环境微生物群落功能研究的新方法和新策略

微生物群落在驱动生物地球化学循环中扮演着重要角色,传统的研究方法可对微生物群落进行遗传结构的解析,但不能有效地与功能研究耦联。概述了近年发展起来的基于核酸和蛋白质水平的分子生物学新方法——环境mRNA和rRNA同时荧光原位杂交(FISH)、寡核苷酸微阵列技术(Oligonucleotide Microarray)、稳定性同位素联合宏基因组学(SIP-enabled Metagenomics)和环境蛋白质组学(Metaproteomics)在环境微生物群落功能研究中的应用,并且对其发展趋势进行了分析和展望。

微生物转化雄甾-4-烯-3,17-双酮的菌种筛选和转化条件的初步研究

雄甾-4-烯-3,17-双酮(简称4AD)是甾体药物的重要中间产物,其11α羟化产物可制成治疗心血管疾病的药物。通过对30株不同种属真菌转化4AD能力的筛选,获得球孢白僵菌(Beauveria bassiana)QY2A对4AD有高效C11α羟化能力,得到目标产物C11α-羟基雄甾-3,17-双酮(简称11α-OH-4AD)。另对该菌株的转化条件进行优化,结果表明:初始pH值6.0,温度28℃,转速180r/min,转化时间60h,助溶剂甲醇终浓度和底物浓度分别为2.5%和2.5g/L时,11α-OH-4AD的转化率为65%,比未优化的转化率提高了51.2%。

新型酿酒酵母培养物对育肥猪生产性能、肌肉品质和肠道微生物的影响

本试验旨在研究日粮中新型酿酒酵母培养物(YCB)添加量对育肥猪生产性能、肌肉品质和肠道微生物的影响。选取440头初始体重为(61.49±0.36 kg)的健康三元杂交(杜×长×大)育肥猪,随机分为4组,基础日粮中未添加酿酒酵母培养物为试验Ⅰ组,添加2.5%传统酵母培养物(YCA)为试验Ⅱ组、添加2.5%新型酵母培养物(YCB)为试验Ⅲ组、添加5%YCB为试验Ⅳ组,试验期60天。结果表明:(1)基础日粮中添加YCA和YCB对育肥猪的平均日增重、饲料利用率均有所改善,其中试验Ⅳ组料重比最低,但差异不显著。(2)与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组可显著降低肌肉滴水损失率和剪切力(P<0.05),其中试验Ⅳ组最低;与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组肌内脂肪分别提高2.8%、6.7%和6.9%,但差异不显著;通过透射电镜发现,试验Ⅱ和Ⅳ组肌原纤维蛋白微量降解,试验Ⅰ组和Ⅲ组肌原纤维蛋白明显降解。(3)试验Ⅲ组和Ⅳ组粪便中瘤胃球菌属、颤螺菌属和粪球菌属等纤维分解菌属的丰度上升,显著增强育肥猪的脂质代谢、碳水化合物代谢、淀粉和蔗糖代谢(P<0.05),改善胆汁酸代谢和脂质代谢。综上可知,在育肥猪生产上添加YCB可以改善育肥猪的生产性能和肌肉品质,通过调节肠道微生物进而影响机体代谢,其生产中适宜添加量为5%。

西加毒素小鼠生物学检测法的建立

旨在建立西加毒素小鼠生物学检测法。采用19 g^21 g的昆明系雄性小鼠,将一系列不同浓度的西加毒素(P-CTX-1)标准溶液通过腹腔注入小鼠体内,观察其中毒症状,确定1个鼠单位(mu)所代表的毒素剂量,并且建立剂量-中间死亡时间曲线。结果表明对我国昆明系雄性小鼠腹腔注射西加毒素,1个鼠单位所对应的P-CTX-1剂量值约为9.10 ng,其95%可信限为8.67 ng^9.56 ng;剂量-中间死亡时间曲线方程为y=244.9x-1.3937;其中y代表致死时间,x表剂量;将死亡时间t变为时间倒数1/t,对CTX的毒性mu取对数即logmu,得直线回归方程y=1.2076 x-0.047,R2=0.9921,其中y代表西加毒素毒性的对数(logmu),x代表小鼠死亡时间倒数(1/t),R为相关系数。同时利用该方法在0.1、0.2、0.3 ppb 3个浓度水平进行验证试验,结果表明,方法的总体平均回收率为46.58%~50.23%,相对标准偏差范围为1.17%~2.28%。

