基于代谢组学和转录组学揭示郫县豆瓣中两株优势产风味菌株Bacillus amyloliquefaciens与Candida versatilis互作机制

为揭示郫县豆瓣内源性优势菌株Bacillus amyloliquefaciens与Candida versatilis的互作机制,文章基于非靶向代谢组学和转录组学技术,探究了两株菌在单独培养和共培养体系下代谢物和基因表达水平的差异。结果表明,与单独培养B.amyloliquefaciens与C.versatilis相比,共培养体系下分别有193种和297种显著差异代谢物,集中在脂类和类脂分子、有机酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物等。通过转录组学和差异代谢通路分析,B.amyloliquefaciens在共培养体系下上调表达基因801个,集中在生物过程中;而下调表达基因805个,以分子功能为主。C.versatilis对B.amyloliquefaciens的生长代谢具有双向作用,其中糖酵解/糖异生、脂肪酸降解等途径显著增强,而脂肪酸合成、氨基酸相关代谢显著减弱。研究结果可揭示两株菌的互作机制,并为改善郫县豆瓣风味及品质提供理论指导。

基于转录组学分析揭示蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)AR1002阻控黄曲霉生长的生理机制研究

黄曲霉(Aspergillus flavus)极易侵染油料等农产品,其次级代谢产物黄曲霉毒素严重危害人体健康,阻控黄曲霉污染已成为亟待解决的国际难题。为探明蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)AR1002抑制黄曲霉生长、阻控黄曲霉污染的生理及分子机制。该研究采用AR1002代谢产物对黄曲霉进行处理,并对黄曲霉生长及产孢表型进行鉴定,通过显微结构及转录组学分析,对AR1002的抑菌机制进行了初探。蜡样芽胞杆菌AR1002代谢物可抑制黄曲霉菌丝生长、干物质积累分别达24.73%,65.00%,减少孢子数量达98.80%;AR1002通过抑制glpA和AYR1等关键基因表达调控黄曲霉甘油磷酸代谢,通过抑制SEC61A、RAD23、ATP13A1、UBE2G2等关键基因的表达调控内质网中蛋白质加工;此外,AR1002代谢产物通过下调RAD51和RAD54B等DNA修复机制相关基因,抑制黄曲霉同源重组及非同源性末端连接过程,最终达到抑制黄曲霉生长及产孢的目的。上述结果表明,蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)AR1002有望应用于实际生产中以应对黄曲霉污染问题。

蚯蚓联合生防细菌Bacillus velezensis改善连作百合土壤细菌群落结构及防治枯萎病的效果

【目的】从土壤理化性状和微生物群落结构及多样性角度,研究蚯蚓联合生防细菌改善百合连作障碍的机理和效果,为湖南百合产业化种植提供技术措施。【方法】采用盆栽试验方法,在湖南长沙连续种植了两季百合(Lilium lancifolium Thunb.)。供试土壤为红壤,生防菌为Bacillales velezensis YFB3-1菌液(菌体浓度为10^(9) CFU/mL),蚯蚓为赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)。试验设单施菌液(T1)、只接种蚯蚓(T2)、同时使用菌液和蚯蚓(T3) 3个处理,以不使用菌剂和蚯蚓为对照(CK)。调查了两茬百合产量和枯萎病病情指数,分析了第二茬百合根际土壤理化性质、细菌群落结构和多样性,以及连作百合产量与根际土壤理化性质、细菌群落和枯萎病的相关性。【结果】与第一茬相比,同一处理的第二茬百合产量都显著下降。两年连作百合产量都以同时使用菌液和蚯蚓(T3)处理为最高,分别为16464、15674 kg/hm^(2),都显著高于同年份其他处理。两年连作百合枯萎病发病率和病情指数都以T3为最低,都显著低于同年份其他处理,T3处理百合枯萎病病情指数分别为18.15(2019年)、25.00 (2020年),并且两年的防治效果(T3)都明显优于单施菌液(T1)和接种蚯蚓(T2)。相比于对照(CK),2019、2020年T3处理百合枯萎病防治效果分别为44.55%、37.66%,分别增产15.05%、14.78%。蚯蚓联合生防菌YFB3-1增加了根际土壤Rhizobiales、Flavobacteriales、Pseudomonadales、Bacillales等有益微生物的种群丰度,蚯蚓与生防菌YFB3-1在抑制连作百合枯萎病方面具有显著的互作效应,因而缓解连作百合产量下降的效果最佳。【结论】在施用芽孢杆菌生防菌剂防治连作百合枯萎病的同时,可以增施有机肥(牛粪)来提高土壤中蚯蚓数量,有效预防百合枯萎病发生,减少连作百合产量损失。

莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)ZLX10对发酵雪茄烟叶中性致香成分的影响

为探究烟草源微生物单菌发酵对雪茄烟叶挥发性致香成分的影响,采用GC-MS检测莫海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)ZLX10发酵雪茄烟叶中性致香成分,筛选差异致香成分,并与感官评价进行相关性分析,结合ROAV值变化,明确ZLX10提升雪茄烟叶感官品质的关键致香成分。结果表明,ZLX10发酵雪茄烟叶后,香气总量和大多数中性致香成分含量均显著提高,共筛选得到15种差异中性致香成分,共有10种致香成分显著上调(P<0.05),其中巨豆三烯酮A、巨豆三烯酮B、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2,6,6-三甲基-2-环己烯-1,4-二酮、茄酮和植物醇与烟叶香气呈显著正相关(P<0.05),可认为是增加烟叶干香和花香的关键差异致香成分;共有5种致香成分显著下调(P<0.05),其中苯乙醛和2,4-二叔丁基-6-硝基苯酚与烟叶刺激性呈显著正相关(P<0.05),对烟叶香气有较大的负面影响。由此可知,ZLX10发酵能促进雪茄烟叶香气质和香气量得到提升,这为人工接菌发酵雪茄烟叶提供了基础。

1株抗真菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)lut-Y1的鉴定及抑菌活性研究

【目的】探究1株来自枸杞果实的贝莱斯芽孢杆菌lut-Y1的生长特性及抑菌活性,为微生态制剂的开发和应用提供参考。【方法】通过形态观察和16S rDNA基因测序分析对该菌株进行鉴定;测定该菌株生长曲线及最适pH、碳源、氮源及盐耐受度;采用平板对峙法观察该菌株对链格孢菌(Alternaria alternate)、小麦根腐离蠕孢(Bipolaris sorokiniana)和小孢壳二孢(Ascochyta leptospora)的颉颃作用,并分析该菌株发酵液对3种病原真菌的抑菌活性。【结果】lut-Y1菌株在LB、NA和PDA培养基上均生长良好。根据形态和16S rDNA基因序列特征将lut-Y1菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。在LB液体培养基中,lut-Y1菌株在0~3 h为迟滞期,3~18 h为对数期,18~62 h为稳定期,62 h后进入衰亡期;最适pH为7.0,最适碳源和氮源分别为蔗糖和蛋白胨,对NaCl的耐受量不超过2.0 g/L。lut-Y1菌株对链格孢菌有明显的颉颃作用,对小麦根腐离蠕孢和小孢壳二孢的颉颃作用较弱。对峙平板的两菌交界处,链格孢菌基内菌丝细弱、弯曲;小麦根腐离蠕孢基内菌丝细胞壁被破坏,有泡状突起。发酵液添加量为25%时生长圈直径分别缩小72.80%和83.24%。【结论】贝莱斯芽孢杆菌lut-Y1具有较好的抑菌活性,可为开发以芽孢杆菌为主要活性成分的微生态制剂提供材料。

利用Bacillus amyloliquefaciens SQR9研制复合微生物肥料

针对化肥、传统有机肥和生物肥料的优缺点,开发集化肥速效、有机肥长效和生物肥增效为一体的复合微生物肥料具有重要意义。本文鉴于Bacillus amyloliquefaciens SQR9易在逆境中形成芽孢,具有耐盐性好,抗病,广谱促生等特点,利用其通过固态发酵研制的生物有机肥添加一定配比的无机化肥研制"全元"复合微生物肥料。同时通过粉状、颗粒复合微生物肥料存放试验和田间试验对"全元"复合微生物肥料的配方、工艺和肥效进行了初步的研究。结果表明:粉状和颗粒复合微生物肥料储存6个月时,功能菌活菌数量均超过国家标准(2×107 cfu/g,干重);田间试验结果表明,复合微生物肥料能明显促进番茄的生长,与等养分有机无机复合肥、化肥处理和不施肥处理相比,在总养分100 g/kg施肥水平下,番茄增产幅度分别达8.23%、10.26%和37.73%;在总养分140 g/kg施肥水平下,番茄增产幅度分别达7.36%、13.92%和44.77%。因此,利用Bacillus amyloliquefaciens SQR9能够生产粉状和颗粒状复合微生物肥料。

