2021年第8期文章目次

  • 显示方式:
  • 简洁模式
  • 摘要模式
  • 1  封面
    2021, 61(8):0-0.
    [摘要](76) [HTML](25) [PDF 23.34 M](277)
    摘要:
    2  目录
    2021, 61(8):0-0.
    [摘要](60) [HTML](24) [PDF 1.20 M](50)
    摘要:
    3  CRISPR-Cas9技术在细菌耐药性防控研究进展
    李培思,万鹏,李小申,崔世云,曾振灵
    2021, 61(8):2161-2171. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200530
    [摘要](279) [HTML](213) [PDF 1.90 M](223)
    摘要:
    近年来,多种新型耐药基因的出现和全球性流行,严重威胁了全球公众健康。CRISPR-Cas9系统(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-CRISPR associated protein 9 system)是细菌的一种适应性免疫系统,可切割耐药基因、抵御外来核酸入侵,现已作为一种新型基因编辑工具应用于防控细菌耐药性研究。本团队已建立了一种单质粒介导靶向mcr-1基因的CRISPR-Cas9系统,能有效并特异性消除黏菌素耐药大肠杆菌中的mcr-1,恢复其对黏菌素的敏感性。同时也发现在临床中应用还需要优化其递送方式。本文对近几年该技术在细菌耐药性防控方面的研究进展进行了综述,包括CRISPR-Cas9系统的发现过程、作用机制、递送方式、在体外检测实验结果的进展以及当前存在的问题等方面,以期为防控细菌耐药性提供新思路。
    4  CRISPR-Cas系统及anti-CRISPR蛋白在微生物中的研究进展
    徐娜,龚云霞,邵彦春,高书山,陈守文,陈福生
    2021, 61(8):2172-2191. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200534
    [摘要](160) [HTML](177) [PDF 2.64 M](150)
    摘要:
    CRISPR-Cas (clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISP) and CRISPR associated proteins)系统是细菌用来防御病毒、质粒等外源核酸入侵的一种获得性免疫防御系统。随着研究的深入,CRISPR-Cas系统已发展为一种重要的基因编辑工具,并成功应用于动物、植物和微生物的基因改造中。但该基因编辑方法有时存在基因脱靶效应,从而限制了其推广应用。最近,通过将1种新发现的抗CRISPR蛋白(Anti-CRISPR protein,ACP)与CRISPR-Cas系统相结合,已成功开发出可控制基因脱靶效率的CRISPR-Cas基因编辑工具。本文首先对CRISPR-Cas系统及ACP进行了简要介绍,然后就CRISPR-Cas基因编辑工具及ACP在微生物基因改造的应用现状进行了综述,并对ACP介导的CRISPR-Cas基因编辑方法(ACP-CRISPR-Cas)在微生物基因编辑中的应用前景进行了讨论。
    5  微生物几丁质酶研究进展及其在N-乙酰氨基葡萄糖制备中的应用
    周玉玲,蒋思婧,贺妮莎,张桂敏
    2021, 61(8):2192-2204. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200546
    [摘要](155) [HTML](160) [PDF 1.34 M](164)
    摘要:
    几丁质是自然界含量丰富的多糖,难溶于水,常被作为废弃物丢弃,造成资源浪费和环境污染。然而,其水解产物N-乙酰氨基葡萄糖(GlcNAc)是一种重要的功能氨糖类化合物,广泛应用于医药、保健及护肤品等领域,市场需求量大。因此,将几丁质转换为高附加值的GlcNAc具有重要意义。几丁质酶可专一性水解几丁质产生GlcNAc,用于GlcNAc的酶法制备,从而替代化学加工方法,降低环境污染,提高产品质量。本文介绍了微生物来源几丁质酶的特点与分类,重点阐述了微生物来源的几丁质内切酶、几丁二糖外切酶及β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶在几丁质降解生产GlcNAc过程中的作用、方式和产率,这将为酶法生产GlcNAc提供一定的借鉴。
    6  植物有益伯克霍尔德氏菌的研究进展及其在农业中的应用
    张珂飞,钟永嘉,孙丽莉,廖红
    2021, 61(8):2205-2218. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200562
    [摘要](169) [HTML](187) [PDF 847.17 K](144)
    摘要:
    伯克霍尔德氏菌属是一类革兰氏阴性细菌,其具有广泛的地理及生态位分布。近年来,随着对植物相关的伯克霍尔德氏菌的研究增加,越来越多的证据表明,伯克霍尔德氏菌是一类重要的植物相关的有益微生物。伯克霍尔德氏菌能够通过生物固氮、解磷作用,促进植物对氮、磷的吸收;还能够产生吲哚乙酸等植物激素、分泌抗菌物质抑制病原菌的生长,因此,伯克霍尔德氏菌在促进植物生长和维持植物健康方面具有较大的应用潜力。本文对近些年来关于植物有益的伯克霍尔德氏菌的研究进展进行了综述,并讨论了其在农业上的应用前景。
    7  铁还原菌在水资源再生与能源转化领域的研究进展
    崔志成,付亮,赵琦,周丹丹
    2021, 61(8):2219-2235. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200565
    [摘要](139) [HTML](103) [PDF 3.57 M](112)
