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微生物学报

  • 2020年第60卷第10期文章目次
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      2020, 60(10):0-0.

      摘要 (132) HTML (209) PDF 7.51 M (442) 评论 (0) 收藏

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      2020, 60(10):0-0.

      摘要 (151) HTML (236) PDF 984.58 K (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >综述
    • 肺炎链球菌与宿主炎症小体的相互作用机制

      2020, 60(10):2111-2121. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190538

      摘要 (543) HTML (2089) PDF 607.34 K (1183) 评论 (0) 收藏

      摘要:肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)是一种定植于上呼吸道的革兰阳性胞外菌,是导致侵袭性肺炎的主要原因,所致疾病具有较高的发病率和死亡率。炎症小体(inflammasome)是胞浆内重要的蛋白复合体,在先天免疫应答过程中起着重要作用。大量研究表明,肺炎链球菌感染可诱导宿主炎症小体的激活、半胱天冬酶1的活化和促炎性细胞因子的分泌。在长期选择压力的作用下,肺炎链球菌的部分突变菌株可以逃避炎症小体的识别。本文就肺炎链球菌感染过程中炎症小体的激活、炎症小体在抗肺炎链球菌过程中的作用以及肺炎链球菌逃避宿主炎症小体识别的机制三方面对肺炎链球菌与炎症小体之间相互作用的研究进展进行综述。

    • 益生菌治疗宠物细菌性腹泻概述

      2020, 60(10):2122-2135. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190546

      摘要 (490) HTML (5171) PDF 1.49 M (1174) 评论 (0) 收藏

      摘要:益生菌是一类对宿主健康有益的活体微生物,在预防、治疗和修复宠物细菌性腹泻等疾病中引起人们广泛关注。抗菌药在治疗宠物细菌性腹泻中发挥了重要作用,随着细菌耐药性加剧,严重降低了抗菌药的治疗效果。益生菌治疗细菌性腹泻具有广阔的应用前景。本文概述了宠物腹泻的致病菌种类、腹泻特征及防治现状,同时对改善宠物胃肠道疾病相关的益生菌种类、筛选条件、作用机制、存在问题及应用前景进行了介绍。

    • 氢营养型产甲烷代谢途径研究进展

      2020, 60(10):2136-2160. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190583

      摘要 (711) HTML (3831) PDF 6.72 M (1966) 评论 (0) 收藏

      摘要:产甲烷古菌是一类极端厌氧的古菌域微生物,可以利用CO2、甲醇、乙酸等简单化合物产甲烷并获得能量。目前能够培养的氢营养型(CO2/H2)产甲烷古菌的种类较多,而且在三类产甲烷代谢类型中,氢营养型产甲烷途径的产能效率最高,并具有多种模式的特殊能量利用系统。近年来,随着质谱、光谱和晶体技术的发展与运用,人们对产甲烷代谢途径的研究进一步深入,尤其是对氢营养型产甲烷途径的生化机制有了新的认识,揭示了产甲烷古菌在能量极限条件下独特、高效的能量利用模式。本文从能量储存、代谢途径、蛋白功能与催化机制等方面概述产甲烷古菌利用CO2/H2产甲烷的详细过程,并对产甲烷古菌代谢途径的研究方向与技术发展进行展望。

    • 基于CiteSpace的全球炭疽研究演化及其热点可视化分析

      2020, 60(10):2161-2171. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190589

      摘要 (343) HTML (1902) PDF 2.34 M (934) 评论 (0) 收藏

      摘要:最新研究估算全球约有18.3亿人生活在炭疽风险区域内。经过几十年的发展,全球炭疽研究成果数量丰硕且总量在增长。[目的] 对全球炭疽研究文献进行探析,以获取其研究领域演化趋势及热点变化。[方法] 基于WOS来源文献,运用科学计量方法,对1998-2018年全球炭疽研究进行可视化分析,综合运用CiteSpace可视化分析软件中文献共被引、文献突现、关键词共现等工具,探析全球炭疽研究领域演化趋势及其热点变化。[结果] 全球炭疽研究可分为1998-2004年“多维暴发”、2005-2013年“持续探索”和2014-2018年“新兴热点”3个研究阶段。[结论] 炭疽快速实时痕量检测和新型炭疽疫苗有可能成为未来全球炭疽研究热点。

