通过基于功能微生物的项目式学习来提升本科生科研素养

本科生科研素养的养成对其继续深造具有重要意义,如何有效培养学生的科研能力并使其养成良好的科研素养成为当下高等教育亟须探究的重要议题。本研究尝试通过基于学生的兴趣爱好对具有一定知识背景的本科生进行分组,以小组形式分别对某特定生境来源微生物的分离、筛选、鉴定及其功能进行项目式研究来培养学生的科研素养。这种以学生为主体的自主研究能够激发学生主动学习热情,培养学生学习的自主性和科研素养。研究发现对该类项目的研究首先能涵盖传统实验课程所涉及的基础实验内容,有助于微生物实验基本操作的系统掌握;其次,以小组的方式使得学生的主观能动性和团队协作能力得到发挥,各小组均能分离到相关目标微生物,并能完成对目标微生物基本特性和功能的研究;最后,能就目标微生物相关领域某主题发表综述论文,有效培养学生的科研素养。由此可见,特殊生境功能微生物分离、筛选及鉴定的项目式研究不失为高校本科生科研素养培养的重要题材。

在“微生物遗传学”课程全英文教学中提升教学效果的探索

在双一流建设中,国际交流与合作是重要一环。全英文专业课程能够在加强学生对专业知识的掌握、理解和运用能力的同时,提升专业语言的阅读、表述与写作水平。然而,如何在全英文教学中达到“两性一度”的目标,提升学生兴趣和课堂参与度,切实提高学生的专业能力和英语交流能力,值得探究。本校专业选修课“微生物遗传学”全英文教学已超过10年,在教学过程中,突出以学生为本、能力培养的核心理念,对课程内容、教学实施、语言能力和考核方式等方面进行不断的探索和改革。在教学内容上,根据学生的知识储备和需求,将知识学习与科学逻辑和实验技术融会贯通;在课堂教学过程中,结合学生的英语水平,将讲授、提问和讨论有机结合,提升学生专注度和英文交流能力;在习题设计上,采用拓展性问题使学生对课堂知识活学活用;在考试内容和形式上,采用开放模式锻炼学生运用专业知识结合英文文献解决问题的能力,达到提升科研水平的目标。经过不断地探索与实践,本课程激发了学生主动学习的热情和课堂参与度,使学生们在充分理解、掌握课堂内容的基础上,提升了科研能力和专业英语水平,取得了良好的全英文教学效果。

仙山湖国家湿地公园湿地与旱地土壤细菌群落结构特征比较

【背景】湿地土壤微生物群落结构会因环境的变化自我调整,因而不同湿地环境会形成不同土壤菌群结构和分布特征。【目的】研究旱地与湿地土壤不同利用方式对土壤细菌的影响,以仙山湖国家湿地公园湿地和旱地两种土地利用方式(0-20 cm)作为研究对象。【方法】利用高通量测序技术对土壤细菌群落的物种组成、α多样性和丰度等进行分析,并结合土壤理化因子分析影响菌群结构的环境因子。【结果】仙山湖湿地系统土壤中存在的细菌隶属于49个门147个纲。在仙山湖湿地土壤的优势菌门(OTU>1%)中,旱地的优势菌门为酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、泉古菌门(Crenarchaeota)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);湿地的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)。在优势菌属(OTU>0.3%)中,旱地的优势菌属为Candidatus Solibacter、柯里氏念珠菌属(CandidatusKoribacter)、红游动菌属(Rhodoplanes)、伯克霍尔德菌属(Burkholderia)和分枝杆菌属(Mycobacterium),湿地的优势菌属为地杆菌属(Geobacter)、拟杆菌属(Bacteroides)、慢生型根瘤菌属(Bradyrhizobium)、Dok59、神奇甲基菌属(Candidatus Methylomirabilis)和黄杆菌属(Flavobacterium)。湿地土壤与旱地土壤优势OTU均与有机质含量呈正相关,与含水量、pH呈负相关。此外,线性判别分析(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)显示了旱地与湿地的土壤生物标记物与土壤理化性质的关系。【结论】土地利用方式变化能显著改变仙山湖国家湿地公园湿地土壤的细菌菌群结构,可为湿地土壤的保护提供理论依据。

