昆虫体外共生菌研究进展

昆虫体外共生菌是指能在体外与宿主发生互利共生关系的微生物。体外共生菌虽然不如肠道微生物那样普遍存在于昆虫中,但也在宿主生长发育过程中扮演着重要的角色。昆虫体外共生菌一般寄生于昆虫体表或体内特异器官(如储菌器),在特定时期转移到植物组织中。体外共生菌产生的挥发物能作为宿主定位寄主植物的信号物质,能为宿主提供生长发育所需的营养物质,还参与了宿主体外免疫。对昆虫体外共生菌的研究,不仅能进一步揭示昆虫与微生物之间的互作关系,丰富昆虫共生菌的研究,还能从共生菌的角度探索害虫引诱剂和昆虫免疫豁免机制。本文对昆虫体外共生菌寄生方式、传播途径、对宿主的影响等研究成果进行了综述,旨在为害虫综合防控提供新思路。     

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。     

共生微生物组对宿主免疫稳态的调控作用

宿主皮肤、口腔以及胃肠道的大量共生微生物组与宿主免疫系统互相作用,对于维持宿主的能量代谢、免疫稳态和多种疾病的发生和发展都有重要影响。定植于宿主体表的共生微生物组既可以帮助消化食物、合成维生素,又可以引起过敏反应和炎症感染。因此,通过研究共生微生物组和宿主免疫系统之间的对话交流,可以明晰宿主免疫系统维持共生微生物组的生态平衡的作用机理,进一步明确共生微生物组调节宿主免疫稳态的分子机制,对于探索共生微生物引起的多种免疫相关性疾病的病理基础和治疗方式具有重要意义。     

昆虫肠道防御及微生物稳态维持机制

在长期的进化过程中,昆虫形成了独特的肠道防御系统,主要由物理屏障和免疫系统共同作用来抵御外来微生物的入侵。如大部分后生动物一样,昆虫肠道上皮细胞无时无刻不与微生物接触,其种类从有益的共生菌、随食物进入的微生物到影响宿主生命的病原菌。在这样一种复杂的环境中,为了实现防御肠道病原微生物的同时又能维持共生微生物稳定的目的,宿主肠道上皮细胞必须在免疫应激和免疫耐受之间保持一种稳态平衡。Duox-ROS免疫系统和免疫缺陷(immune deficiency,Imd)信号通路作为肠道免疫反应的基本途径,必然参与调节此过程。本文从昆虫肠道防御组成、肠道免疫信号通路作用分子机制以及肠道免疫系统在肠道微生物群落稳态维持中的作用的最新研究进展进行综述。     

水稻种子内生细菌研究进展

水稻的根、茎、叶、种子等器官存在大量对植株生长和产量、品质、抗性等有重要作用的共生和伴生微生物,其中内生菌是种子共生和伴生微生物中的一个代表类群.水稻种子中普遍存在种类丰富且结构复杂的内生菌群落,会直接或间接地影响种子的萌发、生长和群体的产量特性.从水稻种子内生细菌的多样性、水稻种子与其内生细菌分布的相关性、水稻种子内...     

按蚊肠道微生物及其在阻断疟疾传播上的应用

按蚊体内,尤其是中肠内定殖着大量的微生物群落。肠道菌群通过与按蚊的长期协同进化形成了相互依存的共生关系。肠道共生菌参与调节按蚊的多种生命活动,对于维持按蚊的健康发挥着重要作用,已经成为一个与宿主按蚊密不可分的重要"器官"。研究表明,肠道共生菌在按蚊物质代谢、营养、发育、生殖、免疫调控和免疫防御等生理过程中发挥着重要的调节作用。蚊虫是疟疾、登革、寨卡等多种疾病的传播媒介,而肠道共生菌对寄生虫和病毒在蚊虫肠道内的发育和感染具有重要影响,因此研究蚊虫与共生菌的相互作用有着重要的理论和实践意义。本文将对按蚊肠道共生菌的多样性、生物学功能、与宿主相互作用的机制及其在防治疟疾上的应用进展进行综述,并对未来的研究提出展望。     

果蝇免疫调节器对耐受性的调控

真核生物能够耐受与其共生的细菌,很重要的原因是其免疫应答激活阈值的精密调控。真核生物通过抑制免疫活性与肠道微生物共存,同时还能对外来致病菌的入侵保持快速、平衡的免疫反应。缺失免疫耐受会破坏宿主与微生物之间的和谐关系而导致炎症。至于真核生物的免疫系统是如何区别对待共生微生物与外来入侵者,目前人们还知之甚少。     