仿生表面增强拉曼散射基底的制备及其生物分析应用

经过数十亿年的进化和发展,自然界中的动植物体表面形成了规则的微/纳米结构和奇特功能。仿生表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)基底是以动植物体表面固有的规则结构或与动植物体性能相似的材料为基础而制作的基底,自发现以来,已成为SERS基底制备领域的研究热点,为解决传统SERS基底形貌和结构不均一、重现性差的问题提供了新的思路。本文介绍了仿生SERS基底及其制备方法,总结了仿生SERS基底在生物分析等方面的应用,并对其在今后的发展做了初步的展望。

新资源微生物:微生物资源的发现和应用

微生物个体微小,分布广泛,形态和生理功能多样,包括疾病相关微生物和有益微生物等,其中有益微生物对物质循环、生态平衡、疾病治疗以及污染的降解都具有重要的贡献。因此,开发利用微生物资源,对推动生物技术在绿色制造中的应用,实现经济社会的可持续发展具有重要意义。

用益生菌制剂代替断奶仔猪日粮中抗生素的研究

为研究自行研发的益生菌制剂代替断奶仔猪日粮中抗生素的可行性，本研究将分离鉴定的具有良好安全性能和体外益生特性的屎肠球菌 HDRsEF1菌株和枯草芽胞杆菌 HDRsBS1菌株进行复合，制成益生菌制剂，部分替代或全部替代仔猪教槽料和保育料中的抗生素，分3组饲喂28日龄～62日龄仔猪，连续观察和比较3组仔猪的促生长性能、腹泻率、免疫学指标、各项生化指标。结果显示，在促生长性能上，益生菌组稍低于抗生素组，但差异不显著；而益生菌组仔猪的腹泻率与抗生素组比较有所降低；血液中的 IgG、IgA、IgM含量和特异性抗体效价（猪瘟、口蹄疫）与抗生素组比较显著上升；特别是气管冲洗液、十二指肠、空肠内容物中的分泌型IgA含量显著高于抗生素组。说明在仔猪日粮中使用益生菌制剂，可以促进仔猪的生长发育，提高仔猪非特异性和特异性抗病能力；本研究所用的益生菌制剂可以替代仔猪日粮中的抗生素，达到抗病促生长的目的。

酒窖底泥中丁酸梭菌的分离及其特性研究

通过厌氧培养法从酒窖底泥中分离得到14个菌株,生理生化实验和16SrDNA序列分析鉴定出2株丁酸梭菌。选取丁酸梭菌菌株B1研究了其生长特性和安全性,体外研究表明其具有较强的耐酸、耐胆汁和耐抗生素能力,并能显著抑制常见肠道致病菌的生长,具有作为饲用微生态制剂应用的潜力。

猪流行性腹泻病毒变异株(CH/YNKM-8/2013)的分离鉴定和全基因组序列分析

为研究猪流行性腹泻病毒(PEDV)变异株特性,通过细胞培养、细胞病变(CPE)观察、RT-PCR、间接免疫荧光实验和透射电镜观察分离鉴定1株PEDV变异株(CH/YNKM-8/2013株)并分析了全基因组序列。运用基因组分段扩增方法,测得该毒株的全基因组序列(GenBank登录号为KF761675.1)。该毒株S基因N端比CV777毒株S基因的N端长9bp,包括15bp的插入和6bp的缺失,表明CH/YNKM-8/2013为变异毒株。同源性分析显示,该毒株的基因组序列与我国广东2011年分离毒株LC的同源关系最近,相似性为99.6%,与韩国毒株KNU-1305和美国毒株USA/Minnesota84/2013的序列相似性均为99.0%,而与CV777疫苗毒株的相似性较低,为96.7%。序列进化树分析表明该毒株和我国新近毒株、韩国及美国的变异毒株进化关系较近,而与我国之前流行的PEDV毒株以及疫苗毒株CV777处于不同分支。