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)JJYY防控土传病害效果评价及其全基因组测序分析和抗菌成分鉴定

【背景】土传病害是世界农业可持续发展的关键限制因子,在我国蔬菜和中药材上发生日趋严重,引起严重的连作障碍。生物防治对环境和农产品安全,是目前研究的热点和重点。【目的】明确对土传病原菌具有广谱抗菌活性菌株JJYY的种类及其防控效果和主要抗菌产物,为新型生物农药开发奠定基础。【方法】结合扫描电镜观察、生理生化分析和16S rRNA基因扩增测序技术鉴定菌株JJYY。分别利用比浊法和菌丝生长抑制法测定该菌提取物对4种土传病原细菌和5种土传病原真菌的EC50,利用盆栽试验评价对番茄青枯病等病害的防控效果。利用二代Illumina NovaSeq与三代PacBioSequel相结合测序技术对菌株JJYY进行全基因组测序,使用PGAP等软件进行基因注释等分析,利用反相制备液相色谱和质谱初步分离鉴定抗菌物质。【结果】菌株JJYY是一株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis),该菌提取物对4种土传细菌和5种土传真菌的EC50分别为0.940-1.092 mg/mL和2.733-3.678 mg/mL。对番茄青枯病、菊花根腐病和辣椒枯萎病的最高防效在80.00%-87.74%之间,与化学药剂链霉素或噁霉灵无显著差异(P>0.05)。该菌基因组大小为3929792 bp,编码3895个基因,与B.velezensis JS25R和B.subtilis 168具有3445个和2997个同源编码基因。预测该基因组共有12个次级代谢产物合成功能基因簇。从该菌株提取物中共分离出9种抗菌组分,其中2个初步判定为已知大环内酯类抗生素macrolactin D和7-O-malonyl-macrolactin A。【结论】菌株JJYY是一株对土传病原细菌和真菌病害均有较高防效的贝莱斯芽孢杆菌,该菌基因组与已知贝莱斯芽孢杆菌不同,并产生多种已知和未知的抗菌物质,继续深入分析鉴定其抗菌物质和抗菌机制将为开发新型高效的生物农药奠定良好基础。

核糖体蛋白SA介导猪链球菌2型毒力因子烯醇化酶损伤宿主细胞线粒体

【背景】正常生理状况下核糖体蛋白SA(ribosomal protein SA,RPSA)主要在细胞内表达,参与多种细胞功能。在发生感染性疾病时,RPSA往往会异位于胞膜,介导微生物的感染。【目的】全面揭示RPSA在猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,SS2)感染宿主过程中的作用。【方法】首先利用本课题组已有的脑脊液和血清蛋白组学数据库(SS2脑膜炎感染模型的仔猪和健康仔猪),借助生物信息学手段分别筛选脑脊液和血清中的差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs),并对其涉及的信号通路进行分析。通过体外烯醇化酶(enolase,ENO)刺激宿主细胞,检测宿主细胞线粒体膜电位、钙离子含量和活性氧(reactive oxygen species,ROS)等指标变化,揭示RPSA介导SS2-ENO对宿主细胞主要能量细胞器——线粒体功能的影响。【结果】生物信息学揭示SS2感染宿主后,RPSA和相关蛋白显著富集在代谢和糖酵解/糖异生等能量有关通路。SS2-ENO刺激导致宿主细胞线粒体膜电位下降、钙离子和ROS水平升高。封闭RPSA后缓解了ENO对线粒体膜电位、细胞活性氧和细胞内钙离子含量的影响。【结论】RPSA介导SS2毒力因子ENO损伤宿主细胞线粒体功能。本研究丰富了SS2感染时RPSA的作用机制,为SS2脑膜炎疾病的防治提供了理论基础。

