一株多糖降解菌的分离、鉴定与琼脂糖降解能力

【目的】筛选海洋来源的多糖降解菌,分析其多糖降解能力并初探机制。【方法】碘液染色法从海泥中初筛琼脂糖降解菌,唯一碳源生长法分析菌株的多糖利用能力,克隆16S rRNA基因以分析系统分类地位。用硫酸铵沉淀法制备胞外粗酶制剂,DNS-还原糖法测定琼胶酶活性,活性染色法分析胞外琼胶酶系的组成特征。分离、纯化琼脂糖的酶解产物,通过TLC测定寡糖Rf值、阳离子质谱测定分子量。【结果】分离到1株能液化琼脂糖的海洋细菌JZB09,鉴定至桃色杆菌属(Persicobacter)。JZB09能利用11种不同的多糖为唯一碳源生长,在利用琼脂糖、纤维素和木聚糖时生长较好。胞外粗酶制剂的琼胶酶活力约77.2U/mg,含有至少2条琼胶酶,大小约45kDa、70kDa。酶制剂降解琼脂糖后的产物是系列新琼寡糖,四糖是主产物,表明β-琼胶酶在胞外琼胶酶系降解琼脂糖时起关键作用。【结论】海洋细菌Persicobacter sp.JZB09是1株多能型多糖降解菌,可分泌β-琼胶酶降解琼脂糖且活性显著,具有潜在开发价值。     

海洋细菌Agarivorans sp.HZ105的琼胶降解酶系

通过克隆得到菌株Agarivorans sp.HZ105中3个琼胶酶基因,长度分别为2 988 bp、1 437 bp和1 362 bp,分别编码琼胶酶HZ1、HZ3和HZ4,分别属于糖苷水解酶GH50、GH118和GH16家族。将这些琼胶酶基因与质粒p ET-32(a)构建重组表达载体,转化大肠杆菌BL21(DE3),实现了琼胶酶基因的重组原核表达,制备了重组酶,研究了琼胶酶的酶解产物。琼胶酶HZ1降解琼脂糖以及高聚合度新琼寡糖(聚合度为8、10、12和14)得到新琼二糖和新琼四糖;琼胶酶HZ3降解琼脂糖的终产物是高聚合度新琼寡糖;琼胶酶HZ4降解琼脂糖和高聚合度新琼寡糖为新琼四糖和新琼六糖。因此推测菌株HZ105主要先用琼胶酶HZ3和HZ4降解琼脂糖为较高聚合度的新琼寡糖,随后这些寡糖被琼胶酶HZ1和HZ2(课题组先前报道的另一个琼胶酶)降解为低聚合度新琼寡糖。首次研究报道了Agarivorans属中能产生4个琼胶酶的细菌菌株及其琼胶降解酶系,丰富了有关细菌降解琼胶酶体系及其中各琼胶酶作用的研究和认识,也有利于菌株HZ105琼胶酶的有效开发应用。     

深海太平洋火色杆菌琼胶酶Aga2660的克隆表达及发酵优化

【背景】琼胶寡糖已成为化妆品、食品、医药等领域的研究热点,而生物酶法被认为是制备琼胶寡糖的高效方法。【目的】从深海太平洋火色杆菌(Flammeovirga pacifica WPAGA1)筛选获得琼胶酶基因aga2660,对基因aga2660进行克隆转化,使其在大肠杆菌中进行表达,分析重组酶的性质以及酶解产物。【方法】采用克隆表达和镍柱纯化方法获得aga2660基因表达的纯化产物;采用薄层层析和离子色谱法分析酶解产物;5L发酵罐采用补料阶段指数流加、诱导阶段乳糖连续流加的策略进行产酶发酵条件的优化。【结果】基因aga2660是具有GH50家族典型特征的基因,酶解产物为单一的新琼二糖。最适温度为30°C,最适pH为7.0,Mn2+、Ca2+和Mg2+能促进琼胶酶Aga2660的酶活。采用发酵优化策略后的酶活达到11.81U/mL,比优化前提高了13.2倍。【结论】琼胶酶Aga2660具有良好的热、酸、碱稳定性,其酶解产物为单一的新琼二糖,这为特定聚合度琼胶寡糖的制备奠定了良好基础。     

