紫菜外生细菌抑菌活性及其多聚酮合酶（PKS I） 基因筛选

摘要：【目的】：基于紫菜外生细菌抑菌活性的研究,本文对具有广谱抑菌活性的菌株进行了多聚酮合酶(Polyketide synthase I, PKS I)基因的筛选,以期获得PKS I 阳性菌株及探讨紫菜藻际微生物区系细菌的拮抗机制与PKS I 途径的关系。【方法】：利用琼脂柱法筛选出具广谱抑菌活性的菌株31株,以其基因组DNA 为模板,设计引物扩增酮基合成酶(Ketosynthase, KS) 片段基因并将其克隆到 pMD19-T Vector,筛选出PKS I 阳性菌,进行16S rDNA 测序分析。【结果】：紫菜外生细菌表现出广谱抑菌性。从温州病烂紫菜外生菌中筛选出3株具强抑菌活性的PKS I 阳性菌,BLAST 比对结果显示：菌株WPhG3、WPySw1和WPySw2 扩增得到PKS I 的KS 结构域核苷酸序列所对应的氨基酸序列与Bacillus subtilis subsp. subtilis str. 168（NP_389602）、Bacillus subtilis (ABR19776)和Aspergillus carbonarius (AAZ99721) 的PKS I 的KS 结构域的同源性分别达到98%、99%和98%;16S rDNA 系统发生学分析显示它们均与Bacillus 的同源性最高。【结论】：紫菜藻际微生物群落组成复杂,通过多条途径调节藻际微生物区系的平衡。PKS I 途径可能是温州病烂紫菜外生菌Bacillus 表现抑菌活性的一种方式。     

海带藻际微生物抗菌活性及其多样性的初步研究

从浙江台州海域健康海带、病烂海带(Laminaria japonica)及其周围海水中分离纯化海带藻际微生物, 利用双层琼脂扩散法对获得的菌株进行抗菌活性筛选, 比较活性菌株与来源的相关性, 并对具有抗菌活性的菌株进行16S rRNA系统发生学分析。结果显示, 在分离的143株海带藻际微生物中, 有42株细菌具有抗菌活性, 其中来源于健康海带和海水的活性菌株比例(35%和29%)大于来源于病烂海带的细菌(23%)。对其中16株具有广谱抗菌活性的菌株进行的16S rRNA系统发生学分析显示, 分别属于Pseudoalteromonas、Rahnella、Donghaeana、Bacillus和Exiguobacterium 5个属。为从藻际微环境的微生物多样性入手了解海带病烂机制以及寻找新的抗菌药物提供研究材料。       

抗菌和细胞毒活性海洋细菌的筛选及其次生代谢基因证据

从不同海域的海水、海泥和海洋生物中分离海洋细菌,利用琼脂扩散法和MTT法对细菌培养液的乙酸乙酯提取物进行了抗菌和细胞毒活性筛选,并对具有细胞毒活性的细菌菌株进行了16SrRNA系统发生学分析和多聚酮合酶(PKSⅠ型)、非核糖体肽合成酶(NRPS)的筛选。结果显示,在分离到的346株海洋细菌中,42株细菌具有抗菌活性,12株具有细胞毒活性。对12株具有细胞毒活性的细菌菌株进行了16SrRNA系统发生学分析,它们分别属于Agrobacterium,Pseudoalteromons,Bacillus,Paracoccus,Rheinheimera,Aerococcus,Exiguobacterium和Alteromonas8个属。对这12株具有细胞毒活性的细菌菌株进行进一步的PKS和NRPS筛选,得到了4株含有PKSⅠ型的KS结构域或NPRS的A结构域的海洋细菌,为从聚酮和非核糖体肽等生物合成途径去深入研究其次生代谢产物提供了基因学的证据。     