    • >研究报告
    • 大豆快生根瘤菌SMH12效应蛋白NopP在共生固氮过程中的功能

      2020, 60(10):2172-2183. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190179

      摘要 (412) HTML (2046) PDF 1.43 M (885) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 研究Sinorhizobium fredii SMH12中的nopP在共生固氮过程中的功能,为深入解析根瘤菌效应蛋白的菌植互作机理提供线索,进而为大豆高效根瘤菌的遗传改良提供一定的科学依据。[方法] 利用生物信息学分析nopP的结构特征,构建nopP缺失、过表达和互补菌株,并对其进行共生表型分析;通过qRT-PCR分析nopP在共生过程中的时空表达特征,测定在接野生型和突变体的冀豆17中NINENOD40PR1PR2PR5的表达量;采用激光共聚焦显微镜观察NopP的亚细胞定位。[结果] 根瘤菌的NopP不包含任何已知功能域,与病原体的任何Avr效应物没有同源性。nopP缺失之后对冀豆17和中黄13的根瘤固氮酶活均有显著影响,在瘤数上对冀豆17有显著增加,表明nopP突变后促进其与冀豆17和中黄13的共生固氮。qRT-PCR显示,nopP在自生条件下少量表达,在共生条件下表达量显著升高,尤其在接菌2 d后表达量达到最高,显示该基因可能与根瘤菌早期侵染相关。此外,发现NopP在烟草叶片和大豆根中均定位于细胞膜和细胞核。接种突变体的冀豆17根中NIN的表达量升高1.2倍,PR5的表达量降低3.6倍。[结论] 效应蛋白NopP在与大豆共生过程中,参与根瘤菌的早期侵染以及在根瘤菌与豆科宿主植物之间的免疫防御反应中发挥重要功能。

    • 益生菌Lactobacillus paracasei subsp.paracasei Zhang对海南地区部分青年人肠道菌群的影响

      2020, 60(10):2184-2197. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190414

      摘要 (447) HTML (1419) PDF 1.44 M (1050) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 以海南地区征集的29名健康青年志愿者为研究对象,分析该地区青年人肠道菌群多样性,并探究益生菌Lactobacillus paracasei subsp.paracasei Zhang(LCZ)对其肠道菌群的影响。[方法] 29名健康青年志愿者每日补充2 g益生菌LCZ(0.5×1010 CFU/g),为期14 d。采集摄入益生菌LCZ第0、14、28天的志愿者粪便样品,采用PacBio SMRT测序技术基于16S rRNA基因全长测序分析志愿者粪便微生物组成和结构,评估益生菌LCZ对其肠道菌群的影响。[结果] 在门水平上,Firmicutes(54.46%)和Bacteroidetes(33.79%)在志愿者粪便微生物中含量最高;在属水平上,Bacteroides(23.13%)的相对含量最高;在种水平上,优势菌种为Faecalibacterium prausnitzii(9.72%)、Eubacterium rectale(7.00%)和Prevotella copri(6.07%)等。摄入益生菌LCZ 14 d后,肠道中的优势菌属变化不显著,低丰度菌属如OscillospiraParabacteroides等显著增加,AeromonasFusicatenibacter等显著减少(P <0.05)。此外根据志愿者粪便中Lactobacillus含量的变化情况,将所有志愿者分为两组。其中一组志愿者在摄入LCZ后粪便中Lactobacillus菌属相对含量显著增加,同时该组志愿者肠道中其他菌种如Butyricicoccus pullicaecorumLactococcus raffinolactisParabacteroides distasoni亦显著增加;而另一组志愿者,Lactobacillus及上述菌种均未发生显著变化。[结论] 连续2周摄入益生菌LCZ对志愿者肠道菌群中优势菌属的相对丰度影响不显著,但对低丰度菌属的相对丰度影响显著。

