微生物铝毒害和耐铝毒机制研究进展

在酸性土壤中,铝毒是限制农作物生产的关键问题之一,铝同样对微生物产生毒害作用。研究微生物的铝毒害和耐铝毒机制可以为植物耐铝毒机制的研究提供一种新视角。目前的研究表明,铝作用于微生物细胞的细胞壁、细胞膜、细胞核和细胞器,影响微生物的物质和能量代谢,抑制微生物的生长和发育。针对这些毒害作用,铝毒耐受微生物通过多途径全方位的机制适应外界的铝毒环境。该文结合作者的研究工作,综述了微生物的铝毒害和耐铝毒机制。     

云南传统发酵豆豉中产β-半乳糖苷酶乳酸菌的筛选及其产酶条件的研究

目的从云南豆豉样品中筛选产β-半乳糖苷酶的乳酸菌,并对其产酶条件进行研究。方法从云南省元阳、红河、建水、石屏等地采集豆豉样品,并从中分离得到355株微生物。结果经明胶诱导、脱脂乳平板实验,复筛得到87株蛋白酶产生菌,从中筛选产β-半乳糖苷酶的乳酸菌。通过X-Gal平板实验,共获得34株产β-半乳糖苷酶菌株,通过酶活测定,最终筛选得到1株高产β-半乳糖苷酶菌株GJ-1-3L,经16S rDNA序列分析鉴定为短乳杆菌;GJ-1-3L在以葡萄糖为碳源、多聚蛋白胨为氮源、起始pH 6.5的MRS培养基中,接种量为4%,35℃发酵培养12 h,其β-半乳糖苷酶活性高达6.73 U/mL,Cu2＋、Ba2＋对酶活有抑制作用,而K2HPO4、MgSO4则能促进酶活。结论 GJ-1-3L菌株来源于豆豉,能够产生β-半乳糖苷酶发酵乳糖,同时产生乳酸,其在食品与乳品加工等方面具有很好的应用前景。     

植物苹果酸和柠檬酸通道蛋白基因的研究进展

铝毒是酸性土壤中抑制植物生长和减少作物产量的主要因素。近年来研究表明植物主要通过根部有机酸通道蛋白将小分子有机酸阴离子转运到细胞膜外来缓解铝毒。本文综述了植物中编码铝诱导的苹果酸转运蛋白和多药及毒性复合物的排出转运蛋白两种耐铝基因,并从基因克隆、蛋白质同源性比较、基因表达调控、基因的功能和应用以及预测耐铝基因作用模式等方面进行了阐述;同时对这些耐铝基因的应用前景进行了展望。     

AI-2/LuxS群体感应系统介导乳酸杆菌益生特性研究进展

群体感应(quorum sensing,QS)是细菌间通过化学信号分子进行信息传递的一种形式。信号分子可以分为4大类:寡肽(oligopeptides)、酰基高丝氨酸内酯(acyl-homoserine lactone,AHL)、自体诱导物2(autoinduction-2,AI-2)和扩散信号因子(diffusible signal factor,DSF),其中AI-2和其生物合成关键酶LuxS组成的QS系统(AI-2/LuxS系统)介导革兰氏阳性(G+)和阴性(G-)细菌的种内和种间信息交流。乳酸杆菌(Lactobacillus)是一种存在于人体内的益生菌,具有抑制病原微生物、维持肠道微生态平衡和增强机体免疫力等生理功能。综述了AI-2/LuxS QS系统介导Lactobacillus耐酸、抑制病原微生物、对肠表皮细胞的黏附和形成生物膜以及在动物消化道中的存活性等益生特性方面的分子机制。     

植物乳杆菌AY01 luxS基因表达模式与功能的研究

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)是发酵食品中常见的一种益生菌,群体感应(quorum sensing,QS)是细菌进行信号交流的一种普遍方式,Lb.plantarum是否通过QS介导着其益生特性尚不清楚。为了探索Lb.plantarum AY01是否通过AI-2/LuxS QS系统介导其对常见食源性病原菌的抑制,首先运用半定量PCR方法,研究了AY01在不同生长阶段luxS基因(合成QS信号分子AI-2的关键基因)的表达情况;然后,利用牛津杯抑菌法研究了AY01对食源性病原菌肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhagic Escherichia coli,EHEC)O157:H7、单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌效果。研究发现:1)Lb.plantarum AY01 luxS基因在指数早期没有表达,指数中期出现表达,指数末期表达量明显增加,并于稳定中期达到最大值;2)AY01培养上清液对EHEC O157:H7、L.monocytogenes、S.aureus均有抑菌效果,抑菌效果与luxS基因表达趋势一致,即随AY01生长时间的增加抑菌呈现增加变化,到稳定期达到最大抑菌效果。结果表明,Lb.plantarum AY01可能通过AI-2/LuxS QS系统介导其对常见食源性病原菌的抑制。     

