吲哚作为细菌细胞间信号分子的研究进展

吲哚广泛存在于自然界,目前已知超过145种革兰氏阳性和阴性细菌能产生吲哚,其中包括许多病原菌。随着细菌密度感应系统及其信号分子作用机制研究的深入,吲哚已被证实是肠道病原菌如致病性大肠杆菌、迟缓爱德华氏菌、霍乱弧菌等一类细胞间重要的信号分子,并参与细菌的多种生理活动,如毒力、抗药性、生物膜形成、运动性、质粒稳定性、抗酸性、孢子产生等。更为重要的是,吲哚及其衍生物还参与协调菌群竞争,有益于人体肠道菌群平衡和免疫系统。本文在吲哚作为细胞间信号分子参与迟缓爱德华氏菌的毒力、抗药性、生物膜形成和运动性的研究基础上,对近年来吲哚作为细菌细胞间信号分子的研究进展进行了综述。随着吲哚作用机制的进一步揭示,将有助于新型抗病原菌感染策略的研发和生物工程方面的应用。     

半滑舌鳎病原菌(发光杆菌杀鱼亚种)的分离与鉴定

2006年夏,山东青岛某渔场养殖半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Gunther)大量死亡。症状主要表现为体表溃烂,鳍基部出血等,解剖可见胆囊发黑,肾脏发黄。从患病半滑舌鳎胆囊分离出优势菌并命名为WY06。人工感染试验证实WY06对半滑舌鳎及模式动物斑马鱼都具有很强的致病性,其半数致死量分别为5.5×103cfu/克鱼(5.2×105cfu/条鱼)和1.9×103cfu/克鱼(8.9×102cfu/条鱼)。该病原菌革兰氏染色阴性,菌体呈杆状。综合该菌在形态、生理生化特征及16S rDNA同源性等方面的结果,确认WY06为美人鱼发光杆菌杀鱼亚种(Photobacterium damselae subsp.piscicida)。该菌对头孢呋肟、菌必治等抗生素敏感。美人鱼发光杆菌杀鱼亚种在美国、日本、欧洲的海水养殖中为常见的病原菌,但作为鱼类病原菌在中国属首次报道。     

固定化硝化菌群联合芽孢杆菌处理对虾养殖废水

【背景】高度集约化的对虾养殖业面临着日益严重的水污染问题,同步高效降解养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐是对虾养殖业健康可持续发展的重要保障之一。【目的】通过分别固定化硝化菌群(Nitrifyingbacterialconsortia,NBC)和芽孢杆菌,优化菌群空间结构,提高菌群功能,实现同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、亚硝酸盐和氨氮,保障南美白对虾养殖的可持续发展。【方法】采集养殖虾塘底泥进行硝化细菌自养富集和连续培养,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析硝化菌群组成。从5株芽孢杆菌中筛选化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)降解能力最强的菌株。选用吸附和成球效果好的无毒包埋材料,通过正交实验优化固定化配方提高机械强度。选择硝化菌群和芽孢杆菌最适使用浓度进行分别固定化并联合应用于对虾养殖废水的处理。【结果】高通量分析结果显示硝化菌群中变形菌门(Proteobacteria,61.10%)占绝对优势,具有自养硝化功能的类群丰度达12.69%并呈高多样性。还包含丰度达47.44%的具有反硝化功能或者潜在反硝化功能的优势菌群和丰度达12.85%的光合细菌,是高有机负荷下硝化作用的重要补充,并可通过反硝化作用实现真正脱氮。COD降解能力最强的是解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefacien)YL-10,48h内COD降解率达100%。固定化最佳配方为贝壳粉5%、海藻酸钠3%、交联剂氯化钙为4%、优化后的固定化小球其机械强度可达129.68m N。固定化使硝化菌群的氨氮和亚硝酸盐降解率分别提高了128.13%和130.11%(P0.05),但对芽孢杆菌YL-10的COD降解率无明显提高。1×10~8 CFU/mL为硝化菌群和芽孢杆菌YL-10在养殖废水中最适使用浓度。在固定化硝化菌群和芽孢杆菌YL-10联合作用下,对虾养殖废水的氨氮、亚硝酸盐和COD浓度在48h内分别由初始的6.32±0.12、5.69±0.11和65.29±1.14 mg/L降至0.03±0.03、0.06±0.01和0 mg/L (P0.05),降解率分别为99.57%、99.03%和100%。【结论】通过优化固定化有效提高硝化菌群的硝化作用,联合COD降解能力强的芽孢杆菌,同步高效降解对虾养殖废水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐,为规模化应用于南美白对虾高密度养殖提供科学依据。     

迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)产生的二聚和三聚吲哚类生物碱

为了开发利用病原菌资源, 研究迟缓爱德华氏菌 (Edwardsiella tarda) 的次生代谢产物, 采用凝胶柱色谱、反相高效液相色谱等分离纯化手段, 从该菌发酵产物的乙酸乙酯提取物中分离得到5个吲哚类生物碱1-5。结合其理化性质和波谱学特征, 化合物1-5的结构依次鉴定为: bis(1H-indol-3-yl)phenylmethane (1)、1,1-bis(1H-indol-3-yl)-2-phenylethane (2)、(2S)-3,3-bis (1H-indol-3-yl)propane-1,2-diol (3)、1H,1￠H,1￠￠H-3,2￠:3￠,3￠￠-terindole (4) 和(3,2￠:2￠,3￠￠- terindolin)-3￠-one (5), 其中化合物1、2和4为新天然产物。利用药敏纸片法、二倍稀释法和SRB法, 对5个单体化合物的抗菌和细胞毒活性进行了初步评价。其中化合物1和3对产气杆菌有微弱的抑制作用, 最小抑菌浓度(MIC)均为0.125 g/L。