坛紫菜养殖周期中的藻际微生物多样性

摘要:【目的】坛紫菜是我国江浙海区栽培地主要经济藻类。观察紫菜养殖过程中藻际微生物的群落特点及变化,研究藻际环境中的微生物因素在紫菜栽培中的作用,为保证紫菜健康生长及病害防治提供理论与实验基础。【方法】采用传统纯培方法和PCR-DGGE 技术分离归类坛紫菜养殖周期中的藻际微生物,并利用16SrDNA (细菌)和18S rDNA(真菌)序列测定及在线BLAST比对鉴定到属,比较分析不同生长阶段、不同养殖海区及养殖过程的坛紫菜藻际微生物的多样性特点。【结果】在坛紫菜养殖过程中总共分离到467株细 菌,共41个属。分类结果显示藻际细菌归属于变形菌门(Alphaproteobacteria和Gammaproteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),优势菌群为α-变形菌纲和γ-变形菌纲。分离到55株真菌,共15个属。分类结果显示绝大多数真菌归属于子囊菌门(Ascomycota),仅1株归属于担子菌门(Basidiomycota)伞菌纲(Agaricomycetes)。细菌多样性大于真菌。坛紫菜藻际细菌有19个特异菌属,对照海水细菌有13个特异菌属;从丝状体中分离到大部分真菌和放线菌,坛紫菜养殖丝状体和不同叶状体养殖阶段的藻际微生物类别差异明显。在分离的坛紫菜藻际微生物中发现了与引起细菌性红烂病的海科贝特菌(Cobetia marina)、引起白斑病的紫菜茎点菌(Phoma porphyrae)高度相似的菌株,以及与典型的腐霉如镰孢霉菌(Fusarium sp.)和曲霉(Aspergillus sp.)高度相似的菌株。【结论】坛紫菜养殖过程中藻际微生物的多样性受到紫菜生长形态、养殖时间及养殖环境等因素的影响。在藻际微生物中发现与紫菜致病菌高度相似的微生物,作为潜在致病微生物应得到重视。     

动物乳杆菌的分离鉴定及其抑菌蛋白的特性分析

通过滤纸片法从健康肉猪猪大肠、小肠中分离得到212株抗生物质产生菌, 以杯碟法复筛, 得到1株对溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)等革兰氏阳性菌和大肠杆菌(Escherichia coli)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)等革兰氏阴性菌以及部分真菌如禾谷镰刀霉(Fusarium graminearum)均有强烈抑制作用的乳酸菌。经形态学、生理生化特征及16S rDNA序列同源性分析等手段鉴定该菌株为动物乳杆菌(Lactobacillus animalis)。排除酸和过氧化氢的干扰后, 该菌株的发酵上清液对指示菌仍有明显抑菌活性; 用蛋白酶处理该菌株的发酵上清液后, 抑菌活性丧失; 发酵液粗提物具有较好的热稳定性(经121°C处理20 min仍有较强抑菌活性)以及较宽的抑菌活性pH值范围(3.5~5.5), 因此初步认为该菌株产生一类具有广谱抑菌活性的类细菌素物质。     

四种红树植物根际土壤微生物Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因的检测与多样性分析

[目的]探究红树林土壤中聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)基因的多样性和新颖性.[方法]用Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因酮基合成酶(Ketosynthase,KS)域的简并引物对海南清澜港红树林海莲、黄槿、银叶、老鼠簕4种红树根际土壤样品中DNA进行PCR扩增,之后利用PCR-限制性酶切片段多样性(PCR-RFLP)和测序分析法对Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因的多样性进行探讨.[结果]对得到的72条Ⅰ型PKS基因的酮基合成酶(Ketosynthase,KS)域DNA序列进行PCR-RFLP分析,共得到51个可操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTUs),其中37个OTUs为单克隆产生,没有明显的优势OTU.选取了26个代表不同OTU的克隆进行测序分析,这些序列与GenBank中已知序列的最大相似率均未超过85％. KS域氨基酸序列的系统发育分析显示,所得KS域来源广泛,包括蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和一些未可培养细菌;对55条PKSⅡ基因KS域DNA序列的PCR-RFLP分析后共得到25个OTUs,有两个明显的优势OTUs,代表的克隆子数所占比例超过10％.[结论]PCR-RFLP分析表明红树林根际土壤中存在着丰富多样的Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因,且前者多样性更高;低的序列相似度表明所获得的PKSⅠ基因KS域序列独特;系统发育分析表明得到的PKSⅠ基因来源广泛.     

四株抗荔枝病原菌的芽孢杆菌的分离鉴定

荔枝果树根际土壤中筛选出4株芽孢杆菌OR-1、OR-2、OR-3、ON-6,都显示出抗荔枝病原菌的活性。采取对该菌株形态特征、培养特征、生理生化特征和遗传特性进行研究的方法,结果表明菌株与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的特征一致;将4菌株的16S rDNA序列在GenBank中进行序列比对,结果亦显示其与Bacillus subtilis的16S rDNA的序列片段的相似性均达99%以上;以相似性为基础构建系统进化树,分析表明菌株与Bacillus subtilis同源关系最近。最终得出结论为菌株OR-1、OR-2、OR-3、ON-6为枯草芽孢杆菌。     

