百里香酚联合苯唑西林对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物被膜的影响

【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)能以生物被膜的状态存在,从而产生多重耐药性和持续性感染。【目的】通过研究百里香酚和苯唑西林单用和联用对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物被膜的形成抑制和清除作用,探究联合用药对MRSA生物被膜的影响,为临床联合应用抗MRSA药物提供理论依据。【方法】采用微量肉汤稀释法测定苯唑西林对MRSA标准菌株USA300的最低抑菌浓度;采用结晶紫染色法和菌落计数法评估百里香酚和苯唑西林单用和联用对USA300生物被膜形成抑制和清除作用。【结果】百里香酚和苯唑西林在亚抑菌浓度下对USA300生物被膜的形成具有一定的抑制作用。在较高浓度下,百里香酚对其24 h和72 h形成的生物被膜有良好的清除作用,而苯唑西林无清除作用。两药联用对生物被膜的抑制和清除作用进一步增强,在较低浓度下有较好的抑制和清除效果。【结论】百里香酚和苯唑西林联合用药与单独用药相比,对USA300的生物被膜的抑制和清除作用增强,两药联合有协同抗菌作用。     

铜绿假单胞菌PAO1 ku基因缺失菌株的构建及其对生物被膜耐药性的影响

【背景】铜绿假单胞菌是常见的条件致病菌,易形成生物被膜,具有基因突变率高、耐药性强的特点。非同源末端连接是DNA双链断裂的主要修复途径之一,修复过程会导致DNA突变产生。【目的】研究非同源末端连接对生物被膜中的铜绿假单胞菌基因突变率和耐药性的影响。【方法】通过基因无痕敲除的方法构建PAO1菌株的ku基因缺失突变株Δku并构建其回补株。对比研究突变株和野生菌株生物被膜形成能力、生物被膜状态下各菌的基因突变率以及对抗生素的耐受性。通过荧光定量PCR检测生物被膜中PAO1菌株ku基因的表达水平。【结果】各突变株生物被膜形成能力无显著差异;与野生菌株相比,突变株Δku在生物被膜中的基因突变率以及对环丙沙星和庆大霉素的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)下降。荧光定量PCR结果表明,ku基因在生物被膜形成早期转录水平有明显上调。【结论】非同源末端连接修复途径对生物被膜中的铜绿假单胞菌基因突变率以及耐药性的提高有一定的作用。本研究将为后续进一步阐释铜绿假单胞菌耐药产生机制提供一定的理论依据。     

c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781在抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用

【背景】抗菌肽Merecidin可抑制临床菌株铜绿假单胞菌PA03生物被膜。PA4781基因是课题组通过生物信息学分析筛选出的差异表达基因,PA4781作为细菌第二信使分子环二鸟苷酸(cyclic diguanylate,c-di-GMP)的磷酸二酯酶具有降解c-di-GMP的作用,其在抗菌肽Merecidin抑制生物被膜中的作用机制尚不清楚。【目的】研究细菌第二信使分子c-di-GMP的磷酸二酯酶PA4781基因在抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜中的作用。【方法】利用单碱基突变技术敲除PA4781基因,Sanger测序方法检测敲除的正确性。采用结晶紫染色法观察PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株24 h生物被膜生长情况,以及在抗菌肽Merecidin 24、48、72μmol/L作用下各菌株生物被膜的生长情况。采用对羟基联苯溶液显色法检测在抗菌肽Merecidin 48、72μmol/L作用下,PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜藻酸盐的变化情况。【结果】Sanger测序结果显示,用pnCasPABEC系统成功实现了靶点位置的单碱基突变,提前终止了PA4781的转录;结晶紫染色结果显示,培养24h时,在24μmol/L抗菌肽Merecidin作用下PA03菌株、PA4781过表达菌株、PA4781敲除菌株生物被膜形成情况无显著性差异(P0.05),在抗菌肽Merecidin 48、72μmol/L处理下,过表达株与正常株和敲除株有显著性差异(P0.05),生物被膜明显减少,敲除株生物被膜厚度高于PA03组(P0.05)。随着抗菌肽Merecidin浓度升高各组藻酸盐含量下降,其中过表达菌株在抗菌肽Merecidin作用下藻酸盐生成量抑制率最高,可达65%。【结论】抗菌肽Merecidin能够促进细菌第二信使分子磷酸二酯酶PA4781的表达,为抗菌肽Merecidin抑制铜绿假单胞菌生物被膜的作用机制可能通过细菌第二信使分子这一信号途径提供新的研究思路。     

