适合高产铁载体细菌筛选、检测体系的改进与探析

采用pH6．8的磷酸缓冲液代替通用CAS固体检测培养基中的MM9缓冲体系,不加哌嗪二乙醇磺酸,得到颜色稳定、检测效果明显、配制方便,适合高产铁载体细菌筛选与检测的新型检测平板。根据CAS检测液连续吸收光谱比较分析结果,将CAS液体定量检测体系中的检测波长由630nm改为680nm,可以克服OD630读数偏高、易受干扰的问题,而且OD680与铁载体浓度线性关系不变,但采用OD680检测不同细菌产铁载体能力的差异更为明显,因此提高了CAS定量检测的灵敏度,更适合高产铁载体细菌筛选与检测。     

高产铁载体荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens sp-f的筛选鉴定及其铁载体特性研究

采用改进的CAS检测平板从东湖中筛选得到了一株高产铁载体细菌sp-f,并用CAS检测液定量检测其分泌铁载体量,发现其As/Ar仅0.09(OD680),Su（Siderophore Unit）为90％,达到产铁载体菌最高级。用BIOLOG检测板,结合细菌生理生化反应、形态观察和16S rDNA序列比对分析等分类鉴定方法,确定sp-f为一株荧光假单胞菌。P. fluorescens sp-f生长过程中胞外铁载体的量在对数生长前期累积达到最高后有所减少,至稳定期时菌液中铁载体量达到稳定。在已知铁载体特异吸收峰波长下,用反向高效液相色谱检测无铁环境和高铁环境下培养液上清,比较发现sp-f上清含有3种含儿茶酚胺类基团铁载体,其中包括荧光和非荧光性的脓菌素,200 μmol/L Fe²⁺可完全抑制荧光性质脓菌素的分泌,但非荧光脓菌素的分泌不受抑制,并且对非脓菌素的儿茶酚胺类铁载体的合成分泌反而具有一定的诱导作用。     

Pseudomonas mosselii E1铁载体合成相关基因cysI的克隆与功能初步分析

从棉花根际分离的铁载体产生菌E1,其16SrDNA与Pseudomonas mosselii ATCCBAA-99的同源性为100%。采用三亲本杂交方法将携带转座子Tn5-1063的质粒pRL1063a导入E1中进行转座子插入诱变。利用CAS法,从1000个突变株中,筛选到一株铁载体合成缺失突变株E1-185。利用TAIL-PCR方法,扩增位于Tn5-1063两端的侧翼序列。测序结果表明,转座子插入到E1的cysI基因内。该基因与Pseudomonas entomophila L48的cysI同源性为96%,其CysI氨基酸序列相似性为97%。该基因与半胱氨酸的合成密切相关,而在加有半胱氨酸的CAS平板上,突变株恢复了铁载体产生能力,证明cysI在E1铁载体合成过程中具有重要作用。据推测,cysI可能与铁载体合成途径中关键蛋白acyl-S-PCPs的形成有关。     

CAS平板覆盖法检测氢氧化细菌铁载体

【目的】用CAS平板覆盖法检测氢氧化细菌铁载体,解决通用CAS琼脂平板法中十六烷基三甲基溴化铵对真菌和某些细菌的生长抑制问题。【方法】将改良的CAS检测培养基覆盖在长满菌落的无铁培养基上,生长抑制问题因微生物未与十六烷基三甲基溴化铵直接接触而解决。【结果】3株氢氧化细菌SDW-5、SDW-9和AaP-13均能产生单菌落,加入CAS检测培养基1 h后,菌落周围产生明显的铁载体晕圈。【结论】本方法成功解决了生长抑制问题,可以作为检测微生物铁载体的通用方法。     