    摘要:
    铁还原菌是一种典型的异化金属还原菌,广泛分布于海洋沉积物、陆地深地层等自然环境,该类细菌可以将铁氧化物中的Fe (III)还原为Fe (II),在铁、碳的生物地球化学铁循环中发挥重要作用。铁还原菌的末端电子不局限于Fe (III),还可以是其他高价金属、有机污染物,可用于土壤、地下水的污染修复和毒性削减。在微生物电化学系统中,铁还原菌氧化有机物产生的电子直接传递给电极,可以产生电能。基于这种独特的胞外电子传递方式,衍生出了微生物燃料电池、微生物电解池、微生物脱盐电池、微生物燃料电池耦合芬顿反应以及光催化微生物燃料电池,常用于微生物发电、生物传感器、生物制氢、定向发酵、海水淡化、生物脱盐和污染物分解矿化。本文从异化铁还原菌的代谢机制、微生态作用、环境修复、水资源再生与能源转化四个方面,综述了铁还原菌的作用原理及国内外研究现状,分析论述了目前亟需解决的关键问题和未来的研究方向,以期为铁还原菌的基础理论研究和应用技术研发提供参考。
    8  应激颗粒:细胞调控病毒感染的重要策略
    李淑红,屈亮,李素,仇华吉
    2021, 61(8):2236-2249. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200582
    [摘要](78) [HTML](167) [PDF 1.68 M](105)
    摘要:
    真核细胞受到热休克、氧化应激、营养缺乏或者病毒感染等外界压力的刺激下会诱导一系列的应答反应,如形成应激颗粒(stress granule,SG),从而使细胞能更好地适应环境压力。SG作为胞浆中翻译起始复合物的聚集产物,在细胞的基因表达和稳态中发挥着重要的作用。病毒感染是诱导SG形成的条件之一,病毒侵入宿主细胞后会“借用”宿主的翻译机制完成自己的生命周期,宿主为了抵抗病毒的侵略而暂停翻译形成SG。本文对SG的产生及功能,SG与病毒的相互作用以及SG与病毒诱导的先天性免疫的关系等方面进行了综述,以期为进一步研究抗病毒策略提供方向。
    9  四氢嘧啶微生物合成与应用研究进展
    张山,胡萌,何永志,董志扬
    2021, 61(8):2250-2263. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200583
    [摘要](85) [HTML](117) [PDF 1.77 M](241)
    摘要:
    极端环境微生物定义了生命的边界。为了适应各种极端环境,极端环境微生物通过合成许多独特的活性化合物来保护自己。四氢嘧啶就是其中一种代表性的保护性物质。它最早是从极端嗜盐菌中发现的,作为调节细胞渗透压的一类相容性溶质,可以帮助微生物适应高盐等恶劣环境。研究发现四氢嘧啶不仅是一种重要的渗透压调节剂,还是一种高效的生物保护剂,可以帮助蛋白、核酸、生物膜乃至整个细胞对抗高温、干燥、冷冻和辐射等多种逆境。因此,四氢嘧啶在生物保护、生物医药和生物科技等众多领域展现出广阔的商业化应用前景。随着合成生物学和代谢工程技术的快速发展,传统的嗜盐菌四氢嘧啶生产方法已逐步被产率更高、环境更友好的生物工程菌及技术所取代。本文围绕四氢嘧啶的微生物合成及其应用研究进行综述,为后续四氢嘧啶的开发和应用提供重要参考。
    10  感受态与口腔链球菌多种表型间关系的研究进展
    任凯,郭强,徐欣
    2021, 61(8):2264-2277. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200594
    [摘要](118) [HTML](131) [PDF 1.18 M](108)
    摘要:
    链球菌是人类口腔中最为常见的细菌类群之一,在口腔微生态平衡的维持与致病中发挥了重要作用。口腔链球菌中的大多数可以进入感受态,在此生理状态下,细菌可摄取环境中的DNA并整合进入自身基因组从而获得新的遗传表型或特性。大量研究表明,口腔链球菌的感受态调控通路不是孤立的,与生物膜形成、细菌素产生、耐酸、氧应激、细胞自溶和耐药性等多个表型的调控存在紧密关系,研究这些不同表型间的相互影响对理解口腔菌群稳态及防治疾病有重要意义。本文以变异链球菌、格氏链球菌、血链球菌和肺炎链球菌4种典型的口腔链球菌为代表,对感受态与口腔链球菌多种表型间关系的研究进展做一综述。
    11  细菌中酶蛋白硫辛酰化途径研究进展
    马建荣,余永红,陈艺彩,鄢明峰,张文彬
    2021, 61(8):2278-2293. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200623
    [摘要](72) [HTML](55) [PDF 3.50 M](88)
    摘要:
    硫辛酸为含有两个硫原子的八碳脂肪酸,具有很强的抗氧化性,在保健食品、化妆品和药物等领域都具有良好的应用前景。细胞中硫辛酸是重要的辅因子,影响多种α-酮酸脱氢酶活性,参与能量代谢和物质代谢。模式生物大肠杆菌中酶蛋白硫辛酰化途径研究得较为清楚,包括依赖于LipB-LipA的硫辛酸从头合成途径和依赖于LplA的硫辛酸补救合成途径。但随着研究的深入,发现不同细菌中酶蛋白硫辛酰化途径具有较高的多样性,部分细菌中GcvH蛋白也参与硫辛酰化修饰过程,相关催化酶类也不尽相同。本文系统总结了硫辛酸依赖的多酶复合体、硫辛酰修饰的结构域和GcvH蛋白,以及不同细菌中酶蛋白硫辛酰化途径多样性的研究进展,旨在为进一步了解细菌酶蛋白硫辛酰化机制、开发针对性的抗菌药物以及利用生物法高效生产硫辛酸等方面提供理论支撑。
    12  伦茨菌属放线菌的研究进展
    高源,曹成亮,李荣鹏,蒋继宏
    2021, 61(8):2294-2305. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200629
    [摘要](84) [HTML](132) [PDF 1010.61 K](85)
    摘要:
    伦茨菌属(Lentzea)由Yassin等于1995年建立,是一个经典的丝状稀有放线菌类群,目前共包含23个有效描述种。伦茨菌的细胞壁含有meso-二氨基庚二酸,优势甲基萘醌成分为MK-9(H4),磷酸类脂主要包括磷脂酰乙醇胺、双磷脂酸甘油、磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇,基因组DNA的(G+C)含量为68.6 mol%–79.6 mol%。伦茨菌代谢产物具有显著的生物活性多样性,包括I型人体免疫缺损病毒整合酶的抑制活性、抗肿瘤活性、抗结核活性等,在生物医药研究领域逐步显示出潜在的应用价值。本课题组在研究贵州石灰岩风化壳放线菌多样性时分离获得若干株伦茨菌,采用多相分类方法研究Lentzea xinjiangensis DHS C013TLentzea pudingi DHS C021T两株菌的分类学地位,证实均为伦茨菌属的新物种。在此研究基础上,引用有关文献和最新研究成果,对伦茨菌属的建立、分类学特征、生态位和物种分布、功能基因组、天然活性产物应用开发等方面的研究进展进行了综述。
    13  肠道菌群对耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌定殖抗性的研究进展
    雷静,刘泽世,雷珂,薛丽,耿燕
    2021, 61(8):2306-2315. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200630
    [摘要](114) [HTML](144) [PDF 489.40 K](101)
    摘要:
    耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌(carbapenem-resistant Enterobacteriaceae,CRE)在肠腔中定殖通常先于或并存于CRE的感染。正常情况下,定殖的CRE、肠道菌群和宿主相互作用,处于稳定平衡的状态,当肠道菌群出现失调时,肠道正常菌群失去对定殖CRE的抵抗力,增加CRE感染的风险。大量研究表明通过肠道共生菌群对CRE的定殖抗性不仅可以预防感染,而且也可以降低医疗环境中患者间相互传播的风险。本文就CRE的流行现状、肠杆菌科细菌定殖机制以及肠道共生菌群对CRE定殖抗性机制作一综述,以期为CRE感染的防控工作提供新思路和新方法。
    14  肺炎链球菌荚膜多糖O-乙酰化修饰的研究进展
    王晟旭,曹禹琪,财音青格乐,乔建军,杨静华
    2021, 61(8):2316-2337. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210504
    [摘要](52) [HTML](93) [PDF 3.05 M](83)
    摘要:
    肺炎链球菌表面覆盖着一层荚膜,由多糖组成,是肺炎链球菌关键的毒力因子和重要的抗原,也是细菌分型的依据。强毒血清型的荚膜多糖被制成糖疫苗在抗感染方面发挥了巨大作用。荚膜多糖结构复杂,经常被O-乙酰化修饰,这些多变的化学修饰扮演着重要的生物学角色。本文对肺炎链球菌荚膜多糖O-乙酰化修饰的研究进展进行了介绍,包括荚膜多糖的遗传基础、合成途径和血清学特征,荚膜多糖的O-乙酰化修饰的化学结构及其相应的O-乙酰基转移酶,O-乙酰化修饰的化学鉴定和生物学功能。同时,我们也总结了多糖O-乙酰化修饰在肺炎链球菌微进化中的作用和对糖疫苗的影响,并对今后的研究进行了展望。本综述旨在为研究荚膜多糖的O-乙酰化修饰的致病机制奠定基础,也为糖疫苗的设计提供指导。
    15  拮抗棉花枯萎病菌的地黄内生细菌筛选、鉴定和促生潜能
    赵龙飞,徐亚军,邓振山,赖心河,周金源,马素珍,符可,周璞,朱艳芳
    2021, 61(8):2338-2357. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210224
    [摘要](300) [HTML](151) [PDF 9.12 M](241)
    摘要:
    [目的] 为了筛选棉花枯萎病菌拮抗性菌株资源,从药用植物地黄根块中分离内生细菌,分析优良菌株的促植物生长特性和耐盐碱特性,发掘优良菌株资源,为研发棉花枯萎病生防菌剂提供参考价值。[方法] 采用平板对峙法对分离内生细菌进行棉花枯萎病菌拮抗性试验,荧光显微镜观察法研究病原菌菌丝的变化、分光光度计法测定吲哚乙酸(IAA)含量和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性、平板培养法测定溶磷特性、分隔培养法测定产生挥发性物质抑菌性、比浊法测定内生菌的耐盐碱特性、通过测定代表菌株理化特性、16S rDNA序列并分析系统发育地位、盆栽接种试验验证防病效果。[结果] 地黄内生细菌对棉花枯萎病菌具有拮抗性,其中菌株DH9、DH66、DH92拮抗作用较强。与对照组菌丝对比,处理组菌丝出现打结、弯曲和断裂现象,菌丝末端分枝明显增多,多数边缘菌丝呈珊瑚状分枝,存在明显被菌体包埋等现象。菌株DH83、DH66、DH92、DH9、DH56产生挥发性物质对棉花枯萎病菌均有抑制作用,但抑制效果不明显。产生IAA含量均大于1.32 mg/L的有7株(DH92、DH30、DH71、DH83、DH93、DH9、DH56),其中DH92产量最高,为34.696 mg/L。菌株DH92和DH30产生ACC脱氨酶活力分别为118.612μmol/(mg·h)和103.795 μmol/(mg·h)。菌株DH92无机磷溶磷能力最强,溶磷圈直径/菌落直径(D/d)为1.51;菌株DH71溶解有机磷能力最强,D/d为4.50。菌株DH9和DH56分别能够耐受在7%、3% NaCl盐浓度,在pH 8–10均能生长,具有一定耐盐碱性。结合菌株培养特征、生理生化特性和16S rDNA测序及系统发育分析,结果表明DH30最相似菌株为沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis),DH9最相似菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),DH92最相似菌株为菠萝泛菌(Pantoea ananatis)。DH92处理组防治效果达77.29%,其他防效在63%以上,可作为棉花枯萎病的生防菌株资源。[结论] 药用植物地黄根块中存在棉花枯萎病菌拮抗性菌株资源,其中菠萝泛菌DH92从地黄根块中分离未曾见报道。优良地黄内生细菌具有促进植物生长特性和一定耐盐碱性,为防治棉花枯萎病和研发生物防治菌剂提供了基础。