一株抗水稻纹枯病菌的解淀粉芽胞杆菌分离与鉴定

【目的】筛选对水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)具有强拮抗作用的细菌菌株。【方法】用指示菌法筛选拮抗菌株;通过形态观察、生理生化实验、Biolog及16S rDNA序列分析鉴定目标菌株;利用平板双向培养法和滤纸片扩散法测定抑菌谱及拮抗性质。【结果】分离到一株高活力的水稻纹枯病菌拮抗菌株YB-3,该菌株属于解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);菌株YB-3对常见的14株病原真菌和7株细菌具有较强的拮抗作用,并发现其对亲缘关系较近的芽孢菌属有较强的拮抗作用;该菌株的抑制活性具有温度稳定、耐酸、但对蛋白酶敏感的特点。【结论】通过指示菌法筛选到一株对水稻纹枯病菌有强拮抗作用的解淀粉芽胞杆菌(B.amyloliquefaciens)YB-3,它具有广谱、高效的植物病原菌拮抗活性。     

褐藻胶降解菌的筛选、鉴定及产酶条件优化

【目的】筛选一株能降解褐藻胶的菌株,并优化产酶条件以提高褐藻胶裂解酶活力。【方法】从漳州海域采集到海水和海泥,以海藻酸钠为唯一碳源,通过富集培养、初筛、复筛筛选到一株能够降解褐藻胶的菌株。依据16S rRNA序列分析、生理生化特征、菌体形态及菌落特征对该菌进行鉴定。通过单因素和正交试验对该菌的产酶条件进行优化。【结果】该菌属于海科贝特氏菌,命名为Cobetiamarina HQZ08。该菌株最佳的产酶培养基组成为:海藻酸钠7.00g/L、蛋白胨3.00g/L、NaCl30.00g/L,K2HPO4·3H2O 1.25 g/L。最佳发酵条件为:接种量2%,接种龄12 h,培养基起始pH为7.0,培养温度25°C,培养时间24 h。优化后褐藻胶裂解酶活力达到68.5 U/mL,TLC法分析酶解产物为褐藻胶寡糖。【结论】HQZ08菌株可以用于降解褐藻胶,产生聚合度为2–6的褐藻胶寡糖。     

深海太平洋火色杆菌琼胶降解基因分析和琼胶酶Aga0950的表达及酶学性质

【目的】对深海太平洋火色杆菌(Flammeovirga pacifica WPAGA1)全基因组进行生物信息学分析,筛选获得琼胶酶基因aga0950,采用基因工程手段对该基因的功能和性质进行验证和分析。【方法】采用Illumina HiSeq2500测序技术进行基因组测序分析;采用克隆表达和镍柱纯化方法获得纯aga0950基因表达产物;采用薄层层析(TLC)和离子色谱(IC)法分析酶降解琼胶产物;采用二硝基水杨酸法(DNS)测定琼胶酶活性。【结果】基因组序列分析表明,菌株WPAGA1全基因组拥有13个β-琼胶酶相关基因;氨基酸序列比对显示,同源性为60%–85%,其中aga0950是具有GH16家族典型特征的基因,同源性为67%。纯化的重组酶Aga0950比活力达51770 U/mg,具有高效降解琼胶活性,降解终产物为新琼四糖和新琼六糖;最适温度为50°C,最适pH为4.0–10.0;Co~(2+)、Mn~(2+)和Fe3+促进酶活,Cu~(2+)抑制酶活。【结论】深海菌株WPAGA1具有丰富的琼胶酶基因;属于GH16家族的琼胶酶基因aga0950表达产物具有高效降解胶琼活性和良好的热、酸、碱稳定性。     

一株引起马来甜龙竹组培污染内生菌的分离与鉴定

【目的】对一株引起马来甜龙竹组培污染内生菌的分离与鉴定。【方法】采用改良的NA培养基分离纯化菌株,并通过菌体的形态结构观察、生理生化试验及其16SrDNA序列同源性分析对其进行鉴定。【结果】菌株SWFU01的形态特征及生理生化试验结果与解淀粉芽孢杆菌[Bacillus amyloliquefaciens(Fukumoto)Priest et al.]的描述基本相同;16S rDNA序列分析表明,该菌株与解淀粉芽孢杆菌JS在同一系统发育分支,其同源性为99.28%。【结论】综合形态学特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析的研究结果,菌株SWFU01被鉴定为解淀粉芽孢杆菌。     

