细菌表面展示技术研究新进展

细菌表面展示是将靶标蛋白质表达于细菌表面以更好地实现其功能的一种技术,它在重组细菌疫苗、生物燃料电池、全细胞催化剂和生物修复等多个领域均有广泛的应用.随着相关技术的发展,表面展示系统的各种性能被不断地改良,同时新的表面展示系统也陆续被开发和应用,使该技术得到持续的丰富和发展.本文重点关注近年研究得较多的细菌表面展示系统,主要对各类细菌表面展示系统的开发、改造和修饰,以及该技术在生物修复和生物传感器方面的应用作一综述.     

小黑麦对石油污染盐碱土壤细菌群落与石油烃降解的影响

为了研究小黑麦对石油污染盐碱土壤中的细菌群落与石油烃降解率的影响,采用高通量测序技术,设置0 g/kg,1 g/kg和5 g/kg三个石油浓度,以未种植小黑麦的土壤作为对照,对6组不同处理的盐碱土壤样品的细菌群落结构及其多样性进行测定,并分析土壤中的石油烃降解率。结果表明:在土壤石油浓度为1 g/kg和5 g/kg时,小黑麦根际土壤中的石油烃降解率相较对照组分别提高了36.67%和33.20%。从6个土壤样品中分别获得21398—27899条测序序列。在石油污染土壤中,小黑麦根际土壤的细菌群落多样性和丰度均大于对照组的土壤。同时,在"门","纲","属"的分类水平上,小黑麦根际土壤细菌群落中的一些根际细菌的相对丰度增加了,主要包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、烷烃降解菌科-未命名菌属(Alcanivoracaceae_norank)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、亚硝化单胞菌-不可培养菌属(Nitrosomonadaceae_unculture)等。有一些相对丰度增加的根际细菌是以石油及石油分解物为碳源的微生物。本研究证明种植小黑麦改变了石油污染盐碱土壤根际土壤细菌群落结构组成和多样性,促进了降解石油微生物群落的构建,显著提高了盐碱土壤石油污染的降解效果。研究结果为石油污染盐碱土壤的植物修复奠定了理论基础。     

呼和浩特市大青山白桦根际土壤细菌群落结构研究

采用高通量测序技术对天然次生林生态系统演替过程中先锋树种白桦的根际土壤细菌多样性及群落结构进行了分析。研究结果表明:白桦根际土壤细菌隶属于28门、90纲、126目、213科、286属,在3个采样地中排名前8的优势细菌门的相对丰度均大于1%,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。各样地中前3个门的相对丰度之和均在60%以上。对白桦根际土壤细菌的α多样性指数、门水平的聚类热图以及PCoA聚类结果的分析表明,3个采样地中,小井沟(B2)和哈达门森林公园(C2)白桦根际土壤细菌的物种组成更为接近,与井儿梁(A2)的物种组成有一定差异;且小井沟和哈达门森林公园的物种多样性及丰度(ACE指数)显著高于井儿梁,表明细菌对不同环境的适应能力有明显差异。对细菌群落结构与土壤理化性质的RDA分析及相关性分析表明,环境因子对白桦根际土壤细菌的影响顺序为:全氮TN酸碱度pH含水量WC速效钾AK硝态氮NN铵态氮AN有机质OM有效磷EP,其中,TN、pH和WC是白桦根际土壤优势细菌的主要影响因子。研究结果为深入认识森林生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因子提供了理论依据。     

微囊藻与水体细菌相互关系的研究进展

近年来, 微生物群落在水生态系统中的结构和功能受到了越来越多的关注。在富营养化水体中细菌在微囊藻水华的发生、发展及衰亡、降解过程中发挥着重要的作用。文章总结了水体中微囊藻与细菌独有的群落结构特征,以及微囊藻与细菌群落对环境因素变化的响应等方面的研究成果。在微囊藻与细菌的相互作用方面, 从藻细胞微环境中附着细菌对微囊藻生长的促进或抑制作用, 细菌在微囊藻群体的形成和维持过程的作用, 细菌参与的微囊藻水华的聚集和降解过程, 细菌对微囊藻毒素的降解作用等方面进行了综述。文章还对未来微囊藻与细菌相互关系的研究热点以及可利用的组学技术等进行了展望。     