昆虫病原真菌长孢蜡蚧菌TF-2菌株对豌豆蚜的侵染过程和致病力

【目的】豌豆蚜Acyrthosiphon pisum是世界性的重要农业害虫,给豆类作物造成巨大的经济损失。本研究在前期筛选已获得豌豆蚜致病菌长孢蜡蚧菌Lecanicillium longisporum TF-2菌株的基础上,检测了该致病菌分生孢子对豌豆蚜的毒力效用及侵染方式,以期为利用昆虫病原真菌防治豌豆蚜提供理论基础。【方法】采用离体叶片饲养法检测在不同浓度长孢蜡蚧菌TF-2菌株孢子悬浮液(1.0×10~3～1.0×10~7孢子/mL)中浸渍后对豌豆蚜成虫的致病力;应用扫描电镜和体视显微镜观察豌豆蚜成虫接种TF-2菌株(1.0×10~7孢子/mL)后长孢蜡蚧菌TF-2菌株侵染症状和侵染过程。【结果】不同浓度长孢蜡蚧菌TF-2菌株分生孢子浸染豌豆蚜成虫致病力随分生孢子浓度升高而逐渐增强,侵染后6 d对豌豆蚜成虫的半致死浓度(LC_(50))为3.26×10~4孢子/mL,最高浓度分生孢子(1.0×10~7孢子/mL)对豌豆蚜成虫的半致死时间(LT_(50))为2.92 d。扫描电镜观察结果表明,接种后24 h,TF-2菌株分生孢子在豌豆蚜成虫体表皮萌发形成芽管和附着胞;接种后48 h,芽管伸长在复眼、触角基部、足基节、腹末生殖节等部位形成网络结构;接种后96 h,菌丝布满整个虫体,新的分生孢子产生。【结论】长孢蜡蚧菌TF-2菌株对豌豆蚜成虫具有较强的致病力,扫描电镜观察揭示了其分生孢子在其虫体上的侵染过程,结果为进一步应用昆虫病原真菌进行生物防治提供理论基础和参考依据。     

一株侵染豌豆蚜的昆虫病原真菌的分离及鉴定

【目的】从采集到的自然染菌的豌豆蚜Acyrthosiphon pisum虫尸分离纯化得到一株病原真菌,定名为TF-2。本研究旨在确定该菌株的分类地位,为豌豆蚜生物防治提供真菌资源。【方法】对自然染菌的豌豆蚜虫尸上寄生真菌TF-2进行回接试验,分离纯化出致病菌株TF-2;在显微镜下配制TF-2菌株不同浓度孢子悬浮液,采用浸渍法和离体叶片饲养法测定其对豌豆蚜成虫的毒力;利用光学显微镜观察菌株形态学特征。PCR扩增TF-2的rDNA-ITS序列并测序,构建系统发育树对TF-2菌株进行分子鉴定。【结果】毒力测定结果表明,TF-2菌株对豌豆蚜成虫表现出很强的致病力,1×10^7孢子/mL处理6 d后豌豆蚜成虫校正死亡率达到100%。TF-2在PDA培养基上菌落呈圆形,白色或淡黄色毡状,菌落背面呈奶油色;菌株孢梗呈瓶状,在菌丝上单生或侧生2~3个,大小为(19-42)μm×(1.1-2.5)μm,基部较粗至尖端逐渐变细,分生孢子长椭圆形,大小为(4.2-11.8)μm×(1.6-2.6)μm。菌丝体产生晶体呈八面体。该菌株的rDNA-ITS序列与长孢蜡蚧菌Lecanicillium longisporum(GenBank登录号:KX426564)的rDNA-ITS核苷酸序列一致性达99%,位于系统发育树的同一分支。【结论】菌株TF-2被鉴定为豌豆蚜的病原真菌长孢蜡蚧菌L.longisporum,对豌豆蚜的生物防治具有潜在的应用价值。     