生防解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)最新研究进展

解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)是与枯草芽胞杆菌相似,可产芽胞、革兰阳性(G+)、具有生防活性的益生细菌。其代谢过程中产生的抗菌物质种类多、抗菌谱广,其抗菌制剂或抗菌提取物具有无毒、无害、无残留、抑菌时效长等优点,可广泛应用于果蔬保鲜、果蔬生长期及采后微生物病害的生物防治,是极具开发价值的生防菌。本文从抗菌机理、抗性基因组成、基因工程菌构建、抗性产品开发及对微生物病害防治等几个方面,对解淀粉芽胞杆菌的研究及应用现状进行了归纳和总结,为其在农业生物工程中的规模化安全应用提供参考。

南海深海细菌Bacillus amyloliquefaciens GAS 00152抗菌代谢产物研究

采用多种色谱分离技术,从南海深海细菌Bacillus amyloliquefaciens GAS 00152发酵液中分离得到12个化合物,经波谱数据分析分别鉴定为4-苯基-3-丁烯酰胺（1）、苯乙酰胺（2）、苯乙酸-2-（4-羟苯基）乙酯（3）、对羟基苯乙醇（4）、环（甘氨酸-2-氨基丁酸）（5）、环（甘氨酸-亮氨酸）（6）、环（甘氨酸-L-脯氨酸）（7）、环（D-脯氨酸-L-缬氨酸）（8）、环（4-羟基脯氨酸-亮氨酸）（9）、环（N-甲基甘氨酸-苯丙氨酸）（10）、环（L-2-羟基脯氨酸-苯丙氨酸）（11）、环（2-哌啶酸-苯丙氨酸）（12）。其中,化合物1为新天然产物。测试化合物1-12对番木瓜炭疽菌和香蕉黑星菌的抑制活性,发现化合物9对两种热带水果致病菌显示出中等抗菌活性。

环境因素对Bacillus amyloliquefaciens TF28在土壤中定殖的影响

为了明确生防菌株 Bacillus amyloliquefaciens TF28在土壤中的定殖动态,采用活菌计数及菌株特异PCR验证相结合的方法,研究温度、含水量、pH、接种量、土壤类型和病原菌对其在离体土壤中定殖的影响。结果表明,适于菌株TF28定殖的温度、pH、含水量范围较广,在20~35 ℃,pH 4.5~8.6,含水量 5%~35%范围内均能有效定殖;25 ℃、弱酸性和中性、15%含水量更利于其定殖;接种量和病原菌显著影响其定殖,接种量越大,定殖能力越强;病原菌在接种后14 d内显著促进其定殖;另外,土壤有机质质量分数高更利于其定殖。该研究为菌株TF28的推广应用提供了理论依据。

Mn^(2+)促进Bacillus altitudinis LZP02生物膜形成

【目的】Bacillus altitudinis LZP02是一株水稻根际促生菌(PGPR),能定殖于水稻根部,形成生物膜,且Mn^(2+)对LZP02菌株生物膜形成具有促进作用,但调控机制尚不明确,旨在探究Mn^(2+)对LZP02菌株生物膜形成的促进机制。【方法】采用结晶紫染色法进行生物膜定量分析、蒽酮-硫酸法测定胞外多糖产量、扫描电镜(SEM)观察LZP02菌株在水稻根际定殖情况、转录组学测序技术分析差异表达基因(DEGs)。【结果】添加4 mmol/L Mn^(2+)和8 mmol/L Mn^(2+)显著提高了LZP02菌株的成膜能力和胞外多糖产量,扫描电镜发现4 mmol/L Mn^(2+)和8 mmol/L Mn^(2+)提高了LZP02菌株在水稻根际的定殖能力,随着Mn^(2+)浓度的增加,DEGs数量显著增多,其主要富集在芽孢形成、毒素代谢途径和双组分系统中。1 mmol/L Mn^(2+)和4 mmol/L Mn^(2+)处理组发现skf操纵子中基因的表达均上调。扫描电镜观察发现在1 mmol/L Mn^(2+)和4 mmol/L Mn^(2+)处理组中LZP02菌体存在损伤。4 mmol/L Mn^(2+)处理组双组分系统中KinE和Spo0A基因均显著上调。【结论】Mn^(2+)通过“嗜食同类”和双组分系统中KinE基因激活Spo0A~P提高了菌株LZP02的成膜能力。