拮抗植物病原真菌的纤维素/木质素降解菌株的筛选及鉴定

【背景】秸秆还田在改善土壤肥力和丰富营养等方面有重要作用,但是也存在秸秆难以快速降解利用和病原真菌病害威胁的问题。【目的】为解决还田秸秆的降解和病原真菌病害问题,从长期秸秆还田地区采集样品,从中筛选出具有降解秸秆和抑菌功能的菌株。【方法】采用稀释分离法、苯胺蓝染色法和刚果红染色法等对秸秆高效降解菌株进行筛选,通过16S rRNA基因测序及构建系统发育树进行菌株鉴定。采用对峙培养法测定筛选到的秸秆降解菌株对玉米大斑病菌(Setostphaeria turcica)、梨黑斑病菌(Alternaria kikuchiana)、马铃薯早疫病菌(Alternaria solani)、链格孢属真菌(Alternaria alternata)ACCC38230和ACCC38231等5种供试植物病原真菌的抑制作用。以玉米大斑病菌(Setostphaeria turcica)为后期供试植物病原真菌,测定拮抗菌株代谢产物的抑菌能力;通过观察拮抗菌株粗提液对玉米大斑病菌分生孢子萌发和菌丝生长的影响,从而测定菌株对病原真菌的抑制作用。【结果】从秸秆还田土壤中分离筛选获得3株高效降解纤维素及木质素菌株并命名为JY122、ZY133和JY215。通过形态学观察和16S rRNA基因测序鉴定上述菌株全部为芽孢杆菌属(Bacillus)。通过系统发育树分析结果表明,JY122与蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)相似性为99.4%,ZY133与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)相似性为100%,JY215与贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)相似性为99.1%。平板对峙实验结果显示,JY122、ZY133和JY215菌株对不同种属的植物病原真菌均有较强的抑制作用,抑制率高达43.74%-67.54%。此外,上述芽孢杆菌代谢产物具有抑菌活性及很强的热稳定性,经95℃处理后依然具有良好的抑菌效果。【结论】筛选获得的JY122、JY133和JY215菌株具有高效降解纤维素/木质素能力,抑制多种植物病原真菌生长,代谢产物抑菌能力强且热稳定性高。这为玉米秸秆还田提供菌株资源,也为进一步解决秸秆还田难点提供了新方法和思路。

亮斑扁角水虻幼虫酶解制备蛋白胨工艺优化及蛋白胨性质

【背景】用于餐厨垃圾等有机废弃物处理的亮斑扁角水虻(Hermetia illucens,HI)含有丰富的氨基酸和营养物质,是一种优质、经济的蛋白来源。【目的】利用亮斑扁角水虻幼虫(Hermetia illucens larvae,HIL)制备蛋白胨用于细菌培养,为亮斑扁角水虻的应用方式提供新的思路。【方法】以亮斑扁角水虻幼虫为原料,利用单因素试验确定最佳酶解条件,对比分析HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的基本性质和功能性状,并进行细菌培养、生物化学试验,利用两种蛋白胨分别培养大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 25922模式细菌并通过生长动力学分析评价应用效果。【结果】制备HIL蛋白胨的最佳酶解工艺为按1.3%(质量分数)添加复合酶(胰酶:碱性蛋白酶质量比为1:1),在pH 7.0、54℃条件下反应4 h,此时HIL的水解度为(19.34±0.15)%。HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的功能性状和生物化学试验差异不显著(P>0.05)。大肠杆菌ATCC 25922在HIL蛋白胨培养基中生长的Xmax和λ分别为6.44和2.45,在市售胰蛋白胨生长的Xmax和λ分别为6.14和3.19,差异均不显著(P>0.05)。【结论】在培养大肠杆菌时,HIL蛋白胨可以替代胰蛋白胨作为微生物培养基的成分。