产志贺毒素大肠杆菌噬菌体vB_EcoM_PHB05的生物学特性及全基因组分析

产志贺毒素大肠杆菌又称产Vero细胞毒素大肠杆菌，是一种可引起水样腹泻、溶血性尿毒综合征、出血性结肠炎等的人兽共患肠道致病菌。以一株产志贺毒素大肠杆菌为宿主菌，从湖北桌规模化养猪场的污水中分离得到一株烈性产志贺毒素大肠杆茵噬茵体，命名为vB_EcoM_PHB05。采用双层平板法筛选并纯化得到一株噬菌体．采用透射电镜观察噬菌体颗粒：使用Ion Torrent测序平台进行噬菌体全基因组测序，同时对噬菌体最佳感染复数（MOI）、一步生长曲线、裂解谱等生物学特性进行研究。结果表明，噬茵体vB_EcoM_PHB05在电镜下可见有一正多面体立体对称头部（直径约72nm），含收缩性尾部（尾长约45nm，尾宽20nm）．为肌尾科噬菌体；提取基因组，酶切鉴定该噬菌体核酸类型为双链DNA；其最佳感染复数为0．1；一步生长曲线试验结果显示，噬菌体vB_EcoM_PHB05潜伏期约为20min，平均裂解量约58PFU／cell；基因测序结果表明．该噬菌体全基因组全长147659bp，G＋C含量37．5％。噬菌体vB_EcoM_PHB05除对本身宿主茵产志贺毒素大肠杆菌（Escherichia coli034）产生裂解外，还裂解其它产志贺毒素大肠杆菌和沙门茵。噬菌体vB_EcoM_PHB05为一株广谱烈性噬菌体，其基因组中不合耐药基因及毒力基因，具有开发为抗产志贺毒素大肠杆菌制剂的潜力。

黄粉虫取食和消化降解PE塑料薄膜的研究

为探索黄粉虫能否取食和消化降解聚乙烯(PE)塑料薄膜,分别用塑料薄膜A(30%淀粉、70%PE和助剂)、塑料薄膜B(95%以上PE和少量助剂)作为黄粉虫的唯一食物来源饲养黄粉虫。结果表明:黄粉虫对塑料薄膜A、塑料薄膜B都能够取食和完全消化降解。黄粉虫对含淀粉的塑料薄膜A的消化降解较快,25d可将30.25cm^2塑料薄膜A完全消化降解;黄粉虫对不含淀粉的塑料薄膜B的消化降解较慢,需要60d才基本消化降解。黄粉虫消化降解2种塑料薄膜后的排泄物为黑褐色物质,燃烧时无刺激性气味,表明黄粉虫对塑料薄膜进行了彻底的消化降解,但降解为何种成分需进一步探讨。

一株海洋细菌的初步鉴定及其产黑色素相关新基因(簇)的分离

对分离自近海沼泽地大米草根际的一株供试海洋细菌MWYL1进行了形态观察、生理特性检测以及16SrDNA序列分析。实验结果表明:该菌株属于海洋单胞菌属(Marinomonas),革兰氏染色呈阴性,直杆状,好氧生长,适于28℃生长。基于16SrDNA序列的Blast分析表明,菌株MWYL1与Marinomonas pontica和Marinomonas dokdonensis的序列相似性分别为97%和95%。通过基因组fosmid文库的构建,直接分离到一个产生黑色素的克隆,进一步亚克隆和测序后获得与黑色素产生相关的功能新基因(簇),并且对其进行了生物信息学的初步分析。

柑橘黄龙病药物防治策略

柑橘黄龙病(HLB)是世界范围内柑橘生产上的毁灭性病害,已在全球范围造成了巨大的经济损失。黄龙病由韧皮部限制性寄生菌Candidatus liberibacters spp.引起,主要通过柑橘木虱Diaphorina citri(Kuwayama)在田间传播。目前,黄龙病的主要防治方法有:一是传统的“三板斧”防治策略,即种植无病苗木、严防木虱(大面积连片统防统治)和挖净病树;二是药物防治,主要包括抗生素化学药物、窄谱靶向化学药物、免疫诱导物、纳米制剂等在内的多种抗菌剂。本文对近年来国内外柑橘黄龙病药物防治的相关研究进行了系统论述,以期为柑橘黄龙病菌新型防治药剂研发提供理论依据和参考。

