III型分泌系统抑制剂对铜绿假单胞菌PAO1毒性因子的影响

【目的】进一步研究III型分泌系统(Type III secretion system, TTSS)抑制剂对条件致病菌Pseudomonas aeruginosa PAO1的TTSS相关蛋白、鞭毛和纤毛等主要毒性因子的影响,评估TTSS抑制剂的防治效果及潜在风险。【方法】构建TTSS效应蛋白合成基因exoY和exoT转录报告质粒pAT-exoY、pAT-exoT,并将其转入菌株PAO1中。菌株PAO1(pAT-exoY)、PAO1(pAT-exoT) 与TTSS抑制剂共同培养后,检测exoY和exoT的表达。通过SDS-PAGE检测TTSS抑制剂对鞭毛结构蛋白FliC的影响。将PAO1单菌落穿刺接种于含有TTSS抑制剂的1%琼脂糖平板,观察细菌纤毛介导的蹭行运动(Twitching motility)。【结果】转录报告实验结果表明4个TTSS抑制剂可显著抑制exoY和exoT的转录;化合物TS52、TS53和TS94虽不影响胞内TTSS针状顶端结构蛋白PcrV的产量,但可抑制PcrV蛋白的胞外运输。化合物TS53可降低鞭毛结构蛋白FliC的产生。另外,化合物TS52、TS53和TS88可降低菌株PAO1的蹭行运动能力,但TS94可提高菌株PAO1的这种运动能力。【结论】TTSS抑制剂除通过抑制TTSS表达外,还可能通过影响其它毒性因子如鞭毛的合成、IV型分泌系统介导的蹭行运动等方式影响菌株PAO1致病性。     

荧光假单胞菌2P24中gidA基因对PcoI/PcoR群体感应系统的影响

【目的】荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)2P24中PcoI/PcoR群体感应系统是调控生物膜形成与植物根部定殖能力的重要元件,同时该系统也受到多种上游因子的调控。利用遗传学方法研究P.fluorescens 2P24中gidA基因对群体感应系统的调控作用。【方法】将群体感应信号合成基因pcoI的转录报告质粒p970km-pcoIp转入菌株2P24和gidA基因突变体中以检测gidA对pcoI基因表达的影响,并利用报告菌Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4)测定菌株2P24及其衍生菌的信号N-乙酰高丝氨酸内酯(AHL)产量。【结果】gidA基因突变后pcoI基因的转录表达和AHL产量与野生型2P24相比显著降低。gidA基因突变体的游动能力没有受到明显的影响,但生物膜的形成显著低于野生型和互补菌株。小麦根部定殖实验表明,温室条件下gidA突变菌株在灭菌土和自然土中对小麦根尖和根围的定殖量较野生型和互补菌显著减少。此外,突变gidA基因并不影响菌株在LB培养基中的生长,但以葡萄糖、蔗糖、果糖、甘油、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖、木糖或山梨醇为唯一碳源时,gidA突变体的生长受到明显的抑制。【结论】GidA对假单胞菌2P24中的PcoI/PcoR群体感应系统、生物膜形成、定殖和碳源利用具有显著的正调控作用。     

苜蓿人工草地节肢动物群落的时间格局

调查了甘肃省庄浪县苜蓿人工草地节肢动物群落的组成及多样性变化,应用主分量分析和最优分割法对节肢动物群落的时间格局进行了研究。结果表明,苜蓿人工草地节肢动物群落的物种丰富度,多样性和均匀度指标在时间过程中的变化有明显的差异和规律性,6月下旬害虫和天敌的物种丰富度均达到最大值,但天敌的个体数量高峰明显落后于害虫,在时间变化过程中,影响节肢动物群落的主导因素和时间格局分化明显,根据研究结果,将苜蓿人工草地节肢动物群落在时间动态中的变化划分为5月上旬以前,5月中旬-6月上旬,6月中旬-7月中旬,7月中旬以后4个阶段,并结合气候,物候变化,分析了各阶段内主要害虫和天敌的发生特点,提出了害虫的治理对策。     

