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微生物学报

  • 2013年第53卷第4期文章目次
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    • >封面
    • 封面

      2013, 53(4).

      摘要 (553) HTML (0) PDF 9.99 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:

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      2013, 53(4).

      摘要 (595) HTML (0) PDF 264.75 K (1143) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >学科先贤
    • 杰出的微生物细胞学家——徐浩

      2013, 53(4).

      摘要 (675) HTML (0) PDF 991.17 K (1499) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >小型综述
    • 细菌分裂Z环定位的调控方式

      2013, 53(4):321-327.

      摘要 (1572) HTML (0) PDF 622.23 K (3642) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:细菌细胞的分裂调控机制一直是人们研究的热点。在细胞中部形成一个隔膜,这一看似简单的过程是一个多因子参与调控的过程。Z环(FtsZ ring)是分裂体的支架,Z 环形成的位置不仅是隔膜形成的位置还决定着细胞分裂位点,Z环在不正确的位置形成会导致细胞不均等分裂。目前研究已经发现了细胞分裂的多种调控包括Min系统、类核闭塞、MipZ蛋白,通过不同机制可以有效避免Z环的组装,从而阻止了分裂体在不正确的位置形成。就目前研究的Z 环形成的过程以及影响Z环定位的调控机制作一综述。

    • >生理和代谢
    • 利用五碳糖产高纯度L-乳酸的大肠杆菌基因工程菌的构建

      2013, 53(4):328-337.

      摘要 (1063) HTML (0) PDF 1.26 M (2549) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】本研究以已敲除多个产杂酸酶基因的大肠杆菌(Escherichia coli)乙醇工程菌SZ470 (ΔfrdBC ΔldhA ΔackA ΔfocA-pB ΔpdhR::pBp6-pBrbs-ceEF-lpd)为起始菌株,进一步敲除其乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)基因,同时插入带有自身启动子的乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)的L-乳酸脱氢 酶(L-lactate dehydrogenase,LLDH)基因,构建可利用五碳糖同型发酵L-乳酸重组大肠杆菌。【方法】利用λ噬菌体Red重组系统构建乙醇脱氢酶基因(adhE)缺失菌株Escherichia coli JH01,并克隆P.acidilactici的ldhL基因,利用染色体插入技术将其整合到JH01基因组,构建产L-乳酸大肠杆菌基因工程菌Escherichia coli JH12,利用无氧发酵15 L发酵罐测定重组菌株L-乳酸产量。【结果】工程菌JH12 在15 L发酵罐中以6%的葡萄糖为碳源进行发酵,发酵到36 h的过程中葡萄糖的消耗速率为1. 46 g/(L·h),乳酸生产强度为1.14 g/(L·h),乳酸的产量达到41.13 g/L。发酵产物中未检测到琥珀酸、甲酸的生成,仅有少量乙酸生成,L-乳酸纯度达95.69%(L-乳酸在总发酵产物的比率)。工程菌JH12以6%的木糖为碳源进行发酵,发酵到36 h的过程中葡萄糖的消耗速率为0.88 g/(L·h),乳酸生产强度为0.60 g/(L·h),乳酸的产量达到34.73 g/L。发酵产物中杂酸少,乳酸的纯度高达98%。【结论】本研究通过基因敲除、染色体插入及无氧进化筛选获得一株产L-乳酸的大肠杆菌工程菌JH12,该菌株不需利用外源质粒,稳定性好,可利用五碳糖进行发酵,发酵产物中杂酸少,L-乳酸的纯度高。本研究为L-乳酸大肠杆菌工程菌的构建提供一定的技术支持,同时也为大肠 杆菌L-乳酸的工业化生产提供了参考依据。

    • 休哈塔假丝酵母转化木糖和葡萄糖为乙醇的发酵转录谱

      2013, 53(4):338-345.