入侵植物欧洲千里光内生固氮菌和溶磷菌多样性

【背景】菊科(Asteraceae)外来入侵植物欧洲千里光(Senecio vulgaris L.)来源于欧洲,广泛分布于我国西南和东北地区,在湖北高海拔山区也有分布。在入侵过程中,内生细菌可能在其获取氮磷营养方面起到了一些关键性作用。【目的】探究欧洲千里光内生固氮菌和溶磷菌的多样性和功能,为理解其入侵机制及防治提供参考。【方法】选择来自6个不同种群的种子,萌发后转移到花盆生长6-8周,并从每个种群中各挑选9株生长情况良好的植株,对其叶片和根组织表面进行消毒处理。使用基于nifH基因(固氮功能基因)的高通量测序方法对植物的固氮微生物群落结构和多样性进行研究。通过涂布平板法和平板划线法,在固体无氮培养基(Ashby)和无机磷培养基(inorganic phosphate,NBRIP)上对植物内生菌进行分离、纯化,对纯化的固氮菌株和溶磷菌株进行16S rRNA基因测序。采用钼锑抗比色法分析纯化溶磷菌株的溶磷能力。【结果】基于nifH基因的内生菌高通量测序结果表明,欧洲千里光叶样本中固氮菌多样性显著高于根样本;固氮菌群落中丰度最高的属是慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium,30.9%-34.0%),其次是伯克氏菌属(Burkholderia,27.2%-27.4%)、Methyloversatilis(2.1%-7.1%)和固氮螺菌属(Azospirillum,2.9%-3.9%);共6个门,其中变形菌门(Proteobacteria)在所有样本内相对丰度均达90%以上。用Ashby培养基筛选得到238株纯菌,分布在4门7纲10目16科19属,其中丰度前5的优势菌属包括微杆菌属(Microbacterium,31.0%)、芽孢杆菌属(Bacillus,24.8%)、假单胞菌属(Pseudomonas,22.1%)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas,6.2%)和类芽孢杆菌属(Paenibacillus,2.8%)。用NBRIP培养基筛选共得到318株菌株,鉴定这些内生菌覆盖到3门5纲7目15科16属,其中丰度前5的优势菌属包括芽孢杆菌属(48.4%)、假单胞菌属(19.2%)、微杆菌属(15.2%)、类芽孢杆菌属(3.6%)、不动杆菌属(Acinetobacter,3.6%)。挑选了24株代表性菌株对溶磷能力进行了定性及定量检测,结果表明有17株具备显著的溶磷能力,而且细菌培养过程中培养基pH值下降。【结论】欧洲千里光内生固氮菌和内生溶磷菌具有丰富的多样性,并且溶磷菌具有一定的溶磷能力,在欧洲千里光的入侵过程中可能起着促进作用。

真菌发酵有效提升秸秆炭有机污染物吸附性能

【背景】我国农业废弃秸秆存量大,微生物发酵无法实现其彻底转化,仍造成二次污染和资源浪费的问题。秸秆发酵废弃物可经热解炭化制备吸附剂用于水体有机污染物的高效去除。【目的】探究以秸秆发酵废弃物为原料所制备秸秆炭对有机污染物的去除效率,明确发酵过程对秸秆炭吸附性能的影响及机制,为水体有机污染物的高效去除和秸秆发酵废弃物的再利用提供参考。【方法】以丝状真菌里氏木霉QM6a和棘孢木霉T-1为发酵菌株,分别对小麦和水稻秸秆进行固态发酵,发酵残渣经热解炭化后用于吸附典型有机偶氮染料亚甲基蓝(methylene blue,MB)。【结果】发酵处理可缩短吸附平衡时间,有效提高小麦秸秆炭对MB的吸附效率,但对水稻秸秆炭吸附性能无明显提升作用。棘孢木霉T-1发酵的小麦秸秆经600℃热解所得秸秆炭(BaWS600)对MB(50mg/L)的吸附效率较天然秸秆炭(BWS600)提高53.6%。准二级动力学模型可有效模拟吸附过程,BaWS 600的平衡吸附量比BWS 600和BWS 800高119.4%和299.4%。Freundlich模型可较好描述等温吸附过程,表明MB在秸秆炭表面的吸附为多分子层吸附。秸秆发酵将小麦秸秆炭比表面积提高47.4%-245.8%不等,且可增加热解炭化产物表面含氧官能团丰富度,是MB吸附效率得以有效提升的主要原因。【结论】真菌发酵过程可有效改善秸秆炭性状和污染物吸附性能,而棘孢木霉T-1因具有更优的纤维素酶分泌能力,更适合作为发酵菌株用于改良秸秆炭污染物吸附性能。

微生物学通报2021年度优秀编委

为了感谢和表彰编委们在审稿、投稿、宣传期刊、组织主题刊/专栏等方面的突出贡献,《微生物学通报》编辑部经过统计各项数据提交主编核定,评选出《微生物学通报》2021年度优秀编委(按姓名拼音排序)。