武陵山放线菌多样性

[目的]为了探究武陵山放线菌多样性,以便从新放线菌菌株中发现新的潜在药物先导化合物.[方法]从武陵山采集280份土样,采用纯培养的方法,用4种培养基分离到1134株放线菌.选择其中30株代表菌进行了初步分类鉴定;以3株细菌和7株农作物致病真菌作为指示菌,检测其抑菌活性;利用特异性引物扩增的方法,检测是否具有聚酮合酶(PKS Ⅰ、PKSⅡ)基因、非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因和多烯类化合物合成酶(CYP)基因.[结果]分离到的武陵山放线菌中,链霉菌占70%以上,还有小单孢菌等8个科13个属,其中有5个菌株是潜在的新种.选取的30株实验菌对细菌、真菌有不同程度的抗菌活性;其中含有4类化合物合成基因的菌株占23%～60%.[结论]武陵山原始森林土壤中,放线菌多样性很丰富,且存在很多未开发的稀有类群.有抑菌活性的菌株,可用于进一步的药物开发利用.     

细菌群体感应抑制活性微生物Zou 03的筛选与鉴定

从近海区生态环境中分离纯化98株海洋菌株,以根癌农杆菌WCF47为敏感检测菌株,筛选出1株具细菌群体感应抑制活性的菌株Zou03,对其进行形态、生理生化特征鉴定和16S rDNA分子鉴定。结果显示,Zou03具枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)的典型特征,其16S rDNA序列通过对比分析,与GenBank中枯草芽胞杆菌16SrDNA的部分序列同源性为100%。综合形态、生化特征及16S rDNA序列对比分分析,鉴定菌株Zou03为枯草芽胞杆菌。表明近海区生态环境中存在具有抑制细菌群体感应活性的微生物,有利于海洋微生物资源开发,为以致病菌群体感应系统为靶点的新型疗法提供新技术。     

放线菌模块型聚酮合酶的系统发育组学分析及其在聚酮类化合物筛选中的应用

【目的】通过分析模块型聚酮合酶(polyketide synthase,PKS)的系统进化关系,阐明酮基合成酶(ketosynthase,KS)和酰基转移酶(acyltransferase,AT)序列与聚酮产物之间的关系,为放线菌天然产物的筛选提供指导。【方法】从PKSDB数据库的20个模块型PKS基因簇中调取所有KS(190个)和AT(195个)氨基酸序列,利用MEGA 4.0软件分别构建KS、AT、KS+AT 3种序列模式的系统发育树,并计算KS序列的簇内和簇间平均进化距离。设计了一对KS结构域的引物,通过PCR方法对20株活性放线菌分离菌株进行了筛选,测定了阳性菌株的KS序列,和已知的相关KS序列构建系统发育树,并对阳性菌株进行了发酵培养和代谢产物分析。【结果】放线菌来源的同一PKS的KS序列倾向于聚成一个进化枝,且按照其产物结构聚类;同一PKS的KS簇内平均进化距离小于0.300,不同PKS的KS簇间平均进化距离一般大于0.300。AT系统发育树按照其底物特异性聚成两个大的分枝;同一PKS的部分AT分别处于两个分枝,其余AT散在分布。KS+AT系统发育树则综合了KS树和AT树的拓扑结构特点。获得13株KS阳性分离菌株,它们的多数KS序列按照菌株分别聚类,其中4株菌的大部分KS各自聚成独特的簇,5株菌的大部分KS分别处在已知PKS进化枝内。从3株阳性菌中分离到预期的聚酮类产物。【结论】放线菌中KS的进化方式以垂直进化为主,而AT则以水平进化为主;KS序列与产物结构相关,且KS簇间平均进化距离可作为不同PKS的判定标准;相对于AT和KS+AT,KS系统发育组学分析更适用于指导放线菌聚酮类产物的筛选。     

1株生防细菌的筛选、鉴定及其抑菌特性的初步研究

从鲜牛奶中筛选1株对番茄灰霉病菌具有拮抗作用的菌株A9,经16S rDNA序列分析,鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。抑菌特性研究表明,该菌株代谢产物会造成番茄灰霉病菌菌丝畸形,同时抑制其孢子生长,使孢子细胞壁破裂;代谢粗提物经过DEAE-52离子交换层析及Sephadex-G50凝胶柱层析后,电泳检测到具有抑菌活性且分子量约为17ku的单一条带,经验证该抑菌物具有蛋白酶活性。     