      摘要 (1007) HTML (0) PDF 727.93 K (2094) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】探究木糖发酵典型菌株休哈塔假丝酵母在己糖和戊糖发酵中的转录谱及差异,筛选出与木糖利用和乙醇发酵代谢途径及调控相关的关键性酶和功能蛋白质基因。【方法】应用新一代高通量测序技术454 GS FLX Titanium分别构建了休哈塔假丝酵母木糖、葡萄糖发酵的cDNA 文库,并进行De novo转录组的表达序列标签大规模测序和序列比较分析,进而挖掘出该酵母中参与木糖代谢和乙醇发酵的相关基因。【结果】分别对木糖和葡萄糖发酵样本进行二分之一RUN 测序并各自得到60万条reads,序列平均长度 400 bp。共拼接得到7250条(木糖)和7168条(葡萄糖) contigs,并利用BLAST对木糖样品和葡萄糖样品中的2421个基因(contig)和2456个基因(contig)进行了功能注释和GO分类。通过两个文库间的序列对比分析,共发现158个基因属于差异表达状态(P<0.05)。基于经典的糖酵解及乙醇发酵途径筛选出与木糖乙醇发酵相关的候选基因,并且比较分析其转录水平的差异。【结论】基于大规模转录谱测序和比较分析首次筛选出休哈塔假丝酵母中参与木糖代谢和乙醇发酵的基因群,可为后续的分子生物学及代谢调控研究提供基础数据。

    • >酶和蛋白质
    • 木聚糖酶EvXyn11TS耐热性与其N端二硫键的相关性分析

      2013, 53(4):346-353.

      摘要 (1035) HTML (0) PDF 1.51 M (1970) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】以糖苷水解酶11 家族耐热木聚糖酶EvXyn11TS为研究对象,定点突变其编码基因Syxyn11,揭示EvXyn11TS耐热性与其N端二硫键的相关性。【方法】对不同来源的、与EvXyn11TS一级结构相似度较高的若干11家族木聚糖酶进行多序列同源比对,发现只有耐热的EvXyn11TS在其N端存在一个二硫键(Cys5-Cys32);运用分子动力学模拟预测该N端二硫键存在与否对木聚糖酶热稳定性的影响。以人工合成的Syxyn11为母本,采用PCR技术将其编码Cys5的密码子TGT突变为编码Thr5的ACT,构建去除了N端二硫键的突变酶(EvXyn11M)的编码基因Syxyn11M;分别将Syxyn11和Syxyn11M在毕赤酵母GS115中进行表达,并分析表达产物EvXyn11TS和EvXyn11M的温度和pH特性。【结果】酶学性质研究结果表明:EvXyn11M的最适温度Topt由突变前的85℃降至70℃;EvXyn11TS在90℃的半衰期t1/290为32 min,而EvXyn11M在70℃的半衰期t1/270仅为8.0 min。【结论】运用分子动力学模拟预测了N端二硫键对EvXyn11TS耐热性的重要作用,并通过定点突变验证之,为其它与耐热EvXyn11TS一级结构相似的、11家族常温高比活性木聚糖酶的耐热性改造提供了新的技术策略。

    • 球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102 纤维素酶基因及其表达条件

      2013, 53(4):354-362.

      摘要 (1261) HTML (0) PDF 927.06 K (1864) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】生物质的利用是当前生物技术研究的一个热点。本小组分离到一株高效降解纤维素球毛壳菌(Chaetomium globosum)NK102,本文拟探索研究此菌的纤维素酶表达系统并寻找影响酶基因表达的关键因素。【方法】通过对NK102测序,本文界定了球毛壳菌NK102 的主要纤维素酶编码基因,使用数字基因表达谱升级版(RNA-Seq)的方法得到纤维素酶基因的表达差异,然后观察了营养、物理条件下纤维素酶基因表达和酶活性变化的情况。【结果】发现随着培养时间的延长,纤维素酶基因整体上表达量升高。在所选基因中,外切葡聚糖酶、纤维二糖脱氢酶和内切葡聚糖酶基因(cbh1,cdh 和egl1)的表达量最高。糖代谢的负调控因子ACE I和CreA的随时间表达量均降低,而Hap2/3 /5复合体的表达量反而升高。之后检测了不同碳源培养基对纤维素酶基因表达量和酶活性的影响,发现葡萄糖为强阻遏因子,纤维二糖为其诱导物,而山梨醇没有影响。特别是,我们发现光照也影响纤维素酶基因的表达,黑暗条件明显抑制酶基因的表达。【结论】转录组学的方法可以初步探索纤维素酶表达的规律,酶基因的表达受到营养、物理条件的影响。本研究为揭示球毛壳菌降解纤维素分子机理和阐释生物质糖代谢途径提供了有用参考。

    • 假坚强芽胞杆菌中乙醇降解相关酶的克隆、表达及酶学特性

      2013, 53(4):363-371.

