大麦虫幼虫取食塑料的研究

【目的】近年来,有关昆虫取食降解塑料废弃物的研究备受关注。本文研究大麦虫Zophobas atratus幼虫取食塑料后的生长发育、肠道内微生物菌群的变化,以及经过肠道后塑料的重量损失和分子量的变化,为进一步研究大麦虫幼虫降解塑料废弃物提供科学依据。【方法】以聚苯乙烯泡沫和聚乙烯发泡棉饲喂大麦虫幼虫,测定其存活率、虫重、化蛹率;使用凝胶渗透色谱法分析经过大麦虫幼虫肠道后塑料的分子量变化;通过Beta多样性、菌群组成、PICRUSt功能预测分析取食塑料后的大麦虫幼虫肠道微生物多样性及其与石油基塑料之间的关系。【结果】取食聚苯乙烯和聚乙烯泡沫塑料25d后,大麦虫幼虫存活率分别为（58.67±4.04）%和（62.5±5.27）%,取食麦麸组的大麦幼虫存活率为（84.5±0.87）%;取食塑料后大麦虫幼虫体重没有显著增加、不能化蛹;经大麦虫幼虫取食后,聚苯乙烯分子量降低,聚乙烯分子量升高;幼虫肠道内与塑料降解相关细菌相对丰度升高;取食聚苯乙烯后,幼虫肠道中芳香烃和烷烃降解基因携带菌得到富集。而取食聚乙烯后,幼虫肠道中芳香烃和烷烃降解基因携带菌并没有被富集。【结论】大麦虫幼虫对聚苯乙烯和聚乙烯有一定的降解能力,但对聚乙烯的降解能力较差,这2种塑料均不能为大麦虫幼虫的生长发育提供足够的营养和能量。     

基于啮食泡沫塑料黄粉虫肠道菌群中聚苯乙烯生物降解的探究

【背景】石油基塑料垃圾污染具有高度的化学惰性而不易分解,严重威胁着生态和海洋环境,筛选其高效降解菌并利用生物法治理塑料污染具有重要意义。【目的】聚苯乙烯是其中一种不能降解且用途广泛的塑料。近期有研究报道黄粉虫幼虫可啮食聚苯乙烯泡沫塑料。本文以啮食聚苯乙烯白色泡沫塑料的黄粉虫幼虫为研究材料,以期从肠道菌群中分离聚苯乙烯降解菌。【方法】分别以聚苯乙烯泡沫塑料与麦麸(对照组)为唯一食物来源饲喂黄粉虫幼虫,经过60 d的驯化,采用多种培养基对幼虫肠道提取液及虫体粪便排泄物进行分离、培养;通过形态学特征观察、扫描电镜与16S rRNA基因、ITS序列分析扩增、测定,根据序列信息构建系统进化树确定菌株的分类地位;将真菌菌种分别接种于加有PS膜片与颗粒的液体培养基中振荡培养,对膜片的力学性能变化进行测定,并对聚苯乙烯颗粒失重率进行计算。【结果】从幼虫粪便中分离的2株好氧菌分别被鉴定为Bacillus anthracis Ames PSI-1和Enterobacter cloacae PSI-2,从肠道中分离的真菌被鉴定为Aspergillus niger KHJ-1;电镜检测PS膜片表面出现大量孔洞,并且膜片疏水性减弱而亲水性增强,膜片的断裂伸长率与拉伸强度等力学性能也显著下降;真菌KHJ-1对PS颗粒的60 d降解测定中,发现PS颗粒由5 g原始重量减少了214.8 mg,失重率为4.29%。【结论】黄粉虫肠道中存在可以降解聚苯乙烯塑料的菌株,具有开发为新型降解聚苯乙烯高分子塑料的潜力。     

