斯氏假单胞菌A1501固氮新基因PSTl305的功能分析

[目的]研究斯氏假单胞菌A1501基因组"固氮岛"中PST1305基因在A1501生物固氮过程中所起的作用.[方法]利用同源重组与三亲接合的方法构建PST1305的非极性突变株.乙炔还原法测定固氮酶活.RT.PCR分析PST1305基因与其周围基因转录单元的关系,Real-Time PCR比较PST1305在最佳固氮与非固氮条件下表达水平的差异.[结果]突变株np1305的固氮酶活显著降低,功能互补菌株np1305Comp能基本恢复细胞的固氮作用.PST1305与其上游的nifB、fdxN、下游的nifQ等基因位于同一个转录单元,组成一个操纵子.基因芯片表明,PST1305基因在固氮比非固氮条件下表达量显著上调(约38.7倍),Real-Time PCR验证支持这一结果.[结论]PST1305基因参与固氮过程,其突变会影响固氮酶的活性,该基因可能通过参与A1501固氮酶电子传递或者固氮酶的氧保护过程影响固氮效率.     

斯氏假单胞菌A1501固氮新基因PST1305的功能分析

摘要：【目的】研究斯氏假单胞菌A1501基因组“固氮岛”中PST1305基因在A1501生物固氮过程中所起的作用。【方法】利用同源重组与三亲接合的方法构建PST1305的非极性突变株。乙炔还原法测定固氮酶活。RT-PCR分析PST1305基因与其周围基因转录单元的关系,Real-Time PCR比较PST1305在最佳固氮与非固氮条件下表达水平的差异。【结果】突变株np1305的固氮酶活显著降低,功能互补菌株np1305Comp能基本恢复细胞的固氮作用。PST1305与其上游的nifB、fdxN、下游的nifQ等基因位于同一个转录单元,组成一个操纵子。基因芯片表明,PST1305基因在固氮比非固氮条件下表达量显著上调（约38.7倍）,Real-Time PCR验证支持这一结果。【结论】PST1305基因参与固氮过程,其突变会影响固氮酶的活性,该基因可能通过参与A1501固氮酶电子传递或者固氮酶的氧保护过程影响固氮效率。     

斯氏假单胞菌A1501物质代谢及能量生成相关基因的分析

斯氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501是一株分离自中国南方水稻根际土壤的联合固氮菌.该菌在无氨和微好氧条件下可将空气中的氮气转化为植物可以直接利用的铵.A1501基因组测定工作已经完成,根据A1501菌 基因组的功能注释对该菌的中心代谢、能量合成及环境适应性等方面进行了生物信息学分析.结果发现,A1501菌的物质代谢途径具有多样性,除不能利用EMP途径代谢己糖外,该基因组合有几乎所有编码Entner-Doudorff途径(ED)、磷酸戊糖途径(HMP)、糖酵解途径(EMP)、三羧酸循环(TCA)以及乙醛酸途径中关键酶类的基因.此外,基因组分析鉴定了252个与能量产生相关以及3套编码电子传递复合体(1个Nqr和2个Rnf复合体)的基因簇.为进一步研究A1501菌的碳代谢调控及C-N偶联机制提供了重要的理论依据.     

一株假单胞菌(Pseudomonas sp．)产生的胞外脂酶

假单胞菌(Psendomonas sp．)生长在一定的培养条件中能产生胞外脂酶。 最适碳源为1．0％淀粉,氮源为1．0％蛋白胨。一些植物油,如橄榄油、糠油、菜油等能诱导脂酶的大量产生,诱导脂酶产生的橄榄油最适浓度为0．5％。无机离子在菌培养过程中对脂酶产率影响很大,K+、Na+、Mg2+、Ca2+等对脂酶产生有促进作用,而Mn2+、Ba2+、Zn2+、Fe3+、Co2+、Cu2+件等则抑制脂酶产生。非离子表面活性剂(tween、span及糖脂)能刺激胞外脂酶的产生。     