小兴安岭大亮子河国家森林公园不同生境下土壤细菌多样性和群落结构

土壤细菌是森林生态系统的一个重要组成成分, 是生态系统中物质循环和能量流动的重要参与者, 细菌群落组成和生物多样性是反映土壤生态功能的重要指标。本文利用高通量测序技术分析了大亮子河国家森林公园内红松(Pinus koraiensis)林、落叶松(Larix gmelinii)林、蒙古栎(Quercus mongolica)林、枫桦(Betula costata)林、针阔混交林、灌木林和草甸等7种不同生境土壤细菌群落组成和多样性的差异性, 探讨该地区土壤细菌群落对不同生境的响应, 为地区森林生态系统的经营管理及生态系统稳定性的维护提供科学理论基础。在门的水平上, 各生境的细菌群落组成基本一致, 其中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)在7种生境土壤中相对丰度均大于10.0%, 是细菌中的优势菌门。在属的水平上, 共测得245个菌属, 各样地共有属118个, 占总属数的48.2%, 占总相对丰度的97.8%; 优势菌属分别为Spartobacteria_ genera_incertae_sedis、Gaiella、Gp16、Gp4, 占总相对丰度的47.0%, Spartobacteria_genera_incertae_sedis在7种生境土壤中丰度均最高。7种生境下的土壤细菌多样性和土壤理化因子存在着显著的差异, 红松林的土壤细菌群落多样性和丰富度均高于其他生境。土壤pH是大亮子河森林公园影响土壤细菌多样性的关键因子。     

大小兴安岭可培养细菌的资源多样性

细菌作为微生物中的重要组成部分, 在有机质的形成与分解、维持生态系统平衡、促进动植物发育等多方面都有着重要作用。2014-2017年, 我们采用常见培养基分离纯培养法及16S rRNA基因序列分析方法对大小兴安岭地区土壤可培养细菌的群落结构和多样性进行了调查研究。结果表明: 从大小兴安岭地区的17个自然保护区内不同生境的土壤中分离获得3,180个菌株, 隶属于24属120种。其中, 芽孢杆菌属(Bacillus)的种数和株数最多, 分别为38种和2,419株, 是大小兴安岭地区可培养细菌的绝对优势类群(占总株数的76.1%); 其次是短杆菌属(Brevibacterium)(13.0%)。大兴安岭地区的物种数、Simpson多样性指数和Shannon-Wiener指数高于小兴安岭地区。优势类群芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌(B. subtilis)、苏云金芽孢杆菌(B. thuringiensis)、巨大芽孢杆菌(B. megaterium)等有重要的生产及科学研究价值。     

香叶挥发油成分分析及其对 小鼠白色假丝酵母菌阴道病的影响

目的 研究香叶挥发油对白色假丝酵母生物膜形成的影响。方法 水蒸气蒸馏法提取香叶挥发油,GC-MS分析其成分,测定其对白色假丝酵母的MIC、MBC,激光共聚焦显微镜下观察白色假丝酵母生物膜的形成,制备小鼠白色假丝酵母菌阴道病模型,观察香叶油治疗效果。结果 香叶挥发油提取率为1.83%,分析出22个成分,主要成分为5-甲基-2-异丙烯基环己酮、3,7-二甲基-2-辛烯-1-醇、(顺)香叶醇、异香叶醇、香叶醇和甲酸香茅酯,MIC值为0.3625%,MBC值为0.6250%,激光共聚焦结果显示不同浓度香叶油均可显著抑制白色假丝酵母生物膜形成,动物实验结果显示香叶油可抑制小鼠阴道炎症改变。结论 香叶油用于治疗白色假丝酵母引起的阴道炎机制可能与其影响细菌生物膜形成有关。     