猪源产细菌素芽孢杆菌的筛选及抑菌特性

【背景】抗生素作为生长促进剂在畜牧业中的滥用,出现了严重的耐药基因富集和扩散问题,发掘新兴的生长促进剂作为饲料添加剂市场潜力巨大,目前益生菌制剂的开发最具潜力。【目的】通过对散养健康育肥猪粪便中芽孢杆菌的分离筛选,获得对典型肠道病原菌具有显著抑菌活性的芽孢杆菌,确定其产生的细菌素特性,以此对芽孢杆菌作为猪养殖业生长促进剂的潜力进行评价。【方法】采用梯度稀释涂平板法分离可培养细菌,利用牛津杯法检测菌株的抑菌活性。通过微生物形态及16S r RNA基因序列分析,确认6株产细菌素菌株的分类地位,并对其抗生素耐药性、细菌素稳定性及生理生化特征进行比较分析。【结果】从116株纯培养物中筛选得到6株对指示病原细菌具有显著抑菌效应的产细菌素芽孢杆菌,其中2株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),3株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),1株为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。菌株B.licheniformis DY7和B.subtilis FX4对致泻、产肠毒素、出血性Escherichia coli均有显著的抑制效果,对头孢噻肟和红霉素高度敏感,其细菌素在p H 3.0-9.0、50-100°C水浴处理后仍具有明显的抑菌活性。【结论】猪源产细菌素芽孢杆菌DY7和FX4具有高效的病原细菌抑菌能力,所产细菌素稳定性较好,具有作为动物生长促进剂的应用潜力。     

枯草芽胞杆菌fmbj SrfAC-A结构域的活性测定

[目的]在体外研究surfactin合成酶的A结构域,为获得新的surfactin类似物奠定基础.[方法]本文从枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)fmbj中克隆出surfactin合成酶第7个模块的A结构域基因(SrfAC-A),与表达质粒pET-23a相连后在大肠杆菌表达系统中表达,用Ni-NTA亲和柱对重组蛋白SrfAC-A进行分离纯化后测定其活性.[结果]克隆所得的A结构域对Ile有选择活性,而对其他氨基酸基本无活性.[结论]Surfactin合成酶中的A结构域能在体外独立行使其选择底物氨基酸的功能.     

1株产细菌素乳酸菌的筛选和鉴定

目的 从植物性材料中筛选产细菌素的乳酸菌。方法 琼脂扩散法。结果 所筛选的产细菌素R260菌株经鉴定为植物乳杆菌。排除有机酸、过氧化氢等干扰因素后,发酵液仍有很强的抑菌作用;用胰蛋白酶和胃蛋白酶处理后,发酵液抑菌活性急剧下降,因而确定产生的抑菌物质具有蛋白质性质,是一种细菌素。抑菌谱试验测定表明,此菌株的发酵液不仅抑制革兰阳性菌,而且对部分革兰阴性菌也有抑制作用,因此产生的是一类广谱细菌素。结论筛选到了1株产广谱细菌素的乳酸菌。     

产Macrolactins的海洋细菌X-2中Ⅰ型PKS基因簇的筛选鉴定与功能分析

Macrolactins是近年来从Actinomadura sp.和Bacillus sp.等海洋来源的微生物中分离的一群24元大环内酯类化合物,具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤等生物学活性.本室从东海海泥中分离到一株海洋细菌X-2,可产生多种Macrolactins.本研究自行设计了一套针对I型聚酮合酶(polyketidesynthase,PKS)基因中酮缩合酶(ketosynthase,KS)片段的简并引物,使用PCR方法直接克隆到了X-2基因组中的一段长约645 bp的Ⅰ型KS基因片段,提交GenBank获登录号EF486351,并以之为探针筛选X-2的fosmid基因组文库,得到了3个阳性克隆,测序获得的序列经同源性分析和功能预测,初步证实获得了该菌中负责生物合成Macrolactin的部分Ⅰ型PKS基因簇的功能序列.     

