油脂酵母发酵木糖生产微生物油脂

目的用斯达油脂酵母(Lipomyces starkeyi)作为发酵菌株,以纯木糖溶液为油脂发酵原料,对L.starkeyi利用木糖积累油脂进行系统研究。方法 L.starkeyi于斜面培养基中活化后,接种于YPD液体培养基,于30℃、200 r/min摇床培养。在摇瓶中培养一段时间后,测定发酵液细胞浓度,离心发酵液收集细胞。将离心后得到的菌体加入木糖溶液重悬,并转接于含50 mL木糖溶液的250 mL摇瓶中进行发酵生产。结果相比一阶段法,两阶段发酵方法可以在更短的时间内达到较高的油脂含量,油脂含量能够达到细胞自身干重的60%以上。实验发现高菌龄酵母产油速度更快;并且初始木糖浓度高达120 g/L时,酵母细胞仍然能够高效合成油脂。结论 L.starkeyi能够有效利用木糖进行发酵产生油脂,是以木质纤维素为原料生产微生物油脂的优良菌种。     

生理盐水实验性干预对肉鸡盲肠微生物区系和短链脂肪酸含量的影响

目的研究生理盐水实验性干预对肉鸡盲肠微生物区系和短链脂肪酸含量的影响,以期为早期菌群干预实验的研究提供一定的理论依据。方法选取80只初出壳的小鸡,随机分为2组,分别为对照组(C组)和生理盐水组(S组)。出壳后前2 d,连续每天给S组小鸡灌服0.5 mL灭菌的生理盐水,C组不做处理。第3天,第7天于两组分别随机挑选8只鸡,测定其体重后屠宰取其盲肠内容物,采用Illumina Miseq高通量测序技术对盲肠内容物菌群结构进行测定,并用气相色谱法测定盲肠内容物中短链脂肪酸的含量。结果生理盐水实验性干预对肉鸡早期阶段的平均日增重无显著影响(P>0.05)。在门的水平上,两组肉鸡盲肠菌群占比基本相似,厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为早期肉鸡肠道内的优势菌门。在属的水平,3日龄时S组肉鸡盲肠中拟杆菌属(Bacteroides)和蓝细菌属(Cyanobacteria_norank)的相对丰度较C组分别提高了160%和143%(P<0.05);7日龄时,两组间盲肠菌属的相对丰度无显著差异。此外,生理盐水实验性干预可极显著降低3日龄肉鸡盲肠内容物中乙酸、丁酸和异戊酸的含量(P<0.01),但7日龄时两组肉鸡盲肠内容物中短链脂肪酸的含量无显著差异(P>0.05)。结论生理盐水实验性干预会对3日龄肉鸡盲肠菌群结构及短链脂肪酸含量产生一定的影响,但这种影响不具有持续性,随着日龄的增加会逐渐消失。     

青海高原复种绿肥毛叶苕子对土壤微生物生物量碳、氮的影响

通过在小麦收获后复种绿肥毛叶苕子研究绿肥的培肥效应。在复种绿肥毛叶苕子的情况下,研究后茬作物小麦生育期土壤微生物生物量碳、氮的时空变化。结果表明,小麦生育期0～20 cm土层土壤微生物生物量碳、氮均表现为有毛叶苕子处理高于无毛叶苕子处理,其中施肥70%化肥+毛苕子翻压还田处理的土壤微生物生物量碳、氮最高。小麦苗期土壤微生物生物量碳、氮含量最低,至抽穗期土壤微生物生物量碳、氮含量达到最高,成熟期又有所降低。微生物熵在各时期的变化与微生物生物量碳一致,绿肥处理表现出明显较高的微生物熵。     

肠道微生物与1型糖尿病的相关性研究

1型糖尿病(type 1 diabetes, T1D)是一种自身免疫性疾病,越来越多的证据支持肠道菌群是T1D发病的重要因素。在T1D发生前,观察到肠道通透性发生改变,使抗原透过肠黏膜进而攻击胰岛β细胞。患有T1D宿主体内的肠道微生物也与健康宿主的微生物有别,其调节性T细胞、Toll样受体(toll-like receptor, TLR)、丁酸、粘蛋白、胰高血糖素样肽-1(glucagon-likepeptide1,GLP-1)等可能与T1D有关。尽管通过细菌定植促进自身免疫的机制在糖尿病动物模型中虽已发现,但有些问题目前尚不清楚。现就肠道黏膜通透性与T1D的关系、宿主体内微生物组成的变化、肠道微生物与T1D的相关性作一阐述。     

