短头熊蜂肠道拮抗菌株的分离筛选鉴定及其生物特性评价

【背景】近年来,由于栖息地减少、农药的大量使用及病原菌侵染等综合因素,导致全世界的熊蜂种类与数量逐年减少,病原菌的侵染可通过微生物在自身生长过程中会产生的抑菌物质进行有效抑制或杀灭。【目的】短头熊蜂(Bombus breviceps)长期生存在野外环境中,其肠道内存在着大量微生物资源。从短头熊蜂肠道内筛选拮抗菌株,并对其抑菌特性进行研究。【方法】采用牛津杯双层法筛选拮抗菌株,测定抑菌活性最佳菌株发酵液的抑菌物质稳定性与抑菌广谱性等抑菌特性,并借助细胞膜通透性、流式细胞仪检测等试验探究其抑菌机制。【结果】得到了5株具有明显抑菌作用的拮抗菌株,其中果杆菌(Fructobacillus tropaeoli)CZ01对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、沙门氏菌(Salmonella choleraesuis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、福氏志贺氏菌(Shigella flexneri)和无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)这5种病原指示菌都具有高度抑菌效果。菌株CZ01对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳,抑菌圈直径可达到(21.21±0.25) mm,在121 ℃处理后仍具有67.36%以上的抑菌活性,调整pH值为10.0时仍具有78.16%的抑菌活性。【结论】短头熊蜂肠道微生物资源较丰富,尤其是果杆菌(F.tropaeoli)CZ01具有抑菌活性高、稳定性好、抑菌谱广等特性,对金黄色葡萄球菌具有良好的杀灭效果,显示出良好的应用潜能。     

云南嵩明大哨天然虫生真菌及其内生真菌的分离鉴定与抑菌活性分析

【背景】云南存在着丰富的虫草资源,天然虫草群落中蕴藏多样的真菌资源,是挖掘新型抑菌活性化合物的潜在来源。【目的】了解云南嵩明大哨天然虫生真菌及其内生真菌的物种多样性,并从中筛选具有抑菌活性的菌株。【方法】采用组织分离法对所采集的野生虫草样本进行虫生真菌及其内生真菌的分离,并通过形态观察和ITS联合nrSSU、nrLSU、tef-1α、rpb1、rpb2多基因测序进行物种鉴定及多样性分析;通过平板对峙法以7株病原细菌、5株植物病原真菌为病原指示菌进行抑菌活性测试。【结果】共采集86份天然虫草样本,经鉴定隶属于3科5属7种,包括虫草科（Cordycipitaceae）虫草属（Cordyceps）（1种）、白僵菌属（Beauveria）（2种）、鳞翅虫草属（Samsoniella）（2种）、麦角菌科（Clavicipitaceae）泛普可尼亚属（Metapochonia）（1种）,以及线虫草科（Ophiocordycipitaceae）线虫草属（Ophiocordyceps）（1种）。同时,从采集到的虫草样本中分离得到26株内生真菌,分属于9科9属,其中木霉属（Trichoderma）（38%）和镰刀菌属（Fusarium）（19%）为此次分离得到的优势菌属。对所分离保存的真菌按其分离源及种类归属,从虫生真菌和内生真菌菌株中共挑取20株代表性菌株进行抑菌活性筛选,有11株真菌对2株及以上病原指示细菌具有不同程度的抑菌活性,13株真菌对1株以上植物病原真菌具有不同程度拮抗能力;其中Trichoderma sp.Y3-1和Fusarium sp.WZ3-1具有广谱抑菌活性。【结论】云南嵩明大哨分布有丰富的虫生真菌及内生真菌资源,分离所得的真菌对多种病原菌具有不同程度的抑制作用。本研究丰富了云南虫草资源多样性,为云南省虫草及其内生真菌资源的开发利用提供了数据支持,也为下一步从虫草及其相关真菌资源中挖掘抑菌活性物质提供了菌株资源。     

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PacBio Sequel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（Bacillus velezensis）,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3 929 792 bp,编码3 895个基因,与B.velezensis JS25R和B.subtilis 168具有3 445个和2 997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。     

