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微生物学报

  • 2013年第53卷第6期文章目次
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    • >封面
    • 封面

      2013, 53(6).

      摘要 (517) HTML (0) PDF 1.54 M (554) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >目录
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      2013, 53(6).

      摘要 (702) HTML (0) PDF 285.90 K (1171) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >学科先贤
    • 微生物免疫学家谢毓晋

      2013, 53(6).

      摘要 (825) HTML (0) PDF 1.03 M (1757) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专论
    • “伯杰氏系统细菌学手册(第二版)”第5卷与我国的放线菌系统学研究

      2013, 53(6):521-530.

      摘要 (2407) HTML (0) PDF 615.67 K (5563) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:“伯杰氏系统细菌学手册”(下文简称“伯杰氏手册”),是世界各国分类学家普遍接受的学术观点的汇总,集科学性、统一性和实用性于一身。2012 年5 月,随着“伯杰氏手册”第二版第5 卷(放线菌专刊)分A、B两册出版,这部经典巨著在Michael Goodfellow 等的领导下精心组织并顺利完成。“伯杰氏手册”第5卷对放线菌分类系统做出了重大调整,正式建立了放线菌门,包括6个纲、23个目(含一个未确定目)、53个科、222个属、近3000个种,其分类阶元为细菌域、放线菌门,在门下为纲、目、科、属和种。“伯杰氏手册”收录了我国放线菌分类学研究的大量成果,这是我国四代放线菌分类学家们共同努力的结果。但需要指出的是,由于“伯杰氏手册”过于严谨、保守的著书宗旨与漫长的出版周期,对DNA基因多位点序列分析(MLSA)技术、基因芯片技术和基因组技术等在分类学领域中所做出的新研究成果采纳不足,而这部分内容或许在不久的将 来会使原核生物分类学发生深刻的改变。

    • >小型综述
    • 酿酒酵母耐受单萜类化合物的机理研究进展

      2013, 53(6):531-537.

      摘要 (1077) HTML (0) PDF 1012.06 K (2220) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:增强酿酒酵母对单萜的耐受性对于利用其生产单萜和利用含有单萜的生物质均具有重要意义。深入了解酿酒酵母应对单萜胁迫机理有助于构建一株较高单萜耐受性的酵母菌株,该菌株将有助于更高效率的单萜生产效率。研究表明,单萜会破坏酿酒酵母体内的氧化还原平衡,造成活性氧积累并进而导致菌体死亡。为了应对单萜诱发氧胁迫造成的损伤,酿酒酵母需要系统提升其抗氧化能力。本文归纳了酿酒酵母耐受多种典型单萜化合物胁迫机制的研究进展,并从酿酒酵母自身抗氧化机制方面,介绍了酿酒酵母应对氧胁迫的策略,并提出了进一步研究的方向。

    • 肠道免疫的安全靶向载体:大肠杆菌Nissle1917

      2013, 53(6):538-544.

      摘要 (1634) HTML (0) PDF 762.20 K (3124) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:长期以来,如何激发高效的肠道黏膜免疫应答来预防肠道感染始终是较为棘手的问题。本文旨在对大肠杆菌(Escherichia coli)Nissle 1917 作为肠道黏膜免疫的安全靶向载体,调理胃肠道菌群紊乱、缓解溃疡性结肠炎以及利用益生菌固有特性或优化特性进行治疗的可能性等相关研究进展作一综述。大肠杆菌Nissle1917(EcN)是一株可口服的优良益生菌,也可作为生物载体活苗候选株,兼有较强的肠道局部定殖能力和无免疫原性的特性。该菌株还可以作为载体靶向递呈TAT—凋亡素融合蛋白治疗结肠直肠癌,并在研发靶向递呈防御素治疗溃疡性结肠炎和克罗恩病上具有重要的功能。其基因修饰株能够原位递呈特定的抗原分子,有效激发特异性的黏膜免疫应答。重组大肠杆菌Nissle-HA110-120具有体外表达特异性抗原的能力,但EcN菌体本身不会引起黏膜免疫应答,也不影响对自身抗原的外周免疫耐受。同时,EcN具有很好的安全性,尤其是因炎症导致肠道防御屏障破坏的时候,重组大肠杆菌Nissle-HA110-120在健康或患有急性结肠炎的小鼠体内都没有迁移、克隆扩增和激活特异性CD4+T淋巴细胞的作用。

    • >生理和代谢
    • 一种增加重组毕赤酵母拷贝数提高胰岛素前体产量的策略

      2013, 53(6):545-552.