      摘要 (1169) HTML (0) PDF 1.32 M (2214) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】研究假坚强芽胞杆菌OF4中乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶的酶学特性。【方法】通过引物设计,采用PCR技术从嗜碱芽胞杆菌OF4的基因组DNA中扩增获得乙醇脱氢酶(adh)基因和乙醛脱氢酶(aldh)基因,构建表达载体,通过异源原核表达,Ni-NTA柱层析纯化酶蛋白,分析其酶学特性。【结果】乙醛脱氢酶的最适反应温度为35℃,最适反应pH值为8.0,酶蛋白的活力为979.6 U/mg,其稳定性在25℃和35℃下比45℃稍好;尽管由于乙醇脱氢酶的表达量低而未能纯化获得酶蛋白,但通过双基因共表达及乙醇耐受性实验发现乙醇脱氢酶也具备较高的催化活性。【结论】成功地从假坚强芽胞杆菌OF4中克隆获得了乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶基因,二者共同作用能够较大提高宿主对乙醇的耐受性。

    • >生态和环境微生物学
    • 耐碱反硝化菌株的分离鉴定与功能检测

      2013, 53(4):372-378.

      摘要 (1103) HTML (0) PDF 939.52 K (2001) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】分离获得耐碱反硝化菌株,确定其反硝化活性和耐碱能力。【方法】分离、纯化,获得耐碱反硝化菌株;通过形态观察、生理生化试验和16S rRNA基因测序分析,确定菌株分类地位;试验起始硝酸盐浓度和起始pH 对分离菌株反硝化活性的影响。【结果】从实验室稳定运行的高效反硝化反应器中分离获得耐碱反硝化菌株R9,经鉴定归于Diaphorobater nitroreducens;菌株R9能够以甲醇为电子供体、硝酸盐为电子受体进行异养生长,当起始硝氮浓度为50 mg/L、起始pH为9.0 时,288 h内硝氮去除率达93.25%;高浓度硝氮可抑制其反硝化活性,半抑制常数Ki为202.73 mg N/L;菌株R9的耐碱性良好,起始pH为11.0时的硝氮去除率是pH为9.0时的86%。【结论】菌株R9归于Diaphorobater nitroreducens,最适生长pH为9.0左右,是一株耐碱反硝化菌。

    • 不同被捕食细菌对新疆盐碱地粘细菌分离的影响

      2013, 53(4):379-389.

      摘要 (1071) HTML (0) PDF 1.14 M (2133) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】利用被捕食细菌诱导粘细菌形成子实体的方法分离新疆盐碱地粘细菌,并初步分析被捕食菌与被诱导粘细菌之间关系。【方法】从盐碱地分离出16 株对粘细菌具有不同诱导作用的被捕食细菌,将其用以分离新疆阿克苏地区盐碱地粘细菌。【结果】对25个盐碱地土样的粘细菌进行分离,共分离到55株粘细菌,结合分子生物学手段和形态学特征,初步将其归属为粘球菌属、珊瑚球菌属、Pyxidicoccus、孢囊杆菌属和侏囊菌属及6 株无法纯化的疑似粘细菌。供试的16 株被捕食细菌诱导粘球菌属均具有较好效果,而Pyxidicoccus和孢囊杆菌只能由革兰氏阳性菌诱导。【结论】与传统分离方法比较,采用多种被捕食细菌分离粘细菌其出菌率明显提高,数量增加,且易观察和挑取,有利于后续纯化。不同粘细菌的捕食菌谱及捕食嗜好不同,增加被捕食细菌筛选范围可能会提高粘细菌的分离效率。本研究采用被捕食菌分离粘细菌的方法为粘细菌的分离提供了新思路与途径。

    • >侵染和免疫
    • 单核细胞增生性李斯特菌prfA缺失株及其亲本株胞外蛋白的比较蛋白质组学

      2013, 53(4):390-396.

      摘要 (810) HTML (0) PDF 1.57 M (1909) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】PrfA蛋白对单核细胞增生性李斯特菌致病过程中毒力基因的表达起着重要调控作用,本文从蛋白质水平上初步探讨了PrfA的调控功能。【方法】对LM4及LM4ΔprfA的胞外蛋白采用双向凝胶电泳结合基质辅助激光解析电离飞行时间质谱鉴定技术,进行比较蛋白质组学研究。【结果】发现差异表达的有31个蛋白点,质谱鉴定成功19个点,对应12种蛋白,其中已知的毒力相关蛋白有:InlC、ActA、LLO,此外还发现丙氨酸丙氨酰羧肽酶、GW重复表面蛋白、假定转录调节因子、天冬氨酸半醛脱氢酶和一些假定蛋白。采用实时荧光定量PCR方法对蛋白质组学方法获得的结果进行了验证,结果显示hly、actA、inlC的基因表达量显著下降,丙氨酰氨羧肽酶、GW重复表面蛋白的mRNA转录水平降低。【结论】PrfA蛋白对毒力岛LIPI-I和毒力岛LIPI-II中毒力基因的表达具有重要的调控作用,新发现的转录调控因子和假定蛋白的功能有待于进一步深入研究。