蓝氏贾第虫无义mRNA的降解

无义介导的mRNA降解途径（nonsense-mediated mRNA decay,NMD）作为细胞内的一种重要的mRNA质量监控机制,可以降解含有提前终止密码子（premature termination codon,PTC）的异常转录本,从而避免截短蛋白质对细胞的毒害,但其详细的分子机制有待进一步阐释。蓝氏贾第虫（Giardia lamblia)作为一种寄生性单细胞原生动物,进化地位特殊,对其NMD途径的研究有利于阐明基因表达调控的分子和进化机制。本研究通过酵母双杂交及体外pull-down实验分析了贾第虫NMD途径因子上游移码蛋白1(Giardia lamblia up-frameshift 1,GlUPF1)、贾第虫RNA结合蛋白（Giardia lamblia HRP1, GlHRP1）、贾第虫核糖核酸外切酶（Giardia lamblia Ski7p,GlSki7p、Giardia lamblia XRN1,GlXRN1）之间的相互作用关系。结果表明,GlUPF1全长与GlHRP1、GlXRN1(1~500 aa)、GlSki7p间均可发生相互作用。而且GlUPF1的CH结构域和C端结构域分别与GlHRP1、GlXRN1（1~500 aa）、GlSki7p相互作用。说明GlUPF1在贾第虫NMD途径中作为招募平台,在无义mRNA识别和降解过程中发挥重要作用。为此,结合本实验室之前的研究结果,我们提出原生动物贾第虫的NMD途径：在提前终止密码子处SURF(SMG1-UPF1-eRF1-eRF3)复合物形成后,GlUPF1被磷脂酰肌醇3-激酶(suppressor with morphogenetic effect on genitalia 1,SMG1)磷酸化修饰, NMD途径激活,随后GlUPF1与HRP1相互作用,将转录本标记为NMD底物;GlUPF1进而招募下游贾第虫5′-3′核糖核酸降解酶GlXRN1、贾第虫3′-5′ 核糖核酸降解因子GlSki7p,最终降解靶标mRNA。     

CRISPR/Cas9在放线菌合成生物学研究中的应用和发展

放线菌是活性天然产物和抗生素药物的重要来源。利用合成生物学高效地开发其中丰富的天然产物资源,将为加速新药开发奠定坚实的基础。CRISPR/Cas9作为一种多功能基因编辑系统,因其便捷高效而被广泛应用于真核生物的遗传操作。但在原核生物尤其是放线菌中的应用仍处于起步阶段,机遇和挑战并存。本综述总结了目前CRISPR/Cas9系统在放线菌基因编辑和调控,以及活性天然产物的产量提升、生物合成机制解析和资源开发等方面的研究进展。同时,也对该系统在应用中面临的包括重组修复效率低,以及靶向切割效率不足等关键挑战进行了分析,并提出了相应的优化解决方法。随着CRISPR/Cas9在放线菌应用中的不断完善和发展,将极大地推动放线菌的合成生物学研究,促进其中天然产物资源的有效挖掘和应用开发。     

不同种植年限猕猴桃园土壤微生物功能多样性研究

陕西秦岭北麓是世界上最大的猕猴桃生产基地,长期相对单一的果树种植方式导致不同种植年限果园土壤微生态环境差异。研究猕猴桃园土壤微生物功能多样性随种植年限的变化特征,为果园土壤科学管理提供参考。采集不同种植年限猕猴桃根际土壤,应用平板菌落计数法和Biolog-Eco法研究土壤微生物的数量、种群以及功能多样性,并对土壤微生物功能多样性与土壤养分的相关性进行分析。结果显示,猕猴桃园土壤可培养微生物以细菌为主,其次是放线菌,真菌数量最少。随着种植年限的增加,细菌和放线菌数量显著降低,而真菌数量显著升高。微生物平均颜色变化率(average well-color development,AWCD)、微生物群落Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D)及McIntosh指数(U)均随种植年限的增加而显著降低。主成分分析显示,不同种植年限猕猴桃园土壤微生物碳源利用特征明显不同,0～5 a、5～10 a和10～20 a的猕猴桃园土壤微生物群落分别被划分在载荷图的第一、第四和第三象限。猕猴桃园土壤微生物对糖类、氨基酸类和酯类的利用率相对较高,而对醇类、胺类和酸类的利用率相对较低。对第1主成分贡献大的碳源(|r|≥0.5)有11种,其中糖类占36%,氨基酸类和酯类均占18%。土壤微生物功能多样性与土壤养分相关性分析表明,土壤微生物功能多样性与土壤有机质正相关,与有效磷和速效钾负相关。结果表明,随种植年限的增加,猕猴桃园土壤微生物的数量和结构发生变化,微生物功能多样性降低,对碳源利用能力降低。鉴于土壤微生物功能多样性与土壤养分的相关性,应合理加大有机肥施用量,适量减少有效磷和速效钾的施用量。     