牙周微生态研究进展

１　牙周细菌克隆的多型性与感染模式７０年代以后,随着对厌氧微生物分离、培养和鉴定技术的发展,从口腔内发现了三百多种不同种类的细菌,目前认为最可疑的牙周致病菌有：放线共生放线杆菌、牙龈卟啉菌、中间普氏菌、具核梭杆菌、福氏类杆菌、直形弯曲菌、优杆菌、溶齿艾肯氏菌、微小消化链球菌、月形单胞菌和密螺旋体,其中放线共生放线杆菌作为局限性青少年牙周炎的主要致病菌,牙龈卟啉菌作为成人牙周炎的主要致病菌是被研究得最广泛,证据也是最充足的。在感染微生物学领域,一个非常普遍的现象是致病菌往往存在多种克隆型,有些是毒…     

Toll样受体介导的肠道免疫研究进展

黏膜免疫系统的第一道防线——肠黏膜上皮,不但能区分和识别致病菌和共生菌,而且能启动适当的免疫应答。在机体正常情况下,肠黏膜上皮细胞（IEC）对肠道共生菌持耐受状态,维持肠道内环境的稳定。IEC能识别致病菌的危险信号,激活派伊尔结节,启动免疫应答。有关实验已证实肠黏膜上皮针对肠腔细菌呈“耐受”或“非耐受”状态,主要依赖于Toll样受体（TLRS）介导的信号转导通路。     

果蝇肠道共生菌对宿主作用的研究进展

肠道共生菌是动物体内的重要组成部分,在宿主的生长发育和健康等方面发挥着重要作用,近年来已成为国内外的研究热点。果蝇作为研究肠道微生物菌群功能的优秀模型,在肠道共生菌与宿主关系研究方面已取得许多重要进展。在本文中,我们首先对果蝇肠道微生物的组成和特征作了总结,然后对果蝇肠道共生菌在其生长发育、营养与代谢、行为反应、寿命以及免疫与疾病方面的作用进行了综述,以期为研究人类肠道共生菌功能和肠道健康提供一定理论依据和新的思路。     

昆虫共生微生物及其功能研究进展

昆虫体内共生微生物能够占到昆虫生物量的1%~10%,主要包括细菌、真菌、古菌和病毒。昆虫与共生微生物共进化形成共生体,共生微生物在昆虫生物学性状、多样性形成、生态适应性与抗逆性等多方面发挥着重要的作用。昆虫中的农作物害虫严重影响农业生产。本文对2000年以来农业害虫共生微生物的多样性、研究方法和功能机制、共生微生物之间的互作以及在害虫防控中的应用等方面的研究进展进行综述和展望。随着分子微生态学、宏基因组测序等先进研究方法的不断开发应用,对农业昆虫害虫共生微生物研究的广度和深度都有了突破。发现共生微生物主要通过以下方式影响宿主昆虫：(1)合成营养物质或产生消化酶促进宿主生长发育、拓展宿主生态位;(2)产生保护性代谢物直接保护宿主抵御胁迫,或通过调控寄主植物的防御反应间接地保护宿主;(3)产生活性物质调控宿主的生殖、交配、聚集和运动等行为。昆虫共生微生物的种类和数量在一定时空范围内维持动态变化并对宿主表型产生重要影响,是宿主、环境、共生微生物互作因素之间收益权衡的结果。因此建议进一步开展以下研究：影响共生体形成和维持的分子机制;在更多时空维度上研究共生微生物、宿主、寄主、天敌和环境之间的复杂相互作用;通过定向调控共生体设计绿色高效的害虫防治策略。     