固氮施氏假单胞菌亚硝酸盐还原酶基因nirS转录特性及功能鉴定

【目的】研究固氮施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501亚硝酸盐还原酶结构基因nir S的转录调控机制及其在反硝化过程中的功能。【方法】构建nir S-lac Z融合载体,利用三亲本结合法将其导入野生型A1501,通过β-半乳糖苷酶活性的测定,分析不同供氧状况、不同浓度的硝酸盐、亚硝酸盐对nir S基因表达的影响;同时将该载体导入rpo N突变株中,研究氮代谢调控因子Rpo N对nir S基因转录影响。通过同源重组方法构建nir S突变株,通过生化表型测定明确nir S在反硝化过程中的功能。【结果】启动子活性测定表明,nir S基因厌氧条件下高水平表达,是好氧条件下表达水平的4倍;nir S的表达受硝酸盐诱导,但不受亚硝酸盐的诱导;Rpo N突变株中,nir S的表达活性为野生型的1/4,nir S启动子未发现Rpo N的保守结合位点,表明nir S的表达受Rpo N间接调控。表型测定显示以硝酸盐为电子受体时Δnir S的反硝化能力降低了约20%;以亚硝酸盐为电子受体时Δnir S仅有微弱的反硝化能力,并且nir S的突变使得菌体在反硝化条件下利用亚硝酸盐的能力显著减弱。nir S突变提高了菌体在亚硝酸为电子受体的反硝化条件下的固氮酶活。【结论】A1501中nir S基因的转录受外界氧及硝酸盐的影响,同时受氮代谢Sigma因子Rpo N的调控。nir S在A1501菌反硝化过程中起关键作用,参与了亚硝酸盐的转化。     

铜绿假单胞菌β-内酰胺类药物耐药相关基因(12种)研究

目的了解临床分离的铜绿假单胞菌β-内酰胺类药物耐药相关基因（12种）存在状况。方法自临床分离40株对铜绿假单胞菌。采用聚合酶链反应（PCR）检测耐药基因（TEM、SHV、OXA-10群、CTX-M-1群、PER、VEB、GES、CARB、IMP、VIM、DHA和oprD2）。结果40株中CARB阳性18株（45．0％）、35株oprD2基因缺失（87．5％）．其余基因均阴性。结论临床分离的铜绿假单胞菌CARB基因携带率高。     

一株反硝化光合细菌的生物学特性及系统发育分析

【目的】养殖水体中亚硝酸盐的过量积累会对养殖生物产生毒害作用,应用脱氮细菌去除亚硝酸盐是养殖水质调控的重要手段之一,本文意在得到一株高效去除亚硝酸盐的光合细菌。【方法】采用软琼脂稀释法分离纯化光合细菌菌株,通过电镜观察、生理生化试验研究其生物学特性、依据16S rDNA和光合反应中心M亚基基因(Gene coding for photosynthetic reaction center subunit M,pufM)序列对其做系统发育分析。【结果】从淡水养殖塘中分离筛选到一株高效还原亚硝氮的光合细菌菌株wps。该菌株为革兰氏阴性菌,细胞杆状,大小为0.4-0.6μm×1.5-4.0μm,极生丛生鞭毛,片层状光合内膜,兼性厌氧光照条件生长,单菌落及液体培养物呈红色,含细菌叶绿素a和类胡萝卜素。最适生长pH范围为5.5-8.5,最适生长盐度范围为0-2%,最适生长温度范围为25℃-38℃。菌株wps与Rhodopseudomonas palustris的16S rDNA序列相似性为98.9%,光合反应中心M亚基基因序列的相似性为94.9%,但是二者在生物学性质上有较大差异,如菌株wps在pH5.5生长,不能光自养生长,不利用柠檬酸盐、甲酸盐进行光异养生长,需盐酸硫胺素和泛酸钙做生长因子等。【结论】菌株wps可能为Rhodopseudomonas属的一个新种,且在养殖水体水质调控中具有重要应用前景。     

PA2580基因与铜绿假单胞菌环境压力耐受性相关

【目的】研究铜绿假单胞菌PAO1 PA2580基因的功能。【方法】构建了PA2580的敲除突变体及突变体互补体,通过最小抑制浓度测定、基因启动子活性检测、蛋白体外表达纯化等方法,对PA2580基因的功能进行了深入的研究。【结果】PA2580突变体对羧苄青霉素、氯霉素、环丙沙星的敏感性增强。PA2580基因的表达还受到不同种类的低于抑制浓度的抗生素的调节。PA2580蛋白产物以NADPH为电子供体,能够高效还原多种醌类物质。此外,PA2580突变体对过氧化氢敏感性增加,过氧化氢酶编码基因在PA2580突变体中的表达降低,表明PA2580与铜绿假单胞菌氧化压力耐受性相关。【结论】PA2580产物是NADPH-醌类的还原酶,其功能与铜绿假单胞菌对环境压力的耐受密切相关。     

