河南产业集聚区发展的若干问题

加快产业集聚区建设,是河南中原经济区快速发展的需要。产业集聚区具有自身的特点,必须在发展解决产业问题和集聚问题,解决外生型企业与内生型企业的关系,促进中原崛起。     

量天尺根部内生真菌的多样性

为了解不同量天尺（火龙果）品种根部内生真菌菌群组成及多样性,采集GHL-1、GHL-2、GHL-3、ML-1和DL 5个量天尺品种健康根部样品,进行内生真菌分离,采用形态观察和ITS序列分析相结合的方法进行鉴定、归类。共分离得到内生真菌菌株117株,总体分离率为25.71%,分别隶属于13个属,其中Trichoderma、Fusarium、Chaetomium和Phoma为量天尺内生真菌的优势种群,分别占总菌株数的24.79%、35.04%、10.26%和10.26%;不同量天尺品种内生真菌的结构和组成存在一定差异,GHL-2、GHL-3和DL 3个品种中分离频率最高的内生真菌类群为Fusarium,GHL-1和ML-1分离频率最高的类群为Trichoderma;多样性分析结果反映出不同量天尺品种内生真菌菌群的多样性指数、丰富度指数和均匀度指数水平存在差异,其中GHL-2的3项指数均为最高。表明品种差异对内生真菌的组成和多样性均有影响。     

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。     

不同生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材主要有效成分、产量的相关性分析

【背景】银柴胡（Stellaria dichotoma var.lanceolata）具有重要的临床药用价值,其总甾醇和总黄酮含量是评价药材的关键。【目的】探究药用植物银柴胡在不同生境下根内生菌群落特征及其与药材主要成分、产量之间的关系。【方法】采用高通量测序技术和药材常规测定方法,分析了风沙土（semi-fixed aeolian sandy soil,SFA）生境、石砾质土（lithosol,LI）生境和黄绵土（loessal,LO）生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材性状响应关系。【结果】各生境银柴胡内生优势细菌门为放线菌门（Actinobacteriota）和变形菌门（Proteobacteria）,优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,而内生优势菌属因生境不同各不相同;银柴胡药材主要有效成分总甾醇和总黄酮含量在LI生境中较高,而单株干重和干鲜比在SFA生境中较高。Spearman相关性分析表明,与银柴胡药材有效成分及产量显著正相关的内生菌相对较多。综合比较,内生细菌如metagenome_g__norank_f__67-14和内生真菌如unclassified_p__Ascomycota等更为显著。【结论】与银柴胡药材关键活性成分相关的内生菌群落在种类鉴定和提取、菌种培养和次生代谢物分析等方面具有广阔的研究价值。本研究为银柴胡道地产区药材高质量产业发展提供理论参考。     

一株抗茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的淀粉酶产色链霉菌的分离、鉴定及生防潜能

【背景】放线菌是一类重要的生防菌,具有强大的代谢活性,能产生抗生素、酶、酶抑制剂和激素等天然产物抑制病原物生长。【目的】从茶树根际分离得到放线菌,研究候选放线菌对茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的抑菌活性及其生防潜能。【方法】分别以茶炭疽病致病菌Colletotrichum camelliae和魔芋茎腐病致病菌Fusarium solani为指示菌,采用土壤稀释涂布法、平板对峙法和菌丝生长速率法,从茶树根际土壤中分离、筛选拮抗放线菌,并根据菌株的形态特征、生理生化特性和系统发育分析结果对其进行分类鉴定,并开展候选放线菌的产促生相关物质和分泌细胞壁水解酶能力的定性检测试验。【结果】共分离得到14株拮抗放线菌,菌株A-dyzsc04-2的拮抗效果最强,被鉴定为淀粉酶产色链霉菌（Streptomyces diastatochromogenes）。该菌株的活菌体对C. camelliae和F. solani的抑制率分别为66.71%±1.23%和71.59%±2.46%,其无菌发酵滤液对2种指示菌的抑菌率均大于90%;此外,菌株A-dyzsc04-2还具有产嗜铁素和葡聚糖酶以及溶解无机磷的能力。【结论】菌株A-dyzsc04-2是一株优良的生防菌,具有较高的开发利用价值,研究结果为菌株A-dyzsc04-2防治茶炭疽病和魔芋茎腐病提供了理论支撑。     