虎斑颈槽蛇肠道微生物组成和分布特征

蛇类是一种研究能量平衡的模型动物,而肠道微生物则帮助宿主获取能量和营养。大多数肠道微生物的研究集中在圈养动物上,而对于野生蛇类的研究很少。本研究从3只野生虎斑颈槽蛇（Rhabdophis tigrinus）的大肠、小肠和泄殖腔内容物提取微生物总DNA,进行16S rRNA基因V4区域扩增子测序,分析虎斑颈槽蛇肠道核心微生物组成和分布特征。结果表明,阿尔法指数在不同肠道区域的多样性不存在显著性差异。大肠、小肠和泄殖腔3个肠道部位共享534个操作分类单元（OTUs）,大肠包含最多特有OTUs（388个）。门水平,梭杆菌门（Fusobacteria）在小肠（52.87% ± 14.49%）、大肠（41.12% ± 22.60%）和泄殖腔（65.70% ± 10.44%）均为优势菌。属水平,鲸杆菌属（Cetobacterium）在小肠（46.36% ± 13.86%）、大肠（21.95% ± 9.82%）和泄殖腔（58.18% ± 14.29%）为优势菌,柠檬酸杆菌属（Citrobacter）在小肠和泄殖腔中有显著性差异。此外,在其肠道检测到很多潜在的致病菌,例如,柠檬酸杆菌属、明串珠菌属（Trichococcus）和丹毒丝菌属（Erysipelothrix）,了解了潜在致病菌在虎斑颈槽蛇肠道中的分布情况。在聚类分析中发现泄殖腔的数据重复性较好,将本研究泄殖腔数据与前人研究过的食鱼蝮（Agkistrodon piscivorus）泄殖腔高通量测序数据进行联合分析,为更广泛开展不同蛇类肠道微生物组成的差异性分析提供理论借鉴依据。     

肠道微生物群对肺部免疫微环境稳态影响的研究进展

肠道微生物群是与宿主共生的最大的微生态系统的重要组成部分,它们通过调节宿主的内分泌、代谢、神经和免疫微环境影响人体的多种基本功能。近年来,肠道微生物群对机体局部和远端免疫器官的影响引起了科学家们的广泛关注。肠道微生物和肺之间的相互作用被称为“肠-肺轴”,对肺部免疫微环境稳态的维持至关重要。研究表明,肠道微生物群失调与哮喘、肺炎和囊性纤维化等多种肺部疾病密切相关。本文将对肠道微生物群对肺部免疫微环境稳态的影响及在多种肺部疾病中的作用进行阐述,为临床通过调整肠道微生物群来治疗肺部疾病和维持肺部免疫微环境稳态提供理论依据。     

一氧化氮对豆科植物结瘤及固氮的影响机制

豆科植物-根瘤菌共生过程受双方基因复杂且精细的调控, 能够产生特异的根瘤结构并可将大气中的惰性氮气(N₂)转化为可被植物直接利用的氨态氮。结瘤与固氮受多种因素影响, 其中, 一氧化氮(NO)作为一种自由基反应性气体信号分子, 可参与调节植物的许多生长发育过程, 如植物的呼吸、光形态建成、种子萌发、组织和器官发育、衰老以及响应各种生物及非生物胁迫。在豆科植物中, NO不仅影响寄主与菌共生关系的建立, 还参与调控根瘤菌对氮气的固定并提高植株氮素营养利用效率。该文主要从豆科植物及共生菌内NO的产生、降解及其对结瘤、共生固氮的影响和对环境胁迫的响应, 阐述了NO调控豆科植物共生体系中根瘤形成和共生固氮过程的作用机制, 展望了NO信号分子在豆科植物共生固氮体系中的研究前景。     

奶牛产后感染性子宫疾病对子宫和卵巢的影响研究进展

微生物入侵是引起奶牛产后子宫疾病的主要因素,产后子宫能检出丰富的微生物种群,主要包括公认的致病菌如大肠杆菌、隐秘脓杆菌、坏死梭杆菌等,机会病原菌如产气荚膜梭菌、肺炎克雷伯菌、微球菌等和潜在致病菌如消化链球菌、金黄色葡萄球菌等。近年来,运用分子微生态技术发现子宫中的微生物属于变形菌门、梭杆菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和软壁菌门5个已知的门和一类未被培养的种群,其中拟杆菌属、梭菌属等种群与子宫疾病密切相关。细菌侵入子宫后,以大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌和以化脓隐秘杆菌为代表的革兰氏阳性菌可被子宫内膜细胞上的Toll样受体识别引起炎症反应,改变子宫前列腺素分泌类型,影响卵泡发育、黄体大小,降低血清中雌激素和孕激素浓度,造成奶牛不发情、不排卵,导致产犊间隔延长、产奶量和产犊数量下降,严重影响奶业经济效益。本文从产后奶牛子宫内主要病原菌的种类及其与子宫健康状态的关系、子宫内膜对病原菌的识别与先天免疫、子宫疾病对子宫和卵巢功能的影响等方面对国内外研究进展进行了综述。     

