粉纹夜蛾中肠微生物中产AHLs群体感应信号分子菌株的分离鉴定

利用紫色杆菌(Chromobacterium violaceum CV026)报告系统从粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)中肠中分离出两株可以产群体感应信号分子的菌株Tni-9和Se-9。通过16S rDNA序列分析结果可知,分离菌株均与蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtiiATCC 43186)有高度同源性,在系统发育树内位于同一分支。选取菌株Se-9进行生理生化特性鉴定,进一步证实该菌株为蒙氏肠球菌。将菌株Se-9进行薄层层析分析,发现该菌株可以产生两种群体感应信号分子C6-HSL和3OC6-HSL。     

群体感应系统对紫色杆菌CV31532积累PHA的影响

紫色杆菌CV31532中群体感应系统产生的信号分子C6-HSL是由cviI基因编码合成的。在限氮条件下,以D-葡萄糖酸钠、果糖、葡萄糖为唯一碳源时,紫色杆菌CV31532均产生聚-3-羟基丁酸,且以D-葡萄糖酸钠为唯一碳源时积累量最高。利用气相色谱分析发现,紫色杆菌CV31532培养48 h的PHA积累量显著高于其群体感应合成酶突变株CV026 PHA的积累量;通过薄层层析分析发现紫色杆菌CV31532合成信号分子的量在48 h显著提高;外源添加C6-HSL信号分子可显著提高突变体CV026 PHA的积累量。由此推测,紫色杆菌群体感应系统参与调控胞内PHA的合成。     

基于群体感应的海鲈鱼源杀鲑气单胞菌CS12与水产特定腐败菌的共培养

杀鲑气单胞菌在水产品致腐、致病等方面存在潜在危害,为探究其危害机制及可能的控制方法,笔者基于群体感应系统对杀鲑气单胞菌自身生长、产信号分子能力以及与水产品常见特定腐败菌共培养情况进行了研究。结果表明:从腐败海鲈鱼中分离鉴定得到一株杀鲑气单胞菌CS12,与杀鲑气单胞菌B52的16S r DNA序列相似度达99%;该菌株不耐酸,p H≤5. 0不生长;能够诱导紫色杆菌CV026产紫色且紫圈扩散明显,气质检测分泌信号分子主要为C6-HSL;比较各单菌及共培养的情况发现,杀鲑气单胞菌CS12与不同腐败菌共培养时在不同生长时期表现出不同的生长特征;与荧光假单胞菌PF03共培养时存在群体感应抑制现象,产信号分子能力明显减弱。表明杀鲑气单胞菌CS12与荧光假单胞菌PF03共培养产生了较好的群体感应抑制效果。     

青海弧菌Q67自体诱导物的检测及其对菌体发光的影响

青海弧菌Q67是一种我国新近确定的淡水发光细菌,其发光强度随毒物浓度改变的特性使其可作为水质检测的指示菌株。利用生物检测菌株快速检测、C18反相薄层层析和β-半乳糖苷酶含量测定,证实了该菌存在LuxI-LuxR型群体感应系统,并产生N-酰基高丝氨酸内酯类自诱导物。进一步的实验表明,该信号分子活性随生长阶段有较大变化,其粗提物不仅能调控菌体的生物发光,对菌体生长繁殖也产生较大影响。     

一株凡纳滨对虾源鳗弧菌群体感应信号分子的检测

旨在检测从凡纳滨对虾体内选取的一株鳗弧菌的群体感应信号分子。利用报告菌株结合薄层层析法鉴定鳗弧菌(Vibrio anguillarum,VA)分泌的高丝氨酸内酯类(AHLs)信号分子,利用哈维氏弧菌V.harveyi JMH597和V.harveyi JAF375作为报告菌株分别检测了VA分泌的AI-2和CAI-1信号分子活性与细菌密度的关系。结果表明,VA能分泌3种类型的信号分子:AHLs信号分子、AI-2信号分子和CAI-1信号分子,其中分泌的AHLs有N-3-羟基-己酰基-高丝氨酸内酯(3-OH-C6-HSL)、N-3-辛酰基-高丝氨酸内酯(C_8-HSL)和N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯(3-oxo-C_8-HSL)。VA分泌的AHLs、AI-2和CAI-1均具有密度依赖性。     

