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微生物学报

  • 2013年第53卷第10期文章目次
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    • >封面
    • 封面

      2013, 53(10).

      摘要 (565) HTML (0) PDF 814.25 K (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >目录
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      2013, 53(10).

      摘要 (626) HTML (0) PDF 480.11 K (893) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >学科先贤
    • 保卫生物安全的先驱——汪美先

      2013, 53(10).

      摘要 (741) HTML (0) PDF 1.36 M (1026) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >小型综述
    • 大肠杆菌α-溶血素分泌途径研究进展

      2013, 53(10):1011-1017.

      摘要 (1460) HTML (0) PDF 865.36 K (1952) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:随着生物技术的不断发展,大肠杆菌胞外分泌分子机理日渐明晰,大肠杆菌表达系统成为实现规模化制备胞外重组蛋白的途径之一。本文综述了大肠杆菌α-溶血素分泌途径的转运机制及应用前景。

    • microRNA 对宿主和肠道微生物互作的调控

      2013, 53(10):1018-1024.

      摘要 (2363) HTML (0) PDF 894.62 K (2190) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:肠道内环境是宿主和肠道微生物菌群互作的结果,肠道菌群一方面通过抗原物质调节肠道组织的免疫稳定,另一方面,肠道菌群参与糖、脂、蛋白质代谢,产生的代谢产物能够调控细菌营养代谢、群体结构和肠道组织的营养吸收等。microRNA是宿主细胞内调控基因表达的重要因子,肠道微生物菌群不仅调控宿主mRNA的转录,同时也影响某些基因的转录后修饰。研究表明,肠道菌群通过与宿主肠道组织互作,调节肠上皮组织内某些参与炎症应答和屏障功能的microRNA 的表达。本文介绍了肠道微生物与宿主互作的基本内容,对microRNA在肠道微生物与宿主互作和肠道健康中的调节进行综述。

    • 成簇的规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)基因组编辑技术研究进展

      2013, 53(10):1025-1030.

      摘要 (1886) HTML (0) PDF 1.01 M (1442) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:细菌和古细菌在与噬菌体的生存斗争中,进化出了获得性免疫系统———成簇的规律间隔的短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR),该结构能够通过其转录出的mRNA又称crRNA(CRISPR RNA)及CRISPR相关蛋白(CRISPR-associated,Cas)对外来某一特定单链或双链DNA实施高特异性地沉默或降解。近年来,这个存在于原核生物中的免疫系统成为了研究热点,并有着极为广泛的应用前景。特别是最近,研究人员又根据crRNA的特性和功能,利用人为改造后的sgRNA (small guideRNA)及Cas9蛋白,实现了对细菌乃至真核生物某一特定基因的精确敲除或沉默,这无疑会使基因组编辑技术进入一个更加方便而精确的新时代。

    • >遗传和分子生物学
    • 链霉菌负调控因子突变筛选系统的构建

      2013, 53(10):1031-1042.

      摘要 (1335) HTML (0) PDF 2.32 M (1629) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】构建用于阻遏链霉菌隐性次级代谢基因簇表达的负调控因子筛选的报告系统。【方法】通过“REDIRECT (Rapid Efficient Directed Recombination Time Saving)”技术结合链霉菌温和噬菌体BT1整合酶的体内位点特异性重组技术,对链霉菌中多基因进行无痕敲除。以链霉菌隐性次级代谢基因簇中受阻遏的启动子驱动链霉菌中保守的inoA 构建报告质粒,针对阻遏次级代谢基因簇表达的负调控基因的突变进行检测,以验证报告系统的可行性。【结果】本研究首先通过对天蓝色链霉菌的肌醇从头合成途径关键酶基因inoA,及合成黄色聚酮类隐性抗生素(yellow cryptic polyketide,yCPK)的途径特异性负调控基因scbR2依次进行了无痕敲除,以构建进一步筛选所用的受体菌,再以scbR2阻遏的cpkO启动子控制inoA 的表达构建了报告质粒pIJ8660::PcpkO::inoA。结果显示沉默的cpkO 启动子在突变的受体菌中被激活并使inoA得到了表达,可以使inoA的光秃型突变表型在不添加肌醇的培养基上恢复到产孢的野生型表型。【结论】inoA可以作为新的链霉菌普遍适用的报告基因,可方便地通过表型变化的观察进行筛选,同时可针对性对负调控基因的突变进行检测,可应用于链霉菌隐性抗生素激活的研究。