西加毒素细胞毒性检测方法的建立

小鼠神经母细胞瘤细胞经体外培养后,加入不同剂量的太平洋西加毒素(Pacific ciguatoxin-1,P-CTX-1)、箭毒苷和藜芦定,在不同时间点终止培养,以四甲基偶氮唑蓝(MTT)标定活细胞量,分析西加毒素剂量与细胞活性之间的线性关系。结果发现,细胞与毒素作用不同时间,西加毒素剂量(x)与光密度值(y)之间的线性关系呈现差异。在10 h、15 h及20 h等不同时间,其线性方程分别为y=-0.082 6x+0.923 0(R2=0.978 9)、y=-0.044 3x+0.601 5(R2=0.962 1)、y=-0.020 4x+0.323 7(R2=0.928 1)。以10 h的检测效率最高及检测结果最准确,因此将其定为最佳检测时间。细胞病变观察也证实了以上结果。

畜禽用益生菌的研究进展

随着经济生活水平的提高和兽牧业的发展,如何吃到"放心肉"成为人们关注的话题。益生菌是一类适量服用后能够调节宿主肠道菌群有助于宿主健康的活的微生物,可以改善兽禽产品质量。本文从兽牧业的应用角度,介绍益生菌的概念由来、益生菌菌株特点及种类、对宿主的益生作用,最后对益生菌未来的发展方向进行展望。旨在让人们全面了解益生菌在兽牧业生产中不可忽视的优点及其替代抗生素的可能性。

BHV-1gG^-/tk^-/GM-CSF^+重组病毒的构建及其免疫效果的评价

通过引入免疫增强因子GM-CSF,提高重组病毒的免疫原性。将牛GM-CSF克隆到pcDNA3.1载体中,构建GM-CSF基因表达盒;将tk基因上游同源臂、GM-CSF基因表达盒、tk基因下游同源臂克隆到pcDNA3.1载体中,得到转移载体pTK-GM-CSF。将亲本病毒BHV-1 gG-/TK-/EGFP+基因组与转移载体pTK-GM-CSF采用磷酸钙法共转染MDBK细胞,得到重组病毒BHV-1 gG-/TK-/GM-CSF+。并对重组病毒的生物学特性和对日本大耳白兔的免疫原性进行了评价。利用PCR和RT-PCR证实GM-CSF基因表达盒已正确插入重组病毒的tk基因位置,并具有转录活性。亲本株和重组株的空斑形态、空斑直径大小无明显差异;两者病毒滴度无明显变化,生长曲线相似;体外遗传稳定性良好。兔体试验表明,在免疫早期重组毒株能产生较亲本株更高水平的IFN-β(P<0.05)。但中和抗体水平、攻毒后的临床症状及病毒排毒时间等各项指标检测表明,亲本株和重组毒株之间无明显差异。在免疫早期重组株刺激机体产生的IFN-β高于亲本株,具有一定的应用前景。

盐田土中中度嗜盐菌Pontibacillus sp. Y32的分离与鉴定

从江苏盐城三圩盐田土样中分离到一株中度嗜盐菌Y32并对其进行了系统鉴定。结果表明,综合该菌形态学、生理学和16S rRNA基因序列等特征,该菌为Pontibacillus属的一个新种,命名为Pon-tibacillus sp.Y32。菌种已送中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏,保藏号为CCAM 100050。

我国牛结核病的防控与净化

牛结核是主要由牛分枝杆菌引起的、慢性消耗性人兽共患传染病。由于人类结核病的流行状况十分严重,而人可通过呼吸道或饮用消毒不全的牛奶感染牛结核病,因此牛结核不允许免疫预防和治疗,世界各国均采用检疫和扑杀政策控制牛结核。OIE将其列为必须通报疫病,在我国属二类动物传染病,列为检疫扑杀对象。

牛病毒性腹泻的防控

牛病毒性腹泻（BVD）又称牛病毒性腹泻一黏膜病，是由牛病毒性腹泻病毒引起的一种病理过程复杂、临床表现多样的传染病。急性病例以发热、腹泻、咳嗽、黏膜糜烂和溃疡、白细胞减少为主要特征，但常表现为持续感染和免疫抑制，妊娠母牛可表现流产、产死胎或畸形胎等症状。该病呈世界性分布，我国已有20多个省份报道了该病，并且感染情况日趋严重。该病毒除感染黄牛、奶牛和牦牛外，还感染羊、猪、鹿等多种家养和野生动物，严重威胁着我国畜牧养殖业的可持续发展，应引起高度重视。

海洋单胞菌的研究进展

简要综述了近年国、内外对海洋单胞菌的一些研究进展,包括分类地位、生态分布、功能基因和活性分子等,并对其未来发展趋势进行了展望。