草鱼抗菌肽Hepcidin过表达对拟态弧菌生长和NF-κB通路的影响

【背景】拟态弧菌(Vibriomimicus)是一种严重危害水产养殖业的病原菌,可引起鱼类弧菌病,目前使用抗生素防治该病存在较多弊端。【目的】在细胞水平探讨过表达草鱼抗菌肽Hepcidin(CiHep)对拟态弧菌生长和NF-κB通路的影响。【方法】构建重组真核表达质粒pEGFP-N1-Cihep和pcDNA3.1(+)-Cihep。将pEGFP-N1-Cihep转染草鱼肾细胞系(Ctenopharyngodonidellakidney,CIK),通过免疫荧光法和Western blotting检测转染后不同时间融合蛋白EGFP-CiHep的表达情况。进一步检测转染pcDNA3.1(+)-Cihep后的CIK细胞培养上清液对拟态弧菌生长的影响,以及转染细胞内NF-κB通路激活关键基因和下游免疫相关基因的转录水平。【结果】融合蛋白EGFP-CiHep在CIK细胞内能够良好表达,且以转染后48 h的表达量最高;转染后的细胞培养上清液能够显著抑制拟态弧菌生长;过表达CiHep可显著改变NF-κB通路激活关键基因和下游免疫相关基因的转录水平。【结论】CiHep具有抑制拟态弧菌生长和激活NF-κB通路的作用。研究结果为鱼源Hepcidin的开发应用提供了理论依据,有望实现从激活NF-κB通路正向调控抗菌肽表达的新角度防治鱼类拟态弧菌病。

鼠伤寒沙门菌Ⅵ型分泌系统效应因子Rhs生物学特性分析

【背景】细菌的Ⅵ型分泌系统作为杀死真核捕食者或原核竞争对手的“武器”,其杀伤作用是通过释放有毒物质即效应因子来实现。尽管已发现一些效应因子,但大多数效应因子的功能仍然未知。【目的】研究rhs基因编码的效应因子Rhs对鼠伤寒沙门菌生物学特性的影响。【方法】利用Red同源重组的方法构建鼠伤寒沙门菌rhs基因缺失株及相应的基因回补株。通过试验分析比较亲本株与缺失株、回补株在生化特性、生物被膜形成、耐药性、细菌间竞争、抗血清补体杀菌能力、组织载菌量及感染小鼠后炎症因子IL-18、IL-1β释放量上的差异。【结果】效应因子Rhs不影响鼠伤寒沙门菌的生化代谢、生物被膜形成、耐药性及抗血清补体杀菌能力。细菌种间竞争试验中,基因缺失株CVCC541Δrhs1、CVCC541Δrhs2和CVCC541Δrhs1-2的竞争指数(competition index,CI)值分别为0.85、0.77和0.87,毒力均被轻度致弱。体内组织载菌量试验中,CVCC541Δrhs1、CVCC541Δrhs2和CVCC541Δrhs1-2基因缺失株在小鼠肝脏和脾脏中的细菌数均较亲本株明显下降(P<0.05);机体分泌IL-1β、IL-18的能力与鼠伤寒沙门菌效应因子Rhs具有相关性(P<0.05)。【结论】鼠伤寒沙门菌Rhs效应因子能在细菌间的竞争及细菌在宿主器官内的定殖上发挥作用,同时参与调控宿主体内炎性因子IL-1β和IL-18的分泌。

新型冠状病毒肺炎疫情常态化防控态势下我国微生物学教学改革与人才培养

两年多前突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情既给高校教学带来了全新挑战,也带来了变革的契机。随着后疫情时代的到来,有必要不断探索建立适应疫情防控要求的教学交流和研究模式,有效利用现代信息化技术和新媒体平台,整合优化教学资源,转变教学理念,切实提高教学水平与人才培养质量。《微生物学通报》以“第十八届全国微生物学教学和科研及成果产业化研讨会”为契机邀稿组织出版的这期“高等院校教学主题刊”,较全面地反映了新型冠状病毒肺炎疫情常态化防控形势下我国微生物学教学改革与人才培养的最新进展和发展态势,其中包括多位微生物学一流课程负责人的教学经验介绍。期望该主题刊的出版有助于进一步促进广大微生物学教师适应“互联网+教育”的时代发展,以积极向上的态度去面对新教学模式的改革。通过广大教师间的教改经验交流和合作,进一步促进我国微生物学教学水平与人才培养质量的全面提升。