木薯渣、桉树渣固体发酵Bacillus amyloliquefaciens WJ22研制生物有机肥的配方研究

Bacillus amyloliquefaciens WJ22为实验室保存的香蕉根际促生功能菌。利用牛粪有机肥和菜籽饼为基本原料,海南当地农业废弃物木薯渣和桉树皮为添加原料,研究该菌株的固体发酵配方工艺,最终获得利用该菌株研制的促生生物有机肥。结果表明,拮抗菌WJ22在菜籽饼含量为15%、木薯渣含量为20%、桉树渣含量为20%的原料混合物中固体发酵效果最佳,菌株数量超过2×109cfu/(g·干重),远远超过国家固体生物有机肥的标准[2×107cfu/(g·干重)]。盆栽试验结果表明,该配方研制的生物有机肥能够很好地促进香蕉苗期的生长。

Bacillus amyloliquefaciens MBRC1的鉴定与抗菌活性研究

从台州市剑门港海区的海底淤泥中采集样品分离得到4株具抗菌活性的微生物,其中一株具有较强的抗菌活性。对该菌作了形态学、生理生化、分子生物学、(G+C)mol%含量等研究,确定该菌株属于芽孢杆菌属,命名为Bacillus amyloliquefaciens MBRC1。采用BLAST Clustal W(V1.83)及Mega(V 5.1)等软件对其进行了系统发育树的分析,确立了该菌株在系统发育上的地位。采用不同的培养基对该菌株进行发酵培养,利用牛津杯法对该菌胞外的抑菌活性物质的抑菌效果进行了研究,结果显示:Bacillus amyloliquefaciens MBRC1胞外具有较强的抑菌活性物质,且对金黄色葡萄球菌(S. aureus)、枯草杆菌(B. subtilis)和大肠杆菌(E. coli)均有较好的抑菌效果。

Bacillus amyloliquefaciens KHQH-1的鉴定及其抗菌活性初步研究

为了探寻新的具有防腐保鲜功能的微生物资源,前期从柑橘防腐保鲜研究过程中,分离纯化得到1株具有抗菌活性的细菌。该研究对该菌进行了形态、生化和分子生物学等鉴定,确定该菌株属于芽孢杆菌属,命名为Bacillus amyloliquefaciens KHQH-1。通过NCBI平台BLAST进行序列比对,结合Clustalw和Mega 7.0等软件进行序列分析和构建系统发育树,确立了该菌株在系统发育上的地位。采用点植法和滤纸片法研究了KHQH-1对几种食品中常见霉菌和细菌的拮抗效果,结果表明,KHQH-1对根霉(Rhizopus spp.)、米曲霉(Aspergillus oryzae)有一定抑制效果,对食品中常见霉菌黄曲霉(Aspergillus flavus)、青霉(Penicillium spp.)、绿色木霉(Trichoderma viride)具有较强抑制效果,其抑菌圈大小分别为13.70、9.30和10.87 mm;KHQH-1对食品中常见细菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli)均有一定抑制作用,其抑菌圈分别为3.20和8.20 mm。这为更进一步探索天然产物防腐保鲜技术和微生物制剂的开发与应用提供了一定的理论与技术参考。

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)DC-4产豆豉溶栓酶发酵条件的优化

解淀粉芽孢杆菌DC 4是从豆豉中筛选得到 ,产生的豆豉溶栓酶具有较好的体外溶栓效果。利用单因素实验和正交分析获得该菌株产生豆豉溶栓酶的最佳发酵条件为 :接种量为 7% ;发酵培养基组分为纤维蛋白 2 0 % ,蛋白胨 0 5 % ,糊精 2 0 % ,酵母膏 0 1 5 % ,K2 HPO40 4% ,NaH2 PO40 0 4 % ,CaCO30 3% ,pH7 0 ;培养温度为 32℃ ;2 5 0mL三角瓶装量为 5 0mL ;2 1 0r/min振荡培养 72h ,其发酵上清液纤溶活性可达到 82 0U/mL。

解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-1发酵条件的优化

采用单因素试验和正交试验,对解淀粉芽孢杆菌菌株XZ-1的发酵培养基成分和发酵条件进行了优化。结果表明:XZ-1的发酵培养基的最佳碳源、氮源和无机盐分别为糊精、蛋白胨和氯化钾;其培养基最佳组分为糊精10 g/L,蔗糖5 g/L,蛋白胨10 g/L,氯化钠7 g/L;最佳发酵培养条件为培养基初始p H值6,发酵温度27℃,发酵时间36 h,装液量100 m L/250 m L,接种量3%,转速150 r/min。