大肠杆菌Zn2+敏感突变株构建及其功能验证

【背景】Zn²⁺在细胞解毒及许多生理过程中发挥着关键作用,Zn²⁺转运蛋白已逐渐引起人们的重视。在大肠杆菌中,zntA和zitB是2个外排Zn²⁺的关键基因。【目的】构建大肠杆菌Zn²⁺敏感突变株,并对其功能进行验证。【方法】以Escherichia coli DH5α为出发菌株,利用λ Red重组系统,通过携带卡那霉素抗性基因的同源重组片段敲除zntA基因。在单基因敲除菌株基础上,利用携带庆大霉素抗性基因的同源重组片段敲除zitB基因,获得一株敲除了zntA和zitB的双基因敲除菌株KZAB04。通过功能互补实验检测基因敲除菌株及对照菌株对不同浓度Zn²⁺的敏感程度。【结果】基因敲除菌株KZAB04比出发菌株E.coli DH5α具有更高的Zn²⁺敏感性。【结论】大肠杆菌Zn²⁺敏感突变株构建成功。该菌株的构建为zntA和zitB基因功能的研究提供了必要条件,同时也为其他Zn²⁺转运蛋白基因的功能鉴定与分析奠定了基础。     

喙尾琵琶甲肠道来源链霉菌(Streptomyces sp.)BPA71次级代谢产物的分离鉴定及其生物活性评价

【背景】昆虫是世界上种类最多、肠道菌群资源最丰富且多样的动物类群之一。昆虫肠道微生物具有产生活性次级代谢产物的能力,是活性天然产物的重要来源。【目的】研究药用昆虫喙尾琵琶甲(Blaps rynchopetera)成虫肠道来源链霉菌(Streptomyces sp.) BPA71的次级代谢产物及其生物活性。【方法】利用正相硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱色谱等方法分离纯化该菌株的发酵粗提物,采用牛津杯法进行抗菌活性追踪,确定抗菌活性部位,通过ESI-MS、NMR等波谱数据分析对化合物结构进行鉴定,采用微量肉汤稀释法测定最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC),采用MTS法测定抗肿瘤活性。【结果】从Streptomyces sp. BPA71的固体发酵提取物中共分离得到4个已知化合物,通过对比核磁数据确定为糠酸甲酯(1)、吡咯甲酰胺A (2)、吡咯甲酰胺B (3)和吲哚-3-乙酸甲酯(4)。抗菌活性结果显示化合物2具有广谱抗菌活性。此外,化合物2对宫颈癌细胞HeLa、肺癌细胞A549、肝癌细胞SMMC-7721、乳腺癌细胞MDA-MB-231和结肠癌细胞SW480这5株肿瘤细胞均有明显的抑制活性。【结论】喙尾琵琶甲肠道来源Streptomyces sp. BPA71可产生丰富的生物活性物质,该研究结果为进一步挖掘喙尾琵琶甲肠道链霉菌的活性天然产物奠定了基础,同时丰富了人们对喙尾琵琶甲肠道微生物的认识。     

库尔勒香梨黑斑病菌拮抗菌筛选及其抑菌机理

【背景】由互隔交链孢(Alternaria alternata)引起的黑斑病是库尔勒香梨采后贮期的主要病害之一,严重影响果实品质,造成巨大的经济损失。【目的】筛选对梨黑斑病菌具有高拮抗活性的菌株并探究其可能的抑菌机制,为香梨采后保鲜提供理论依据。【方法】从库尔勒香梨园健康植株根际采集土壤样品,采用稀释涂布法分离细菌并进行纯化,通过平板对峙法和琼脂打孔法筛选对梨黑斑病菌具有显著拮抗作用的菌株,结合形态学观察和16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定;通过平板对峙法对拮抗菌抑菌谱进行测定;采用特异性平板定性检测拮抗菌产酶活性,采用3,5-二硝基水杨酸比色法法及福林-酚法定量酶活;通过孢子萌发抑制试验和扫描电镜观察,测定拮抗菌对梨黑斑病菌的拮抗作用。【结果】筛选得到2株对梨黑斑病菌有较强抑制活性的菌株JE53和JE56,经分析鉴定为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)及枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其发酵上清液对梨黑斑病菌的抑菌圈直径分别为22.49 mm和22.40 mm。抑菌谱测定结果表明,菌株JE53和JE56对马铃薯黑痣病菌等9种植物病原菌均有不同程度的抑制作用。胞外酶测定结果显示这2株菌可产生4种胞外酶;其发酵上清液能够显著抑制病原菌孢子萌发,抑制率分别为70.30%和88.87%;扫描电镜发现这2株菌可导致病原菌菌丝表面粗糙、扭曲变形。【结论】JE53和JE56对梨黑斑病菌有较好的抑制效果,具有进一步开发和应用的潜力。     

