类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)蛋白质组学研究中三种蛋白提取方法的比较分析

【目的】革兰氏阳性类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)本身细胞壁的结构特点导致其菌体全蛋白不易获得。本研究选取了3种破碎方法——溶菌酶联合超声破碎法(方法一)、溶菌酶联合SDS热处理破碎法(方法二)、液氮联合超声破碎法(方法三)进行革兰氏阳性菌的细胞破碎,以期获得适于样品菌株基于质谱技术进行蛋白质组学研究的制备方法。【方法】在蛋白样品的制备过程中,对3种不同破碎方法的蛋白提取得率和SDS-PAGE检测分析结果进行比较;随后将3种蛋白样品制备方法的样品用质谱技术进行鉴定,分析不同蛋白样品基于质谱技术鉴定蛋白的差异。【结果】在蛋白样品的制备提取过程中,不同破碎方法的蛋白提取率大致相同。用单因素方差比较3种提取方法质谱鉴定蛋白数的差异性,方法三鉴定的蛋白数最多(2638个),其次是方法一(2452个),方法二鉴定的蛋白数最少(2003个)。进一步用韦恩图分析比较不同提取方法的蛋白鉴定通量差异,综合考虑蛋白提取效率的结果以及液氮研磨法提取蛋白的缺点,最终选取溶菌酶联合超声破碎法(方法一)提取菌株全蛋白作为该菌基于质谱分析其蛋白质组学研究中最适合的方法。最后,对质谱鉴定菌株蛋白包括分子量、等电点、疏水性的基本性质进行分析,发现3种破碎方法质谱鉴定的蛋白与模式菌株多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)基因组中预测蛋白的各个组分分布占比基本一致,都保证了菌株蛋白质组数据信息的完整性。【结论】基于质谱技术开展革兰氏阳性类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)的蛋白质组学研究,溶菌酶联合超声破碎法是提取该菌株全蛋白最适合的方法。

铜绿假单胞菌fur基因缺失突变株的构建及其表型分析

铁摄取调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)是控制铜绿假单胞菌铁代谢和毒力的关键调节因子。许多课题组尝试构建铜绿假单胞菌fur的缺失突变株均失败,因此铜绿假单胞菌的fur一直被认为是必需基因,这导致其生物学功能一直未得到全面的解析。【目的】构建铜绿假单胞菌fur的缺失突变株,并对该突变株的表型进行分析。【方法】以铜绿假单胞菌PAO1为亲本菌株,通过同源重组的方法构建fur缺失突变株,研究该基因对铜绿假单胞菌生长、铁载体生物合成、抗氧胁迫能力、鞭毛形成、生物被膜形成和毒力等的影响。同时,通过遗传分析对fur缺失突变株生长缺陷表型的原因进行探究。【结果】本研究成功构建了铜绿假单胞菌fur基因的缺失突变株,发现缺失突变fur极大地限制了铜绿假单胞菌的生长能力,并降低了该菌对限铁环境的生长适应性,但不影响该菌对高铁环境的生长适应性。铜绿假单胞菌Δfur的这种生长缺陷表型是细胞生长增殖变慢造成的,而不是诱导细胞死亡引起的。然而,其他异源的fur基因能完全互补Δfur的这种生长缺陷表型,暗示铜绿假单胞菌的Fur蛋白在功能上不存在独特性。尽管Fur与毒素-抗毒素系统PacTA存在功能关联性,但是铜绿假单胞菌Δfur的这种生长缺陷表型却与PacT毒素无关。除了影响铜绿假单胞菌的生长表型,缺失突变fur还使铜绿假单胞菌丧失了对铁载体生物合成的抑制作用,导致该菌对H_(2)O_(2)更敏感并丧失了鞭毛的形成能力,同时降低了该菌对大蜡螟幼虫的毒力。此外,缺失突变fur还显著提升了铜绿假单胞菌的胞内环二鸟苷酸(cyclic diguanylate,c-di-GMP)水平,从而诱导pelF和pslA基因的表达,进而促进铜绿假单胞菌生物被膜的形成。【结论】fur是可以缺失的非必需基因,在铜绿假单胞菌的正常生长、铁载体生物合成、抗氧胁迫能力、鞭毛形成、生物被膜形成和毒力等方面都发挥着十分重要的作用,这为针对铜绿假单胞菌的疫苗和抗菌药物开发奠定了基础。

