微生物实验室进化的研究进展

当前,微生物细胞工厂的构建逐渐成为工业上生产大宗和精细化学品的重要手段。然而,微生物遗传背景的复杂性及表型间相互影响的不可预测性限制了人们对微生物的理性改造。因此,在缺乏遗传背景基础上仍能获得目标表型的微生物实验室进化手段逐渐成为当今生物化工领域的研究热点。近年来,随着微生物连续培养技术及体内连续进化策略的深入研究,微生物实验室进化取得了较大进展。本文中,笔者将对近年来微生物实验室进化策略进行综述,为其后续研究及应用提供借鉴。

微生物中抗耐药菌活性天然产物的研究进展

近年来,细菌耐药性已成为全球性问题。微生物作为抗生素的重要来源,在发掘抗耐药菌新型抗生素的研究中承担了重要角色,许多微生物来源天然化合物展现了显著的抗耐药菌活性。本文主要综述了近十年发现的微生物源抗耐药菌天然化合物,并概括了抗耐药菌活性天然产物的筛选方法,以期对抗耐药菌新型抗生素的发现做铺垫。

几种常用防腐剂对日化产品中腐败微生物抑制效果研究

了解几种常用防腐剂在日化产品基质中的防腐效果。采用最低抑菌浓度方法测试卡松、对羟基苯甲酸甲酯、苯氧乙醇、咪唑烷基脲、苯甲醇对腐败微生物的抑菌活性;采用微生物挑战性实验验证卡松、对羟基苯甲酸甲酯、咪唑烷基脲、苯氧乙醇和苯甲醇的抑菌效果。日化产品中分离的腐败微生物对卡松耐受性接近0.0015%,接近《化妆品卫生规范》2007版的限定,其它4种防腐剂在规定的使用范围内对分离的微生物都具有较好的抑制效果;卡松剂量在0.0015%、对羟基苯甲酸甲酯剂量在0.2%、咪唑烷基脲剂量在0.075%、苯甲醇剂量在0.2%时日化产品能通过微生物挑战。日化企业应根据实际情况筛选、复配防腐剂,建立更加高效、经济的防腐体系。

被污染的工业产品中常见微生物种类及耐药性分析

为了工业产品中微生物污染治理及其防腐体系的构建提供科学依据,收集了被微生物污染的工业产品,并对其进行分离、鉴定和分类,再通过测定杀菌剂的最低抑菌浓度(MIC)来评估微生物的抗药水平。污染微生物中革兰氏阴性菌约占47.59%,革兰氏阳性菌约占32.62%,主要为芽孢杆菌属、假单胞菌属和伯克霍尔德氏菌;污染真菌约占19.8%,主要为链格孢霉属、曲霉属、青霉属。MIC结果表明,分离的洋葱伯克霍尔德氏菌对卡松、布罗波尔、DMDMH抗性均高于标准菌株,分离的铜绿假单胞菌、洋葱伯克霍尔德氏菌和黑曲霉对DMDMH的抗性均高于标准菌株。导致工业产品污染的微生物种类较多,应根据其种类、理化性状、防腐剂杀菌机理不同进行治理。

涂料微生物污染与防腐剂使用情况关系的探讨

为了解涂料的微生物污染与防腐剂使用情况之间的关系,按照ISO 9252-1989(E)检测207件市售涂料微生物指标,利用高效液相色谱检测有微生物检出涂料和40件无微生物检出涂料的防腐剂使用情况。结果发现有12件涂料微生物超标;异噻唑啉酮类防腐剂是本实验检出使用最多的防腐剂;微生物超标涂料防腐剂含量比正常低或者未检测到,种类单一。涂料的防腐剂使用情况与微生物污染程度有着密切的联系,建议建立和完善涂料限用防腐剂标准,指导涂料企业安全生产和质量监督。