不同碳源对生防荧光假单胞菌2P24产抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的影响

【目的】包括碳源代谢等不同环境因子可调控生防菌株生防相关因子表达,进而影响其防病效果。荧光假单胞菌2P24可防治多种植物病原真菌、细菌引起的土传病害,抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-diacetylphoroglucinol,2,4-DAPG)是其主要生防因子之一。本文利用平板对峙法及遗传学方法研究不同碳源对菌株2P24产生2,4-DAPG的影响及相关的调控途径。【方法】利用平板对峙法检测了菌株2P24在添加葡萄糖、果糖和蔗糖等碳源的土豆浸液培养基中对棉花立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的拮抗能力及菌株2P24中影响2,4-DAPG产生的相关基因的表达。另外,利用Tn5转座子对含有2,4-DAPG合成基因phl A报告质粒p970Gm-phl Ap的野生型菌株2P24进行随机突变,在果糖土豆浸液培养基中筛选提高phl A基因表达的突变菌株。【结果】平板对峙实验表明,菌株2P24以葡萄糖为碳源时其抑菌活性最强,蔗糖次之,而以果糖等为碳源时菌株2P24无抑菌活性;转录融合实验进一步表明葡萄糖可促进phl A基因的表达,果糖则不影响phl A基因的表达。在果糖土豆浸液培养基中,转座子随机突变实验获得了5株可明显提高phl A基因表达的突变菌株。Tn5插入位点和序列分析显示其中一个突变体是Tn5破坏了che B基因。转录检测表明与野生菌株相比,che B突变体中phl A基因的表达和2,4-DAPG的前体物质间苯三酚(phloroglucinol,PG)产量都显著提高。游动性实验发现突变che B基因可显著降低该菌株的游动性。【结论】上述结果表明菌株2P24中不同碳源在转录水平上可影响phl A基因的表达,进而影响2,4-DAPG产生。遗传学结果也显示,che B基因参与调控2,4-DAPG生物合成过程。     

纤维素酶高产菌株的诱变选育

以T_0为出发株,经理化因子的诱变处理,采用透明圈法,在含有制霉菌素浓度为20U(T_0在制霉菌素浓度大于20U时被抑制)的平板上挑取H_c值(透明圈直径与菌落直径之比)比较大的菌株进行探瓶复筛,测发酵液CMC酶活,得到酶活较高菌株N_6,N_1,D_5,U_(11),CMC酶活分别是T_0的5.4,2.9,3.0,1.8倍。     

荧光假单胞菌2P24中PcoI-PcoR群体感应系统的自体反馈调控

荧光假单胞菌2P24的PcoI-PcoR 群体感应(QS)系统信号合成基因pcoI的表达受多种因子的调控, 其中GacS-GacA双因子调控系统在转录水平正调控信号合成基因pcoI的表达。为进一步研究QS系统调控因子, 将2P24基因组文库转入gacA缺失的pcoI基因转录报告菌株PM203 (pcoI-lacZ, gacA-), 筛选可提高pcoI表达的基因。结果表明粘粒pP32-24可显著提高pcoI转录水平, 亚克隆实验证明其中的功能基因为pcoI; 外源添加标准信号分子3-氧-己酰高丝氨酸内酯(3-oxo-C8-HSL)同样可显著提高pcoI基因的表达, 表明pcoI基因的表达对自身有正调控作用。同时构建了QS系统的另外一个组分pcoR基因的缺失突变体, pcoR基因缺失后pcoI的表达和N-乙酰高丝氨酸内酯信号分子(AHL)的产量明显低于野生菌株及其互补菌株, 并显著降低该菌株的生物膜(Biofilm)形成能力。这些结果表明菌株2P24的PcoI-PcoR QS系统中, 信号合成基因pcoI的表达受自体反馈调控, pcoR基因参与pcoI基因表达的调控以及生物膜的形成。     

生防假单胞菌2P24中mvaT和mvaV基因对PcoI/PcoR群体感应系统的调控作用

【目的】自小麦全蚀病自然衰退土壤分离得到的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)2P24,可防治多种由植物病原菌引起的土传病害。菌株2P24具有群体感应(quorum-sensing,QS)系统PcoI/PcoR,该系统影响生防菌2P24生物膜的形成以及其在小麦根围的定殖能力,从而影响2P24的生防能力。本文利用遗传学方法进一步研究了2P24中QS系统的调控途径。【方法】将QS系统信号合成基因pcoI的转录报告质粒p970Gm-pcoIp转入gacA基因突变菌株PM201中,再利用Tn5转座子对该菌株进行随机突变,筛选影响pcoI基因表达的调控因子。【结果】根据菌落颜色的变化筛选到2株突变菌株。Tn5插入位点和基因序列分析表明这2个突变体中Tn5破坏了同一个基因mvaT;设计引物利用PCR方法从2P24基因组中获得mvaT基因及其同源基因mvaV。转录融合报告实验表明:与野生菌株2P24相比,mvaT及mvaV突变体中pcoI基因的表达和N-乙酰高丝氨酸内酯的产量显著提高;HPLC试验表明mvaT和mvaV基因影响抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的合成。细菌双杂交试验证实,MvaT蛋白和MvaV蛋白在体内发生自身互作,这两个蛋白也可相互作用。【结论】以上结果表明mvaT和mvaV参与调控生防假单胞菌2P24的PcoI/PcoR群体感应系统,并可能影响其生防功能基因的表达。     

