植物病原黄单胞菌退出群体感应生理状态的分子机制和生物学意义

黄单胞菌是一类引起多种作物病害的病原细菌总称。它们利用自身产生的DSF(Diffusible signaling factor)-家族群体感应(quorum sensing,QS)信号分子感应群体密度,调控致病相关基因的表达。当黄单胞菌培养达到对数生长后期时,培养体系中DSF信号分子浓度迅速降低,呈现一种典型的群体感应信号反转(turnover)现象。编码脂酰辅酶A连接酶的基因rpfB在黄单胞菌生长后期表达量显著提高,敲除rpfB导致DSF生物合成显著提高,因此,RpfB参与DSF-家族QS信号分子的降解,在群体感应后期引导黄单胞菌退出群体感应状态。DSF信号通过RpfC/RpfG双组分系统、环二鸟苷酸和全局性转录因子Clp负调控rpfB的表达。DSF群体感应信号关键降解基因rpfB存在于多种细菌中,表明该信号反转机制相对保守,但其调控的生物学功能因菌而异。     

肠道硫酸盐还原菌DGGE分析技术的建立

目的 建立分析肠道内硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing bacteria,SRB)组成的变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技术,并用于分析10例健康人粪便样品中的SRB组成.方法 从GenBank中下载13株脱硫弧菌科细菌的腺苷酰硫酸还原酶α亚基基因(aprA)的序列,利用Clustal X、Simulated PCR (SPCR)软件比较、评估了2对针对aprA 基因的引物(AprA-3-FW/APS-RV和AprA-1-FW/AprA-5-RV)用于扩增粪便样品中的SRB的特异性.确定PCR引物和条件,进一步摸索并建立DGGE分析体系.结果 Clustal X和SPCR软件分析的结果均表明引物AprA-3-FW/APS-RV优于AprA-1-FW/AprA-5-RV.实际PCR的结果也显示AprA-1-FW/AprA-5-RV扩增效率低并有非特异扩增.建立DGGE体系,对10例健康人肠道中SRB的分析显示,每个个体肠道中SRB的种类有l到5种不等.结论 基于aprA序列的DGGE技术是分析肠道SRB组成的有效方法.     

哺乳期过度喂养对幼鼠肥胖和肠道菌群结构的影响

目的 研究哺乳期过度喂养对幼鼠肠道细菌组成的影响以及肠道细菌与哺乳期过度喂养导致的幼年肥胖的相关性.方法 将正常出生体重的4日龄雄性ICR仔鼠分为正常喂养组(NF组,每8只由1只母鼠喂养)和哺乳期过度喂养组(OF组,每4只由1只母鼠喂养),哺乳至3周龄时,对仔鼠进行口服糖耐量试验(OGTT),称量体重、各种器官和脂肪组织的重量,用基于细菌16S rRNA基因的变性梯度凝胶电泳(DGGE)和实时定量PCR分析仔鼠的粪便细菌组成,对细菌类群数量与表型数据进行相关分析.结果 OF组仔鼠从10日龄起体重显著高于NF组,3周龄时附睾和肾周脂肪垫重量显著高于NF组,两组仔鼠的空腹血糖以及OGTT血糖曲线下面积比较差异无统计学意义.对DGGE图谱的主成分分析表明两组仔鼠的菌群结构比较差异有统计学意义.定量PCR显示,OF组仔鼠粪便中产生内毒素的肠杆菌科细菌和产生破坏肠屏障功能的H2S的硫酸盐还原菌的数量显著高于NF组,而双歧杆菌、乳杆菌和丁酸盐产生菌的数量在两组仔鼠之间差异无统计学意义.粪便硫酸盐还原菌的数量与内脏脂肪的重量显著正相关.结论 哺乳期过度喂养增加了肠道中肠杆菌科细菌和硫酸盐还原菌的数量,这些细菌的增加与仔鼠幼年期肥胖相关.     