南海东海岛沉积物分离细菌的鉴定及其抑菌活性

[背景] 海洋微生物在活性物质开发方面具有巨大的应用前景,而目前有关南海东海岛微生物的研究鲜少。[方法] 对从东海岛沉积物中分离纯化的海洋细菌,采用形态学观察、生理生化以及16S rRNA基因序列的系统发育分析方法进行鉴定;以大肠杆菌（Escherichia coli）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）作为指示菌,测定其抑菌活性;对具有抑菌活性的菌株扩增聚酮合酶（Polyketide synthase I,PKSI）基因,并与已知的PKSI氨基酸序列比对;选择具有PKSI基因的代表菌株,检测菌株及其发酵抑菌物的稳定性。[结果] 分离纯化到25株海洋细菌,分属于不动杆菌属（Acinetobacter）、交替单胞菌属（Alteromonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）、假交替单胞菌属（Pseudo-alteromonas）、海洋单胞菌属（Oceanimonas）、葡萄球菌属（Staphylococcus）、微球菌属（Micrococcus）和海杆菌属（Marinobacter）。12株菌株通过基因筛选检测到PKSI编码基因,其中6株菌株具有抑菌活性和PKSI编码基因,并分属于芽孢杆菌属和交替单胞菌属;PKSI氨基酸序列同源性分析推测菌株DHD-15和DHD-a可能产生新的I型聚酮合酶结构。菌株DHD-15和DHD-L生长温度范围为15-40℃,可耐受10% NaCl高盐以及pH 3和pH 11的酸碱条件,但不耐高温;菌株DHD-15产生的抑菌物质可耐受100℃和pH 11的高温碱性条件,在50℃、pH 9条件下制备和室温保藏条件下抑菌活性较高,其稳定性较好。[结论] 南海东海岛沉积物筛选的细菌种具有抑菌活性,具有产聚酮类活性物质的潜力。     

红曲霉繁殖相关brlM基因鉴定及功能分析

brlA作为曲霉分生孢子形成的中心调控路径中最上游的转录因子,能够诱导下游特异基因的表达调控分生孢子的产生,brlA缺失将导致曲霉无法产生分生孢子,同时生长代谢发生改变,但对不同菌种的影响有显著差异。【目的】探究brlA同源基因brlM在红曲霉中的基因功能,探索红曲霉繁殖调控机制。【方法】从紫色红曲霉Mp-21菌株中克隆了brlA同源基因brlM。利用同源重组原理,用农杆菌介导转化法构建了brlM基因缺失突变株(△brlM),分析△brlM和野生菌株Mp-21在菌落表型、显微结构、生长速率和次生代谢产物等方面的差异,明确brlM基因在红曲霉中的主要功能。【结果】在形态水平上,brlM基因缺失菌株导致菌丝生长更加旺盛,赋予菌落更加蓬松的表型;显微观察发现△brlM失去了有性繁殖产生闭囊壳的能力,但却提升了无性繁殖产生分生孢子的能力;同时代谢产物红曲色素、莫纳可林K和桔霉素产量显著下降。【结论】红曲霉brlM基因的功能与曲霉属中的brlA并不相同,brlM基因在红曲霉有性繁殖中的作用不可替代。本研究的结果对进一步探索丝状真菌繁殖调控机制提供了新的思路。     