大蜡螟和黄粉虫肠道菌中聚乙烯地膜降解细菌的筛选及其降解性能

【背景】在我国农业生产中大量使用的聚乙烯(polyethylene,PE)地膜难以降解,在土壤中长期累积影响农作物生长并破坏生态环境,发掘微生物资源,寻求聚乙烯生物降解途径对治理“白色污染”具有重要意义。【目的】以不同来源的啮食塑料昆虫大蜡螟、黄粉虫为材料,从肠道菌群中分离筛选出对PE具有降解能力的细菌菌株,研究其降解农用地膜的效能。【方法】饲喂PE膜片驯化大蜡螟、黄粉虫幼虫,采集肠道液富集培养、共代谢驯化、选择培养基筛选等方法从肠道细菌中分离出以PE为唯一碳源的细菌菌株。将菌株接种到以PE膜片为唯一碳源的培养基中共培养,通过测定菌体生长量,定期检测膜片失重率,结合高分辨场发射扫描电子显微镜观察、红外扫描分析和膜片力学性能测定,评价菌株对聚乙烯地膜的降解效果。对筛选出的降解性能良好的菌株通过16S rRNA基因扩增和序列分析进行菌株鉴定。【结果】从新疆蜜蜂蜂巢中的土著大蜡螟肠道分离获得的聚乙烯降解菌菌株最多,其聚乙烯的降解效率高于其他来源的分离菌株。从中筛选出具有较高降解能力的3个菌株XJDLM-3、XJDLM-8和XJDLM-12,它们能利用PE膜片生长,扫描电镜观察经过30 d降解的PE膜片表面出现明显的侵蚀孔洞和裂痕,红外扫描图谱发生改变,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量等力学性能显著下降,膜片失重率分别达到了8.06%、5.66%和5.39%。从新疆蜜蜂蜂巢中的土著大蜡螟肠道分离出降解效果较好的细菌菌株,经鉴定XJDLM-8和XJDLM-12为Bacillus cereus,XJDLM-3为Enterobacter bugandensis。【结论】证明了新疆蜜蜂蜂巢中的土著大蜡螟肠道存在对PE具有较高降解能力的菌株,丰富了PE降解菌的菌种资源,在PE地膜降解中具有开发应用的潜力。     

高通量测序探究啮食聚苯乙烯泡沫塑料黄粉虫的肠道菌群结构

【目的】塑料废物处理是世界环境难题,近期有研究报道黄粉虫可啮食聚苯乙烯泡沫塑料,肠道细菌可能在黄粉虫生物降解塑料的过程中起重要作用。本文以啮食聚苯乙烯泡沫塑料的黄粉虫幼虫(Tenebrio molitor)为材料,探究其肠道细菌的多样性和细菌群落组成。【方法】分别以聚苯乙烯泡沫塑料(聚苯乙烯组)和纸片(对照组)为唯一食物来源喂养黄粉虫幼虫,在90 d后采集粪便样品,对16S r RNA基因V3-V4区进行PCR扩增和高通量测序,并以PICRUSt进行肠道菌群的功能预测。【结果】饲喂期间,两组黄粉虫均正常存活,部分幼虫完成变态发育。泡沫塑料有明显的减重。样本测序共得到144 258条有效序列,179个OTU,共涉及10个门111个属。其中,聚苯乙烯组黄粉虫的肠道细菌在属水平高丰度的是Alcaligenes(35.9%)、Brevundimonas(12.3%)、Myroides(10.3%)。基于16S r RNA基因序列的功能预测表明,在聚苯乙烯组中,芳香类化合物的降解基因被明显富集。【结论】高通量测序揭示了啮食聚苯乙烯泡沫塑料的黄粉虫肠道菌群的多样性,这对从黄粉虫肠道中分离高效降解聚苯乙烯的细菌具有指导意义。     

黄粉虫及其肠道微生物对聚氯乙烯的生物降解作用

【背景】塑料废物的累积是越来越严重的环境污染问题,其中聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)作为最常用的塑料之一,其生产与消耗量极大。【目的】基于黄粉虫(Tenebriomolitor)幼虫自然取食塑料的现象,探究黄粉虫及其肠道微生物对聚氯乙烯类塑料的生物降解作用。【方法】通过观测黄粉虫取食聚氯乙烯过程的重量变化、傅里叶变换红外光谱(fouriertransforminfrared spectroscopy,FTIR)、黄粉虫肠道微生物的筛选和高通量测序等方法研究黄粉虫幼虫及其肠道微生物对聚氯乙烯的降解作用。【结果】研究结果表明:仅以PVC作为碳源类营养来源,每200条黄粉虫为一组,共3组,喂养32d后,每组平均取食了0.499±0.023gPVC,黄粉虫平均体重增长0.015±0.002 g。采用傅里叶变换红外光谱检测发现虫粪组分中PVC官能团中的C-C骨架峰明显减弱,表明PVC长链有断裂现象。高通量测序黄粉虫幼虫肠道微生物菌群的结果显示肠道菌群以哈夫尼菌属(Hafnia)、摩根氏菌属(Morganella)、大肠埃希氏杆菌属(Escherichia coli)和未培养肠杆菌属(unclassifiedEnterobacteriaceae)为优势菌群。肠道菌群中哈夫尼菌属(Hafnia)和摩根氏菌属(Morganella)的丰度分别比常规饲养对照增加了35.20%和16.42%。【结论】证明了黄粉虫及其肠道微生物对PVC塑料具有一定的降解作用,且其肠道菌群中哈夫尼菌属(Hafnia)和摩根氏菌属(Morganella)菌株对PVC的利用效率最高,研究结果为"白色污染"的生物降解提供了科学证据。     

