黏细菌的分子生物学

黏细菌(myxobacterium)是一类具有复杂多细胞行为,并能产生大量新型活性物质的单细胞原核生物。黏细菌基因组较大,目前黄色黏球菌(Mycococcus xanthus)DK1622及纤维堆囊菌(Sorangium cellulosum)So ce56序列已经测定,这有助于从基因组水平对黏细菌进行深入的研究。本文对黏细菌细胞运动的分子机制、新发现的活性物质等方面进行了综述。     

植物病原真菌毒素的研究现状

近几年来,关于寄主专化性毒素(Host-Specific Toxin,HST)的作用机制及分子生物学方面的研究有了新进展;在14种寄主专化性毒素中,以Alternaria属的病原菌产生的专化性毒素的研究更为深入。非寄主专化性毒素(Non-Host-Specific Toxin,NHST)的研究着重在毒素产生的条件、生物活性测定、抗性鉴定以及检测被感染植物体的毒素含量等。本文综述了一些能产生专化性毒素和非专化性毒素的植物病原真菌,有链格孢(Alternaria)、镰孢(Fusarium)、尾孢(Cercospora)、轮枝孢(Verticillium)、梨孢(Pyricularia)、疫霉(Phytophthora)、长蠕孢(Helminthosporium)、黑团孢(Periconia)和核盘菌(sclerotinia)等属的病原菌。从所发表的文献表明真菌毒素在植物病害发展中起着重要作用。     

空肠弯曲菌fliG基因敲除突变株动力、体外趋化和小鼠定植能力的改变

空肠弯曲菌( Campylobacter jejuni) 是人类细菌性胃肠炎的病原体。趋化是细菌向合适的寄生部位定向运动, 也是空肠弯曲菌在宿主空肠黏膜表面实现定植的关键起始步骤, 该趋化运动由趋化相关二元信号系统( che-TCS) 以MCPs→Ches→Flis/Mots 方式调控。FliG是Fli 蛋白家族成员, 一些病原菌的FliG被证明是鞭毛马达蛋白, 也是细菌鞭毛马达中开关复合体的必需组分, 但空肠弯曲菌FliG在细菌趋化中的作用未明。本研究中, 我们根据同源重组原理, 构建空肠弯曲菌NCTC11168 株fliG基因敲除( fliG^- ) 突变株, 然后对fliG^- 突变株的动力、趋化和定植能力进行测定。动力实验和体外趋化实验结果证实, fliG^- 突变株在半固体琼脂平板上的菌落直径、在硬琼脂平板上对0. 2 mol/L 脱氧胆酸钠( SDC) 的趋化聚集环直径均明显小于野生株( P <0. 05) 。与野生株比较, 黏附于BALB/c-ByJ小鼠空肠黏膜表面以及空肠内容物中的fliG^- 突变株数量也明显减少( P <0. 05) 。实验结果表明, fliG是空肠弯曲菌鞭毛动力以及细菌感染时向空肠黏膜趋化运动的必需基因。     

植物的向性运动及机理简介

高等植物不能象动物一样自由移动整体的位置 ,但植物体的器官在空间可以产生移动 ,以适应环境的变化 ,这就是植物的运动。高等植物的运动主要有两种类型 :向性运动 (tropicmovement)和感性运动 (nasticmove ment)。植物向性运动是指在刺激方向和诱导所产生运动的方向之间有固定关系的运动。依外界因素的不同 ,向性运动主要包括向光性、向重力性、向触性、向化性和向水性等。向性运动大多是生长性运动 ,是不可逆的运动过程。1　向光性 (Phototropism)植物随光的方向而弯曲的能力称为向光性 ,向光性是植物为捕获更多光能而建立起来的对不良光…     

毛细管电泳在微生物分离与检测中的应用

毛细管电泳在分离与分析无机离子、有机小分子、生物大分子(如蛋白质、核酸)和微生物(细菌、病毒)等方面应用十分广泛。着重论述了毛细管电泳在微生物分离与检测方面的基本原理、早期探索、存在问题和最新进展。     