禾谷镰刀菌拮抗菌21-6的鉴定及其抑菌活性测定

【背景】禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）是一种危害小麦生产的重要病原真菌。【目的】筛选对禾谷镰刀菌具有拮抗活性的链霉菌菌株,为该病原的生物防治提供理论基础。【方法】采用稀释涂布法分离链霉菌,利用平板对峙法筛选高活性拮抗菌株;通过形态学、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析确定其分类地位;采用生长速率法分析其发酵条件及无菌发酵液的稳定性;并测定该菌株的防病效果和抑菌谱。【结果】筛选到一株对禾谷镰刀菌具有较强抑制作用的链霉菌菌株21-6,抑菌率为75.2%±2.1%。根据形态学、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析,将其鉴定为Streptomyces stelliscabiei。菌株21-6在pH为中性条件下的PDB培养基中培养5 d能够产生更好的抑菌效果。无菌发酵液能够抑制禾谷镰刀菌的菌丝生长和孢子萌发过程。无菌发酵液不受高温、胃蛋白酶、胰蛋白酶及蛋白酶K的影响,耐酸但对碱性条件敏感。发酵液对禾谷镰刀菌侵染小麦胚芽鞘具有抑制效果。菌株21-6具有聚酮合酶pks-Ⅰ和pks-Ⅱ基因。此外,该菌株对5种植物病原真菌均具有抑制效果。【结论】链霉菌菌株21-6对禾谷镰刀菌具有较好的生防潜力。     

一株抗茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的淀粉酶产色链霉菌的分离、鉴定及生防潜能

【背景】放线菌是一类重要的生防菌,具有强大的代谢活性,能产生抗生素、酶、酶抑制剂和激素等天然产物抑制病原物生长。【目的】从茶树根际分离得到放线菌,研究候选放线菌对茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的抑菌活性及其生防潜能。【方法】分别以茶炭疽病致病菌Colletotrichum camelliae和魔芋茎腐病致病菌Fusarium solani为指示菌,采用土壤稀释涂布法、平板对峙法和菌丝生长速率法,从茶树根际土壤中分离、筛选拮抗放线菌,并根据菌株的形态特征、生理生化特性和系统发育分析结果对其进行分类鉴定,并开展候选放线菌的产促生相关物质和分泌细胞壁水解酶能力的定性检测试验。【结果】共分离得到14株拮抗放线菌,菌株A-dyzsc04-2的拮抗效果最强,被鉴定为淀粉酶产色链霉菌（Streptomyces diastatochromogenes）。该菌株的活菌体对C. camelliae和F. solani的抑制率分别为66.71%±1.23%和71.59%±2.46%,其无菌发酵滤液对2种指示菌的抑菌率均大于90%;此外,菌株A-dyzsc04-2还具有产嗜铁素和葡聚糖酶以及溶解无机磷的能力。【结论】菌株A-dyzsc04-2是一株优良的生防菌,具有较高的开发利用价值,研究结果为菌株A-dyzsc04-2防治茶炭疽病和魔芋茎腐病提供了理论支撑。     

新一代糖化酶高产菌株的选育及其工业应用

【目的】建立对糖化酶生产菌种黑曲霉随机突变文库进行筛选的方法,以获得糖化酶酶活提高的突变菌株。【方法】以一株可产糖化酶的黑曲霉菌株Aspergillus niger X1为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变获得突变文库,采用葡萄糖的结构类似物——2-脱氧葡萄糖进行筛选,并在筛选过程中逐渐提高2-脱氧葡萄糖浓度,定向选育具有2-脱氧葡萄糖抗性、高产糖化酶的突变株。【结果】获得的高产突变菌株DG36摇瓶发酵糖化酶产量比出发菌株A.niger X1提高22.2%–33.8%,经工业水平50 m~3罐发酵测试,突变株DG36发酵128 h糖化酶活可达49094 U/m L,在相同发酵时间内,其酶活较出发菌株A.niger X1提高32.8%,发酵时间缩短16.9%。【结论】本研究开发了一种以2-脱氧葡萄糖为抗性标记选育高产糖化酶突变株的方法,所得突变株DG36遗传性状稳定,与出发菌相比具有菌丝粗壮、产酶期提前、糖化酶活高、发酵时间短、有利于发酵后处理的优点。     