塑料饲养大蜡螟幼虫肠道可培养细菌多样性

【背景】昆虫肠道中存在大量的微生物,是昆虫正常生命活动所必需的。它们能够促进维生素的合成、脂肪和碳水化合物的吸收及利用,同时还可以保护宿主抵御天敌,忍受高温以及促进毒素或异生素的代谢,间接促进资源开发。【目的】研究PE塑料饲喂的大蜡螟幼虫肠道可培养细菌的多样性。【方法】利用16S rRNA基因序列分析技术,结合菌落形态和细胞形态及相关生理生化特征鉴定细菌种类。【结果】从大蜡螟幼虫肠道分离纯化的40株可培养细菌得到16种不同细菌遗传型,分别属于芽孢杆菌科(Bacillaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)、葡萄球菌科(Staphylococcaceae)、莫拉菌科(Moraxellaceae)4个科。其中芽孢杆菌科是肠道可培养细菌的优势细菌种类。结合菌落和细胞形态及生理生化特征,确定肠道可培养细菌为芽孢杆菌属9株、肠球菌属4株、葡萄球菌属2株以及不动杆菌属1株。【结论】通过研究大蜡螟幼虫肠道可培养细菌群落结构组成,可为开展大蜡螟肠道的微生态研究提供相关理论基础。     

苯胺降解菌的筛选、降解特性及其发酵优化

【背景】近年来,苯胺类化合物加重了生态环境的污染,而生物法处理苯胺类废水具有较大发展潜力与广阔的应用前景。【目的】从长期受苯胺类化合物污染的活性污泥中分离获得一株能高效降解苯胺的菌株,优化其培养基及降解条件,为苯胺生物修复提供菌株与基因资源。【方法】采用平板法从富集驯化的菌株中筛选出以苯胺为唯一碳氮源和能源的高效降解菌,通过16S rRNA基因测序鉴定菌种,利用单因素筛选实验对降解条件进行优化,通过正交试验优化培养条件。【结果】筛选到一株苯胺降解菌BA-6,经鉴定为微杆菌属(Microbacterium)。菌株BA-6对初始浓度为600mg/L苯胺的日降解率可达98%以上。其高效降解的温度范围是30–37℃,pH范围是6.5–7.5。底物利用实验表明,菌株BA-6具有降解多种苯胺类化合物的能力。发酵培养基优化实验获得一种发酵培养基,活菌量高达3.06×10¹⁰CFU/mL。【结论】苯胺降解菌BA-6对苯胺有较强的降解能力和环境调节能力,在修复苯胺类化合物的生态污染方面有一定的应用前景。     

聚乙烯塑料的微生物降解

聚乙烯(polyethylene,PE)是产量最大的通用塑料之一,通常被加工成一次性包装材料(包括塑料袋及容器)和农用薄膜等。PE塑料的广泛应用导致大量PE废弃物的累积,对生态环境造成严重的威胁。自20世纪70年代以来,一些研究陆续报道了PE塑料被微生物降解的现象,并从土壤、海洋、垃圾堆置点及昆虫肠道等生境中分离筛选到了若干种具有一定PE塑料降解能力的菌株,而且发现一些单加氧酶、过氧化物酶和漆酶等氧化还原酶对PE塑料具有氧化降解能力。这些研究为发展PE塑料废弃物生物降解处理技术提供了一定的依据。本文总结和分析了PE塑料降解微生物的分离和筛选方法,以及已报道的PE塑料降解微生物和降解酶的研究进展,以期为进一步研究PE塑料的微生物降解机理和处理技术提供参考。     