    16  沙门氏菌泛耐药基因组特征分析
    周秀娟,崔妍,何逸尘,张利达,史贤明
    2021, 61(8):2358-2369. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200538
    [摘要](111) [HTML](82) [PDF 5.09 M](136)
    摘要:
    [目的] 分析沙门氏菌的泛耐药基因组特征。[方法] 以EnteroBase数据库中16365株沙门氏菌为对象,利用课题组自主研发的泛耐药基因组分析软件(PRAP),进行泛耐药基因组结构的鉴定,通过曼-惠特尼秩和检验和皮尔逊检验,来分析耐药基因与血清型、序列型(sequence type,ST)及分离株样本来源信息间的相关性。[结果] 沙门氏菌共有104种耐药基因,其中核心耐药基因18种,附属耐药基因86种,且沙门氏菌拥有一个开放型的泛耐药基因组;相同的血清型(或ST型)有相似的耐药基因谱,不同血清型(或ST型)间耐药基因的分布差异显著(P<0.05),耐药基因与样本来源、分离国家及年份间也存在一定的相关性;在测试的23种获得性耐药基因中,43.48%(10/23)的占比逐年升高,73.91%(17/23)以单一亚型为优势。[结论] 利用PRAP软件分析获得的这些结果揭示了近年来沙门氏菌耐药基因的时空分布规律,为沙门氏菌等食源性致病菌耐药性的研究提供了新思路。
    17  基于比较基因组学揭示不同植物乳杆菌的遗传特征及菌株差异——以Lactobacillus plantarum P9和Lp-6研究为例
    刘文君,吕瑞瑞,李伟程,孙志宏,陈永福,张和平
    2021, 61(8):2370-2381. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200556
    [摘要](101) [HTML](158) [PDF 6.07 M](115)
    摘要:
    [目的] 植物乳杆菌(Lactobacillus plantarumL.plantarum)在食品、医药和动物养殖等多个领域均有应用。本文以L.plantarum P9和Lp-6为例,解析L.plantarum遗传背景和基因组特征,为其鉴定和开发奠定基础。[方法] 本研究采用PacBio SMRT测序技术完成了L.plantarum P9和Lp-6全基因组测序,结合已公开的110株L.plantarum全基因组数据和1株模式菌株ATCC 14917T数据,通过比较基因组学方法探究L.plantarum基因组的差异。[结果] L.plantarum P9和Lp-6基因组大小分别为3314.1和3482.5 kb,GC含量(%)分别为44.38%和44.32%,二者分别含有8个和9个质粒。113株L.plantarum系统发育树结果显示,L.plantarum P9与L.plantarum ATCC 14917T遗传距离更近,L.plantarum Lp-6更接近祖先群体分支。与L.plantarum WCSF1相比,含有xerS等基因的22.0 kb基因组片段在L.plantarum Lp-6上发生了倒位,在L.plantarum P9基因组中缺失;L.plantarum Lp-6染色体插入含tagF等基因的13.0 kb片段;包含gpmA等基因的14.4 kb基因片段插入到L.plantarumP9染色体中。[结论] 通过比较基因组学方法解析L.plantarum P9和Lp-6遗传信息,发现不同L.plantarum菌株的遗传特征存在差异。
    18  纤维素降解菌烟曲霉HZ1的基因组测序及生物信息学分析
    唐昊,郑莉,雷露,王明珺,李沅秋,罗朝兵
    2021, 61(8):2382-2396. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200558
    [摘要](145) [HTML](100) [PDF 1.61 M](236)
    摘要:
    [目的] 烟曲霉Aspergillus fumigatus作为一类具有纤维素降解能力的真菌,对其基因组的研究,将有利于从A.fumigatus中挖掘和开发利用与纤维素降解相关的酶资源。[方法] 利用CMC选择培养基和刚果红染色法从长足大竹象肠道中分离和筛选出纤维素降解菌A.fumigatus HZ1,同时采用Illumina PE150平台进行基因组测序,随后进行了相关的生物信息学分析,此外还利用了DNS法测定了其纤维素酶活。[结果] 纤维素降解菌A.fumigatus HZ1基因组大小为27.45 Mb,GC含量为49.43%;通过NR、KOG、GO、Swissprot、eggNOG、KEGG和Pfam数据库注释结果表明基因组包含9473个基因;同时碳水化合物活性酶(CAZyme)注释结果表明基因组含有534个CAZyme基因,并与其他4种A.fumigatus基因组CAZyme分布无显著差异;本研究还鉴定出多种与木质纤维素降解相关的纤维素酶基因、半纤维素酶基因和木质素酶基因;此外纤维素酶活结果表明,在CMC培养基中其酶活呈上升趋势且具有较高活性。[结论] 本研究首次对A.fumigatus HZ1基因组进行了测序和分析,探讨了其纤维素降解的遗传基础,并通过酶活验证了其纤维素降解潜力,为该菌的实际应用提供了理论基础。
    19  牛樟芝免疫调节蛋白的过量表达及活性分析
    李彩彩,朱聪,杨国栋,吴剑锋,王晶晶,乔悦,付牧然,崔宣宣,董冰雪