茶园土壤耐酸铝酵母菌的分离鉴定及其耐铝特性的初步研究

目的为研究铝毒及耐铝机制提供更好的模式生物材料和进一步研究耐铝机制提供依据。方法通过对云南龙陵县茶园土壤耐酸铝微生物的筛选、分离和纯化,筛选出一株Y31耐酸铝酵母。结果经D1/D2区域克隆测序获取全长26S rDNA区域序列,构建系统发育树,初步鉴定Y31为长形隐球酵母（Cryptococcus longus）。在LPM培养基及GM培养基上耐铝水平检测表明Y31分别能耐100 mmol/L和50 mmol/L铝。用不同铝浓度处理酵母菌后,进行FDA PI双染色并用荧光显微镜观察,当铝浓度达到100 mmol/L时,出现明显的细胞凋亡过程。结论本研究为铝毒和生物体耐铝机制提供了生物材料。     

生殖道中具有抑菌活性乳酸菌的分离筛选及其抑菌物质分析

目的 从阴道炎患者的棉拭子样本中分离筛选具有抗菌活性乳酸菌,为研究对细菌性阴道炎具有确实疗效的微生态制剂提供理论与菌种保证.方法 应用纯培养技术及双层平板法从阴道样品中分离筛选具有较好抑菌活性的乳酸菌.通过有机酸排除试验、过氧化氢排除试验和蛋白类抑菌物质排除试验对具有较好抑菌活性菌株的主要抑菌物质分析,并通过PCR反应对是否具有细菌素相关基因进行鉴定.结果 从7个棉拭子样本中共分离得到26株乳酸菌,其中有6株呈现抑菌活性.K4M2、K4M5、K4M6和K4M8菌株的主要抗菌物质为有机酸.而K4M9、K4M10两株植物乳杆菌的主要抗菌物质除有机酸外,尚可以产生细菌素.病原菌拮抗试验结果表明,这两株菌株的混合培养上清对具有较好的抑菌效果.结论 K4M9、K4M10菌株有望作为微生态制剂用于细菌性阴道炎的临床防治.     

长柄链格孢四个二甲酰亚胺类杀菌剂胁迫差异表达基因的克隆与序列分析

为了阐明烟草赤星病病原真菌长柄链格孢Alternaria longipes对二甲酰亚胺类杀菌剂(DCFs)抗性的分子机理,前期克隆了16个DCFs胁迫差异表达基因的部分cDNA片段.为了利用基因敲除技术进一步分析这些差异表达基因的功能,本研究选取4个差异表达基因,即AlATP7、AlCIT1、AlGLUT和AlHSP88,应用DNA Walking技术对它们两侧的未知序列进行克隆.DNA测序和Blast搜索表明,AlATP7基因开放阅读框为712 bp,含4个外显子和3个内含子,编码169个氨基酸;AlCIT1、AlGLUT和AlHSP88基因未克隆到全长序列,5′末端还有200-300bp才到达翻译起始密码子ATG;在这些DNA序列中,AlCIT1基因长1 214 bp,含1个内含子,编码386个氨基酸;AlGLUT基因长1 308 bP,含1个内含子,编码417个氨基酸;AlHSP88基因长2 087bp,含2个内含子,编码628个氨基酸.与其他丝状真菌的氨基酸序列同源性比对发现,AlATP7和线粒体ATP合酶D亚基、AlCIT1和柠檬酸合成酶、AlGLUT和主要易化子超家族(MFS)类型葡萄糖转运子、AlHSP88和热休克蛋白HSP88分别具有很高的同源性.同时,还对4个DCFs胁迫差异表达基因的系统发育进行分析.基于这些蛋白功能的文献报道和前期的研究,推测A.longipes存在着一种新的DCFs抗性机制:A.longipes利用MFS类型葡萄糖转运子将DCFs排除到细胞外解毒,线粒体ATP合酶和柠檬酸合成酶参与能量供给,而热休克蛋白AlHSP88可能在该机制中促进一些重要蛋白的正确折叠和修复过程中发挥重要作用.