青海不同区域农田作物土壤细菌多样性及群落结构分析

【目的】探讨青海省农田土壤细菌多样性及群落结构组成。【方法】采用高通量测序技术分析都兰县、互助县、共和县和大通县种植小麦、油菜、青稞土壤细菌群落结构组成及多样性差异,并解析其与土壤理化特性的关系。【结果】4个地区的土壤pH、水分、有机质、Chao1指数、Shannon指数、线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)组间差异这些指标中部分指标存在极显著差异性(P<0.01),而3种作物的这些指标无显著差异(P>0.05)。主成分分析(principal component analysis,PCA)显示,不同区域细菌群落组成差异性较大,3种作物农田土壤细菌群落、物种组成相似度较高。4个地区共有3127个可操作性分类单元(operational taxonomic units,OTUs),3种作物农田土壤细菌共有OTUs为3694个;细菌物种隶属于36门93纲192目276科450属423种;4个地区或3种作物土壤具有相似的优势门、属、种,但相对丰度不同。水分、pH、有机质与Chao1、Shannon存在显著相关性,pH、有机质与未分类种、unclassified RB41、unclassified Sphingomonas具有显著正相关或负相关。Chao1、Shannon与unclassified Sphingomonas显著负相关,与unclassified RB41、unclassified Vicinamibacteraceae显著正相关。【结论】区域差异对土壤的理化性质、细菌群落结构和多样性具有显著影响,相较于作物而言其影响更加明显。

基于益生菌治疗帕金森病的研究进展

帕金森病是常见的神经退行性疾病,其发病原因至今尚未明确,目前的治疗方法价格昂贵、效果差且副作用大。帕金森病患者常见胃肠道功能障碍,帕金森病和肠道菌群之间的关联已得到实验证实,患者有望通过益生菌改善肠道菌群达到治疗的目的。工程益生菌的出现使得人们可以按照自己的意愿改造益生菌,提高其稳定性和靶向性,展现出其特有的应用潜力。本文将从益生菌治疗帕金森病的研究现状出发,阐述益生菌治疗帕金森病的可能机制,进一步分析工程益生菌治疗帕金森病的可行性,为该疾病的安全治疗提供新的思路。

四种K:CA荚膜型别克罗诺杆菌的荚膜多糖组分研究

【目的】克罗诺杆菌(Cronobacter)是一类以奶粉为主要传播媒介的食源性致病菌,能够引起坏死性小肠结肠炎、脑膜炎、菌血症等疾病。荚膜是细菌常见的毒力因子,本研究对4种K:CA型别的Cronobacter荚膜多糖进行分析,以期发现荚膜型别与荚膜多糖的单糖组成的关联规律。【方法】本研究通过苯酚-硫酸法和氢核磁共振(1HNMR)分别对28株Cronobacter(4种K:CA型别)荚膜多糖的产量和单糖组成进行分析。【结果】文章研究了不同培养基、培养时间对Cronobacter荚膜多糖产生的影响,确定了最佳培养条件为在牛奶琼脂培养基中培养48.0h,而且不同条件下未改变Cronobacter荚膜多糖的单糖组成。本研究进一步发现,4种K:CA型别菌株间的荚膜多糖产量具有显著差异,K2:CA2型别的荚膜多糖平均产量最高。其中,2株荚膜多糖产量高的菌株C.sakazakii ATCC 12868和C.sakazakii ATCC 29004也均为K2:CA2型别,产量分别为19.6%和28.4%。此外,通过^(1)H NMR测定出28株Cronobacter的荚膜多糖中的单糖组分有8种,其中在C.malonaticus cro1754B2和C.sakazakii cro1573B3发现了β-ManpNAc,只在C.sakazakii cro771A2中发现了β-Ribp,本研究还发现大多数K1:CA1型别荚膜多糖中均有α-Rhap,大部分K1:CA2型别和K2:CA1菌株荚膜多糖由β-Glcp构成,其中α-Glcp为K2:CA2荚膜多糖的主要单糖组分。【结论】本研究初步揭示了4种荚膜型别Cronobacter的多糖分泌规律,发现K2:CA2型别的荚膜多糖平均产量最高,发现了Cronobacter荚膜多糖的单糖组成与荚膜型别的相关性,为Cronobacter的荚膜特性深入研究奠定了理论和技术基础。