草地贪夜蛾幼虫肠道细菌的分离鉴定及纤维素降解细菌的筛选

【目的】本研究旨在明确草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda幼虫肠道可培养细菌组成,筛选纤维素降解细菌。【方法】采用传统细菌培养及16S rDNA分子标记相结合的方法分离鉴定草地贪夜蛾幼虫肠道可培养细菌;采用刚果红染色法筛选纤维素降解细菌,并通过3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定不同pH(5.0-9.0)条件下的纤维素酶活力。【结果】从草地贪夜蛾幼虫中筛选分离出14种肠道细菌菌株,分别隶属放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)等3门11属,即谷氨酸棒杆菌属(Glutamicibacter)、肠球菌属(Enterococcus)、芽胞杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、摩根菌属(Morganella)、肠杆菌属(Enterobacter)、志贺氏菌属(Shigella)、克洛诺杆菌属(Cronobacter)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、沙雷氏菌属(Serratia)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)。2株产纤维素酶细菌隶属厚壁菌门芽胞杆菌属。酶活力测定结果显示:2株纤维素降解细菌的纤维素酶在pH 6.0-8.0均有相对较高的活性,在pH 8.0时,纤维素酶活最高。【结论】草地贪夜蛾幼虫肠道中细菌种类多样,其肠道内存在纤维素降解细菌。在偏碱性条件下,纤维素降解细菌的纤维素酶活力显著高于酸性条件。研究结果丰富了纤维素降解细菌资源,在饲料生产、食品加工、化学能源等方面具有应用前景。此外,草地贪夜蛾作为重大农业害虫,其肠道有益菌群,有望成为新的防治靶标。     

毛细管电泳在细菌分离分析中的应用

介绍了近年来毛细管电泳技术在细菌分离分析方面的研究进展。毛细管电泳以细菌表面的特征信息为分离的基础,可以快速鉴定相应的菌株,可以对微生物进行快速定量,可以反映细菌特殊时期的生理特征,也可以研究微生物与分子之间的相互作用。同时应用该技术可分离分析自然界不能纯培养的微生物。因而毛细管电泳分离与检测细菌方法的建立及其应用在分离科学和微生物学方面都有很大的实际意义。     

毛细管电泳在细菌分离分析中的应用*

介绍了近年来毛细管电泳技术在细菌分离分析方面的研究进展。毛细管电泳以细菌表面的特征信息为分离的基础,可以快速鉴定相应的菌株,可以对微生物进行快速定量,可以反映细菌特殊时期的生理特征,也可以研究微生物与分子之间的相互作用。同时应用该技术可分离分析自然界不能纯培养的微生物。因而毛细管电泳分离与检测细菌方法的建立及其应用在分离科学和微生物学方面都有很大的实际意义。     

观察微生物形态的几种方法

对微生物个体形态的观察,在借助显微镜的同时,还必须有适宜的方法,才能得到满意的效果。现介绍几种方法: (一) 观察细菌的运动生活状态的鞭毛菌运动,用普通光学显微镜(暗视野)即可观察到。但必须注意识别是菌     

基于PCR-DGGE技术的红树林区微生物群落结构

【目的】为了解红树林沉积物中细菌的群落结构特征。【方法】应用PCR-DGGE技术对福建浮宫红树林的16个采样站位样品细菌的群落结构进行了研究。根据DGGE指纹图谱,对它们的遗传多样性进行了分析。【结果】各站位样品细菌多样性指数(H)、丰度(S)和均匀度(EH)均有所不同,这些差异与它们所处站位的不同有关,红树林区细菌多样性高于非红树林区细菌多样性。对不同站位细菌群落相似性分析,它们的相似性系数也存在一定的规律,同一断面的细菌群落结构相近性较高。对DGGE的优势条带序列分析,同源性最高的微生物分别属于变形菌门(Proteobacteria)、酸菌门(Acidobacteria)和绿菌门(Chlorobi),它们均为未培养微生物,分别来自于河口海岸沉积物。【结论】应用PCR-DGGE技术更能客观地反映红树林沉积物中真实的细菌群落结构信息。另外,研究也表明红树林区微生物多样性丰富,在红树林区研究开发未知微生物资源具有巨大的潜力。     