      摘要 (1268) HTML (0) PDF 1.40 M (2121) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】为了进一步提高毕赤酵母表达生产人胰岛素前体的产量,【方法】将构建的表达载体pPICZα-IP电转至毕赤酵母X-33中,在100 μg/mL zeocin的YPDS抗性平板筛选获得过量表达人源胰岛素前体(IP)的重组菌株B4和S6。在此基础上,以过量表达胰岛素前体的B4和S6为出发菌株,以SacI线性化的表达载体pPICZα-IP进行重复电转化,并在1000 μg/mL zeocin的YPDS平板上筛选获得一株拷贝数为7的重组毕赤酵母2B4。【结果】该菌株在5 L规模发酵罐上,人源胰岛素前体产量是低拷贝数菌株B7的2.7 倍,且菌体并未因拷贝数高而表现出生长不良的现象。实时定量PCR检测后,发现2B4菌株胰岛素前体基因的转录水平是B7的2倍。【结论】综上结果表明,采用抗性筛选和重复电转相结合的高拷贝重组毕赤酵母构建策略,能有效促进目的基因的转录水平,最终显著提高目标蛋白的产量。

    • 发状念珠蓝细菌细胞对Cu2+、Cr2+和Pb2+胁迫的响应

      2013, 53(6):553-560.

      摘要 (990) HTML (0) PDF 909.78 K (1759) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】对发状念珠蓝细菌细胞进行重金属离子Cu2 + (CuSO4)、Cr2 + (CrCl2)和Pb2 +(PbCl2)胁迫,探讨发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应。【方法】25℃,80 μmol/(m·s)光照下,BG11培养液培养发状念珠蓝细菌,利用不同浓度(0、0.1、1.0、10、100 mg/L) Cu2 + 、Cr2 + 和Pb2 + 胁迫发状念珠蓝细菌细胞,测定 其质膜透性、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及海藻糖含量,分析发状念珠蓝细菌细胞对重金属离子胁迫的响应。【结果】在Cu2 + 、Cr2 + 和Pb2 + 胁迫下,发状念珠蓝细菌细胞的外渗率和丙二醛(malondialdehyde)含量随着重金属离子浓度的升高而升高,相对渗透率和膜脂过氧化水平的变化趋势一致。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)活性随重金属离子浓度的升高先升后降,脯氨酸含量随着重金属离子处理浓度的升高,呈先降后升的趋势,可溶性糖含量随浓度的增大而减少。【结论】低浓度的重金属离子可以诱导发状念珠蓝细菌细胞产生结构和生理的应激响应,高浓度会导致发状念珠蓝细菌细胞膜结构和功能的严重损害。

    • >酶和蛋白质
    • 芽胞杆菌(Bacillus sp.)YX-1耐有机溶剂葡萄糖脱氢酶的基因克隆与酶学性质

      2013, 53(6):561-568.

      摘要 (1301) HTML (0) PDF 1.17 M (1908) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】从芽胞杆菌(Bacillus sp.)YX-1基因组中克隆出一种有机溶剂耐受型的葡萄糖脱氢酶基因,实现了该基因在大肠杆菌中的高效表达,研究了重组蛋白的酶学性质。【方法】依据芽胞杆菌属中葡萄糖脱氢酶氨基酸序列的保守性,设计合理引物,钓取来源于Bacillus sp.YX-1的葡萄糖脱氢酶基因,构建诱导型表达载体pET28a-gdh,于大肠杆菌中进行表达。镍柱亲和层析法纯化重组蛋白,考察了重组蛋白的酶学性质。【结果】葡萄糖脱氢酶基因全长为786 bp,编码261 个氨基酸。酶学研究结果表明:该酶最适反应温度为45℃,最适pH值为8.0;具有良好的有机溶剂耐受性,于50%的辛烷、环己烷、癸烷中室温放置1 h后,酶活仍能保持90%以上;具有较宽的底物谱,对多种糖均具有一定的催化活性,其中催化D-葡萄糖的活力最高,产生还原型辅酶因子;对辅酶NADH和NADPH具有相似的依赖性,对NAD + 和NADP + 的催化比活分别为8.37 U/mg和8.62 U/mg。【结论】利用生物信息学成功地挖掘出Bacillus sp.YX-1一种耐有机溶剂的葡萄糖脱氢酶,为氧化还原酶在有机相反应中的的辅酶再生循环提供了新型的生物催化剂。

    • >生态和环境微生物学
    • 俄罗斯堪察加地区热泉及其周边生境的泉古菌多样性

      2013, 53(6):569-576.

