1株土壤放线菌的分类鉴定及其抗菌活性的研究

对从土壤微生物中筛选到的放线菌菌株1356进行分类学和抗菌活性的研究。采用多相分类法,对菌株的形态特征、培养特征、生理生化特性及16 SrRNA基因序列进行了研究。结果表明:该菌株的形态特征、培养特征、生理生化特性为链霉菌属的特征;16S rDNA序列分析及系统进化树分析表明其序列与灰色产色链霉菌的同源性最高;该菌株的发酵产物对番茄叶霉、白色念珠菌、小麦根腐菌等17种真菌均有不同程度的抑制作用。放线菌1356菌株具有广谱抗真菌活性而对细菌无作用;初步确定其为链霉菌属灰色产色链霉菌的一个亚种。     

链霉菌6803菌株对植物的化感作用

链霉菌属是绝大多数已知抗生素和一些重要活性物质的产生菌,它对高等植物是否具有化感作用尚缺乏研究. 从土壤中分离获得7个放线菌菌株,研究其对植物幼苗生长的抑制作用.结果表明： 链霉菌6803菌株在固体和液体发酵培养时均强烈抑制油菜根和稗草根的生长, 其液体发酵液的5倍稀释液对油菜和稗草苗生长的抑制分别达到60.7%和61.3%. 常规形态与生理生化试验表明,该菌株属于链霉菌属金色类群; 16S rRNA基因序列分析表明,该菌株为沙场链霉菌,基因序列相似性达到99.28%. 此菌株经过80～100 s紫外线照射筛选出的正突变菌株UV8024和UV100-2的10倍稀释发酵液对油菜幼苗生长的抑制作用比原始菌株分别提高了37.5%和38.1%, 经过1%硫酸二乙酯诱变50 min筛选出的正突变菌株D507的10倍稀释发酵液对油菜幼苗生长的抑制作用比原始菌株提高了29.8%. 链霉菌6803菌株对高等植物具有化感作用, 并可通过诱变育种提高其化感潜力.     

链霉菌6803菌株对植物的化感作用

链霉菌属是绝大多数已知抗生素和一些重要活性物质的产生菌,它对高等植物是否具有化感作用尚缺乏研究.从土壤中分离获得7个放线菌菌株,研究其对植物幼苗生长的抑制作用.结果表明:链霉菌6803菌株在固体和液体发酵培养时均强烈抑制油菜根和稗草根的生长,其液体发酵液的5倍稀释液对油菜和稗草苗生长的抑制分别达到60.7％和61.3％.常规形态与生理生化试验表明,该菌株属于链霉菌属金色类群;16S rRNA基因序列分析表明,该菌株为沙场链霉菌,基因序列相似性达到99.28％.此菌株经过80 ～ 100 s紫外线照射筛选出的正突变菌株UV8024和UV100-2的10倍稀释发酵液对油菜幼苗生长的抑制作用比原始菌株分别提高了37.5％和38.1％,经过1％硫酸二乙酯诱变50 min筛选出的正突变菌株D507的10倍稀释发酵液对油菜幼苗生长的抑制作用比原始菌株提高了29.8％.链霉菌6803菌株对高等植物具有化感作用,并可通过诱变育种提高其化感潜力.     

中华婪步甲共生放线菌的抗菌活性筛选及菌株BJ37的初步鉴定

利用平板分离法从中华婪步甲(Harpalus sinicus)中分离得到56株共生放线菌。其中菌株BJ37具有较好的抗菌活性,其发酵液对枯草芽胞杆菌和白色念珠菌的抑菌圈直径均大于30.0 mm。进一步研究BJ37发酵液不同极性溶剂萃取物的抗菌活性,结果表明在中等极性部位存在活性物质。通过形态学特征和分子生物学分析确定该菌株相似菌株为委内瑞拉链霉菌(Streptomyces venezuelae)。菌株BJ37作为微生物杀菌剂潜在产生菌值得进一步研究。     

