报告基因法比较两种放线菌启动子的活性

摘要：【目的】比较启动子Psf与红霉素抗性基因启动子（PermE*）在链霉菌中的表达强度差异。【方法】本文利用卡那霉素抗性梯度以及邻苯二酚2,3-双加氧酶显色系统,比较了两个启动子的表达差异。【结果】两个启动子在棒状链霉菌(Streptomyces clavuligerus) NRRL3585、天蓝色链霉菌（Streptomyces coelicolor）M145,委内瑞拉链霉菌（Streptomyces venezuelae）ISP5230及变铅青链霉菌（Streptomyces lividans TK     

产黑色素海洋放线菌的分离、鉴定和产色素条件优化

【目的】从连云港高公岛沿岸海底泥样中分离筛选到一株产黑色素的海洋放线菌。【方法】对筛选得到的菌株HT-18所产的色素进行紫外-可见吸收光谱、红外光谱分析。通过形态特征、培养特征、生理生化测定以及16S rRNA序列的系统发育学分析确定菌株HT-18的分类学地位。采用单因素对产色素发酵条件进行优化。【结果】菌株HT-18所产色素为黑色素。鉴定该菌株属链霉菌属(Streptomyces)。最佳产色素条件为:初始pH7.0,装液量为70/250 mL,温度31°C,发酵时间为3 d。【结论】海洋链霉菌HT-18是一株具有研究和应用潜力的产黑色素菌株。     

一株海洋放线菌的鉴定及其促生作用机理

【背景】海洋放线菌BM-2是本实验室从连云港海域分离得到的一株具有抗菌和促生作用的优良菌株,具有良好的开发应用前景。【目的】明确海洋放线菌BM-2的分类地位,揭示该菌株的促生作用机理,为菌株的开发应用提供理论依据。【方法】通过形态观察、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析,对海洋放线菌BM-2菌株进行种属鉴定;采用透明圈法、平板划线法测定BM-2菌株解磷、解钾作用、固氮作用和产植酸酶、1-氨基环丙烷-1-羧基(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶的能力;运用沙尔科夫斯基反应(Salkowski法)和铬天青(chromeazurol S,CAS)法分别测定菌株产吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)和产铁载体的能力。【结果】培养特征、菌落形态观察及生理生化试验结果表明,BM-2菌株符合链霉菌属(Streptomyces)的特征,16S rRNA基因序列与GenBank中栗褐链霉菌(Streptomyces badius)的序列相似性为99.72%;BM-2菌株具有固氮和解有机磷活性,能够产生ACC脱氨酶、铁载体和IAA。【结论】BM-2菌株为栗褐连霉菌(Streptomyces badius),固氮、解有机磷作用以及产生ACC脱氨酶、IAA可能是该菌株的促生作用机制。     

ε-聚赖氨酸产生菌TUST-2的分离鉴定

【目的】ε-聚赖氨酸是一种天然氨基酸同聚物,本研究目的为分离筛选新的ε-聚赖氨酸产生菌。【方法】采用一种新的分离方法从土壤中分离ε-PL产生菌。分离方法含3步:(1)富集培养ε-PL耐受菌;(2)通过改进的Nishikawa方法筛选;(3)挑选高浓度ε-PL耐受菌株。【结果】从海南省土样中分离获得ε-聚赖氨酸产生菌TUST-2。分类和形态特征属链霉菌属。16S rDNA序列分析比对结果表明TUST-2属淀粉酶产色链霉菌(Streptomyces diastatochromogenes)。经特征反应分析、水解物分析、红外光谱、1H NMR、13C NMR和MALDI-TOF-MS分析表明TUST-2发酵产物为ε-聚赖氨酸。【结论】根据16S rRNA基因序列比对和形态及生理生化特征表明ε-聚赖氨酸产生菌TUST-2属于淀粉酶产色链霉菌,命名为淀粉酶产色链霉菌TUST-2。     

链霉菌基因组中放线菌型整合性接合元件的识别

【目的】链霉菌染色体重组和外源DNA片段插入是影响其遗传多样性的主要因素。旨在考察放线菌型整合性接合元件(AICE)在链霉菌遗传多样性中所发挥的作用。【方法】基于AICE的特征性模块, 采用隐马尔科夫模型预测链霉菌基因组序列中的AICEs。【结果】在已全测序的12条链霉菌染色体和35个质粒中, 共识别出29个AICEs, 其中12个为首次报道。Streptomyces coelicolor基因组中发现了4个AICEs, 而其近缘的Streptomyces lividans却没有。【结论】AICEs都整合在链霉菌染色体的核心区, 且都具有典型的整合环出、复制和接合转移等核心模块, 这些可自行转移的元件在链霉菌基因组可塑性中扮演了重要角色。     