荧光假单胞杆菌2P24中gacA、dsbA和phoP/phoQ基因对小RNA因子RsmZ的转录调控

Pseudomonas fluorescens 2P24是分离自麦田的植物病害生物防治菌株，产生抗生素2, 4-二乙酰基间苯三酚（2,4-diacetylphloroglucinol；2,4-DAPG）是其主要防病机制。菌株2P24中小RNA基因rsmZ正调控抗生素2,4-DAPG的产量。【目的】本文研究上游调控因子对RsmZ转录表达的影响，以进一步理解抗生素产生机制。【方法】构建了rsmZ: : lacZ的转录融合结构，将含有该结构的报告载体转入2P24的多个调控基因缺失突变体中，检测相应的缺失基因对rsmZ转录水平的调控作用。【结果】结果表明，反应调控因子GacA对rsmZ基因的转录具有正调控作用，二硫键合成蛋白DsbA对其负调控；双因子调控系统PhoP/PhoQ突变后，rsmZ基因的转录明显滞后。【结论】小RNA基因rsmZ在菌株2P24中受到多个基因的调控，并在信号传递网络中起到重要作用。     

肉桂酸衍生物对铜绿假单胞菌PAO1 III型分泌系统的影响

【目的】铜绿假单胞菌是引起医院获得性感染最常见的条件致病菌,而III型分泌系统(Type III secretion system,TTSS)是其致病的主要因子之一。本文从合成的21个肉桂酸衍生物中筛选影响TTSS效应子(Effector)产生的化合物,并初步研究其作用机制。【方法】将TTSS效应子合成基因exoS的转录报告质粒pAT-exoS转入菌株PAO1中,获得PAO1(pAT-exoS)。待筛选的化合物与PAO1(pAT-exoS)菌株共培养6 h后,检测exoS基因的表达,从中筛选影响exoS基因表达的化合物。【结果】筛选结果表明：21个化合物中,3个化合物抑制exoS基因表达,2个化合物则促进exoS基因表达。此外,化合物TS128、TS143和TS160对菌株生长有明显的抑制作用。Western blot实验进一步证实筛选得到的化合物TS108、TS128和TS165可抑制ExoS的产生;化合物TS139和TS143则促进ExoS的产生。为进一步研究抑制剂的作用机理,过量表达TTSS主要的调控因子exsA基因可部分消除抑制剂TS108和TS165的抑制效果;而rsmZ rsmY双基因突变体PAO6421中添加抑制剂TS108和TS165并不能显著抑制exoS基因的表达,同样,抑制剂TS108和TS165也不影响受Gac/Rsm信号传导系统调控的群体感应信号分子的产生。【结论】抑制剂TS108和TS165的作用机制可能主要是影响esxA基因,从而影响exoS基因表达及蛋白产量。     

荧光假单胞菌2P24中opgGH基因影响抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的产生

【目的】抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-diacetylphloroglucinol,2,4-DAPG)是生防菌株荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) 2P24防治植物病害的关键因子,然而对2,4-DAPG生物合成的调控通路并未完全解析。【方法】前期利用Tn5随机突变的方法获得一株对棉花立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)拮抗能力完全丧失的突变菌株W3,本研究利用基因互补等方法研究该突变体中被破坏的基因对菌株2P24分泌2,4-DAPG和其他生防相关性状的影响。【结果】Tn5插入位点及其序列分析表明突变菌株W3中Tn5破坏了opgG基因。鉴于opgG和opgH基因组成操纵子,利用同源重组技术构建了opgGH内缺失突变菌株。与野生菌株2P24相比,opgGH突变菌株中2,4-DAPG的产量显著降低。对其他生防相关性状的检测发现,突变opgGH基因并不影响群体感应系统(quorum sensing,QS)信号分子的产生、氢氰酸的产生以及生物膜的形成,但可抑制菌株2P24的游动性。转录融合实验进一步表明opgGH基因并不调控gacA基因及其调控...