连作花生田根际土壤优势微生物的分离和鉴定

【目的】从不同连作年限的花生田根际土壤中分离优势微生物并进行鉴定,为研究花生连作后优势微生物的变化奠定基础。【方法】采用土壤稀释分离法从不同连作年限花生根际土壤中分离优势细菌、真菌和放线菌,结合菌株形态特征、培养性状、生理生化特征及16S rDNA序列分析对细菌、放线菌进行鉴定,通过形态特征、培养特征和分子鉴定方法对优势真菌进行鉴定。【结果】从连作花生田根际土壤中分离鉴定出7种优势细菌、7种优势真菌和7种优势放线菌。7种优势细菌分别为Leifsonia xyli、氯酚节杆菌(Arthrobacterchlorophenolicus)、黄色微杆菌(Microbacterium flavescens)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)、巴斯德菌属(Pasteurella sp.)、简单芽孢杆菌(Bacillus simplex)和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。7种优势真菌分别为枝状枝孢菌(Cladosporium cladosporioides)、产紫青霉(Penicillium purpurogenum)、哈茨木霉有性型(Hypocrea lixii)、Exophiala pisciphila、微紫青霉(Penicillium janthinellum)、曲霉(Aspergillus sp.)和大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)。7种优势放线菌分别为紫红链霉菌(Streptomyces violaceoruber)、华丽黄链霉菌(Streptomyces flaveus)、Streptomyces panaciterrae、不产色链霉菌(Streptomyces achromogenes)、假浅灰链霉菌(Streptomyces pseudogriseolus)、纤维素链霉菌(Streptomyces cellulosae)和金色链霉菌(Streptomyces aureus)。【结论】本研究是第一次系统的从连作花生根际土中分离鉴定优势微生物,种植花生后根际土壤中优势微生物的种类发生了明显变化,但变化没有规律。     

利用分子生物学技术提高微生物有机溶剂耐受性的研究进展

耐有机溶剂微生物是一类能够在较高浓度有机溶剂中存活或者生长的微生物,其在非水相生物催化等领域表现出巨大的应用优势。与自然筛选、长期驯化和传统诱变等方法相比,利用分子生物学技术获得微生物有机溶剂耐受菌株是一种更为理性且高效的手段。主要综述了近年来利用分子生物学技术对耐性相关功能基因和转录因子进行改造,提高微生物有机溶剂耐受性的研究进展,并展望了有机溶剂耐受菌株的应用前景。     

珠穆朗玛峰北坡可培养石生细菌多样性及抗紫外辐射能力

【背景】珠穆朗玛峰地区具有寒冷低温、强辐射等极端环境条件,珠穆朗玛峰北坡石生微生物研究未见报道。【目的】针对珠穆朗玛峰北坡石生微生物开展研究,阐明珠穆朗玛峰北坡石生生境中可培养细菌多样性,开发珠穆朗玛峰北坡抗紫外辐射菌株资源。【方法】通过可培养法、16S rRNA基因序列分析方法以及紫外辐射筛选对珠穆朗玛峰北坡可培养石生细菌多样性以及抗紫外辐射能力进行研究。【结果】从珠穆朗玛峰北坡石生生境中共分离获得52株石生细菌,归类为放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),其中放线菌门和变形菌门为优势菌门,鞘脂单胞菌属、节杆菌属、链霉菌属为优势菌属,有2株菌为潜在新种。从已分离鉴定菌株中筛选出了2株抗紫外辐射能力较高的菌株,分别是芽孢杆菌属菌株ZFBP4009和链霉菌属菌株ZFBP1009。【结论】珠穆朗玛峰北坡石生环境蕴含多样性丰富的石生细菌,所分离菌株抗紫外辐射能力突出,为揭示相关极端环境下微生物的分布特征及极端环境微生物资源开发提供了数据支持及菌株资源。     

小花老鼠簕可培养细菌多样性及其生物学活性研究

小花老鼠簕(Acanthus ebracteatus)是一种生长在红树生态系统的珍稀真红树植物,具有较高的药用价值。为研究小花老鼠簕内生及根际可培养细菌多样性,挖掘其潜在新物种及具有特殊生物学活性的菌株,该文利用7种不同培养基,通过传统稀释涂布法对小花老鼠簕各植物组织及根际土壤可培养细菌进行分离,基于16S rRNA基因序列解析其内生及根际细菌群落结构和多样性特征,应用植物病原菌平板对峙实验和平铺捕食活性测试分析其可培养细菌的抗菌活性。结果表明：(1)基于16S rRNA基因序列分析,发现从小花老鼠簕的根、茎、叶、花及根际土壤中分离得到144株可培养细菌,这些细菌隶属于18目26科37属66种,芽孢杆菌属(Bacillus)和链霉菌属(Streptomyces)为优势菌属,分别占细菌种数的15.1%和13.6%;(2)拮抗多种植物病原菌试验结果显示,获得29株具有拮抗植物病原菌活性的细菌,10株具有广谱抑菌活性,其中链霉菌属菌株拮抗作用最强且菌株Y129为潜在新物种。(3)捕食活性测试结果显示,有5株细菌对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、耐甲氧西林金黄色葡...     