    • 茶树内生草螺菌ZXN111生长素合成及其对云抗-10号植物的促生功能

      2020, 60(10):2198-2210. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190526

      摘要 (367) HTML (1327) PDF 1.47 M (904) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 以紫娟茶树分离的内生菌水生草螺菌ZXN111为研究对象,通过分子遗传学方法证实该菌株植物生长素吲哚3-乙酸(IAA)合成的主要分子途径。[方法] 参考草螺菌基因组信息中IAA合成基因簇,选取与IAA合成密切相关的候选基因,即芳香族氨基酸转氨酶基因(tyrb),通过基因插入突变与基因互补方法,结合茶树组培苗体内促生能力分析,初步验证水生草螺菌生长素合成的主要机制。[结果] 植物生长素IAA合成候选基因tyrb突变后,突变株tyrb::pK19mobΩ2HMB 48 h的IAA合成量显著低于野生型菌株ZXN111,且tyrb基因互补后,互补株tyrb::pK19mobΩ2HMB(+)的IAA合成能力得到了显著恢复。茶树促生实验发现,突变株tyrb::pK19mobΩ2HMB接种组的茶树组培苗根长、根重及植株鲜重指标上均显著低于野生菌处理组。[结论] 水生草螺菌ZXN111有多条IAA合成途径,其中的吲哚-3-丙酮酸(IPA)是最主要途径,其生长素合成对寄主茶树具有显著的促生功能。

    • 东北丘陵区林地转型耕地对土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的影响

      2020, 60(10):2211-2225. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190532

      摘要 (495) HTML (1504) PDF 1.30 M (986) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 通过研究林地转型耕地对土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度、多样性和结构的影响,为丘陵区耕地长期施肥下农田土壤微生物多样性丧失的影响机制以及未来的退耕还林过程中土壤微生物多样性的提升和土地可持续利用研究提供一些基础数据和技术支撑。[方法] 采用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)和高通量测序技术解析土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的丰度、多样性和结构变化,并耦合土壤化学性质分析,明确土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度和多样性与土壤化学性质的关系以及关键的驱动因子。[结果] 林地垦殖为农田后,长期施肥导致土壤酸化,pH从5.58降至4.72,而土壤速效磷则从2.49 mg/kg增至49.3 mg/kg。相应地,耕地土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的丰度和Shannon指数均显著低于林地。基于编码碱性磷酸酶的phoD基因(alkaline phosphatase-encoding gene)序列的物种分类表明,丘陵区土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的优势门为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和疣微菌门(Verrucomicrobia),其中林地土壤的蓝藻门的相对丰度显著高于耕地。耕地土壤的慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度显著高于林地,而中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、Chlorogloea属、Gemmata属、Phormidesmis属和Pseudolabrys属的相对丰度显著低于林地。土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落结构因林地转型耕地而发生显著改变。phoD基因丰度和Shannon指数与pH显著正相关,而与总磷、速效磷、硝态氮和铵态氮均显著负相关,其中土壤速效磷是这些影响因素中影响最强烈的,长期施用无机磷肥导致含碱性磷酸酶的土壤细菌群落对有机磷分解的能力退化。[结论] 林地转型耕地加之长期施肥改变了土壤pH和速效磷,并在其他理化因子的协同驱动下,导致土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度、多样性和结构的显著变化。

    • 精噁唑禾草灵降解菌株Rhodococcus sp.DSB-1分离鉴定、降解机制及其应用研究

      2020, 60(10):2226-2241. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190579

