anti-CRISPR的起源、发展和应用

细菌和古菌等微生物与病毒（噬菌体）之间的生存之战是一场“军备竞赛”。细菌和古菌已经进化出多种先天和适应性的免疫系统来抵御噬菌体的入侵。噬菌体则利用不同的对抗策略来躲避这些噬菌体防御机制。CRISPR-Cas （Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-CRISPR-Associated）系统就是细菌和古菌广泛编码的一种抵御噬菌体等外源遗传元件的获得性免疫系统,与此同时,噬菌体也进化出特异性的anti-CRISPR来抵抗CRISPR-Cas系统的免疫。本文系统综述了anti-CRISPR的发现过程、分类和作用机制,并展望了其潜在的应用。     

益生菌调控肠道屏障功能预防家禽球虫病的研究进展

球虫病给养禽业带来巨大经济损失,人们对绿色健康食品的迫切需求使球虫病的防控面临新的挑战。伴随世界"禁抗"进程的不断推进,家禽养殖业亟需一种安全有效的新型抗球虫方法。益生菌可竞争性排斥病原菌定殖以防止球虫病继发感染,可刺激宿主抗菌肽、黏蛋白和紧密连接蛋白的分泌以抵御球虫入侵,还可激活免疫反应以增强机体抗球虫感染的能力。本文从调控肠道微生物群、改善肠黏膜屏障和调节免疫系统功能等方面综述了益生菌在预防和控制家禽球虫病中的作用,以期为高效抗球虫益生菌制剂的研发提供参考。     

多粘类芽胞杆菌KM2501-1杀南方根结线虫活性产物研究

【目的】南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是一种危害严重的土传性植物病原线虫,给农业生产造成了巨大的经济损失,前期研究发现多粘类芽胞杆菌(Panebacillus polymyxa) KM2501-1具有很好的温室防治南方根结线虫效果,且可产生多种挥发性杀线虫活性物质,但对其非挥发性产物是否有杀线虫活性没有研究。本研究拟进一步分离鉴定其产生的杀线虫活性代谢产物,发掘新的杀线虫药物。【方法】对菌株KM2501-1进行液体发酵并离心收集发酵上清液,通过硅胶柱层析、高效液相色谱分离等方法得到高纯度的杀线虫活性物质,并通过液相色谱质谱联用分析、核磁共振等技术鉴定杀线虫活性物质的结构。【结果】生物活性检测显示,多粘类芽胞杆菌KM2501-1发酵上清液具有较强的南方根结线虫触杀活性,并能有效抑制南方根结线虫卵孵化,体外杀线虫效率高达87.66%,抑制卵孵化效率达92.26%。结构鉴定结果显示多粘类芽胞杆菌产生的杀线虫活性物质为环二肽类物质cyclo (Pro-Phe),800 mg/L的cyclo(Pro-Phe)杀线虫效率达84.75%。进一步的显微观测结果表明,与对照组相比,活性物质cyclo(Pro-Phe)处理后的根结线虫肠道组织紊乱、结构发生破坏。【结论】多粘类芽胞杆菌KM2501-1产生的cyclo (Pro-Phe)是一个具有杀线虫新功能的活性物质,其可能通过破坏线虫肠道杀死线虫。     

炭疽水肿因子在大肠杆菌中高效表达及一步法纯化

【目的】本研究旨在建立一种简单快捷的炭疽水肿因子(EF)重组表达及纯化方法。【方法】构建GST-EF融合表达载体,基于EF基因的密码子使用偏好,选择菌株Escherichia coli BL21-Codon Plus(DE3)-RIL为表达宿主,对EF进行诱导表达;细胞透性技术分离粗蛋白,进而利用亲和层析一步法纯化EF;Native-PAGE、竞争性抑制实验及c AMP浓度分析用于鉴定EF的生物活性。【结果】实现了EF可溶性高效表达,透性化处理可有效抽提可溶性重组蛋白;利用亲和层析一步法纯化得到了纯度达96%的EF;EF可与保护性抗原(PA)结合形成水肿毒素,该毒素能够急剧提高CHO-K1细胞中c AMP的浓度。【结论】本研究建立了一种高效快速制备具有生物活性的炭疽水肿因子的方法,为炭疽相关研究工作提供了新的选择。     

华癸根瘤菌7653R中一个RND型药物外排泵的功能表型及调控鉴定

【目的】研究华癸根瘤菌7653R中MCHK_0866和MCHK_0867编码的RND家族外排泵的功能表型。【方法】对外排泵编码基因及候选调控基因在基因组上的结构进行分析。采用测定OD_(600)观察菌株生长曲线的变化。通过测定最低抑菌浓度检测菌株的药物敏感性,RT-PCR检测目的基因经特定物质处理后表达量的变化。通过细菌单杂交系统初步检测外排泵的转录调控。【结果】MCHK_0866和MCHK_0867所编码蛋白共同组成一个RND家族射流泵。缺失该外排泵后,细菌生长曲线在稳定期OD_(600)数值降低,对萘啶酸、四环素和SDS的敏感性发生变化,萘啶酸处理细菌后2个基因的表达量增加。同时,下游属于Tet R转录因子家族的基因MCHK_0869表达产物作用于MCHK_0867的启动子区域。【结论】该外排泵与萘啶酸的运输有关,缺失后自身生长受到影响,表达受到下游转录因子的调控。     

