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微生物学通报

  • 2018年第45卷第6期文章目次
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    • >工业微生物学
    • Tyr78-loop对鱼腥藻来源苯丙氨酸脱氨酶活性的影响

      2018, 45(6):1171-1179. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170701

      摘要 (1539) HTML (669) PDF 590.43 K (1571) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】MIO (Methylidene-imidazol-5-one)依赖型酶中,催化因子Tyr所在loop (Tyr78-loop)的灵活性显著影响酶学性质。【目的】探讨Tyr78-loop对鱼腥藻来源苯丙氨酸脱氨酶酶活的影响,以提高其反应活性。【方法】将该酶的Tyr78-loop进行分子改造,筛选出酶活提高的突变体,并对突变酶的酶学性质进行研究。【结果】突变体S73N、E95V、E95K和S73N/E95K在37 °C、pH 8.5下比活分别比原酶提高了34%、30%、18%和35%。蛋白三维结构模拟推测在突变体S73N、E95V和E95K中,位于α螺旋与Tyr78-loop交界处的Asn73、Val95和Lys95与附近氨基酸的氢键作用力数目减少,一定程度上增加了Tyr78-loop的柔性。【结论】Ser73位和Glu95位氨基酸的突变增加了Tyr78-loop的灵活性,提高了苯丙氨酸脱氨酶的酶活。

    • 一株产生淀粉酶杆菌Bacillus sp. GEL-09的筛选、鉴定及发酵条件优化

      2018, 45(6):1180-1189. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170756

      摘要 (1497) HTML (684) PDF 1.04 M (1818) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】生淀粉酶可以水解生淀粉颗粒,在酒精发酵、白酒、黄酒和食醋的生料酿造工业中具有广阔的应用前景。【目的】从自然环境中筛选产生淀粉酶的菌,对其发酵条件及酶性能进行考察,为淀粉生料发酵过程提供优良菌种和酶资源。【方法】取木薯田土壤,经过稀释、热处理、富集培养以及木薯淀粉平板筛选培养基初筛,摇瓶复筛得到产高效降解生淀粉酶的菌株;经过菌落形态、细胞染色观察以及16S rRNA基因序列比对进行鉴定;对筛选菌株的发酵培养基和发酵条件进行优化,并对酶蛋白进行分离纯化和酶学性质分析。【结果】分离到一株具有较高生淀粉酶水解活力的菌株GEL-09,经鉴定为芽胞杆菌Bacillus sp. GEL-09;该菌在最优发酵条件下培养96 h,胞外酶活力达到430.6 U/mL,是优化前的2.8倍;酶学性质分析发现该酶为中温、中性酶,最适温度和pH为50 °C和7.0;生淀粉降解能力对比发现,该酶的生淀粉降解能力值为62.3%,显著高于细菌α-淀粉酶、生麦芽糖淀粉酶和甘薯β-淀粉酶对生淀粉的降解能力。【结论】Bacillus sp. GEL-09在生淀粉酶生产方面具有良好的开发应用前景。

    • 宏基因组来源耐Mn2+、热稳定细菌漆酶的分子克隆及酶学特性

      2018, 45(6):1190-1199. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170649

      摘要 (1357) HTML (691) PDF 1011.43 K (1638) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】漆酶和锰过氧化物酶(Manganese peroxidase,Mnp)是木质素降解的主要酶,二者有协同效应。Mnp活性依赖于Mn2+,而Mn2+是大多数漆酶的抑制剂。【目的】获得耐Mn2+的细菌漆酶用于木质素降解。【方法】构建许昌市某污水河污泥宏基因组文库,通过活性筛选获得细菌漆酶基因lac1542。使用大肠杆菌异源表达Lac1542,研究纯化后的重组蛋白酶学性质并进一步检测了含Lac1542复合酶系降解木质素能力。【结果】测序结果显示lac1542编码一个含513个氨基酸的蛋白。以ABTS为底物Lac1542最适反应pH为4.0,在pH 3.0?6.5范围内酶活性稳定。最适反应温度是75 °C,在70 °C以下酶活性稳定;100 mmol/L的Mn2+仍能提高酶的活性。动力学参数研究发现,该酶的最适底物顺序为:ABTS>丁香醛联氮>儿茶酚>2,6-DMP>愈创木酚。Lac1542/Mnp复合酶系对木质素降解率为47.8%,比单独使用Mnp木质素降解率(22.4%)提高25.4%。Lac1542/Mnp/灰盖鬼伞过氧化物酶(Coprinus cinereus Peroxidase,CIP)复合酶系木质素降解高达71.5%,比Mnp/CIP酶系木质素降解率(48.9%)提高22.6%,加入Lac1542后的复合酶系能明显提高木质素的降解率。【结论】Lac1542的可溶性表达、耐受高浓度Mn2+、热稳定性使得Lac1542可以替代一些经典的真菌漆酶应用于制浆、造纸、纤维素乙醇生产、染料脱色等工业。

