web of Science的红球菌领域论文进行统计分析和文献计量分析。通过VOSviewer文献可视化软件绘制作者标签视图和关键词共现网络图。【结果】全球有关红球菌领域的发文量总体呈逐年上升趋势,发表期刊多为微生物学领域的专科期刊,中国和美国的文章发表数和引用数远超其他国家,红球菌的研究内容也主要集中在生物催化、生物降解和非核糖体肽合成酶等方面。【结论】红球菌在世界范围内越来越受到重视,并逐渐成为研究热点,国家和研究机构应继续加强合作,推动红球菌领域的继续发展。

    • 宁婉清,杨建社,成娟丽,林金水

      2022,49(11):4942-4956, DOI: 10.13344/j.microbiol.china.220336

      Abstract:

      【背景】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是临床引发感染的主要病原菌之一,对多种抗菌药物均有耐药性,临床治疗难度大,对该病原菌耐药性的研究一直备受关注。【目的】基于CiteSpace可视化功能,探究铜绿假单胞菌耐药性研究现状、热点与发展趋势。【方法】利用文献计量分析法,以2014–2021年中国知网(CNKI)、万方数据库(Wanfang)、Web of Science (WoS)共8 996篇铜绿假单胞菌耐药性的中英文文献为分析样本,运用Citespace软件对文献发文量、作者合作网络、国家和机构合作网络、文献共被引及期刊分析、关键词聚类、突现等方面进行分析,以探究该研究主题的研究热点及趋势。【结果】英文文献发文量增长速度高于中文文献;我国文献发文量仅次于美国、印度,在该领域科研成果贡献度较高,国际学术影响力较大;中英文文献中均对院内感染疾病和耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌持高关注度。然而,中文文献较关注铜绿假单胞菌耐药性的临床防治问题,英文文献则较关注铜绿假单胞菌耐药性的基础研究。【结论】国内外铜绿假单胞菌耐药性研究对院内感染疾病及新型耐药菌的产生与防治关注度最高,暗示以上研究主题是该领域的研究热点与趋势。


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