酿酒酵母表达和纯化功能性的铁载体合成蛋白PchE

[目的] 利用酿酒酵母表达系统,通过乙醇脱氢酶启动子异源表达细菌源的铁载体合成蛋白PchE,并与来源于枯草芽孢杆菌的泛酰化酶Sfp同宿主共表达,探索真核表达体系表达具有生化活性的细菌源蛋白。[方法] 从大肠杆菌BAP 1染色体上扩增sfp基因,将pchE基因及串联的pchE与sfp基因分别构建到酵母-大肠杆菌穿梭质粒pXW55中,各自转化酿酒酵母BJ5464-npgA表达,经过亲和层析和离子交换层析纯化蛋白,利用HPLC检测细菌源与酵母源表达的PchE在体外重构生化反应中的催化活性。[结果] 利用酿酒酵母表达系统可以获得高纯度的原核蛋白PchE。真菌源的泛酰化基因NpgA和细菌源的Sfp,均可泛酰化修饰PchE,合成中间产物HPT-Cys。[结论] 在酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae BJ5464-npgA表达系统中,首次证明真菌源的泛酰化基因NpgA和细菌源的Sfp,均可泛酰化修饰细菌源的非核糖体肽合酶。比较酵母和细菌宿主的目标蛋白表达,证明酵母表达的巨大蛋白PchE的纯度更高,非特异性条带减少,推测酵母宿主可能更适合表达纯化功能性的巨型蛋白质。     

高灵敏假单胞菌铁载体的平板检测方法

CAS蓝色检测平板是一种筛选、检测各类细菌铁载体的常用方法,而蔗糖-天冬酰氨培养基被用于假单胞菌产铁载体规律的研究。用天冬氨酸替代天冬酰氨,将CAS蓝色检测液与蔗糖-天冬氨酸培养基（MSA培养基）相结合,得到一种改进的MSA-CAS检测平板。通过对假单胞菌属7个种8个株进行荧光与非荧光铁载体检测方面的比较研究,结果表明MSA-CAS检测平板假单胞菌铁载体的检测灵敏度比通用CAS检测平板高,而且在检测荧光铁载体方面具有荧光背景低、荧光铁载体晕圈明显和晕圈与背景的对比度大的优点。     

高灵敏假单胞菌铁载体的平板检测方法*

CAS蓝色检测平板是一种筛选、检测各类细菌铁载体的常用方法,而蔗糖-天冬酰氨培养基被用于假单胞菌产铁载体规律的研究。用天冬氨酸替代天冬酰氨,将CAS蓝色检测液与蔗糖-天冬氨酸培养基(MSA培养基)相结合,得到一种改进的MSA-CAS检测平板。通过对假单胞菌属7个种8个株进行荧光与非荧光铁载体检测方面的比较研究,结果表明MSA-CAS检测平板假单胞菌铁载体的检测灵敏度比通用CAS检测平板高,而且在检测荧光铁载体方面具有荧光背景低、荧光铁载体晕圈明显和晕圈与背景的对比度大的优点。     

古尔班通古特沙漠苔藓结皮土壤中促生菌的分离筛选及促生特性研究

从古尔班通古特沙漠南缘苔藓结皮土壤中分离筛选植物促生菌并阐明其促生特性，对于发掘和应用功能性微生物制剂，促进植被恢复和提升荒漠固沙能力等具有积极意义。采用富集方法从苔藓生物结皮下0～20 cm土壤中分离可培养微生物。利用选择性培养基筛选具溶磷、产铁载体、分泌吲哚乙酸（IAA）特性的菌株。采用钼锑抗比色法、CAS检测法、Salkowski比色法分别测定菌株溶磷量、产生铁载体的浓度、分泌IAA的含量，并对性能优良的菌株进行分类鉴定。共筛选出促生菌31株，其中溶磷菌31株，产铁载体菌13株，分泌IAA菌28株。菌株LB5WH溶解无机磷能力最强，溶磷量为302.24 mg/L；菌株LB15产铁载体能力最强，产生铁载体的浓度 Su值（铁载体活性单位）为85.7%；菌株GA20分泌IAA活性最强，分泌量为15.46 mg/L。菌株LB5WH、LB15同时具有溶磷、产铁载体和分泌IAA活性，菌株GA20具有溶解有机磷、分泌IAA活性。菌株溶解无机磷能力要强于溶解有机磷能力，溶解无机磷菌株的溶磷量与培养液pH值之间呈显著负相关。经鉴定，菌株LB5WH属于芽胞杆菌属（Bacillus），菌株GA20属于寡养单胞菌属（Stenotrophomonas），菌株LB15属于赖氨酸芽胞杆菌属（Lysinibacillus）。这三株细菌的促生功能较多，具有进一步开发为微生物肥料的潜能。本研究为丰富荒漠区促生菌资源，进一步深入研究苔藓结皮下土壤-微生物-植物互作的生态调控机制及荒漠植物促生菌的促生机理提供菌种资源。     