1株产α-糖苷酶抑制剂放线菌的筛选与鉴定

利用酶的催化特性从520株土壤分离放线菌中筛选对α-淀粉酶和α-蔗糖酶均具有抑制作用的产α-糖苷酶抑制剂菌株,并对其进行菌株归属鉴定。试验结果表明:从土壤分离放线菌中筛选到对α-淀粉酶酶活力抑制率在75%以上的菌株45株,从这45株放线菌中筛选到1株对α-蔗糖酶抑制率在40%以上的菌株。通过对其进行形态学观察、生理生化特性鉴别,并结合16S rRNA基因序列分析,初步判定该菌株为天蓝色链霉菌Streptomyces coelicolo。     

分离自印度洋深海沉积物的部分链霉菌分离株多位点序列分析

【目的】采用多位点序列分析方法,研究印度洋3 000 m以下深海沉积物中分离得到的16S rRNA基因比对高度相似的链霉菌菌株的种间系统发育关系,同时探讨各管家基因及多基因聚类分析后的种间区分能力。【方法】以分离自印度洋深海沉积物的7株Streptomyces albidoflavus,11株Streptomyces cavourensis,16株Streptomyces pratensis为研究对象,以16S rRNA、atpD、recA和rpoB基因片段为标记,通过PCR扩增、测序,获得序列。同时从NCBI上下载5株S.pratensis上述4个基因的序列,将所有序列在MLST网站进行比对,并构建系统进化树进行比较。【结果】S.pratensis各菌株种内比较发现,16S rRNA基因构建的系统进化树中相同基因型的菌株没有聚在一起,系统进化树不稳定,区分度不高。其余3个构建的系统进化树稳定,菌株的聚类关系与MLST数据库得到的基因型一致。同时,多基因聚类分析后将菌株分为6个类群。在3个种的种间多位点序列比较中,除区分度明显增加、进化树更加稳定以外,还发现rec A基因进化上比较特殊的菌株。【结论】多位点序列分析将实验菌株分为很多不同的类型,成功地将所分离的链霉菌进行了更细的分类,同时也找到部分菌株在个别基因上差异较大。此方法可以用于相近种的快速鉴定。     

大肠杆菌-链霉菌穿梭表达载体pMF的构建及其应用

【目的】构建能定点整合到链霉菌(Streptomyces)染色体上的高效表达载体。【方法】以链霉菌自杀型表达载体pLSB2为基础,通过插入链霉菌噬菌体ΦC31整合酶基因int和attP位点(Phage attachment site),构建了能在大肠杆菌和链霉菌之间进行接合转移并定点整合到链霉菌染色体上的表达载体pMF。将pMF转化大肠杆菌ET12567(pUZ8002),并分别接合转移天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolorM145)、变铅青链霉菌(Streptomyces lividansTK24)和红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea2338),挑取接合子进行PCR和Southern杂交检测。将来自刺糖多孢菌S08-4的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因(SAM-s)克隆到载体pMF的启动子下游,接合转移到天蓝色链霉菌中。【结果】表明pMF成功整入链霉菌染色体,并且检测到目的蛋白的表达。【结论】构建的pMF载体可作为外源基因定点整合表达的有效工具,为后续的基因功能研究以及链霉菌的遗传改造奠定了基础。     

贵州兴义喀斯特洞穴可培养放线菌多样性及抗菌活性初筛

【目的】进一步了解兴义喀斯特洞穴可培养放线菌资源及产活性代谢产物的能力。【方法】选取多种分离培养基,利用稀释直接涂布平板法对贵州黔西南兴义市多个喀斯特洞穴的土壤和岩石进行可培养放线菌资源分离;利用三种发酵培养基对相关放线菌进行生物产物初筛。【结果】根据16S rRNA基因序列的比对分析,将分离得到的251株放线菌分别归类到44个属,其中链霉菌属(Streptomyces)占分离菌株的比例为24.30%,小单孢菌属(Micromonospora)占比11.95%,红球菌属(Rhodococcus)占比9.16%,微杆菌属(Microbacterium)占比7.17%,诺卡氏菌属(Nocardia)占比6.37%,该五类放线菌为该地区可培养放线菌的优势菌群。对70株细菌进行活性次级代谢产物筛选,其中35株放线菌对指示菌具有抑制活性,且主要类群为链霉菌属和小单孢菌属。【结论】贵州兴义喀斯特洞穴中存在丰富多样的放线菌类群,且蕴藏大量具有产生活性次级代谢产物能力的菌株,为医药产业提供潜力菌株资源,极具进一步发掘和研究的价值。     