取食聚苯乙烯塑料对黄粉虫幼虫肠道微生物群落的影响北大核心

随着塑料在人类社会中的普及,越来越多的废弃塑料及其前体物质被遗留在环境中,且其在自然环境中的降解速度十分缓慢,为此寻找有效的降解途径成为亟待解决的科学问题。【目的】探究利用黄粉虫(Tenebrio molitor)幼虫取食聚苯乙烯对其肠道微生物种群及其代谢路径的响应,以期通过食物诱导寻找一条生物降解和利用聚苯乙烯的有效途径。【方法】以聚苯乙烯为唯一食物来源喂饲黄粉虫幼虫,通过测量幼虫存活率和个体的体重来测定其生长发育情况;通过对其肠道内容物进行16S rRNA基因测序,分析其肠道菌群结构的变化;采用京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析法来预测相关功能基因。【结果】取食聚苯乙烯黄粉虫幼虫存活率和体重均下降,聚苯乙烯塑料明显减少;取食聚苯乙烯的黄粉虫幼虫肠道菌群丰度与多样性明显减少,在门水平,取食聚苯乙烯的黄粉虫幼虫肠道的优势菌为变形菌门(Proteobacteria)、软壁菌门(Tenericutes)和厚壁菌门(Firmicutes);在属水平,取食聚苯乙烯的黄粉虫幼虫肠道优势菌为螺旋体菌属(Spiroplasma)、肠杆菌(Enterobacillus)和大肠埃氏-志贺氏菌(Escherichia-Shigella);通过KEGG功能预测,找到与芳香类和烷烃降解功能相关的基因共18种,取食聚苯乙烯组黄粉虫幼虫肠道菌群降解聚苯乙烯相关通路丰度升高,相关基因表达增强。【结论】聚苯乙烯可以为黄粉虫幼虫生长发育提供一定的物质和能量,且能够使其完成一个世代过程;幼虫长时间取食单一食物后,其肠道菌群结构会发生目标性变化,利用KEGG预测能够找到与聚苯乙烯代谢相关的基因,为后续研究工作提供了有价值的依据。     

人体肠道细菌寡营养培养组条件的优化研究

【目的】探讨寡营养对人体肠道细菌培养组的条件。【方法】通过稀释富集培养基、固体平板和增菌肉汤培养基成分获得寡营养培养基。对健康人粪便样本分别用原液(0)、5、10、20、30和40倍稀释的富集培养基(添加羊血和瘤胃液的血培养瓶)连续增菌,在不同时间点(第0、3、6、9、15、27、30天)吸取增菌液,用YCFA (yeast casitone fatty acid)固体培养平板分离菌落;用YCFA增菌肉汤增菌后再次挑取单菌落,利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF)质谱和16S rRNA基因测序鉴定菌株。通过比较上述6种寡营养条件分离肠道菌群的效果,选取富集培养基原液、稀释10倍和30倍这3 种条件下分离效果较好的富集条件,与同样稀释倍数条件的固体平板和增菌肉汤分别组合成9种培养基条件,进一步优化肠道菌群的培养组条件。【结果】在6种寡营养富集培养基中,未稀释(原液)、10 倍和30倍稀释的富集培养基分离细菌的种类比其他...     

饲料类型对茶尺蠖幼虫肠道细菌多样性及幼虫存活率的影响

【目的】茶尺蠖是茶园中的重要害虫。研究茶尺蠖寄主食物-肠道菌群-茶尺蠖生长发育三者之间的关系对于茶尺蠖的防治具有重要的理论指导价值。【方法】分析不添加茶叶因子的纯人工饲料和茶树鲜叶对茶尺蠖幼虫的存活影响;用高通量测序技术分析不同饲料饲喂的茶尺蠖幼虫的肠道菌群异同。【结果】取食人工饲料的幼虫死亡率远远高于取食茶树鲜叶的幼虫;取食人工饲料的幼虫肠道细菌多样性和丰富度高于取食茶树鲜叶的幼虫;茶尺蠖幼虫肠道中存在很多促进宿主生长的细菌。【结论】饲料类型影响茶尺蠖幼虫的存活;饲料类型影响茶尺蠖幼虫肠道菌群结构。     

