2019年第46卷第7期文章目次

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  • 1  适应性进化与甜菜碱的添加促进安丝菌素的生产
    许文龙 胡凤仙 刘婷 韦柳静 花强
    2019, 46(7):1561-1570. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180667
    [摘要](1099) [HTML](359) [PDF 720.05 K](904)
    摘要:
    【背景】安丝菌素是一类由珍贵束丝放线菌橙色亚种(Actinosynnema pretiosum ssp. auranticu)生产的美登素类衍生抗生素,属于大环内酰胺类物质,根据不同的C-3位基团可以分为一系列衍生物。目前已上市的高效抗癌药物曲妥珠单抗(T-DM1)以AP-3 (Ansamitocin P-3)为生产底物,并表现出很好的乳腺癌治疗效果。然而当前AP-3的产量较低,其过高的成本限制了进一步发展。【目的】应用适应性进化及添加适量甜菜碱策略提高安丝菌素AP-3的产量。【方法】以珍贵束丝放线菌橙色亚种为出发菌株,链霉素和巴龙霉素为胁迫压力进行适应性进化,筛选出安丝菌素积累较高的菌株,随后向进化菌株的发酵培养基中添加0.1%的甜菜碱,AP-3的产量进一步提高,同时分析了进化菌株AP-3相关基因的转录水平,初步探索进化菌株安丝菌素积累提高的原因。【结果】得到2株进化菌株Str16-4-4和Par16-2-1,发酵7 d后AP-3产量分别提高了33.4%和31.7%,添加甜菜碱后其AP-3产量相比出发菌株提高了54.6%和47.4%。【结论】通过适应性进化的策略获得了AP-3生产能力提高的珍贵束丝放线菌橙色亚种进化菌株,对促进AP-3的生产提供了新思路,而且为适应性进化策略提高目标产物的产量提供了新的例证。
    2  多粮浓香型白酒中特征酵母菌与耐酸乳杆菌的关系
    张霞 郑佳 赵东 乔宗伟 安明哲 杨康卓 罗青春
    2019, 46(7):1571-1581. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.181015
    [摘要](1159) [HTML](442) [PDF 1.14 M](939)
    摘要:
    【背景】多菌种协同代谢是浓香型白酒发酵的根本特征之一。【目的】探究多粮浓香型白酒发酵过程中功能微生物菌株间的相互协作关系,为实现发酵过程优化提供理论基础。【方法】采用传统分离培养法获得了多粮浓香型白酒发酵过程中的特征酵母菌和耐酸乳杆菌,并探讨了共培养过程中菌株的相互关系以及主要挥发性代谢产物的变化。【结果】共分离到3株优势特征性酵母菌(Kazachstania humilis Z1、Pichia kudriavzevii Z2、Candida ethanolica Z3)和1株耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans W)。K. humilis Z1和L. acetotolerans W共培养体系中耐酸乳杆菌数量明显少于纯培养L. acetotolerans W的菌体数量;3株酵母菌均一定程度抑制L. acetotolerans W产乳酸,K. humilis Z1能抑制L. acetotolerans W不产乳酸;K. humilis Z1纯培养与Z1&W共培养体系的挥发性代谢产物的构成相似;纯培养P. kudriavzevii Z2与Z2&W共培养体系的挥发性代谢产物差异明显,主要表现为共培养时乙酸乙酯和乳酸乙酯含量显著增加。【结论】在共培养体系条件下,产乙醇酵母菌对耐酸乳杆菌的乳酸代谢有抑制作用,而耐酸乳杆菌又对酵母菌的乙醇代谢有一定影响,这对多粮浓香型白酒品质调控和菌群间相互关系具有重要意义。
    3  北戴河海洋沉积物中L-半胱氨酸脱硫细菌的多样性及其特性
    郭策 刘贝贝 孙明雪 边佳琪 魏士平
    2019, 46(7):1582-1589. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180659
    [摘要](887) [HTML](334) [PDF 452.73 K](858)
    摘要:
    【背景】脱硫细菌对有机硫的脱硫作用在硫的生物地球化学循环以及脱硫工业中都起着重要的作用。【目的】了解海洋沉积物中可分解有机物产生硫化氢的细菌多样性。【方法】对我国北戴河海洋沉积物中可培养的L-半胱氨酸脱硫细菌进行分离与筛选,通过对其16S rRNA基因序列测定与分析,构建系统发育树,并对其脱硫、脱氮能力进行检验。【结果】从海洋沉积物中分离得到97株细菌,从以L-半胱氨酸为硫源的培养基中筛选出62株有机脱硫专一型细菌。根据脱硫细菌的形态及其特征,从中选取12株作为典型代表做进一步分析,它们分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)、动性球菌属(Planococcus)和红球菌属(Rhodococcus)。结果表明,这12株细菌均可产生半胱氨酸脱巯基酶,能够将半胱氨酸分解为丙酮酸、硫化氢和氨,即同时具备脱硫与脱氮的能力。其中有5株菌脱硫能力较强,分别属于赖氨酸芽孢杆菌属、动性球菌属和芽孢杆菌属。【结论】海洋沉积物中存在着丰富的L-半胱氨酸脱硫细菌,为进一步研究海洋中硫的生物地球化学循环提供了素材。
    4  反应器进水管生物膜中喹啉降解菌的分离鉴定及降解特性
    吴欣欣 吴晓刚 马怡茗 李冀 吴巧玉 隋维康 张晓君
    2019, 46(7):1590-1596. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.181003
    [摘要](1037) [HTML](273) [PDF 478.30 K](815)
    摘要:
    【背景】喹啉是一类高毒、致癌且难降解的含氮杂环化合物,本实验室建立了一个长期高效运行的反硝化喹啉降解生物反应器。【目的】从反应器进水管富集的生物膜中筛选有氧条件下降解喹啉的菌株。【方法】通过以喹啉为唯一碳源的培养基来富集、分离、纯化菌株;利用16S rRNA基因的序列分析鉴定分离株的系统发育地位;比较不同pH及温度条件下菌株的喹啉降解特性。【结果】经鉴定,4株分离物Q1、Q3、Q7和Q8分别属于Sphingobium、Massilia、Rhodococcus和Dyadobacter属。降解实验表明,以上菌株均能在48 h内实现50 mg/L喹啉的完全去除,但各自表现出不同的降解特性,其中Q1、Q3和Q8在降解过程中都检测到了喹啉降解产物2-羟基喹啉的积累。降解喹啉的Sphingobium、Massilia和Dyadobacter属菌株尚未见报道。【结论】从喹啉降解生物反应器的进水管内分离的4株喹啉降解菌可为设计处理含喹啉工业废水的反应器提供新菌种资源,对于完善喹啉生物降解机理研究具有实际意义。
    5  艾比湖湿地盐节木土壤固氮微生物群落结构和丰度的环境异质性特点
    兰鸿珠 胡文革 杨扬 何园 高岩
    2019, 46(7):1597-1610. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180131
    [摘要](882) [HTML](233) [PDF 617.79 K](842)
    摘要:
    【背景】新疆艾比湖湿地国家自然保护区作为国内最典型的温带干旱区湿地荒漠生态系统,对于富集生物多样性、平衡生态环境等方面存在着非凡的意义。目前关于艾比湖湿地根际与非根际土壤固氮微生物群落结构和丰度的相关研究还未见报道。【目的】通过分析新疆艾比湖湿地盐节木根际和非根际土壤固氮菌nifH基因的群落结构和丰度的环境异质性特点,及探讨微生物群落对国内极端干旱区脆弱敏感的艾比湖湿地生态系统循环过程中的作用,为改善荒漠化的艾比湖湿地环境提供理论依据。【方法】采用构建克隆文库和q-PCR的方法,并利用冗余分析法(Redundant analysis,RDA)探究土壤理化性质与固氮微生物群落结构及丰度的相关性。【结果】艾比湖湿地盐节木非根际土壤中nifH的多样性高于根际土壤,盐节木根际土壤的nifH序列优势种属主要为固氮根瘤菌属(Azorhizobium)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio);非根际土壤的nifH序列优势种属主要是固氮弧菌属(Azoarcus)、太阳杆菌属(Heliobacterium modesticaldum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。盐节木根际土壤nifH数量为4.08×104 copies/g,盐节木非根际土壤中nifH的数量为5.52×103 copies/g,根际土壤nifH的丰度高于非根际土壤。相关性分析显示,根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3?-N)、速效氮、总钾、含水量等因子显著相关,非根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3?-N)、速效氮、总磷、总钾、总氮呈显著相关。【结论】在盐节木根际土壤中nifH的丰度高于非根际土壤,而多样性则低于非根际土壤,而且硝态氮(NO3?-N)、速效氮、总磷可能会影响固氮微生物的群落结构和丰度,这些特点为湖泊湿地的退化恢复提供理论和数据基础。
    6  一株香蕉枯萎病拮抗菌HQB-1的分离鉴定及其发酵条件优化
    徐志周 王明元 杜锦鹏 刘建福 欧树文 秦紫艺 杨可然
    2019, 46(7):1611-1618. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180980
    [摘要](1050) [HTML](255) [PDF 582.37 K](852)
    摘要:
    【背景】香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc)引起的一种真菌毁灭性土传病害,近年来施用生防菌被认为是一种有效的防治手段。【目的】从香蕉根际土壤中分离筛选具有良好防效的生防菌,并通过优化培养基及发酵条件,提高生防菌数量及抑菌效率。【方法】以福建省漳州蕉园中根际土壤为样品,以香蕉枯萎病致病菌(4号生理小种)为指示菌,通过稀释涂布、平板对峙法筛选得到一株具有较强抑菌活性的拮抗菌株HQB-1。通过形态观察、生理生化检测及16S rRNA基因序列分析,初步鉴定其种属,并采用单因素试验及正交设计优化菌株的发酵培养基及发酵条件。【结果】初步鉴定HQB-1菌株为Burkholderia stagnalis;最适培养基为:牛肉膏5.0 g/L,酵母浸粉10.0 g/L,NaCl 5.0 g/L;最佳发酵条件为:温度27 °C,pH 7.0,转速200 r/min,接种量1%,培养时间36 h。【结论】使用该条件培养获得的有效活菌数及抑菌率较优化前明显提高,其中OD600由优化前的1.251提高至1.881,抑菌率由优化前的9.18%提高至34.60%。
    7  一株野生食用菌白芦菇的鉴定及发酵条件
    戚梦 刘城移 赵强 张琪辉 胡开辉 吴小平 林文雄 傅俊生
    2019, 46(7):1619-1628. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180652
    [摘要](994) [HTML](281) [PDF 592.47 K](888)
    摘要:
    【背景】白芦菇是从沙县野外分离并驯化栽培的食用菌,因其子实体从原基形成到采摘时所经历的棒形期、钉头期均为白色且形似芦笋,因此当地也称之为“白芦菇”。【目的】对白芦菇进行鉴定,并研究其菌丝发酵培养特性。【方法】采用形态学观察与rDNA-ITS分析对白芦菇进行鉴定;以摇瓶发酵的菌丝体生物量干重为指标,经过单因素筛选及正交试验综合筛选得到白芦菇菌丝发酵的最适条件与配方。【结果】形态学观察与ITS鉴定分析表明白芦菇在分类上属于侧耳科(Pleurotaceae)侧耳属(Pleurotus),学名为Pleurotus giganteus,其菌丝摇瓶发酵最适条件为温度25 °C、pH 8.0及避光培养,菌丝摇瓶发酵最适配方为:玉米粉25.0 g/L,黄豆粉3.0 g/L,KH2PO4 1.5 g/L,MgSO4·7H2O 1.0 g/L,硫胺素50.0 mg/L。【结论】对白芦菇的种性鉴定与菌丝发酵条件研究可为后续的科学推广与开发应用奠定基础。