西双版纳5种附生兰非菌根内生真菌多样性研究

从西双版纳纳板河流域国家级自然保护区的盆距兰Gastrochilus、隔距兰Cleisostoma、毛兰Eria、贝母兰Coelogyne和万代兰Vanda的根、茎、叶分离得到172株非菌根内生真菌,根据ITS1-5.8S-ITS2 rDNA系统发育分析鉴定为盘菌亚门的4纲11目29属,其中炭角菌目、肉座菌目和格孢腔菌目真菌的相对频率最高;Xylaria、Fusarium和Phoma为主要优势属,相对频率分别为23.3%、14.5%和10.5%,它们的组织专化性不同,其中Xylaria在根、茎和叶均有分布,而Fusarium和Phoma都分离自根部。不同组织的内生真菌多样性和种类组成差异明显,根、茎和叶的内生真菌Shannon多样性指数分别为2.4083、1.0312和0.6557,表明根部内生真菌多样性显著高于茎、叶内生真菌多样性,其中根的主要优势内生真菌类群有Fusarium、Xylaria和Phoma,茎的主要优势内生真菌类群有Xylaria、Pestalotiopsis和Colletotrichum,叶的主要优势内生真菌类群有Colletotrichum、Pallidocercospora、Pantospora和Phyllosticta。从附生兰种类来看,盆距兰、隔距兰、毛兰、贝母兰和万代兰内生真菌的Shannon多样性指数分别为2.2689、2.2635、2.0115、1.9197、1.7139,表明盆距兰和隔距兰内生真菌多样性高于毛兰、贝母兰和万代兰。     

林木共生菌系统及其作用机制——以杨树为例

杨树（Populus）是重要造林树种,也是研究林木基础生物学性状的模式材料。不仅如此,杨树可与多种细菌（内生细菌、内生固氮菌和根际促生菌）和真菌（外生菌根真菌、丛枝菌根真菌和内生真菌）类群建立共生关系,为揭示树木和微生物之间的互惠共生机制提供了理想模型。这些共生菌能积极调控林木生长发育、营养吸收和生理生态过程。目前在杨树-双色蜡蘑（Laccaria bicolor）形成的外生菌根发育、提高杨树耐盐、耐重金属的生理与分子机制、叶片内生真菌群落结构与病害发生、菌根辅助细菌和菌丝内共生细菌-真菌-杨树形成的三重跨界共生等方面取得多项突破。近年来,一批模式草本植物微生物组（microbiome）计划相继实施,对共生菌群落结构和功能的认识有了革命性的进步。以美洲黑杨、毛果杨和胶杨为代表的林木微生物组研究也已启动,表明宿主基因型和环境因子可显著影响共生菌群落结构与物种组成;在根际（rhizosphere）和内生（endosphere）环境存在结构和功能迥异的菌群。另一方面,以根系为诱饵,通过宿主表型来推测菌群功能的反向"钓鱼"策略将推动林木根际微生物工程研究,为揭示杨树-微生物群落的相互关系、菌群进化搭建了研究模型。总之,深入认识多元微生物对林木表型和生理代谢的表观遗传学调控机制将为今后创制新型菌剂并用于高效育苗和抗性育种提供新的思路,具有重要的科学意义和应用价值。     

芽胞杆菌浸种对水稻内生细菌群落结构的影响

水稻内生细菌群落是反映植株内环境是否健康稳定的重要生物学指标,芽胞杆菌是防治水稻病害的重要生防微生物。为揭示芽胞杆菌浸种处理对水稻内生细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq测序的方法对水稻内生细菌的16S rRNA基因进行测序,剖析了芽胞杆菌浸种处理对不同水稻组织内生细菌的微生态调控作用。结果表明,3种芽胞杆菌浸种处理可以提高水稻根和茎部内生细菌群落的丰富度和均匀度,降低叶部内生细菌群落的丰富度和均匀度,显著增加根部内生细菌群落多样性。变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是水稻根部和茎部共有优势菌门,厚壁菌门和芽胞杆菌属(Bacillus)是叶部共有优势菌门和属。芽胞杆菌浸种处理显著提高了叶部内生厚壁菌门和芽胞杆菌属的相对丰度,增加了根系和茎部组织内生细菌的分类单元OTU(Operational Taxonomic Units)数量,对叶部组织影响不明显;降低了茎部和叶部中参与各种代谢通路的内生细菌丰度,显著增加了根部参与代谢通路的内生细菌丰度。因此,3种芽胞杆菌浸种处理可以显著改变水稻根部、茎部和叶部内生细菌群落结构,改善水稻生长的微生态环境。     

明党参内生菌的分离鉴定及其对金黄色葡萄球菌的抑制作用

研究郑州市栽培明党参内生菌资源状况,筛选出对金黄色葡萄球菌具有拮抗作用的内生菌。采用平板培养法从明党参中分离内生细菌,通过混菌法和牛津杯双层平板扩散法筛选出对金黄色葡萄球菌具有明显抑制作用的菌株,并通过培养特征、形态特征、生化特征、全自动微生物质谱检测、16S rDNA基因序列分析和系统进化树分析对菌株进行了分类学鉴定。在明党参中共分离到29株内生细菌,通过初筛和复筛后,筛选出对金黄色葡萄球菌具有明显抑制作用的4株菌株NMY1、NMJ10、NMG10、PMG3,其中NMJ10对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达20.3 mm,经鉴定菌株NMJ10和菌株PMG3为芽胞杆菌属新菌种(Bacillus spp.),菌株NMY1为枯草芽胞杆菌(B.subtilis),菌株NMG10为假蕈状芽胞杆菌(B.pseudomycoides)。明党参内生菌具有多样性,其中芽胞杆菌属为优势菌株,有拮抗金黄色葡萄球菌活性高的菌株存在,其代谢产物对金黄色葡萄球菌有较高抑制作用,为抗菌药源成分的开发提供了新的来源。     

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。