      摘要 (281) HTML (957) PDF 2.02 M (835) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 分离并鉴定精噁唑禾草灵高效降解菌株,为开发高效降解菌剂,强化精噁唑禾草灵原位修复,保证黄瓜产品安全提供菌株资源和理论依据。[方法] 利用富集培养的方法分离降解菌株,并通过形态学、生理生化特征和16S rRNA基因进化分析进行鉴定;HPLC/MS鉴定菌株降解精噁唑禾草灵的中间产物,采用鸟枪法建库克隆降解过程中关键的水解酶基因,并进行异源表达,利用Michaelis-Menten双倒数曲线图测定酶动力学参数;通过正交试验确定菌株液态发酵参数,并通过对黄瓜灌根接种的方式,研究降解菌株对黄瓜根际土壤中精噁唑禾草灵的降解以及甘露醇对降解效率的强化作用。[结果] Rhodococcus sp.DSB-1在24 h内能将100 mg/L精噁唑禾草灵完全转化为精噁唑禾草灵酸,降解最适温度和pH分别为30℃和8.0。克隆得到一个精噁唑禾草灵水解酶基因,命名为pepE。水解酶PepE对精噁唑禾草灵的Km为28.2 μmol/L,kcat/Km为11.0 L/(μmol·s)。在发酵温度30℃、通气量1:0.4、搅拌速度200 r/min、培养时间48 h条件下,液态发酵所得菌剂对精噁唑禾草灵的降解效率最高。投加至黄瓜根际的菌株DSB-1可以在黄瓜根系定殖,12 d内完全降解黄瓜根际环境中10 mg/kg的精噁唑禾草灵。此外还发现添加甘露醇可强化菌株的修复能力,降解效率相对于未添加的处理提高14.8%。[结论] 菌株DSB-1具有原位修复精噁唑禾草灵污染土壤的潜力。

    • 副溶血性弧菌脂蛋白定位系统转运蛋白结构与功能的生物信息学分析

      2020, 60(10):2242-2252. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190587

      摘要 (394) HTML (1433) PDF 1.57 M (810) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 副溶血性弧菌是一种重要的人畜共患病原菌,脂蛋白定位系统(Localization of lipoprotein system,Lol)负责该菌脂蛋白的转运与定位,与其致病力及耐药性密切相关,对Lol系统转运蛋白进行系统的生物信息学分析,有助于推动副溶血性弧菌致病与耐药机理的进一步研究。[方法] 本文通过生物信息学分析技术,结合ExPASy在线工具、SignalP 4.0 Server、TMHMM-2.0、STRING、SWISS-MODEL等软件,分析了副溶血性弧菌Lol系统转运蛋白LolA-E及LolCD2E的基本性质、蛋白互作关系及三级结构。[结果] LolA和LolB为酸性亲水蛋白,含信号肽位点,无跨膜区域。LolC和LolE为碱性疏水膜蛋白,LolCD2E为中性疏水膜蛋白,LolC-E及LolCD2E均无显著的信号肽位点。蛋白相互作用网络显示,LolA-E五个蛋白的编码基因均共表达,负责脂蛋白的合成与转运,并与BamA、Pal、MacB、CmeC等外膜蛋白具有密切的互作关系。三级结构同源建模发现,副溶血性弧菌与大肠杆菌拥有相似的LolA和LolB结构,LolC-E含有MacB蛋白的同源结构,赋予了该系统消耗ATP运输脂蛋白的重要功能。此外,本研究还首次发现了副溶血性弧菌LolC和LolE中存在一段保守的Hook结构,是LolCD2E复合物与LolA结合并转运脂蛋白的关键区域。[结论] 本研究为副溶血性弧菌Lol系统转运蛋白的表达纯化、结构与功能的研究提供了重要的数据基础,为后续抗菌药物的研发提供了新型作用靶点。

    • 洪潮江水库浮游细菌群落空间分布及其与环境因子的关系

      2020, 60(10):2253-2264. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190597