    • 蓝细菌Synechocystis PCC 6803染色体上的基因ssl2138和sll1092构成的毒素-抗毒素系统

      2013, 53(10):1043-1049.

      摘要 (944) HTML (0) PDF 2.05 M (1143) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】证明集胞藻(Synechocystis)PCC 6803染色体上的假定基因ssl2138和sll1092构成vapBC家族的毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system,TA系统)。【方法】以RT-PCR分析ssl2138和sll1092的共转录,以选择性表达系统分析其编码产物对大肠杆菌生长的影响,并通过亲和层析和质谱检测证明编码产物之间的相互作用。【结果】ssl2138和sll1092构成的二元操纵子在正常生长条件下共转录;Sll1092表达抑制大肠杆菌的生长,Ssl2138的同时表达或随后表达可拮抗Sll1092的生长抑制作用;Ssl2138与Sll1092相互作用形成复合体。【结论】位于同一操纵子中的假定基因ssl2138和sll1092构成vapBC家族的TA系统。

    • >生理和代谢
    • 相似相容物质对嗜冷甲烷叶菌R15的冷保护作用

      2013, 53(10):1050-1055.

      摘要 (1156) HTML (0) PDF 1.30 M (1569) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:嗜冷甲烷叶菌R15(Methanolobus psychrophilus R15)是本实验室分离自青藏高原若尔盖湿地的一株甲烷古菌新种。前期研究发现其生长温度范围为0℃-30℃,最适生长温度为18℃,并能在5 mmol/L至800 mmol/L NaCl中生长。【目的】鉴定甲烷古菌的相似相容物质,并探讨它们对甲烷古菌的冷保护作用和可能的作用机理。【方法】用LC-MS 分析低温下甲烷古菌胞内积累的相似相容物质;检测积累的及已知的相似相容物质对R15低温生长的促进作用,并以研究酶稳定性的模式蛋白谷氨酸脱氢酶(GDH)为对象,分析 相似相容物质对低温下酶的稳定性作用。【结果】在4℃培养和冷胁迫的R15细胞内检测到胆碱和甜菜碱的积累;发现胆碱、甜菜碱、甘氨酸、肉毒碱、乙偶姻和四氢嘧啶6 种相似相容物质促进R15的低温生长,而且胆碱、甜菜碱及甘氨酸能提高GDH 酶的低温稳定性。【结论】甲烷古菌的相似相容物质同时具有低温保护作用,本研究扩展了对相似相容物质生理功能的认识。

    • rmlA 基因缺失影响禽致病性大肠杆菌的生物被膜形成

      2013, 53(10):1056-1062.

      摘要 (1654) HTML (0) PDF 1.91 M (1472) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】构建禽致病性大肠杆菌(Avian pathogenic Escherichia coli,APEC) rmlA基因缺失株,研究该缺失株的生物学特性。【方法】利用Red重组系统构建rmlA缺失株;比较野生株与缺失株在生长特性、运动性和生物被膜形成能力等方面的差异;运用Real-time PCR技术,比较野生株与rmlA缺失株对APEC部分毒力基因转录的影响。【结果】rmlA缺失株,不影响APEC的生长和运动特性,但生物被膜形成能力显著增强,且使luxS、irp2基因转录水平分别上调2倍、1.8 倍,iucD、fyuA则下调25倍。【结论】APEC的rmlA基因可以影响禽致病性大肠杆菌的生物被膜形成能力及部分毒力基因的转录水平;而对APEC的生长、运动特性没有影响。

    • 永兴岛白穗软珊瑚共附生放线菌筛选及部分活性次级代谢产物的鉴定

      2013, 53(10):1061-1071.