一株产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶的氢氧化细菌的分离鉴定及酶活力测定

[目的]以结瘤豆科植物紫花苜蓿根际土壤为研究材料,筛选具有ACC脱氨酶活力的氢氧化细菌,探索氢氧化细菌植物促生作用机制.[方法]利用持续通H2 的气体循环培养体系、矿质盐固体培养基,分离、培养氢氧化细菌,观察菌株形态并测定生理生化特征;16S rDNA序列分析法构建系统发育树;采用薄层层析法筛选ACC脱氨酶阳性菌株,茚三酮显色法测定ACC脱氨酶活力.[结果]分离的37株细菌中有8株菌氧化氢和自养生长能力较强,初步确定为氢氧化细菌,从中筛选出1株ACC脱氨酶阳性菌株WMQ-7.菌株WMQ-7的形态特征、生理生化特征与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的特征基本一致;16s rDNA序列(GenBank登录号为EU807744)在系统发育树中与恶臭假单胞菌同属一个类群,序列同源性99%.鉴定菌株WMQ-7为恶臭假单胞菌,其ACE脱氨酶活力为0.671 U/μg[结论]采用气体循环培养体系分离氢氧化细菌,克服了传统配气法的局限.ACC脱氨酶阳性菌株的筛选,为深入研究氢氧化细菌作为植物根际促生菌的菌株特性和促生机制提供理论依据.     

福矛高温大曲中芽孢杆菌16S rDNA-RFLP及系统发育分析

目的:从福建建瓯黄华山酿酒有限公司高温大曲中分离出89株芽孢杆菌,通过初步筛选鉴定并进行微生物多样性研究.方法:对其16S rDNA进行PCR - RFLP分析和系统发育研究.结果:初步筛选得到的18株芽孢杆菌被HhaⅠ和MspⅠ酶切聚类分为四大组.通过系统发育分析样品中有6株Bacillus subtilis,4株Bacillus cereus,2株Bacillus sonorensis,2株Bacillus licheniformis,以及Bacillus pumilus、Bacillus oleronius、Bacillus coagulans和Bacillus thuringiensis各1株.结论:研究显示该高温大曲中可培养芽孢杆菌具有微生物多样性.     

药用植物内生芽孢杆菌的多样性和系统发育研究

[目的]了解药用植物内生芽孢杆菌的生物多样性.[方法]采用数值分类、16S rDNA PCR RFLP、BOX-PCR指纹图谱和16S rDNA序列分析技术对分离于几种药用植物的内生芽孢杆菌和已知参比菌株进行表型、遗传多样性及系统发育研究.[结果]供试菌株在数值分类聚类分析中在84%的相似水平上产生13个表观群.16S rDNAPCR-RFLP分析表明供试菌株表现出丰富的遗传多样性.BOX-PCR指纹图谱分析进一步证明药用植物的内生芽孢杆菌的基因组也具有多样性,聚群的结果与数值分类有较好一致性.用软件在Genbank中进行所得序列的同源性检索,并构建系统发育树.由16S rDNA序列分析可知,供试的代表菌株SCAU11与球形芽孢杆菌(Bacillus sphaericus)亲缘关系最近,SCAU78和SCAU25为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的两个亚种,代表菌株SCAU39与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的亲缘关系最近.[结论]研究结果表明药用植物内生芽孢杆菌具有明显的表型和遗传多样性.     

具细菌群体感应抑制活性海洋细菌的筛选鉴定

目的:从海洋环境中筛选对细菌群体感应有抑制作用的活性菌株,为以致病菌群体感应系统为靶点的新型疗法提供新的药用资源。方法:从海水中分离纯化细菌菌株,采用根癌农杆菌平板筛选模型筛选细菌群体感应抑制活性细菌,对筛选出的海洋细菌进行生理生化和16S rDNA序列测定,根据《伯杰氏手册》进行菌种分类鉴定。结果:从217株海洋细菌中筛选出1株能显著抑制细菌群体感应效应的海洋细菌Y2,该海洋细菌具有蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)的典型特征,其16S rDNA序列与GenBank中蜡样芽孢杆菌16S rDNA的部分序列有100%的同源性。结论:海洋环境中也存在具有抑制细菌群体感应活性的微生物。     

新疆块根芍药(Paeonia anomala)内生细菌XJU-PA-1的鉴定及特性分析

目的:从新疆块根芍药(Paeonia anomala)内生菌中筛选出1株对植物病原菌有抑菌活性的内生菌并对其进行鉴定及特性分析.方法:采用琼脂扩散法进行抑菌实验,基于形态特征,生理生化特性,16S rDNA序列分析并G+C mol%含量对XJU-PA-1进行鉴定.结果:XJU-PA-1对玉米小班病菌和苹果半点落叶病菌有抑菌活性,抑菌圈直径都超过20mm.XJU-PA-1与DQ010109 Bacillus subtilis的16S rDNA序列的同源性达到100%,G+Cmol%含量为54.5%.结论:XJU-PA-1对两种致病菌有较强的抑菌能力,被鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) ,在GenBank数据库的注册号为EU741698.