      摘要 (301) HTML (1363) PDF 2.20 M (935) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 为了解洪潮江水库浮游细菌群落组成、空间分布及其与环境因子的相互作用关系。[方法] 基于16S rRNA基因高通量测序技术,对洪潮江水库浮游细菌群落结构与多样性进行了分析,同步对水体的理化指标进行检测。[结果] 洪潮江水库共注释浮游细菌28门79纲168目243科325属85种。优势门为变形菌门、放线菌门、蓝细菌门、疣微菌门、拟杆菌门、浮霉菌门,分别占比21.95%、21.30%、17.98%、12.27%、11.72%、9.51%。基于Bray-Curtis距离的PCoA分析表明,洪潮江水库9个采样点可以被分为3组,细菌群落呈现沿上下游梯度变化的趋势。perMANOVA检验显示,各组差异显著,但是各组的多样性指数没有显著性差异。Mantel分析表明,透明度、浊度、总磷、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、叶绿素a、pH、溶解氧、氧化还原电位、比电导、总溶解固体以及营养状态会显著影响浮游细菌群落结构。[结论] 洪潮江水库浮游细菌空间分布特征是自然环境理化因子和农业活动综合作用的结果。研究结果对了解浮游细菌群落空间格局及其对人类活动的响应,以及水库管理具有科学参考价值。

    • 中国北部湾光裸方格星虫可培养微生物的分离鉴定及其活性代谢物产生菌筛选

      2020, 60(10):2265-2276. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190598

      摘要 (240) HTML (1050) PDF 1.40 M (857) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 本研究从北部湾海域光裸方格星虫(Sipunculus nudus)肠道中分离鉴定可培养微生物,并对筛选菌株的代谢物活性进行研究,为后续开发和利用光裸方格星虫肠道微生物代谢产物提供理论支持。[方法] 通过微生物培养、菌株分离纯化和16S rRNA基因序列分析,分析鉴定湛江、北海、防城港三地光裸方格星虫肠道可培养微生物;采用透明圈法、可见分光光度法、平板打孔法等对产胞外活性代谢物的菌株进行筛选和活性分析。[结果] 中国北部湾不同海域光裸方格星虫肠道可培养微生物包括弧菌属(Vibrio)、希瓦氏菌属(Shewanella)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、发光杆菌属(Photobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)等12个细菌属。弧菌属(Vibrio)是3个地区样本共有的优势菌群。具有产胞外水解蛋白酶、壳聚糖酶、多糖以及抑菌活性等能力的菌株主要来自假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、发光杆菌属(Photobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)。[结论] 中国北部湾不同海域光裸方格星虫肠道可培养微生物在属的种类上存在显著性差异,且光裸方格星虫肠道菌株具有产生多种胞外活性代谢物的能力,是一种良好的海洋活性代谢物来源。

    • 离子转运蛋白调控钝齿棒杆菌离子和pH稳态促进L-精氨酸合成

      2020, 60(10):2277-2291. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190600

      摘要 (289) HTML (1168) PDF 1.47 M (826) 评论 (0) 收藏

      摘要:L-精氨酸是一种半必需氨基酸,广泛应用于食品、制药、饲料等行业。[目的] 当前对L-精氨酸生产菌株的研究,极少涉及离子转运领域。在本研究中,发现在发酵时适量添加外源K+有利于促进钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)SYPA5-5合成L-精氨酸。[方法] 在C. crenatum SYPA5-5发酵培养基外源添加0.5 g/L和2.5 g/L的K3PO4,取对数期发酵样品进行转录组数据分析,挖掘出K+转运相关的阳离子转运ATP酶CTAP1以及单价阳离子/H+逆转运蛋白Mrp1A,研究其在C. crenatum SYPA5-5快速合成L-精氨酸阶段,对菌株生长及L-精氨酸合成的影响。[结果] 对基因ctap1mrp1分别进行敲除和过表达,深入研究突变株对L-精氨酸合成的影响。研究发现同时过表达离子转运蛋白CTAP1和Mrp1A更有利于胞内离子、pH稳态和渗透压调节,最终提高L-精氨酸的产量。在补料分批发酵中分别过表达Mrp1A、CTAP1以及同时过表达Mrp1A和CTAP1的菌株L-精氨酸产量分别达到61.4 g/L、63.9 g/L和65.3 g/L,产率分别为0.383 g/g、0.392 g/g和0.395 g/g,比C. crenatum SYPA5-5分别提高了34.9%、38.0%和39.1%。[结论] CTAP1是特异性的K+转运ATP酶,可以将培养基中的K+运输到胞内。同时Mrp1A可将胞内K+和Na+等单价阳离子运输到胞外,将胞外H+运输至胞内,中和胞内L-精氨酸所导致的碱性环境,从而维持胞内pH稳定。CTAP1和Mrp1A的研究为解析离子转运机制和L-精氨酸合成之间的联系奠定了基础。