Fe3O4对施氏假单胞菌反硝化过程的影响

生物反硝化是目前废水深度处理中应用最为广泛的硝酸盐氮处理技术,但该方法一般停留时间较长,在冬季因低温处理效果欠佳,因此有必要开发反硝化强化技术。以施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri为研究对象,考察了不同投加量下Fe3O4对P. stutzeri反硝化过程的影响。结果显示当Fe3O4投加量由0 mg/L增至4 000 mg/L时,硝酸盐氮最大比降解速率由18.0 h–1增加至23.7 h–1,体系中的总蛋白含量以及细菌体内的铁含量显著增加。RT-qPCR和非标记 (Label-free) 定量蛋白组学分析表明,投加4 000 mg/L Fe3O4体系中的P. stutzeri,其反硝化功能基因napA、narJ、nirB、norR、nosZ表达量分别提高了55.7%、24.9%、24.5%、36.5%、120%,对应反硝化还原酶Nap、Nar、Nir、Nor、Nos表达量提高了85.0%、147%、16.5%、47.1%、95.9%。对比体系中“游离细菌”和“Fe3O4粘附细菌”,发现二者的反硝化功能基因以及反硝化相关酶没有显著差别;而Fe3O4粘附细菌电子传递相关蛋白表达量有所提高,说明了Fe3O4通过与细菌直接接触促进其生长代谢,导致体系中细菌总量的增加,从而提高反硝化速率。该结果可为反硝化强化技术的开发提供理论支撑。     

一株好氧反硝化菌的分离及特性研究

从土壤中分离得到一株好氧反硝化细菌CY1, 该菌株在厌氧和好氧条件下均具有反硝化能力。硝酸盐氮初始浓度为137.25 mg/L, 30 h内硝酸盐氮去除率分别为99.98%(厌氧)和60.16%(好氧)。通过形态学特征、生理生化特性及16S rDNA同源性比较对菌株CY1进行鉴定, 初步判断CY1为泛养副球菌(Paracoccus pantotrophus)。     

高产铁载体荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens sp-f的筛选鉴定及其铁载体特性研究

采用改进的CAS检测平板从东湖中筛选得到了一株高产铁载体细菌sp-f,并用CAS检测液定量检测其分泌铁载体量,发现其As/Ar仅0.09(OD680),Su（Siderophore Unit）为90％,达到产铁载体菌最高级。用BIOLOG检测板,结合细菌生理生化反应、形态观察和16S rDNA序列比对分析等分类鉴定方法,确定sp-f为一株荧光假单胞菌。P. fluorescens sp-f生长过程中胞外铁载体的量在对数生长前期累积达到最高后有所减少,至稳定期时菌液中铁载体量达到稳定。在已知铁载体特异吸收峰波长下,用反向高效液相色谱检测无铁环境和高铁环境下培养液上清,比较发现sp-f上清含有3种含儿茶酚胺类基团铁载体,其中包括荧光和非荧光性的脓菌素,200 μmol/L Fe²⁺可完全抑制荧光性质脓菌素的分泌,但非荧光脓菌素的分泌不受抑制,并且对非脓菌素的儿茶酚胺类铁载体的合成分泌反而具有一定的诱导作用。     

一株荧光假单胞杆菌的分离鉴定与反硝化特性

【目的】从污水厂的活性污泥中获得一株高效反硝化细菌。【方法】采用低温驯化,进行初筛、复筛选取一株反硝化活性最高的菌株,命名为L2,通过形态学、生理生化特征及16S r RNA基因序列分析研究其分类地位,系统研究理化因素对该菌株反硝化性能的影响。【结果】菌株在低温条件下能够稳定高效地进行反硝化,鉴定该菌株为荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens),其反硝化最适接种量为10%,温度为20°C,p H为7.0,盐浓度为0.5%,碳源为葡萄糖,C/N为5.0,能够耐受较高初始硝态氮浓度。【结论】菌株L2是一株耐低温、耐高浓度初始硝态氮、耐低C/N、兼性厌氧、高效反硝化的荧光假单胞杆菌。     