华癸中慢生根瘤菌7653R 3个脂质转运蛋白基因的克隆、突变及共生表型北大核心CSCD

【目的】脂类转移家族蛋白基因编码一类参与脂类转运及代谢的蛋白。本研究旨在构建华癸中慢生根瘤菌3个脂质转运家族蛋白基因的突变株,检测及分析突变体与紫云英共生条件下的表型及功能。【方法】利用生物信息学分析与预测转脂蛋白的结构特征及功能,采用荧光定量技术检测目标基因在自生和共生条件下的表达特性,通过插入突变技术构建目标基因突变株,并进行植物盆栽实验考察其共生表型。【结果】MCHK-5577、MCHK-2172和MCHK-2779基因编码蛋白属于START/RHO alpha_C/PITP/Bet_v1/Cox G/Cal C(SRPBCC)超家族,包含脂类转移结构域,参与脂类转运或代谢,与百脉根等中慢生根瘤菌相应基因的序列相似性达95%以上。这3个基因在共生条件下的表达水平都增高。分别构建了MCHK-5577、MCHK-2172和MCHK-2779基因突变菌株,与野生型菌株7653R相比,接种突变株MCHK-2172mut、MCHK-2779mut和MCHK-5577mut后的植株地上部分生物量和根瘤固氮酶活性显著降低。【结论】华癸中慢生根瘤菌脂质转移家族蛋白基因在共生互作过程中发挥重要作用,突变后明显影响共生固氮表型。本文的实验结果为深入研究脂类转移蛋白在共生固氮作用中的功能机制奠定了基础。     

3株罗伊氏乳杆菌生物学特性的分析比较

【目的】对3株罗伊氏乳杆菌的生物学特性进行分析比较,为后期生产应用提供一定的参考。【方法】对实验室保藏的3株罗伊氏乳杆菌的生长曲线、pH曲线、耐受人工胃液能力、耐受猪胆盐能力、黏附能力、抑菌能力和对抗生素的耐药性等特性进行了分析比较。【结果】3株菌生长趋势大致相同;3株菌对人工胃液均具有良好的耐受性,且可以有效地抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长;菌株L0和L2对高胆盐的环境耐受性较差,菌株L1则对高胆盐环境具有极强的耐受性;菌株L1和L2具有很强的黏附能力;3株菌对20种抗生素表现出不同的耐受性。【结论】菌株L1的生物学特性明显优于其他两株菌株,有利于后期的生产应用。     

乳酸菌在农业和食品加工中的应用研究进展

乳酸菌是发酵糖类物质的主要终产物为乳酸的细菌总称。常见的乳酸菌包括乳杆菌属（Lactobacillus）、片球菌属（Pediococcus）、明串珠菌属（Leuconostoc）、乳球菌属（Lactococcus）、链球菌属（Streptococcus）和双歧杆菌属（Bifdobacterium）等少数属的种类。许多乳酸菌属于人和动物胃肠道、泌尿生殖道、母乳、口腔等的正常菌群,能产生多种生物活性物质,具有调节肠道菌群平衡、增强机体免疫力、促进机体生长等益生功能,因而乳酸菌具有重要的应用价值。综述了乳酸菌在畜禽养殖饲料添加剂、青贮饲料发酵、水产养殖及植物病害防治等领域的应用研究进展,尤其在“饲料禁抗、养殖减抗、产品无抗”的养殖背景下,乳酸菌制剂是替代抗生素的最佳选择。总结了乳酸菌在奶制品、肉制品加工以及植物基饮料、低糖食品和饮料发酵等方面的开发潜力,展望了乳酸菌研究与应用的发展趋势。     

冰岛硫化叶菌遗传操作体系的研究进展

冰岛硫化叶菌是古菌研究中常用的模式菌株,为人们研究古菌复制、细胞周期以及CRISPR-Cas系统等作出了巨大贡献。冰岛硫化叶菌遗传操作体系的建立与完善对古菌学的全面深入研究起至关重要的作用。本文介绍了冰岛硫化叶菌遗传操作体系所使用的质粒载体、筛选标记和转化方法,论述了目前广泛使用的两类冰岛硫化叶菌基因敲除体系。最后提出了现有冰岛硫化叶菌基因操作体系存在的主要问题,并对其发展方向进行了展望。     

五株产MnCO3细菌的除锰特性

本研究从湖南省某锌锰矿矿口和天津市西青玛钢厂锰原料仓库土样中富集分离获得5株对锰有去除能力的抗锰细菌, 将其命名为J2-3、J4-3、J12-1、JM3-2和JD。形态学、生理生化分析和16S rRNA基因测序等结果表明它们分别归属为氢噬孢菌属、分枝杆菌属、红球菌属、不动杆菌属和芽孢杆菌属。JD和JM3-2菌的Mn(Ⅱ)抗性最低抑制浓度(MIC)为2 mmol/L, J2-3、J4-3和J12-1菌为12 mmol/L。X射线晶体衍射分析表明这5株抗锰菌随生长生成了MnCO3沉淀而将Mn(Ⅱ) 从溶液中去除。其中JD和JM3-2的锰去除率分别为94.28% ± 0.1%和93.10% ± 3.1%。其他菌的锰去除率也均在85%以上。研究发现培养基的pH由起始的7.0变为最终8.5以上, 推测其除锰原理可能是由于菌体代谢改变了培养基pH而将可溶的MnCl2转化为不溶的MnCO3沉淀。本研究证实了和以往报道的锰氧化细菌不同的新型除锰细菌。