两株不同宿主源化脓隐秘杆菌分离鉴定及其plo基因生物信息学分析

【背景】化脓隐秘杆菌是一种能够感染人类及多种动物的条件致病菌,常引起动物的各种非特异性化脓性感染。【目的】探究不同宿主疑似化脓隐秘杆菌感染的菌属种类和病原特性。【方法】对林麝皮下脓肿和鸭跗关节脓肿进行细菌分离,通过革兰氏染色、细菌16S rRNA基因分析等方法对病原菌进行鉴定,通过生长曲线测定、药敏试验和毒力基因检测分析2株病原菌的生物学特性,对溶血素plo基因进行序列分析和结构预测。【结果】分离鉴定到林麝源和鸭源化脓隐秘杆菌各1株,分别命名为FTP-1和DTP-1;生长曲线测定发现,2株病原菌的生长繁殖速度差异较大;药敏试验表明,2株病原菌对β-内酰胺类、磺胺类和利福霉素类抗生素耐药,对氨基糖苷类、喹诺酮类抗生素敏感;毒力基因检测显示,2株病原菌均携带plo、nanH、nanP、fimA和fimE基因,鸭源分离株还携带有fimC基因;生物信息学分析软件预测显示,2株病原菌溶血素plo基因核苷酸序列存在宿主特异性差异,但二者氨基酸序列相同,蛋白结构预测发现化脓隐秘杆菌溶血素(pyolysin, PLO)与胆固醇依赖性溶细胞素家族其他成员之间相似性较高。【结论】在云南宜良地区分离到林麝源和鸭源化脓隐秘杆菌各1株,二者plo基因亲缘关系较近,相关生物学特性分析可为推进该病原菌的研究和防控提供参考。     

谷氨酸脱氢酶与醇脱氢酶的共表达及其在制备(R)-2-氯-1-苯乙醇中的应用

【背景】醇脱氢酶AdhS能催化不对称还原反应制备(R)-2-氯-1-苯乙醇,但由于自身再生辅酶NADH的能力不足,需要辅酶再生酶协助其再生NADH。谷氨酸脱氢酶能以谷氨酸为底物,再生辅酶NAD(P)H,具有辅酶再生酶的潜力。【目的】克隆表达谷氨酸脱氢酶基因gdhA,构建谷氨酸脱氢酶GdhA与醇脱氢酶AdhS的大肠杆菌共表达体系,提高AdhS制备(R)-2-氯-1-苯乙醇的转化效率。【方法】从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 168中克隆基因gdhA,并在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21(DE3)中表达,分析辅酶再生活力;再与醇脱氢酶AdhS共表达,优化表达条件;分析不同辅酶再生方案对制备(R)-2-氯-1-苯乙醇的转化效率的影响。【结果】谷氨酸脱氢酶GdhA再生NADH的比活力为694 U/g。经GdhA与AdhS的共表达及表达条件优化后,制备(R)-2-氯-1-苯乙醇的转化效率达465 U/L。经比较,GdhA协助再生辅酶NADH,可使AdhS制备(R)-2-氯-1-苯乙醇的转化效率提高到约3倍。【结论】谷氨酸脱氢酶GdhA为NADH高效再生酶,与醇脱氢酶AdhS共表达可显著提高AdhS制备(R)-2-氯-1-苯乙醇的转化效率。     

基于多位点序列分型对新疆伊宁学龄儿童肠道两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)群体遗传差异解析