    8  暹罗鳄食道结节病病原彭氏变形杆菌的分离与鉴定
    曾晨爔 林茂 李忠琴 马英 王淑红
    2019, 46(7):1629-1635. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180622
    [摘要](955) [HTML](313) [PDF 618.30 K](866)
    摘要:
    【背景】2016年5月,厦门南顺鳄鱼园中的养殖暹罗鳄(Crocodylus siamensis)幼鳄暴发了一种之前未见报道的食道结节病,表现为鳄鱼不进食并伴有部分死亡。【目的】对患食道结节病的鳄鱼病料进行病原学鉴定,旨在探明病因,为该病的防治提供理论参考依据。【方法】对鳄鱼病灶处分离菌进行生理生化特征鉴定、16S rRNA基因序列分析、回接感染试验以及药敏试验。【结果】从病鳄食道、肝脏和血液病灶处各分离到一株优势细菌,综合菌株形态、生理生化特征以及16S rRNA基因序列分析的结果,判定3株分离菌均为彭氏变形杆菌(Proteus penneri)。由食道结节处分离的菌株2202经人工回接感染,证实彭氏变形杆菌为引起此次暹罗鳄发病死亡的致病原。3株分离菌对12种药物的耐药率均为33%,对恩诺沙星、复方新诺明、头孢噻肟、卡那霉素、四环素、强力霉素与萘啶酸共7种实验药物敏感,对利福平、青霉素G、红霉素和氯霉素耐药,而对链霉素则表现中介。【结论】彭氏变形杆菌与患病暹罗鳄的死亡有直接关系,该菌多为侵袭人类的条件致病菌,作为养殖鳄鱼的病原菌尚属首例。
    9  宁夏地区一株奶牛源耐甲氧西林金黄色葡萄球菌流行株的高通量测序分析
    陈程 王曈 常佳伟 万佳宏 王桂琴
    2019, 46(7):1636-1644. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180601
    [摘要](912) [HTML](315) [PDF 622.78 K](836)
    摘要:
    【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)是一种常见的条件性致病菌,由MRSA感染导致的奶牛乳腺炎给奶牛养殖户带来了重大的经济损失。【目的】了解宁夏地区奶牛源MRSA流行株基因组序列特征,为MRSA感染的防治提供理论依据。【方法】采用琼脂扩散法对分离株ld11进行抗菌药物敏感性试验,同时运用Illumina高通量测序平台对其基因组DNA进行高通量测序,使用网络数据库对获得的测序序列进行处理分析。【结果】药敏试验结果显示分离株ld11对头孢噻呋、磺胺异恶唑、氨苄西林、红霉素、庆大霉素、苯唑西林、克林霉素、四环素和多西环素耐药,数据分析显示分离株ld11携带耐药基因aadD、spc、str、blaZ、mecA、cat(pC194)、erm(A)、norA、tet(k)和tet(M),二者之间有很好的相关性;分离株ld11携带的耐药基因多于MRSA参考菌株,且分离株ld11和MRSA252的亲缘关系较近。COG功能分析和GO注释结果显示,与维持菌体基本功能和菌株生长增殖相关的基因占优势;KEGG通路分析结果显示,属于代谢通路的基因占比最多。从该菌株基因组序列上共检测到4个基因岛、9个疑似的CRISPR序列和1个完整的前噬菌体序列。【结论】揭示了宁夏地区奶牛源MRSA流行株的部分基因组序列信息,为MRSA菌株间基因组序列信息的比较分析及MRSA感染的防控提供参考依据。
    10  极长链脂肪酸的合成缺陷对酵母细胞膜的稳定性和多烯类药物敏感性的影响
    朱倩 程迅 杜秀秀 周国英 邓云霞 黄志伟
    2019, 46(7):1645-1653. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180631
    [摘要](879) [HTML](342) [PDF 634.55 K](863)
    摘要:
    【背景】脂肪酸延长酶家族参与脂肪酸代谢具有真核生物的高度保守性,且与膜脂的代谢密切相关。但细胞极长链脂肪酸(Very long-chain fatty acid,VLCFA)的合成缺陷对膜的稳定性及多烯类药物的敏感性影响并不完全明晰。【目的】探究细胞VLCFA延长酶ELO1、ELO2和ELO3的作用及功能。【方法】研究脂肪酸延长酶缺陷型elo1?、elo2?和elo3?对多烯类药物两性霉素B (Amphotericin B,AmB)、制霉菌素(Nystatin,Ny)及唑类硝酸益康唑(Econazole nitrate,Eco)的响应,检测不同酵母细胞的麦角固醇,检测其对Na+的响应及胞内钠钾离子水平。【结果】发现细胞VLCFA延长酶ELO2和ELO3缺陷后对AmB高度敏感;VLCFA延长酶缺陷突变株elo2?和elo3?对其它多烯类药物Ny及唑类药物Eco也十分敏感;细胞膜不饱和脂肪酸增加也会改变膜的稳定性,实验结果表明外源油酸(Oleic acid,OLA)增加了elo2?和elo3?突变体的AmB敏感性;相对野生型BY4741和elo1?,缺陷菌株elo2?和elo3?中麦角固醇的含量有显著下降;钠钾离子平衡是维护细胞正常生理的必要条件,也是检测细胞膜稳定性的重要参数,发现VLCFA的合成缺陷菌株对高浓度的NaCl比野生型菌株更敏感,使用ICP-AES检测不同浓度AmB胁迫下细胞内钠钾离子水平,也显示VLCFA延长酶缺陷菌株中,钠水平表现出上升趋势,并且细胞内钾含量明显降低。【结论】细胞VLCFA的合成缺陷会导致细胞膜更脆弱、稳定性下降,从而提高真菌对多烯类药物的敏感性,也表明脂肪酸延长酶是潜在的抗真菌治疗靶点。
    11  不同碳源条件下广叶绣球菌转录组分析
    肖冬来 马璐 杨驰 林衍铨
    2019, 46(7):1654-1661. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180637
    [摘要](974) [HTML](217) [PDF 674.39 K](882)
    摘要:
    【背景】广叶绣球菌(Sparassis latifolia)是一种名贵的食用菌,其木质纤维素降解的分子机制尚不明确。【目的】了解广叶绣球菌在不同碳源条件下木质纤维素降解相关基因表达动态。【方法】通过转录组测序技术对分别以葡萄糖、纤维素+木质素、纤维素及松木屑为碳源的广叶绣球菌基因表达谱进行分析。以葡萄糖为碳源的样本为对照,分别对不同碳源下广叶绣球菌显著差异表达的基因进行功能分析。【结果】Gene ontology (Go)富集分析表明,以葡萄糖为碳源的样本为对照,差异表达基因主要富集在碳水化合物利用的过程,如多糖催化过程、碳水化合物催化过程、碳水化合物代谢过程及多糖代谢过程等。碳水化合物活性酶(Carbohydrate-active enzymes,CAZymes)功能注释表明,碳源种类主要影响了半纤维素和纤维素降解相关糖苷水解酶家族基因的表达,其中涉及半纤维素降解的相关酶基因上调幅度最大。同时,在纤维素+木质素、松木屑为碳源的处理组中一些转录因子基因上调表达显著。【结论】不同碳源显著影响了广叶绣球菌基因表达谱,这种对碳源的适应也可能反映了广叶绣球菌攻击植物细胞壁的机制,研究结果为深入了解广叶绣球菌木质纤维素降解的分子机理和相关功能基因提供了一些参考。
    12  MvaT调控铜绿假单胞菌吩嗪的合成机制
    纪南南 杨广 梁如冰
    2019, 46(7):1662-1671. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180646
    [摘要](877) [HTML](275) [PDF 621.61 K](765)
    摘要:
    【背景】属于H-NS家族的MvaT转录因子参与了铜绿假单胞菌的许多重要代谢过程,如吩嗪合成代谢,但其调控方式仍不十分明确。【目的】确定转录调控因子MvaT是否直接调控铜绿假单胞菌的吩嗪合成过程,即该蛋白是否可以直接结合2个吩嗪-1-羧酸合成基因簇(phzA1G1和phzA2G2)与3个分支转化基因(phzH、phzS和phzM)的上游启动子区域。【方法】以铜绿假单胞菌SJTD-1和其mvaT基因敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)为研究对象,检测其在不同培养基条件下吩嗪化合物的合成量差异。通过体外异源表达与亲和纯化,获得重组蛋白MvaT。利用凝胶阻滞实验,确定MvaT重组蛋白对5个吩嗪代谢基因簇/基因上游启动子的结合情况。【结果】mvaT基因敲除突变株SJTD-1(ΔmvaT)的吩嗪产量较野生型显著提升。MvaT重组蛋白被有效表达与纯化,体外凝胶阻滞实验结果显示,该重组蛋白可与phzA1G1、phzA2G2、phzM、phzS和phzH的上游启动子区域均发生特异性结合。其中,重组蛋白MvaT与phzA1G1和phzA2G2的结合区域位于其上游启动子的200 bp以内,而该蛋白与phzM、phzS和phzH的结合区域则位于其上游启动子的100 bp以内。【结论】 MvaT蛋白通过直接结合吩嗪合成代谢基因的上游启动子区域来直接调控假单胞菌的吩嗪类化合物合成。
    13  副溶血性弧菌CalR调控vopB2的分子机制
    张凌宇 唐浩 仇越 张义全 王丽
    2019, 46(7):1672-1677. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190068
    [摘要](819) [HTML](315) [PDF 749.76 K](720)
    摘要:
    【背景】副溶血性弧菌是一种非常重要的食源性致病菌,CalR蛋白是一种全局转录调节因子。III型分泌系统2 (Type 3 secretion systems 2 T3SS2)是副溶血性弧菌主要的毒力因子,vopB2是T3SS2中的一个关键效应蛋白。【目的】研究副溶血弧菌CalR对vopB2的转录调控机制。【方法】利用引物延伸实验鉴定vopB2及vtrA的转录起始位点,并根据产物的丰度判断CalR对靶基因的调控关系;采用实时定量RT-PCR研究靶基因mRNA在WT和ΔcalR中转录丰度,验证CalR对靶基因的转录调控关系,进一步利用LacZ实验通过比较β-半乳糖苷酶活性的差异来判定CalR对靶基因的调控关系;利用凝胶阻滞实验分析His-CalR对靶基因启动子区是否具有直接的结合作用。【结果】vopB2有两个转录起始位点A (?130和?28)且其活性受CalR的直接抑制;引物延伸和LacZ结果表明CalR对vtrA的转录并无调控作用。【结论】CalR直接抑制vopB2的转录,该抑制作用与vtrA无关联。
    14  L-六碳糖形成机制的研究进展
    陈萌 唐伟 郭正彦 陈义华
    2019, 46(7):1678-1694. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190062
    [摘要](939) [HTML](466) [PDF 611.61 K](928)
    摘要:
    糖及其衍生物在许多初级或次级代谢过程中发挥着重要作用。糖结构与功能的多样性和糖在疾病诊断与治疗中的重要性推动了糖生物学的快速发展。D型糖,尤其是D-六碳糖在糖中占据着主导地位,L-六碳糖也是许多重要糖蛋白复合物、多糖及抗生素的组成成分。了解L-六碳糖的形成机制有助于理性改造糖的结构并开发其应用价值。L-六碳糖通常由3,5位差向异构酶或5位差向异构酶催化D-六碳糖的C5位异构化形成,这种转变赋予了糖在构型上的多样性,并在许多天然产物中起决定生物活性的作用。对3,5位差向异构酶和5位差向异构酶的功能及晶体结构的研究揭示了L-六碳糖的形成机制。本文综述了L-六碳糖形成过程中不同类型的3,5-位差向异构酶和5-位差向异构酶的催化机制,揭示L-六碳糖在生理和医药领域的重要意义。
    15  微生物肥料在盐碱土壤中的应用展望
    鲁凯珩 金杰人 肖明
    2019, 46(7):1695-1705. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180670
    [摘要](963) [HTML](311) [PDF 972.02 K](920)
    摘要:
    随着土地资源日益短缺及人们对生态环境的关注,以天然土壤微生物为主要成分的微生物肥料应用在盐碱农业中越来越受到重视。本文综述了国内外微生物肥料的发展历史和现状,微生物肥料对盐碱土壤产生的影响,帮助植物抵抗盐胁迫的机制,以及对盐碱土壤中微生物群落产生的影响;本文也提出了两种能够有效保藏菌种的固定化方法,这两类方法能有效地解决菌种易失活问题且延长其在土壤中的作用时间;最后提出了目前微生物肥料作用于盐碱地存在的问题与展望,旨在为缓解土地资源、提高农业安全生产做出贡献。
    16  细菌Lon蛋白酶研究进展
    刘郁夫 董浩 孙石静 陈瑞爱 丁家波
    2019, 46(7):1706-1711. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190022
    [摘要](930) [HTML](808) [PDF 508.19 K](1206)
    摘要:
    Lon蛋白酶是首个被鉴定的ATP依赖蛋白酶家族成员,在原核生物中发挥着降解错误折叠蛋白、维持胞内蛋白质平衡的作用。最近研究表明Lon蛋白还可以作为压力应激蛋白,参与降解多种转录调控因子和二元调控系统,改变细菌胞内的生理代谢过程以适应环境的改变。本文从Lon蛋白酶的结构、功能与上下游调控网络作一综述,旨在更全面清楚地了解ATP依赖蛋白酶的生理功能,以期为其胞内调控机制研究提供参考。
    17  肠道修复:一种利用益生菌减少重金属积累的新思路
    李荣 冯朋雅 叶泽 陈潇 李祥锴 刘璞
    2019, 46(7):1712-1722. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180691
    [摘要](873) [HTML](1119) [PDF 791.37 K](926)
    摘要:
    近年来受到重金属工业废水的排放及人类日常活动的影响,我国大面积土壤中重金属含量急剧增高。不同重金属可能通过食物链进入人体,给人类健康带来隐患。因此,减少重金属在动物体肠道中的积累是降低重金属危害的一个重要课题。研究显示,一些益生菌能够在体内外环境中有效地结合重金属,但人们对益生菌结合重金属的能力,及其对重金属的肠道修复机理了解较少。本文针对目前镉、铅、铬等重金属对环境与动物体健康造成严重危害的现状,分析了各类重金属的污染来源,概括了益生菌在环境与动物体肠道中对各种重金属的修复情况及作用机理,重点考察了益生菌在动物体肠道环境中与重金属相互作用的机理研究,同时对未来利用益生菌制剂直接减少人体肠道内重金属积累进行了展望。
    18  细菌自然转化的分子机制及生物学功能研究进展
    田琇 张利 刘马峰
    2019, 46(7):1723-1730. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180952
    [摘要](955) [HTML](671) [PDF 465.49 K](927)
    摘要:
    基因的水平转移在细菌的进化中起着非常重要的作用。自然界中的细菌之间主要通过3种机制进行基因水平转移:由噬菌体介导的转导、接合转移和自然转化。自然转化是指自然感受态的细菌能够自发地从外界环境中摄取DNA分子并整合到自身基因组上的过程。该现象首先发现于肺炎链球菌,目前至少有83种细菌被发现具有发生自然转化的能力,其中革兰氏阳性菌以肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae,S. pneumoniae)为代表,革兰氏阴性菌以奈瑟氏菌(Neisseria)为代表,对其自然转化机制的研究和认识较为清楚,但不同细菌之间自然转化的机制有所差异。自然转化的生物学功能一直以来有以下几种推测:获取营养、修复DNA损伤、生物进化,而近年来对此认识争论不休。本文将详细描述细菌自然转化的分子机制,并对其主要的生物学功能争论焦点进行评述,以期对细菌自然转化有更深入的理解和认识。
    19  以培养全面发展人才为目标的微生物学教学改革思考与探索
    陈锦 匡敏 陈雯莉
    2019, 46(7):1731-1735. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190116
    [摘要](963) [HTML](228) [PDF 382.75 K](941)
    摘要:
    微生物学是自然科学的重要组成部分,对生物类专业的人才培养至关重要。新时代微生物学教学内容和教学方法需要不断改革创新,以适应培养德智体美劳全面发展的人才目标。华中农业大学通过加强对微生物学教学资源、教学形式和考核机制等方面的建设,围绕价值塑造、能力提升、知识传授等目标积极探索课程育人路径,实现对学生综合素质的提升,为培养农林专业一流人才服务。
    20  双歧杆菌属特异性测序引物筛选及优化
    郑慧娟 白晓晔 高旭 孙志宏 张和平
    2019, 46(7):1736-1747. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180610
    [摘要](834) [HTML](736) [PDF 642.01 K](905)
    摘要:
    【背景】目前双歧杆菌的益生功能被普遍认可,越来越多的研究开始关注肠道中双歧杆菌的生物多样性。然而双歧杆菌是肠道中的低丰度物种,现有技术尚难以深入研究其多样性。【目的】基于双歧杆菌16S rRNA基因序列筛选一对适用于分析粪便样品中低丰度双歧杆菌属多样性的特异性引物。【方法】依据已有引物的相对位置及其与双歧杆菌属16S rRNA基因序列的匹配率,将引物重组优化得到扩增片段>800 bp的双歧杆菌属特异性引物;通过PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳对引物进行实验筛选和特异性验证;以细菌通用引物(27f/1492r)为参照,通过单分子实时(Single-molecule real-time,SMRT)测序技术对不同引物的3份粪便样品中细菌的DNA扩增子进行测序,在种水平上分析比较不同引物的优劣。【结果】对文献中已有的9对双歧杆菌特异性引物进行重组并优化,其中2对引物的理论特异性较好且扩增产物大于800 bp,它们分别为Bif164-f/Pbi R2和Pbi F1/Pbi R2。PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳实验发现,Bif164-f/Pbi R2的扩增条带明亮且无拖尾。此外,利用SMRT测序平台对引物27f/1492r和Bif164-f/Pbi R2的3份粪便样品中细菌的DNA扩增子进行测序并分析。27f/1492r扩增子的分析结果显示,3份样品依次分别含1、3、4个双歧杆菌种且双歧杆菌的平均相对含量为0.34%;而Bif164-f/Pbi R2扩增子的分析结果显示,3份样品依次分别含2、6和8个双歧杆菌种且双歧杆菌的平均相对含量为98.72%。上述结果表明,Bif164-f/Pbi R2可在种水平上特异地检出粪便中低丰度的双歧杆菌,进而实现样品中双歧杆菌的多样性分析。【结论】筛选出一对双歧杆菌特异性引物Bif164-f/Pbi R2,可在种水平上分析粪便样品中低丰度双歧杆菌的生物多样性,同时也验证了理论结合实验进行引物筛选这种方法的可行性。