    • >环境微生物学
    • 出土竹简饱水期间放线菌群落结构与功能

      2018, 45(6):1200-1209. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170620

      摘要 (1472) HTML (556) PDF 1.98 M (1792) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】出土竹简需经历一个较长时间的饱水保存后才进行脱水处理,在此期间微生物的滋生和蔓延威胁竹简的安全保存。【目的】研究分析成都老官山汉墓出土竹简浸泡液中的放线菌群落结构与功能,为科学有效保存竹简提供理论依据。【方法】采用PCR-DGGE (变性梯度凝胶电泳)技术与传统可培养方法相结合的方式对成都老官山汉墓出土竹简夏季浸泡液中的放线菌群落结构和功能进行了初探。【结果】DGGE图谱显示,各样品间放线菌多样性指数(H′)、优势度指数(C)、辛普森指数(D)和均匀度指数(J)均有所不同,主成分分析结果反映出竹简浸泡液中放线菌种群结构存在较大差异;DGGE条带回收测序显示15条序列归于10个属,其中检出率较高的有原小单孢菌属(Promicromonospora)、纤维微菌属(Cellulosimicrobium)、芽球菌属(Blastococcus)、链霉菌属(Streptomyces),而原小单胞属(Promicromonospora)在各个样品中均有检出;可培养方法获得12株放线菌,分属于链霉菌属(Streptomyces)和原小单胞属(Promicromonospora);通过刚果红实验对分离获得的菌株进行初步筛选,得到5株具有纤维素降解能力的菌株。【结论】竹简浸泡液中的放线菌不仅种群丰富,而且存在降解竹简的潜在可能。

    • 纳帕海高原湿地浮游病毒丰度及其与可溶性有机碳关系

      2018, 45(6):1210-1218. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170631

      摘要 (1246) HTML (606) PDF 659.59 K (1496) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】浮游病毒在有机碳循环中具有重要作用。【目的】研究纳帕海高原湿地不同季节水样及土样中的浮游病毒和细菌丰度,并分析不同季节浮游病毒丰度与可溶性有机碳的关系。【方法】利用荧光显微镜技术检测不同季节水样中浮游病毒和细菌丰度,利用流式细胞仪技术检测不同季节土壤样品中病毒颗粒和细菌丰度。【结果】雨季所有样品浮游细菌和浮游病毒丰度分别为3.38×106/mL和4.38×107/mL,旱季所有样品的浮游细菌和浮游病毒丰度分别为8.85×105/mL和9.66×106/mL,浮游细菌和浮游病毒丰度年平均值分别为2.13×106/mL和2.67×107/mL。不同季节浮游细菌和浮游病毒的丰度有显著性差异,雨季明显高于旱季(P<0.01)。雨季细菌碳产量为8.01 μg C/(L·h),旱季为10.30 μg C/(L·h)。雨季浮游病毒裂解细菌贡献的可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)占总DOC库的32.38%?76.38%,而旱季为8.23%?47.87%。【结论】浮游病毒在纳帕海高原湿地有机碳循环中具有重要作用。

    • 河南鲁山五大温泉水细菌多样性分析

      2018, 45(6):1219-1227. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170690

      摘要 (1933) HTML (320) PDF 601.13 K (2102) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】位于河南中部的平顶山市含有丰富的温泉资源,对温泉水中的微生物多样性和群落结构进行研究有助于更好地开发利用温泉资源。【目的】探究河南鲁山五大温泉水中(上汤、中汤、下汤、温汤和神汤)细菌多样性。【方法】采用Illumina Hiseq2500 PE250技术对鲁山五大温泉水细菌的16S rRNA基因V3?V4变异区序列进行测序,应用Uparse、Mothur、Silva、MUSCLE和Qiime等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,最后分析五大温泉水中细菌的丰度和多样性。【结果】上汤、中汤、下汤、温汤和神汤分别获得56 017、68 319、65 247、59 340、68 825条有效tags,聚类为670、287、337、598、381个OTU。细菌分类分析表明,五大温泉水的细菌超过40个门,变形菌门(Proteobacteria)占84.12%,是优势菌;在属分类阶元上,五大温泉水的细菌超过239个属,上汤的优势菌是不动杆菌属(Acinetobacter),中汤的优势菌是Tepidimonas,下汤的优势菌是Vogesella和不动杆菌属(Acinetobacter),温汤的优势菌是Sphingopyxis和新鞘脂菌属(Novosphingobium),神汤的优势菌是(Aquabacterium)。【结论】鲁山五大温泉水中含有丰富的微生物资源,为后续五大温泉水中的微生物资源开发奠定了基础。

    • 新疆巴里坤、七角井和台特玛盐湖沉积物中免培养放线菌群落组成与离子成分分析

      2018, 45(6):1228-1236. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170559