    • 中华蜜蜂6日龄幼虫响应蜜蜂球囊菌胁迫的环状RNA应答

      2020, 60(10):2292-2310. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190606

      摘要 (303) HTML (1092) PDF 1.06 M (715) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)专性侵染蜜蜂幼虫而导致白垩病,危害蜜蜂健康和养蜂生产。本研究旨在探究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)6日龄幼虫响应球囊菌胁迫的环状RNA(circular RNA,circRNA)差异表达谱及差异表达circRNA(differentially expressed circRNA,DEcircRNA)在宿主胁迫应答中的潜在功能。[方法] 利用去除线性RNA的circRNA-seq技术对正常和球囊菌侵染的中蜂6日龄幼虫肠道(AcCK和AcT)进行测序。利用find_circ软件鉴定circRNA,统计circRNA的长度和环化类型。根据|log2(Fold change)|≥1和P≤0.05的标准筛选DEcircRNA。将DEcircRNA的来源基因比对Gene ontology(GO)数据库和Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)数据库,从而获得功能及通路(pathway)注释。随机挑选3个DEcircRNA进行RT-qPCR验证。[结果] AcCK和AcT的circRNA-seq分别得到76342570和68269362条原始读段(raw reads),经严格质控得到74524108和66974392条有效读段(clean reads),Q30分别为92.75%和94%,GC含量分别为54.31%和54.90%。比对上东方蜜蜂(Apis cerana)参考基因组的短序列读段(anchor reads)共计23648400条。AcCK和AcT中分别鉴定到805和702个circRNA,长度均介于201-1000 nt,数量最多的环化类型均为已注释外显子circRNA,但分布在不同长度、不同环化类型的circRNA数量存在差异。AcCK vs AcT比较组共有494个DEcircRNA,包括257个上调circRNA和237个下调circRNA;上调和下调幅度最大的circRNA分别为novel_circ_000123和novel_circ_000726。上述DEcircRNA的来源基因可注释到11条生物学进程相关条目,9条分子功能相关条目,9条细胞组分相关条目,以及73条通路。进一步分析发现,部分DEcircRNA的来源基因注释到7条细胞免疫通路和3条体液免疫通路。[结论] 中蜂6日龄幼虫响应球囊菌胁迫的过程中可能通过改变分布在不同长度和环化类型的circRNA数量,以及特异性表达一些circRNA和调节部分circRNA的表达量对病原产生应答;novel_circ_000027、novel_circ_000127、novel_circ_000312等DEcircRNA在宿主的胁迫应答过程中可能通过调控氧化磷酸化、细胞和体液免疫等通路发挥特殊作用。研究结果为深入理解中蜂幼虫对球囊菌的胁迫应答机制及二者的相互作用机制提供了新见解。

    • 鸭源鸡杆菌ompWgtxA双基因缺失株的构建及其相关特性分析

      2020, 60(10):2311-2322. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190612