      摘要 (1261) HTML (0) PDF 1.13 M (2358) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】泉古菌为陆地热泉系统的主要古菌类群,可能在自然界生源元素的地球化学循环中发挥着重要作用。本研究旨在揭示俄罗斯堪察加地区热泉以及热泉周边区域的泉古菌多样性,同时基于之前已获得的我国云南地区热泉数据,比较两地区泉古菌群落差异。【方法】通过构建16S rRNA基因片段克隆文库获得序列信息和丰度,随后进行物种多样性、系统发育和群落结构差异分析。【结果】高温热泉Burlyashi Liza(BSL,89℃)中的泉古菌全部属于热变形菌纲(Thermoprotei)内的物种。中温热泉TF Vent 2( TFV,49℃)的群落结构主要由不确定的热变形菌纲类群、不确定的泉古菌类群、高温水环境泉古菌类群Ⅱ(HWCG-Ⅱ)和奇古菌下的Group1.1b 类群组成。热泉周边常温环境的主要物种与热泉环境的代表性克隆pJP41一起聚成一个较大的遗传分枝。Jackknife 聚类树和主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)的结果显示:温度相似的样点,其泉古菌群落结构相对来说更为相似。【结论】俄罗斯堪察加地区与我国云南地区热泉中的泉古菌存在着一定程度上的不同。陆地热泉系统影响着其周边环境的泉古菌类群。热泉中泉古菌群落结构受温度的明显影响。

    • 贵州红壤水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶微生物的多样性

      2013, 53(6):577-585.

      摘要 (964) HTML (0) PDF 1.12 M (1750) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】研究水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶微生物的多样性,对于揭示Fe-氢酶微生物的群落演替规律和产氢微生物的生化代谢机理具有重要的意义。【方法】采用PCR-变性梯度凝胶电泳和实时定量PCR 技术进行基于梭菌属Fe-氢酶基因的多样性和丰度的分析。【结果】水稻土淹水培养过程中Fe-氢酶基因的变性梯度凝胶电泳图谱显示,培养1-5 d时Fe-氢酶基因条带数增加,10 d时Fe-氢酶基因条带数减少,20-40 d时Fe-氢酶基因条带数再次增加并保持稳定,对应的含Fe-氢酶微生物的群落结构随着培养过程的进行发生了显著变化。主成分分析表明,1 d与20 d、5 d与10 d、30 d与40 d的含Fe-氢酶微生物群落结构相似性较高,随着培养时间的增长含Fe-氢酶微生物群落结构趋于稳定。α多样性指数分析显示,1 d和10 d的丰富度指数(R)、Shannon-Weaver 指数(H')、Simpson 指数(DS)与其他时间点相比较小,说明这2个时间点的Fe-氢酶多样性低,对应的含Fe-氢酶微生物群落结构较为简单,表明淹水培养过程中微生物的群落结构发生了演替变化。变性梯度凝胶电泳指纹图谱15个Fe-氢酶的优势条带测序后构建的系统发育树表明,培养前期的优势条带与梭菌属的Fe-氢酶关系较近,培养后期出现了非梭菌属的Fe-氢酶。淹水培养过程中Fe-氢酶基因的拷贝数在106/g干土的水平,占细菌的相对比例为1‰–2‰。【结论】水稻土淹水培养过程中发现了4种梭菌属Fe-氢酶和3种非梭菌属Fe-氢酶基因,对应的含Fe-氢酶微生物在培养前期群落结构发生显著演替变化,培养后期趋于稳定。

    • >侵染和免疫
    • 构建具有巨细胞病毒(CMV)启动子的杆状病毒高效表达载体并利用其在鸡胚原代细胞中表达eGFP基因

      2013, 53(6):586-595.