    2021, 61(8):2397-2412. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200560
    [摘要](68) [HTML](128) [PDF 17.99 M](181)
    摘要:
    [目的] 用大肠杆菌高效表达牛樟芝免疫调节蛋白(Antrodia camphorata immunomodulatory protein,ACA)。[方法] 借助DNAworks3.2.4设计引物合成大肠杆菌密码子偏好性的ACA基因,构建于pET-32a和pGEX-4t-2,转化大肠杆菌,测序后分别命名为pET-32a-ACA/BL21和pGEX-4t-2-ACA/BL21;探索密码子偏好性、载体、培养基种类和诱导条件对ACA表达的影响并使用响应面法优化蛋白表达。纯化重组ACA (recombinant ACA,rACA)并干预小鼠巨噬细胞RAW264.7,通过测定rACA对巨噬细胞增殖能力、吞噬能力、细胞形态及产NO、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNFα)、白介素1β(interleukin-1β,IL-1β)等细胞因子能力的影响来评估rACA的活性。[结果] pET-32a-ACA/BL21更适合ACA表达;在优化的SOB (酵母粉8.92 g/L)中培养pET-32a-ACA/BL21,添加0.42 mmol/L IPTG 25℃诱导7 h时rACA以可溶性表达为主,产量达187.122 μg/mL,是目前大肠杆菌表达真菌免疫调节蛋白的最高报道。纯化的rACA能显著促进小鼠巨噬细胞增殖、提高细胞的吞噬活性和改变细胞形态,显著诱导巨噬细胞分泌NO、TNF-α和IL-1β。[结论] rACA的高效可溶性表达及类似天然ACA的活性使它可以替代天然ACA作为制药行业的食品添加剂或者免疫调节剂,甚至可以用于药物研究。
    20  银杏双黄酮和银杏内酯B与人体肠道菌群体外互作研究
    陈华海,赵昌会,朱家良,尹业师
    2021, 61(8):2413-2426. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200561
    [摘要](67) [HTML](105) [PDF 2.59 M](70)
    摘要:
    [目的] 银杏提取物在防治心血管系统和神经系统疾病方面发挥重要功能。鉴于肠道菌群已被认定为一个新兴的药物作用靶标,研究银杏双黄酮和银杏内酯与人体肠道菌群之间的相互作用具有非常重要的意义,这将为进一步理解银杏提取物的功能和作用机制奠定基础。[方法] 本研究使用人体肠道菌群体外批量发酵、细菌总量测定、细菌16S rDNA高通量测序、气相色谱和液相色谱检测等方法,对银杏双黄酮和银杏内酯B单独或复合在体外与人体肠道菌群的相互作用进行研究。[结果] 银杏双黄酮和银杏内酯B单独添加对人体肠道菌群总量、肠道菌群结构组成和短链脂肪酸产量没有显著影响。但有意思的是,复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后,Coriobacteriaceae科和Cupriavidus属细菌的比例显著升高,Gemella菌细菌比例显著降低。功能基因预测分析发现,编码K00076、K12143、K07716和K00220的基因在复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后显著富集。K00076和K00220是氧化还原酶,催化CH-OH供体基团的电子转移,可能参与银杏双黄酮和银杏内酯B的代谢和修饰。HPLC检测发现,人体肠道菌群体外对银杏双黄酮和银杏内脂B的降解修饰率分别为70%和35%左右。[结论] 体外复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B可显著改变肠道某些细菌的丰度。同时,体外研究表明肠道菌群具有代谢修饰银杏双黄酮和银杏内酯B的功能。
    21  厌氧E-MBR反应器在焦化废水处理中的微生物特性研究
    杨爽,宋迪慧,安路阳,张立涛,柳丽芬,屈泽鹏,徐歆未,李红欣
    2021, 61(8):2427-2441. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200589
    [摘要](60) [HTML](80) [PDF 3.10 M](84)
    摘要:
    [目的] 将厌氧的膜生物反应器(MBR)与微生物燃料电池(MFC)耦合的厌氧电辅助膜生物反应器(E-MBR)应用于实际工业焦化废水处理。[方法] 通过正交实验优化了反应器进水的培养条件为PO43–14.3 mg/L、Fe2+0.2 mg/L、Fe3+0.1 mg/L、Co2+0.1 mg/L和Mn2+0.2 mg/L。在此条件下考察了该反应器对系统中有机污染物的去除效率及厌氧污泥的污泥特性、产电性能、胞外聚合物(EPS)、微生物群落结构及膜污染的影响。[结果] 结果表明,与未优化的培养条件相比,工业焦化废水COD的去除率提高了23%;污泥浓度(MLSS)、比重、沉降速度增加,污泥体积指数(SVI)降低,表明污泥颗粒化及沉降性能提高;污泥中溶解性EPS (SMP)、松散态EPS (LB-EPS)及紧密结合态EPS (TB-EPS)这3种组分中的蛋白质与多糖的比例(P/C)分别降低0.12、0.25和0.16,表明污泥更易于被降解;厌氧污泥的产电性能增强;高通量分子测序结果表明,反应器中污泥的群落结构发生了明显的变化,优势菌群突出;经扫描电镜(SEM)对比结果表明,反应器阴极膜的污染情况也得到了一定的减缓。[结论] 优化进水培养条件可以达到使反应器污水处理效率提高、清理周期缩短和运行更稳定等效果,对于工业废水处理技术的节能环保方面提供一定的理论依据。
    22  NADPH缺陷型Corynebacterium glutamicum重组菌株的构建及其性能分析
    阮浩哲,刘立明,张伟国,徐建中