    • >研究简报
    • 基于冰核蛋白的乳酸菌表面展示系统的构建

      2013, 53(4):397-402.

      摘要 (1654) HTML (0) PDF 1.22 M (2384) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】验证来源于丁香假单胞菌的冰核蛋白在乳酸乳球菌表面展示外源蛋白的可能性。【方法】以绿色荧光蛋白(Green Fluorescence Protein,GFP)基因gfp为报告基因,以冰核蛋白基因的N 末端和NC端作为展示单元,构建乳酸菌表面展示载体pHZ101和pHZ102,并转化大肠杆菌(Escherichia coli) JM109和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)MG1363。【结果】荧光显微镜观察显示重组大肠杆菌和乳酸乳球菌均能检测到绿色荧光。Western blot结果表明GFP蛋白在重组大肠杆菌和乳酸乳球菌中均得到表达,并且INPN-GFP蛋白多数滞留于乳酸乳球菌细胞质内,而INPNC-GFP蛋白则大部分定位于乳酸乳球菌的细胞膜上。【结论】以上结果表明丁香假单胞菌的冰核蛋白能引导外源蛋白定位于乳酸乳球菌的细胞膜上,为乳酸菌表面展示系统的构建提供了新的方向。

    • 口腔乳酸杆菌的分离及其益生特性

      2013, 53(4):403-408.

      摘要 (1045) HTML (0) PDF 1.04 M (2594) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】从口腔环境中筛选具有潜在益生特性的乳酸杆菌,用于防治口腔疾病的益生菌疗法。【方法】利用选择性培养基从健康志愿者的唾液和牙菌斑样品中筛选得到乳酸杆菌,然后验证他们对龋齿致病菌变异链球菌生长的抑制作用。同时考察分离得到的微生物是否具有可以定植或在口腔环境中生存的特性。【结果】本研究从牙菌斑样品中分离得到一株发酵乳杆菌Y29。该菌能够抑制变异链球菌的生长,并有自聚集和与其他口腔微生物共聚集形成生物膜的能力。此外,发酵乳杆菌Y29可耐受1.0 mg/mL 溶菌酶和140μg/g过氧化氢,有利于其在可能含有多种抑菌物质的口腔动态环境中生存。【结论】发酵乳杆菌Y29 在防治龋齿和保证口腔健康方面具有潜在的益生特性。

    • 狂犬病病毒CVS-11株全序列测定及其感染性克隆的构建

      2013, 53(4):409-415.

      摘要 (1058) HTML (0) PDF 1.27 M (2564) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】测定狂犬病病毒标准攻击毒CVS-11株全基因组序列,构建CVS-11株全长cDNA感染性克隆。【方法】RT-PCR扩增CVS-11株全基因组得到有重叠的12个片段,分别克隆至平端载体pEASY-Blunt,测定CVS-11株全基因组核苷酸序列。用软件DNAMAN分析CVS-11全序列单一性酶切位点,设计引物,分4段扩增CVS-11全基因组,扩增产物经多步酶切、连接逐步插入至真核表达载体pcDNA3.1,获得全长质粒pcDNA3.1-CVS-11。pcDNA3.1-CVS-11与其辅助质粒pcDNA3.1-N、P、L、G共转染NA细胞,经免疫荧光染 色、RT-PCR鉴定,拯救得到重组病毒rCVS-11。【结果】CVS-11全基因组序列由11 927个核苷酸组成,编码5个结构蛋白,结构基因排列同已知的其他狂犬病病毒一致。成功构建了CVS-11全长cDNA重组质粒pcDNA3.1-CVS-11和其辅助质粒pcDNA3.1-N、P、L和G。经共转染,成功拯救了重组病毒rCVS-11。【结论】CVS-11株感染性克隆的构建为从分子水平上进一步研究狂犬病病毒奠定了基础。

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