辣椒疫霉RXLR型效应子PcAvh2的序列多态性、基因转录特征及功能

【目的】分析辣椒疫霉中RXLR型效应子PcAvh2的序列多态性,研究该效应子在辣椒疫霉生长发育和侵染阶段的转录特征及其生物学功能。【方法】本研究通过高保真扩增,分析2个烟草疫霉、1个恶疫霉和31个辣椒疫霉菌株的PcAvh2序列;提取辣椒疫霉菌丝、游动孢子囊、游动孢子、萌发休止孢和7个侵染时间点(1.5、3、6、12、24、36、72 h)的本氏烟根部总RNA,利用RT-qPCR分析PcAvh2的转录表达水平;利用PVX瞬时表达系统,分析PcAvh2是否抑制6种效应子(BAX、INF1、PsojNIP、PsCRN63、PsAvh241、R3a/Avr3a)激发的植物免疫反应;利用CaCl_2-PEG介导的原生质体稳定转化技术,沉默PcAvh2基因,分析辣椒疫霉致病力的变化。【结果】PcAvh2为典型的RXLR效应子,在辣椒疫霉群体中该效应子具有10个等位基因,而且烟草疫霉和恶疫霉中也存在该效应子。该基因在辣椒疫霉的侵染阶段上调表达,它能够抑制6种效应子激发的植物免疫反应,进一步研究发现基因沉默导致辣椒疫霉的致病力显著下降。【结论】RXLR型效应子PcAvh2是辣椒疫霉中一个重要的侵染致病因子。     

一株嗜酸硫杆菌M4-422-6的分离及其全基因组测序和比较基因组学分析

【目的】开展具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus)的分离及其比较基因组学分析,不仅可以丰富硫氧化细菌菌种资源,而且有助于加深理解嗜酸硫杆菌的分子进化与生态适应机制。【方法】利用以硫代硫酸钠为唯一能源的培养基分离具有硫氧化能力的细菌;利用Illumina HiSeq X和Oxford Nanopore测序平台对一株嗜酸硫杆菌M4-422-6进行全基因组测序;利用相关生物信息学分析软件对原始数据进行组装和基因组注释,并与一株亲缘关系最近的菌株Igneacidithiobacillus copahuensis VAN18-1进行比较基因组学分析。【结果】分离获得一株具有硫氧化能力的嗜酸硫杆菌M4-422-6。基因组注释结果显示,菌株M4-422-6基因组由1个染色体和2个质粒组成,基因组大小为2 917 823 bp,G+C含量为58.54%,共编码2 925个蛋白。16S rRNA基因和基因组系统发育树显示,菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种。功能基因注释结果显示,菌株Acidithiobacillus sp. M4-422-6拥有与菌株特性相关的众多基因,包括硫氧化相关基因、CO₂固定相关基因和耐酸相关基因。比较基因组学分析发现,虽然菌株M4-422-6与VAN18-1的亲缘关系最近,但两者仍拥有众多的差异基因,主要包括噬菌体抗性相关基因和移动元件编码基因。【结论】菌株M4-422-6代表嗜酸硫杆菌属的一个潜在新种,该菌株具有同种内菌株所不具有的特有基因,并据此推测嗜酸硫杆菌种内分化可归因于对特定生态位的适应。     