内生菌Pseudomonas sp. G5 phzIR基因的克隆与表达

假单胞菌菌株G5是分离自香菜(Coriandrum sativumL.)茎内的一株内生菌,经BIOLOG系统分析其底物利用图谱,初步鉴定为桔黄假单胞菌Pseudomonas aurantiaca。大量研究已表明许多革兰氏阴性细菌应用群体感应系统,通过感应扩散性小信号分子―乙酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactones,AHLs),以种群密度依赖的方式调控基因表达,控制植物相关细菌的多种表型。本研究组合应用AHLs检测菌株Chromobacterium violaceum CV026和薄层层析分析,初步检测出菌株G5可产生几种可检测水平的AHLs信号分子,其中以N-hexanoyl-homoserine lactone(C6-HSL,HHL)为主,迁移率Rf值为0.4。进一步克隆和测序了该菌株中由PhzI和PhzR组成的群体感应quorumsensing系统的编码基因phzIR,并在大肠杆菌中异源表达了AHLs信号分子合成酶基因phzI。序列和系统进化分析表明它们与假单胞菌属其他的phzIR基因有高度同源性和进化上的保守性。     

群体感应信号分子及其抑制剂快速检测方法的建立

细菌能自发产生、释放一些特定的信号分子,并能感知其浓度变化,调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应。细菌群体感应参与包括人类、动植物病原菌致病力在内的多种生物学功能的调节,群体感应抑制剂成为抗感染药物开发的靶点。利用紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum)和根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)作为指示菌,建立检测高丝氨酸内酯(AHLs)及其抑制剂的简便方法。结果表明,通过平板交叉划线接种,使用指示菌能够有效地检测AHLs,并且通过薄层层析(TLC)与细菌生物感应器相结合的方法可以快速、方便地鉴定AHLs的种类;通过双层平板法观察指示菌色素产生情况,能够有效地检测群体感应信号分子AHLs抑制剂,且该方法简单易行。     

活性污泥中群体感应淬灭菌的分离纯化及功能验证

【背景】近年来,群体感应淬灭(Quorum Quenching,QQ)技术在膜生物污堵防控中的应用研究受到了广泛关注。然而,目前已成功分离纯化的高效QQ菌有限,更多高效QQ菌资源亟待挖掘。【目的】从实际运行的膜生物反应器(MembraneBioreactor,MBR)活性污泥中采样,分离并富集高效QQ菌。【方法】以根瘤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens) A136为报告菌株,使用指示琼脂平板法测定各菌株的N-辛酰基高丝氨酸内酯(N-Octanoyl-DL-Homoserine Lactone,C8-HSL)降解能力。以紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum) VIR24为报告菌株,定量测定所得QQ菌降解N-己酰高丝氨酸内酯(N-Hexanoyl-DL-Homoserine Lactone,C6-HSL)信号分子的能力。通过微生物形态、生理生化及16SrRNA基因序列测定、构建系统发育树、扫描电子显微镜形态观测等方法对菌株进行分类学鉴定。用共培养法分析QQ菌对生物膜形成的抑制能力,通过聚乙烯醇和海藻酸钠包埋固定化QQ菌。【结果】筛选出了6株高效QQ菌,其中对C8-HSL分解能力最强的为杆状、革兰氏阴性戴尔福特菌属(Delftia sp.) JL5。定量分析结果表明菌株JL5能在10 h内完全降解C6-HSL。菌株JL5显著抑制铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) PAO1和菠萝泛菌(Pantoea ananatis) SK-1生物膜的形成。固定化后的JL5微球仍具有高效的C6-HSL和C8-HSL信号分子分解能力,而且分解速度较被广泛报道的红球菌(Rhodococcussp.)BH4更快。【结论】研究分离得到了高效的QQ菌,能够有效抑制N-酰基高丝氨酸内酯(N-Acyl-HomoserineLactones,AHL)型群体感应菌生物膜的形成,固定化后仍然具有强QQ活性,具备广泛的应用前景,为后续QQ膜生物污堵防控技术的实践应用奠定了基础。     