      摘要 (1383) HTML (0) PDF 1.60 M (1504) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】从白穗软珊瑚中分离和鉴定共附生放线菌,运用PCR 技术对所分离的放线菌进行I 型聚酮合酶(PKS)筛选,研究其次级代谢产物。【方法】使用11 种培养基对白穗软珊瑚共附生放线菌进行分离、鉴定,构建16S rRNA基因系统发育进化树,以基于I 型PKS的KS基因设计的简并引物对所分离放线菌进行基因筛选,对阳性菌株用3种培养基发酵检测,对目标菌株进行放大规模发酵分离鉴定次级代谢产物。【结果】从白穗软珊瑚中分离到20株共附生放线菌,包括链霉菌属10株、迪茨氏菌属2株和盐水孢菌属8株,筛选获得18株I型PKS阳性菌株,并从菌株Salinospora arenicola SH04中分离到化合物rifamycin S和rifamycinW。【结论】首次从珊瑚共附生环境中分离得到海洋专属性稀有放线菌盐水孢菌属,并以I 型PKS基因筛选为指导,分离鉴定了聚酮类化合物rifamycins,为研究软珊瑚共附生可培养放线菌的多样性和基于基因筛选指导分离次级代谢产物提供了可靠依据。

    • >酶和蛋白质
    • Src与胶原同源插头蛋白(Shc)调控曲格列酮引起的PAE细胞自噬

      2013, 53(10):1072-1079.

      摘要 (1172) HTML (0) PDF 2.32 M (1189) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】明确Src 与胶原同源插头蛋白(Src homology and collagen homology,Shc)调控曲格列酮(troglitazone,TZ)引起的猪血管内皮(porcine aortic endothelial,PAE)细胞自噬的机制。【方法】我们先利用激光共聚焦显微镜、蛋白免疫杂交检测了TZ 引起的PAE 细胞自噬;然后通过siRNA干扰敲降Shc,转染wtShc、3mShc 等质粒的方法确定了p52Shc参与自噬的调控;最后通过siRNA干扰敲降Ulk1得到最终结论。【结果】通过研究发现,敲降Shc,会增加细胞的自噬;而过量表达p52Shc抑制了TZ引起的细胞自噬;p52Shc抑制自噬与其自身的酪氨酸磷酸化位点Tyr239、Tyr240和Tyr317相关;同时发现,p52Shc能抑制自噬调节分子磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)及其下游底物Unc51样激酶1(UNC-51-like kinase-1,Ulk1)的活性。【结论】Shc通过调控AMPK与Ulk1的磷酸化调节TZ引起的细胞自噬。

    • >生态和环境微生物学
    • 一养殖场中质粒介导喹诺酮类药物耐药基因qnrS的流行特性

      2013, 53(10):1080-1086.

      摘要 (1145) HTML (0) PDF 2.02 M (1502) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】研究质粒介导喹诺酮类药物耐药基因qnrS在一养殖场中的流行特点。【方法】分离养殖场不同来源样品中的大肠杆菌菌株,利用美国临床标准委员会(CLSI)推荐的药敏纸片法测定菌株耐药情况,通过质粒接合试验获得qnrS阳性接合子,测定qnrS对喹诺酮类药物最小抑菌浓度(MIC)值的影响及其与其它类抗生素耐药性的相关性,利用脉冲场凝胶电泳分析该场中qnrS阳性菌株遗传进化关系。【结果】环境源菌株qnrS的阳性率为29.2%,显著高于禽源菌株基因检出率(13.4%),新进的雏鸡可迅速从养殖场中获得 qnrS基因并在鸡群中流行。qnrS基因可使接合子对喹诺酮类药物MIC值不同程度升高,并且与其它五类抗生素具有相关性,不同qnrS阳性菌株间遗传关系较远,但也存在同一克隆株的流行。【讨论】qnrS基因主要通过质粒的播散等进行水平传播,同时也存在同一克隆株的流行传播。qnrS基因多样性及其水平传播方式造成了它的广泛流行,加强对耐药基因的监测及研究对减少多重耐药菌株的产生具有重要意义。

    • 坛紫菜养殖周期中的藻际微生物多样性

      2013, 53(10):1087-1102.