      摘要 (1362) HTML (317) PDF 637.88 K (1618) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】新型病原微生物层出不穷,放线菌作为最重要的抗生素生产菌仍受制于纯培养困难和菌种资源不足,而对于盐湖沉积物中的丰富放线菌资源却鲜有报道。【目的】探索巴里坤、七角井和台特玛盐湖沉积物放线菌群落结构及其多样性,分析盐湖沉积物中化学离子成分对放线菌群落的影响。【方法】每个盐湖采集5份样品并混合,使用SDS-CTAB抽提法提取总DNA,使用放线菌特异性引物进行PCR扩增并构建16S rRNA基因文库,每个样品随机挑选220个克隆子,经过Hae III酶切筛选后对阳性克隆子进行测序分析;对每个样品的8种主要化学离子进行检测,并将沉积物化学离子成分与放线菌群落进行关联性分析。【结果】获得的381个克隆序列属于143个操作分类单元(Operational taxonomic Unit,OTU),聚类结果显示从3个盐湖中共探测到37个放线菌属(台特玛盐湖:24;巴里坤盐湖:16;七角井盐湖:14)。3个盐湖共有的放线菌属为Aciditerrimonas、Aquihabitans、Demequina、Dietzia、Ilumatobacter和Amycolatopsis。从放线菌群落结构上看,台特玛盐湖与其他两湖差异性很大,巴里坤盐湖与七角井盐湖群落相似性更高,巴里坤、七角井和台特玛盐湖未知放线菌的组成分别为47.59 %、53.07%和51.53%。利用RDA (redundancy analysis)分析盐湖沉积物化学离子与放线菌群落的关联性,结果显示与Na+、Cl?和K+相比,Mg2+、Ca2+、SO42?、HCO3?和CO32?与盐湖放线菌类群的相关关系要更加紧密。【结论】3个盐湖中具有丰富的放线菌多样性,包含大量的未知放线菌。盐湖沉积物不同的化学离子成分影响着各自独特的放线菌群落,可为开发新的盐湖放线菌资源提供依据。

    • >基础微生物学
    • 四川海螺沟冰川土样芽胞杆菌资源分析

      2018, 45(6):1237-1249. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170646

      摘要 (1363) HTML (666) PDF 1.24 M (1904) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】芽胞杆菌(Bacillus-like)是一类能形成具有强抗性芽胞且可在多种极端环境下存活的细菌,其产生的多种功能代谢产物在多种领域具有重要研究价值。由于冰川低温、寡营养的独特生态环境,其存在的芽胞杆菌可能具有特殊性,因此研究冰川芽胞杆菌有利于发掘新基因、丰富芽胞杆菌多样性。【目的】了解四川海螺沟冰川土壤芽胞杆菌资源,为挖掘芽胞杆菌新资源提供基础。【方法】采用纯培养法分离获得冰川土壤芽胞杆菌资源,利用16S rRNA基因进行系统发育分析,测定代表性菌株的生理生化特性并采用类平均法和欧氏距离模型进行聚类分析。【结果】共筛选到可培养细菌44株,经16S rRNA基因鉴定确定其中36株为芽胞杆菌,隶属于4个属的19个种,分别为芽胞杆菌属(Bacillus) 11个种24株、类芽胞杆菌属(Paenibacillus) 2个种3株、短芽胞杆菌属(Brevibacillus) 4个种5株和赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus) 2个种4株,其中以芽胞杆菌属(Bacillus)为优势属。分离菌中仅3株芽胞杆菌可在4 °C生存,7株能在50 °C生长,大部分菌株在30 °C下生长良好;有74%菌株能耐碱,有37%菌株能在无盐条件下生长。根据生理生化结果,采用类平均法和欧氏距离模型进行聚类分析,可分为3组,分别包含7种、4种和6种芽胞杆菌。第1组均可以水解七叶灵和利用葡萄糖,第2组均不能水解七叶灵和利用葡萄糖,第3组仅能共同利用葡萄糖。【结论】四川海螺沟冰川土壤蕴藏着较为丰富的芽胞杆菌资源,为芽胞杆菌新资源挖掘提供了资源保障。

    • 西藏接合菌物种多样性初探

      2018, 45(6):1250-1261. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170605