拮抗植物病原真菌链霉菌菌株ZH-356的鉴定及其生防评价

[目的]对实验室分离到的菌株ZH-356进行鉴定并评价其对植物病原真菌的生物防治效果,为研发针对植物真菌病害的生防菌剂提供理论指导。[方法]通过平板对峙法确定菌株ZH-356抗菌谱,并通过16S rRNA基因序列分析确定其种属,利用离体枝条的苹果树腐烂病菌感染预防试验和患腐烂病苹果树的防治试验评价其生防效果。[结果]菌株ZH-356鉴定为链霉菌属,与直丝紫链霉菌(Streptomyces rectiviolaceus)相似性最高,为99.71%。抗菌谱试验表明,菌株ZH-356对苹果树腐烂病菌、小麦赤霉病菌、小麦根腐病菌和番茄早疫病菌等多种植物病原真菌均具有较强的抑制作用,这种抑制作用可导致苹果树腐烂病菌菌丝变粗、交叉扭曲、分支变少且容易断裂。此外,ZH-356产生的抑菌活性物质对温度和酸碱度具有高度稳定性,并且该活性物质只存在于其胞内,只有当ZH-356遇到植物病原真菌时才会被分泌出来以抑制它们的生长。在离体枝条的苹果树腐烂病菌感染预防试验中,ZH-356对苹果树腐烂病防效可达94%以上,而在患腐烂病苹果树的防治试验中,ZH-356菌制剂对苹果树腐烂病的防效高达100%。[结论]链霉菌ZH-356抑菌谱广,对多种植物病原真菌均具有良好的拮抗活性,可作为防治植物真菌病害的生防菌株,为基于ZH-356菌株的生防菌剂的开发和防治苹果树腐烂病等植物真菌病害奠定了基础。     

青枯雷尔氏菌胞外多糖合成缺失突变株构建及其生物学特性

【目的】由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的植物青枯病是一种毁灭性土传病害。胞外多糖(extracellular polysaccharides,EPS)是青枯雷尔氏菌关键的致病因子之一。通过构建胞外多糖缺失突变株,研究胞外多糖在青枯病致病中的作用。【方法】从青枯雷尔氏菌FJAT-91的基因组中克隆出胞外多糖合成结构基因epsD同源臂,克隆至自杀性质粒p K18mobsacB,再将庆大霉素抗性基因(Gm)插入同源臂中间,获得重组质粒p K18-epsD。将重组质粒转化至青枯雷尔氏菌FJAT-91感受态细胞中,通过同源重组敲除epsD基因,获得EPS合成缺失的突变株FJAT-91Δeps 。研究突变株与野生菌株在菌落形态、胞外多糖合成、运动能力、定殖能力的差异性。【结果】突变菌株FJAT-91ΔepsD与出发菌株FJAT-91相比:胞外多糖产量显著减少,生长较慢;泳动能力(swimming motility)和群集运动能力(swarming motility)显著降低;在番茄苗根部和茎部的定殖能力显著降低;弱化指数(AI)为0.905,鉴定为无致病力菌株。【结论】胞外多糖在青枯雷尔氏菌的致病中起着关键的作用,本课题研究成果为开发植物疫苗提供了优良的材料与研究基础。     

AsSlt2基因对茄链格孢细胞壁完整性的调控

【背景】由茄链格孢(Alternaria solani)引起的马铃薯早疫病被普遍认为是马铃薯生产上的第二大叶部病害,在马铃薯各产区普遍发生,给马铃薯生产造成了巨大的经济损失。【目的】明确AsSlt2基因对茄链格孢细胞壁完整性的影响。【方法】在含有刚果红、细胞壁降解酶和十二烷基硫酸钠(sodiumdodecylsulfate,SDS)等细胞壁胁迫的培养基上观察ΔAsSlt2缺失突变株的生长情况,计算相对生长抑制率;通过实时荧光定量PCR (RT-qPCR)方法检测ΔAsSlt2菌株中细胞壁合成相关基因的表达情况;进一步检测ΔAsSlt2细胞壁中几丁质的含量及胞外酶活性。【结果】ΔAsSlt2缺失突变株对SDS、刚果红、细胞壁降解酶等细胞壁胁迫的敏感性增强,在加入细胞壁降解酶后突变株原生质体释放量显著增多;ΔAsSlt2对外源氧胁迫更敏感,突变株胞外过氧化物酶和漆酶活性均显著降低;进一步研究发现,ΔAsSlt2细胞壁中几丁质含量减少,几丁质合成相关基因与漆酶合成相关基因的表达量均明显降低。【结论】AsSlt2基因在茄链格孢细胞壁的完整性及抵御外界胁迫方面发挥重要作用。     