鸡源大肠杆菌噬菌体vB_EcoM-E33的分离鉴定和基因组特征及其治疗效果评价

【背景】大肠杆菌是导致规模化养殖家禽死亡的重要病原体,噬菌体防治耐药性细菌感染具有广阔的应用前景。【目的】从鸡场环境样本中分离出噬菌体,研究其生物学活性特征及其对白羽肉鸡大肠杆菌病的治疗效果。【方法】采用双层平板法分离纯化噬菌体vB_EcoM-E33(E33);利用透射电镜观察其形态特征;克隆噬菌体E33基因组序列并分析其基因组特征;通过裂解谱、最佳感染复数、理化因子耐受性和一步生长曲线确定噬菌体E33的生物学活性;构建白羽肉鸡大肠杆菌感染模型,检测噬菌体E33的治疗效果。【结果】从鸡场粪便样本中分离到一株Straboviridae科噬菌体E33,其宿主谱为35.4%(34/96),基因组全长为170625bp,包含271个开放阅读框和2个t RNA,无毒力基因和耐药基因。以EscherichiacoliE32为宿主菌增殖,噬菌体E33的潜伏期为10 min,暴发量为60 PFU/cell;当感染复数为0.001时,噬菌体E33效价最高,达到1.93×10^(9) PFU/mL;在50℃以下和pH 3.0–11.0范围内活性稳定;对紫外线敏感。口服108 CFU/mL的致病性E.coli O78构建白羽肉鸡感染模型,肌肉注射108 PFU/mL噬菌体E33具有良好的治疗效果。【结论】噬菌体E33具有宿主谱宽、裂解性能高、理化因子耐受性强、不携带有害基因等优点,具有较好的开发价值,有望作为抗生素替代品用于鸡场致病性大肠杆菌病的防控。

伞形酮产生菌的构建

【背景】伞形酮为香豆素类化合物,具有较广泛的药用价值,也是重要的工业制品原料。传统的植物提取成本较高,应开发更有效的获取技术。【目的】利用微生物为宿主异源合成伞形酮。【方法】对不同植物来源香豆素类化合物合成基因进行整合;以酿酒酵母为宿主,通过对宿主酪氨酸代谢通路的改造构建表达宿主,进一步将表达基因转化到改造后的宿主中。【结果】获得产伞形酮的酵母菌株,产量为(67.39±4.87)μg/mL。【结论】通过整合生物合成基因可获得香豆素类天然产物表达菌株。

一株鳢源鰤诺卡氏菌致病性与全基因组分析

【背景】鰤诺卡氏菌是一种典型的条件致病菌,感染鳢、鲈等多种名优鱼类,易造成存在机体损伤或免疫机能下降的鱼持续性感染,给水产养殖业造成了巨大损失。【目的】了解临床分离鳢源鰤诺卡氏菌对乌斑杂交鳢(斑鳢♀×乌鳢♂)的致病性,并从全基因组层面了解该病原菌的基因组和致病因子信息,为鰤诺卡氏菌后续病原学及鰤诺卡氏菌病防治技术和疫苗的开发研究提供有利的数据支撑。【方法】鰤诺卡氏菌NK201610020通过回归感染试验和发病鱼靶器官组织病理分析,了解鰤诺卡氏菌的毒力和病理特征。通过对试验菌进行全基因组测序和比较基因组学分析,挖掘该菌的基因组与毒力特征。【结果】回归感染试验结果显示,除1.5×10^(3)组外,其余5个感染组致死率高达90%,LD_(50)为1.079×10^(3)CFU/mL,说明试验菌毒力较强。组织病理学观察到肝、脾、肾呈现严重的病理损伤,而且有肉芽肿结构形成。试验菌全基因组测序发现,全基因组大小为8294329bp,GC含量为68.10%,共预测到编码基因7812个。比较基因组学分析发现,不同地区不同宿主来源鰤诺卡氏菌在基因组基础特征层面无明显差异,而且一致性在99.9%以上。通过毒力基因数据库比对,预测试验菌全基因组中有171个编码序列可能为毒力基因,其功能主要与细胞壁合成、营养代谢、细菌持续感染相关。【结论】鰤诺卡氏菌毒力强,基因组序列保守,携带多种毒力因子,研究结果为进一步研究鰤诺卡氏菌的致病机制提供了有利的数据支撑。

