纳木措可培养丝状真菌多样性及其与理化因子关系

微生物多样性在评估水体生态环境方面发挥着重要作用。本研究以青藏高原纳木措湖为研究对象, 开展水体可培养丝状真菌多样性及影响因子研究。通过膜过滤平置培养法、经典分类法和rRNA转录间隔区(ITS)序列分析对纳木措湖20个采样点的丝状真菌进行分离、纯化及鉴定, 测定水体理化指标, 综合分析丝状真菌空间分布格局与理化因子的相关性。菌种鉴定结果显示, 从纳木措水体样品中共分离纯化出1,412株丝状真菌, 隶属22属47种, 其中链格孢属(Alternaria)、青霉属(Penicillium)和毛霉属(Mucor)为优势属, 链格孢(Alternaria chlamydosporigena)和冻土毛霉(Mucor hiemalis)为优势种; Pearson相关性分析显示, 丝状真菌总丰度与温度、铵态氮、全磷呈显著正相关; 冗余分析显示, 铵态氮、温度、全磷、全氮、盐度及电导率是影响纳木措湖丝状真菌群落组成与分布的主要理化因子。综上所述, 纳木措水体可培养丝状真菌具有较高的物种多样性和空间异质性, 而且水体环境因子影响其分布。     

几种保藏细菌方法的检测

Devay等人和Mcginnis等人,用蒸馏水法保藏细菌、酵母、丝状真菌和好气放线菌的一些属种;Soriano用梭氏(Sordelli)真空干燥法保藏细菌、酵母、丝状真菌等某些属种,获得了较好的效果;Grivdl等人和Trollope,     

丝状真菌表面展示技术研究进展

丝状真菌表面展示技术是将表达的目的蛋白固定在丝状真菌细胞表面的一项新兴基因工程技术。丝状真菌具有极强的蛋白质分泌能力和良好的蛋白质翻译后加工能力,因而越来越多的丝状真菌表面展示技术得到开发和应用。本文就丝状真菌表面展示系统的研发和应用进展进行综述,并介绍与该系统构建密切相关的丝状真菌的细胞壁组成、锚定蛋白和遗传转化方法等技术。     

丝状真菌形态控制及其在发酵过程优化中的应用

丝状真菌广泛用于发酵产业,在液体深层发酵过程中,其生长形态与产物种类及产量间存在重要关联,成为发酵过程调控的热点。采用数学模型解释丝状真菌的形态发育与调控机制,是近年来工程学界颇为关注的研究手段。本文结合自己的工作着重解释丝状真菌各种生长形态的生长机理及形态发育的数学描述方式,以及如何采用数学模型描述丝状真菌发酵过程中产物、形态及环境的关联,最终实现形态的控制,完成生物发酵过程优化。具体包括:1)丝状真菌的生长机制;2)形态发育数学模型在发酵过程优化中的应用;3)控制丝状真菌形态的策略。     

后基因组时代的丝状真菌基因组学与代谢工程

丝状真菌不仅是传统发酵工业中抗生素、酶制剂和有机酸的主要生产者,而且也是代谢工程育种中异源蛋白表达的重要细胞工厂。丝状真菌的遗传修饰和代谢工程研究是现代工业生物技术领域最具活力的研究方向之一。特别是与细菌和酵母相比,丝状真菌在细胞生长、营养需求、环境适应性、翻译后修饰、蛋白分泌能力和生物安全性等方面具有显著的优势。文章综述了丝状真菌作为异源蛋白表达系统在基因组学技术研究和代谢工程研究方面的最新进展。作者在分析丝状真菌基因组结构、特点的基础上,阐述了比较基因组学、蛋白质组学、转录组学和代谢组学等对丝状真菌的代谢途径重构、新型蛋白挖掘和代谢工程育种中的作用和意义。另一方面,作者分析了丝状真菌在表达外源蛋白时遇到的瓶颈问题,总结了丝状真菌代谢工程育种中的常用策略包括异源基因的融合表达、反义核酸技术、蛋白分泌途径改造、密码子优化和蛋白酶缺陷宿主的选育等技术和手段。最后,对该领域的发展趋势进行了展望。     

丝状真菌细胞凋亡研究进展

细胞凋亡是真核生物中保守而重要的细胞死亡机制,与癌症、艾滋病等多种疾病密切相关.与酵母菌这一细胞凋亡模式生物相比,丝状真菌凋亡研究起步较晚但具有其独特的优势.近年来丝状真菌细胞凋亡的内外源诱因、细胞凋亡的特征以及信号传导通路等方面的研究进展迅速.丝状真菌,尤其是构巢曲霉和烟曲霉有望成为细胞凋亡研究新的模式物种.此外,研究丝状真菌细胞凋亡现象在农业和医疗领域也具有重要的应用价值,可为生物防治和人类真菌病的治疗提供新的思路.工业丝状真菌细胞凋亡研究有助于构建性状更加优良的工程菌株.     

