芘降解菌群驯化过程中的演变

【目的】筛选、驯化获得芘的高效降解菌群,为利用其对多环芳烃污染土壤进行生物修复奠定理论基础。【方法】利用芘作为底物在矿物盐培养基(MSM)中富集驯化,得到了一个混合菌群PYR,利用分光光度计和HPLC测定混合菌群的生长与降解的关系,并对混合菌群降解多环芳烃底物的广谱性和降解芘性能的稳定性进行了测定;通过冷冻干燥的方法对菌群进行了保藏,通过HPLC的方法对保藏后复壮的菌群的降解性能进行了测定;通过培养和非培养方法对菌群的多样性进行了调查,通过构建16S rRNA基因文库的方法,分析焦化厂原始土壤中菌群组成和混合菌群转接3次(PYR-3)、6次(PYR-6)和9次(PYR-9)后的组成变化。【结果】该混合菌群可以利用芘作为唯一碳源和能源生长,12 d对芘的降解率为89%,对于菲(86%)及荧蒽(49%)也具有较高的降解率,但不能降解萘和茚并芘,并且该菌群的降解活性经过多次转接和冷冻干燥保藏保持稳定,从混合菌群中分离得到了9株菌,这9株菌分布在无色杆菌属(Achromobacter),芽胞杆菌属(Bacillus),节杆菌属(Arthrobacter),微小杆菌属(Exiguobacterium)和类土地杆菌属(Parapedobacter)。系统进化分析表明变形菌门是土壤原样(100%)及以芘为底物富集的混合菌群中的主要类群(PYR-3,83%),与原土壤样品相似,PYR-3中γ-Proteobacteria(占变形菌门的77%)中假单胞菌属的菌依然占主导地位,但由于菌群的多样性增加,假单胞菌属所占比例减少。随着富集代数的增加,菌群的多样性进一步增加,γ-Proteobacteria的比例在混合菌群中的比例下降(PYR-6中占变形菌门的33%,PYR-9中占变形菌门的18%),而β-Proteobacteria在混合菌群中的比例上升(PYR-3中占变形菌门的13%,PYR-6中占变形菌门的36%,PYR-9中占变形菌门的55%)。【结论】混合菌群具有很强的芘的降解性能,并且随着传代次数的增加,菌群的组成趋于稳定。     

一个木聚糖降解菌群的分离及木聚糖酶酶学性质分析

为从环境中分离出能够降解木聚糖的微生物,利用富集培养法从猪粪与甘蔗叶混合发酵堆肥中分离到一个具有木聚糖降解能力,能够利用玉米芯作为惟一碳源的混合菌群。高通量测序分析发现该菌群具有丰富的微生物多样性,其中未知微生物的含量约为50.8%。该菌群发酵液中的木聚糖酶在以AZO-xylan (Birchwood)为底物时,其最适反应温度为55℃,最适反应pH为8.0,在55℃以下能够保持很好的稳定性。重要的是,该菌群的发酵液能够直接水解玉米芯生产木三糖和木四糖,从而省去了碱处理玉米芯制备木聚糖的步骤,进而降低了环境污染以及生产成本。     

长足大竹象消化道不同分段菌群异质性及竹木质纤维素降解能力

【目的】长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti消化道共生菌群参与了竹纤维素的降解。本研究旨在揭示长足大竹象幼虫消化道不同分段共生菌群异质性及木质纤维素的降解能力。【方法】通过对16S rRNA测序对长足大竹象幼虫消化道分段口器(YB)、前肠(YFG)、中肠(YMG)和后肠(YHG)进行菌群组成分析及功能预测;分析各消化道分段核心属细菌基因组中碳水化合物活性酶(carbohydrate active enzyme, CAZy)基因,预测木质纤维素降解能力;应用口器混合菌(MPJ)、前肠混合菌(FJ)、中肠混合菌(MJ)和后肠混合菌(HJ)悬液体外降解竹笋粉,检测共生菌群的木质纤维素的降解能力。【结果】长足大竹象幼虫消化道菌群多样性分析显示,YFG, YMG和YHG的菌群多样性大于YB,YFG的菌群物种多样性最高,而YB最低。YFG, YMG和YHG样本中厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)相对丰度最高,而YB中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)相对丰度最高。核心属细菌基因组CAZy基因分析表明长足大竹象幼虫消化道中大多数细菌基因组中存在丰富的CAZy基因,且在拟杆菌属Bacteroides细菌基因组中尤为明显,预示其与木质纤维素的降解密切相关。体外降解竹笋粉实验结果表明,长足大竹象幼虫MPJ, FJ, MJ和HJ对竹笋粉纤维素的降解率分别为21.7%, 39.9%, 44.2%和21.0%,对半纤维素降解率分别为72.7%, 52.3%, 65.7%和61.5%,对木质素降解率分别为20.5%, 41.3%, 39.9%和37.9%。【结论】长足大竹象幼虫的消化道菌群的异质性可以影响木质纤维素降解能力,因而这些菌群可以作为分离高效木质纤维素降解菌的重要来源之一。本研究为竹生物质的工业转化利用提供部分参考信息。     