沼泽红假单胞菌Rhodopseudomonas palustris 2-8的亚硝酸盐还原酶基因克隆和序列分析

沼泽红假单胞菌2-8具有亚硝酸盐还原能力, 根据不同类型亚硝酸盐还原酶保守序列设计引物, 通过PCR扩增的方法对2-8菌株的亚硝酸盐还原酶类型进行鉴定, 发现该菌株的亚硝酸盐还原酶为Cu型亚硝酸盐还原酶。从2-8菌株基因组中克隆出编码该Cu型亚硝酸盐还原酶的基因(nirK), 该基因由1 154个碱基对组成, 在GenBank数据库的登录号为GU332847, 与沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris TIE和CGA009) 的nirK序列相似性为90%。互联网数据库及生物信     

铜绿假单胞菌耐药性相关基因的筛选及鉴定

铜绿假单胞菌在人体内能引起严重的感染. 由于铜绿假单胞菌高水平的内在性和获得性耐药性, 使其引起的感染难以治愈. 为解决该问题, 弄清病原菌抗生素抗性的分子机制是一个关键. 本实验构建了含有17000个铜绿假单胞菌转座突变株文库, 并在LB固体平板上, 用7种抗生素在最小抑制浓度(MIC)和1/2MIC条件下, 筛选抗生素抗性发生变化的突变株. 结果确定了43株转座突变株, 每个突变株对至少一种抗生素的敏感性表现出增加3倍或降低1/2的表型. 通过随机PCR和DNA测序, 确定了这些铜绿假单胞菌突变体中转座子在基因组上的插入位点, 确定了被破坏的基因. 其中, 9个是已知的与抗生素抗性相关基因, 包括mexI, mexB和mexR; 24个是以前未知与抗性相关的基因, 包括一个菌毛合成基因pilY1, 这个菌毛合成基因的破坏导致菌株对羧苄青霉素的MIC增加了128倍. 此外, 43个基因中有12个是功能完全未知的基因. 这些基因的筛选鉴定有助于了解铜绿假单胞菌中抗生素抗性的产生机制, 这些基因或许可成为控制或扭转抗生素抗性的作用靶点.     

铜绿假单胞菌抗生素耐药性及耐药相关基因检测

目的了解2011-2012年深圳市南山区医院患者,各医院诊所内环境、医护人员手涂抹样以及食品样中铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruinosa,PA）对抗生素耐药性及携带耐药基因情况。方法利用VITEK 2 compact全自动微生物鉴定仪对PA菌进行药敏试验。采用聚合酶链反应（polymeras chain reaction,PCR）技术检测PA的20种耐药基因：β-内酰胺TEM、VEB、CARB、OXA、SHV、PER、GES、GTX、SPM、GIM,金属β-内酰胺酶IMP、VIM,AmpC酶DHA,膜通道蛋白oprD,氨基糖苷类修饰酶Aac（6’）-Ⅰ、Aac（6’）-Ⅱ、Aac（3’）-Ⅰ、Aac（2’）-Ⅰ,耐消毒基因qacE1-sull与Ⅰ类整合子基因。结果药敏试验显示53株菌对11种抗菌药物阿米卡星、氨苄西林等耐药率为100%,对呋喃妥因、亚胺培南等耐药率为10%~30%。检出11种耐药基因：TEM、SHV、IMP、DHA、Aac（6’）-Ⅰ、Aac（6’）-Ⅱ、Aac（3’）-Ⅰ、Aac（2’’）-Ⅰ、qacE1-sull、Ⅰ类整合子及oprD基因,检出率分别为7.54%、5.66%、3.77%、11.32%、5.66%、15.09%、5.66%、58.49%、9.43%和9.43%,oprD基因缺失率为67.93%。结论部分分离自患者菌株呈多重耐药,且携带多种耐药基因,应引起高度重视。不同类型样本分离菌株携带耐药基因存在差异。     

铜绿假单胞菌耐消毒剂-磺胺基因及β-内酰胺类抗生素耐药相关基因研究

目的了解临床分离的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,Pa)耐消毒剂-磺胺基因(qacE△1-sulⅠ)及β-内酰胺类抗生素耐药相关基因存在状况。方法自临床分离40株Pa,采用聚合酶链反应(PCR)检测qacE△1-sulⅠ基因及12种β-内酰胺类抗生素耐药相关基因(TEM、SHV、OXA-10群、CTX-M-1群、PER、VEB、GES、CARB、IMP、VIM、DHA和oprD2)。结果40株中qacE△1-sulⅠ基因阳性19株(47.5%),CARB基因阳性18株(45.0%),oprD2基因缺失35株(87.5%),其余基因均阴性。结论临床分离的铜绿假单胞菌多重耐药严重,qacE△1-sulⅠ基因及CARB基因携带率高,oprD2基因缺失严重。     