常见变质水性工业产品中的微生物种类和耐药性分析

为了科学治理常见变质水性工业产品中的腐败微生物,对其进行分离、鉴定和分类,同时以卡松、布罗波尔、甲基异噻唑啉酮和苯并异噻唑啉酮四种杀菌防腐剂对6种标准细菌菌株的最小抑菌浓度(MIC)作为耐药性标准,对腐败细菌进行耐药性评估分析。结果显示,日化用品变质样中革兰氏阴性细菌约占80.00%(克雷伯氏菌属、假单胞菌属、伯克霍尔德氏菌属等),革兰氏阳性细菌约占16.82%(芽孢杆菌属最多);而涂料及胶粘剂变质样中革兰氏阴性细菌约占53.33%(假单胞菌属、固氮菌属等),革兰氏阳性细菌约占38.27%(主要含芽孢杆菌属)。两者的耐药菌均主要为假单胞菌属且易对甲基异噻唑啉酮和苯并异噻唑啉酮产生耐药性。结论认为,导致产品微生物污染的因素很多,一方面由细菌产生耐药性引起,另一方面也与空气、水样和原材料污染等外部因素密切相关,但也不排除细菌自身一些生理、遗传、代谢特征等因素所致,即工业变质产品中的腐败微生物与耐药性微生物有相关性但是概念及含义并不相同。

粘细菌的生物活性物质及其应用前景研究进展

粘细菌是一类具有复杂的多细胞群体行为,属peoteobacteria的δ分支,能够产生丰富的生物活性物质,为第二类药源微生物新类群。由于粘细菌的捕食性,及产生的活性物质结构新、种类多、作用机制新颖多样,使得粘细菌作为重要的药源开发菌具有潜在的应用前景。粘细菌的活性物质主要在抗肿瘤、抗病毒、抗寄生虫等药研的应用,特别是抗肿瘤活性甚至高于紫杉醇,为肿瘤患者带来福音;利用溶藻粘细菌可以缓解形成水华的有害藻类危害;农业上可开发除草剂、杀虫剂、粘细菌菌肥,有利于发展生态有机农业,生产无公害绿色产品;粘细菌做为纤维素生物燃料可以缓解燃料危机,促进可持续发展具有重大意义。

食源性小肠结肠炎耶尔森氏菌生物学特性和分子分型研究进展

小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)是一种重要的嗜冷肠道致病菌,研究表明Y.enterocolitica血清型有60多种,我国致病性菌株生物/血清型以3/O:3和2/O:9型为主;另外Y.enterocolitica具有1A、1B、2、3、4、5共6个生物型,除了1A型可能具有潜在致病性外,其他5个已确定具有致病性,且1B为高致病性菌株;主要毒力因子有ail、ystA、ystB、yadA和virF,常用来判断小肠结肠炎耶尔森菌的致病性;Y.enterocolitica对氨苄西林和一代头孢类抗生素天然耐药,对其他抗生素有不同程度耐药性,并且许多菌株具有多重耐药性.常用的分子分型方法有脉冲场凝胶电泳、扩增基因重复序列、多位点序列分型等,其中具有操作简便和多态性高的ERIC-PCR在Y.enterocolitica分型中也将发挥较好作用.

白肉灵芝菌丝体生物学特性的初步研究

研究了不同培养条件对白肉灵芝(Ganoderma leucocontextum)菌丝体生长速度的影响。结果表明,白肉灵芝菌丝体培养的最适培养温度是25℃,最适pH是3.0,适宜的碳源是蔗糖和淀粉,适宜的氮源是酵母粉和牛肉膏,最佳碳氮源浓度组合是淀粉3%、蔗糖1.5%、酵母粉0.2%、牛肉膏0.2%。

一株深海真菌FS86的分离鉴定及其生物活性研究

采用平板涂布法从南海深海沉积物中分离出一株真菌FS86,根据培养特征、形态学特征和ITS序列分析,该菌株被鉴定为球孢枝孢(Cladosporium sphaerospermum)。生物活性测试结果表明,其发酵提取物对8种病原真菌和4种肿瘤细胞株都具有明显的抑制作用,其MIC值和IC50值分别为0.1-4 mg/m L和0.86-2.13μg/m L。

地下水中可培养微生物多样性研究进展

目前世界上对微生物多样性的认识及分布规律研究还处在初级阶段,多数研究集中在地表环境,对地下水中微生物多样性及其生命活动规律的研究十分匮乏。地下水生态系统为微生物提供庞大而且复杂的栖息环境,地球上约40%的原核生物都栖息在地下水中。随着人们对地下水饮用安全和其有机物污染降解情况的重视,越来越多的研究开始对地下水微生物多样性展开了系统深入的调查。80年代科学家们普遍认为微生物主要存在并活动在地表.