      摘要 (1486) HTML (733) PDF 1.07 M (1682) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】接合菌在自然界广泛分布,在工业、食品、医药、生物防治等方面扮演着重要的角色,部分接合菌为有害菌。西藏地区接合菌只有少数零星的报道,其系统调查研究几乎还是空白,大量潜在的物种需要分离、鉴定、认识、保藏和开发。【目的】了解西藏地区的接合菌物种多样性和生物资源现状,为该地区有害接合菌的控制和有益接合菌的开发利用奠定基础。【方法】对西藏全境7个地区19个代表县的701个样品采用平板稀释分离法得到单菌落,然后进行形态和分子(SSU、ITS和LSU rDNA)鉴定,并在此基础上进行生物多样性以及优势和稀有属种分析。【结果】得到西藏接合菌10属26种,包括5个西藏已知种和21个西藏新记录种;其中4个为中国新记录种,分别是:类变形被孢霉(Mortierella amoeboidea)、球孢高山被孢霉(M. globalpina)、灰褐毛霉(Mucor brunneogriseus)、暗色毛霉(M. fuscus)。西藏接合菌的多样性指数分析表明,不同地区间的物种数量和组成存在显著差异,排在前4位的分别是波密县、米林县、当雄县和八宿县。属种分析显示,西藏接合菌的2个优势属为被孢霉属(Mortierella)和毛霉属(Mucor);3个优势种为高山被孢霉(Mortierella alpina)、冻土毛霉(Mucor hiemalis)、匍枝根霉(Rhizopus stolonifer);常见属8个,分别是犁头霉属(Absidia)、放射毛霉属(Actinomucor)、小克银汉霉属(Cunninghamella)、根毛霉属(Rhizomucor)、根霉属(Rhizopus)、共头霉属(Syncephalastrum)、伞形霉属(Umbelopsis)和接霉属(Zygorhynchus);常见种9个,稀有种14个。【结论】西藏地区接合菌资源丰富,各地区生物多样性差异显著,稀有物种占一半以上的比例提示西藏自然环境保护的重要性。

    • >基因克隆及功能研究
    • 光杆菌(NLK-1) Txp40毒蛋白基因克隆表达及预测

      2018, 45(6):1262-1272. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170655

      摘要 (1333) HTML (620) PDF 835.18 K (1495) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】光杆菌存在于嗜菌异小杆线虫肠道内,并与其互惠共生,其能够产生多种高效、广谱的杀虫蛋白及毒素,是近年来继苏云金芽胞杆菌(Bt)之后挖掘新型杀虫蛋白及杀虫基因的热点研究对象。【目的】克隆Photorhabdus luminescens (NLK-1) Txp40毒蛋白基因,分析其与已知其他同属共生菌相似毒蛋白在基因序列、蛋白组成、理化性质及构象的区别,构建原核表达载体并转化大肠杆菌进行诱导表达,初步测定其杀虫活性。【方法】采用侵染的大蜡螟幼虫血腔直接分离初生型共生细菌,根据已报道的序列经比对分析设计引物,扩增目的基因,连接克隆质粒pMD19-T后测序,利用Expasy在线ProtParam tool预测其基本理化特性参数,NPS@-Network Protein Sequence Analysis在线工具进行二级结构预测。通过克隆、酶切、连接目的基因在pET28a原核表达载体上,转化大肠杆菌BL21中,利用蓝白斑筛选阳性克隆,测序验证后进行IPTG诱导表达;菌体超声破碎离心,以毒蛋白含量较高的上清溶液对大蜡螟幼虫进行饲喂和血腔注射毒性测定。【结果】Photorhabdus luminescens (NLK-1) Txp40 毒蛋白基因全长为1 008 bp,与已知相关基因的序列相似性为94%,与已知40 kD相关蛋白的氨基酸相似性达到99%,分子量37.9 kD,pI 8.37,二级结构预测表明其主要由α螺旋35.71%,无规卷曲54.46%,延伸链9.52%组成,跨膜区域与已知蛋白基本相似,克隆构建了原核表达载体pET28a-(NLK-1) Txp40,SDS-PAGE分析其在38 kD处有特异条带,蛋白分子量与预测值基本一致,且表达相对单一,表达量较高。Photorhabdus luminescens (NLK-1) Txp40蛋白对大蜡螟幼虫具有较高的血腔毒性,大蜡螟幼虫注射5 μL蛋白粗提液剂量下48 h内致死率达100%,未发现胃毒活性。【结论】获得Photorhabdus luminescens (NLK-1) Txp40毒蛋白基因,比对、分析了与已知基因在序列组成、蛋白基本理化性质和二级结构的异同,构建了原核表达载体并成功诱导表达,验证了Photorhabdus luminescens (NLK-1) Txp40毒蛋白具有较高的大蜡螟幼虫血腔毒性,为进一步发掘Photorhabdus luminescens (NLK-1)中的杀虫功能基因和蛋白奠定基础。

    • MdrL外排泵在单核细胞增生李斯特菌对苯扎氯铵耐受中的作用

      2018, 45(6):1273-1282. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170689