乌梁素海湖滨湿地细菌群落结构多样性

【目的】了解乌梁素海湖滨湿地水陆过渡带细菌群落结构及多样性变化,探讨富营养化湖泊湿地基质条件对细菌群落结构的影响。【方法】应用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析和比较了依陆向分布的4个水陆过渡带样点的湿地细菌群落结构多样性,采用典型对应分析(CCA)探讨了湿地基质因子对细菌多样性的影响。【结果】DGGE图谱显示依湖泊水体沉积物(S-1)→湖滨芦苇沼泽沉积物(S-2)→湖滨碱蓬盐化草甸土壤(S-3)→岸上白刺荒漠土壤(S-4),4个样点的条带数依次减少,对应菌群结构及多样性变化显著;多样性指数分析结果显示,Shannon-Wiener指数(H)、均匀度(E)、丰富度(S)以及Simpson指数(DS)均显示依陆向分布逐步下降的规律,即:S-1S-2S-3S-4。序列比对结果显示,沉积物及土壤细菌分属于变形菌门(78.6%)、酸杆菌门(7.1%)、拟杆菌门(14.3%)这3个细菌类群,优势菌门为变形菌门,而变形菌门又分为5个亚群,其中ε变形菌纲为优势亚群;CCA结果表明,图中各条带对应物种的分布受铵态氮、总氮、有机碳、水溶盐总量、氯离子以及钾离子影响最大。【结论】乌梁素海富营养化湖泊的水陆过渡带湿地细菌群落结构存在较大差异,富营养化相关基质因子对细菌多样性影响较大。这为研究富营养化湖泊湿地水陆过渡带的细菌结构多样性及空间异质性提供了科学依据。     

河蚌血细胞对细菌趋化移动的初步研究

采用改进的毛细管法 ,研究了圆背角无齿蚌 (Anodontawoodianapacifica)和三角帆蚌 (Hyriopsiscum ingii)两种淡水河蚌离体血细胞对两种水体中常见病原细菌的趋化移动作用 ,及血清对其的影响。结果显示 ,两种河蚌的离体血细胞对细菌都具有趋化移动作用 ,产生趋化移动的血细胞数量都显著高于无细菌的对照组 (P <0 0 5 )。在有血清时 ,血细胞对荧光极毛杆菌 (Pseudomonasfluorescens)的趋化移动活性略高于肠型点状气单孢菌 (Aeromonaspunctataf.intestinalis) ,圆背角无齿蚌离体血细胞的趋化移动能力显著高于三角帆蚌 (P <0 0 5 )。血清对河蚌离体血细胞的趋化移动作用有显著的促进作用 (P <0 0 5 )。     

硫酸盐还原菌及其还原解毒Cr(Ⅵ)的研究进展

硫酸盐还原菌是一类分布广泛, 能进行硫酸盐异化还原反应的严格厌氧菌。利用硫酸盐还原菌可去除环境中的许多污染物, 因而该类细菌在环境污染治理中具有广阔的应用前景。本文介绍了硫酸盐还原菌的生物学特性和代谢特征及其在环境污染治理中的应用, 并对硫酸盐还原菌还原解毒Cr(Ⅵ)及应用于含Cr(Ⅵ)废水处理的研究进展作了综述, 分析了其未来的研究方向。     