【背景】两歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)是专性代谢人体母乳寡糖(human milk oligosaccharides, HMOs)和宿主肠道黏膜上皮黏蛋白聚糖的肠道共栖益生菌,对生命早期健康和发育至关重要,目前对其不同人群来源的群体遗传报道较少。【目的】探究在有限地域内遗传、饮食相近人群来源的B. bifidum菌株集的遗传结构是否具有族群特异的规律性,为开发个性化的益生菌株提供理论基础。【方法】对来自新疆伊宁两个族群(维吾尔族和哈萨克族)学龄儿童队列的肠道两歧双歧杆菌进行分离和鉴定,共获得115个菌株,对基于细菌基因组重复序列PCR (repetitive sequence-PCR, rep-PCR)方法筛选的53株代表菌株采用多位点序列分型(multilocus sequence typing, MLST)进行群体遗传差异分析。【结果】53株代表菌株共分为37个序列型(sequence type, ST),具有很高的遗传多样性;其中26株源自维吾尔族儿童的菌株有17个ST,而20个ST来自27株哈萨克族儿童的菌株,两个族群来源的菌株之间检测到较少的同源基因重组事件。goeBURST分析显示,来自同一族群的B. bifidum分离株比来自另一族群的菌株更有可能被归入特定的系统发育分支或克隆复合体(clonal complexes, CC)。【结论】不同族群来源的B. bifidum分离株显示出较高的遗传多样性,群体遗传结构一定程度上呈现出民族族群来源的特异性,需要更大规模的取样证实。这为进一步开展体内外实验并筛选针对区域族群的特色优良益生菌株提供了理论基础。     

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。     

24种食蟹猴MHC B座位等位基因序列特征与进化分析

食蟹猴(Macaca fascicularis,Mafa)是重要的医学研究动物模型,被大量用于药物及移植医学试验。为探讨本地食蟹猴MHC I类基因B座位的多态性,本研究经大量PCR,克隆与测序,从10只食蟹猴中分离到24种Mafa-B等位基因的全长序列,其中4种为新序列,已递交NCBI数据库,并给予系统命名。在每个个体中均获得6至11条Mafa-B等位基因,显示食蟹猴的MHC-B座位出现扩增,食蟹猴MHC-B为重复基因座的特征与恒河猴类似。氨基酸序列比对分析得出,MHC-B基因在抗原肽结合区高度多态。     

鼠伤寒沙门菌小RNA RybB及伴侣蛋白Hfq对孔蛋白OmpD的表达调控

【目的】探究小RNA (small RNA, sRNA) RybB和伴侣蛋白Hfq对沙门氏菌孔蛋白OmpD表达的调控作用。【方法】以鼠伤寒沙门菌(Salmonella Typhimurium, STM)为研究对象,将含有编码β-半乳糖苷酶的lacZ报告基因的pCE40质粒转入ompD基因单缺失菌株中以获得lacZ报告菌株;在此基础上,利用P22噬菌体转导技术分在lacZ报告菌株中构建rybB全序列缺失、hfq全序列缺失、hfq点序列敲除和hfq序列截短以获得双突变实验菌株,以及rybB全序列缺失和hfq全序列缺失的三突变实验菌株。通过β-半乳糖苷酶活性试验和RT-qPCR探究sRNA RybB及伴侣蛋白Hfq对孔蛋白OmpD表达的调控作用。【结果】成功在lacZ报告菌中构建rybB全序列缺失、hfq全序列缺失、hfq点序列敲除和hfq序列截短等双缺失实验菌株,以及rybB全序列缺失和hfq全序列缺失的三突变实验菌株。与野生型(wild type, WT)菌株相比,在lacZ报告菌株中,hfq基因截短为87个氨基酸序列的突变株中的OmpD蛋白活性下调了2.16%,其余实验株OmpD蛋白的β-半乳糖苷酶活性均呈上升趋势。与WT菌株相比,实验菌株ompD基因转录水平除了STM LT2∆ompD::lacZΔhfq65的上调不具有显著性外,其余实验菌株均显著(P<0.05)上调,其中lacZ报告菌株、rybB全序列缺失和hfq全序列缺失的三突变实验菌株ompD基因转录水平上调最明显,为1.83倍。【结论】ompD基因的转录及蛋白表达主要受hfq基因和sRNA RybB的负反馈调节;Hfq的远端面在对ompD基因的转录抑制中起关键作用。通过多个基因突变菌株的构建,阐述了sRNA伴侣蛋白Hfq与孔蛋白OmpD的相互作用关系,探索了Hfq对ompD的调控关键区域,丰富了sRNA的调控理论。     