丝状真菌的细胞凋亡

凋亡是一种程序性细胞死亡类型,为多细胞生物发育和维持生命所必需的,也普遍存在于细菌等原核生物和酵母、丝状真菌等真核生物中。丝状真菌既具有酵母和哺乳动物共有的凋亡同源蛋白,也具有酵母所不具备的哺乳动物凋亡同源蛋白,所以其凋亡机制较酵母更为复杂,而又较哺乳动物简单。凋亡在丝状真菌的发育、繁殖、衰老等过程中具有重要的作用。近年,丝状真菌作为新的凋亡研究的模式生物被广泛研究,而且进展迅速。综述丝状真菌的凋亡现象和检测方法,丝状真菌中凋亡的生物学功能,丝状真菌凋亡的诱导条件,以及丝状真菌凋亡相关基因的功能研究进展。     

丝状真菌生物富集重金属废水的研究进展

重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。丝状真菌生物富集重金属是处理废水的一种重要的方法,近十几年来一直是研究热点。首先介绍了去除废水中重金属的常规方法 :化学沉淀法、离子交换法和吸附法的优缺点。尤其是生物吸附法的独特优点:吸附剂材料廉价,耗费少,吸附重金属离子效率高,适用条件广,生物体吸附剂可重复使用,特别适合于微量重金属废水的处理;其次,介绍了应用到富集重金属的丝状真菌种类,如根霉(Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr5+)、毛霉(Pb~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+))、曲霉(Pb~(2+))、木霉(Zn~(2+)、Pb~(2+))和担子菌(Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+))等都在重金属废水中取得较理想的效果;介绍了生物富集重金属的机理,主要是细胞外、细胞表面和细胞内富集重金属离子的机理;最后介绍了影响生物富集重金属效果的几种因素:p H值、重金属离子初始浓度和吸附剂的比例、富集温度、共存离子,展望了丝状真菌富集重金属的研究,旨为推广丝状真菌在富集重金属废水中的应用,并为即将投入新品种的丝状真菌富集重金属的研究奠定基础。     

丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展

丝状真菌是具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统, 能对蛋白质进行翻译后修饰, 如蛋白质糖基化等; 并且比植物、昆虫和哺乳动物细胞具有更快的生长速率。近年来, 随着真菌分子遗传技术和菌种改良策略的进步, 尤其是真菌基因组学的发展, 利用丝状真菌生产异源蛋白越来越受到关注。综述了丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展, 其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用, 同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。     

丝状真菌遗传转化体系的研究进展

随着现代测序技术的飞速发展,主要丝状真菌的基因组序列相继公布,对丝状真菌基因水平的研究也不断深入,发展高效的遗传转化技术是真菌基因功能研究以及定向改良菌种的前提。近年来,尽管研究者不断优化并开发新的遗传转化方法,然而在丝状真菌中仍然存在转化效率较低、阳性转化子筛选困难等问题。适宜的转化方法和筛选标记对丝状真菌的遗传转化有至关重要的作用。该文综述了丝状真菌遗传转化系统的研究进展,主要从受体细胞的处理、外源基因的整合与表达、常用转化方法和阳性转化子的筛选鉴定等方面进行概述,旨在为今后丝状真菌遗传转化体系的构建提供思路。     

丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展

丝状真菌是具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统, 能对蛋白质进行翻译后修饰, 如蛋白质糖基化等; 并且比植物、昆虫和哺乳动物细胞具有更快的生长速率。近年来, 随着真菌分子遗传技术和菌种改良策略的进步, 尤其是真菌基因组学的发展, 利用丝状真菌生产异源蛋白越来越受到关注。综述了丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展, 其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用, 同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。     