基于生物信息学分析从Streptomyces albofaciens JCM 4342中发现2,3-二羟基苯甲酸酯-L-丝氨酸脱水三聚体和二聚体天然产物

[背景] 铁是细菌生长的基本元素,而三价铁在自然水环境中几乎无法溶解。细菌已经进化出产生各种铁载体的能力,以促进铁的吸收。对于链霉菌,其特有的铁载体是去铁胺,同时它们也可以产生其他结构的铁载体,如ceolichelin、白霉素、肠杆菌素（enterobactin）和griseobactin。[目的] 揭示链霉菌中铁载体生物合成基因簇（Biosynthetic Gene Clusters,BGCs）的分布特点和基因簇特征,并探索其所合成铁载体的化合物结构。[方法] 利用生物信息学工具系统地分析308个具有全基因组序列信息的链霉菌中的铁载体生物合成基因簇,并用色谱和波谱方法分离和表征肠杆菌素相关天然产物。[结果] 发现Streptomyces albofaciens JCM 4342和其他少数菌株同时含有一个缺少2,3-二羟基苯甲酸（2,3-DHB）生物合成基因的孤立的肠杆菌素生物合成基因簇和另外一个推测可合成griseobactin的基因簇。从S.albofaciens JCM 4342发酵液中鉴定出4个肠杆菌素衍生的天然产物,包括链状2,3-二羟基苯甲酸酯-l-丝氨酸（2,3-DHBS）的三聚体和二聚体以及它们的脱水产物。[结论] 2个基因簇间存在一种特别的协同生物合成机制。推测是griseobactin基因簇负责合成2,3-DHB,而孤立的肠杆菌素基因簇编码的生物合成酶可夺取该底物,进而完成上述4种肠杆菌素衍生天然产物的生物合成。     

高产铁载体荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens sp-f的筛选鉴定及其铁载体特性研究

采用改进的CAS检测平板从东湖中筛选得到了一株高产铁载体细菌sp-f,并用CAS检测液定量检测其分泌铁载体量,发现其As/Ar仅0.09(OD680),Su(Siderophore Unit)为90%,达到产铁载体菌最高级。用BIOLOG检测板,结合细菌生理生化反应、形态观察和16S rDNA序列比对分析等分类鉴定方法,确定sp-f为一株荧光假单胞菌。P.fluorescenssp-f生长过程中胞外铁载体的量在对数生长前期累积达到最高后有所减少,至稳定期时菌液中铁载体量达到稳定。在已知铁载体特异吸收峰波长下,用反向高效液相色谱检测无铁环境和高铁环境下培养液上清,比较发现sp-f上清含有3种含儿茶酚胺类基团铁载体,其中包括荧光和非荧光性的脓菌素,200μmol/L Fe2 可完全抑制荧光性质脓菌素的分泌,但非荧光脓菌素的分泌不受抑制,并且对非脓菌素的儿茶酚胺类铁载体的合成分泌反而具有一定的诱导作用。     