      摘要 (1232) HTML (0) PDF 1.66 M (2174) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】杆状病毒载体在哺乳动物细胞中不复制,具有极高的生物安全性,而通过引入细胞特异性启动子、“病毒假型化”、添加不同功能调控元件等优化手段,杆状病毒可转导的细胞类型明显增多、转导效率明显增高。优化的重组杆状病毒可以在鸡细胞中表达,确定重组杆状病毒在鸡细胞中高效表达的条件,为禽类基因工程疫苗的开发奠定了坚实的基础。【方法】本研究以增强型绿色荧光蛋白( Enhanced Green Fluorescent Protein,eGFP)为报告基因,构建含巨细胞病毒(Cytomegaoviyns,CMV)启动子启动的重组转座载体,并且通过病毒假型化(TM/CTD of VSV-GED)、添加转录后调控元件(Woodchuck hepatitis virus posttranscriptional regulatory element,WPRE)和腺病毒反向重复序列(Inverted terminal repeats,ITRs)等手段优化重组杆状病毒表达载体,最终利用重组杆状病毒对鸡胚原代细胞的侵染进行eGFP 的表达,比较分析不同重组载体对蛋白表达水平的影响。【结果】eGFP表达结果显示,12 h便可在倒置荧光显微镜下检测出eGFP的表达,随着时间的延长,eGFP表达效率先增加后降低。经过VSVGED病毒假型化的重组杆状病毒转导效率从36%增加至48.2%。添加转录后调控元件WPRE的重组杆状病毒介导eGFP的表达效果与添加10mmol/L丁酸盐法基本相同,但对细胞几乎没有毒性。从72 h内的eGFP 表达强度看,只有添加ITRs元件的重组杆状病毒的表达强度随时间的延长而极缓慢增加。【结论】eGFP表达结果显示,利用VSVGED病毒 假型化手段可以提高杆状病毒转导鸡胚原代细胞的效率;添加转录后调控元件WPRE的重组杆状病毒介导eGFP的表达效果与添加丁酸盐法基本相同,可以增强杆状病毒介导报告基因在鸡胚原代细胞中的表达水平;添加ITRs元件的重组杆状病毒具有延长eGFP 表达时间的作用。

    • A型口蹄疫合成肽疫苗的免疫效力评价

      2013, 53(6):596-607.

      摘要 (858) HTML (0) PDF 1.96 M (2014) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】研制A 型口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)新型合成肽疫苗,为畜牧业减少经济损失。【方法】应用两种含有口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)AF/72株VP1[131-159]、VP4[20-35]、3A[21-35]和3B[29-42]4个抗原表位的合成肽联合CpG寡聚脱氧核苷酸(5'-TCGCGAACGTTCGCCCG ATCGTCGGTA-3')在豚鼠上进行了免疫效力评价。【结果】2. 5μg/只的合成肽364 能保护4/5的豚鼠免受FMDV AF/72株的攻击,灭活苗组获得完全保护,其他组的保护效力仅为3/5;保护效力最高的两组的外周血CD4 + T淋巴细胞含量高达33.7%和36.6%,而其他组不超过27.7%,PBS组仅为18.1%。【结论】本研究筛选出一组免疫效力较好的口蹄疫A型合成肽疫苗,可以作为候选疫苗进行进一步评价。

    • >技术与方法
    • 应用基因敲除快速构建大肠杆菌突变体改造脂肪酸代谢途径

      2013, 53(6):608-614.

      摘要 (1969) HTML (0) PDF 1.40 M (4049) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】基因敲除技术是研究基因功能的重要手段。我们试图建立一种快速、高效的大肠杆菌基因敲除方法。【方法】利用大肠杆菌(Escherichia coli)BW25113 单基因缺失体Keio 文库,将经典的Red 同源重组技术与P1噬菌体转导技术相结合,对E.coli MG1655脂肪酸代谢基因进行快速敲除。【结果】获得了大肠杆菌β-氧化途径的缺失菌株△fadD、△fadE和△fadD-△fadE;脂肪酸合成途径缺失菌株△fabH、△fabF和△fabH -△fabF。敲除fadD和fadE对生长情况没有影响;敲除fabH后,生长速度明显减慢;敲除fabF对生长几乎没有影响。FadD、FadE及双敲缺失体的脂肪酸含量18.2 mg/L、20.0mg/L和19.2 mg/L,略高于野生型17.5 mg/L;FabH、FabF及双敲缺失体的含量分别为12.6 mg/L、15.2 mg/L和11.2 mg/L,明显低于野生型。【结论】在单基因突变体文库基础上,利用P1 噬菌体转导、Red同源重组和抗性基因消除进行基因敲除,简化了构建大肠杆菌单基因和多重突变体的方法。

    • >研究简报
    • 苏云金芽胞杆菌clpP基因缺失对碱刺激敏感性的影响

      2013, 53(6):615-622.