      摘要 (1557) HTML (627) PDF 1.65 M (1717) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】季铵盐类消毒剂特别是苯扎氯铵(Benzalkonium chloride,BC)在食品工业中的广泛应用导致单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,Lm)对BC的敏感性下降。外排泵是介导Lm对BC耐受的主要机制。【目的】调查MdrL外排泵在Lm对BC耐受中的作用。【方法】利用同源重组技术构建mdrL基因缺失株。比较野生株EGD-e和突变株ΔmdrL在对BC的耐受性、亚致死浓度BC (2 μg/mL)胁迫下的生长情况以及致死浓度BC (16 μg/mL)下的存活率等方面的差异。【结果】构建mdrL基因缺失株ΔmdrL及回复突变株CΔmdrL。mdrL的缺失不影响菌株对BC的最小抑菌浓度。生长曲线测定结果显示,与野生株相比,突变株在亚致死浓度BC作用下的生长迟滞期延长、平均最大生长率和平均最大光密度值均降低。当BC浓度为4 μg/mL时,梯度稀释后的野生株和突变株在平板上的生长显现出明显的差异。与野生株相比,突变株在致死浓度BC作用下的存活率降低2个log值。透射电镜的观察结果显示,加入BC后,突变株的细胞明显变细长。此外,野生株和突变株对溴化乙锭(Ethidium bromide,EB)的积累和外排无明显差异。【结论】MdrL外排泵介导Lm对BC的耐受,但是与Lm对EB的外排无关。

    • >农业微生物学
    • 鄱阳湖-乐安河段湿地耐Cu、Zn、Pb植物促生菌的分离、筛选及鉴定

      2018, 45(6):1283-1294. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170814

      摘要 (1484) HTML (752) PDF 442.47 K (1453) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】植物促生菌因其对植物生长促进及增强抗逆性等优点在植物-微生物联合修复重金属污染土壤中具有良好应用潜力。在污染土壤中,土著植物促生菌能够更好地定殖并保证促植物生长能力的发挥。【目的】从常年受上游多种重金属污染的鄱阳湖-乐安河段湿地分离出一批具有多种重金属抗性的优势土著植物促生菌,以期为植物-微生物联合修复重金属污染湿地提供一批优质的菌种资源。【方法】从乐安河流域戴村受重金属污染的湿地土壤及水体中分离具有Cu、Zn、Pb抗性菌株,测定菌株的促植物生长特性[产IAA (Indole acetic acid)、溶磷、产铁载体及ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)脱氨酶活性],挑选促生特性较好的菌株进行16S rRNA基因序列分析鉴定,并测定菌株对其他胁迫条件(抗生素、酸碱、盐)的耐受能力。【结果】分离得到22株能够同时耐受Cu 50 mg/L、Zn 400 mg/L、Pb 800 mg/L的菌株,其中10株表现出较好的促植物生长特性,对其进行16S rRNA基因序列分析鉴定,有4株属于Ralstonia sp.,3株属于Burkholderia sp.,另3株则分别属于Cupriavidus sp.、Stenotrophomonas sp.和Novosphingobium sp.。基于这10株菌抗性特征的聚类分析及主成分分析,结果与系统发育树分析结果高度一致。【结论】耐受多种重金属的土著植物促生菌的分离鉴定为重金属污染土壤的植物-微生物联合原位修复提供良好的微生物资源。

    • 三硝酸丙三酯对厌氧真菌和甲烷菌代谢产物、纤维水解酶活性及菌群丰度的影响

      2018, 45(6):1295-1302. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170710

      摘要 (1479) HTML (434) PDF 442.85 K (1523) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】近年来硝酸酯化合物抑制瘤胃甲烷生成的能力受到广泛关注,但鲜有研究关注其对瘤胃内主要纤维降解菌——厌氧真菌的影响。【目的】研究三硝酸丙酸酯(Nitroglycerin NG)对厌氧真菌和甲烷菌活性和代谢的影响。【方法】利用厌氧真菌(Piromyces sp. F1)纯培养及与甲烷菌共培养(Piromyces sp. F1+ Methanobrevibacter sp.),比较不同剂量NG (0.0、6.6、13.2和19.8?μmol/L)对厌氧真菌和甲烷菌的代谢终产物、主要纤维水解酶活性及菌群丰度的影响。【结果】厌氧真菌共培养组中,6.6 μmol/L NG完全抑制了甲烷的生成,积累了氢气和甲酸(P<0.05),降低了乙酸浓度以及木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P<0.05),但未显著影响厌氧真菌和甲烷菌的丰度(P>0.05)。厌氧真菌纯培养组中,6.6 μmol/L NG显著降低了甲酸、乙酸、乙醇、木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P<0.05),但总产气量和氢气产量没有显著差异(P>0.05)。在2个培养体系中,随着剂量的升高,NG对厌氧真菌和甲烷菌的抑制增强。【结论】NG能够抑制甲烷菌的活性,但对厌氧真菌也有抑制作用。

    • 联合固氮菌叶面接种剂的优化及其在玉米叶际的定殖

      2018, 45(6):1303-1313. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170623