假单胞菌株JKD—2分泌铁载体抑制稻瘟病菌*

利用铬奥醇（CAS）分析法测定了假单胞菌（Pseudomonassp．）JKD－2分泌铁载体的特征。在无铁环境下JKD-2菌能分泌高亲和力的铁载体;在低铁条件下,铁载体的分泌量减少;在富铁环境下,则不能分泌。结果还显示菌株JKD-2在无铁条件下分泌的铁载体,能在低铁条件下抑制稻瘟病菌（Piriculariaoryzae）的生长。     

1株蛇足石杉根际铁载体细菌的分离、筛选与鉴定

对蛇足石杉根际铁载体细菌进行了分离、筛选与鉴定,以期筛选到潜在高效促生细菌.采用梯度稀释涂平板法从蛇足石杉根际土中分离细菌,再通过CAS检测平板分析,从中筛选出1株产生铁载体能力较强的菌,并结合16S rDNA基因系统发育分析对可产铁载体的蛇足石杉根际细菌初步鉴定.从蛇足石杉根际中筛选到1株产铁载体细菌JSX 389,经鉴定为Lysinibacillus属菌株.     

双层平板法检测嗜盐古菌铁载体

采用双层平板法应用于嗜盐古菌铁载体的原位检测。双层平板的上层为不添加铁离子的嗜盐古菌培养基, 嗜盐古菌可在其上生长, 在缺铁胁迫下可向外界分泌铁载体; 下层为含有CAS检测液用于铁载体检测的琼脂。当上层平板生长的嗜盐古菌分泌的铁载体透过培养基渗透到下层检测琼脂后, 即可在下层检测平板上产生明显的特征性的铁载体螯合晕圈, 表明双层平板法在嗜盐古菌的铁载体检测中确实可行, 且较原有的嗜盐古菌铁载体检测方法简便、直接。     

嗜水气单胞菌铁载体的提纯及特性分析

提纯了嗜水气单胞菌（Ａｈ）Ｊ１ 株的铁载体（ｓｉｄｅｒｏｐｈｏｒｅ） ,并对其特性进行了初步分析。Ａｈ Ｊ１ 株的培养上清液经聚酰胺柱层析、双蒸水洗脱、乙酸乙脂沉淀和真空冻干,获得白色粉末。用ＣＡＳ法及Ａｒｎｏｗ 法检测均为阳性,证实为铁载体,含有２ ,３二羟基苯甲酸（２ ,３ＤＨＢ） 功能团,属酚盐类铁载体。高压液相色谱分析表明,此种铁载体仅含甘氨酸、赖氨酸及色氨酸。上述纯化的铁载体,在体外培养条件下能促进产铁载体为弱阳性的Ａｈ Ｎ９ａ 株的生长,且能对抗ＥＤＤＡ 对细菌生长的抑制作用,显示铁载体能促进细菌的增殖,在细菌的感染致病过程中可能起重要作用。     

肺炎克雷伯菌临床分离株的庆大霉素耐药性和细菌铁载体的作用

目的研究临床分离的肺炎克雷伯菌对氨基糖苷类抗生素庆大霉素的耐药性与其产铁载体的关系。方法采用K-B纸片法和肉汤稀释法确定70株临床分离的肺炎克雷伯菌对庆大霉素的药物敏感性;CAS琼脂实验检测肺炎克雷伯菌是否产铁载体;紫外可见分光光度法确定细菌产铁载体的量,根据中位数法将70株临床分离菌分为铁载体高产组(35株)和低产组(35株);应用SPSS统计学软件分析抗生素耐药性与其产铁载体是否相关。结果药物敏感性试验检测出菌株对庆大霉素的耐药率为50.00%(35/70);铁载体检测实验确定70株肺炎克雷伯菌均产生铁载体,肺炎克雷伯菌对庆大霉素的耐药性与铁载体产量呈正相关关系(r=0.3154,P0.05),对庆大霉素耐药菌株铁载体产量明显高于敏感菌株(t=3.1650,P0.05),且铁载体高产组耐药率及lgMIC值明显高于低产组(x~2=9.6570,t=3.1360,P0.05)。结论 70株临床分离的肺炎克雷伯菌均产生铁载体,铁载体可能参与肺炎克雷伯菌对庆大霉素的耐药,干扰庆大霉素的抑菌或杀菌过程。     