黄河鲤水产细菌的分离及其毒力因子和群体感应信号分子的检测

【背景】水产细菌病害制约水产养殖业健康发展,群体感应与细菌毒力因子的产生密切相关,群体感应调控细菌的毒力因子特性值得进一步研究。【目的】探究群体感应与黄河鲤细菌病害的关系,明确群体感应对细菌毒力因子特性的影响。【方法】通过16S rRNA基因测序并构建系统进化树确定筛选菌株的进化地位,通过脱脂牛奶平板法和偶氮酪蛋白法检测菌株胞外蛋白酶活力,采用结晶紫染色法对菌株的生物膜形成能力进行测定,通过报告菌株BB170和CV026分别测定菌株产信号分子AI-2和高丝氨酸内酯的能力,外源添加高丝氨酸内酯检测信号分子对菌株胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力的影响。【结果】哈夫尼亚菌(Hafnia sp.) Z11和气单胞菌(Aeromonas sp.) Z12具有高水平的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力,能够分泌AHLs信号分子且具有菌体密度依赖性。外源添加HSL对菌株毒力因子特性有不同程度的影响,外源添加高浓度的N-丁酰基高丝氨酸内酯(C4-HSL)和N-己酰基高丝氨酸内酯(C6-HSL)能够分别提高菌株Z11和Z12的胞外蛋白酶活力和生物膜形成能力。【结论】高浓度群体感应信号分子AHLs对哈夫尼亚菌和气单胞菌胞外蛋白酶活性有促进作用,说明该2种菌的群体感应现象可能会影响其毒力。     

华癸根瘤菌中自体诱导物的初步研究

群体感应 (Quorumsensing)是细菌通过产生可扩散的小分子量自体诱导物信号分子感知细胞群体密度变化 ,进行基因表达调控的生理行为。将根癌土壤杆菌 (Agrobacteriumtumefaciens)构建为超量表达群体感应调节蛋白TraR的检测菌株JZA1,试验证明该检测菌株能检测纳摩尔浓度的自体诱导物 ,利用该菌株对 3株不同华癸根瘤菌(Mesorhizobiumhuakuii)进行自体诱导物活性检测 ,发现该 3株华癸根瘤菌均能产生自体诱导物 ,其表达量与菌体密度成正相关 ,但 3株菌在相同培养条件下自体诱导物的表达量存在差异 ,结果表明自体诱导物在种内水平上存在一定的多样性 ;同时发现高pH条件能大大降低自体诱导物的稳定性 ,为进一步研究群体感应调节在共生固氮上的作用提供理论及实践依据     

凡纳滨对虾优势腐败菌鉴定及其群体感应现象

为了鉴定凡纳滨对虾的优势腐败菌并研究其是否存在以N-酰基高丝氨酸内酯类化合物(AHLs)介导的群体感应系统,采用16S rRNA序列鉴定凡纳滨对虾的优势腐败菌,并采用紫色杆菌CV026对优势腐败菌的AHLs活性进行检测.结果发现凡纳滨对虾优势腐败菌菌株1(Aci-1)和菌株2 (Aci-2)均为不动杆菌属,均存在以AHLs为信号分子的群体感应系统.添加外源信号分子AHLs能促进Aci-1菌株生物膜的形成,且呈浓度依赖性.在一定的贮藏范围内,凡纳滨对虾腐败菌信号分子AHLs浓度与细菌总数、挥发性盐基氮含量存在正相关性,其相关系数r分别为0.846 6和0.986 7,分别在P＜0.05与P＜0.01水平上显著,结论是凡纳滨对虾优势腐败菌不动杆菌菌株存在以AHLs介导的群体感应系统,且与凡纳滨对虾的腐败密切相关.     

具有群体感应抑制效果芽孢杆菌的筛选与鉴定

细菌性疾病是危害水产业健康发展的主要原因之一,从抑制调控致病菌毒力表达的群体感应（Quorum sensing,QS）入手是水产动物疾病防治研究新的热点方向。研究以紫色杆菌 （Chromobacterium violaceum）为报告菌株,采用T型划线和滤纸片法,对分离自异育银鲫肠道及实验室保存的芽孢杆菌F3-1、F3-2、F6-4、F6-5、X77、X93、X3914进行分析测测试,筛选具有群体感应抑制效果的菌株。T型划线结果显示菌株F3-1能够抑制紫色杆菌紫色菌素的产生;滤纸片法结果显示抑制紫色杆菌紫色菌素产生的主要物质存在于菌株F3-1的胞外产物中。试验提取了菌株F3-1的培养物的粗提物,测定粗提物浓度分别在0、50、100、200、300 mg/L时紫色杆菌菌素在585 nm处的光密度值,结果显示随着粗提物浓度的增加其色素的产量显著降低（P0.05）,当粗提物浓度超过200 mg/L时,试管中观察不到紫色菌素存在;利用硫酸铵盐析的方法,提取了菌株F3-1的粗提物中蛋白产物,滤纸片扩散法结果显示表明其胞外蛋白是紫色杆菌QS系统的抑制物质。通过分子生物学16S rDNA鉴定,确定菌株F3-1为短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus,GenBank accession No. JX984444）。电镜照片显示该菌具有短杆状特征,因此,分离自异育银鲫肠道的短小芽孢杆菌F3-1具有抑制细菌群体感应的作用。       