罗伊氏乳杆菌辅助治疗种植体周围炎的临床和微生物学疗效

目的探究罗伊氏乳杆菌辅助治疗种植体周围炎(PIS)的临床疗效,并分析治疗后种植体周围的微生物环境。方法 86例2016年12月-2018年12月于我院就诊的PIS患者,按照随机数字表法将所有患者分为常规组(n=43)和联合组(n=43)。所有患者均给予一次牙周基础治疗及种植体清洗治疗,而联合组在此基础上增加口服拜奥益生菌滴剂(主要成分为罗伊氏乳杆菌),共计治疗90 d。而后于治疗前后分别对比两组患者出血指数(BI)、菌斑指数(PLI)、种植体临床冠高度、种植体探诊深度以及以上4组数据于两个时间点间的差值。同时,取患者种植体周围口袋中分泌物,并分析其治疗前后龈沟液中细胞因子间的差异;根据以往经验,采用real-time PCR技术分析标本中常见致病菌的负荷量。结果联合组治疗后BI显著低于常规组(P0.05),两组患者治疗前后BI、PLI及种植体周围探诊深度等指标比较差异具有统计学意义(均P0.05);联合组治疗后龈沟液中IL-1β、IL-6、TNF-α和MMP-8均显著低于常规组(均P0.05);联合组治疗前后福赛斯拟杆菌及牙龈卟啉单胞菌负荷量差异具有统计学意义(均P0.05)。结论罗伊氏乳杆菌辅助治疗PIS能更有效缓解患者症状,同时调节种植体周围细胞因子及微生物环境,对PIS有较好的治疗作用。     

产妇阴道微生物群变化与早产风险相关性研究

目的探讨产妇阴道微生物群与早产风险的相关性。方法选取2017年6月-2018年6月在大连市妇幼保健院产科出生并在新生儿科住院治疗的早产孕妇133例作为早产组。在早产孕妇分娩后42 d收集产妇阴道分泌物,通过实时荧光定量PCR法检测样本菌群数量。同时,选取同期生产足月新生儿的孕妇130例为足月组。结果早产孕妇阴道菌群中,普雷沃菌、吲哚嗜胨菌和阴道加德纳菌的数量要明显高于足月生产孕妇,乳杆菌数量低于足月生产孕妇。相关性检验显示,早产组中普雷沃菌、吲哚嗜胨菌、阴道加德纳菌的阳性数要明显大于足月组,具有明显的相关性(均P0.05);早产组中乳杆菌的阳性数要明显小于足月组,具有明显的相关性(P0.05)。结论阴道菌群失调与早产存在相关性。     

妊娠妇女与无性生活女性阴道分泌物 微生物组学分析

目的探讨妊娠妇女与无性生活女性阴道分泌物中菌群结构差异,为临床女性泌尿生殖系统疾病研究提供可靠的依据。方法运用高通量二代测序技术检测20例妊娠妇女和29例无性生活女性阴道分泌物中微生物;采用秩和检验进行组间显著性差异分析,使用生物信息学软件进行数据处理。结果 49份样本共注释出14个门、23个纲、33个目、28个科、38个属和23个种水平物种。妊娠妇女与无性生活女性阴道分泌物中菌群结构差异显著。妊娠妇女在种水平仅有Atopobium vaginae、Campylobacter ureolyticus、Lactobacillus coleohominis、德氏乳杆菌、瑞氏乳杆菌、惰性乳杆菌、罗伊乳杆菌、白假丝酵母菌和近平滑假丝酵母菌共9个物种。结论妊娠能引起女性阴道分泌物菌群结构发生改变,且菌种数量明显减少。Lactobacillus coleohominis和德氏乳杆菌可能在维持妊娠妇女阴道菌群平衡和自净作用中起到关键性作用。