利福平对红裸须摇蚊幼虫肠道微生物群落结构及功能的潜在影响北大核心

【目的】摇蚊是水生生态系统中重要的昆虫种类之一,其肠道微生物与个体生长发育、环境适应等过程密切相关,本研究旨在探究抗生素处理对摇蚊幼虫肠道微生物群落结构及功能的潜在影响。【方法】利用16S rRNA基因扩增子测序技术对利福平处理的红裸须摇蚊(Propsilocerus akamusi)幼虫肠道内容物中的菌群进行分析和比较,应用Tax4Fun法对其肠道菌群功能进行预测。【结果】利福平处理能够改变红裸须摇蚊幼虫肠道群落结构和多样性,宿主肠道菌群中拟杆菌门(Bacteroidota)(P<0.05)以及脱铁杆菌门(Deferribacterota)(P<0.001)的相对丰度显著上升,而变形菌门(Proteobacteria)与厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度有所下降。在属水平上,利福平处理使耶尔森菌属(Yersinia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)的相对丰度有所降低,其中脱硫弧菌属(Desulfovibrio)显著降低。与此同时,共线性网络分析表明利福平处理后细菌群落稳定性大幅下降,菌种之间关联性显著减弱。通过京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路注释预测出红裸须摇蚊幼虫肠道菌群基因与基因信息处理、新陈代谢、人类疾病等功能相关,利福平处理可以使肠道菌群基因的抗药性功能显著上升,而内分泌和代谢疾病功能显著下降。【结论】研究结果揭示了抗生素利福平对红裸须摇蚊幼虫肠道细菌群落结构及功能的潜在影响,为进一步探索摇蚊肠道菌群发挥的必要作用奠定理论基础。     

两种象甲幼虫肠道微生物组成及对高单宁食物的适应

【目的】象甲是栎属植物橡子中主要的寄生昆虫,但其适应高单宁食物(橡子)的肠道微生物基础尚待揭示。本研究分析了蒙古栎和辽东栎橡子中两种柞栎象(Curculio arakawai和C.dentipes)幼虫的肠道菌群结构和多样性,试图阐明柞栎象幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础。【方法】分别提取蒙古栎和辽东栎橡子中象甲幼虫各50头的肠道DNA,利用Illumina MiSeq技术对肠道菌群的V3–V4区序列进行16S rRNA测序,统计样品操作分类单元(OTU)数量,分析物种组成丰度、α多样性和β多样性。【结果】结果表明,可用于物种分类的OTU分别有2054和2308个,C. arakawai和C. dentipes共有的OUT 481个。在两种柞栎象C. arakawai和C. dentipes肠道菌群中,共注释到的主要分类阶元有27个门、145个科和274个属。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)在两种象甲肠道菌群中占优势;假单胞菌属Pseudomonas(63.8%)、沙雷氏菌属Serratia(6%)和不动杆菌属Acinetobacter (5.2%)是C. arakawai肠道中的主要类群,而沙雷氏菌属Serratia (32%)、拉恩菌属Rahnella(24.2%)、气单胞菌属Aeromonas(6.8%)和立克次体属Rickettsia(6.6%)在C.dentipes肠道菌群中占主导优势。C. arakawai和C. dentipes肠道菌群α多样性无显著差异,β多样性则差异显著。具有单宁酶活性的肠道细菌,如粘质沙雷菌Serratia marcescens、乳球菌Lactococcus lactis、假单胞菌Pseudomonas spp.在C. arakawai和C. dentipes之间差异不显著。【结论】寄生在蒙古栎和辽东栎橡子中的C. arakawai和C.dentipes肠道菌群组成迥异,这可能与遗传因素和食物特点有关。具有单宁酶活性的粘质沙雷氏菌Serratia marcescens和乳球菌Lactococcus lactis等菌类可能是两种象甲幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础。     

不同地区的东亚飞蝗肠道微生物多样性分析

【目的】鉴于肠道微生物在昆虫环境适应过程中发挥重要作用,探索中国不同地区分布的东亚飞蝗肠道微生物多样性情况。【方法】本文利用Illumina NovaSeq测序平台对中国4个代表性蝗区的东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis Meyen)肠道微生物进行16S rRNA基因测序和分析,探究其多样性。【结果】分布区域、发育时期和性别对东亚飞蝗肠道微生物结构均影响明显,其中分布区域的影响最为显著,其次为性别和发育时期。多样性分析发现,采自广东省清远市和河北省沧州市的东亚飞蝗肠道微生物多样性差异性较大,所选取的8个环境因子中平均气温和降水量可影响东亚飞蝗的肠道菌群多样性。【结论】研究结果从共生微生物和环境因素角度解析了东亚飞蝗的环境适应性,为研制地理溯源技术和开发微生物制剂提供了科学依据。     