特异腐质霉角质酶-OMP25融合蛋白在大肠杆菌中的高效表达

【目的】通过探究特异腐质霉角质酶-OMP25融合蛋白(HiC-OMP25)在不同大肠杆菌(Escherichia coli)菌株中的表达情况、底物降解情况、热稳定性及宿主菌细胞膜通透性与细胞表面疏水性,揭示表达HiC-OMP25时不同宿主菌的差异性,并进一步提高HiC-OMP25在大肠杆菌中的表达量。【方法】分别在E.coli BL21(DE3)及E.coli C43(DE3)中表达HiC-OMP25,并测定其对对硝基苯丁酸酯(4-nitrophenol butyrate,pNPB)、聚丙烯酸乙酯(polyethyl acrylate,PEA)的降解效果、50℃稳定性;测定表达HiC-OMP25时宿主菌的细胞膜通透性及细胞表面疏水性变化;共表达伴侣蛋白提高HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中的表达量。【结果】HiC-OMP25在E.coli BL21(DE3)与E.coli C43(DE3)中均成功表达并降解pNPB,但前者对PEA的降解效果及50 ℃稳定性均低于后者。同时,表达HiC-OMP25显著增强了E.coli BL21(DE3)的细胞膜通透性及细胞表面疏水性。HiC-OMP25与巯基氧化酶(Erv1p)、二硫键异构酶(DsbC)在E.coli C43(DE3)中共表达时,其表达量为原始菌株的2.14倍,且对pNPB及PEA均有良好的降解效果。【结论】异源表达时,HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中正确折叠,而在E.coli BL21(DE3)中未完全正确折叠;通过共表达伴侣蛋白提高了HiC-OMP25在E.coli C43(DE3)中的表达量,为以后HiC-OMP25的工业化生产及应用奠定了基础。     

十字花科黑腐病菌一个新的III型效应物的鉴定

【目的】在全基因组范围内鉴定十字花科黑腐病菌Xcc 8004中新的Ⅲ型效应物(type Ⅲ secreted effector,T3SE)基因。【方法】通过构建与AvrBs1_59-445整合的Tn5转座子系统,进行文库筛选。在avrBs1缺失突变体背景下生成突变文库,在辣椒ECW-10R上进一步筛选。【结果】大规模HR测定筛选出7个具有明显过敏反应(hypersensitive response,HR)的克隆。通过质粒拯救和测序发现除了插入已知T3SE基因的3个突变体外,还鉴定了一个位于XC_0438和XC_0439之间且在Xcc 8004中未注释的新基因。结合生物信息学,我们将其命名为一个新的基因XC_0438a。易位实验证实XC_0438a信号区可引导报告蛋白AvrBs1的分泌和易位,并诱导辣椒ECW-10R产生HR反应。β-葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase,GUS)活性测定,XC_0438a在基本培养基中诱导表达,并由关键调控蛋白HrpG和HrpX激活。然而,在我们的实验条件下,XC_0438a对Xcc的致病力没有显著的贡献。【结论】我们鉴定了一种新的依赖于Ⅲ型分泌系统的效应基因XC_0438a。     