亚致死浓度溴虫腈和毒死蜱对等钳蠊螨生长繁殖和解毒酶的影响

【目的】害虫综合治理中,化学防治对天敌资源也具有一定的杀伤力。为缓解这一矛盾,本研究旨在探究溴虫腈和毒死蜱亚致死浓度处理对等钳蠊螨Blattisocius dentriticus生长繁殖及解毒酶活性和基因表达量的影响。【方法】利用药膜法处理2-3日龄等钳蠊螨成螨24 h,测定溴虫腈和毒死蜱的亚致死剂量;测定和比较LC_(10)和LC_(30)剂量这两种药剂处理后F_0和F_1代的产卵量、产卵期、卵孵化率和雌成螨寿命等生物学特性的变化;通过酶活力分析和RT-PCR分别测定LC_(10), LC_(30)和LC_(50)剂量下这两种药剂处理后钳蠊螨成螨体内谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)、细胞色素P450(cytochrome P450, CYP450)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)酶活力及其基因表达量变化。【结果】溴虫腈和毒死蜱处理24 h对等钳蠊螨成螨的LC_(50)分别为42.56 mg/L和72.42 mg/L。溴虫腈和毒死蜱LC_(10)和LC_(30)剂量处理等钳蠊螨雌成螨后,与对照(清水处理)相比,仅F_0代雌成螨寿命和产卵期显著缩短(P0.05),而产卵量和卵孵化率无明变化。酶活力测定结果发现,GST, CYP450和CarE的活力在溴虫腈和毒死蜱LC_(10)和LC_(30)剂量处理后无明显变化,而LC_(50)剂量下,上述3种酶的活力均显著增加(P0.05)。基因表达结果表明,溴虫腈LC_(10), LC_(30)和LC_(50)剂量处理下2个GST基因(BdGST3和BdGST6)、3个CYP450基因(BdCYP2-4)和5个CarE基因(BdCarE1-5)表达均显著上调;在毒死蜱这3个剂量处理下3个GST基因(BdGST1,BdGST3和BdGST4)、3个CYP450基因(BdCYP2,BdCYP5和BdCYP6)和2个CarE基因(BdCarE1和BdCarE2)表达量均显著上调。【结论】结果表明,LC_(10)和LC_(30)剂量的溴虫腈和毒死蜱亚致死剂量会抑制F_0代雌成螨的生长繁殖;LC_(10), LC_(30)和LC_(50)剂量下这两种药剂可诱导等钳蠊螨GST, CarE和CYP450基因表达;LC_(50)剂量能明显诱导等钳蠊螨体内GST, CarE和CYP450活性上升。该研究为等钳蠊螨抗性品系的筛选及田间应用提供了理论依据。     

松墨天牛漆酶基因MaLac1的克隆、原核表达及表达谱分析

【目的】本研究旨在克隆并鉴定松墨天牛Monochamus alternatus内源漆酶基因MaLac1,分析其在松墨天牛不同发育阶段的表达水平,为进一步明确MaLac1功能提供依据。【方法】基于松墨天牛肠道转录组测序数据,通过RACE克隆松墨天牛MaLac1基因的全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析;将该基因与pET-32a载体链接构建表达载体pET-MaLac1,导入大肠杆菌Escherichia coli Rosetta (DE3)使其表达;使用qPCR检测MaLac1基因在松墨天牛不同发育阶段(低龄幼虫、老熟幼虫、蛹、雌成虫和雄成虫)肠道中的表达差异。【结果】克隆获得松墨天牛MaLac1的cDNA全长序列(GenBank登录号:KY073340)。MaLac1开放阅读框全长2 067 bp,编码一个含688个氨基酸的蛋白质,预测分子量为78.34 kD,等电点为5.30。SignalP 4.1 Server预测MaLac1在N端包含一个15个氨基酸的信号肽。序列比对分析表明,MaLac1具有典型的昆虫漆酶基因特征,与赤拟谷盗Tribolium castaneum漆酶基因的氨基酸序列一致性达93%。SDS-PAGE检测发现IPTG诱导表达了一条大约78 kD的特异蛋白条带,与推测大小一致。qPCR结果显示,MaLac1在不同发育阶段的松墨天牛肠道中均有表达,其中,在雌成虫肠道中表达量最高,在雄成虫肠道中的次之,在幼虫肠道中的最低。【结论】MaLac1在松墨天牛成虫中表达量显著高于其在幼虫中的,这一结果可能与幼虫和成虫的取食习性差异相关。MaLac1在松墨天牛体内的功能还有待进一步研究。     