    2021, 61(8):2442-2456. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200605
    [摘要](65) [HTML](78) [PDF 1.46 M](80)
    摘要:
    [目的] 改造谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)中NADPH合成途径,阻断胞内NADPH的合成,获得1株NADPH营养缺陷型菌株。[方法] 通过失活L-赖氨酸高产菌C.glutamicum Lys-χ中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(Zwf)和苹果酸酶(MalE)并将NADP+依赖型异柠檬酸脱氢酶(NADP+-IcdCg)替换成变形链球菌(Streptococcus mutans)中的NAD+-IcdSm,阻断胞内NADPH的合成。随后结合辅因子工程,引入大肠杆菌(Escherichia coli)中膜结合吡啶核苷酸转氢酶(PntAB)并通过不同强度启动子控制PntAB的表达水平。最后,分析不同重组菌中胞内氧化还原水平和L-赖氨酸生产强度的变化。[结果] 重组菌C.glutamicum Lys-χΔZMICg::ISm(即Lys-χ1)胞内检测不到NADPH,为1株NADPH营养缺陷型菌株。该重组菌只在以葡萄糖酸为碳源的基础培养基中生长和积累L-赖氨酸,而以葡萄糖、丙酮酸、α-酮戊二酸和草酰乙酸为碳源时无法生长。此外,表达E.coli中的PntAB可回补重组菌Lys-χ1胞内NADPH的水平,但由于不同强度启动子控制PntAB表达水平不同,重组菌胞内NADPH水平也不同,并影响L-赖氨酸的生产强度。[结论] 重组菌Lys-χ1可作为有效的底盘细胞,用于考察不同的NADPH再生策略,获得不同胞内NADPH水平的重组菌株,为进一步阐明NADPH调控微生物细胞生理代谢功能的机制提供研究基础。
    23  尿路致病性大肠杆菌中Ⅰ型限制-修饰系统C5423-5425的鉴定
    李火明,夏颖,李干武,蔡文通
    2021, 61(8):2457-2468. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200609
    [摘要](52) [HTML](138) [PDF 4.44 M](67)
    摘要:
    [目的] 多方面鉴定尿路致病性大肠杆菌中的Ⅰ型限制-修饰(restriction-modification,RM)系统C5423-5425,并揭示其功能与生理意义。[方法] 利用Lambda Red重组系统构建CFT073 DNA甲基化转移酶基因缺失株Δc5424;利用单分子实时测序分析以获得C5424甲基化修饰的位点与基序;利用转化效率试验说明RM系统抵御外源DNA的转化;利用转录组测序和荧光定量RT-PCR鉴定C5424的调控基因;利用软琼脂平板运动试验等方法研究细菌生理功能的变化。[结果] 用生物信息学方法鉴定了一个Ⅰ型RM系统;获得了c5424的突变株;鉴定了C5424修饰的靶序列GmAGNNNNNNNGTCA/TGmAC NNNNNNNCTC,并揭示了靶序列在基因组中的分布;C5424系统可以抵御外源DNA的进入;c5424的缺失显著影响17个基因的表达,包括运动相关基因motB和抗活性氯基因rclR等;c5424的缺失显著影响CFT073的运动能力和抗次氯酸的能力。[结论] 本文从多方面鉴定了尿路致病性大肠杆菌CFT073中的I型RM系统C5423-5425,这个系统对细菌具有重要的生理意义。本文对研究细菌的表观遗传学具有参考价值。
    24  NirA1基因对球孢白僵菌生长、抗逆及毒力的影响
    刘宇,李永霞,童胜,王俊尧,朱生安,张乐源,范艳华
    2021, 61(8):2469-2480. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200612
    [摘要](59) [HTML](71) [PDF 4.64 M](186)
    摘要:
    [目的] 探究参与硝酸盐同化的一个特异转录因子NirA1对球孢白僵菌(Beauveria bassiana)生长、抗逆及毒力的影响。[方法] 利用RT-PCR检测球孢白僵菌NirA1基因在不同培养基中的表达特征。通过构建敲除突变株ΔNirA1、超量表达OENirA1及回复互补菌株ComNirA1,解析NirA1在球孢白僵菌生长发育、逆境胁迫反应和致病昆虫中的功能。[结果] NirA1基因在营养较贫瘠的CZB培养基中表达量高于丰富培养基PDB和SDB。敲除NirA1导致了菌株在人工培养基上的生长缓慢,对NaNO2和Urea的利用效率降低。RT-PCR显示,ΔNirA1中硝酸盐转运蛋白基因NrtA的表达较野生型显著下调。在CZA、PDA和1/4 SDAY培养基中,其分生孢子产量分别较野生型降低了21.6%、16.2%和25.6%。逆境胁迫分析发现,在高温(32℃),高渗(1 mol/L NaCl)和H2O2处理后,ΔNirA1菌落生长抑制率较野生型分别降低29.0%、25.2%及49.0%;但在添加SDS和刚果红(CR)的处理中,突变体菌落的生长抑制率分别较野生型升高34.1%和96.2%。因此,缺失NirA后,菌株对SDS和CR更加敏感,但对高温、H2O2和NaCl的耐受性提高。以3龄的大蜡螟为试虫的毒力测定表明,敲除NirA1基因导致菌株的毒力提高,半致死时间较野生型提前17.4%。[结论] NirA1在球孢白僵菌生长过程中参与了氮源的利用,并在球孢白僵菌的菌落生长、分生孢子生产、胁迫反应和致病宿主过程中发挥了重要作用。
    25  黄曲霉Ste50衔接子蛋白对生长发育及致病性的影响
    袁军,秦岭,赵家儒,王银春,汪世华
    2021, 61(8):2481-2494. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200615