马鞍菌属3个中国新记录

【背景】目前国内学者已发表60个马鞍菌属物种,但山西省尚缺乏马鞍菌属真菌分布的系统性报道。【目的】调查我国山西省马鞍菌属的种类组成及地理分布。【方法】采集标本,对其进行详细的形态特征描述,并提取DNA,测定热激蛋白(heat shock protein, hsp)和核糖体大亚基(large subunit, LSU)序列,基于贝叶斯法(Bayesian inference, BI)和最大似然法(maximum likelihood, ML)构建分子系统发育树。【结果】鉴定结果表明这3个马鞍菌属物种分别为类帽状马鞍菌(Helvella capucinoides)、丹麦马鞍菌(H. danica)和柔毛马鞍菌(H. pubescens)。它们在形态上与模式标本的描述基本一致。基于hsp和LSU的系统发育关系分析也支持形态学的鉴定结果。【结论】参考我国截至目前已报道的马鞍菌属物种,确定这3个种均为中国新记录种。     

采自吉林省敦化市的2个蘑菇目(Agaricales)新记录种

【背景】在中国吉林省延边朝鲜族自治州敦化市寒葱岭红叶谷进行大型真菌资源调查的过程中发现了2个物种。【目的】确定这2个物种的分类地位。【方法】采集大型真菌标本,对其形态进行详细观察和描述,并提取DNA、测定rDNA ITS序列,基于最大似然法和贝叶斯法构建分子系统发育树。【结果】鉴定结果表明,这2个蘑菇目物种分别是径边刺毛鬼伞(Tulosesus callinus)和拉氏红菇(Russula lakhanpalii),在形态上与原始描述高度吻合,系统发育分析也验证了形态学的鉴定结果。【结论】拉氏红菇(R. lakhanpalii)系中国首次报道,径边刺毛鬼伞(T. callinus)为吉林省新记录种。     

云南蔗区甘蔗线条花叶病毒分离物NIa基因形成新簇

【目的】利用NIa基因,阐明甘蔗线条花叶病毒(Sugarcane streak mosaic virus,SCSMV)的种系发生关系,为预测SCSMV流行变异趋势及科学防控提供理论依据。【方法】从云南蔗区和国家甘蔗种质资源圃采集感病样品,RT-PCR扩增获得SCSMV NIa基因序列后,使用Splits Tree、RDP、Phy ML、Dna SP等软件分析SCSMV中国分离物的系统发生、选择压力及基因流动等特征。【结果】共获得23条SCSMV NIa基因序列。这些序列间未发生重组,云南蔗区的部分序列形成1个新簇,且云南蔗区与国家甘蔗种质资源圃之间的基因交流不显著。此外,选择压力分析表明,NIa基因受很强的负选择压力作用。【结论】与P1、HC-Pro和CP等基因类似,SCSMV在NIa基因上也包含5个簇;SCSMV云南分离物具有较高的遗传多样性和清晰的地理相关性。     

Identification of the MHC class I B locus in cynomolgus monkeys

By determining the nucleotide sequences of more than 700 cDNA clones isolated from 16 cynomolgus monkeys, we identified 26 Mafa-B alleles. In addition, nine sequences with similarity to Mamu-I alleles were identified. Since multiple Mafa-B alleles were found in each individual, it was strongly suggested that the cynomolgus MHC class I B locus might be duplicated and that the Mafa-I locus was derived from the B locus by gene duplication, as in the case of the Mamu-I locus of rhesus monkeys.     

中华苜蓿根瘤菌噬菌体的分离及主要壳蛋白基因g23的系统进化分析

【目的】揭示苜蓿根瘤菌噬菌体的形态学特征及主要壳蛋白g23基因的分布地位,为根瘤菌噬菌体的生态学研究提供数据支持。【方法】以中华苜蓿根瘤菌(Sinorhizobium meliloti USDA1002T)为宿主,采用双层平板法分离土壤环境中的苜蓿根瘤菌噬菌体,利用电子显微镜观察纯化的噬菌体形态特征;提取噬菌体DNA,PCR扩增编码噬菌体壳蛋白的g23基因,构建系统进化树,以形态学鉴定和分子生物学相结合的方法,明确分离获得的苜蓿根瘤菌噬菌体g23基因的系统进化地位。【结果】分离获得了3株噬菌体,头部均呈二十面体,直径大小为81–86 nm,尾部有收缩尾鞘,长度大约为54–70 nm。克隆测序结果显示,获得的3株噬菌体g23基因株间相似度较高,但与可培养的Exo T-、Schizo T-、T-、Pseudo T-evens相似度较低。系统进化分析表明,获得的3株噬菌体不隶属于目前已划分的不同环境噬菌体g23基因的分类类群中。【结论】3株噬菌体均属于肌尾噬菌体科的裂性噬菌体,与目前获得的所有噬菌体g23基因相似性较低,属于新的侵染中华苜蓿根瘤菌的噬菌体株。     