春兰根中可分泌吲哚乙酸的内生细菌多样性

植物内生细菌可通过分泌吲哚乙酸(Indole-3-aceticacid,IAA)等方式促进植物生长。本研究以温室盆栽春兰(Cymbidium goeringii)为材料,采用分离培养方法对春兰根中可分泌IAA的内生细菌多样性进行了研究。从春兰根组织中共分离纯化得到了256株内生细菌,其中57株具有分泌IAA的能力,占总菌数的22.3%。根据ARDRA(amplified ribosomal DNA restriction analysis)及16SrDNA系统发育分析结果,将57株内生细菌划分为25个组,分属于6大类群,分别为变形菌门的α-变形菌纲(35.1%)、γ-变形菌纲(14.0%)和β-变形菌纲(8.8%)、厚壁菌门(33.3%)、放线菌门(7.0%)及拟杆菌门(1.8%)。其中变形菌门的α-变形菌纲和厚壁菌门为优势类群,类芽孢杆菌属(Paenibacillus)为优势菌属,且为高产IAA的主体菌属。另外,测序结果显示有4个菌株的序列与已知细菌的最高序列相似性低于97.0%,可能为潜在的新种或新属。研究结果表明春兰根中分泌IAA的内生细菌具有丰富的多样性。这一结果可为研究和开发植物促生细菌提供基础资料...     

铜绿假单胞菌在液滴界面的二维和三维运动特征

【目的】环境中无处不在的气-液界面能够影响细菌的运动和养分的传输扩散,进而调控微生物的种群互作和群落结构。因此,系统地认知微生物在微观界面的运动特征对于理解和解析微生物多样性的产生、维持机制以及生态功能至关重要。【方法】本文基于微流体显微系统(超高速荧光显微镜和数字全息显微镜),以具备主动运动能力的模式菌株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosaPAO1)为研究对象,观测并解析了细菌细胞在气-液界面的二维运动特征和气-液-固界面的二维与三维运动特征。【结果】PAO1既能在气-液界面处执行近似直线轨迹的运动,也能在气-液界面下方执行顺时针或逆时针旋转的圆周运动(最小曲率半径Rmin=3μm)。在气-液-固界面处,6.45%的不运动细胞聚集于气-液-固界面边缘处,并在该处完成不可逆附着;同时,游动细胞由于受到液滴内部毛细管流和马兰戈尼(Marangoni)涡流运动的综合作用,直线游动至距界面约40μm内的区域后,其运动轨迹转变为垂直界面方向返回或以近似界面平行方向运动并附着,这些行为显著调节了PAO1的空间分布,促使了其朝向气-液-固界面的迁移,表明个体PAO1的鞭毛在此...     

单核细胞增多性李斯特菌谷胱甘肽还原酶GR的生物学特性

[目的]本文旨在构建单核细胞增多性李斯特菌谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)基因lmo1433(gr)缺失株,并研究GR在细菌生长和运动过程中发挥的作用及与谷氧还蛋白(glutaredoxin,Grx)系统间的调控关系,探究GR参与细菌抗氧化应激和致病力的生物学功能,为阐明氧化还原蛋白介...     

退耕还湿后土壤细菌群落结构和生物量变化过程

土壤细菌对湿地生态系统功能和健康维持起着重要作用。以菜子湖原始湿地、不同退耕年限湿地(3a、7a、11a和21a)和仍耕作油菜地土壤为研究对象,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)、高通量测序和磷脂脂肪酸(PLFAs)方法分析土壤细菌群落组成和生物量,探讨它们在退耕还湿后的变化过程及其影响因素。结果表明,退耕还湿后土壤变形菌门(α-变形菌纲、β-变形菌纲和δ-变形菌纲)、酸杆菌门(酸杆菌纲和全噬菌纲)、Nitrospinae(Nitrospinia纲)和硝化螺旋菌门(硝化螺旋菌纲)相对丰度先增高后降低;这些参与氮循环的土壤细菌对退耕后湿地生态恢复过程中土壤氮素提升起着重要作用。与农业生产活动密切关联的厚壁菌门(芽孢杆菌纲和梭菌纲)和放线菌门(放线菌纲)相对丰度逐渐降低。湿地土壤细菌多样性在退耕初期(3—7a)上升达到最大,退耕中后期逐渐降低。表层土壤各类群细菌生物量逐渐升高,亚表层土壤各类群细菌生物量则先降后升再降。水分条件和容重是与研究区土壤细菌群落结构和多样性密切相关的土壤因子,而全氮是与土壤细菌生物量密切相关的土壤因子。研究从生态过程视角解析了土壤细菌群落较详...     