干扰素刺激基因与新型冠状病毒相互作用的研究进展

目前新型冠状病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染所致的新型冠状病毒肺炎(corona virus disease,COVID-19)已成为威胁人类健康和安全的全球性流行性疾病。随着新突变株的不断出现,寻找有效治疗药物和靶点迫在眉睫。干扰素刺激基因(interferon-stimulated genes,ISGs)是由干扰素(interferons,IFNs)诱导后表达上调的一类基因,在宿主抵抗病毒感染过程中发挥着至关重要的作用。研究表明,ISGs能够靶向许多病毒复制的不同阶段发挥抗病毒作用,然而SARS-CoV-2也进化出各种策略干扰或逃避宿主天然免疫。因此,全面了解SARS-CoV-2与ISGs相互作用,对于设计抗病毒策略至关重要。本文简要综述不同ISGs抵抗SARS-CoV-2的作用机制,为开发新型的抗病毒药物提供思路和理论依据。

蓝灰链霉菌中Aco类信号分子合酶ScyA1全局性功能的研究

【目的】研究蓝灰链霉菌中Aco类群感效应信号分子合酶基因scy A1缺失对细胞生理代谢和调控网络造成的广泛性扰动,揭示Scy A1对细胞生命活动的全局性调控作用。【方法】通过测定细胞干重确定scy A1缺失对液体发酵条件下细胞生长的影响。采用RNA-Seq比较分析探究蓝灰链霉菌scy A1突变株和野生型NMWT1发酵培养3d和6d全基因组范围内的显著差异表达基因。【结果】scy A1缺失不影响液体发酵条件下细胞生物量的积累。比较转录组分析显示scy A1缺失后,糖酵解和三羧酸循环途径基因表达表现出双向显著差异变化趋势;L-半乳糖形成UDP-葡萄糖途径、戊糖磷酸途径、氨基酸(L-缬氨酸、L-异亮氨酸和L-色氨酸)合成途径和嘌呤核苷酸降解途径相关基因均表现出显著上调趋势。众多次级代谢生物合成基因簇、保守转录调控因子和菌丝体结构性蛋白组分编码基因表达显著下调,而少数则表达水平显著上调。【结论】Scy A1广泛影响了菌株的初级代谢、次级代谢、保守调控因子和菌丝体结构相关基因的表达。总之,本研究丰富了我们对Aco类群感效应信号分子合酶功能的认知。

我国原核微生物分类学七十年

2022年和2023年分别是中国微生物学会成立70周年和《微生物学报》创刊70周年,我国原核微生物分类学研究从白手起家、跟踪模仿到逐步走上国际舞台,从跟跑、并跑到整体处于国际先进行列,部分领域领跑国际同行,并为国际同行提供微生物数据服务,也已走过了70个岁月。这些成绩的取得是我国原核微生物分类领域学者几代人努力的结果,是与国家发展、民族复兴同频共振的结果。特别是近30年,我国原核微生物分类无论从理论、方法创新还是新物种发现方面都取得了令人瞩目的成绩,在国际上的地位和影响力日益提高,已经逐渐成为国际原核系统分类领域的主导力量。本文本着尊重历史、客观求实的态度梳理了70年来我国在细菌和古菌分类学及相关领域的发展脉络和取得的成绩,并结合该领域最新发展方向进行了展望。