沙门氏菌泛耐药基因组特征分析

【目的】分析沙门氏菌的泛耐药基因组特征。【方法】以EnteroBase数据库中16365株沙门氏菌为对象,利用课题组自主研发的泛耐药基因组分析软件(PRAP),进行泛耐药基因组结构的鉴定,通过曼-惠特尼秩和检验和皮尔逊检验,来分析耐药基因与血清型、序列型(sequence type,ST)及分离株样本来源信息间的相关性。【结果】沙门氏菌共有104种耐药基因,其中核心耐药基因18种,附属耐药基因86种,且沙门氏菌拥有一个开放型的泛耐药基因组;相同的血清型(或ST型)有相似的耐药基因谱,不同血清型(或ST型)间耐药基因的分布差异显著(P0.05),耐药基因与样本来源、分离国家及年份间也存在一定的相关性;在测试的23种获得性耐药基因中,43.48%(10/23)的占比逐年升高,73.91%(17/23)以单一亚型为优势。【结论】利用PRAP软件分析获得的这些结果揭示了近年来沙门氏菌耐药基因的时空分布规律,为沙门氏菌等食源性致病菌耐药性的研究提供了新思路。     

托光柄菇属一中国新记录种

[背景] 托光柄菇属（Volvopluteus）隶属于光柄菇科（Pluteaceae）,目前世界上仅有4个种。[目的] 调查我国东北地区大型真菌资源。[方法] 采集大型真菌标本,对其形态进行详细的观察和描述,提取DNA,测定rDNA ITS序列,基于最大似然法和贝叶斯法构建系统发育树。[结果] 2019–2020年在吉林省延边朝鲜族自治州敦化市采集的标本中,有6份标本为密执安托光柄菇V.michiganensis,该种真菌此前未在我国发现。在系统发育分析中,采自我国的密执安托光柄菇V.michiganensis与该种的模式标本聚为一个分支。[结论] 密执安托光柄菇V.michiganensis为中国新记录种。     

乌鳢源杀鱼爱德华菌的分离鉴定及药敏特性研究

[背景] 江苏省扬州市某乌鳢养殖场发生疾病,给养殖户造成了严重的经济损失。[目的] 确定病因并筛选出敏感药物,为乌鳢相关疾病的防治提供参考。[方法] 从患病乌鳢体内分离致病菌,并从形态、生理生化特征、16S rRNA和gyrB基因序列及特异性PCR检测等方面对分离菌株进行鉴定,同时开展人工感染试验分析其致病性,通过纸片扩散法进行药敏特性分析。[结果] 从患病乌鳢体内分离获得优势菌株SHL,经形态特征、理化特性、16S rRNA和gyrB基因序列及特异性PCR检测鉴定为杀鱼爱德华菌。进一步人工感染试验证实其对乌鳢有较强的致病性,LD₅₀为1.6×10⁵ CFU/g,发病症状与自然发病症状相似。药敏试验结果显示,该菌株对青霉素、氯霉素、四环素等28种抗菌药物高度敏感,对红霉素中度敏感,对苯唑西啉、克拉霉素、万古霉素等6种药物耐药。[结论] 引起江苏省扬州市某养殖场的乌鳢体表溃烂及死亡的病原菌为杀鱼爱德华菌,这是我国首次从淡水鱼类中检出致病性杀鱼爱德华菌,表明该菌的感染谱在扩大,需引起水产养殖领域的重视,在养殖过程中可根据药敏实验结果选用合适的国标渔药进行防治。     