铜绿假单胞菌泳动能力相关新基因的筛选及鉴定

从Mu转座突变子文库中经过表型筛选,得到12株泳动(Swimming motility)能力缺陷的突变子,经Mu转座子插入位点的确认、基因克隆及测序分析发现其中10个突变子中Mu转座子分别插入到10个不同的与鞭毛运动和功能相关的基因中,2个突变子中Mu转座子插入到功能未知的新基因(PA2950和PA5022)中,电镜观察结果表明这2个突变株均具有完整的鞭毛,初步推测这2个基因可能是参与鞭毛泳动的能量代谢、趋化作用或信息传递的新基因。     

固氮施氏假单胞菌A1501四碳二羧酸结合蛋白DctP的功能及表达特性

【目的】研究施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)A1501四碳二羧酸结合蛋白Dct P的生物学功能和自身表达特性。【方法】构建结合蛋白编码基因dct P的非极性突变株,测定dct P突变株以不同四碳二羧酸(琥珀酸延、胡索酸、苹果酸)为唯一碳源时的生长情况和固氮酶活性;构建dct P基因启动子的融合表达载体dct P-lac Z,将其分别转入野生型A1501和ntr BC、rpo N和dct B突变株中,测定在不同四碳二羧酸为唯一碳源诱导条件下重组菌株中的β-半乳糖苷酶活性。【结果】dct P基因的突变使菌株丧失了四碳二羧酸的利用能力,影响了菌株的固氮酶活性;苹果酸、延胡索酸、琥珀酸对dct P-lac Z具有明显的诱导作用;在rpo N、ntr BC和dct B突变株中,dct P的表达量均显著降低。【结论】Dct P蛋白在四碳二羧酸的利用过程中起重要的作用,dct P基因的表达是Rpo N依赖型,可被四碳二羧酸诱导,受到调控蛋白Ntr BC/Dct B的协同调控。     

呼吸监护室下呼吸道铜绿假单胞菌β-内酰胺类抗生素耐药相关基因研究

目的了解呼吸监护室下呼吸道分离的铜绿假单胞菌中β-内酰胺类抗生素耐药相关基因存在状况。方法自呼吸监护室下呼吸道感染患者的痰标本中分离37株铜绿假单胞菌,采用聚合酶链反应(PCR)检测耐药基因(TEM、SHV、OXA-1群、OXA-10群、PER、VEB、GES、CARB、IMP、VIM、SPM、GIM、DHA和oprD2)。结果37株铜绿假单胞菌中CARB阳性15株(40.5%),oprD2基因缺失33株(89.2%),其余基因均阴性。结论呼吸监护室下呼吸道分离的铜绿假单胞菌CARB基因携带率高,oprD2基因缺失严重。     

铜绿假单胞菌蹭行运动相关基因的研究

应用Mu转座重组技术研究铜绿假单胞菌 (Pseudomonasaeruginosa)蹭行运动 (Twitchingmotility)的相关基因。通过转座突变、表型筛选 ,得到 8个Twitchingmotility缺陷或减弱的突变子。经过基因克隆、核苷酸测序研究 ,鉴定转座子插入到基因组中的位置。结果表明 ,在其中 4个突变子中 ,转座子分别插入到与IV型菌毛生物合成和功能相关的 3个已知基因中 (其中有两个突变子转座子插入到同一基因的不同位置 ) ,它们是pilV ,pilQ ,algR。另外 4个突变子中 ,有 3个是转座子分别插入到基因pilL基因的前端 ,中部和后端 ,均引起Twitchingmotility功能缺失。另一个突变子中 ,转座子插入到基因PA1 82 1中 ,引起Twitchingmotility功能减弱。PilL和PA1 82 1的编码产物均属于 3 类蛋白质 ,它们的功能是根据其保守的氨基酸基序或基因序列与已知功能基因的相似性推测得出的。但缺乏详细的试验证据。研究结果为pilL控制Twichingmotility提供了有力的证据。并证实基因PA1 82 1与Twitchingmotility有关。将Mu转座重组技术应用到假单胞菌的研究中 ,国内外均未见报道。由于该技术具有随机单点插入的优点 ,克服了传统转座子能在染色体上迁移的缺点。保证了表型的改变与转座子插入位点的基因突变的一一对应关系。为进一步研究铜绿假