褐煤强化产甲烷菌群的群落分析及条件优化

【目的】以白音华褐煤为底物,利用从我国多地煤矿及污水处理厌氧罐中富集-混合-驯化得到的高效混合菌群进行产气,分析其群落组成并优化产气条件。【方法】采用Miseq高通量测序分析混合菌群结构,通过Plackett-Burman(P-B)和Box-Behnken(B-B)试验对褐煤产气影响因素和条件进行筛选和优化。【结果】本源和外源微生物样本混合样品(HN+MD+WT)经驯化后菌群产气效率最高。该样品菌群中细菌群落多样性丰富,以变形菌门的脱硫弧菌属Desulfovibrio(15.07%)、拟杆菌门的屠场杆状菌属Macellibacteroides(14.6%)、厚壁菌门的梭菌属Clostridiaceae(9.77%)、互营菌门的脱硫代硫酸盐弧菌属Dethiosulfovibrio(8.76%)以及热袍菌门Oceanotoga属(8.66%)为主。古菌全部为广古菌门,其群落多样性则较为单一,其中甲烷卵圆形菌属Methanocalculus(80.28%)占据绝对优势。Plackett-Burman(P-B)试验结果表明温度、CoCl_2添加量和NiCl_2添加量是影响褐煤产气的关键因素;Box-Behnken(B-B)试验结果表明最优产气条件为:温度36°C,CoCl_2添加量0.17 g/L,NiCl_2添加量0.02 g/L,最优条件下褐煤累计产甲烷量(周期20 d)达到159.33μmol/g。【结论】经过驯化可以得到高效的产气菌群,优化培养条件可使产气效率明显提高。     

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯塑料地膜高效降解菌群筛选及其群落结构演替特征

【背景】以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为主要成分的塑料地膜虽然是生物可降解的地膜,但是关于该塑料地膜降解的微生物菌群研究却较少。【目的】拟从不同环境样品中筛选可降解PBAT塑料地膜的微生物菌群。通过对其多次富集的菌群群落结构演替进行分析,明晰可降解PBAT塑料地膜的核心微生物。【方法】利用改良的SM无机盐培养基从不同环境样品中筛选可降解PBAT塑料地膜的微生物菌群;利用失重法测定菌群对PBAT塑料地膜降解的效率;利用16SrRNA基因高通量测序技术对其第5批次(G5)至第9批次(G9)富集的降解菌群的群落结构进行深入探讨;通过Pearson相关性分析方法对菌群不同菌属相对丰度变化和PBAT塑料地膜降解时间进行解析。【结果】从广州金发堆肥厂的堆肥样品中筛选到可完全降解PBAT塑料地膜的菌群,编号为SX。通过连续不断的转接富集,菌群SX对PBAT塑料地膜的降解速率显著提升。16SrRNA基因高通量测序结果显示第5批次(G5)至第9批次(G9)富集的PBAT塑料地膜降解菌群,厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度逐渐下降,而放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度逐渐上升。硫磺色节杆菌(Arthrobactersulfureus)、红螺菌科(Rhodospirillaceae)和噬几丁质菌科(Chitinophagaceae)在随着转接富集过程中相对丰度逐渐升高而芽孢杆菌(Bacillussp.)的相对丰度显著降低。通过统计分析发现硫磺色节杆菌(Arthrobacter sulfureus)相对丰度升高与PBAT塑料地膜降解时间缩短显著相关(r=–0.927,P0.05)。【结论】筛选到PBAT塑料地膜高效降解菌群SX。通过连续不断的转接富集,菌群SX对PBAT塑料地膜的降解时间由28 d (第5批次,G5)降低到13 d (第9批次,G9)。通过对菌群群落结构的研究,发现随着菌群降解效率的提高,硫磺色节杆菌的所占相对丰度显著增加,说明其可能在PBAT塑料降解中发挥着关键作用。本研究为PBAT塑料地膜的降解提供了绿色高效环保的新途径和菌株资源,并为PBAT塑料地膜降解的机制研究奠定了基础。     