      摘要 (1625) HTML (442) PDF 426.94 K (1498) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】联合固氮菌由于不具有宿主专一性,在土壤、叶际中广泛存在,对生态系统氮素供应有着重要贡献,它还可以通过分泌生长激素等间接作用促进植物生长,可作为重要的农业生产菌剂。土壤接种剂由于受土著微生物的竞争和土壤抑菌物质等的影响,接种效果不稳定,难以推广使用。相比于土壤环境,叶际生境相对简单且表面积巨大,进行叶际接种是固氮菌剂推广应用的一个新思路。【目的】优化联合固氮菌菌株W12接种添加剂,制备液体接种剂并研究其在玉米叶际的定殖效果。【方法】对菌株W12进行菌落PCR测序,构建系统发育树并确定分类地位。分别在培养液中添加不同浓度梯度的羧甲基纤维素(Carboxy methyl cellulose,CMC)和甘油(Glycerol,Gly),测量菌株W12生长曲线和固氮酶活性,优化添加剂浓度并制备液体接种剂,对接种剂的有效保存时间进行检测。将接种剂喷洒到玉米叶际,测量其对玉米产量和植株含氮量的影响,并通过低氮培养基进行回收计数。【结果】固氮菌菌株W12的16S rRNA基因序列与变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)的相似性高达99%,在培养液中添加CMC和甘油对菌株W12的生长无明显促进和抑制效果,但均提高了固氮酶活性。添加甘油制备的接种剂在盆栽和大田玉米叶面喷施后,在玉米生长末期叶际回收到的W12类似菌分别为4.3×105 CFU/g叶片和1.7×105 CFU/g叶片,显著高于未接种的处理;而且大田玉米籽粒、茎部和叶片的含氮量高于不接种的对照处理。经过90 d贮藏后,4 °C保存的接种剂剩余活菌数均高于1.0×108 CFU/mL。【结论】羧甲基纤维素(CMC)和甘油(Gly)的添加不仅有利于固氮菌液体接种剂在叶片的附着,并能显著提高联合固氮菌菌株W12的固氮酶活性,低温冷藏可保证液体接种剂的有效活菌数;液体接种剂在玉米叶际喷施后,菌株W12能够成功定殖,并显著提高玉米植株和籽粒含氮量。研究结果为固氮菌叶面接种剂的制备和应用,以及实现农业氮肥减施保产的目标提供了借鉴意义。

    • 番茄根内促生放线菌的分离鉴定及其促生效果

      2018, 45(6):1314-1322. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170645

      摘要 (1601) HTML (563) PDF 3.23 M (1615) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】植物体内普遍存在一定数量的内生放线菌,对植物的生长发育具有促生作 用。【目的】从番茄根内分离、筛选并鉴定出能够有效促进植物生长发育的内生放线菌,为生物菌肥的开发奠定基础。【方法】采用组织研磨培养法和放线菌分离培养基对番茄根内放线菌进行分离,利用Salkowski比色法、钼锑抗比色法和CAS平板检测法进一步筛选出具有较强促生特性的菌株,通过番茄和黄瓜苗期盆栽试验验证其促生效果。结合形态、生理生化以及16S rRNA基因序列相似性和系统发育分析,对菌株进行鉴定。【结果】分离筛选出一株吲哚乙酸(Indole-3-acetic aeid,IAA)产量达25.56 mg/L的内生放线菌NEAU-D1,能够产生铁载体并且对多种难溶性磷酸盐具有良好溶解效果,通过16S rRNA基因序列分析,该菌株属链霉菌属。番茄和黄瓜苗期盆栽试验结果表明,接种该菌株的番茄幼苗其根长、株高、植株鲜重和干重较对照分别显著增加了9%、23%、47%和92%,而接种该菌株的黄瓜幼苗根长、株高、植株鲜重和干重较对照分别显著增加了43%、47%、134%和58%。【结论】链霉菌NEAU-D1可以作为潜在的促生菌资源用于设施蔬菜多功能生物菌肥的研发。

    • 过量施肥对设施菜田土壤菌群结构及N2O产生的影响

      2018, 45(6):1323-1332. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170959

      摘要 (1695) HTML (653) PDF 1.06 M (1622) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】N2O是一种很强的温室气体,其温室效应强度大约是CO2的265倍。土壤氮肥施加量是影响N2O排放的重要因素,而厌氧条件下微生物反硝化则是N2O产生的重要途径。【目的】研究过量施肥条件下蔬菜大棚土壤菌群结构变化及其对N2O气体排放的影响。【方法】利用自动化培养与实时气体检测系统(Robot)监测土壤厌氧培养过程中N2O和N2排放通量,比较过量施肥和减氮施肥模式下土壤N2O排放模式的差异。通过Illumina二代测序平台对这2种不同施肥处理的土壤微生物群落进行高通量测序,研究不同施肥量对土壤菌群组成的影响。【结果】过量施肥土壤中硝酸盐的含量大约是减氮施肥土壤的2倍,通过添加硝酸盐使2种土壤的硝酸盐含量均为60 mg/kg或为200 mg/kg时,过量施肥土壤在厌氧培养前期N2O气体的产生量及产生速度都明显高于减氮施肥土壤。另外,过量施肥导致土壤菌群结构发生显著改变,并且降低了土壤微生物的多样性。相对于减氮施肥,过量施肥方式富集了Rhodanobacter属的微生物。PICRUSt预测结果显示,传统施肥没有显著改变反硝化功能基因相对丰度。【结论】长期过量氮肥施用显著增加了土壤N2O的排放,可能原因是施肥改变了包括氮转化相关微生物在内的土壤菌群组成,从而影响了土壤N2O气体的形成与还原过程。