      摘要 (280) HTML (1335) PDF 2.05 M (698) 评论 (0) 收藏

      摘要:鸭源鸡杆菌(Gallibacterium anatisG.anatis)是家禽中常见的条件性致病菌,主要引起蛋鸡生殖道疾病,造成产蛋量下降。[目的] 为探究RTX样毒素GtxA及外膜蛋白(OmpW)对鸭源鸡杆菌生物学特性和致病力的影响。[方法] 本研究采用自然转化法对突变株RZΔompW进一步缺失gtxA构建突变株RZΔompWΔgtxA,通过分析其生长特性、黏附能力、引起细胞凋亡程度及对小鼠致病性等,探究其与生物学特性及致病性可能的关系。[结果] 结果显示,RZΔompWΔgtxA能稳定遗传gtxA的缺失;单双基因突变株溶血活性均消失、与RZ株相比菌落形态及生长速率并未出现显著改变;相比RZ、RZΔompW和RZΔgtxA,双基因缺失株RZΔompWΔgtxA在不同时段对鸡原代输卵管上皮细胞的黏附能力显著降低(P<0.05),诱导鸡输卵管上皮原代细胞发生凋亡的能力明显减弱,对小鼠的致病力显著降低。[结论] GtxA毒素和外膜蛋白OmpW在鸭源鸡杆菌毒力、黏附宿主细胞及诱导其细胞凋亡中起重要作用,且可能存在明显的协同关系。本研究为鸭源鸡杆菌感染机制的阐明奠定基础。

    • 钝齿棒杆菌GlnK在氮代谢调控及L-精氨酸合成中的功能

      2020, 60(10):2323-2340. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190614

      摘要 (318) HTML (1663) PDF 3.40 M (728) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 钝齿棒杆菌是重要的氨基酸生产菌株,本研究针对氮代谢PII信号转导蛋白GlnK展开相关功能研究,分析其在钝齿棒杆菌氮代谢调控及L-精氨酸合成中的作用。[方法] 以GlnK蛋白为研究对象,通过基因敲除等遗传方法获得过表达、敲除及敲弱glnK的重组钝齿棒杆菌,研究GlnK对NH4+吸收的影响,通过RT-qPCR和酶活测定,从转录水平和蛋白水平上揭示GlnK对氮代谢和L-精氨酸合成相关基因表达水平及酶活的影响,通过5-L发酵罐发酵产L-精氨酸研究GlnK对L-精氨酸合成的影响。[结果] 过表达glnK能明显促进NH4+的吸收,而敲除glnK后则会抑制NH4+的摄取;RT-qPCR和酶活测定发现,相比于野生型菌株Cc5-5,glnK过表达菌株Cc-glnK中与铵吸收相关的基因,表达量平均上调约4.58倍,L-精氨酸合成基因簇中基因的表达水平平均上调1.50倍。Cc-glnK中氮代谢相关蛋白的酶活平均提高46.97%;L-精氨酸合成途径上7个关键酶的酶活平均提高30.00%;5-L发酵罐发酵各重组菌株结果表明,Cc-glnK菌株的产量可达49.53 g/L,产率为0.516 g/(L·h),相比于出发菌株Cc5-5,其L-精氨酸产量提高了28.65%。[结论] 过表达GlnK能促进NH4+的吸收及利用,并通过影响L-精氨酸合成途径上关键基因的表达水平,提高关键酶的酶活,最终提高L-精氨酸的产量。本研究为后续探索钝齿棒杆菌氮代谢调控机制及代谢工程改造钝齿棒杆菌生产L-精氨酸提供了一种新的策略。

    • 微杆菌Sneb159杀线虫活性物质的分离与鉴定

      2020, 60(10):2341-2349. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190621

      摘要 (326) HTML (928) PDF 700.94 K (884) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 有关Microbacterium maritypicum在植物线虫生物防治方面的研究较少,探究菌株M.maritypicum Sneb159的杀线虫活性,明确菌株发酵液中具有杀线虫活性的物质,为生物农药的开发提供理论依据。[方法] 本研究检测了菌株Sneb159发酵液对大豆胞囊线虫二龄幼虫的触杀活性;并以触杀活性为追踪,采用有机溶剂萃取、硅胶柱层析及半制备高效液相色谱等技术对菌株Sneb159发酵滤液中的活性物质进行分离纯化;采用核磁共振波谱对纯化物进行结构鉴定。[结果] 菌株Sneb159具有杀线虫活性,在24 h和48 h处理组中线虫的死亡率均显著高于对照组。从菌株Sneb159发酵滤液中分离得到杀线虫活性物质A6,经结构鉴定确定该物质为苯乙酰胺。[结论] 首次发现M.maritypicum对大豆胞囊线虫的触杀作用,并且明确活性物质为苯乙酰胺。结果表明菌株M.maritypicum Sneb159和苯乙酰胺在大豆胞囊线虫的生物防治方面具有较好的应用潜力。