碳青霉烯耐药肠杆菌科细菌主动筛查研究进展

耐碳青霉烯类抗菌药物的肠杆菌科细菌(carbapenem-resistant Enterobacteriaceae,CRE)的感染已成为威胁全球人类健康的严重问题。预防CRE感染已迫在眉睫。人体肠道是绝大多数细菌的储存库,而导致院内感染主要的危险因素之一是肠道中定植的耐药菌。CRE定植一般先于或同步于CRE感染,对入院48 h内患者进行CRE主动筛查并对阳性结果的患者采取主动干预措施是预防CRE感染与传播的有效途径。该文就CRE传播与流行、需要筛查的人群、主要的筛查样本及主要的筛查方法等作一综述。     

舌苔细菌PCR-DGGE分析条件的建立与优化

目的针对口腔舌苔细菌16S rDNA序列进行变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)适用序列的筛选及电泳条件的优化。方法以DGGE图谱的高分辨率为指标,选择舌苔细菌DGGE分离最适的16S rDNA高变区、电泳电压和电泳时间,并采用优化的条件分析健康青年人舌苔细菌群落的分布。结果舌苔细菌16S rDNA V3高变区引物序列能获得更加丰富清晰的DGGE条带;基于该区,当变性剂浓度为30%～60%、电泳温度60℃、电压60 V和电泳时间14 h时能得到分辨率最佳的DGGE图谱。运用此优化条件对12个样本舌苔细菌群落的分析表明,舌苔微生物主要由厚壁菌门、梭杆菌门、拟杆菌门和变形菌门等组成。优化后的DGGE技术对舌苔细菌多样性的分析具有准确性、灵敏性和可重复性。结论 DGGE图谱显示,不同分析条件对图谱类型和细菌多样性指数均有所差异。利用优化的DGGE条件能有效分离舌苔细菌16S rDNA V3区序列,为口腔微生物群落结构分析提供可靠的技术支持,也为其他不同生态细菌的多样性分析提供参考。     

苦参提取物对口腔主要致龋细菌作用的实验研究

目的观察苦参提取物对口腔主要致龋细菌及其生物膜生长、黏附、产酸和产糖的影响,探寻其防龋作用机制。方法将苦参提取物按照二倍梯度稀释法测定最低抑菌浓度,0.5 g/L氯己定为阳性对照,不含药液组为阴性对照组;采用紫外分光光度计测定细菌黏附能力;通过生物膜结晶紫染色法测定生物膜抑制浓度和生物膜清除浓度;通过ΔpH法和苯酚-硫酸法分别测定细菌的产酸和合成水不溶性胞外多糖情况。结果苦参提取物对口腔主要致龋细菌的最低抑菌浓度均为4 g/L;在4 g/L时,对变形链球菌、远缘链球菌、血链球菌、粘性放线菌和内氏放线菌黏附抑制率分别为(77.6%±1.2%)、(66.7%±1.8%)、(60.68%±2.9%)、(79.8%±1.2%)和(85.1%±1.3%)。2 g/L时能够显著抑制浮游菌产酸及合成水不溶性胞外多糖能力。4 g/L时对变形链球菌、远缘链球菌、血链球菌、粘性放线菌、内氏放线菌和嗜酸乳杆菌生物膜形成抑制率分别为(87.5%±1.3%)、(85.4%±0.5%)、(89.0%±0.3%)、(77.2%±0.7%)、(87.4%±1.1%)和(80.4%±1.3%);并对以上细菌生物膜的最低清除浓度分别为16、16、16、16、8和8 g/L。苦参提取物在50%的最小生物膜清除浓度下对单菌生物膜的产酸和合成水不溶性细胞外多糖的抑制率分别为67.5%～94.1%和42.3%～60.0%。结论苦参提取物能够抑制口腔主要致龋细菌浮游和生物膜状态下的生长、黏附、产酸和产糖,其有望成为一种龋齿预防制剂。