来自西双版纳3种有毒植物的免培养与纯培养放线菌多样性及生物活性

【背景】由于土壤放线菌中获得新化合物日益困难,抗生素滥用使致病菌耐药性不断增加,人们转向研究植物内生放线菌以期发现新化合物。【目的】探究西双版纳热带雨林有毒植物内生放线菌的多样性,为开发新药提供具有潜在生物活性的菌株。【方法】通过Illumina Hi Seq高通量测序和纯培养方法分析箭毒木、八角枫、马缨丹3种有毒植物的内生放线菌群落结构组成,利用纸片扩散法筛选抑菌活性,通过PCR扩增检测7类化合物合成基因。【结果】高通量测序的多样性分析和群落结构分析得出:3种有毒植物在门分类水平检测出古菌域的2个门、细菌域的18个门和暂定的Rsa HF231、WD272门;在属分类水平检测出30个属的放线菌,八角枫和马缨丹的微生物群落结构比箭毒木更丰富。纯培养分离获得11个属34株菌,分离自箭毒木的菌株比八角枫和马缨丹的菌株更多,而且大多数高通量检测出的菌种不能通过纯培养获得。抑菌活性检测结果显示:抗菌活性作用明显的菌株以链霉菌属为主。链霉菌属的NRPS和PKS基因的检出率明显高于其他化合物合成基因。【结论】有毒植物内生放线菌多样性非常丰富。有毒植物内生放线菌具有合成次生代谢产物的潜力,可以为生物农药及抗生素开发提供丰富的菌种资源。     

一株分离于酸性矿坑水的异养菌的特性与分子鉴定

采用平板划线分离法,从江西某铜矿酸性矿坑水中分离出一株极端嗜酸、又能耐受中度碱性条件的异养微生物,命名为HJM菌株。该菌株能在pH1.5~10.0的范围内生长。形态学以及18SrDNA和26S rDNAD1/D2区序列分析表明,HJM菌株属于P.guilliermondii这个种。金属抗性试验表明,该菌株对重金属铜离子的抗性可高达45mmol/L,因此,它的分离为研究极端环境中微生物的抗铜机制提供了材料。     

A comparison of the traditional method of counting viable cells and a quick microplate method for monitoring the growth characteristics of Listeria monocytogenes

AIMS: To determine: (i) the growth parameters (specific growth rate, lag time, asymptotic amount of growth, generation time and time for maximum growth rate) of Listeria monocytogenes in different broths by standard cultivation methods and (ii) whether a microplate method in conjunction with a standard nondedicated plate reader could be adapted to routine assay. METHODS AND RESULTS: Growth curves were determined from cell numbers in a standard tube method at 2 h intervals by serial dilution and plating, and in a microplate method by absorbance measurements. Growth curves were fitted with a modified Gompertz function. CONCLUSIONS: The microplate method was similar to the standard cultivation methods in accuracy, required less chemical reagents, and considerably reduced the time required for analyses. This work also illustrates that growth characteristics of bacteria are not necessarily constant, and depend on the methodology used. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: It is not the intended purpose of this paper to present all the data for the media tested but instead to illustrate the success of the microplate method for studying growth kinetics compared to a standard cultivation method and system precision. The method will be of considerable benefit to laboratories unable to afford dedicated workstations.     

基于ARTP诱变和高通量筛选的绿针假单胞菌GP72育种方法

【目的】绿针假单胞菌GP72是一种植物根围促生细菌,其分泌的次级代谢产物2-羟基-吩嗪(2-OH-PHZ)具有广谱抗真菌活性,但其产量较低,不能满足农业生产的应用需求,因此需对GP72进行改造,从而提高产量。【方法】从GP72的野生株出发,首次将2-OH-PHZ合成途径的限制性因子Phz O用绿色荧光蛋白(GFP)替换,以一种新型的常压室温等离子体技术(Atmospheric and room temperature plasma,ARTP)进行诱变,通过酶标仪测定96孔板中突变株的荧光强度进行高通量筛选;最后将荧光强度高的菌株中绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)替换为Phz O以获得2-OH-PHZ高产突变株。【结果】经过五轮诱变后,获得一株荧光强度增加1.62倍的突变株,用phz O基因回替后,该突变株在KB培养基中摇瓶培养时2-OH-PHZ的产量为野生型的4.62倍。【结论】基于安全、高效ARTP诱变技术,并以GFP替换限制性因子作为标记进行高通量筛选,可以快速获得高产2-OH-PHZ的GP72突变株,克服了传统诱变育种方法筛选难度大、费时费力的不足,为其它微生物的育种提供了参考。     