人体共生菌及其抗菌分子研究进展

随着耐药细菌的出现和广泛传播,开发新型抗菌药迫在眉睫。分布在人体不同部位的共生菌能够产生多种抗菌分子以抑制病原菌的定植和感染。人体共生菌的抗菌分子为研发全新结构和作用机制的药物提供了潜在的资源宝库,随着生物信息学、合成生物学、基因组学等组学技术的进一步发展,对人体共生菌抗菌分子的挖掘也会更加深入,为解决耐药问题提供了有效的途径。文中回顾了目前所发现的人体共生菌产生的抗菌分子,并介绍了几种用于挖掘人体共生菌这一天然抗菌药物的资源宝库的方法。随着现代生物工程技术的发展,人体共生菌的抗菌分子将会得到更加全面、系统的探索和应用。     

家蚕免疫稳态调控分子的鉴定和表达模式分析

昆虫免疫稳态的维持有赖于准确地激活和有效地抑制Toll或IMD信号通路中的关键转录因子-- Dorsal/Dif或Relish。在果蝇等昆虫中, 已报道了多种降低转录因子稳定性和活性的免疫稳态调控分子, 突变或敲除这类分子导致免疫系统的过度激活。对家蚕Bombyx mori免疫信号通路的研究中, 至今为止尚无对这类分子的探索。本研究通过比较基因组学, 在家蚕基因组中鉴定了多个可能参与免疫稳态调控的分子, 包括Wnt家族成员、 Ubc9、 FAF和POSH等; 并通过检测家蚕被微生物感染后这些分子在多种免疫器官中的诱导表达模式, 发现这些分子的表达水平在微生物感染后普遍呈下降趋势, 虽然在某些组织中表达量有明显的升高（>1.5倍）, 但此高表达水平均不能维持且迅速下降; 而且免疫稳态调控分子和受其调控的信号通路的对应关系在不同组织中表现出差异。本研究是首次对家蚕免疫稳态调控分子的报道, 为深入研究家蚕免疫负调控的分子机制提供了参考。     

内生真菌研究进展*

１内生真菌研究历史 内生菌（Ｅｎｄｏｐｈｙｔｅ）一词由 Ｄｅ Ｂａｒｙ（１８６６）首先提出,是指生活在植物组织内的微生物用以区分完那些生活在植物表面的表生菌（Ｅｐｉｐｈｙｔｅ）。按此定义植物的致病菌、菌根菌也归属于内生菌的概念范畴。Ｃａｒｒｏｌｌ（１９８６）将内生菌定义为生活在地上部分、活的植物组织内并不引起明显病害症状的真菌,突出强调内生菌与植物的互惠共生关系,因此,在这个内生菌概念的范畴内不包含植物致病菌和菌根菌。Ｐｅｔｒｉｎｉ（１９９１）把Ｃａｒｒｏｌｌ的概念范畴进一步扩展,将内生菌定义为那…     

群感效应在金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌群体增殖中的作用

群感效应(quorum sensing,QS)是指微生物细胞通过感应细胞外信号分子的浓度从而感知菌群密度的大小,并依赖信号分子的浓度来调控基因表达的一种交流机制。金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)分别是革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中典型的食源性致病菌,二者的QS系统在不同情况下的群体增殖中表现出竞争和协同作用,与毒素分泌、耐药性及被膜形成相关。本文中,笔者分别介绍了金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的群感效应系统,并概述了群感效应在两种微生物群体增殖中的作用,由于多种微生物种间关系调控和交流机制较为复杂,对两种微生物群体增殖特性和相互作用机制有待进一步研究。     

皮肤共生菌在皮肤健康和疾病中的作用研究进展

人体皮肤上有多种微生物定居,这些微生物群落的组成、分布和动态变化对皮肤的健康状况和疾病有着重要的调节作用.然而,人们一直不清楚皮肤微生物群落如何影响人类健康.对皮肤共生菌进行深入研究,不仅有助于发现有益皮肤共生菌菌株,也有助于筛选相应皮肤疾病新的药物靶标.近年来,对皮肤共生菌与宿主之间相互影响和作用机制的研究逐渐深入,...