不同饲喂下棉铃虫肠道内生菌的分离鉴定及脱毒效果研究

【目的】本研究对比饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫(Helicoverpa armigera)肠道中可培养微生物的异同,并对筛选菌株进行棉酚耐受及降解作用的研究,为棉铃虫肠道微生物在棉源饲料中的脱毒作用提供理论和实验支持。【方法】通过饲喂不同饲料、醋酸棉酚单一碳源微生物选择性培养,分离饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫肠道可培养棉酚耐受性内生菌,并进行16S rRNA基因序列分析鉴定;在一定浓度的醋酸棉酚液体中培养,对菌株进行脱毒作用分析,复合配比后,研究棉铃虫肠道复合菌在棉酚降解中的效果。【结果】共计分离得到的32株菌株,其中17株细菌可能是新分类单元,其中14株为潜在新种,3株为可能的新属。饲喂正常饲料组棉铃虫肠道中分离出17株分属于3个门、10个属,饲喂棉粕饲料组棉酚虫肠道中分离出15株属于2个门、8个属。随着选择性培养基醋酸棉酚浓度的升高,饲喂棉粕饲料组肠道菌耐受100、300、500、1000 mg/kg醋酸棉酚的菌株数均比饲喂正常饲料组高。在所有的耐受菌株中棉酚降解率达到50%以上的有15株,对棉酚最高降解率达90.83%。在肠道菌复合降解棉酚实验中,棉铃虫肠道内生菌实验组对棉酚的降解率显著高于对照组(P<0.05),棉酚降解率最高为87.04%。【结论】本研究证明了棉铃虫肠道内生细菌中存在对棉酚具有较高降解能力的菌株,丰富了棉酚降解菌的菌种资源,并对复合菌在棉源饲料开发应用的潜力进行了初步研究,为棉源饲料中棉酚的生物降解提供了一条新途径。

特异性杀虫基因Bt cry3A在桑粒肩天牛幼虫两种肠道常驻内生菌中的转化和表达

【目的】将特异性杀虫毒蛋白基因Btcry3A转入桑粒肩天牛(Apriona germari Hope,Ag)幼虫肠道常驻内生菌中,构建能在天牛幼虫肠道中定殖并表达特异性杀虫基因Bt cry3A的工程菌。【方法】以传统方法和16S rDNA分子生物学分析等方法分离、鉴定Ag幼虫肠道优势的常驻内生菌,从中筛选出适合转化的候选菌株。利用电转化技术将含有对鞘翅目昆虫具专一性毒力Bt cry3A基因的Escherichia coli-Bacillus thuringiensis穿梭表达质粒pHT305a和pHT7911分别转入Ag幼虫肠道常驻内生菌短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis Ag12,Ag12)和苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis Ag13,Ag13)中。【结果】从Ag幼虫肠道共分离获得18个不同种的可培养细菌菌株,并从中选取菌株Ag12和Ag13作为出发菌株转入Bt cry3A基因。经质粒稳定性试验、转化子生长特性测试、伴胞晶体电镜检测、毒蛋白SDS-PAGE分析、工程菌定殖性分析以及生物毒力测试,结果显示cry3A基因已经成功转入Ag幼虫的常驻内生菌短短芽孢杆菌和苏云金芽孢杆菌中,并且工程菌Ag12-305a、Ag13-305a、Ag12-7911和Ag13-7911都能在天牛幼虫肠道内稳定生长、繁殖并表达分子量约65kDa的伴孢晶体杀虫蛋白Cry3A。【结论】Bt cry3A基因已成功转入桑粒肩天牛幼虫肠道优势常驻内生菌中,获得了四株能在桑粒肩天牛幼虫肠道内定殖,并能表达目的杀虫基因Bt cry3A的转基因工程菌。

Bt杀虫基因在桑粒肩天牛幼虫肠道内生优势菌中的转化研究

桑粒肩天牛(Apriona germariHope,Ag)幼虫是一种营钻蛀性生活的重要林业害虫,通过传统纯培养、生理生化鉴定和16SrDNA分子生物学分析等方法分离、鉴定出其肠道优势内生菌溶血葡萄球菌(Staphylococcus haem olyticus,S.haem olytic-us)Ag06菌株和人葡萄球菌(Staphylococcus hom is)Ag08菌株。从中筛选菌株S.haem olyticusAg06进行质粒消除后作为出发菌株,利用电转化技术将含有对鞘翅目昆虫具专一性毒力B t杀虫基因cry3A的Escherichia coli-Bacillus thuringiensis穿梭表达质粒pHT305 a和pHT7911分别转入其中。经质粒稳定性试验、转化子生长特性测试等分析,结果显示cry3A基因已经成功转入Ag幼虫的优势内生菌溶血葡萄球菌中。

猪肠道产多肽类抗生素活性菌株的筛选与鉴定

为了筛选产多肽类抗菌物质的活性菌株,为生产猪用益生素及新型抗菌活性物质提供菌源,试验分别从猪的十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠和直肠中分离肠道内生菌2 317株,利用临床分离的致病性大肠杆菌作为指示菌,通过点种法进行对峙培养,分析其抑菌活性。结果表明：复筛所得50株肠道内生菌株均对指示菌具有明显抑菌活性,筛选得率为2.2%。经过胰蛋白酶、蛋白酶K水解处理,将发酵上清液抑菌活性明显降低或丧失的结肠57号和盲肠2号菌确定为可产蛋白或多肽类抗生素的活性菌株。经16S rDNA的序列检测及比对,两菌株均属于枯草芽孢杆菌。