肠道微生物群在人类健康衰老中的作用机制研究进展

衰老的特征是组织器官的功能衰退以及衰老相关疾病风险的增加,这给维护和促进健康长寿带来一系列新的挑战。尽管进行了广泛的衰老相关研究,但进展有限。人们越来越意识到肠道微生物群的结构和功能积极参与了衰老过程。肠道微生物群紊乱表现为许多与年龄相关的肠外器官轴的衰老。肠道微生物群可以被调节,这暗示了通过肠道微生物群抗衰老是一个可以实现的重要目标。本综述总结了肠道微生物群在不同年龄段中的动态演替,这种动态的肠道微生物群从胎儿到出生和婴儿期开始迅速发展,从断奶期到幼儿期迅速变化,然后建立稳定的成年人菌群,直到随着年龄增长最后发生衰退;肠道微生物群与肠外器官轴(大脑、心脏、肝脏、胰腺、肌肉、皮肤和骨骼)衰老相关疾病,以及通过饮食、粪菌移植和微生态制剂调节肠道微生物群靶向抗衰老的研究进展,以期为调控肠道微生物群抗衰老研究提供参考。

两株多环芳烃降解菌协同对菲-镉污染的去除特性

【目的】从污染土壤中分离筛选一株多环芳烃降解菌,并探究其与Pseudomonas aeruginosa B6-2构建的混菌体系对菲-镉复合污染的修复效能,以及微生物代谢特性对不同镉浓度赋存的响应特性,以期为复合污染的生物修复提供优良菌株资源及应用技术参考。【方法】采用富集驯化、筛选纯化方法得到一株多环芳烃降解菌,通过生理生化特征和16S rRNA基因序列分析进行鉴定。利用高效液相色谱法和电感耦合等离子体质谱法评估不同镉浓度赋存下各反应体系对菲和镉的去除效能;通过菌体细胞形态的扫描电镜观测及菌株代谢活性检测,探讨镉胁迫对菲生物降解过程的影响机制。【结果】筛选得到一株具有重金属耐受性和多环芳烃高效降解菌SZ-3,经鉴定为节杆菌属;降解菌协同体系(M)具有良好的菲降解效能和抗镉胁迫优势。镉胁迫浓度为0.5、10 mg/L时,M对菲和镉的去除率分别高于85%、80%;镉胁迫浓度为25、50 mg/L时,2种污染物的去除率均大于65%。扫描电镜分析表明,镉胁迫导致菌体表面粗糙且出现不同程度变形,菌体间黏附性和聚集性提高。反应周期内,邻苯二酚1,2-双加氧酶活性与电子传递体系活性随镉浓度增加而降低,两者变化与菲降解速率变化一致。【结论】Arthrobacter sp.SZ-3是一株PAHs高效降解菌,能与Pseudomonas aeruginosa B6-2协同高效修复菲-镉复合污染,随着初始镉胁迫浓度增加,混菌协同对目标污染物去除的优势显著。