一种快速高效获取丝状真菌PCR反应模板的方法

建立一种快速高效获取丝状真菌PCR反应模板的方法,提高丝状真菌PCR鉴定效率。通过单因素法对机械破壁联合微波法进行条件优化,利用优化后的方法获取13株不同种属丝状真菌的PCR反应模板,同时与Chelex-100法、机械破壁法作对比,以试剂盒抽提法作为阳性对照,进行ITS序列扩增,琼脂糖凝胶电泳检测扩增结果。机械破壁联合微波法获取丝状真菌PCR反应模板的最佳条件为40 Hz机械破壁1 min、微波700 W高温裂解3 min,采取该法与试剂盒抽提法获得的模板均成功扩增13株不同种属丝状真菌ITS序列,且PCR鉴定结果一致;Chelex-100法获得的模板成功扩增6株丝状真菌ITS序列;机械破壁法获得的模板虽成功扩增9株丝状真菌ITS序列,但扩增效果欠佳。机械破壁联合微波法能够有效获取丝状真菌PCR反应模板,与试剂盒抽提法相比具有操作简便、快速高效的优点,提高丝状真菌PCR鉴定效率。     

河北地区临床实验室丝状真菌分离鉴定情况分析

目的开展一项由河北地区多所医院参与的临床实验室丝状真菌检测研究,促进实验室丝状真菌检测能力提升。方法共收集丝状真菌菌株,采用沙堡弱培养基和乳酸酚棉兰染色直接镜检进行菌种常规鉴定;中心实验室采用Vitek MS质谱进行复核鉴定,对MS不能有效鉴定的菌种进行核糖体DNA内转录间隔区ITS和/或钙调蛋白CaM测序分析。结果参与研究的15家三级医院2016～2017年共收集到丝状真菌225株。其中烟曲霉133株(59.11%)、黄曲霉/米曲霉28株(12.44%)、黑曲霉复合群18株(8.00%)、聚多曲霉6株(2.67%)、构巢曲霉6株(2.67%)、其他丝状真菌34株(15.11%)。样本类型包括下呼吸道痰标本203株(90.22%),耳道分泌物10株(4.44%),肺泡灌洗液4株(1.78%),其他样本8株(3.56%)。菌株鉴定正确率(148/225)65.78%,错误率(77/225)34.22%。结论丝状真菌感染中最常见的是曲霉菌属,主要以烟曲霉菌、黄曲霉菌和黑曲霉菌为主。传统的鉴定方法错误率高达30%以上,采用微生物质谱鉴定结合ITS/CaM区测序方法可以有效提高丝状真菌的鉴定正确率,为临床丝状真菌的治疗提供病原学依据。     

植物病原丝状真菌G蛋白偶联受体的研究进展

通过对丝状真菌G蛋白偶联受体(GPCR)的结构、分类以及功能方面进行综述,以期明确丝状真菌与其他模式生物GPCR之间的关系。基于已报道的模式生物及丝状真菌等不同生物中的GPCR,通过SMART保守结构域分析,以及利用Clustal X、MEGA等软件对上述GPCR进行遗传关系分析。明确丝状真菌典型GPCR具有七跨膜结构域,新型GPCR则含有PIPK、RGS等保守结构域,明确不同学者对于GPCR的分类情况,以及新型GPCR所具有的特殊功能,明确模式生物GPCR、丝状真菌GPCR分别各自聚类。丝状真菌中GPCR的数量较模式生物少,不同分类单元中真菌之间GPCR的数量也不尽相同,同时,丝状真菌GPCR除具有典型的七跨膜结构域外,还含有一些其他保守的结构域,上述研究为进一步开展其功能研究提供重要的理论基础。     

纳木措春季水体可培养丝状真菌优势种生态位分析

为探明纳木措春季水体可培养丝状真菌的群落特征,研究在分离纯化丝状真菌的基础上,结合经典分类法、rRNA-ITS转录间隔区测序法确定丝状真菌的群落组成及丰度;同时对水体理化因子进行分析,揭示丝状真菌优势类群生态分化与理化因子的相关性。结果在纳木措水体中共分离纯化出921株丝状真菌,归为20属62种,真菌资源较为丰富。其中,主要优势种(Y>0.02)包括:普通青霉Penicillium commune、酒色青霉Penicillium vinaceum、波兰青霉Penicillium polonicum、青霉菌Penicillium goetzii、灰玫瑰青霉Penicillium griseoroseum、冻土毛霉Mucor hiemalis、总状毛霉Mucor racemosus、格孢腔菌Pleosporales sp.2和壳青霉Penicillium crustosum。优势种生态位指数显示,优势种间生态响应速率之和为负数,低度重叠的种对占比较大(56.94%),总体上呈正关联,但未达到显著水平(χ²>3.841),表明群落正处于衰退阶段。优势种间竞争...     

