水稻内生成团泛菌YS19与菠萝泛菌YJ76共培养提高环境胁迫生存适应性

成团泛菌(Pantoea agglomerans)YS19和菠萝泛菌(Pantoea ananatis)YJ76是从水稻(Oryza sativa)“越富”品种中分离得到的2株优势内生固氮细菌。利用YS19和YJ76共培养方式模拟菌体栖息微环境,探索潜在的种间生物效应,发现适量的YJ76能够促进YS19共质体的形成并且YJ76细胞可以参与到YS19的共质体结构中,YS19?YJ76接种量比例为10?3时促进效果最为显著。相比之下,当使用吲哚产量显著下降的YJ76突变株Δzwf与YS19共培养时,上述促进效应均显著减弱。与单独培养相比,共培养显著提高了两个菌株对重金属Zn²⁺、四环素、紫外线以及干燥的耐受能力,YS19分别提高了63.9%、56.0%、57.4%、72.0%,YJ76分别提高了147.9%、172.7%、266.3%、348.6%。结果表明水稻的两种主要内生菌YS19和YJ76在共栖息时表现为强烈的协同作用,而YJ76产生的吲哚信号分子在这个过程中起到重要调节作用。     

水稻内生优势成团泛菌GFP标记菌株的性质与标记丢失动力学

为研究内生细菌对宿主植物侵染定殖的机理和其共生生物学作用 ,对水稻内生优势成团泛菌 (Pantoeaagglomerans)YS19与绿色荧光蛋白 (GFP)标记的YS19B ::gfp菌株的生长动力学进行了比较研究 ,探讨了成团泛菌YS19B ::gfp的标记稳定性和荧光性质 .标记菌株与野生型菌株相比 ,最大比生长速率和最大生物量仅减小 12 4 %和 6 % ,代时延长 14 0 % .成团泛菌YS19B ::gfp在指数期连续传代培养 10 0代后 ,GFP标记的保持率为 89 1% ,建立了标记菌株在有标记丢失存在时的生长动力学模型 :dX+ dt =μ+ (1-p)X+ ,解析出细胞分裂时标记丢失的概率p =9 75 6× 10 -7,确定了方程的模型参数 .标记菌株的荧光光谱在激发波长为 4 0 0nm时 ,最大发射波长为 5 0 8nm ,与供体菌株完全相同 .在LB培养基上生长时 ,成团泛菌YS19B ::gfp的GFP产生时间在指数期末期到稳定期较快 ,并于培养至 2 0h时达到最高 ,同时单位菌体生物量的荧光强度也达到最大 .结果说明 ,在GFP标记后成团泛菌YS19B ::gfp的生长仅受到较小影响 ,不致对成团泛菌的生理活动造成大的改变 ,同时由于该菌对宿主的侵染能力比其它内生细菌要强得多 ,因而该菌对植物的侵染活性影响也较小 ,该菌仍然可以保持其内生优势地位 .该标记的稳定性比较高 ,荧光产生正常 ,很适     

成团泛菌YS19 symplasmata结构对菌体抵抗逆境的作用

成团泛菌（Pantoea agglomerans）YS19是从水稻“越富”品种中分离出的优势内生菌,其所形成的共质体（symplasmata）是一种与生物薄膜（biofilm）类似的多细胞聚集体结构,但细胞间联系比biofilm更加紧密。研究symplasmata结构对成团泛菌YS19抵抗逆境的贡献,有助于阐释内生菌与植物的相互作用的适应性。比较研究了symplasmata结构与散生菌体对于蔗糖渗透压冲击、重金属离子和干燥处理的抵抗能力差异,结果表明,与以散生状态存在的菌体相比,在面临逆境时形成symplasmata结构的菌体抗逆存活能力显著增强。     