一株产丁酸羊源拜氏梭菌的筛选及其培养条件优化

【背景】人类和动物消化道内栖息着极其复杂和多样化的微生物群落,这些微生物群落分布在肠道的不同位置并执行着特定的功能。近年来,产丁酸菌逐渐成为微生物领域的研究热点,产丁酸菌主要为产芽孢革兰氏阳性厌氧菌,对肠道健康有重要意义。【目的】从反刍动物瘤胃中筛选出产丁酸菌株并研究其生长特性,进一步优化其培养条件,从而提高产丁酸菌的丁酸产量。【方法】以绵羊瘤胃内容物为样品,运用稀释涂布法进行产丁酸菌的筛选,通过形态学观察和16S rRNA基因序列分析等方法对菌株进行鉴定。通过单因素试验与Box-Behnken design试验相结合,对培养条件进行优化,确定筛选菌株在梭菌增殖培养基(reinforced clostridium medium,RCM)中的最佳产酸培养条件。【结果】经过筛选鉴定得到的菌株为梭菌属的拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii,CB),命名为拜氏梭菌R8(CB.R8)。对拜氏梭菌R8的培养条件进行优化,得出该菌株在接种量为1.22%、温度为38.45°C、pH 6.08和培养时间为64.67 h的条件下丁酸产量为2.48 g/L。【结论】筛选到1株拜氏梭菌R8,该菌能够在RCM培养基中生长并代谢产生丁酸,具备较高的应用价值。

高效解硅菌的分离鉴定及其促生能力

【背景】硅具有提高作物抗逆性、提高产量及改善品质的能力而被广泛报道,但传统施肥对硅肥的忽略使耕地土壤有效硅含量不断降低,因此建立高效提高土壤有效硅的方式尤为重要。【目的】土壤中有效硅的含量影响作物对硅的吸收利用,通过施用具有解硅能力的土壤微生物实现土壤有效硅的持续活化,不仅对作物产量和品质有重要意义,同时也可减少化肥的施用。【方法】利用选择培养基进行土壤解硅菌的富集、分离纯化,并测定其解硅能力、耐盐碱性、耐低氧性、解磷、解钾、解纤维素能力;利用孔雀绿染色及沙黄溶液复染法测定高效解硅菌芽孢形成率,最后通过盆栽试验探究高效解硅菌株对玉米的促生作用。【结果】筛选获得2株高效解硅菌,分别为菌株MB22及MB35-5,16S rRNA基因序列测定鉴定为Priestia aryabhattai。培养液有效硅浓度分别为空白处理的1.5倍和1.7倍,为对照菌株胶质类芽孢杆菌Paenibacillus mucilaginosus 3016处理的1.1倍和1.2倍。2株高效解硅菌表现出较好的耐盐碱性,MB35-5功能最强,在pH 10.0、10%NaCl、10%KNO_(3)条件下培养液有效硅浓度为0.28−0.37 mmol/L。MB22和MB35-5产芽孢率分别为68%和55%,分别为对照菌株3016的1.69倍和1.37倍。MB35-5对磷、钾和纤维素都有一定的活化利用能力。盆栽试验表明,2株菌均显著提升了玉米株高及根系干重,其中MB35-5促生效果最好,平均株高是空白处理的1.39倍,是对照菌株3016处理的1.14倍,根系干重为空白处理的1.37倍,是对照菌株3016处理的1.24倍。【结论】筛选得到2株高效解硅菌MB22和MB35-5,其中高芽孢率的MB35-5还具有解磷、解钾、降解纤维素和促生功能,同时具备耐盐碱、耐低氧等抗逆性,表明该菌株具有进一步试验和研发的潜势。