蒲公英抗肿瘤活性部位的GC-MS分析研究

目的：考察蒲公英提取物对MCF-7增殖作用的影响,研究蒲公英抗肿瘤活性部位的化学成分。方法：采用MTT法比较蒲公英水提物、醇提物和不同极性提取物对MCF-7增殖的影响;以气相色谱．质谱（GC-MS）联用技术对具有抑制MCF-7人乳腺癌细胞增殖的部位进行分离和鉴定。结果：蒲公英水提物和醇提物对MCF-7细胞均有抑制作用,体外最大抑制率分别达到92．95％、93．59％,蒲公英不同极性溶剂提取物中,氯仿部位抑制MCF-7的增殖,且抑制作用高于醇提和水提物,乙酸乙酯和石油醚部位促进MCF-7的增殖。从蒲公英氯仿提取物中鉴定出80种化合物,占其总量的98．07％。结论：蒲公英氯仿部位具有抗肿瘤活性,为蒲公英抗肿瘤活性成分的研究提供了依据,拓展了筛选中药活性成分的方法。     

苏北地区规模化猪场产肠毒素大肠杆菌的分离鉴定及灭活疫苗效果评估

[目的]产肠毒素大肠杆菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)是引起仔猪腹泻的重要病原菌,本研究通过调查苏北地区规模化猪场ETEC的流行情况,分析其生物学特性,研制具有免疫保护效果的优势血清型菌株的灭活疫苗,以期对苏北地区ETEC的防控提供参考。[方法]从苏北地区规模化猪场采集3-30日龄的仔猪新鲜粪样、肛拭子及小肠组织样,分离出ETEC,对分离菌株进行血清型鉴定、耐药性测定、小鼠致病力测定;最后通过动物免疫试验研究优势血清型菌株灭活疫苗对小鼠的免疫保护效果。[结果]从21个规模化猪场采集病料562份,通过PCR鉴定及测序得到141株ETEC;血清凝集试验鉴定出85株菌的O抗原血清型,其中08、0101和0128为优势血清型,占定型菌株的61.2%(52/85),其他血清型包括09、03、020、0148、0149等;分析141株ETEC对14种常见抗生素的耐药情况,得出分离株对新霉素、红霉素、四环素、庆大霉素、强力霉素、阿莫西林、甲氧苄啶/磺胺甲恶唑高度耐药,耐药率均高达80%以上;对恩诺沙星敏感性较高,敏感率达50.4%(71/141);对多粘菌素B和头孢噻肟中介耐药,占比分别为66%(93/141)和51.8%(73/141);多重耐药现象严重,其中10重耐药的菌株占比最大,为19%(27/141);小鼠攻毒试验测得08血清型强毒株YC-6的半数致死量(median lethal dose,LD50)为1.4×10^7 CFU/只,最低致死量(minimum lethal dose,MLD)为3×10^7 CFU/只;08血清型强毒株YC-6和0101血清型强毒株LYG-3制备的单价灭活疫苗对小鼠的保护率均达到100%,因此利用08血清型强毒株YC-6和0101血清型强毒株LYG-3研制二价灭活疫苗,结果显示该二价疫苗对感染不同血清型ETEC小鼠的保护率在83%以上。[结论]本研究通过对苏北地区ETEC的流行病学调查,得出其优势血清型,并研制出针对对优势血清型免疫保护效果较好的二价灭活疫苗,给临床ETEC的监测和防控提供参考。     

红树林源白骨壤链霉菌中多环稠合大环内酰胺类化合物的结构多样性研究

【目的】通过基因组挖掘的方法,研究红树林来源白骨壤链霉菌Streptomyces avicenniae 9-9中多环稠合大环内酰胺(PTMs)类化合物的结构多样性。【方法】通过生物信息学分析白骨壤链霉菌基因组序列,寻找PTMs类化合物的生物合成相关基因;利用UPLC-MS/MS技术对该菌的次级代谢产物进行分析。【结果】在白骨壤链霉菌基因组中发现PTMs生物合成基因簇(aviA-D);从菌液提取物中鉴定出5个PTMs类化合物,其中包括ikarugamycin(化合物1)和capsimycin B(化合物2);基于PTMs类化合物5-6-5环类型的MS/MS碎裂规律,对化合物3–5的结构进行了推测。【结论】红树林来源白骨壤链霉菌S.avicenniae 9-9具有产生5-6-5环类型的PTMs类化合物的能力。     