成团肠杆菌的生物功能多样性及其分类最新进展

综述了成团肠杆菌的生物功能多样性及其在分类上的最新进展。在生物代谢途径方面具有脱卤素、降解三硝酸甘油及将甘油转化为 1,3 丙二醇的能力。同时 ,成团肠杆菌还具有溶磷、固氮能力、分泌植物激素及各种酶类 ,因此在植物促生方面具有潜在的应用价值。成团肠杆菌是一个比较异源的菌群 ,它的分类地位还没有最后确定 ,现已将其中部分菌群重新命名为泛菌属 ,其中模式菌株为成团泛菌     

水稻种子内生泛菌(Pantoea spp.)系统发育多样性及其促生功能

【目的】Pantoea菌株是广泛分布在自然界中的一类功能多样的细菌。本研究对分离自水稻种子内生的Pantoea菌株进行系统发育分析及功能评价,从而确定分类地位、种类多样性、分布特征及功能特性。【方法】采用乙醇-次氯酸钠联合灭菌方法进行水稻种子的表面灭菌,进行内生细菌的分离与纯化;其次将纯化后的菌株进行16Sr RNA基因PCR扩增及序列分析,通过MEGA7软件构建系统发育树;将分离得到的菌株进行功能实验检测,如溶磷、产IAA、产铁载体、拮抗病原真菌等特性,最后检测菌株的溶血性;水稻分型采用SSR方法,并对水稻农学性状如分蘖数、株高、植株重及产量进行调查。【结果】本研究对分离自8个不同基因型水稻种子中的146株内生Pantoea菌株进行系统发育分析及功能评价,结果发现所分离到的泛菌菌株主要属于Pantoea dispersa、Pantoea agglomerans、Pantoea cypripedii以及Pantoea brenneri四个种,其中P. dispersa的菌株数量最多,分布最广,并且存在于所有的8个水稻种子样品中。对其中66株菌进行功能检测,发现86.3%和69.7%的菌株具有溶磷和产IAA能力,有7株菌具有产铁载体能力,未发现对真菌病害Fusarium moniliforme有拮抗作用的菌株,并发现3株菌具有溶血性;本实验未发现泛菌组成与水稻系统发育及农学性状存在明显的相关性。【结论】本研究首次对水稻种子中泛菌的多样性及其功能进行报道,发现不同基因型的水稻种子所含Pantoea种类及组成存在差异,种子选择性地积累了Pantoea类群,大部分菌株具有一定的促生特性。该研究结果有助于进一步探究微生物与植物的共进化、种子微生物的传播途径及作用方式。     

水稻非特异性脂质转移蛋白的原核表达、纯化及抑菌功能

将编码水稻非特异性脂质转移蛋白 (nonspecificlipidtransferprotein ,nsLTP)基因 (LTP110 )的克隆到硫氧还蛋白融合表达载体PET32a( )中 ,在BL2 1(DE3)trxB-宿主菌中实现了融合蛋白的高表达。通过Ni2 chelatingSepharosefastflow柱纯化融合蛋白后 ,通过肠激酶酶切再过该亲和柱得到了重组LTP110。CD谱扫描表明重组蛋白质与体内提取的nsLTP二级结构相似 ;荧光脂质结合实验表明该蛋白质具有结合脂肪酸分子的活性。对该蛋白质的抑菌功能进行研究后表明 ,LTP110具有抑制稻瘟病菌孢子萌发的功能 ,在较低浓度即能发挥活性     

D-氨基酸氧化酶与麦芽糖结合蛋白和透明颤菌血红蛋白的融合表达

D-氨基酸氧化酶(DAAO)是一种重要的工业酶。为了进一步提高DAAO在大肠杆菌中的可溶性和活性表达, 分别构建了麦芽糖结合蛋白(MBP)和透明颤菌血红蛋白与三角酵母DAAO (TvDAAO) 的N-端融合蛋白。其中, MBP融合蛋白MBP-TvDAAO在组成型(JM105/pMKC-DAAO)和诱导型菌株(JM105/pMKL-DAAO)中表达时, 目标蛋白的可溶性表达量分别达到全细胞蛋白表达量的28%以上和17%左右, 比无MBP融合的对照菌株BL21(DE3)/pET-DAAO分别提高3.7和1.8倍; 但其酶活水平显著下降。VHb融合蛋白VHb-TvDAAO在重组菌BL21(DE3)/pET-VDAAO中摇瓶诱导表达时, DAAO酶活达到了3.24 u/mL, 比对照菌株BL21(DE3)/pET-DAAO提高了约90%。     