    • 炭团木霉中非核糖体多肽基因NRPS1的功能研究

      2020, 60(10):2350-2361. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20190625

      摘要 (295) HTML (1024) PDF 1.73 M (916) 评论 (0) 收藏

      摘要:[目的] 木霉属真菌是应用最为广泛和潜力最大的生防真菌,其产生的典型化合物哌珀霉素(peptaibols)类抗生素在生物防治中发挥重要作用。本研究采用基因组挖掘技术(genome mining)发现炭团木霉(Trichoderma hypoxylon)的潜在哌珀霉素生物合成基因簇及对病原菌的防治作用。[方法] 生物信息学分析预测合成哌珀霉素的基因簇,利用Quick-change技术构建基因骨架敲除盒,通过PEG介导的原生质体转化方法获得敲除突变株,通过平板对峙法和菌丝生长毒力实验验证该基因簇对炭团木霉生物活性的影响。[结果] 基因挖掘鉴定一个非核糖体多肽合成酶(nonribosomal peptide synthetases,NRPS)可能合成哌珀霉素类抗生素,命名为NRPS1,对该基因进行部分敲除,成功获得3株NRPS1缺失突变株。对峙实验表明,突变株对寄生曲霉(Aspergillus parasiticus)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、黑白轮枝菌(Verticillium alboatrum)等9株植物病原真菌的抑制作用与野生株相比显著下降,且突变株的粗提物的抑菌活性明显弱于野生型。[结论] NRPS1是一个潜在的哌珀霉素合成基因,该基因在宿主与病原真菌对抗过程中起关键作用,该研究为炭团木霉哌珀霉素结构解析及生物防治机理研究奠定了基础。

    • yeaI基因对奶牛源大肠杆菌NJ17生物学特性的影响

      2020, 60(10):2362-2373. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200005

      摘要 (245) HTML (1205) PDF 1.96 M (862) 评论 (0) 收藏

      摘要:c-di-GMP是细菌中广泛存在的第二信使,可通过效应蛋白参与调控细菌的生物被膜形成、运动性和毒力等生物学特性。YeaI因含有能结合c-di-GMP分子的EGEVF基序,可能作为c-di-GMP效应蛋白发挥作用。[目的] 研究yeaI基因缺失对奶牛源大肠杆菌临床分离株NJ17生物学特性的影响。[方法] 构建NJ17的yeaI缺失株(NJ17ΔyeaI)及回复株cNJ17ΔyeaI,分析yeaI对NJ17生物学特性(如生长特性、生物被膜形成能力和对小鼠乳腺上皮细胞(EpH4-Ev)的黏附)的影响。[结果] 成功构建NJ17的yeaI缺失株(NJ17ΔyeaI)及其回复株(cNJ17ΔyeaI);与野生株NJ17相比,缺失株NJ17ΔyeaI生长特性及耐药性无显著变化,生物被膜形成能力显著下降,运动性显著升高(P<0.05);透射电镜检测结果表明,yeaI缺失影响NJ17菌毛和鞭毛的形成;实时定量PCR(qPCR)结果显示,yeaI基因显著抑制NJ17鞭毛基因filGmotB的转录水平(P<0.05);血清杀菌实验表明,yeaI缺失能显著增强其抵抗血清杀菌作用(P<0.05);对EpH4-Ev细胞黏附实验表明,yeaI缺失对NJ17黏附性无显著影响(P>0.05)。[结论] yeaI对奶牛源大肠杆菌NJ17的生物学特性具有重要的调控作用。

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