杀粉蝶菌素A1生物合成基因簇中甲基转移酶PieB2的功能

【目的】研究杀粉蝶菌素A1产生菌中甲基转移酶基因pieB2的功能。【方法】利用接合转移和同源重组双交换的方法,构建pieB2基因缺失突变株,以及利用接合转移的方法,构建回补菌株。通过高保真PCR克隆pieB2基因到表达载体pET28a上,构建质粒pJTU5997,转化入大肠杆菌E.coliBL21(DE3)/pLysE中诱导表达。利用高效液相色谱检测PieB2的体外酶活。【结果】获得了pieB2基因缺失的双交换突变株。发酵结果显示,该突变株不再产生杀粉蝶菌素A1,而是积累了一种脱甲基产物。N-末端融合组氨酸标签的PieB2在大肠杆菌中获得可溶性表达,通过体外催化证明了PieB2甲基转移酶的功能。【结论】体内遗传实验和体外生化实验证明了PieB2作为甲基转移酶在杀粉蝶菌素A1合成中的作用。     

藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和基因文库的构建北大核心CSCD

【目的】建立藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的遗传操作系统和基因文库,以便筛选次级代谢产物生物合成基因。【方法】利用大肠杆菌和链霉菌的属间接合转移的方法,以整合型载体pPM927、pSET152和复制型载体pJTU1278构建链霉菌遗传操作系统。以pCClFOS^(TM)载体,大肠杆菌EP1300^(TM)-T1~R为宿主菌构建Fosmid文库。随后,设计引物,利用"板池-行池-单克隆"的三级PCR方法对文库进行快速筛选。【结果】pPM927、pSET152和pJTU1278均成功转入藤黄生孢链霉菌NRRL 2401,其中pSET152载体的转化效率最高。构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的基因文库,含2880个克隆,平均插入片段大小约为35 kb,空载率小于1%,文库覆盖率为99.99%,覆盖基因组16.5倍。同时,初步筛选出可能含有吲哚霉素生物合成基因簇的9个阳性克隆。【结论】成功构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和高质量的基因文库,为克隆该菌中次级代谢产物生物合成基因簇以及进一步遗传改造奠定了基础。     

靶向铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)粘肽合成酶PBP3的抗菌先导化合物的虚拟筛选及活性研究

【目的】开发出与铜绿假单胞菌粘肽合成酶PBP3有高亲和力,具有全新结构的先导化合物。【方法】以铜绿假单胞菌粘肽合成酶PBP3为靶点,通过分子对接软件DOCK6.5,对含有104万个小分子化合物的数据库进行了大规模虚拟筛选,选取结构相对简单的中选化合物进行合成,得到先导化合物,并验证其抑菌活性。【结果】通过grid score进行第一轮初筛,筛选出grid score分值小于–30 kcal/mol的6万个化合物,接着以amber score进行第二轮筛选,筛出amber score分值小于–20 kcal/mol的化合物约200个。最终,经过观察分析,从中挑选出4种打分高并且结构新颖的小分子化合物作为先导化合物。合成出的先导化合物及其衍生物对铜绿假单胞菌等常见微生物的最小抑菌浓度(MIC)在175–275μg/m L之间,对革兰氏阴性菌和阳性菌均有效,MIC值比作为阳性对照的磺胺嘧啶更低,说明先导化合物具有较好的抗菌活性。【结论】这些先导化合物可以进一步开发为新型抗菌药物,用于解决铜绿假单胞菌的耐药性问题。     

一个甲基转移酶基因lomo3在洛蒙真菌素生物合成途径中的功能

【目的】洛蒙真菌素是在洛蒙德链霉菌(Streptomyces lomondensis)中生物合成的一种具有广谱抑菌活性的吩嗪类抗生素,但其合成机理仍不清晰。在洛蒙德链霉菌S015的洛蒙真菌素生物合成核心基因簇下游,有一甲基转移酶基因——lomo3,研究该基因对洛蒙真菌素生物合成的影响。【方法】对lomo3基因进行无痕敲除得到基因缺失突变株S015Δlomo3,再过表达重组质粒构建回补突变株S015Δlomo3::lomo3,比较两株突变株与野生型S015的发酵产物的变化。【结果】发现基因缺失菌株S015Δlomo3不能合成洛蒙真菌素,而基因回补菌株S015Δlomo3::lomo3则可恢复洛蒙真菌素的合成能力。【结论】甲基转移酶基因lomo3在洛蒙真菌素生物合成过程中起着重要的作用,但该基因的具体功能还有待深入研究。研究对于阐明洛蒙真菌素的生物合成途径具有一定的指导作用。