青藏高原戈壁生境中一株链霉菌新种Streptomyces haixigobicum sp. nov. Qhu-G9的多相分类学鉴定及其次级代谢产物的基因组挖掘

【背景】青藏高原极端生境具有丰富的微生物资源，同时也是微生物药物的重要来源，但是大量微生物新资源尚待开发利用。【目的】对从青藏高原戈壁土壤中分离得到的一株链霉菌Qhu-G9进行多相分类鉴定及次级代谢产物生物合成潜力分析。【方法】通过16S rRNA基因扩增、测序和系统发育分析，结合形态、生理生化、细胞化学组分及基因组测序等多相分类特征，确定链霉菌Qhu-G9的分类地位。【结果】Qhu-G9与链霉菌Streptomyces dioscori A217^T和Streptomyces auranttiiacus NBRC 13017^T相似度最高，均为99.22%，结合形态观察，说明该菌是一株链霉菌。基于16S rRNA基因序列构建的系统发育树显示Qhu-G9独立成支，并且其生理生化和细胞化学成分特征与最相似模式菌存在较大差异。通过基因组测序评估了与最相似模式菌的数字DNA-DNA杂交值(digital DNA-DNA hybridization,dDDH)和平均核苷酸一致性(average nucleotide identity,ANI)，发现Qhu...     

一株产蓝色素菌株生物学特性及色素基本性质的研究

对一株从土壤中筛选的产蓝色素链霉菌-ZLT菌株进行了生物学特性和色素基本特性的研究。根据其形态、培养特征和生理生化特性分析,该产蓝色素菌株为链霉菌属,命名为链霉菌-ZLT。与现有报道的放线菌蓝色素相比,该色素纯度较高,无毒副作用,初步认为该色素为一种新的天然蓝色素。     

γ Actinorhodin a natural and attorney source for synthetic dye to detect acid production of fungi

Colors from natural sources are gaining popularity because synthetic colors are carcinogenic. Natural colors are obtained from plants or microorganisms. Pigments produced by microorganisms have advantages over plant pigments, due to their ease of use and reliability. In the present study, a blue pigment producing actinomycete klmp33 was isolated from the Gulbarga region in India. The isolate was identified based on morphologic, microscopic, and biochemical characterization, and 16S rRNA sequencing. Phylogenetic analysis of the isolates showed a close relationship with Streptomyces coelicolor. Pigment produced by the isolate was analyzed using UV–visible spectroscopy, thin-layer chromatography, Fourier transform infrared and liquid chromatography/mass spectroscopy analysis, and was identified as γ actinorhodin. γ-Actinorhodin is used as a pH indicator which deviates from acid to non-acid. Moreover, it subrogates synthetic dye.     

Cloning of a pleiotropic gene that positively controls biosynthesis of A-factor, actinorhodin, and prodigiosin in Streptomyces coelicolor A3(2) and Streptomyces lividans.

A-factor (2S-isocapryloyl-3S-hydroxymethyl-gamma-butyrolactone), an autoregulating factor originally found in Streptomyces griseus, is involved in streptomycin biosynthesis and cell differentiation in this organism. A-factor production is widely distributed among actinomycetes, including Streptomyces coelicolor A3(2) and Streptomyces lividans. A chromosomal pleiotropic regulatory gene of S. coelicolor A3(2) controlling biosynthesis of A-factor and red pigments was cloned with a spontaneous A-factor-deficient strain of S. lividans HH21 and plasmid pIJ41 as a host-vector system. The restriction endonuclease KpnI-digested chromosomal fragments were ligated into the plasmid vector and introduced by transformation into the protoplasts of strain HH21. Three red transformants thus selected were found to produce A-factor and to carry a plasmid with the same molecular weight, and a 6.4-megadalton fragment was inserted in the KpnI site of pIJ41. By restriction endonuclease mapping and subcloning, a restriction fragment (1.2 megadaltons, approximately 2,000 base pairs) bearing the gene which causes concomitant production of A-factor and red pigments was determined. The red pigments were identified by thin-layer chromatography and spectroscopy to be actinorhodin and prodigiosin, both of which are the antibiotics produced by S. coelicolor A3(2). The cloned fragment was introduced into the A-factor-negative mutants (afs) of S. coelicolor A3(2) by using pIJ702 as the vector, where it complemented one of these mutations, afsB, characterized by simultaneous loss of A-factor and red pigment production. We conclude that the cloned gene pleiotropically and positively controls the biosynthesis of A-factor, actinorhodin, and prodigiosin.     