luxS基因缺失对禽致病性大肠杆菌O1、O2和O78三种血清型分离株的生物学特性影响

【目的】LuxS/AI-2型密度群体感应系统产生的自诱导信号分子AI-2(AI-2的产生需要luxS基因编码的Lux S蛋白参与)参与对细菌众多生理功能的调控。探讨luxS对不同血清型禽致病性大肠杆菌(Avian Pathogenicity Escherichia coli,APEC)生物学特性的影响。【方法】本研究以APEC优势血清型APECO_1(O_1血清型)、DE17(O_2血清型)、E940(O_(78)血清型)及其相应luxS缺失株为研究对象,对野生株和缺失株的生长特性、生物被膜形成、rdar(red,dry and rough)形态、运动性和耐药性等特性进行分析。【结果】luxS基因的缺失不影响APEC生长特性,但导致APEC不能产生AI-2;此外,luxS基因的缺失显著降低APECO_1和E940的生物被膜形成(P0.05),而DE17的生物被膜形成无显著变化。对各菌株的rdar形态和运动性检测结果表明,luxS基因的缺失改变了APECO_1的rdar形态,对DE17和E940并无影响;显著降低了APECO_1和DE17运动能力,对E940并无影响。荧光定量PCR检测结果表明,luxS基因的缺失显著降低APECO_1、DE17和E940与细菌运动性相关的鞭毛基因fli G和fli I的转录水平(P0.05)。此外,对各菌株的耐药性检测结果表明,luxS基因缺失导致APECO_1对头孢吡肟和丁胺卡那由耐药变为高敏,同时对氯霉素与E940相同由高敏变为耐药,但对DE17的耐药性无显著改变。【结论】luxS对APEC的生物学特性具有重要的调控作用,且这种调控具有菌株特异性。     

野油菜黄单胞菌中3-羟基脂酰ACP脱水酶Fab Z的生理功能

【背景】野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv. campestris, Xcc)引起十字花科植物黑腐病,在全球范围内造成经济损失,亟须深入研究其致病机理,开发新的黑腐病防控措施。细菌脂肪酸合成系统不仅为细胞膜合成提供原料,其中间代谢产物还是许多生物活性分子合成的底物,具有重要的生理功能,也是抗菌药物筛选的重要靶标。【目的】研究XccfabZ对扩散信号分子(diffusible signal factor, DSF)类信号产量、致病力、胞外酶、胞外多糖和运动性等方面的影响。【方法】利用报告菌株检测法分析了不同替换突变株的DSF类群体感应信号产量。利用同源重组原理,在DSF类信号高产菌株中获得替换突变株,利用高效液相色谱(highperformanceliquid chromatography, HPLC)法测定DSF类信号产量。利用剪叶法检测替换突变株对寄主植物甘蓝的致病力,并分析了不同菌株的胞外多糖、胞外酶和运动性差异。【结果】报告菌株检测法和HPLC法都证明大肠杆菌fabZ替换突变株(XccΔfabZ/pSRK-EcfabZ)中DSF类信号产量显著下降。...     

地毯草黄单胞菌双组分系统VgrS-VgrR基因敲除及表型筛选

【目的】研究地毯草黄单胞菌双组分系统VgrS-VgrR与致病性的关系,为木薯细菌性病害的高效防控提供分子生物学证据。【方法】采用同源重组方法构建vgrS和vgrR的插入失活突变体,用可移动的cosmid载体p HM1构建互补菌株。检测突变体的致病性、细菌游动性、胞外酶、胞外多糖的变化,观察细菌对H_2O_2和金属离子胁迫的反应。【结果】相比野生型菌株,vgrS和vgrR突变体接种寄主植物木薯后致病力显著降低,突变体的游动性减少、蛋白酶活性减弱、H_2O_2耐受性降低,在高浓度金属离子Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺的胁迫条件下菌体生长显著减弱。然而,vgrS和vgrR突变体的胞外多糖含量显著升高,分别是野生型的2.14和1.89倍。【结论】阐明了VgrS-VgrR系统在细菌致病过程中发挥的重要作用,为鉴定VgrS-VgrR调控机制提供线索,为药物筛选提供靶向目标。