    [摘要](58) [HTML](105) [PDF 8.79 M](80)
    摘要:
    [目的] Ste50是真菌中重要的衔接子蛋白,在多个MAPK级联通路中起重要的信号衔接与传递作用。本研究鉴定出了黄曲霉AflSte50蛋白,并发现了其对黄曲霉的生长、产孢、致病能力和响应渗透压胁迫等方面的影响。[方法] 首先通过生物信息学方法在黄曲霉NRRL 3357中鉴定出ste50基因,并通过同源重组的方法构建了ste50基因的敲除和互补突变体菌株。而后,对基因敲除在黄曲霉生长发育、次级代谢产物合成和胁迫响应等方面的作用进行了研究。[结果] 与野生型相比,△Aflste50菌株生长速度和AFB1合成量降低且不能产生菌核,同时对花生、玉米种子的致病能力下降。该基因在渗透胁迫条件下正调控MAP激酶的磷酸化水平,但对细胞壁胁迫无响应。[结论] Ste50(AFLA_002340)是黄曲霉衔接子蛋白,影响黄曲霉的生长、发育和AFB1的合成,能够响应渗透压胁迫,在HOG通路中发挥作用。
    26  反刍动物产志贺毒素大肠杆菌的分离鉴定和致病潜力分析
    胡夏佩,王惠,孔学维,佟盼盼,田睿,刘茂军,马勋,张海燕,张炜
    2021, 61(8):2495-2505. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200633
    [摘要](48) [HTML](92) [PDF 2.36 M](65)
    摘要:
    产志贺毒素大肠杆菌(Shiga toxin-producing Escherichia coli,STEC)是重要的食源性病原,而STEC往往以正常菌群的形式存在于牛羊等反刍动物肠道。[目的] 本研究对牛羊粪便样品中的STEC分离和鉴定并对分离株进行致病潜力分析。从江苏、云南和河北等地共分离到羊源STEC菌株11株,牛源STEC菌株1株,另新疆农业大学佟盼盼组馈赠牛源菌株10株。[方法] 通过细菌选择培养及特异性基因stx1stx2的检测进行分离鉴定;并通过Vero细胞毒性试验、溶血活性试验和毒力因子的检测分析STEC分离株的致病潜力。[结果] 分离到羊源分离株11株,分离率17.5%(11/63);分离得到牛源分离株1株,分离率0.7%(1/134);11株羊源分离株中有5株对Vero细胞具有强的毒性,3株有溶血活性;11株牛源分离株中有5株对Vero细胞具有强的毒性,3株有溶血活性。11株羊源STEC分离株eae基因携带率为63.6%(7/11),而11株牛源STEC分离株eae基因携带率仅为9.0%(1/11)。[结论] 结果表明羊源STEC菌株的分离率和致病潜力高于牛源菌株,所以,除牛外,羊作为STEC菌株宿主也应该得到更多的重视。
    27  Ensifer alkalisoli YIC4027趋化受体基因的比较及相关蛋白序列分析
    王艺璇,党消消,董小燕,骆永明,解志红
    2021, 61(8):2506-2516. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200637
    [摘要](28) [HTML](54) [PDF 899.15 K](76)
    摘要:
    [目的] 田菁共生根瘤菌Ensifer alkalisoli YIC4027是从宿主植物田菁的根瘤中分离出来的一株新型高效的固氮菌。本研究对E.alkalisoli的趋化受体基因与其他研究透彻的物种进行比较以及相关蛋白分析。[方法] 利用NCBI的BLAST对E.alkalisoli趋化受体基因进行序列相似性搜索。以Pfam数据库为基础,用HMMR3对甲基化趋化受体蛋白(MCP)进行比较分析。[结果] E.alkalisoli有2个趋化基因簇,共有13个MCP,含有不同的信号传感结构。此外,这些MCPs的胞质结构域除了一个是由40个七肽重复序列组成,其余都是由36个七肽重复序列组成。[结论] 尽管E.alkalisoli的趋化受体与已被广泛研究的物种的趋化受体具有较高的相似性,但仍显示出其特性。通过基因的比对以及相关蛋白的分析,我们能够更好地理解E.alkalisoli是如何通过趋化系统来响应外界变化的。
    28  基因串联策略强化枯草芽孢杆菌终止子的功能及其在基因表达中的应用
    林巧,周哲敏,崔文璟
    2021, 61(8):2517-2529. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200659
    [摘要](57) [HTML](83) [PDF 2.89 M](77)
    摘要:
    在底盘微生物中使用高性能终止子能够显著增强基因终止效率,维持新合成mRNA的稳定性,提升外源基因表达性能。而目前缺乏专一用于枯草芽孢杆菌的终止子元件,限制了复杂功能基因电路的设计。[目的] 在枯草芽孢杆菌中挖掘新的高性能终止子,并进一步重新设计,丰富适用于这一底盘的高性能人工终止子。[方法] 将枯草芽孢杆菌终止子和枯草芽孢杆菌噬菌体终止子分别构建至终止子检测质粒中,测定各终止子的终止效率(terminator efficiency,TE)。将不同强度单终止子按强弱、强强、弱弱组合构建串联终止子,测定不同组合体的终止性能。利用高性能串联终止子进行天冬氨酸氨基裂解酶(AspA)和β-葡萄糖苷酸酶(GusA)的表达功能验证,检测高性能终止子对基因表达水平的作用。[结果] 经过检测,TB5终止子终止效率最强,TE为98%。含有TB5终止子的表达体系中GFP水平比对照上调2.2倍,RFP的表达水平下调27倍。双串联组合体终止子中,TH1.5b-TB5(TE=97%)和TB5-TB5(TE=98%)串联终止子可将RFP的表达水平下调30倍。而三串联终止子中,TB2-TB5-TB5组合体与相应的双组合体相比,GFP的表达水平虽无进一步提升,但RFP的表达仅有参照的1/300。最后,通过AspA和GusA的重组表达确证了串联终止子TH1.5b-TB5和TB10-TB5对基因表达水平的提升作用。[结论] 高终止效率的终止子可以显著提升上游基因的表达水平,通过一定规律的基因串联能够进一步提升终止子的工作效率。这种人工再设计的终止子可方便、快捷地构建至细菌基因表达系统,实现基因表达的高效调控。