不同细菌对家蝇幼虫抗菌蛋白/肽的诱导效应

利用抑菌圈测量法和毛细管电泳研究、比较不同细菌对家蝇Musca domesticaL.幼虫抗菌蛋白/肽的诱导效应。结果表明,家蝇幼虫受细菌诱导后抗菌活性比对照都有不同程度的增加,同时不同细菌诱导表达样品对于相应的诱导菌均表现很高的抗菌活性。毛细管电泳图谱表明鼠伤寒沙门氏菌Salmonella typhimurium50013诱导后抗菌蛋白/肽表达强度增加了50倍,其它细菌诱导后抗菌蛋白/肽表达强度增加了1～40倍。与G+细菌相比,G-细菌具有更强的诱导效应。结论:家蝇幼虫对不同的细菌刺激有特异性反应,即不同细菌诱导抗菌蛋白/肽的强度、种类和数量都不一致。     

烟叶陈化过程细菌群落演替特征

仓储生态因子和烟叶化学成分的改变直接影响烟叶微生物群落结构和功能。以储存在贵阳库(GY)、坛厂库(TC)及紫云库(ZY)的云南保山C3F烟叶为研究对象,对不同陈化时间(0、6、12、18、24个月)的烟叶样品提取微生物总DNA,利用Illumina Hi Seq平台对细菌的16S rRNA V4区进行高通量测序,并结合主要化学成分分析,以期揭示烟叶陈化过程中细菌群落演替规律及其与烟叶化学成分间的作用关系。研究结果表明,烟叶细菌群落以假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、寡养单胞菌属、芽孢杆菌属为优势属;随陈化时间的增加,细菌优势群落呈现出变形菌门和厚壁菌门间消长变化的趋势,陈化后期芽孢杆菌(厚壁菌门)优势度明显增强;烟叶陈化过程中,细菌优势功能群变化与化学成分逐级降解间呈显著的相关关系,主要表现为由降解糖类菌群向降解淀粉类菌群,再向降解纤维素类菌群变化的趋势;其中,影响菌群演替的关键因素是水溶性总糖和纤维素。研究结果揭示了在烟叶陈化过程中存在显著的细菌群落演替特征,加深了对烟叶陈化机制的理解,为微生物调控烟叶陈化过程提供了科学依据。     

铜绿假单胞菌PAO1中c-di-GMP代谢相关基因PA2072的生物学分析

【背景】铜绿假单胞菌为革兰氏阴性杆菌,是医院感染的常见条件致病菌之一。广泛存在于细菌中的第二信使分子环鸟苷二磷酸(cyclic-di-guanosine monophosphate,c-di-GMP)对细菌生理生化功能具有重要的调节作用。铜绿假单胞菌PAO1中存在参与c-di-GMP代谢的基因PA2072。【目的】探讨铜绿假单胞菌PAO1中c-di-GMP代谢相关基因PA2072的生物学功能。【方法】运用PCR及分子克隆技术构建PA2072基因及各结构域的自杀载体,运用基因敲除方法获取PA2072基因的3个突变株;利用泳动性(swimming)、蜂群运动(swarming)、蹭行运动(twitching)和生物膜定量实验对细菌进行初步的表型分析,进一步通过刚果红染色法对菌株进行分析。【结果】成功构建PA2072基因敲除突变菌株及回补菌株;生物膜定量结果发现基因PA2072的敲除会影响细菌生物膜的形成,PA2072蛋白的不同结构域对生物膜的合成也起到了重要作用;细菌运动能力检测中发现PA2072相关基因的敲除对细菌运动能力也有一定影响。刚果红平板检测结果显示,与野生型PAO1菌株相比,P...