D-氨基酸氧化酶与麦芽糖结合蛋白和透明颤菌血红蛋白的融合表达

D-氨基酸氧化酶(DAAO)是一种重要的工业酶。为了进一步提高DAAO在大肠杆菌中的可溶性和活性表达, 分别构建了麦芽糖结合蛋白(MBP)和透明颤菌血红蛋白与三角酵母DAAO (TvDAAO) 的N-端融合蛋白。其中, MBP融合蛋白MBP-TvDAAO在组成型(JM105/pMKC-DAAO)和诱导型菌株(JM105/pMKL-DAAO)中表达时, 目标蛋白的可溶性表达量分别达到全细胞蛋白表达量的28%以上和17%左右, 比无MBP融合的对照菌株BL21(DE3)/pET-DAAO分别提高3.7和1.8倍; 但其酶活水平显著下降。VHb融合蛋白VHb-TvDAAO在重组菌BL21(DE3)/pET-VDAAO中摇瓶诱导表达时, DAAO酶活达到了3.24 u/mL, 比对照菌株BL21(DE3)/pET-DAAO提高了约90%。     

水稻双链RNA结合蛋白同源基因OsRBP的克隆及其表达的分析

在基因数据库中发现两个水稻EST片段与大白菜BcpLH基因的双链RNA结合结构域 (dsRBD)有同源的区域 ,根据同源片段的位置特征设计引物 ,用RT-RCR扩增粳稻 (Oryzasativasubsp .japonica)愈伤组织的cDNA ,得到大小为 1.8kb的DNA片段。该cDNA片段含完整的编码区 ,有两个典型的dsRBD ,分别与BcpLH的dsRBD在氨基酸水平上同源性为 75 %左右 ,故将其命名为OsRBP。RT -PCR表达分析显示该基因在未成熟的种子和愈伤组织中表达 ,在根、茎、叶、穗、成熟种子及胚芽鞘中没有表达信号 ,由此推测该基因的表达可能与种子和胚的早期发育相关。该研究首次从水稻中分离到双链RNA结合蛋白基因 ,并初步研究了其表达方式 ,为进一步探讨水稻重要器官的发育和植物中双链RNA结合蛋白的调节作用奠定了基础     