丝状真菌代谢工程研究进展

丝状真菌(Filamentous fungi)作为重要的工业发酵微生物,在有机酸、蛋白质及次级代谢产物等关键生物基产品生产方面发挥着重要作用。自20世纪90年代代谢工程理念提出以来,尤其是代谢工程使能技术的创新及发展,极大地促进了丝状真菌细胞工厂的构建及其在工业发酵领域的应用。文中将系统介绍近年来丝状真菌代谢工程技术的发展,及其在生物基化学品细胞工厂构建中的应用,最后讨论丝状真菌代谢工程中关键问题并展望其未来发展。     

MALDI-TOF MS对临床侵袭性丝状真菌的快速鉴定技术的研究

目的评价基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术在临床常见丝状真菌鉴定中的应用价值。方法收集2017年4月—2019年7月本院各种类型临床标本中分离培养的65株丝状真菌,以及某三甲医院惠赠的26株丝状真菌。这91株丝状真菌通过传统形态学鉴定、DNA测序及MALDI-TOF MS鉴定方法后,以DNA测序结果为标准,与另外2种方法的鉴定结果进行统计学比较,评价MALDI-TOF MS在临床丝状真菌鉴定上的应用。结果在28℃和35℃条件下培养的菌株经质谱仪鉴定后,χ~2检验显示P0.05,提示培养温度差异对结果的影响无统计学意义;以DNA测序结果为金标准,传统形态学方法的正确鉴定率为81.3%(74/91),而基于MALDI-TOF MS技术的正确鉴定率可达97.8%(89/91);研究中,使用"甲酸乙腈提取法"提取蛋白后,丝状真菌质谱鉴定的正确率为90.1%(82/91),而"磁珠研磨法"提取蛋白后的质谱鉴定率则为97.8%(89/91)。结论临床常规工作中使用质谱仪鉴定常见丝状真菌时,培养温度不会影响质谱鉴定结果;改良"磁珠研磨法"提取蛋白后质谱仪鉴定的正确率优于质谱仪推荐"甲酸乙腈提取法";MALDI-TOF MS技术在常见丝状真菌的鉴定上,相比于传统形态学鉴定,该技术更快速、客观、高效及准确。     

根癌农杆菌在丝状真菌转化中的应用

原生质体转化法是丝状真菌转化的传统方法,但其过程繁琐且转化效率低。根癌农杆菌介导的转化方法原本是进行植物遗传转化的标准方法,但近年来发现该方法还可用于丝状真菌的转化。根癌农杆菌介导的丝状真菌转化具有操作简便、转化效率高、重复性好等优点,从而可以解决丝状真菌转化难的问题。在本文中,就其转化机制、特点和转化条件优化等方面的最新研究进展进行了综述。     

西藏拉鲁湿地水体冬季可培养丝状真菌多样性及其与理化因子的关系

【背景】拉鲁湿地是我国海拔最高、面积最大的城市天然湿地。开展拉鲁湿地微生物群落结构分析,可为青藏高原生物资源的开发利用和保护提供理论依据,并为湿地生态系统的微生物多样性研究奠定基础。【目的】开展拉鲁湿地水体丝状真菌的多样性研究,探究影响该环境丝状真菌群落分布特征的主要理化因子。【方法】从拉鲁湿地11个水样中分离丝状真菌,应用nr DNA ITS序列分析,并结合经典分类学方法对获得的菌株进行鉴定,运用SPSS和CANOCO软件分析丝状真菌群落结构及其与环境因子的关系。【结果】从拉鲁湿地水体分离的丝状真菌菌株分属于6属13种。拉鲁湿地冬季水体丝状真菌优势属为Mucor、Cladosporium和Galactomyces,优势种为M.hiemalis、M.racemosus和G.geotrichum。总氮与拉鲁湿地水体丝状真菌数量呈显著负相关(P0.05),总氮和总磷对于丝状真菌的分布具有较明显的影响,这2种理化因子与M.racemosus的多度呈正相关性,而与M.hiemalis呈较强的负相关性。【结论】环境因子是影响高原湿地生态系统微生物群落结构的主要因素之一,探讨西藏典型脆弱生态环境中微生物多样性与环境因子的关系具有重要意义。     

丝状真菌蛋白表达系统研究进展*

丝状真菌以其优秀的表达分泌能力和良好的环境适应能力,使得其在蛋白质表达领域应用越来越广泛。近几十年来,通过诱变、培养优化及遗传改造等手段,使得包含曲霉属、木霉属、青霉属等在内的丝状真菌被开发成高效表达宿主。为促进丝状真菌蛋白表达系统的开发,结合作者的研究工作,对工业上丝状真菌表达宿主、蛋白质表达元件及其改造策略进行综述,并探讨了当前丝状真菌表达系统开发过程中的不足之处,为新型丝状真菌表达系统的研究提供参考和启示。