      摘要 (1411) HTML (0) PDF 1.55 M (2195) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】坛紫菜是我国江浙海区栽培地主要经济藻类。观察紫菜养殖过程中藻际微生物的群落特点及变化,研究藻际环境中的微生物因素在紫菜栽培中的作用,为保证紫菜健康生长及病害防治提供理论与实验基础。【方法】采用传统纯培方法和PCR-DGGE 技术分离归类坛紫菜养殖周期中的藻际微生物,并利用16SrDNA (细菌)和18S rDNA(真菌)序列测定及在线BLAST比对鉴定到属,比较分析不同生长阶段、不同养殖海区及养殖过程的坛紫菜藻际微生物的多样性特点。【结果】在坛紫菜养殖过程中总共分离到467株细 菌,共41个属。分类结果显示藻际细菌归属于变形菌门(Alphaproteobacteria和Gammaproteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),优势菌群为α-变形菌纲和γ-变形菌纲。分离到55株真菌,共15个属。分类结果显示绝大多数真菌归属于子囊菌门(Ascomycota),仅1株归属于担子菌门(Basidiomycota)伞菌纲(Agaricomycetes)。细菌多样性大于真菌。坛紫菜藻际细菌有19个特异菌属,对照海水细菌有13个特异菌属;从丝状体中分离到大部分真菌和放线菌,坛紫菜养殖丝状体和不同叶状体养殖阶段的藻际微生物类别差异明显。在分离的坛紫菜藻际微生物中发现了与引起细菌性红烂病的海科贝特菌(Cobetia marina)、引起白斑病的紫菜茎点菌(Phoma porphyrae)高度相似的菌株,以及与典型的腐霉如镰孢霉菌(Fusarium sp.)和曲霉(Aspergillus sp.)高度相似的菌株。【结论】坛紫菜养殖过程中藻际微生物的多样性受到紫菜生长形态、养殖时间及养殖环境等因素的影响。在藻际微生物中发现与紫菜致病菌高度相似的微生物,作为潜在致病微生物应得到重视。

    • >研究简报
    • 产甘油假丝酵母HOG1 MAPK同源基因CgHOG1的克隆及特征分析

      2013, 53(10):1103-1110.

      摘要 (1120) HTML (0) PDF 1.75 M (1997) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】获得产甘油假丝酵母(Candida glycerinogenes)耐高渗和过量合成甘油的关键调控基因—丝裂原活化蛋白激酶基因(CgHOG1),并考察其渗透压调节功能。【方法】运用简并PCR 结合Self-Formed Adaptor PCR技术从产甘油假丝酵母基因组中克隆CgHOG1基因并进行生物信息学相关分析,将CgHOG1基因在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae W303-1A)hog1Δ缺失突变株中互补表达,考察菌株耐渗透压能力变化。【结果】所获得CgHOG1基因全长1164 bp,编码387个氨基酸序列(GenBank No. KC480066);氨基酸序列与来源于Ogataea parapolymorpha的Hog1p同源性最高,为86%;该基因在酿酒酵母hog1Δ缺失突变株中异源表达能够显著提高菌株的抗盐耐高渗和甘油合成能力。【结论】本文所获得的基因CgHOG1是一个具有耐高渗和过量合成甘油调控功能的新基因,研究结果为产甘油假丝酵母超高渗应答机制的研究及抗盐耐旱作物改造提供了新的基因。

    • 沙门氏菌硫修饰基因dptC的克隆表达与分离纯化

      2013, 53(10):1111-1116.