西瓜食酸菌Ⅲ型效应蛋白AopAI的鉴定及其功能初步分析

【背景】西瓜食酸菌（Acidovorax citrulli,Ac）引起的细菌性果斑病是葫芦科植物重要的病害之一,通过Ⅲ型分泌系统（type Ⅲ secreted system,T3SS）分泌至植物体内的Ⅲ型效应蛋白（type Ⅲ effector,T3E）是该菌重要的致病因子,目前对Ac T3E的认识仍然非常有限。【目的】鉴定西瓜食酸菌候选的T3E Acidovorax outer protein AI （AopAI）,分析其对Ac致病力的影响和干扰植物免疫的方式。【方法】利用生物信息学方法分析AopAI序列特征、AvrBs1无毒报告系统验证蛋白转运功能;通过荧光定量PCR技术分析aopAI基因表达的调控及其对植物病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern,PAMP）激发的免疫反应（PAMP-triggered immunity,PTI）信号通路标记基因表达的影响;利用基因插入突变和基因功能互补方法,检测菌的致病力、植物组织过氧化氢和胼胝质积累量的变化;运用瞬时表达技术分析AopAI亚细胞定位和其抑制激发子诱导细胞死亡的能力。【结果】AopAI蛋白序列中不含跨膜螺旋区和信号肽,含有二磷酸腺苷（adenosine diphosphate,ADP）核糖基转移酶保守结构域;在T3SS核心基因hrpG和hrpX突变体中aopAI基因表达量显著降低;表达AopAI及AvrBs1功能区（59-445 aa）的avrBs1突变体可诱导ECW-10R辣椒叶发生过敏性坏死反应,表明AopAI具有转运功能;aopAI基因突变体在黄瓜子叶上的致病力减弱,但与其互作的黄瓜子叶组织中过氧化氢和胼胝质的含量均显著增加;AopAI在本氏烟叶瞬时表达后,显示其定位于细胞膜和细胞核,还表现抑制激发子NIP诱导的叶细胞死亡,导致叶细胞的PTI信号通路标记基因GRAS2和ACRE31的表达量显著降低。【结论】在西瓜食酸菌中具有一个定位于细胞核和细胞膜、有ADP核糖基转移酶结构域的T3E蛋白AopAI,该T3E是能够抑制NIP诱导的细胞死亡的毒性蛋白,通过抑制ACRE31调节的免疫途径降低植物过氧化氢和胼胝质的积累,以抑制植物PTI防御反应机制。     

In vitro symplasmata formation in the rice diazotrophic endophyte Pantoea agglomerans YS19

Pantoea (formerly Enterobacter) agglomerans YS19 is an endophytic diazotrophic bacterium isolated from rice (Oryza sativa cv. Yuefu) grown in temperate climatic regions in west Beijing (China). The bacterium forms aggregate structures called `symplasmata'. A symplasmatum is a multicellular aggregate structure in which several (at least two) to hundreds of individual cells tightly bind together. The studies on the symplasmata formation of YS19 showed that there were two growth stages for YS19, including the single cell stage existing before exponential growth phase and the symplasmata forming stage starting at the early stationary growth phase in liquid GY (glucose yeast extract) medium or at the end of the exponential growth phase in liquid LB (Luria-Bertani) medium. There was a correlation between symplasmata formation and bacterial growth phase. When the medium was acidified, the cell growth rate was affected by the low pH of the medium, but the time required for symplasmata formation was not influenced by it. YS19 also formed symplasmata on agar medium, where more symplasmata were formed than in liquid medium. The volume of individual constitutional cells of symplasmata was sharply decreased by more than a half in comparison with that of the single cells existing before symplasmata formation. On all the media tested, YS19 formed symplasmata in most of the cell growth phases. The genome DNA/DNA homology between P. agglomerans YS19 and type strain P. agglomerans JCM1236^T (ATCC27155^T) was determined as 90.1%, confirming its membership of P. agglomerans. In order to investigate the phylogenetic relationships of YS19 at the intraspecific, intrageneric and super-generic level, the 16S rDNA similarities between strain YS19 and 17 other strains of Pantoea and 4 representatives of the closely related genera were analyzed. All the strains of Pantoea were clustered into 5 groups, and YS19 was clustered in a unique branch. The 16S rDNA similarity between YS19 and type strain JCM1236^T was 93.9%, much lower than the generally accepted value (=97%) for members of the same species, indicating that the 16S rDNA of YS19 has a distinct molecular characteristic.     