微嗜酸寡养单胞菌中的漆酶对黄曲霉毒素B1降解脱毒的生物活性

【目的】探究微嗜酸寡养单胞菌中的漆酶对AFB1的降解活性,并确定漆酶在菌株CW117降解代谢AFB1过程中的贡献。【方法】从微嗜酸寡养单胞菌基因组中,共筛选到两个漆酶基因lc1和lc2,并用大肠杆菌BL21外源表达蛋白rLC1和rLC2,在体外检测其对AFB1的降解活性。同时参考前人报道,研究了氧化性辅剂对漆酶AFB1降解的促进作用。在体外实验基础上,利用自杀质粒pK18mobsacB,以同源重组方法构建了两株漆酶缺失株CW117Δlc1和CW117Δlc1-lc2,验证了漆酶基因(lc1和lc2)对AFB1体内降解作用。【结果】体外实验显示,重组酶rLC1具有AFB1降解活性,氧化性辅剂ABTS、AS或SA可显著地提高rLC1降解活性,但rLC2未显示降解活性。突变株CW117Δlc1和CW117Δlc1-lc2对AFB1仍显示了较高的降解活性,且在大多数降解时间点与野生株CW117无显著差异。【结论】微嗜酸寡养单胞菌CW117菌株中,LC1在体外显示了AFB1的降解活性,且降解活性可以被氧化性辅助因子增强,LC2未显示体外降解活性;体内试验发现,漆酶基因lc1和lc2对菌株CW117降解AFB1的贡献较小,该菌株还存在其他降解途径。     

巴氏杆菌糖酵解酶的黏附作用研究

巴氏杆菌（主要是多杀性巴氏杆菌）可以引起多种动物疫病（巴氏杆菌病）,同时也引起人类感染发病。[目的] 研究巴氏杆菌糖酵解酶对宿主细胞（兔肾细胞）和两种常见分子[纤连蛋白（fibronectin,Fn）和血浆纤维蛋白溶解酶原（plasminogen,Plg）]的黏附作用。[方法] 采用原核表达系统对多杀性巴氏杆菌的糖酵解酶进行表达并纯化及制备多克隆抗体,通过菌体表面蛋白定位检测、黏附与黏附抑制等实验探究巴氏杆菌糖酵解酶的黏附作用。[结果] 菌体表面蛋白检测结果显示除烯醇化酶和丙酮酸激酶外的7个糖酵解酶在多杀性巴氏杆菌表面存在。这7个糖酵解酶均能黏附兔肾细胞,但仅有磷酸葡萄糖异构酶的多克隆抗体能对多杀性巴氏杆菌黏附宿主细胞产生抑制作用。Far Western blotting结果显示9个糖酵解酶均能结合宿主Fn和Plg。招募抑制实验结果显示磷酸葡萄糖异构酶、醛缩酶、磷酸甘油酸变位酶的抗体对多杀性巴氏杆菌结合Fn和Plg都有抑制作用,磷酸果糖激酶、丙糖磷酸异构酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、磷酸甘油激酶抗体仅对多杀性巴氏杆菌结合Fn或Plg有抑制作用。[结论] 多杀性巴氏杆菌糖酵解酶成员葡萄糖异构酶、磷酸果糖激酶、醛缩酶、丙糖磷酸异构酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、磷酸甘油激酶、磷酸甘油酸变位酶在多杀性巴氏杆菌黏附宿主细胞或分子过程中发挥作用。该研究的完成将加深巴氏杆菌病分子发病机制的认识,并为巴氏杆菌病的诊断标识筛选、新型疫苗创制和药物靶标筛选等提供基础数据。     

小白链霉菌ε-聚赖氨酸降解酶生理功能分析

[目的] 研究小白链霉菌（Streptomyces albulus）中ε-聚赖氨酸降解酶（Pld）的分布特征和生理功能。[方法] 利用生物信息学手段对已报道的ε-聚赖氨酸（ε-PL）产生菌的Pld进行挖掘和分析,再通过遗传学方法对小白链霉菌M-Z18基因组中存在的两种pld进行敲除、回补和过表达,最后研究重组菌降解ε-PL能力、最小ε-PL抑制浓度（MIC）及其合成ε-PL情况。[结果] PldⅠ和PldⅡ广泛且同时分布于小白链霉菌中,蛋白序列高度保守;PldⅠ、PldⅡ在小白链霉菌M-Z18中均能行使降解ε-PL的功能,但PldⅡ降解活性占主导地位且PldⅠ和PldⅡ对降解ε-PL具有协同作用;pldⅠ、pldⅡ过表达重组菌对ε-PL的MIC值显著提高,其中双过表达pldⅠ和pldⅡ菌株对ε-PL的MIC值是出发菌株的2.19倍。构建的pld重组菌与出发菌株相比,在考察pH值范围内（pH 3.0-5.5）的ε-PL产量未表现出显著差异。[结论] 小白链霉菌中广泛分布PldⅠ和PldⅡ且序列高度保守,主要生理功能是保护小白链霉菌在中性环境中免受自身产物ε-PL的抑制。