外源CdS纳米粒子对大肠杆菌生长的影响

半导体纳米材料在光激发下产生光电子和空穴,会影响微生物生长,其中空穴的氧化性将对菌体造成损伤,而光电子的作用可能会促进微生物代谢。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)作为研究对象,通过OD₆₀₀和菌落形成单位(colony forming unit,CFU)的测定,评价添加外源硫化镉(cadmium sulfide,CdS)纳米粒子后大肠杆菌的生长变化;结合对胞内氧化酶活力、丙酮酸和丙二醛浓度的测定,及相关基因的实时荧光定量PCR分析,说明CdS对大肠杆菌代谢的影响。结果表明,在光照条件下,CdS的加入使大肠杆菌OD₆₀₀提升了32.4%,丙酮酸积累量提高了34.6%;分裂蛋白基因ftsZ上调,并维持在50%以上,三羧酸循环关键酶基因icdA和gltA相对表达量上调86%和103%。这表明微生物可利用半导体光电子,促进自身生长代谢。研究结果有助于加深对纳米粒子与微生物相互作用的认识。     

青枯菌细胞表面的疏水性

分别采用BATH和HIC方法测定青枯菌细胞表面疏水性(CSH), 并比较菌液与正十二烷比例(BATH方法)和菌液上样量(HIC方法)对CSH测定结果的影响。确定在BATH方法中菌液(OD₆₀₀=0.5)与正十二烷的比例为2:1, HIC方法中菌液(OD₆₀₀=1.0)上样量为0.2 mL; 在此条件下, BATH和HIC两种方法之间呈现出良好的线性关系(r=0.99)。进一步采用HIC方法测定青枯菌在生长过程中CSH的变化情况, 结果显示随培养时间的延长, CSH逐渐降低, 24 h后CSH趋于稳定, CSH与青枯菌细胞表面的EPSⅠ (胞外酸性多糖)含量呈负相关。3株不同致病强度的青枯菌的试验结果进一步验证了青枯菌细胞表面的CSH随EPSⅠ含量的增加而降低。     

土壤产铁载体细菌的筛选及其对铁氧化物的活化与利用

【背景】土壤中铁主要以难溶态铁氧化物的形式存在,有效性较低,产铁载体细菌对铁氧化物的活化是提高铁利用效率的有效途径。【目的】从林木土壤筛选产铁载体细菌,并观察菌株对难溶性铁氧化物的利用效应,可为土壤微生物资源开发及其在养分调控中的作用提供理论依据。【方法】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离产铁载体细菌,借助生物培养实验分析温度和pH对微生物生长和铁载体产生的影响,通过振荡平衡实验,探究细菌产铁载体对铁氧化物的活化效应。【结果】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离得到12株产铁载体细菌,16S rRNA基因扩增子测序初步鉴定结果显示筛选细菌均为假单胞菌属。选取铁载体产生能力和生长活性较高的两株细菌ARSB02和CNRSB01作为重点研究对象,结果显示,不同条件下CNRSB01的生物量和铁载体产量均高于菌株ARSB02,22 h时菌株ARSB02和CNRSB01的铁载体活性单位分别达到67.07%和84.60%。pH 5.0-8.0的范围内两株细菌可以保持较好的铁载体产生能力,菌株ARSB02和CNRSB01在pH7.0时铁载体产生能力最强,铁载体活性单位分别达到38.9...     