水稻内生菠萝泛菌YJ76吲哚产量上调突变株的鉴定及生理性状

菠萝泛菌(Pantoea ananatis)YJ76是从水稻"越富"品种中分离的优势内生菌,与宿主水稻互作时具有多种促生作用,其分泌的吲哚作为细菌种内及种间的信号分子参与调控多种生理生化行为。[目的]筛选获得与吲哚调控相关的突变株,鉴定突变位点并研究突变基因对菌株的生存适应性以及对宿主水稻定殖和促生的影响,为研究吲哚调控通路奠定基础。[方法]用双亲本接合法构建YJ76的mTn5转座子插人突变文库,以染色体步移TAIL-PCR技术鉴定突变基因,最后探究基因突变对菌体产生的影响。[结果]筛选到1株吲哚产量大幅上升的YJ76突变株M04,鉴定突变位点为一个长度195 bp未报道过的新基因,将其命名为ipc(indole production control),基因突变后增强了YJ76对重金属、四环素和酸的抗性,也增强了菌体对宿主水稻定殖和促生的能力。[结论]吲哚产量上调的ipc突变株能够提高菌体生存适应性并增强其对宿主水稻定殖和促生的能力。     

Rice endophyte Pantoea agglomerans YS19 promotes host plant growth and affects allocations of host photosynthates

AIMS: The aims of the study were to identify the effects of rice endophyte Pantoea agglomerans YS19 on host plant growth and allocations of photosynthates. METHODS AND RESULTS: Endophytic diazotrophic YS19 showed nitrogen-fixing activity in N-free medium, and produced four categories of phytohormones which were indole-3-acetic acid, abscisic acid, gibberellic acid and cytokinin in Luria-Bertani medium. Inoculation of YS19 improved the biomass of the 12-day-cultivated host rice seedlings by 63.4% on N-free medium or by 18.7% on N-supplemented medium. Spraying of YS19 cell culture onto the rice plants at the premilk stage enhanced the transportation of the photosynthetic assimilation product from the source (flag leaves) to the sink (stachys) significantly. The formation of the plant sink was obviously inhibited when YS19 cell culture was applied at the late milk stage. CONCLUSIONS: This research suggests that endophyte YS19 promotes host rice plant growth and affects allocations of host photosynthates. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: These findings suggested that YS19 possesses the potential for increasing rice production in field application. Meanwhile, a suitable plant growth stage must be selected for the foliar spraying of YS19 cell culture.     

猪笼草中产蛋白酶内生菌的分离及鉴定

采用研磨法分离纯化猪笼草各组织器官中的内生菌,并采用水解圈法和摇瓶发酵法分别进行初筛与复筛,对筛选出的菌株进行16SrDNA分析鉴定。结果表明:在猪笼草叶片、捕虫囊、根和茎等4种器官中共分离出25株内生菌;进一步从中筛选出2株可产胞外蛋白酶的细菌A3、L5,其中菌株A3的产酶能力较高,水解圈/菌落直径比(D/d)值为6.5,发酵液的蛋白酶活力为17.58U/mL;菌株L5的D/d值为3.0,发酵液的蛋白酶活力为15.77U/mL;16SrDNA鉴定结果表明,菌株A3、L5与芽孢杆菌属成员具有99%的同源性,其中A3是枯草芽孢杆菌(Ba-cillus subtilis),L5可能是其的新变种或新亚种。     

转PcLIPH8基因水稻的构建及其相关表型分析

利用黄孢原毛平革菌木质素过氧化物酶基因(PcLIPH8),构建植物双元表达载体35S∷PcLIPH8,并遗传转化水稻野生型品种Kitaake,对转基因水稻进行分子鉴定、酶活及木质素含量测定、表型观察等分析。结果表明：(1) 成功构建了植物双元表达载体35S∷PcLIPH8,获得3个独立的转PcLIPH8水稻株系,但在苗期转基因水稻与野生型对照无明显表型差异。(2) 酶活及木质素含量测定结果表明,转基因水稻的木质素过氧化物酶活性增加3.06%~5.07%,而木质素含量显著低于野生型对照,苗期降低11.44%~14.97%,成熟期降低13.83%~20.05%。(3) 成熟期表型分析表明,转基因水稻较野生型对照的株高增加了28.37%~39.78%,穗谷粒数增多110%~120%,生物量增大18.61%~22.97%,而千粒重减小12.86%~13.34%,谷粒长度变短6.67%~7.15%。该研究结果为利用PcLIPH8基因降低木质素含量,提高生物产量,从而改善植物品质奠定了前期基础。     