新疆喀什地区牧草盲蝽为害棉花防治指标研究

【目的】害虫防治指标是害虫管理系统中进行优化决策的主要依据。本文研究了新疆棉区牧草盲蝽Lygus pratensis(Linnaeus)不同时期对棉花为害与棉花产量损失的关系,制定棉田防治指标,以期为新疆棉田牧草盲蝽防治提供理论和基础。【方法】利用二次正交旋转组合设计,建立以蕾期、花期和铃期牧草盲蝽种群数量与棉花产量损失的回归方程,并结合棉花经济允许损失率,制定棉田蕾期、花期和铃期牧草盲蝽防治指标。【结果】牧草盲蝽种群数量与棉花产量损失的回归方程:Y=12.906+5.273X1+4.780X2+2.365X3+4.588X12+3.331X22+2.910X32。蕾期牧草盲蝽成虫为害对棉花产量损失的影响最大,其次是花期和铃期。牧草盲蝽防治指标,蕾期为12头/百株、花期为20头/百株、铃期为41头/百株。【结论】本研究在棉花不同生育期的基础上,分别制定各个生育期牧草盲蝽防治指标,既简捷实用,又便于农民掌握,能更好的指导防治工作,同时可为新疆棉田牧草盲蝽防治提供理论基础。     

Isolation and identification of<Emphasis Type="Italic">Streptomyces</Emphasis> sp. and assay of its exocellular water-soluble blue pigments

A bacterial strain producing a great amount of blue pigment during submerse fermentation was isolated and identified. Based on morphological characteristics cell-wall chemotype and sequence of 16S rRNA gene, the strain should belong to the genusStreptomyces; it had 99.4% homology of 16S rRNA gene sequence with that ofStreptomyces indigocolor. The pigment production by the strain was affected by carbon and nitrogen sources. The main components of the pigment mixture (detected by HPLC and TLC) were tentatively classified as actinorhodin-related compounds. The pigment was relatively stable against light and higher temperature but was sensitive to low pH. The preliminary acute-toxicity determination showed that the pigment was nontoxic (LD₅₀>15 mg/g).     

一株产蓝色素链霉菌18-A-5的鉴定与系统发育分析

从原始热带雨林土壤中,分离到一株产蓝色色素菌株18-A-5,对其进行了系统分类学研究。形态学特征观察表明,在高氏合成一号培养基上初产蓝绿色色素,日久为深蓝色,基内菌丝蓝色,气生菌丝灰白色,产灰色孢子,孢子丝直或柔曲,形成长孢子链,孢子圆柱形。其DNA的G＋C摩尔分数为62.4%,16S rDNA序列分析结果(GenBank登陆号为EU054353),18-A-5与生靛链霉菌Streptomyces indigoferus ATCC23924^T 、草绿色链霉菌Streptomyces herbaricolor ATCC23924^T具有极高的同源性,达100％,聚类分析表明,18-A-5与生靛链霉菌Streptomyces indigoferus、草绿色链霉菌Streptomyces herbaricolor两株菌聚类在一起,分支置信度为74%。结合生理生化特性、细胞壁化学组成分析、脂肪酸分析等将菌株18-A-5定名为草绿色链霉菌Streptomyces herbaricolor。并对该蓝绿色可溶性色素性质进行了耐酸碱性、热稳定性、抗菌谱等初步分析。     

应用响应面法优化发酵培养基提高达托霉素产量

【背景】达托霉素来自玫瑰孢链霉菌NRRL 11379的发酵产物,是重要的临床用抗生素。其原始产生菌发酵周期长,影响达托霉素的生产效率。本实验室前期在天蓝色链霉菌中重构了达托霉素的生物合成途径,有效地缩短了发酵周期,但重组菌株K10中达托霉素发酵产量很低,制约了后续的研究和开发。【目的】利用响应面法优化产达托霉素的重组菌天蓝色链霉菌K10的发酵培养基组分,获得达托霉素高产的发酵培养基配方。【方法】采用单因素实验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验和响应面法设计优化达托霉素发酵培养基,使用Design Expert 8.0对实验数据进行分析。【结果】培养基各成分中影响达托霉素产量的3个主要因素是糊精、酵母提取物和酪蛋白,其最佳浓度分别为25.11、2.20和2.00 g/L。在此条件下,达托霉素产量达到15.30 mg/L,较原始培养基产量提高了2.17倍。【结论】实验获得了达托霉素产量明显提高的天蓝色链霉菌K10发酵培养基配方,为达托霉素的后续研究提供可靠支撑。     

Cloning of a DNA fragment involved in pigment production in Streptomyces avermitilis

Streptomyces avermitilis has the ability to synthesize a diffusible, brown, melanin-like pigment, a common property among many Streptomyces species. A region of the S. avermitilis chromosome involved in the production of this pigment was cloned in Escherichia coli. Production of the brown pigment was attained in E. coli, and is optimal when medium is supplemented with copper ions, tyrosine and IPTG. The cloned S. avermitilis pigment-producing DNA fragment is under the control of the lac promoter carried in the E. coli vector. The gene involved in pigment production could be used as a tool to analyse gene expression in S. avermitilis, and as an alternative cloning marker in Streptomyces-Escherichia coli vectors.