不同培养基质上阪崎克罗诺杆菌生物膜的比较

为了比较阪崎克罗诺杆菌在玻璃、聚丙烯及不锈钢表面形成的生物膜,将培养48 h的阪崎克罗诺杆菌生物膜经荧光染料SYTO 9/PI标记后,用激光共聚焦扫描显微镜(confocal laser scanning microscope,CLSM)联合COMSTAT软件定性定量地分析生物膜结构。结果表明:阪崎克罗诺杆菌在3种材料表面形成的生物膜的总生物量、平均厚度及平均扩散距离依次是不锈钢>聚丙烯>玻璃,粗糙系数及表面积与生物量比值则为不锈钢<聚丙烯<玻璃,生物膜的菌体活死比例是玻璃高于聚丙烯、不锈钢。另外,标准菌株ATCC 29544生物膜的总生物量、菌体活死比例、平均厚度及平均扩散距离均高于分离株Ⅰ、Ⅱ,粗糙系数及表面积与生物量比值均低于分离株。可见,阪崎克罗诺杆菌在不锈钢表面的成膜性强于玻璃与聚丙烯,标准菌株ATCC 29544的成膜能力高于2株食品分离菌株。

深海真菌Dichotomomyces cejpii胶霉毒素生物合成基因启动子的克隆和功能鉴定

利用染色体步移技术对深海真菌Dichotomomyces cejpii中胶霉毒素的生物合成基因Gli G、Gli I和Gli O启动子进行克隆,并将其核心区域导入p GL3-basic荧光素酶报告基因载体,通过荧光强度分析发现Gli G的启动子转录活性最强。进一步将Gli G启动子核心区域导入含潮霉素抗性标记的p AN7-1载体,以替换原有启动子pgpd A,并将重组质粒导入酿酒酵母,用潮霉素抗性平板进行筛选,发现Gli G启动子能在酿酒酵母中启动潮霉素抗性基因的表达。

一氧化氮在细菌抗药性和生物膜形成中的分子作用

一氧化氮(NO)是一种气体信号分子,具有调节血管张力、引起肿瘤细胞凋亡和减缓植物成熟等功能。最新研究发现,NO可以通过限制菌体对抗生素药物的摄入等保护细菌,但高浓度的NO对细菌又具有杀灭作用;与此同时NO通过双分子系统、c-di-GMP和群体感应等影响细菌生物膜的形成,但细菌种类不同NO的影响效果也不同。本文主要对NO在细菌抗菌机理和生物膜形成的分子作用等进行综述,同时,也对NO研究发展的新方向进行了展望。

灵芝菌糠替代部分木屑栽培金针菇的研究

研究采用灵芝菌糠替代部分木屑栽培金针菇其菌丝生长情况、农艺性状、生物学效率和经济效益等。结果表明,采用20%灵芝菌糠替代木屑栽培金针菇时其生物学效率最高且经济效益增长最多,可为灵芝菌糠的合理利用提供参考。

化妆品中耐热大肠菌群快速检测方法的研究

研究化妆品中耐热大肠菌群快速检测方法。分别采用3M Petrifilm^TM大肠菌群测试片法和环介导等温扩增(Loopmediated isothermal amplification,LAMP)技术检测人工污染化妆品中耐热大肠菌群,并与传统平板检测法进行了比较。结果表明,3M Petrifilm^TM大肠菌群测试片法与传统平板检测法比较结果无统计学差异,且操作步骤简便;LAMP技术特异性强,灵敏度可达到2.03 μg/L,且耗时短。3M Petrifilm^TM大肠菌群测试片法和LAMP技术均可用于化妆品中耐热大肠菌群的快速检测。

