一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

玫瑰黄链霉菌NKZ-259发酵培养基的优化

玫瑰黄链霉菌NKZ-259是一株生防菌株,其次级代谢能产生植物生长调节类物质吲哚乙酸(IAA)。为了进一步提高菌株代谢产生IAA的含量,本试验对该菌株的发酵培养基进行了优化。利用单因子试验确定发酵培养基中最适的6种营养成分为葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨、硝酸钾、磷酸氢二钾和L-色氨酸;通过Plackett-Burman设计筛选出影响菌株发酵产生IAA的主要因素为L-色氨酸、葡萄糖和磷酸氢二钾;采用中心组合试验(CCD)及响应面法分析各因素的交互作用。最终确定菌株代谢产生IAA的最优发酵培养基为:L-色氨酸2.24 g/L,葡萄糖20.7 g/L,磷酸氢二钾0.5 g/L,可溶性淀粉10 g/L,蛋白胨3 g/L,硝酸钾4.5g/L;使用优化后的发酵培养基菌株代谢产生IAA的含量为45.377 4μg/mL,比原始发酵培养基IAA的含量提高了3倍。     

新疆昆仑雪菊水提物对 小鼠肠道菌群的调节作用

目的 研究新疆昆仑雪菊水提物对小鼠肠道菌群的影响。方法 C57BL/6小鼠,雄性,8周龄,40只,分为4个组(每组10只):高、中、低三个剂量组和空白对照组,给药14 d,收集给药前后小鼠粪样,16S rDNA实时荧光定量PCR法测定粪样中肠杆菌、肠球菌、乳杆菌和产气荚膜梭菌水平。结果 与空白对照组比较,中剂量组小鼠肠道粪样中乳杆菌显著增多(t=-2.503,P0.05),低剂量组与高剂量组变化不显著;与空白对照组比较,其他组小鼠肠道中肠杆菌属、肠球菌属和产气荚膜梭菌水平均无显著变化。结论 参照《保健食品检验与评价技术规范—2003版》之"调节肠道菌群作用检验方法",新疆昆仑雪菊水提物对小鼠肠道菌群具有一定的调节作用。     

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。     

武夷菌素高产基因工程菌株Streptomyces albulus OoWysR活性成分的分离鉴定

【背景】武夷菌素高产基因工程菌株Streptomyce albulus OoWysR具有明显的抑菌效果。【目的】明确S.albulus OoWysR的活性成分。【方法】采用柱层析法,利用大孔吸附树脂、离子交换树脂和高效液相色谱等对S.albulus OoWysR的活性成分进行分离纯化,经高分辨率电喷雾电离质谱(high-resolution electrospray ionization mass spectrometry,HR-ESI-MS)和核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)等波谱技术对化合物化学结构进行鉴定,并通过生长速率法测定化合物的生物活性。【结果】从S.albulus OoWysR中分离鉴定出4个化合物,分别为对羟基苯甲酸(1)、吡咯-2-羧酸(2)、对羟基苯乙醇(3)和云南霉素(4)。化合物1对玉米弯孢病菌、番茄叶霉病菌、玉米小斑病菌和烟草赤星病菌具有一定的抑制作用;化合物2对番茄灰霉病菌、大豆菌核病菌、苹果腐烂病菌、玉米小斑病菌、小麦赤霉病菌、稻瘟病菌和烟草赤星病菌具有一定的抑制作用;化合物3对番茄灰霉病菌、苹果轮纹病菌、玉米小斑病...     

曲靖市沾益区红火蚁发生规律研究

红火蚁Solenopsis invicta Buren是国际最具危险性的入侵性物种之一,传播扩散速度快、适生能力强。云南由于其独特的地理和气候环境,给红火蚁的入侵和发生提供了丰富的栖息环境和食物。本研究对云南高海拔冷凉区域人工草坪条件下红火蚁婚飞有翅蚁、工蚁活动规律,以及蚁巢变化规律进行了系统的调查研究。结果表明,在人工草坪条件下,红火蚁婚飞活动主要发生在每年的5-8月,6月初和8月初为婚飞生殖蚁发生高峰期,婚飞生殖蚁数量分别达到390.33头/1 000 m^2和523.33头/1 000 m^2,分别占到全年婚飞生殖蚁总量的25.19%和33.77%;诱集工蚁数量在6月下旬-7月上旬、8月下旬-9月下旬达到两个高峰,合计诱集数量分别为634.66头/1 000 m^2和1 636.00头/1 000 m^2,分别占到全年诱集工蚁总量的44.59%和17.30%;新增蚁巢数量在6月1日-7月1日、8月16日、9月15日-12月16日、次年3月14日-4月15日为4个增长阶段,新增蚁巢数量分别为9.66个/1 000 m^2、4.33个/1 000 m^2、5.67个/1 000 m^2、2.00个/1 000 m^2、分别占到全年新增蚁巢总数的44.62%、20.00%、26.15%、9.23%。综合婚飞年度规律、全年诱集工蚁数量、活动蚁巢数量和新增蚁巢数量方面的结果,人工草坪条件下,6-9月为红火蚁的活动发生高峰期,结合当地的实际情况,建议每年的4-6月和8-9月采用毒饵与粉剂相结合的方式进行防治,在12月份采用低毒农药灌巢进行防治。     

肠道微生物与人体健康

肠道微生物是寄居于人肠道内微生物的统称。肠道微生物与人体健康密切相关,其研究对人类某些疾病的治疗有指导意义。重点介绍肠道微生物与人类肥胖、高血压和肿瘤及其治疗的关系。     

细胞程序性死亡与帕金森病的相关研究进展

帕金森病发病机制至今未明,近几年研究发现,线粒体依赖性PCD通路的激活在PD发病过程中是不可缺少的,不同形态学表现的细胞死亡形式在帕金森病发病过程中可以共同存在,而所有的这些细胞死亡都归因于PCD共同的上游通路的激活。PCD通路不仅仅是指线粒体介导的caspase依赖性凋亡,还包括非caspase依赖性细胞非凋亡性死亡,比如细胞坏死。这不仅仅是概念上的延伸,更为我们在帕金森病神经保护性治疗上提供了更多的靶点,有助于寻求神经保护的新方法和延缓神经退行性疾病的进程.抗凋亡治疗已经成为帕金森病等神经退行性疾病治疗的新热点,已经证实,caspase抑制剂能够通过抑制caspase的激活,阻止细胞退行性病变。那么将位于caspase执行者上游的Bax作为靶点,抑制Bax的激活与转位,能够产生更为持久显著的神经保护作用。本文综述了近年来相关研究进展。     

龙葵上柑橘木虱存活观察与黄龙病检测

柑橘木虱Diaphorina citri是毁灭性病害黄龙病的媒介,其寄主范围比较严格,仅为芸香科内的一些植物。研究发现,在自然状态下,柑橘木虱成虫可在柑橘园中常见茄科Solanaceae杂草-龙葵Solanum nigrum上停留。对比试验显示,木虱成虫在龙葵上的存活期最长可达45 d,而在假臭草Eupatorium catarium、含水海绵和无水海绵上分别为24 d、9 d和2 d;通过实时荧光PCR检测发现部分龙葵叶片中含有黄龙病病原菌。这些非寄主植物可能有助于柑橘木虱躲避不良环境或长距离迁移扩散,成为柑橘木虱和黄龙病的潜在库源。