    21  基于硅胶管吸附萃取的热脱附-气相色谱-质谱联用法测定真菌的挥发性有机化合物
    毛黎娟 葛洋 周文武 祝增荣 章初龙
    2019, 46(7):1748-1758. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190166
    [摘要](779) [HTML](300) [PDF 1.80 M](809)
    摘要:
    【背景】真菌代谢产生的挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)具有重要的生物学功能。高通量的VOCs测定方法对于VOCs产生菌的筛选非常重要。【目的】建立一种简单可靠、基于硅胶管吸附萃取(silicone tube sorptive extraction,STSE)的热脱附-气相色谱-质谱(Thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry,TD-GC-MS)联用法测定真菌培养物VOCs的高通量分析技术。【方法】选择代表性的包括酯、酮、醇、醛、烯等21种VOCs作为对照品建立标准曲线;将对照品滴加于PDA培养基,基于STSE进行TD-GC-MS分析,测定其专属性;将木霉菌T552接种于PDA培养基,基于STSE进行TD-GC-MS分析,测定方法的重复性;在以上基础上,用上述试验条件对6株木霉菌产生的VOCs进行筛选。【结果】在全扫描和提取离子条件下,21种对照品分别在1.0?10.0 μg/mL、0.1?10.0 μg/mL范围内线性关系良好。基于STSE的TD-GC-MS分析发现,滴加在PDA培养基上的对照品分离良好,且PDA培养基平板中的其它物质不干扰VOCs的测定,表明该方法专属性良好;对PDA培养的木霉菌T552进行的VOCs重复测定鉴定的5种VOCs相对标准偏差均小于10%,表明该方法重复性良好。用建立的基于STSE的TD-GC-MS方法从6株供试木霉菌中鉴定出包括酸、醇、酯、烯等共37种VOCs。【结论】建立了一种简单可靠、基于STSE的TD-GC-MS分析测定真菌培养物VOCs的高通量分析技术,可用于真菌VOCs的分析测定。
    22  加强动物病毒学研究,促进动物生产
    李震
    2019, 46(7):1759-1760. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.199007
    [摘要](800) [HTML](214) [PDF 570.68 K](752)
    摘要:
    动物病毒学与教育科研、社会生产、百姓生活等密切相关。我们在利用和享受动物病毒学研究成果的同时,也需要随时应对动物病毒性疫病新发和再现的严峻挑战。跟踪和展示动物病毒学领域最新研究成果有助于我们了解病毒这种最简单的生命形式,也有助于我们驯服、控制病毒并让其服务于社会需要。本专栏稿件包含了冠状病毒、非洲猪瘟病毒、圆环病毒、流感病毒、鸡马立克氏病毒、牛病毒性腹泻病毒等6种动物病毒病原体相关研究报告和综述,汇集了病原进化、表位筛选、病原与宿主互作等诸多研究内容,期望该专栏的出版有助于促进动物病毒性疫病相关研究领域的交流与进步。
    23  猪圆环病毒3型衣壳蛋白(Cap)抑制宿主细胞天然免疫应答
    赵振翔 朱紫祥 杨帆 曹伟军 李莎莎 康慧 杨孝朴 郑海学
    2019, 46(7):1761-1771. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190156
    [摘要](866) [HTML](428) [PDF 925.27 K](835)
    摘要:
    【背景】猪圆环病毒是引起猪圆环病毒病的病原,能够引起严重的免疫抑制和临床症状,给养猪业造成严重的经济损失。【目的】研究猪圆环病毒3型(porcine circovirus 3,PCV3)衣壳蛋白(Capsid protein,Cap)对宿主天然免疫应答的调控作用,解析其免疫抑制机制对阐明猪圆环病毒致病机制具有重要意义。【方法】通过构建Cap真核表达质粒,利用Western blotting进行表达验证,实时荧光定量(RT-PCR)、双荧光素酶基因报告系统和ELISA探究Cap对I型干扰素通路活化的影响,通过免疫共沉淀探索其作用机制。【结果】真核表达质粒成功表达并且证实Cap可以抑制DNA模拟物poly(dA:dT)诱导的I型干扰素通路的活化;Cap可以与天然免疫通路节点分子MITA相互作用。【结论】研究发现PCV3病毒Cap蛋白与干扰素通路节点分子MITA相互作用发挥免疫抑制作用,这为阐明PCV3免疫抑制机制提供了理论依据。
    24  猪流行性腹泻病毒流行株S蛋白高变区B细胞线性表位肽的鉴定
    刘英杰 李凤平 董世娟 王瑞阳 于瑞嵩 王燕 李震
    2019, 46(7):1772-1784. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190110
    [摘要](654) [HTML](269) [PDF 953.68 K](806)
    摘要:
    【背景】对猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)经典毒株与流行毒株S蛋白氨基酸序列比对显示,变异位点主要集中在S蛋白的N端。【目的】鉴定PEDV流行毒株S蛋白高变区(S10A,1?496 aa)的B细胞线性表位肽,特别是流行毒株特异性B细胞表位肽。【方法】以SDS-PAGE割胶纯化大肠杆菌表达的PEDV流行株SD2014 S蛋白高变区片段(S10ASD2014),免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体;在E. coli中谷胱甘肽巯基转移酶(Glutathione S-transferase,GST)融合表达覆盖S10ASD2014序列全长且彼此重叠8个氨基酸残基的系列16肽。以制备的抗S10ASD2014多抗为一抗,通过western blot筛选系列16肽中的阳性反应性16肽,鉴定S10ASD2014上的B细胞线性表位肽;利用抗PEDV经典毒株(CV777) S蛋白高变区片段(S10ACV777)多抗血清鉴定S10ASD2014上的保守性B细胞线性表位肽。【结果】重组表达的S10ASD2014相对分子质量约为72 kD;纯化的S10ASD2014表位肽能被PEDV阳性血清识别。制备的抗S10ASD2014多抗可以识别PEDV DR13弱毒株。利用抗S10ASD2014血清和抗S10ACV777血清从61个GST融合表达的16肽中鉴定到28个阳性反应16肽,其中13个为2种血清共同识别16肽。对24株PEDV不同亚群代表毒株的对应区域进行同源性分析表明2个阳性16肽为保守性表位肽。【结论】确定了PEDV流行株SD2014 S蛋白高变区的B细胞线性表位肽,B细胞线性表位肽,特别是流行毒株特异性表位肽的确定有助于了解S蛋白的结构与功能,为建立以表位为基础的PEDV感染检测方法打下良好基础。
    25  猪流行性腹泻病毒S2截短肽的原核表达及其线性B细胞表位区鉴定
    李凤平 刘英杰 董世娟 王瑞阳 王剑 于瑞嵩 李震
    2019, 46(7):1785-1795. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190005
    [摘要](853) [HTML](277) [PDF 682.17 K](862)
    摘要:
    【背景】由猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的猪流行性腹泻给养猪业造成了巨大的经济损失。PEDV S蛋白可以诱导宿主产生中和抗体。【目的】原核表达PEDV CV777疫苗株S2截短肽(aa:961?1 382)并制备其多克隆抗体;鉴定表达的S2截短肽上的线性B细胞表位区。【方法】将经密码子优化的PEDV S2截短肽编码DNA (s2t)克隆至载体pET-28a中并转化Escherichia coli BL21(DE3),利用IPTG诱导S2截短肽表达。以经SDS-PAGE切胶纯化的重组S2截短肽免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。在E. coli BL21中GST融合表达覆盖S2截短肽序列全长、彼此重叠8个氨基酸残基的系列16肽。以制备的抗S2截短肽兔血清为一抗,通过western blot (WB)筛选系列16肽中的阳性反应性16肽,鉴定S2截短肽上的线性B细胞表位区。【结果】重组PEDV S2截短肽的相对分子质量约为50 kD;诱导4 h表达量最高,且主要形成包涵体。WB结果显示,纯化的S2截短肽能被猪抗PEDV血清识别;以纯化的S2截短肽免疫新西兰大白兔制备多抗血清,ELISA法检测抗体效价位于1:25 600?1:102 400之间。免疫组化和间接免疫荧光分析均表明,制备的多抗血清可以识别Vero细胞培养的PEDV DR13弱毒株。以制备的多抗血清通过WB从52个GST融合表达的16肽中鉴定到11个阳性反应性16肽。WB分析显示,得到的阳性反应性16肽都可以被猪抗PEDV血清识别。鉴定到的阳性16肽在S2截短肽上形成4个线性B细胞表位区(aa:969?984;1 065?1 096;1 225?1 280;1 361?1 382)。【结论】高效价抗PEDV S2截短肽多克隆抗体的制备和S2截短肽上线性B细胞抗原表位区的确定有助于了解S蛋白的结构与功能,为建立有效的PEDV检测方法奠定了基础。
    26  安徽省部分地区2016–2018年猪圆环病毒2型遗传进化分析
    俞赵荣 张达 白彩霞 王小朋 杨侃侃 孙裴 李传峰 彭开松 李永东 王勇
    2019, 46(7):1796-1802. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180883
    [摘要](739) [HTML](217) [PDF 991.45 K](818)
    摘要:
    【背景】猪圆环病毒(Porcine circovirus,PCV)可以引起断奶仔猪多系统衰竭综合症(Postweaning multisystemic wasting syndrome,PMWS)。【目的】了解安徽省部分地区猪圆环病毒2型(PCV2)的遗传变异情况。【方法】采用PCR技术,对2016?2018年间安徽省部分地区猪场疑似PMWS感染的组织样品共计31份进行PCV2检测和全基因扩增,并通过DNAStar等生物信息学软件对所得到的PCV2毒株基因序列进行遗传进化分析。【结果】所得的8株PCV2安徽株与GenBank上已发表的国内外参考毒株相比较,核苷酸相似性为92.8%?99.0%,ORF2及其推导的氨基酸序列相似性分别为85.8%?99.6%和82.5%?100%。遗传进化树分析结果显示8株安徽株中有1株PCV2a,2株PCV2b,5株PCV2d,未发现PCV2c、PCV2e和PCV2f基因型。此外,通过对ORF2基因编码的氨基酸序列分析,发现各基因型Cap蛋白氨基酸序列上的位点具有其独特性。【结论】近年来PCV2在安徽地区的猪群中感染较为普遍,其中PCV2d基因型的感染病例增多,逐渐成为安徽地区的优势流行株。本研究为安徽地区的PCV2防控提供了一定的参考依据。
    27  2017年河北省蛋鸡养殖场H9N2亚型禽流感病毒的遗传演化和抗原性分析
    张义冉 王贞 孙怡朋 刘长清 刘金华