一株高产琼胶酶海洋细菌的筛选与鉴定

从广东省南澳岛采集龙须菜(Gracilaria lemaneiformis),分离海洋来源的琼胶酶产生菌,并对其进行分类鉴定,为琼胶酶的开发利用奠定基础。利用4种不同的筛选培养基分离产琼胶酶的菌株,通过形态、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定并构建系统发育树,通过DNS法测定琼胶酶活力,研究菌株所产琼胶酶的类型,对菌株的生长曲线及发酵产酶曲线进行初步测定。结果显示,分离得到一株高产琼胶酶的菌株ZQM2017,该菌株为革兰氏阴性短杆菌,16S rRNA基因序列分析显示该菌株属于弧菌属(Vibrio sp.),结合形态特征和生理生化实验结果鉴定为溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus);可同时产α-琼胶酶与β-琼胶酶;该菌株在液体培养基中28℃,180 r/min振荡培养时,其对数期出现在3-9 h,发酵5 h即有明显产酶,当发酵至46 h,所产琼胶酶活力达到最高109.87 U/mL发酵液。从南澳岛龙须菜上自主分离筛选得到的海洋细菌ZQM2017,经鉴定命名为Vibrio alginolyticus ZQM2017,可同时分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶,所产琼胶酶初始活力高达109.87 U/mL。     

一株产琼胶酶细菌的分离、鉴定及其琼胶酶基本性质

【目的】分离海洋来源的琼胶酶产生菌,对其进行分类鉴定,并研究其所产琼胶酶的基本酶学性质,为琼胶酶的应用研究及开发利用奠定基础。【方法】通过以琼脂为唯一碳源的选择培养基分离产琼胶酶的菌株;利用16S rRNA基因序列分析、表型和生理生化特征对菌株进行鉴定;通过DNS-还原糖法测定琼胶酶活性;利用显色底物法测定琼胶酶的类型;对菌株所产琼胶酶粗酶的酶学性质进行初步研究。【结果】分离到一株产琼胶酶的菌株NTa,16S rRNA基因序列分析显示该菌株属于寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.);该菌株主要产胞外琼胶酶,可分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶;琼胶酶粗酶的最适反应温度和pH分别为40℃和7.0,并且琼胶酶在温度低于30℃,pH为7.0-9.0时稳定;Ca2+对琼胶酶粗酶具有促进作用,Ag+、Fe2+、Ba2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+和Fe3+均可不同程度地抑制酶的活性;EDTA对琼胶酶粗酶活性具有抑制作用;琼胶酶粗酶对检测的抑制剂、去垢剂及变性剂有较好的抗性。【结论】海洋细菌Stenotrophomonas sp.NTa是一种新型的产琼胶酶菌株,可同时分泌α-琼胶酶和β-琼胶酶,具有潜在开发利用价值。     

褐藻表面可培养褐藻酸降解菌的原位筛选

【背景】褐藻酸经酶解后生成的褐藻寡糖具有抗氧化、抗肿瘤、诱导免疫调节、调节植物生长等多元化的生物学功能,在食品、医药领域应用前景广阔。大量筛选褐藻酸降解菌有利于获得新结构、新功能的褐藻寡糖,有利于积极推动寡糖产业进程。【目的】高效筛选褐藻酸降解菌株,发掘具有开发前景的海藻原位微生物资源。【方法】利用褐藻酸唯一碳源培养基对天然铜藻表面微生物进行筛选;革兰氏碘液显色反应指示微生物降解褐藻酸的特性;牛津杯法初步测定产褐藻酸裂解酶菌株的酶活大小。【结果】从铜藻表面共获得81个菌落,经透明圈显色筛选出28株菌,通过16S rRNA基因测序分析得到7株褐藻酸降解菌,分别属于芽孢杆菌属、节杆菌属、德库菌属、短杆菌属和链孢子囊菌属。除芽孢杆菌属外,其余菌属的菌种此前均未被报道过有产褐藻酸裂解酶的能力。进一步分析表明,T-1菌株的产酶能力最强、酶活力最高。【结论】利用革兰氏碘液显色结合牛津杯法筛选到7株产酶菌株,并比较了各菌株的酶活大小,表明该筛选方法简便高效,适合大规模筛选褐藻酸降解菌株。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.