    • >兽医微生物学
    • 林麝肺源致病性大肠杆菌感染BALB/c小鼠模型的建立及评价

      2018, 45(6):1333-1341. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170685

      摘要 (1402) HTML (668) PDF 4.31 M (1890) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】林麝肺源致病性大肠杆菌(Lung pathogenic Escherichia coli,LPEC)属于肠外致病性大肠杆菌(Extraintestinal pathogenic Escherichia coli,ExPEC),是重要的人畜共患病病原菌之一。【目的】建立林麝肺源致病性大肠杆菌感染BALB/c小鼠模型,为研究林麝LPEC O78的致病性提供实验基础。【方法】采用实验室保存的林麝LPEC优势血清型O78菌株腹腔注射BALB/c小鼠,计算LD50,确定造模感染剂量,通过监测感染后体重、生化指标、器官中细菌定殖量变化,以及进行细菌分离鉴定和组织病理学检查,评价造模效果。【结果】确定了LPEC O78致BALB/c小鼠的LD50为3.6×108 CFU/mL。实验组小鼠于攻毒后3 h出现精神萎靡、食欲不振、反应迟钝,剖检见肺脏及肝脏肿大、小肠出血。24 h内体重下降3.2 g左右,随后缓慢升高。生化指标中除尿酸含量与对照组不显著(P>0.05)外,谷丙转氨酶、谷草转氨酶、总蛋白、白蛋白、磷、钙、镁、总胆红素、尿素、血糖、胆碱酯酶和乳酸脱氢酶等指标均高于对照组水平,且组间变化显著(P<0.05)。各器官均有细菌定殖,心、脾及肾脏24 h达到最高,肝、肺及肠道12 h达到最高,之后随时间逐渐减少。小鼠各器官有不同程度的炎性细胞浸润和细胞坏死。【结论】成功建立了林麝LPEC O78感染BALB/c小鼠模型,为林麝LPEC O78的发病机制、病理生理等方面的研究奠定了一定基础。

    • 猪源产细菌素芽孢杆菌的筛选及抑菌特性

      2018, 45(6):1342-1349. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170721

      摘要 (1368) HTML (496) PDF 867.35 K (2504) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】抗生素作为生长促进剂在畜牧业中的滥用,出现了严重的耐药基因富集和扩散问题,发掘新兴的生长促进剂作为饲料添加剂市场潜力巨大,目前益生菌制剂的开发最具潜力。【目的】通过对散养健康育肥猪粪便中芽孢杆菌的分离筛选,获得对典型肠道病原菌具有显著抑菌活性的芽孢杆菌,确定其产生的细菌素特性,以此对芽孢杆菌作为猪养殖业生长促进剂的潜力进行评价。【方法】采用梯度稀释涂平板法分离可培养细菌,利用牛津杯法检测菌株的抑菌活性。通过微生物形态及16S rRNA基因序列分析,确认6株产细菌素菌株的分类地位,并对其抗生素耐药性、细菌素稳定性及生理生化特征进行比较分析。【结果】从116株纯培养物中筛选得到6株对指示病原细菌具有显著抑菌效应的产细菌素芽孢杆菌,其中2株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),3株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),1株为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。菌株B. licheniformis DY7和B. subtilis FX4对致泻、产肠毒素、出血性Escherichia coli均有显著的抑制效果,对头孢噻肟和红霉素高度敏感,其细菌素在pH 3.0?9.0、50?100 °C水浴处理后仍具有明显的抑菌活性。【结论】猪源产细菌素芽孢杆菌DY7和FX4具有高效的病原细菌抑菌能力,所产细菌素稳定性较好,具有作为动物生长促进剂的应用潜力。

    • >药物微生物学
    • 响应面法优化粉被虫草中虫草素的提取工艺

      2018, 45(6):1350-1357. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170672

      摘要 (1472) HTML (522) PDF 811.39 K (1467) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】粉被虫草是民间常用药用真菌,具有抗辐射等多种药理作用,虫草素是其重要的活性物质。【目的】探究粉被虫草中提取虫草素的影响因素,为制取虫草素提供参考。【方法】以虫草素得率为指标,用响应面法优化超声提取工艺。分别考察超声时间、液料比和超声功率对提取效率的影响,在单因素实验基础上进行3因素3水平的响应面分析实验。【结果】最优提取条件为超声时间606 s、液料比45.9:1、超声功率400 W,在此条件下虫草素得率为6.136 mg/g,与模型预测值接近,方程拟合良好。【结论】首次对粉被虫草中虫草素的提取条件进行了研究,将对制取虫草素提供参考,有利于粉被虫草的深度开发利用。