中国北部湾光裸方格星虫可培养微生物的分离鉴定及其活性代谢物产生菌筛选

【目的】本研究从北部湾海域光裸方格星虫(Sipunculus nudus)肠道中分离鉴定可培养微生物,并对筛选菌株的代谢物活性进行研究,为后续开发和利用光裸方格星虫肠道微生物代谢产物提供理论支持。【方法】通过微生物培养、菌株分离纯化和16S rRNA基因序列分析,分析鉴定湛江、北海、防城港三地光裸方格星虫肠道可培养微生物;采用透明圈法、可见分光光度法、平板打孔法等对产胞外活性代谢物的菌株进行筛选和活性分析。【结果】中国北部湾不同海域光裸方格星虫肠道可培养微生物包括弧菌属(Vibrio)、希瓦氏菌属(Shewanella)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、发光杆菌属(Photobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)等12个细菌属。弧菌属(Vibrio)是3个地区样本共有的优势菌群。具有产胞外水解蛋白酶、壳聚糖酶、多糖以及抑菌活性等能力的菌株主要来自假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、发光杆菌属(Photobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)。【结论】中国北部湾不同海域光裸方格星虫肠道可培养微生物在属的种类上存在显著性差异,且光裸方格星虫肠道菌株具有产生多种胞外活性代谢物的能力,是一种良好的海洋活性代谢物来源。     

小麦赤霉病拮抗菌JB7的拮抗活性及鉴定

由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum, Fg)引起的赤霉病是限制小麦生产的主要病害之一。生物防治是一种高效且可持续的防治方法。【目的】从小麦种子内筛选具有抑制禾谷镰刀菌的菌株并对其生防潜力进行评估,为小麦赤霉病生防制剂的开发与利用提供菌种资源及理论支撑。【方法】采用平板对峙、孢子萌发法和无菌上清液抑菌试验筛选小麦种子内对禾谷镰刀菌具有拮抗活性的内生菌株;利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和共聚焦扫描电镜(confocal laser scanning microscope, CLSM)观察并分析无菌上清液对Fg的分生孢子形态、膜完整性以及胞内活性氧的影响;通过盆栽试验验证内生菌对小麦赤霉病的生防效果;应用二代Illumina HiSeq测序平台进行全基因组测序。【结果】从小麦种子中分离出一株高效抑制Fg生长的内生菌株JB7,其衰亡期无菌上清液对Fg孢子萌发抑制率高达85.23%。菌株JB7的无菌上清液使Fg孢子表面凹陷,破坏其细胞膜,造成核酸和蛋白质的渗漏,诱导Fg菌丝活性氧的累积,引起Fg菌丝可溶性蛋白和丙二醛含量的显著升高。该菌株具有分泌蛋白酶、纤维素酶、葡聚糖酶和产铁载体的能力。盆栽试验表明菌株JB7能显著降低小麦赤霉病的病情指数(P<0.05)。经全基因组学鉴定为甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus) JB7,该菌株基因组中含有12个抑菌功能的次级代谢产物合成基因簇。【结论】菌株JB7能抑制禾谷镰刀菌的生长,对小麦赤霉病有较强的防效,可作为生物防治小麦赤霉病的候选菌株。     