群体感应抑制活性海洋细菌的筛选与鉴定

从黄海青岛海域海洋污泥中分离纯化微生物菌株,然后采用紫色色杆菌(Chromobacterium violaceum) 为指示菌株,检测其代谢产物的群体感应(Quorum sensing) 抑制活性,并对具有抑制功能的细菌菌株进行16S rDNA分子鉴定及生理生化特征分析.结果表明,1株蜡样芽孢杆菌和1株水莱茵海默氏菌具有较强的细菌群体感应抑制活性,分别命名为Bacillus cereus QSI01和Rheinheimera aquimaris QSI02.从海洋环境中筛选的具有细菌群体感应抑制活性的菌株,为以致病菌群体感应系统为靶点的新型药物的研发提供了菌种资源.     

食源假单胞菌群体感应信号分子的研究

从市售鲜鱼中分离的3株革兰氏阴性菌,经16S rDNA鉴定为假单胞菌属,该菌是一种导致食品腐败的重要腐败细菌。N-酰基-高丝氨酸内酯(AHLs)是革兰氏阴性菌群体感应(QS)系统中一类重要的信号分子,以密度依赖的方式调控某些生理性状的表达。利用AHLs检测菌株对3株假单胞菌进行检测发现,均产生AHLs类信号分子,且FML05-1和FML05-2至少产生两种AHLs,主要的信号分子是N-3-氧代-辛酰基-高丝氨酸内酯(N- 3-oxo-C_8-HSL)。同时对菌株FML05-2在生长过程中所产生的AHLs的活性变化进行研究,发现AHLs活性在菌体生长至12h时达到最大。首次对食源假单胞菌所产生的AHLs进行了研究,为以干扰腐败细菌群体感应为靶点的食品防腐保鲜策略提供研究基础。     

土壤中群体感应淬灭细菌的原位分离与筛选

【背景】许多革兰氏阴性细菌通常以N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactones,AHLs)作为群体感应主要的信号分子。【目的】从土壤中筛选和鉴定新型群体感应淬灭细菌。【方法】通过"垫圈法"从土壤中原位培养分离细菌,采用琼脂条法、报告菌平板法及β-半乳糖苷酶活性测定筛选群体感应淬灭细菌,根据16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株系统发育地位。【结果】从不同地区土样中原位培养共分离获得细菌502株。以根癌土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens NTL4 (pZLR4)作为报告菌,最终得到11株具有较强降解AHLs能力的细菌,包括假单胞菌5株、不动杆菌4株、变形杆菌和莱茵海默氏菌各1株。大部分细菌可完全降解N-3-羰基十二酰基高丝氨酸内酯(3OC12-HSL),部分细菌对N-(3-氧代己酰)高丝氨酸内酯(3OC6-HSL)和N-3-氧代辛酰高丝氨酸内酯(3OC8-HSL)具有一定降解活性。【结论】Proteus和Rheinheimera可降解AHLs,为今后防治依赖群体感应的植物细菌病害提供新型生防资源。     

肉类腐败性假单胞菌群体感应信号分子的研究

【目的】研究两株假单胞菌的标准菌株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)在纯培养条件下所释放的AHLs类信号分子种类、量和变化规律。【方法】利用乙酸乙酯等有机溶剂萃取菌种纯培养液的AHLs类信号分子, 检测手段利用HPLC-MS-MS。【结果】荧光假单胞菌释放信号分子的种类为: C4-HSL、C6-HSL、C8-HSL、3-oxo-C10-HSL、3-oxo-C12-HSL、3-oxo-C14-HSL。铜绿假单胞菌释放信号分子的种类为: C4-HSL、C6-HSL、C8-HSL、C10-SL、C12-HSL、C14-HSL、3-oxo-C8-HSL、3-oxo-C10-HSL、3-oxo-C12-HSL、3-oxo-C14-HSL。【结论】两株菌所释放各类信号分子的量均随时间变化, 当菌落数达到109?1010时信号分子的量达到峰值, 两株菌所释放各类信号分子含量差异较大。     