花生根际微生物的分离及高效功能菌株筛选

【背景】花生根际分布着丰富的微生物类群，分离筛选多种功能的高效微生物是研发高效复合菌肥的基础。【目的】从花生根际土壤及根表分离微生物，分析可培养微生物的多样性，筛选高效解有机磷和无机磷、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)和铁载体功能的菌株，为研发花生微生物菌肥打下基础。【方法】利用稀释涂布法，从采自山东省栖霞市、平度市、烟台市莱山区 3个样点的花生根际土、根表样品中分离微生物，基于16S rRNA基因序列对其进行系统发育分析，并通过初筛和复筛筛选高效解磷、产IAA和铁载体的菌株。【结果】共分离、纯化、保藏147株菌，其中75株分离自根际土壤，72株分离自根表样品。系统发育分析表明所有的菌分布于放线菌门(Actinomycetota)、芽孢杆菌门(Bacillota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和假单胞菌门(Pseudomonadota)这4个门的40个属，优势属为链霉菌属(Streptomyces, 21.77%)、芽孢杆菌属(Bacillus, 16.33%)；根表样品微生物的多样性高于根际样品；共筛选到解有机磷菌株62株，短波单胞菌(Brevundimonas) YTU21021解有机磷能力最强为1.12 mg/L；解无机磷菌株31株，不动杆菌(Acinetobacter) YTU21009解无机磷能力最强为7.04 mg/L；产IAA的菌株63株，肠杆菌(Enterobacter) YTU21054产IAA量最高，达184.19 mg/L；产铁载体细菌7株，伯克氏菌(Burkholderia) YTU21051产铁载体能力最强，A_s/A_r为0.90。【结论】花生根际和根表样品中可培养微生物多样性较为丰富，本研究筛选到的高效功能菌丰富了花生根际功能微生物资源，为后续与高效根瘤菌联合研发花生复合微生物菌肥奠定了基础。     

脓肿分枝杆菌MBT结构鉴定与比较演化分析

【背景】作为临床最常见的非结核条件致病分枝杆菌,脓肿分枝杆菌(Mycobacteroides abscessus)因其天然、多耐药等特性成为目前临床治疗的一大挑战。作为分枝杆菌限制性营养元素——铁摄取的关键系统,分枝杆菌素(mycobactin,MBT)、羧基分枝杆菌素(carboxymycobactin,cMBT)与病原分枝杆菌的毒力、耐药等密切相关。【目的】丰富分枝杆菌MBT、cMBT结构数据,探究MBT在致病分枝杆菌起源过程中的演化规律。【方法】在MALDI-TOF-MS与FT-MS/MS解析脓肿MBT、cMBT结构的基础上,进一步开展其活性分析与生物合成基因簇比较基因组分析。【结果】虽然脓肿分枝杆菌MBT、cMBT母核修饰模式与海洋分枝杆菌最相似,R1、R2、R3、R5等位置的修饰完全相同,而且脂肪酸链均位于R4位置;但脂肪酸链长度不同[C10-17 (MBT)、C4-8 (cMBT)],为新结构。Fe-cMBT不仅以浓度依赖方式促进脓肿分枝杆菌生长,而且利用效率显著高于FeCl₃,相关结果表明MBT-cMBT是脓肿分枝杆菌高效获取铁元素的关键系统。与MBT结构结果一致,mbt-1基因簇共线性分析及mbt-1、mbt-2系统发育分析结果均表明脓肿分枝杆菌与海洋分枝杆菌(M.marinum)亲缘关系最近,而非结核分枝杆菌(M.tuberculosis)或耻垢分枝杆菌(M.smegmatis) (基于16S rRNA基因序列分析)。进一步分析发现,M.marinum、M.tuberculosis、M.bovis等病原分枝杆菌脂肪酸链长度变化范围仅4 C,而M.abscessus、M.fortuitum、M.avium和M.smegmatis等条件致病与非致病菌的脂肪酸链长度变化范围为7-11 C,暗示MBT同系物脂肪酸链长度变化范围与分枝杆菌不同生活方式、环境之间可能存在关联。【结论】作为获取铁元素的关键系统,具有独特结构的脓肿分枝杆菌MBT-cMBT在致病、耐药等方面的作用及起源、演化规律值得深入研究。