山苍子油对白假丝酵母抗菌活性研究

研究山苍子油对白假丝酵母菌的抗菌活性,并阐明其可能的抗菌机制。通过水蒸馏法提取山苍子油,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)分析其成分。通过琼脂平板稀释法测定山苍子油对白假丝酵母的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MFC),并研究山苍子油对白假丝酵母的抗菌动力学;同时利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察山苍子油对白假丝酵母细胞超微结构的影响。结果表明,自提山苍子油主成分为柠檬烯(26.51%),柠檬醛(11.94%)和马鞭烯醇(11.84%)。山苍子油对白假丝酵母菌的MIC和MFC均为1.25μL/m L;其抗菌动力学研究表明浓度低于其MIC时,山苍子油仅延长白假丝酵母的生长适应期,并不能彻底杀死细胞;SEM结果表示,山苍子易破坏正在出芽的细胞;TEM显示出山苍子破坏细胞壁,细胞膜,使细胞裂解。山苍子油具有优良的抗白假丝酵母活性,且白假丝酵母在芽痕处对山苍子油比较敏感,高浓度的精油(5.0μL/m L)对细胞产生不可逆破坏;山苍子油杀菌的靶标可能是细胞壁和细胞外膜,使细胞内大分子外泄,细胞器变形,最终导致细胞死亡。

基于DNA条形码的三种沉香属物种鉴定研究

目的:利用5个DNA条形码(ITS、matK、rbcL、psbA-trnH和trnL-trnF)对3个沉香属物种白木香、马来沉香和Aquilaria crassna Pierre进行分子鉴定,为沉香属药材的种类鉴定和种间分类地位提供分子生物学依据。方法:使用改良CTAB法提取沉香属植物的总DNA,分别对5个条形码序列进行聚合酶链式反应(PCR)扩增与测序。序列经DNAStar软件拼接,MEGA 7.0软件比对分析及计算相关数据,基于K2P模型构建系统发育树。结果:各条形码序列均被成功扩增与测序,其中trnL-trnF由于含有寡核苷酸重复序列而导致测序序列质量低。ITS及matK均能提供较多遗传信息,但在系统发育树中无法准确区分白木香、马来沉香和Aquilaria crassna Pierre这3个物种,而ITS+matK的组合能准确分辨上述物种。结论:ITS+matK组合序列可以用来鉴别沉香属物种,为沉香属药材的种类鉴定和种间分类地位提供分子生物学依据。

深海真菌Penicillium herquei FS83次生代谢产物研究

利用正相硅胶柱、反相硅胶柱、凝胶柱、薄层层析以及高效液相色谱法等色谱技术从深海真菌Penicillium herquei FS83的液体发酵产物中分离得到5个化合物,通过波谱数据分析结合文献对照,分别鉴定为peniherin A(1)、sclerodin(2)、对羟基苯乙酸甲酯(3)、对羟基苯乙酮(4)、(R)-甲羟戊酸内酯(5)。其中化合物1为新化合物,化合物2为首次从该属真菌中分离得到。生物活性实验显示,化合物1无明显细胞毒活性及抑菌活性。

广藿香内生真菌Daldinia eschscholtzii A630次级代谢产物及其细胞毒活性研究

采用色谱法从广藿香内生真菌Daldinia eschscholtzii发酵液中分离得到9个化合物,通过波谱数据分析分别鉴定为dihydrosphaerolone(1)、2,3-dihydro-5-hydroxy-2-methyl-4H-1-benzopyran-4-one(2)、6-hydroxymellein(3)、4,8-dihydroxy-1-tetralone(4)、8-methoxy-1-naphthol(5)、helicascolide A(6)、1-(2,6-dihydroxyphenyl)butan-1-one(7)、1-(2,6-dihydroxyphenyl)ethan-1-one(8)、diisobutyl phthalate(9),其中化合物5、9为首次从该属真菌中分离得到。细胞毒活性测试显示化合物6、7对肿瘤细胞SF-268、MCF-7、NCI-H460、Hep G-2具有较好的抑制活性,IC50值在16.52~28.42μmol/L之间。