贝莱斯芽孢杆菌GDND-2对烟草镰孢根腐病菌生长发育的影响

【背景】尖孢镰孢(Fusariumoxysporum)引起的烟草根腐病在世界烟区普遍发生,严重影响烟草产量和质量,化学农药无法有效防治病害,利用生防菌防治该病成为研究热点。【目的】明确贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelenzensis)GDND-2对尖孢镰孢生长发育的抑制作用。【方法】制备含10%和20%GDND-2发酵滤液的PDA培养基,涂在玻片上,接种尖孢镰孢分生孢子,观察滤液对尖孢镰孢孢子萌发、菌丝生长、孢子形成和色素产生的影响,应用扫描和透射电镜观察菌体超微结构的变化。【结果】贝莱斯芽孢杆菌GDND-2发酵滤液延迟孢子萌发2h以上,造成芽管膨大畸形,促使菌丝提早分枝,抑制菌丝延伸,使菌丝产生畸形球状结构,10%和20%发酵滤液对菌丝生长抑制率达53.41%和61.58%。滤液延迟病菌产孢,显著抑制产孢量,影响孢子形态,刺激病菌产生色素。10%和20%发酵滤液延迟产孢20h和28h,对产孢量的抑制率为52.11%和78.85%,滤液促使病菌形成小型分生孢子。观察尖孢镰孢的超微结构,部分菌丝膨大、畸形,细胞壁变薄,细胞膜消失,细胞质渗出,胞内呈空腔结构;部分菌丝严重皱缩、扭曲、变细,严重时出现穿孔现象;部分菌丝细胞严重囊泡化,细胞器分布不均匀;部分细胞脂质体数量明显增加。【结论】贝莱斯芽孢杆菌GDND-2发酵滤液能抑制尖孢镰孢的整个生产发育过程,包括孢子萌发、菌丝生长和孢子形成。

生防菌贝莱斯芽孢杆菌MC2-1全基因组测序分析

【目的】分析贝莱斯芽孢杆菌MC2-1的全基因组序列信息,挖掘该菌株拮抗物质合成的相关基因,为其生防机理研究和开发应用提供数据基础。【方法】采用二代Illumina Hiseq与三代Pacbio平台相结合的测序技术,对从美洲大蠊肠道内分离获得的烟草疫霉拮抗菌MC2-1进行全基因组测序,并对测序数据进行基因组装、预测、功能注释、共线性分析及次级代谢产物合成基因簇预测。【结果】菌株MC2-1的全基因组大小为3929792 bp,平均GC含量为46.5%,共编码4015个基因;包含tRNA基因86个、rRNA基因27个、sRNA基因81个;含有基因组岛2个、前噬菌体1个、CRISPR-Cas 9个。在NR、Swiss-Prot、COG、GO和KEGG数据库中分别注释到4015、3347、2996、2841和2223个基因。在CAZyme数据库中注释到几丁质酶、纤维素酶和淀粉酶等可降解植物病原真菌细胞壁的相关酶基因。预测到菌株MC2-1中有12个次级代谢产物合成基因簇,编码表面活性素(Surfactin)、丰原素(Fengycin)、杆菌素(Bacillibactin)、杆菌溶素(Bacilysin)、大环内酰亚胺H(Macrolactin H)、杆菌烯(Bacillaene)和艰难菌素(Difficidin)等抑菌物质,其中多数抑菌物质是通过非核糖体途径和聚酮合酶途径合成,且其中6个基因簇在贝莱斯芽孢杆菌中高度保守。【结论】菌株MC2-1的基因组中含有多种次级代谢产物合成基因簇,可编码合成已知的抑菌活性物质,同时还存在降解病原真菌细胞壁的相关基因。推测菌株MC2-1可通过分泌抑菌次生代谢物及相关降解酶达到防治植物病害的效果,在农业生物防治中具有较好的应用前景。

短期灌喂民猪源贝莱斯芽孢杆菌M2对SD大鼠生长、免疫及肠道菌群的影响

试验探究了短期灌喂民猪源贝莱斯芽孢杆菌M2对SD大鼠生长、血液生化与免疫、肠道菌群等相关指标的影响,拟为贝莱斯芽孢杆菌在畜禽中的应用提供参考依据。选取21日龄、体重相近、SPF级健康SD雌性大鼠共24只,将其随机分成2组,每组6个重复,每个重复2只。预饲期3 d。试验期,对照组灌喂生理盐水0.2 mL/d,试验组灌喂猪源贝莱斯芽孢杆菌M2菌液0.2 mL/d;每天灌喂1次,连续灌喂7 d。35和45日龄,每个重复随机选取1只大鼠处死采样。结果表明,短期灌喂贝莱斯芽孢杆菌M2有增加末重和日增重、降低日采食量和料重比的趋势(P>0.05)。短期灌喂贝莱斯芽孢杆菌M2显著降低了35日龄大鼠血浆中甘油三酯浓度和IgA、TNF-α的水平(P<0.05),以及45日龄大鼠血浆中IL-6的浓度(P<0.05),并显著提高35日龄大鼠血浆中IgM的浓度(P<0.05);对35日龄大鼠肠道菌群无显著影响(P>0.05),可显著降低45日龄大鼠放线菌门和变形菌门的比例(P<0.05)。综上所述,短期灌喂贝莱斯芽孢杆菌M2可以调控SD大鼠的脂代谢、免疫力和肠道多种菌群的丰度。