      摘要 (1197) HTML (0) PDF 1.82 M (1462) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】细菌DNA磷硫酰化修饰是指DNA骨架非磷氧桥上的一个氧被硫取代,该修饰增加了机体的抗氧化作用,其发生受被称为dnd的基因簇控制。沙门氏菌(Salmonella entericaserovar Cerro 87)是具有磷硫酰化修饰现象的细菌之一,其dnd基因簇被命名为dptBCDE。本研究旨在克隆其中的dptC基因,优化dptC表达条件,为进一步研究DptC 在DNA磷硫酰化修饰过程中的酶学功能奠定基础。【方法】以沙门氏菌总DNA为模板,设计特异引物、PCR扩增获得dptC基因片段,连接于表达载体pGEX-6P-1的SmaI和XhoI位点 之间,构建融合表达载体pJTU3622;将pJTU3622转化大肠杆菌(Escherichia coliDH10B),经氨苄霉素抗性初选及序列测定,获得阳性克隆;提取阳性中pJTU3622再转化大肠杆菌表达宿主[E. coli BL21 (DE3)pLysS],获得工程菌株Anxh103;优化表达条件,诱导表达dptC基因;采用GST-Trap柱和kata FPLC纯化系统分离纯化DptC蛋白。【结果】获得沙门氏菌dptC基因表达载体pJTU3622和工程菌株Anxh103;确定dptC最佳诱导表达条件为:诱导温度18℃,诱导时间8-18 h,IPTG诱导浓度0.6 mmol/L,LB培养基中添加50 μmol /L Fe2+。【结论】成功克隆了沙门氏菌dptC基因,实现了沙门氏菌dptC基因的高通量表达;表达载体中引入TEV酶切位点,使得很容易切除GST标签,为进一步研究DptC的酶学功能奠定了基础;沙门氏菌DptC发酵体系中添加50 μmol/L Fe2+可以提高DptC产量,纯化的DptC显示浅棕色,推测与变铅青链霉菌(Streptomyces lividans)中的同源蛋白蛋白DndC一样,也是一种含4Fe-4S的铁硫蛋白。

    • 苯酚降解菌红球菌(Rhodococcus sp.) P1的鉴定及其在焦化废水中的应用

      2013, 53(10):1117-1124.

      摘要 (1207) HTML (0) PDF 1.65 M (2073) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】酚类物质的去除是焦化废水处理的关键问题,目的是从焦化废水中分离高效的苯酚降解细菌。【方法】以苯酚为唯一碳源筛选纯化降解苯酚细菌,菌株鉴定采用菌落形态和16S rRNA 序列分析方法,并研究其苯酚降解特性和在焦化废水中的除酚作用。【结果】菌落形态和16S rRNA序列比对分析表明分离的P1菌株为红球菌属(Rhodococcus sp.)细菌;其耐酚浓度高达1400 mg/L,苯酚降解的最适条件为32℃-42℃、pH 7.0和0-4%盐;苯酚降解动力学曲线符合Haldane动力学模型,qmax=0.517/h,Ks=77.487 mg/L,Ki=709.965 mg/L;不同重金属对红球菌P1菌株的苯酚降解抑制作用不同,Zn2+、Mn2+和低浓度的Pb2+对菌株降酚没有影响,Cu2+、Ni2+、Cd2+均抑制菌株对酚的降解;红球菌P1菌株2d内可完全降解1/3焦化原水中的279.9 mg/L酚类物质。【结论】P1菌株是1株高效的苯酚降解菌,具有生物处理焦化废水酚类物质的潜力。

    • >征稿简则
    • 征稿简则

      2013, 53(10).

      摘要 (665) HTML (0) PDF 1.28 M (666) 评论 (0) 收藏

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