    29  耻垢分枝杆菌中一个TetR家族转录因子负调控异烟肼的敏感性
    朱晨
    2021, 61(8):2530-2544. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200665
    [摘要](57) [HTML](73) [PDF 9.54 M](91)
    摘要:
    [目的] 研究TetR家族转录因子Ms0606对耻垢分枝杆菌耐药性的调控作用。[方法] 首先,通过测定生长曲线检测Ms0606在分枝杆菌耐药性中的调控作用;通过凝胶迁移阻滞实验和DNase I足迹法鉴定转录因子Ms0606识别的保守序列,进而探究其潜在的靶基因;其次,利用逆转录-qPCR和β-半乳糖苷酶活性实验检测Ms0606对靶基因Ms0608的调控作用,进一步探讨Ms0606调控分枝杆菌耐药性的分子机制。[结果] 与野生型菌株相比,Ms0606超表达菌株对异烟肼表现为敏感,Ms0606敲除菌株对异烟肼表现为抗性;Ms0606可以识别其自身操纵子上游区域内保守的22 bp回文序列,利用回文序列搜索耻垢分枝杆菌的基因组,发现Ms0606可能调控5个潜在靶基因;逆转录-qPCR和β-半乳糖苷酶活性实验显示Ms0606作为抑制子负调控Ms0608的表达,这可能会影响分枝杆菌对药物的耐药性。[结论] 鉴定了一种新的由Ms0606编码的耻垢分枝杆菌的TetR家族转录调控因子,该因子可调节分枝杆菌对异烟肼的敏感性,并进一步探讨其对靶基因的调控功能及对分枝杆菌耐药性的调控机制。
    30  胞嘧啶单碱基编辑技术与λ-Red同源重组技术构建鼠伤寒沙门氏菌SlyA敲除菌株的比较研究
    路娟娥,张彪,邓磊,刘素可,武陶,阮海华
    2021, 61(8):2545-2559. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20200675
    [摘要](43) [HTML](54) [PDF 2.56 M](70)
    摘要:
    由食源性致病菌引发的食品安全问题是威胁人类健康的重要因素。因此,研究食源性致病菌的感染机理对于控制病原菌危害具有重要意义。[目的] 以常见的食源性致病菌——鼠伤寒沙门氏菌为研究对象,以其发挥重要致病性的转录调控因子SlyA为靶标,比较胞嘧啶单碱基编辑技术(CRISPR/Cas9-guided-Cytidine Base Editor,CBE)和λ-Red同源重组技术在构建鼠伤寒沙门氏菌SlyA敲除菌株方面的方法差异,为鼠伤寒沙门氏菌的基因编辑技术应用提供数据。同时,也为其他类型病原菌的基因编辑技术开发提供有力参考。[方法] 采用PCR、Golden Gate、Sanger测序等方法完成CBE系统以及λ-Red系统的构建以及敲除结果的验证,采用Editor-R软件分析CBE系统的单碱基编辑效率,采用Western blotting在蛋白表达层面对敲除结果进行验证。此外,本研究还结合了表型鉴定的方法验证了基因敲除结果。[结果] 经PCR产物测序鉴定、Western blotting分析及溶血素活性鉴定等结果表明,本研究成功将CBE系统应用于鼠伤寒沙门氏菌slyA的单碱基编辑中,应用前述两种方法构建了鼠伤寒沙门氏菌SlyA敲除菌株。[结论] CBE系统虽然以其操作的简便性在基因编辑中优势明显,但同λ-Red系统相比,该方法需要设立特定的gRNA及PAM位点,在非模式菌株中的普适性较低,且在进行编辑时,CBE系统存在不稳定的问题。尽管如此,但CBE系统在鼠伤寒沙门氏菌中的成功建立,为进一步拓展与完善该菌的基因编辑系统提供了基础。
    31  核桃细菌性黑斑病菌rpfG基因的功能分析
    李峰,邓江丽,陈雯雯,王立华,毛雅慧
    2021, 61(8):2560-2573. DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20210065
    [摘要](79) [HTML](94) [PDF 8.08 M](95)
    摘要:
    [目的] 本研究旨在揭示核桃细菌性黑斑病菌(Xanthomonas arboricola pv.juglandisXaj) DW3F3中rpfG基因的生物学功能,从而为核桃细菌性黑斑病防治药剂的开发提供作用靶点。[方法] 以野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestrisXcc)8004菌株以及水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzaeXoo) PXO99ArpfG基因为模板序列,对Xaj野生型菌株DW3F3的基因组序列进行检索。利用同源重组技术,对XajrpfG基因进行敲除,并用生物化学方法对基因缺失菌株的相关毒力因子、抗逆性进行检测。[结果] 通过同源比对,在XajDW3F3的基因组中发现了与XccrpfG、XoorpfG同源的基因,并成功获得rpfG的缺失突变株ΔrpfG。与野生型相比,突变株ΔrpfG的生物被膜形成能力仅为野生型XajDW3F3的44.58%;胞外多糖产量也由野生型的8.47 mg/mL降为5.23 mg/mL;ΔrpfG的絮凝活性增加,能使菌液变澄清;运动性实验显示ΔrpfG的运动直径比野生型增加了12.38%;胞外酶的分泌也发生了不同程度的改变,突变株分泌纤维素酶的能力极显著降低,淀粉酶活性有所提高,而分泌蛋白酶的能力未发生变化;此外rpfG缺失后,Xaj对逆境(盐、酸、SDS、硫酸铜)的耐受力降低。[结论] 结果表明rpfG基因能影响核桃细菌性黑斑病菌的致病相关性状,并赋予了细菌一定的抗逆性。

    当期目录


    年第卷第

    文章目录

    过刊浏览

    年份

    刊期

    浏览排行

    引用排行

    下载排行