保护剂对混合甲烷氧化菌剂中菌群结构的影响

[目的]明晰混合甲烷氧化菌剂制备工艺及保护剂对菌群结构的影响。[方法]通过正交实验优化保护剂配方,并结合高通量测序分析菌剂制备前后菌群结构及甲烷降解能力变化。[结果]当保护剂配比为葡萄糖浓度(单位为g/mL菌液) 2. 5%、甘油15%、脱脂乳粉10%时,菌群存活率高达112. 7%;菌群结构由冻干前的优势菌Methylocystaceae(甲基孢囊菌属)、Acidovorax(食酸菌属)等演替为Ralstonia(罗尔斯顿菌属)、Stenotrophomonas(寡养单胞菌)等,其中对甲烷降解作用的Methylocystaceae(甲基孢囊菌属)冻前丰度71. 70%降为冻后的4. 26%;甲烷降解率由冻前的76. 21%降为冻后的74. 23%。[结论]混合菌剂制备过程中保护剂作为新碳源及能源影响了菌群结构,甲烷降解率下降2. 6%。菌群对外界因素的响应灵敏,但群体行为之间的关系和机理还有待探析。     

厦门近海海水中多环芳烃降解菌的原位富集与降解菌多样性

摘要：【目的】为了分析厦门近海原位海水中多环芳烃降解菌的多样性。【方法】将涂有菲的聚氯乙烯（PVC）板悬挂在厦门国际邮轮码头的海水中,进行菲降解菌的原位富集。利用变性梯度凝胶电泳（Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE）和16S rRNA基因文库两种方法分析了在PVC板表面富集微生物的菌群结构。之后,在实验室模拟原位条件下,对PVC板表面富集的菲降解菌群进行进一步富集、分离和初步鉴定。【结果】PVC板在海水中浸没6 d后,16S rRNA基因文库分析表明,在涂菲的PVC板表面富集的菌群中解环菌属（Cycloclasticus）对应的克隆子占文库总克隆子的50%;在未涂菲的PVC板表面吸附的菌群中红杆菌科（Rhodobacteraceae）为优势菌,其对应的克隆子占文库总克隆子的47%;而解环菌属的克隆子只占文库总克隆子的2%。DGGE的分析结果也证明解环菌是菲原位富集降解菌群中的优势菌。实验室进一步富集后,从该菌群中分离鉴定出14株细菌,其中一株新鞘氨醇杆菌B14(Novosphingobium sp.B14)具有菲降解能力。但是,解环菌未能获得纯培养。【结论】菲原位富集发现,厦门近海水体中解环菌是多环芳烃的主要降解菌。     

北极表层海水中氯代十六烷降解菌的多样性

[目的]为了研究北极地区表层海水中氯代十六烷(C16H33Cl)降解菌的多样性,并获得新的卤代烃降解菌资源.[方法]以C16H33Cl为唯一碳源和能源在4℃和250℃下对表层海水样品进行富集,通过平板分离鉴定可培养菌株,并验证其降解能力;同时利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析降解菌群结构.[结果]从12个北极表层海水样品中富集分离得到112株可培养菌株.经过降解实验验证,发现19株菌株能够降解氯代十六烷,其中食烷菌(Alcanivorax)、红球菌(Rhodococcus)表现出很好的乳化和降解现象,海杆菌(Marinobacter)也有较好的降解效果.DGGE分析显示,富集驯化的降解菌群中主要优势菌为Alcanivorax,Parvibaculum和Thioclava属的菌株.[结论]北极海水中卤代烃降解菌主要是α-proteobacteria,γ-proteobacteria,Actinobacteria和Bacteroidetes.文章首次报道了北极海水卤代烷烃降解菌多样性,研究结果对于认识北极环境中的降解菌资源与生物多样性有参考价值.     