基于宏基因组测序技术揭示大泷六线鱼肠道微生物特征

对大泷六线鱼不同生长期肠道微生物进行分析。【目的】基于宏基因组学技术揭示其肠道微生物变化特征及其与营养的联系。【方法】对大泷六线鱼仔鱼、稚鱼和幼鱼肠道微生物样本进行HiSeq高通量测序,分析菌群结构,比较微生物群落的多样性,探究生长过程中肠道微生物的相互演替及功能关系。【结果】门水平上,鱼肠道微生物在生长过程中优势菌门变形菌门(Proteobacteria)递减,而厚壁菌门(Firmcutes)递增;属水平上,仔鱼期的弧菌属(Vibrio)(37.8%)、稚鱼期的发光杆菌属(Photobacterium)(77.8%)、幼鱼期的乳酸菌属(Lactococcus)(42.5%)占优势,微生物群落组成发生显著变化;且仔鱼期的多样性高,幼鱼期的丰富度高;物种差异也呈现着与生长特征的相关性,幼鱼期差异标志物是厚壁菌门、芽孢杆菌纲(Bacilli)、乳酸杆菌目(Lactobacillales)、链球菌科(Streptococcaceae)、乳球菌属(Lactococcus)和乳酸乳球菌(Lactococcus lactis);稚鱼期差异标志物是发光菌属、托鲁尼发光菌(Photobacterium toruni);仔鱼期差异标志物是Phaeobacter inhibens、Colwellia aestuarii和Colwellia polaris等。宏基因组功能水平分析显示,KEGG数据统计代谢功能占优势,随生长呈现递增趋势,鱼肠道微生物群在碳水化合物代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、能量代谢,以及辅助因子和维生素代谢中起着重要作用;从蛋白注释功能上也呈现了类似的结果,碳水化合物代谢(3350)和氨基酸代谢(2424)占代谢通路主要组成部分。功能差异分析表明,随着生长变化,微生物功能逐渐适应机体和环境需求,稚鱼期差异主要体现在能量代谢和糖降解功能;仔鱼期差异显著的是细胞的生长、死亡和凋亡功能,主要体现在光合作用方面;幼鱼期主要体现是二级代谢物的生物合成,其次是糖酵解和糖异生等碳水化合物代谢等。【结论】大泷六线鱼仔、稚、幼不同生长期肠道微生物结构存在显著差异,生长发育改变肠道微生物菌群的功能,采用差异物种和差异功能综合判定生长所需的营养,有助于提高养殖效益,为绿色健康生态养殖提供理论基础。

复合菌对十溴联苯醚的降解特性研究

【目的】利用6株十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE-209)降解细菌,探究复合菌对BDE-209的降解特性和降解路径,为BDE-209污染环境的生物修复提供科学依据。【方法】利用高效液相色谱法测定BDE-209的浓度,通过液相色谱-质谱联用仪分析鉴定BDE-209降解产物。【结果】短芽孢杆菌属(Achromobacter sp.)M1和无色杆菌属(Achromobacter sp.)M2的组合对BDE-209的降解效果最好,在30℃、pH值7.0、接种量15%的条件下,120 h后10 mg/L BDE-209的降解效率可达87.7%。相比于单一菌株,复合菌M(1+2)可以更有效、更快地降解BDE-209。在0.5–10 mg/L范围内,复合菌M(1+2)对BDE-209的降解率随着BDE-209初始浓度的增大而增大。通过液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS)检测到11种BDE-209微生物降解产物,复合菌M(1+2)通过脱溴、羟基化、去质子化、醚键断裂和开环等反应对BDE-209进行降解。【结论】复合菌M(1+2)对BDE-209具有良好的降解能力,研究结果为进一步提高微生物对BDE-209污染环境的生物修复能力提供了良好的微生物资源。

2021年度《微生物学报》优秀论文

为提升《微生物学报》的学术影响力,鼓励优秀作者,吸引优秀科研成果在我刊首发,编辑部通过对3年前发表在《微生物学报》的论文进行回溯与评估,从2018年度发表的论文当中,根据论文的创新性(审稿专家的评审意见)和读者的关注度(中国知网CNKI数据库的被引频次和下载量)综合评选出了20篇2021年度优秀学术论文,并颁发优秀学术论文证书。