发酵产泡性能降低的解脂耶氏酵母菌株的获得及其评价

微生物发酵过程中泡沫的产生是发酵领域遇到的共性问题。在不影响发酵性能的前提下抑制菌株的产泡,对简化操作以及降低发酵成本具有较为重要的意义。解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica,之前称为Candida lipolytica)是一种常用的合成生物学底盘,也是合成赤藓糖醇等功能糖醇的生产菌株。但在发酵合成赤藓糖醇的过程中会产生大量的泡沫,需要添加消泡剂以消除泡沫。【目的】本研究旨在开发一种产泡能力显著降低的解脂耶氏酵母新菌株,以减少赤藓糖醇发酵过程中消泡剂的添加。【方法】本研究利用解脂耶氏酵母中非同源靶向重组占支配地位的原理,采用一段外源DNA随机插入基因组的手段,随机突变基因组,改变菌株的发酵产泡性能,使突变株在发酵过程中不产泡或者降低其产泡的能力。【结果】通过筛选,获得一株在发酵过程中产泡性能显著降低的工程菌株,该菌株在保留高效合成赤藓糖醇性能的同时,显著降低了泡沫的产生。【结论】所获得的菌株对工业发酵合成赤藓糖醇具有较为重要的意义,也为控制其他微生物发酵过程中泡沫的生成提供了思路。     

球囊菌胁迫中华蜜蜂幼虫肠道过程中病原的转录组学研究

【目的】本研究利用RNA-seq技术对球囊菌胁迫的中华蜜蜂(中蜂)幼虫肠道进行深度测序,经趋势分析得到差异表达基因(DEGs)的显著表达模式,进而对胁迫过程中的球囊菌进行转录组学分析。【方法】利用Illumina HiSeq 2500平台对球囊菌胁迫的中蜂幼虫肠道进行深度测序,并利用相关软件进行了深入分析。最后,通过RT-qPCR对RNA-seq数据进行了验证。【结果】本研究共得到球囊菌的41133932条高质量clean reads。22865个DEGs共聚类为8个基因表达模式,其中,16769个DEGs聚类为2个显著上调趋势与2个显著下调趋势。GO富集分析结果显示,显著上调与显著下调趋势中的DEGs分别富集于40与37个GO term,基因富集数最多的为细胞进程(2486 unigenes)。KEGG代谢通路(pathway)富集分析结果显示,显著上调与显著下调趋势中的DEGs分别富集于119和112个pathway,基因富集数最多的分别是氨基酸生物合成(127 unigenes)与核糖体(98 unigenes)。进一步分析表明球囊菌在胁迫中蜂幼虫肠道的过程中通过提高物质合成促进其增殖,而宿主通过抑制球囊菌的蛋白合成抵御病原入侵。富集在MAPK信号通路的11个DEGs的表达水平随着胁迫时间的延长而逐渐下降,推测中蜂幼虫通过抑制该通路而阻遏球囊菌增殖。【结论】本研究不仅为揭示白垩病过程中的球囊菌-中蜂幼虫互作提供了重要信息,也为阐明不同抗性蜂种的球囊菌抗性差异奠定了基础。     

金龟子绿僵菌对斜纹夜蛾幼虫的生防效果、抗氧化酶活性和肠道细菌群落的影响

【目的】测定金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae)对斜纹夜蛾(Spodoptera litura) 2龄幼虫的毒力,研究金龟子绿僵菌侵染后寄主体内抗氧化酶活性和肠道内细菌群落的变化,探讨斜纹夜蛾对金龟子绿僵菌侵染的防御机制。【方法】采用浸渍法测定不同浓度金龟子绿僵菌对斜纹夜蛾2龄幼虫的毒力;应用IlluminaMiSeq高通量测序技术测定肠道细菌群落。【结果】不同浓度的孢悬液对斜纹夜蛾2龄幼虫均有一定的毒力,处理7 d时半致死浓度(LC_(50))为3.944 107个孢子/mL;浓度为1.0×10~9个孢子/mL时,半致死时间最短(LT_(50))为4.6 d,校正后的死亡率为81.03%。处理后未致死的斜纹夜蛾幼虫体内抗氧化酶活性显著高于对照组。处理后致死的斜纹夜蛾幼虫肠道细菌群落多样性显著高于对照组;且处理后致死的斜纹夜蛾幼虫肠道细菌群落组成与对照组差异显著。【结论】金龟子绿僵菌对斜纹夜蛾幼虫的致死率和致死效率与金龟子绿僵菌的浓度呈正相关;斜纹夜蛾幼虫体内的抗氧化酶可能在抵抗金龟子绿僵菌侵染的过程中起重要作用。金龟子绿僵菌的侵染会导致斜纹夜蛾幼虫肠道细菌群落多样性升高和组成发生变化,Enterococcus、Escherichia和Pseudomonas等属可能是影响斜纹夜蛾幼虫抵抗金龟子绿僵菌侵染致死的重要因素。