一种测定蛹虫草中虫草酸含量的酶标仪微量反应方法

研究和建立一种基于酶标仪-96孔板高通量测定虫草酸含量的检测方法,并对该方法进行性能评价。以酶标仪为检测仪器,在96孔板内按照设定反应条件微量加入样品和试剂进行显色反应,利用酶标仪测定吸光度值并计算虫草酸含量。通过检测精密度、重复性、回收率,并与分光光度计法进行比较,综合评价该方法的准确度、精确度。结果表明,测定数据具有较高的精密度（样品CM1的RSD值0.829%;样品CM2的RSD值1.772%)、重复性（标准样品B40的RSD值2.061%;样品CM2 的RSD值1.599%)、回收率（平均回收率99.24%,RSD值3.666%）,测定结果与分光光度法检测结果无显著差异(P>0.05)。结果表明,酶标仪微量法测定准确、重复性好,并可大大减少样品和试剂的用量,该方法方便、快捷、高效,可以替代分光光度法用于虫草酸含量的测定。     

人源双歧杆菌的分离纯化及鉴定

利用改良的乳酸细菌（MRS）培养基从健康人群的粪便中进行双歧杆菌的分离筛选。结果表明：在添加有5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-Gal）的MRS培养基上双歧杆菌的菌落呈典型的乳白色并带有蓝色,其他菌株的菌落呈白色或深蓝色。实验共分离出10株疑似菌株,经生理生化试验和Biolog自动微生物分析系统鉴定,结果发现其中4株为双歧杆菌,这4株菌中有3株为两歧双歧杆菌,1株为长双歧杆菌。和传统MBS培养基相比较,改良MRS培养基能显著提高筛选效率。     

Genome shuffling to improve thermotolerance,ethanol tolerance and ethanol productivity of <Emphasis Type="Italic">Saccharomyces cerevisiae</Emphasis>

Genome shuffling is a powerful strategy for rapid engineering of microbial strains for desirable industrial phenotypes. Here we improved the thermotolerance and ethanol tolerance of an industrial yeast strain SM-3 by genome shuffling while simultaneously enhancing the ethanol productivity. The starting population was generated by protoplast ultraviolet irradiation and then subjected for the recursive protoplast fusion. The positive colonies from the library, created by fusing the inactivated protoplasts were screened for growth at 35, 40, 45, 50 and 55°C on YPD-agar plates containing different concentrations of ethanol. Characterization of all mutants and wild-type strain in the shake-flask indicated the compatibility of three phenotypes of thermotolerance, ethanol tolerance and ethanol yields enhancement. After three rounds of genome shuffling, the best performing strain, F34, which could grow on plate cultures up to 55°C, was obtained. It was found capable of completely utilizing 20% (w/v) glucose at 45–48°C, producing 9.95% (w/v) ethanol, and tolerating 25% (v/v) ethanol stress.     

高产洛蒙真菌素洛蒙德链霉菌高通量筛选方法的建立与复合育种

[背景]洛蒙德链霉菌S015能生物合成具有广谱抗菌活性的吩嗪类化合物洛蒙真菌素。[目的]因S015菌株的洛蒙真菌素产量较低,将S015菌株经复合诱变育种和基因工程改造,提高洛蒙真菌素产量。[方法]建立洛蒙真菌素产生菌的高通量筛选方法,对出发菌株S0 15进行常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)技术和紫外复合诱变,筛选得到高产菌株;并在高产菌株上敲除洛蒙真菌素的前体分支酸竟争途径中的关键基因trpE1、trpE2,再过表达全局调控基因afsR。[结果]利用洛蒙真菌素在紫外波长375 nm处的特征吸收峰,以及洛蒙真菌素浓度和375 nm处吸光度值的正相关关系,建立了基于24孔深孔板发酵和酶标仪快速检测的高通量筛选方法。经过6轮ARTP和紫外复合诱变及高通量筛选,从4 320株突变株中筛选得到遗传稳定的高产菌株M6,其洛蒙真菌素的产量为61.33 mg/L,是S015菌株的7.35倍;M6菌株的分支途径基因trpE1、trpE2双敲株的洛蒙真菌素产量为81.89 mg/L,是S015菌株的9.82倍;在该基因工程菌株中过表达全局调控基因afsR,产量为109.53 mg/L,是S015菌株的13.13倍。[结论]建立的高通量筛选方法可以有效筛选高产洛蒙真菌素的突变株,并且操作简单快速。通过ARTP和紫外复合诱变,结合高产株M6的基因工程改造,能进一步提升洛蒙真菌素的产量。     