16S rRNA及rpoC1基因用于螺旋藻、节旋藻系统发育的比较北大核心CSCD

【目的】利用16S rRNA和rpoC1基因分子标记研究螺旋藻、节旋藻的系统发育关系,并对其区分能力进行比较。【方法】以84株螺旋藻、节旋藻为研究对象,对其进行16S rRNA、rpoC1基因序列的扩增、测序及分析,并对构建的系统发育树进行对比。【结果】rpoC1基因序列保守位点所占比例49.7%、平均G+C百分含量47.7%和序列相似度76%–100%明显低于16S rRNA基因序列的79.4%、55.6%和91%–100%,其变异程度高于16S rRNA基因;基于16S rRNA、rpoC1基因构建的系统发育NJ树拓扑结构基本一致,84株实验藻株分为2个属3个类群,其中仅F-351、F-904-2、F-1070和TJBC14-1藻株为螺旋藻,其余均为节旋藻;虽然2个基因都不能区分形态种和地理种,但rpoC1基因NJ树的置信度(100%)高于16S rRNA基因(99%),属内分群效果也明显优于16S rRNA基因。【结论】支持了螺旋藻、节旋藻为两个不同属的结论,且在属内分类时rpoC1基因比16S rRNA基因具有更高的区分度。     

日化产品中洋葱伯克霍尔德氏菌复合群(Bcc)的分类和神秘伯克霍尔德氏菌的耐药性研究

【目的】对从2020–2022年不同日化产品中分离的29株洋葱伯克霍尔德氏菌复合群(Burkholderia cepacia complex,Bcc)进行分类和分型,另将2020年前来源于日化产品中6株被鉴定为Burkholderia lata的菌株进行分类更正。探究神秘伯克霍尔德氏菌(Burkholderia aenigmatica)的耐药性。【方法】本文主要应用多位点分型研究方法(multilocus sequence typing,MLST),PCR扩增atpD、gltB、gyrB、recA、lepA、phaC和trp B 7个管家基因片段,将测序结果与MLST数据库中的数据比对分析,获得菌株各管家基因的编号和ST型(sequence type),对本检测中心分离自日化产品的Bcc进行分型;利用多位点序列分析(multilocus sequence analysis,MLSA),结合MLST中等位基因的核苷酸序列构建进化树,从而对Bcc进行系统发育分析和鉴定。利用最小抑菌浓度法(minimum inhibitory concentration,MIC)测定Bcc对常见防腐剂(1,...     

纳帕海高原湿地噬藻体g20基因系统发育多样性分析

【背景】噬藻体是感染蓝藻的病毒,是水生系统的重要组成部分。它们对宿主种群死亡率有重要影响,是控制蓝藻水华生消的潜在因子,对蓝藻群落结构的调控具有重要意义。大量研究揭示了海洋和淡水环境中噬藻体的高度多样性,但目前对高原湿地中噬藻体的多样性知之甚少。【目的】阐明我国纳帕海高原湿地噬藻体g20基因的遗传多样性,为进一步开展高原湿地微生物资源及其生态功能研究提供理论基础。【方法】采集雨季的水体样品,以衣壳蛋白基因g20为标记基因,利用特异性引物Cps1和Cps8对其进行PCR扩增,得到26条不同的g20基因有效序列,并将其与其他生境中g20基因序列进行主坐标分析和系统发育分析。【结果】与其他海洋和淡水的噬藻体序列相比,纳帕海高原湿地中噬藻体的序列与其他稻田序列更为相近;但也存在部分序列单独聚簇,这可能为纳帕海高原湿地中独有的噬藻体类型。【结论】表明该地区的噬藻体较丰富,并具有一定的独特性。