大肠杆菌机械敏感性离子通道MscS失活特性分析

【目的】细菌机械敏感性离子通道MscS能够在细菌周围环境渗透压急剧降低时,打开并释放胞内内容物,平衡内外渗透压差,使细菌存活。鉴于其广泛分布在各种细菌中,而在哺乳动物中未发现其同源体,MscS被认为是一种新型抗生素靶点。MscS一个独特的开放特征是具有失活特性,即在持续的机械刺激条件下,MscS从开放状态进入一种非离子通透的失活状态,从而避免因通道持续开放引起大量内容物流失导致细菌死亡。该研究的目的是鉴定影响MscS失活的关键氨基酸,为靶向Msc S的药物设计提供思路。【方法】采用分子克隆方法制备Msc S Cyto-helix(P166−I170)半胱氨酸突变体,利用巯基化合物MTSET^(+)结合半胱氨酸从而对其侧链基团进行修饰,并通过低渗刺激实验,检测表达MscS半胱氨酸突变体的大肠杆菌分别在无或有MTSET^(+)处理下,低渗刺激诱发通道开放后的存活率筛选显著影响通道功能的突变体。利用电生理膜片钳方法检测突变体在MTSET^(+)处理前后通道失活特性的变化,结合定点突变手段进一步探讨失活机制。【结果】MTSET^(+)处理导致表达半胱氨酸突变体G168C-MscS的大肠杆菌在低渗刺激后存活率极大降低;G168C-MscS在结合MTSET^(+)后失去失活特性,保持持续开放,是导致细菌胞内内容物大量流失并死亡的重要原因;酪氨酸突变G168Y-MscS、亮氨酸突变G168L-MscS和赖氨酸突变G168K-MscS的失活特性与野生型WT-MscS一致,而天冬氨酸突变G168D、缬氨酸突变G168V和异亮氨酸突变G168I的失活速率显著降低,尤其是G168I-MscS失去失活特性,表明MscS 168位点是影响通道失活的关键位点,并且通道失活特性与该位点氨基酸侧链基团的大小及电荷性质相关。【结论】G168位点甘氨酸是影响MscS通道失活的关键氨基酸。

群体感应系统核心调控子对副溶血弧菌mshH基因的调控研究

【目的】探究副溶血弧菌群体感应(quorum sensing,QS)系统核心调控子AphA和OpaR对mshH基因的转录调控。【方法】提取特定条件下副溶血弧菌野生株(wild-type,WT)和调控子基因突变株(ΔaphA和ΔopaR)的总RNA,采用实时定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)研究AphA和OpaR对mshH基因的转录调控关系以及mshH基因的时相依赖性表达特性;将mshH启动子区DNA序列克隆入pHRP309质粒β-半乳糖苷酶基因的上游,构建LacZ重组质粒,并将其转入WT、ΔaphA和ΔopaR中,获得LacZ实验菌株,再通过LacZ报告基因融合实验研究AphA和OpaR对mshH基因的调控关系以及mshH基因的时相依赖性表达特性;PCR扩增mshH上游启动子区DNA序列,并纯化His-AphA和His-OpaR蛋白,通过凝胶阻滞实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)和DNase I足迹实验,研究体外条件下His-AphA和His-OpaR对靶基因启动子区DNA片段是否具有直接的结合作用以及具体的结合位点。【结果】mshH基因的表达水平随着培养时间的延长而升高;低细菌密度时,AphA抑制mshH基因的转录,但His-AphA对mshH启动子区DNA序列没有结合活性;高细菌密度时,OpaR对mshH基因的转录具有激活作用,His-OpaR对位于mshH基因的翻译起始位点上游–160至–80 bp和–58至–19 bp之间的DNA序列具有结合活性。【结论】低细菌密度时,AphA可能是通过间接方式抑制mshH基因的转录;高细菌密度时,OpaR直接结合到mshH调控区DNA片段上,并激活其转录。