印度洋表层海水石油降解菌的多样性分析

【目的】为了研究印度洋石油降解菌多样性,并获得新的石油降解菌。【方法】本研究通过印度洋表层海水样品采集、以柴油与原油1:1混合物作为碳源,从中富集、分离筛选石油降解菌,并通过PCR-DGGE对13个站点富集菌群的菌群结构进行分析。【结果】通过形态观察、生理生化反应和16SrRNA分析,共得到共29个属的51株不同的细菌,它们主要是属于α亚群和γ亚群。其中,Alcanivorax属(占18%),Novosphingobium属(占10%)和Marinobacter(占6%)Thalassospira(占6%)为主要的优势菌。通过生态多样性分析表明,Shannon-Winner指数(H)为4.57968,说明其具有较高的多样性;均匀度指数(E)为0.8664771,表示其分布比较均匀。单菌实验表明,49株具有石油降解能力其中,Sinomonas,Knoellia,Mesoflavibacter等属的细菌为首次发现有降解能力。DGGE分析表明Alcanivorax属的细菌是印度洋表层海水中的重要石油降解菌。【结论】本研究首次揭示了印度洋表层海水中石油降解菌的多样性,并获取了若干在海洋石油污染生物修复中具有应用前景的降解菌。     

不同底物对海洋混合菌群产氢的影响

将采自天津潮间带的污泥进行热休克处理,厌氧条件下富集混合菌群进行产氢试验。混合菌群分别接种于含葡萄糖、蔗糖、乳糖、淀粉和蛋白胨的培养液中,测定不同底物培养条件下混合菌群产氢量及菌群组成。结果表明,以蔗糖为底物时,混合菌群产氢量最高,为（787±24）mL／L;混合菌群以葡糖糖、乳糖和淀粉为底物时,产氢量依次为（530±20）、（46±5）和（455±35）mL／L;混合菌群不能利用蛋白胨为底物产氢。变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析不同底物培养条件下的产氢混合菌群组成。混合菌群16S rRNA基因的DGGE分离结果表明,在蛋白胨培养条件下,混合菌群没有能够形成优势菌,其他底物培养时,混合菌群的优势菌是Clostridium sp．。     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

鸡传染性法氏囊病病毒研究进展

传染性法氏囊病(Infection bursal disease, IBD)是由鸡传染性法氏囊病毒(Infectious bursal disease virus, IBDV)引起的鸡和火鸡的一种高度接触性传染病,给世界各国的禽养殖业带来了巨大损失.自IBDV发现至今新的变异株不断出现,分子结构的改变导致病毒致病力的改变及宿主对疫苗应答的改变,使得传统的疫苗已不能控制其流行,因此各国学者对其基因组结构和功能进行了广泛深入的研究,并积极研制新型有效的疫苗以达到防治的目的.     

Development of a Novel Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Rapid Detection of SARS-CoV-2

In conclusion, the novel visual RT-LAMP assay is a simple, rapid, and sensitive approach for detection of SARS-CoV-2, and it is ready for application in primary care and community hospitals or health care centers, and even patients' own houses in response to the current SARS-CoV-2 epidemic because the assay does not require sophisticated equipment and skilled personnel. Furthermore, it is also ready to be used in fields for screening samples from wild animals and environments to facilitate the identification of potential intermediate hosts that mediate the cross-species transmission of SARS-CoV-2 from bats to humans.     

Perinatal Vertical Transmission of Chikungunya Virus in Ruili,a Town on the Border between China and Myanmar

正Dear Editor,Chikungunya virus (CHIKV), an arbovirus in the family of Togaviridae, genus Alphavirus, is transmitted by the A.aegyptii or A. albopictus mosquito, and causes disease in humans characterized by fever, rash, and arthralgia (Silva and Dermody 2017; Suhrbier 2019). It was first reported in 1953 in Tanzania, and caused only a few outbreaks and sporadic cases in Africa and Asia in last century. However, in the epidemic in 2004, CHIKV acquired mutations that conferred enhanced transmission by the A. albopictus mosquito(Schuffenecker et al. 2006). Since then, it has successively caused outbreaks in Africa, the Indian Ocean, South East Asia, the South America, and Europe (Zeller et al. 2016).     

Enterovirus 71 3C proteolytically processes the histone H3 N-terminal tail during infection

Highlights
1. The N-terminal tail of histone H3 is specifically cleaved during EV71 infection.
2. Viral protease 3C is identified as a protease responsible for proteolytically processing the N-terminal H3 tail.
3. Our finding reveals a new epigenetic regulatory mechanism for Enterovirus 71 in virus-host interactions.