    2019, 46(7):1803-1811. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190165
    [摘要](680) [HTML](283) [PDF 571.48 K](762)
    摘要:
    【背景】H9N2亚型禽流感病毒在鸡群中广泛流行,引起巨大损失。【目的】了解河北省蛋鸡养殖场H9N2亚型禽流感病毒(avian influenza virus,AIV)的基因序列和抗原性的变异情况,为该病原的科学防控提供理论依据。【方法】于2017年从河北省部分蛋鸡养殖场分离鉴定出7株H9N2亚型AIV,对其HA基因进行序列测定,并进行遗传演化、关键氨基酸位点及抗原性分析。【结果】7株分离毒株HA基因同源性在95.5%?97.2%之间;与2016年前的流行毒株相比,分离病毒HA裂解位点均为典型低致病性AIV特征,在受体结合区域出现变异,潜在糖基化位点无明显差异;抗原分析结果显示分离毒株与早期分离株相比抗原性发生了变异,形成了新的抗原群;抗原性相关位点分析显示,分离毒株在9个位点发生了较为明显的突变,可能是导致抗原性变异的分子基础。【结论】河北省蛋鸡养殖场H9N2亚型AIV中的流行毒株在关键功能区发生基因突变,并且抗原性发生变异,提示应持续监测H9N2亚型AIV的遗传变异情况,并及时更换疫苗株。
    28  鸡马立克病毒的研究进展
    崔治中 苏帅 罗俊 钱琨 庄国庆 孙爱军 滕蔓
    2019, 46(7):1812-1826. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190053
    [摘要](882) [HTML](467) [PDF 483.83 K](815)
    摘要:
    马立克病毒(Marek’s disease virus,MDV)是一类可感染鸡诱发急性或亚急性淋巴细胞肉瘤的疱疹病毒。本文在对MDV的经典病毒学及分子生物学研究的早期成果进行概述的基础上,对近十多年来感染性克隆技术用于探索MDV主要蛋白基因的功能、以病毒编码的全部蛋白质为对象的蛋白组学、病毒编码的有调控作用的RNA及基因工程疫苗等方面的研究进展进行综述,并展望MDV进一步的研究方向和内容。
    29  非洲猪瘟病毒编码蛋白功能研究进展
    王晓丽 孙蕾 刘文军 商营利
    2019, 46(7):1827-1836. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190023
    [摘要](1269) [HTML](3621) [PDF 467.83 K](1213)
    摘要:
    非洲猪瘟(African swine fever,ASF)是非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)感染家猪或野猪引起的一种急性、出血性、高度接触性传染病,其特征是病程短、高热和出血性病变,急性感染死亡率高达100%,严重威胁全球养猪业但目前尚未开发出有效的疫苗和治疗方法。ASFV是非洲猪瘟病毒科非洲猪瘟病毒属的唯一成员,为大型双链DNA病毒,主要在巨噬细胞胞质中复制,其基因组约170?193 kb,含有150?167个开放阅读框,编码150?200种蛋白质。目前已知功能的病毒编码蛋白约有50个,大部分为病毒的结构蛋白,仍有一半以上的ASFV编码蛋白功能尚不清楚。除结构蛋白以外,病毒含有完整的酶和与病毒转录有关的因子,编码调节宿主细胞功能及与病毒免疫逃逸相关的蛋白等。本文综述了ASFV的结构蛋白、非结构蛋白以及参与免疫逃逸等相关蛋白功能的研究进展,以期为ASFV病毒蛋白研究及疫苗研发提供相关借鉴。
    30  应对日益严峻的挑战:中国禽传染性支气管炎研究
    黄梦姣 张芸 薛春宜 曹永长
    2019, 46(7):1837-1849. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180898
    [摘要](721) [HTML](388) [PDF 481.96 K](940)
    摘要:
    自1937年禽传染性支气管炎病毒在美国被首次分离以来,该病毒的传播给世界养禽业带来了严重的经济损失。中国地域辽阔、气候多样,国内该病毒的流行情况十分复杂。本文就传染性支气管炎在国内的病原分离、分子流行病学、检测技术、疫苗及综合防控技术等方面的研究与实践进行总结。目前,该病毒在中国多种类型毒株并存,优势流行毒株为QX基因型毒株。除广泛使用的H120等Mass血清型疫苗外,4/91血清型疫苗和LDT3-A株疫苗也被逐步使用,多采用弱毒疫苗和灭活疫苗联合免疫的方法有效控制了其对养禽业造成的经济损失。
    31  我国牛病毒性腹泻流行现状与防控策略
    陶洁 洪天旗 王亨 张信军 刘惠莉 朱国强
    2019, 46(7):1850-1858. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.180876
    [摘要](755) [HTML](283) [PDF 445.30 K](742)
    摘要:
    我国牛病毒性腹泻病(Bovine viral diarrhea,BVD)的流行比较复杂,其病原BVDV (BVDV-1和BVDV-2)不仅仅局限于已知易感动物牛群感染,其他动物种群中感染BVDV-1和BVDV-2的现象也值得注意,如猪群中BVDV感染很大程度上混淆了猪瘟等病原的监测,从而加剧病程发展。牛病毒性腹泻病毒(Bovine viral diarrhea virus,BVDV)可致持续感染(Persistent infection,PI),这一特性导致该病的净化面临巨大困难,对整个养殖场的健康发展形成了严峻威胁。BVDV抗原变异速率非常快,目前BVDV-1已有22个亚型,BVDV-2有4个亚型,鉴于病原在自然界的适应和演进特性,对该病的防控措施迟后其病原的变异速度。因此,定期摸清BVDV-1和BVDV-2在我国的流行现状是实施疫病净化的第一步和关键步骤,进一步借鉴国外BVD净化成功经验,综合考虑我国国情,采取适宜的防控策略,逐步净化该病原感染,有助于促进国内养殖业的健康发展。

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