    • >专论与综述
    • 基因组装技术在合成生物学中的应用

      2018, 45(6):1358-1368. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170548

      摘要 (1585) HTML (733) PDF 856.35 K (2317) 评论 (0) 收藏

      摘要:基因组装技术是合成生物学领域近年来发展起来的新型技术。它基于大规模基因组数据分析,发现新型的或隐藏的生物活性物质合成基因簇。利用基因组装技术,可提高或激活沉默的生物合成基因簇在微生物中的表达,从而合成潜在的、有价值的生物活性物质。本文旨在阐明最新的体内和体外基因组装技术的设计原理、关键策略及其应用。基因组装技术是合成生物学、代谢工程和功能基因组学研究的重要工具,对生物活性物质的高效生产及合成具有重要意义。

    • >高校教改纵横
    • 青年教师提高医学微生物学教学质量的体会

      2018, 45(6):1369-1374. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180177

      摘要 (1267) HTML (592) PDF 445.58 K (1736) 评论 (0) 收藏

      摘要:医学微生物学是一门重要的医学基础课程,具有知识点繁多、内容分散的特点。拥有高学历的青年教师正逐步成为高等院校的主力军,提高青年教师医学微生物学教学质量是亟待解决的重要问题。本文从夯实教学基本功、提升教学能力、灵活运用多种教学方法和数字化教学手段、处理教学与科研的关系等多个方面,对如何提高青年教师医学微生物学教学质量进行了探讨。

    • >生物实验室
    • 金针菇菌种中短期保藏因素的正交分析

      2018, 45(6):1375-1383. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170602

      摘要 (1449) HTML (790) PDF 622.46 K (1561) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】金针菇(Flammulina velutipes)是我国一种重要的栽培食用菌,年产量超过250万t,规模已跃居世界首位。菌种保藏技术是金针菇栽培和新品种研发的基础,但相关研究十分薄弱,已成为制约我国金针菇产业进一步发展的瓶颈问题。【目的】探索不同保藏因素对金针菇优良菌种中短期保藏的影响,为建立高效、低成本、易操作的保藏方法奠定基础。【方法】以温度、甘油、海藻糖、甘露醇以及保护剂体积5个因素进行正交试验。经12个月保藏,考察金针菇菌种在木屑培养基中的菌丝生长速度,通过极差分析和回归分析解析保藏因素的效应。【结果】温度、海藻糖、甘油和甘露醇对金针菇菌种的中短期保藏有极显著的影响,保护剂体积的影响不显著。温度是最重要的影响因子,与其它4个因素的互作效应均达到极显著水平。20 °C是较好的短期保藏温度,?80 °C为理想的中期保藏温度。渗透型与非渗透型保护剂间的互作效应对金针菇菌种的中短期保藏有极显著影响,海藻糖和甘露醇间的互作效应不显著。高浓度的海藻糖、甘油及甘露醇均不利于金针菇菌种的中短期保藏。保藏效果较佳的保护剂为10%甘油和0.3 mol/L甘露醇混合液。【结论】建立的菌种中短期保藏方法填补了金针菇产业发展的空白,研究结果可为其它大型真菌的中短期保藏提供重要参考。

    • 响应面法建立层析纯化去除百日咳丝状血凝素中内毒素工艺

      2018, 45(6):1384-1392. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180039

      摘要 (1317) HTML (591) PDF 613.99 K (1767) 评论 (0) 收藏

      摘要:【背景】无细胞组分百日咳疫苗在人群中接种后不良反应发生率大大降低,是未来百日咳疫苗的发展方向,但是新的抗原纯化方式需要工艺中加入内毒素的去除。【目的】使用响应面法优化层析纯化法去除无细胞百日咳疫苗中百日咳丝状血凝素(Filamentous hemagglutinin,FHA)中内毒素的工艺。【方法】通过单因素试验,确定响应面设计范围;根据响应面法设计原理,使用Minitab软件,以FHA的回收率和收获的FHA蛋白浓度,同时兼内毒素合格为考察指标,对上样样品量、样品pH、样品电导Cond进行优化,最终确定去除FHA内毒素的层析纯化工艺。【结果】使用目前的层析纯化条件获得的Capto adhere去除FHA的内毒素的最佳工艺条件:pH 5.3,Cond 9.6,Mass 3.0。【结论】用响应面法优化了去除百日咳丝状血凝素中内毒素的层析纯化工艺,这种方法效率高、耗时少,为后续生物制品工艺扩大再生产提供参考。

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