块菌(松露)宿主可培养内生菌群落结构与多样性研究

探究四川凉山彝族自治州块菌主产区华山松内生菌群的结构及多样性。在会东县选取4个点(新田乡、新云乡、淌塘镇、雪山乡)的块菌宿主华山松的根、茎、叶为实验材料,通过不同培养基分离样品根、茎、叶的内生细菌、真菌、放线菌,DNA分子鉴定分离菌株的种属,最终分离得到细菌46株,其中欧文氏菌属(Erwinia)5株,沙门氏菌属(Salmonell)1株,杆菌属(Bacillus)22株,葡萄球菌属(Staphylococcus)2株,假单胞菌属(Pseudomonas)2株,类芽胞杆菌属(Paenibacillus)2株,布丘氏菌属(Buttiauxella)2株,肠杆菌属(Enterobacte)3株,爱文氏菌属(Ewingella)1株,泛菌属(Rahnella)1株,拉恩氏菌属(Rahnella Izard)2株,其他属3株;真菌19株,均为子囊菌门(Ascomycota),其中青霉属(Penicillium)4株,疱霉属(Phoma)1株,子囊菌门未知菌1株,篮状菌属(Cladosporium)1株,分枝孢子菌属(Sydowia)1株,曲霉属(Aspergillus)1株,其他属10株;放线菌33株,为链霉菌属(Streptomyces)22株,短小杆菌属(Curtobacterium)2株,短杆菌属(Brevibacterium)1株,其他属8株。研究结果表明,来自不同地点、不同植株部位、不同培养基分离得到的块菌宿主华山松内生菌有差异,证实微生物在土壤、块菌、宿主植物之间有着复杂的相互作用,为块菌的人工栽培提供参考。     

肺炎球菌表面蛋白A(PspA)及其荚膜多糖交联物的免疫原性和交叉保护作用

分别采用肺炎球菌表面蛋白A(PspA)和PspA-荚膜多糖交联物免疫小鼠,研究PspA及其交联物的免疫特性.用酶联免疫吸附法(ELISA)检测抗原的免疫原性,用动物保护试验检验抗原对肺炎球菌6B,5,1,23F,19F型的交叉免疫效果.实验结果表明:肺炎球菌表面蛋白A及其多糖交联物表现出一定的交叉保护作用,具有较好的应用前景.     

拟南芥LFR原核重组蛋白纯化和多克隆抗体制备

拟南芥中有一类含ARM结构域的蛋白质,研究表明它们中的一些在植物的生长发育和激素应答等方面发挥着重要的作用.在拟南芥突变体筛选中,获得了一个推测编码蛋白含ARM重复序列的新基因突变体lfr(leaf and flower related mumnt),它在叶子和花的发育过程中表现出较明显的表型.为进一步研究该基因编码蛋白的生物学功能及其分子作用机制,构建了pGEX-2TGST:LFR融合蛋白重组表达载体,将重组质粒转化到工程菌中诱导表达菌体蛋白,经SDS.聚内烯酰胺凝胶电泳检测,结果表明,融合重组蛋白成功获得了高效表达,分子质量在77 ku左右.重组蛋白经谷胱甘肽S.转移酶(GST)标签蛋白亲和层析法纯化,SDS-PAGE制备胶割胶富集,电洗脱法纯化后得到纯度较高的抗原.经对新西兰兔进行5次免疫,获得了多克隆抗血清.采用免疫吸附方法对抗血清进行了纯化,结果得到只识别LFR重组蛋白的抗血清.进一步提取拟南芥野生型及突变体的核蛋白,经蛋白质印迹检测,结果显示,在分子质量50ku左右处出现特异的蛋白质条带,证明所制备的抗血清可以与拟南芥LFR蛋白特异性结合.