一株耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的差异代谢物分析

【目的】探究耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的代谢物组成以及代谢物合成潜力,为潜在功能分子和盐碱诱导的快速稳定响应逻辑门基因线路的挖掘提供参考。【方法】利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测乳酪短杆菌G20盐碱环境与正常环境下4个生长时期的代谢产物。着重对富含高差异变化倍数代谢物的适应期与指数期进行分析。【结果】乳酪短杆菌G20可以在pH 10.0、9%NaCl环境中正常生长,同时环境pH值会随菌株生长逐步下降。综合正负离子2种模式,乳酪短杆菌G20在盐碱环境下各生长时期间差异代谢物数量分别为正常环境的0.69、0.75和0.81倍。盐碱胁迫诱导下适应期与指数期差异代谢物主要为苯环型化合物、有机酸及其衍生物与有机杂环类化合物。其中上调的有机酸化合物吲哚-3-乙酸、犬尿酸和葡萄糖酸指数期质谱信号强度低于适应期。菌株中可能存在的渗透保护剂有L-瓜氨酸、L-脯氨酸、N-乙酰鸟氨酸和左旋肉碱等。适应期变化倍数较大或质谱信号强度较高的差异化合物有毛果芸香碱、植物鞘氨醇和柠檬酸等,指数期有组胺、L-脯氨酸和硫胺素等。菌株差异代谢通路集中在氨基酸代谢与碳水化合物代谢。菌株代谢物中存在甜菜碱和葫芦巴碱的结构类似物。此外受盐碱胁迫诱导变化幅度较大的代谢物如组胺、L-脯氨酸和胆碱等化合物,能够通过代谢组学与基因组学数据耦合,推测其合成与代谢通路。【结论】菌株会外泌吲哚-3-乙酸、犬尿酸和葡萄糖酸等有机酸化合物降低环境pH值,积累L-瓜氨酸和L-脯氨酸等渗透保护剂维持渗透压平衡。菌株可能具备合成甜菜碱、葫芦巴碱和毛果芸香碱结构类似物的能力,为以原核细菌为底盘构建新的合成路径提供了可能。菌株中组胺、L-脯氨酸和胆碱等化合物合成与代谢通路中酶的编码基因及上下游元件序列,可以为受盐碱理化因子诱导的逻辑门基因菌为底盘构建新的合成路径提供了可能。菌株中组胺、L-脯氨酸和胆碱等化合物合成与代谢通路上酶的编码基因及上下游元件序列,可以为受盐碱理化因子诱导的逻辑门基因线路的梳理提供参考。

一株烟草疫霉拮抗菌MC4-2的鉴定、发酵条件优化及防效测定

【背景】烟草黑胫病是由烟草疫霉(Phytophthora parasitica var.nicotianae)引起的真菌性病害,给我国烟叶生产带来了巨大损失。【目的】在美洲大蠊肠道中分离并获得一株对烟草疫霉具有拮抗作用的菌株MC4-2,拟进一步明确该菌株的分类地位、优化发酵条件及对真菌性病害的防治效果。【方法】通过形态特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列等方法对菌株MC4-2进行鉴定;以细菌发酵液在波长为600nm时的OD值为指标,采用单因素和正交试验的方法对菌株MC4-2的发酵培养基和发酵条件进行优化;通过在温室内进行盆栽防效试验,明确了该菌株对烟草黑胫病的防治效果。【结果】通过平板对峙试验发现菌株MC4-2对烟草疫霉有较好的抑制效果,抑制率可达到64.04%;16S rRNA基因序列分析表明菌株MC4-2与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)相似度达到99%,形态特征和生理生化特征与该菌也基本符合;其优化培养基配方为:蛋白胨1.0 g、酵母浸粉1.0 g、蔗糖1.5 g、蒸馏水100 mL;最佳发酵条件为接种量8%、装液量30 mL、初始pH 6.0、转速210 r/min、温度32°C、培养时间60 h、光照时间12 h/d;室内盆栽试验结果表明,菌株MC4-2对烟草黑胫病的平均防效可达到63.86%。【结论】为利用枯草芽孢杆菌MC4-2进行生物防治提供了重要参考依据。

Paneth cells: the hub for sensing and regulating intestinal flora

The complex interplay between symbiotic bacteria and host immunity plays a key role in shaping intestinal homeostasis and maintaining host health. Paneth cells, as one of the major producers of antimicrobial peptides in the intestine under steady-state conditions, play a vital role in regulating intestinal flora. Many studies on inflammatory bowel disease(IBD)-associated genes have put Paneth cells at the center of IBD pathogenesis. In this perspective, we focus on mechanistic studies of different cellular processes in Paneth cells that are regulated by various IBD-associated susceptibility genes, and we discuss the hypothesis that Paneth cells function as the central hub for sensing and regulating intestinal flora in the maintenance of intestinal homeostasis.