      摘要 (1078) HTML (0) PDF 1.66 M (1306) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】比较苏云金芽胞杆菌与枯草芽胞杆菌在碱性培养条件下生长情况,明确clpP基因在碱刺激条件下的作用。【方法】采用同源重组技术敲除苏云金芽胞杆菌HD73 菌株clpP基因,通过在不同pH下生长曲线的测定明确了clpP基因缺失突变体对碱性环境的敏感性,测定clpP基因的缺失对芽胞形成率、芽胞萌发效率和盐胁迫的影响。【结果】苏云金芽胞杆菌在碱刺激后,当培养基pH值为8.9-9.1时可以恢复生长,而枯草芽胞杆菌在pH 值为8.2-8.4时可以恢复生长,说明苏云金芽胞杆菌对碱性环境适应能力更强,这有助于作为病原菌的Bt适应昆虫中肠的碱性环境。clpP基因缺失对芽胞形成率和萌发效率没有明显的影响。在将培养基中NaOH终浓度调节至30 mmol/L NaOH时,clpP 基因缺失突变体的生长较出发菌株慢。说明ClpP在苏云金芽胞杆菌对碱性环境的适应过程中具有重要作用。

    • 小单孢菌40027菌株质粒pJTU112复制区的克隆与序列特性

      2013, 53(6):623-627.

      摘要 (934) HTML (0) PDF 1.12 M (2048) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:福堤霉素A 产生菌———小单孢菌40027菌株含有两个质粒pJTU101和pJTU112。【目的】对质粒pJTU112复制区进行克隆,并对质粒pJTU112复制区序列进行测定和分析。【方法】克隆质粒pJTU112的不同DNA片段导入消除质粒的小单孢菌40027菌株,通过复制功能的测定,确定质粒pJTU112的复制区,并进行测序和生物信息学分析。【结果】质粒pJTU112 的复制区定位在约4.7 kb的SacI-KpnI DNA片段上,测序和生物信息学分析表明:4.7 kb的SacI-KpnI DNA片段包含5个ORFs(open reading frames),其中pJTU112.1和pJTU112.2与质粒接合转移有关,pJTU112.3、pJTU112.4和pJTU112.5与质粒复制有关。【结论】质粒pJTU112的复制区定位在约4.7 kb的SacI-KpnI DNA片段上。

    • 一株分离自美国龙虾的麦氏弧菌的鉴定及其低温状态下细胞脂肪酸的变化

      2013, 53(6):628-634.

      摘要 (972) HTML (0) PDF 1.18 M (1638) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:【目的】对从美国龙虾(Homarus americanus)中分离的菌株F5-1 进行种属鉴定并分析其低温状态下脂肪酸组成变化。【方法】通过VITEK 2 Compact全自动微生物鉴定仪分析菌株的生理生化特征和进行药敏试验;16S rRNA基因序列同源性分析确定该菌株的系统发育学地位;通过气相色谱和质谱联用法(GC-MS)分析菌株的全细胞脂肪酸。【结果】菌株F5-1为革兰氏阴性菌,对弧菌抑制剂O/129敏感,对青霉素有耐药性;生理生化特征与麦氏弧菌(Vibrio metschnikovii)的相似性为96%,16S rRNA序列与麦氏弧菌(GenBank No.HQ658055)的相似性为99%;菌株的主要脂肪酸组成为C12∶0、C14∶0、C16∶0和C16∶1(n-7),不饱和脂肪酸(棕榈油酸)相对含量达34%,低温培养状态下,不饱和脂肪酸(棕榈油酸)相对含量增加至40%。【结论】将美国龙虾中分离的菌株F5-1鉴定为麦氏弧菌,该菌对多种药物敏感,菌细胞脂肪酸组成与来源于俄罗斯海参威某饮用水水库中分离的麦氏弧菌有较大差异。

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