共生菌与昆虫的免疫

共生菌可通过产生抗菌物质、调控宿主免疫相关基因和微生物种间竞争作用等方式保护昆虫宿主免受病原体的侵染。为维持共生关系,昆虫进化出精细的调控机制避免对共生菌的过激免疫应答,共生菌通过免疫识别信号多态性或化学拟态来降低或躲避宿主免疫系统对自身的伤害。本文在分析共生菌对宿主免疫的功能及其机制的基础上,探讨宿主对免疫应答的精准调控以及共生体系的协同进化,以期为共生菌对宿主免疫影响的深入研究提供参考。

一株自中国大鲵的副炭疽芽孢杆菌分离和鉴定

【目的】对陕西某大鲵养殖场患病的中国大鲵腹水中分离培养得到的一株蜡样芽孢杆菌群细菌疑似菌株进行鉴定,明确该菌生长特性和种类。【方法】无菌解剖患病大鲵,取肠道、腹水、皮肤等各部位的样品均质稀释并分离纯化,从腹水中获得疑似蜡样芽孢杆菌群细菌的纯菌株,命名为SHOU-BC01。对该菌株进行形态与染色特性、培养与生化特性、生物膜形成能力、芽孢形成、药敏检测、全基因组测序等试验鉴定,并根据测序结果进行平均核苷酸相似度(average nucleotide identity,ANI)、数字DNA-DNA杂交(digital DNA-DNA hybridization,dDDH)、多位点序列分型(multilocus sequence typing,MLST)、全基因组SNP聚类和毒力因子分析。【结果】菌株SHOU-BC01为革兰氏阳性杆菌,表面粗糙;具有蛋白酶、卵磷脂酶和溶血酶活性;能够发酵L-阿拉伯糖、D-核糖、D-木糖等多种糖类,能利用色氨酸、丙酮酸盐等;有较强生物膜形成能力;120h的芽孢形成率达到70.60%;该菌株对青霉素G、头孢噻吩、万古霉素等15种抗生素耐药,对哌拉西林、头孢唑啉、庆大霉素等25种抗生素敏感;根据生物学特性结合ANI、dDDH及全基因组SNP聚类分析,鉴定菌株SHOU-BC01为副炭疽芽孢杆菌(Bacillus paranthracis),经MLST分型,该菌株属于ST205序列型;该菌株含有鞘磷脂酶、CytK和NheC毒素、多糖荚膜、PlcR-PapR群感效应系统及Ⅶ型分泌系统等毒力因子。【结论】成功从中国大鲵腹水中分离出副炭疽芽孢杆菌,丰富了大鲵副炭疽芽孢杆菌数据。

河套平原不同深度高砷地下水硫酸盐还原菌群落分布特征及环境意义

【目的】探究不同深度的高砷含水层中硫酸盐还原菌的丰度、群落组成和多样性的差异,并结合硫酸盐硫同位素等多种水化参数,揭示不同深度高砷地下水中硫酸盐还原菌群落分布特征及其环境意义。【方法】以我国典型高砷地下水分布区河套平原为研究区,采集不同深度含水层中的高砷地下水样品,测定水化参数,采用qPCR对样品16S rRNA基因和dsrB基因进行定量;通过dsrB基因高通量测序对硫酸盐还原菌群落进行分析,并将dsrB基因相对丰度、群落组成及多样性与水化因子结合,进行统计学分析。【结果】基于dsrB基因的定量结果表明,浅层地下水中dsrB基因相对丰度高于深层地下水。浅层地下水中,dsrB基因相对丰度与CH_(4)浓度呈显著正相关,且δ^(34)S-SO_(4)^(2–)与CH_(4)浓度显著正相关。而深层高砷地下水中,dsrB基因相对丰度与SO_(4)^(2–)浓度、DOC浓度存在显著正相关性。高通量测序结果表明,深层地下水中硫酸盐还原菌的α多样性显著高于浅层地下水。研究区内硫酸盐还原菌可分为264个OTUs,以Desulfobacterales、Nitrospirales、Rhodospirillales、Syntrophobacterales等10个目为主。不同种属硫酸盐还原菌在深、浅层地下水的丰度及影响丰度的环境因子存在一定差异,其中浅层地下水中Nitrospirales的相对丰度与As_(T)浓度和δ^(34)S-SO_(4)^(2–)呈正相关,指示出硫酸盐还原菌中Nitrospirales类群在浅层地下水砷的迁移转化中的重要作用。RDA结果表明,As_(T)浓度、CH_(4)浓度和Fe^(2+)浓度是控制研究区地下水中硫酸盐还原菌群落分布的关键环境因子。【结论】深、浅层高砷地下水中,硫酸盐还原菌多样性、种属构成与多样性存在显著差异,且受到了不同水化参数影响。