Bacillus amyloliquefaciens C-1胞外抑菌脂肽的分离与鉴定

Bacillus amyloliquefaciens C-1为本实验室从即食食品中分离出的菌株,其发酵液上清具有一定的抑菌活性。通过酸沉淀法从发酵液上清中分离粗脂肽,并确定脂肽是发酵液上清中具有抑菌活性的物质。本实验以蜡样芽孢杆菌MS10362R(产黑色素)、蜡样芽孢杆菌CMCC63301(不产黑色素)和大肠杆菌O157∶H7 CDC157为指示生物进行粗脂肽的抑菌活性测定,结果显示0.1 mg/m L的脂肽对这三个菌的6 h生长抑制率分别96%、75%、93%;同时在不同温度、蛋白酶和有机溶剂处理下分别测定了该脂肽的抑菌活性稳定性,结果显示C-1抑菌脂肽对这些处理均不敏感,其抑菌活性非常稳定,具有很好的开发应用潜力。

Bacillus amyloliquefaciens Y-3保鲜剂的制备及对番茄货架期的影响

为获得对番茄货架期腐烂率控制具有良好效果的解淀粉芽孢杆菌Y-3可湿性粉生物保鲜剂,采用单因素和平板活性检测相结合的方法,筛选出对解淀粉芽孢杆菌Y-3活性影响最小的最佳载体和助剂及其配方,并在此基础上采用活体试验和货架试验对制剂的最佳稀释倍数和货架期腐烂控制效果进行测定。结果表明:解淀粉芽孢杆菌Y-3生物可湿性粉保鲜剂最佳配方为:发酵液70%、膨润土10%、PEG8000 2.4%、净洗剂LS 3.6%、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)2%、膨润土补足100%;药剂稀释倍数为≤300倍;红熟番茄经解淀粉芽孢杆菌Y-3可湿性粉生物保鲜剂浸泡15 min后,可20℃货架11 d,且使病果率和腐烂率分别控制在7.35%和10.75%,明显低于对照。说明该生物保鲜剂不仅对番茄采后早疫病和灰霉病病原具有良好防治效果,而且可有效减少红熟番茄货架期腐烂率和病果率,在延长番茄货架供应时间方面具有重要意义。

纳豆芽孢杆菌Bacillus natto NK4液态发酵产纳豆激酶的工艺优化

为提高纳豆激酶的产量,采用单因素试验及正交试验对纳豆芽孢杆菌Bacillus natto NK4进行发酵条件优化,获得该菌种液体发酵产酶的最优条件。结果表明,纳豆芽孢杆菌产纳豆激酶最佳的发酵条件为接种量2%,培养基初始pH值6.0,培养温度34℃,发酵时间72 h。此时,纳豆激酶酶活力由848.28 IU/mL提高到1569.31 IU/mL。

实时荧光定量聚合酶链反应检测核桃根际土壤生防菌Bacillus amyloliquefaciens和Trametes versicolor的定殖

以铁核桃根腐病为研究对象,运用实时荧光定量聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增技术,分别对铁核桃根际土壤中解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和白腐菌(Trametes versicolor)2种生防菌及腐皮镰刀菌(Fusarium solani)病原菌的数量动态变化进行研究。结果表明:2种生防菌在接种后短期内都能够迅速生长繁殖,B.amyloliquefaciens相对含量在第20天达到峰值,20d后呈下降趋势,40d后趋于稳定,而T.versicolor在各时期的相对含量变化均较前者延迟10d;60d后,在施入B.amyloliquefaciens和T.versicolor的根际土壤中F.solani的相对含量极显著降低;在生防菌的相对含量达到峰值时,B.amyloliquefaciens与其对照组相比差异有统计学意义(P<0.05),T.versicolor则差异有高度统计学意义(P<0.01);定殖稳定后,B.amyloliquefaciens与其对照组相比差异无统计学意义(P>0.05),T.versicolor对照组与其相比差异有统计学意义(P<0.05),2种生防菌在铁核桃根际土壤中均有很强的生防效果和定殖能力,生防效果为B.amyloliquefaciens>T.versicolor,定殖能力为B.amyloliquefaciens>T.versicolor。该研究为由腐皮镰刀菌引起的病害实时监测提供了重要参考,同时为2种生防菌在土壤中的定殖检测提供了有力的技术支持。

Bacillus amyloliquefaciens ES-2液体发酵抗菌脂肽培养基及其主要影响因子筛选

对淀粉液化芽孢杆菌ES-2抗菌脂肽深层液体发酵培养基及其主要影响因子进行了筛选。首先采用单因子实验,确定了Landy培养基为起始培养基,再采用Plackett-Burman设计法,对影响抗菌肽发酵的显著因素进行筛选。结果表明,在所选取的12个相关因素中,对抗菌肽的产量具有显著影响的因子是KC、lFeSO4、温度。