产维生素K2贝莱斯芽孢杆菌ND的诱变育种及突变子快速筛选

本研究旨在探索贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)ND诱变育种的最佳条件,确定原生质体的最佳制备条件和融合条件.结果表明,紫外灯下50cm处诱变30s涂布于2.0%LiCl平板的复合诱变,最有利于获得VK2产量提高的突变子.溶菌酶0.1mg/mL于33℃下保温20min,原生质体再生率最高,为41.2%;65℃热处理10min或紫外处理40s,原生质体的灭活率可达到100%;40%PEG-6000在37℃下处理6min原生质体融合频率最高,为9.8%.本研究将分光光度法测定与HPLC法测定提取液中维生素K2(VK2,MK-7)的含量相结合构建了一种可快速筛选产VK2突变体的方法,最终获得一株VK2产量提高31.42%的突变菌株.另外也为贝莱斯芽孢杆菌的诱变育种和原生质体制备提供了研究基础.

饲用贝莱斯芽孢杆菌的分离及竞争性抑制金黄色葡萄球菌粘附的研究

本试验旨在分离具有抗菌功能的益生芽孢杆菌,并将其开发应用于抗生素替代品。从藏猪肠道食糜中分离出一株具有较强抑菌作用的菌株,结合形态学观察及16S rDNA序列同源性分析,鉴定其为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)并命名为N4。初步探究了N4的抑菌效果以及N4竞争性抑制金黄色葡萄球菌粘附猪肠道上皮细胞IPEC-J2的效果,并进行了小鼠灌胃安全性试验。结果表明:1)N4在37℃培养24 h后离心,其上清、沉淀及菌液对革兰氏阳性菌(S.aureus 25923、S.aureus 1882、S.aureus 43300、S.aureus 6538、S.epidermidis12228)和革兰氏阴性菌(E.coliK88、E.coliK99、S.enterica14028、S.pullorum519、S.typhimurium50115)均有抑制作用;2)N4处理后显著降低了金黄色葡萄球菌粘附IPEC-J2的数量,低浓度(1×10^(7)CFU/mL)处理使金黄色葡萄球菌的粘附减少了26.9%,高浓度(1×10^(8)CFU/mL)处理使金黄色葡萄球菌的粘附减少了46.4%;3)小鼠灌胃N4菌液后,生长良好,且内脏器官均未发生异变。综上所述,贝莱斯芽孢杆菌N4具有作为抗生素替代品的开发潜力。

一株芝麻香型白酒高温大曲细菌Q2B1的鉴定及其产酶活性研究

大曲细菌关系到白酒酿造的品质,其中酶的含量与活性与白酒的风味紧密关联。以芝麻香型白酒高温大曲优势细菌代表菌株Q2B1为研究对象,利用分子生物学技术对其分类学地位进行研究,并通过全基因组研究技术对产酶相关功能基因与代谢通路进行研究。结果表明,菌株Q2B1被鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。利用传统的培养技术定性定量地检测其酶活力,发现菌株Q2B1可产淀粉酶和蛋白酶,活力分别为5.852 U/mL和26.770 U/mL;其产酶相关功能基因组长度为3475602 bp,包括蛋白酶编码基因以及淀粉酶编码基因,在基因水平上初步揭示了Q2B1菌株合成蛋白酶和淀粉酶的分子机理,为进一步合理开发白酒大曲微生物奠定理论基础,为提高白酒品质提供科学依据。

降解1,3-二甲基-2-咪唑烷酮细菌的分离及功能评价

【背景】1,3-二甲基-2-咪唑烷酮(1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinone,DMI)作为一种强极性非质子溶剂,在生产和应用过程的环境中有稳定残留问题,存在安全隐患。【目的】分离筛选具有降解DMI能力的微生物菌株,为清除环境中残留的DMI提供优良的微生物菌种资源。【方法】从DMI生产区域土壤采集样品分离DMI抗性微生物,采用形态学及分子生物学鉴定确定其分类地位,并对DMI降解能力进行测定。【结果】分离到最高能够耐受5%(体积分数)DMI的微生物菌株,形态学及分子生物学鉴定初步表明获得的菌株DT-1和DT-2为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis);全细胞及细胞提取液均具有降解DMI的能力;其中菌株DT-1及其细胞提取液对1%(体积分数)DMI的降解率分别达到48%和68%。【结论】从DMI生产区域土壤中分离到具有DMI降解能力的芽孢杆菌,不但可为DMI污染的微生物治理提供优良微生物资源,而且扩展了人们对芽孢杆菌生物学功能的认识。