沙棘根瘤内生细菌中抑菌促生菌株的筛选和鉴定

【背景】植物内生细菌可产生具有抑菌和促生活性的物质,既能抑制植物病原菌对寄主植物的侵染,也能促进植物的生长。沙棘根瘤内生细菌是根瘤内除共生固氮的弗兰克氏菌外,与沙棘共生的一大类微生物。研究具有抑菌和促生活性的植物内生菌,可为微生物菌肥的研究提供理论基础。【目的】筛选具有优良抑菌和促生活性的沙棘根瘤内生细菌,初步研究其抑菌和促生活性,并对菌株进行鉴定。【方法】采用双层琼脂法、琼脂扩散法、双层平板对峙法、牛津杯法进行沙棘根瘤拮抗性内生细菌的筛选。选取抑菌活性较高的内生细菌,分别采用Salkowski比色法、ChromeAzurolS(CAS)平板检测法和钼锑抗比色法进行产吲哚乙酸、铁载体及溶磷能力的测定。采用发酵液灌根法测定沙棘根瘤内生细菌SR308对黄瓜促生作用的盆栽效果。通过形态和培养特征、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析法对菌株TT201和SR308进行鉴定。【结果】从131株沙棘根瘤内生细菌中筛选出9株具有较强抑菌活性的内生细菌,其中菌株TT201抑菌性最佳、抑菌谱广;菌株SR308的促生活性最好,其发酵液对黄瓜的生长具有较强的促进作用。对具有较强抑菌和促生活性的菌株TT201和SR308进行鉴定的结果表明,菌株TT201为侧孢短芽孢杆菌(Brevibacilluslaterosporus),菌株SR308为蕈状芽孢杆菌(Bacillusmycoides)。【结论】获得2株具有优良抑菌和促生活性的沙棘根瘤内生细菌,为进一步开发微生物农药及菌肥提供了资源。     

A microplate spectrofluorometric assay for bacterial biofilms

A spectrofluorometric assay was developed for quantification of bacterial biofilms grown on a microtiter plate. The method involved staining biofilms formed by gram-negative and gram-positive bacteria with wheat germ agglutinin-Alexa Fluor 488 conjugate, which selectively binds to N-acetylglucosamine residues in biofilms. The fluorescence of stained biofilms was measured with a fluorescent plate reader. This method was compared with a widely used microplate colorimetric assay involving crystal violet staining of biofilms formed by both gram-negative and gram-positive bacteria. A strong linear association existed between the two methods (r ²=0.99/0.94). Being more sensitive and specific as compared to colorimetric method, the spectrofluorometric assay provides a better alternative for quantification and characterization of bacterial biofilms.     

Life on Mars? The Viking labeled release experiment.

Viking radiorespirometry ("Labeled Release" [LR]) experiments conducted on surface material obtained at two sites on Mars have produced results which on Earth would clearly establish the presence of microbial activity in the soil. However, two factors on Mars keep the question open. First, the intense UV flux striking Mars has given rise to several theories postulating the production of highly oxidative compounds. Such compounds might be responsible for the observed results. Second, the molecular analysis experiment has not found organic matter in the Mars surface material, and therefore, does not support the presence of roganisms. However, sensitivity limitations of the organic analysis instrument could permit as many as one million terrestrial type bacteria to go undetected. Terrestrial experiments with UV irradiation of Mars Analog Soil did not produce Mars type LR results. Gamma irradiation of silica gel did produce positive results, but not mimicking those on Mars. The life question remains open.     

利用Tn5转座子介导突变提高大肠杆菌丁醇生产水平

目前,对于构建高产丁醇大肠杆菌工程菌株的工作,主要是对丁醇通路和相关途径的基因进行理性改造。为进一步提升菌株的丁醇生产能力,需要发掘基因组上可影响丁醇生产能力的基因,但这很难通过已有认识或计算机模型进行预测。本工作以一株实验室前期构建的产丁醇大肠杆菌工程菌株为研究对象,利用Tn5转座子构建了一个含有1 196个菌株的突变文库。丙酮酸是丁醇的前体,并且在发酵终产物中,副产物丙酮酸的含量与丁醇的含量呈反相关,因此,可以利用丙酮酸的含量来间接反映丁醇的含量,而丙酮酸可用二硝基苯肼显色法进行快速测定,基于此,建立了96孔板——酶标仪快速筛选方法。利用该方法成功筛选到了比对照菌株丁醇产量提高了29%、49%、56%的3个突变体菌株。利用反向PCR及测序的方法,确定了其转座子插入位置分别为:pyk A、tdk、cad C基因。这些基因可以作为进一步提高菌株丁醇产量的靶点,同时这种利用Tn5转座子筛选基因靶标的策略也为构建其他微生物细胞工厂提供了新思路。