具有群体感应抑制活性的海洋细菌的筛选

【目的】从海洋环境中筛选出能有效抑制细菌群体感应的活性菌株,为以致病菌群体感应为靶点的新型疗法提供新的天然产物资源。【方法】以紫色杆菌(Chromobacteriumviolaceum)为报告菌,采用滤纸片法和双层软琼脂法相结合的筛选模型进行群体感应抑制活性菌的筛选。【结果】通过对美国圣璜岛海域海绵中分离出来的272株海洋细菌群体感应抑制活性的筛选,得到了具有抑制紫色杆菌素产生的细菌51株,其中74号菌株抑制效果最好,具有进一步研究的价值。【结论】海洋细菌中有很多具有抑制细菌群体感应效应的菌株,是天然群体感应抑制剂的潜在来源。     

具有群体感应抑制活性海洋放线菌的筛选与鉴定

目的:从海洋放线菌中筛选得到具有群体感应抑制活性菌株,并对其进行鉴定。方法:利用紫色杆菌CV026指示菌株对放线菌发酵粗提物进行活性筛选。其次通过16Sr DNA序列比对进行菌种鉴定。结果:其发酵提取物经紫色杆菌CV026模型筛选后,发现放线菌J501提取物具有群体感应抑制活性,且在有效浓度时对细菌的生长没有影响。16Sr DNA分析表明J501属于Streptomyces属。结论:海洋放线菌中有具有抑制细菌群体感应效应的菌株,是天然群体感应抑制剂的潜在来源。     

粘质沙雷氏菌AS-1中SpnR功能及卤化呋喃对其群体感应的抑制

通过分泌和感知一系列信号分子,细菌能够根据自身菌体密度的变化调控基因的表达,从而控制一系列重要的表现型,包括毒力因子的产生,生物膜的形成以及菌体发光等.这种广泛存在的信号机制被称为群体感应.在沙雷氏菌种中已经发现了多套群体感应机制.粘质沙雷氏菌AS-1从土壤中分离,其中含有LuxI/LuxR的同类蛋白,被称为SpnI/SpnR.粘质沙雷氏菌AS-1合成AHLs分子N-hexanoy1-L-homoserinelactone(C6-HSL)和N-(3.oxohexanoyl)-L-homoserine lactone(3-oxo-C6-HSL)作为其信号分子,通过群体感应感知菌体密度来控制基因的表达.通过基因替代的方法制得了spnR基因破坏的变异株,命名为粘质沙雷氏菌AS-1R.对粘质沙雷氏菌AS-1R的研究表明SpnR蛋白消极的调控沙雷氏菌红色色素的产生,运动性以及生物膜的形成等一系列由群体感应控制的性状:另一方面,作为一种天然的群体感应抑制剂,卤化呋喃能够有效的抑制粘质沙雷氏菌AS-1的群体感应,但并不干扰AHL-SpnR的相互作用.为运用粘质沙雷氏菌群体感应调节抑制其致病性提供了方法和依据,同时也为卤化呋喃对群体感应抑制机理的研究提供了新的思路.     

一株海洋真菌Penicillium sp.QF046的细菌群体感应抑制剂的分离和鉴定

目的:从海洋真菌中筛选得到新型群体感应抑制剂,并对其进行活性评价。方法:首先利用紫色杆菌CV026指示菌株对真菌发酵粗提物进行活性筛选。其次通过18S r DNA序列比对进行菌种鉴定,同时采用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱和高效液相色谱等技术并结合活性追踪检测分离纯化的活性化合物,再通过核磁质谱分析确定其结构。最后利用定量测定方法检测其在亚抑菌浓度下对紫色杆菌紫色菌素产量影响以及RT-PCR检测与QS调控相关基因的m RNA表达的影响。结果:从海藻共生菌中筛选到一株具有紫色杆菌群体感应抑制活性的海洋真菌Penicillium sp.QF046,其次级代谢产物中纯化到的活性化合物根据结构鉴定为一种星形曲霉毒素(asteltoxin)。该化合物对于紫色杆菌群体感应抑制浓度低于阳性对照化合物呋喃酮C30,同时抑制了群体感应相关基因m RNA水平的表达。结论:从海洋真菌Penicillium sp.QF046代谢产物中发现了一种抑制紫色杆菌群体感应的星形曲霉毒素,为进一步通过结构改造研发新型抗菌药物提供良好的前体化合物。