小白链霉菌ε-聚赖氨酸降解酶生理功能分析

【目的】研究小白链霉菌(Streptomyces albulus)中ε-聚赖氨酸降解酶(Pld)的分布特征和生理功能。【方法】利用生物信息学手段对已报道的ε-聚赖氨酸(ε-PL)产生菌的Pld进行挖掘和分析,再通过遗传学方法对小白链霉菌M-Z18基因组中存在的两种pld进行敲除、回补和过表达,最后研究重组菌降解ε-PL能力、最小ε-PL抑制浓度(MIC)及其合成ε-PL情况。【结果】PldⅠ和PldⅡ广泛且同时分布于小白链霉菌中,蛋白序列高度保守;PldⅠ、PldⅡ在小白链霉菌M-Z18中均能行使降解ε-PL的功能,但PldⅡ降解活性占主导地位且PldⅠ和PldⅡ对降解ε-PL具有协同作用;pldⅠ、pldⅡ过表达重组菌对ε-PL的MIC值显著提高,其中双过表达pldⅠ和pldⅡ菌株对ε-PL的MIC值是出发菌株的2.19倍。构建的pld重组菌与出发菌株相比,在考察pH值范围内(pH 3.0–5.5)的ε-PL产量未表现出显著差异。【结论】小白链霉菌中广泛分布PldⅠ和PldⅡ且序列高度保守,主要生理功能是保护小白链霉菌在中性环境中免受自身产物ε-PL的抑制。

24株鸡源丁酸梭菌的分离鉴定及耐药基因与毒力基因携带情况

【目的】旨在对鸡源丁酸梭菌进行分离鉴定与安全性评估。【方法】利用厌氧培养方法对源自汶上芦花鸡与SPF鸡粪便样品进行丁酸梭菌的分离与纯化,挑选可疑菌落进行微生物质谱鉴定,进一步通过16S rRNA基因测序进行鉴定,16S rRNA测序结果与NCBI核苷酸数据库中丁酸梭菌的16S rRNA序列进行同源性分析;同时,进行所有分离株对氧氟沙星、头孢吡肟等9种药物的药敏试验,利用PCR方法进行mefA等23种耐药基因扩增,基于益生菌安全要求对样品进行alpha等4种梭菌毒素基因以及typeA等4种肉毒毒素基因的测定。【结果】共分离鉴定了24株丁酸梭菌。24株均对氧氟沙星等7种抗生素表现为敏感,L-1、L-6、L-12仅对新霉素表现为中介,L-19仅对头孢吡肟表现为中介。全部菌株的mefA等16种耐药基因结果全部为阴性,sul2、flor、blaTEM 3种耐药基因全部呈阳性,tetC携带率为79.2%,cmlA携带率为45.8%,blaOXA携带率为37.5%,aadB携带率为12.5%,qnrA携带率为4.2%。PCR结果显示所有分离菌株的alpha、beta、epsilon、iota等4种梭菌毒素基因携带率0%。全部分离菌株均未携带typeA、typeB、typeE、typeF 4种肉毒毒素基因。【结论】结果表明,从未饲喂抗生素和丁酸梭菌的汶上芦花鸡与SPF鸡群中获得的24株丁酸梭菌分离株达到预期的安全性要求,可作为益生添加菌的筛选参考株。