日本从美国引进生产维生素B_(12)的工程微生物技术

日本石油公司从美国 Genex 公司引进利用基因操作生产维生素 B_(12)的生产技术。日本石油公司决定将本公司生产维生素 B_(12)的技术搁置不用,正式应用从美国 Genex 公司引进的生产维实际生素 B_(12)的生产技术。 1986年秋,Genex 公司从巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)中克隆化与生物合成维生素 B_(12)有关的酶的基因(见 Journal of Bacteriology,167卷623～630页)。先制作很多不能生物合成维生素 B_(12)的巨大芽孢杆菌突变株;然后,将用散弹法形成的维生素 B_(12)生     

多效调控基因degU32(Hy),degQa和degR对枯草芽孢杆菌Ki-2-132生长和蛋白酶发酵的影响

通过向枯草芽孢杆菌Ki-2-132染色体和／或细胞质导入来自枯草杆菌168菌株的degU32（Hy）和degR基因,以及来自芽孢杆菌解淀粉菌株（Bacillus amyloliquefaciens）的degQa基因,对上述基因对枯草芽孢杆菌Ki-2-132细胞的生长、孢子发生、蛋白酶发酵的影响进行了研究。尽管上述多效调控基因来自不同的芽孢杆菌种和菌株,它们在枯草芽孢杆菌Ki-2-132中依然表现多效性。枯草杆菌Ki-2-132degU32（Hy）表现出增高了的蛋白酶产量;当和质粒或染色体上的degQa基因协作,可以进一步依赖葡萄糖的水平和degQa的基因剂量影响细胞生长,增加蛋白酶产量,以及影响孢子的形成。与此不同,degR在degU32（Hy）突变体中并不显著影响其蛋白酶的产量,这一发现支持DegR蛋白通常稳定磷酸化的DegU,而其在degU32（Hy）菌株中不再进一步放大该突变体内已被磷酸化的DegU的调控作用。     

核黄素基因工程研究进展

核黄素 (维生素B2 )为天然水溶性的B族维生素 ,是维持机体正常代谢所必须的物质 ,具有重要的生理功能。目前核黄素的生产方法主要有化学合成法和微生物发酵法。其中微生物发酵法是后来发展起来的一种十分经济有效的方法 ,并在核黄素主产中开始占据主导地位。为进一步获得核黄素高产菌株 ,人们对核黄素合成基因及其表达调控的机制做了深入细致的研究 ,并以此为依据 ,通过基因工程手段构建出了核黄素高产菌株 ,大大提高了核黄素的产量 ,其中尤以枯草芽孢杆菌最为成功。综述发酵法生产核黄素的现状、核黄素生物合成的分子生物学以及基因工程研究进展 ,讨论了其进一步的发展方向。     

代谢工程在核黄素生产上的应用

核黄素(维生素B2)为天然水溶性的B族维生素,是维持机体代谢所必须的营养物质。目前核黄素的工业化生产主要有微生物发酵法和化学半合成法两种,其中微生物发酵法以生产工艺简单、原料廉价、环境友好以及资源可再生等优点而倍受世界核黄素生产商的青睐。代谢工程是近二十年来发展起来的新型学科,主要利用分子生物学技术对细胞进行遗传修饰,从而改进产物生成或细胞特性。为进一步提高核黄素产量,通过代谢工程手段构建出了核黄素高产菌株,其中尤以枯草芽孢杆菌最为成功。要得到较高的核黄素产率,必须保证碳架、能量等价物以及氧化还原辅(酶)因子在细胞代谢过程中处于适当的比率。以枯草芽孢杆菌进行核黄素生产为例,主要从增强碳源和能源利用效率、增强核黄素生物合成途径代谢流以及解除核黄素生物合成过程中的反馈调节方面综述了代谢工程在指导核黄素生产方面的应用,并讨论了其未来的发展方向。     

不同发酵材料对甲烷杆菌合成维生素B_(12)的影响

维生素B_(12)也称氰钴胺素,是首先在动物性蛋白质中被发现的一种促生长因素,后来在城市下水道、污水处理厂的活性污泥和沼气残留物中被发现。无论动物或植物都不能合成维生素B_(12),它只能由某些微生物合成,如灰色链霉菌(Streptomycesgriseus)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、菲德力丙酸杆菌(Propionibacterium freudereichii)、舒氏丙酸杆菌(P·shermaii)等。在嫌氧发酵过程中,某些甲烷菌如欧氏甲烷杆菌(Methano bacterium omelianski)的生长,也产生维生素B_(12)。日本小野英男于1950年报道了测定酒     

枯草芽孢杆菌群β-甘露聚糖酶基因克隆及同源性分析

本文对33株枯草芽孢杆菌群菌株进行β-甘露聚糖酶活性筛选,其中的32株具有β-甘露聚糖酶活性,只有1株无β-甘露聚糖酶活性.通过基因克隆测序的方法获得33株枯草芽孢杆菌群菌株β-甘露聚糖酶基因编码区全序列,对酶基因进行同源性分析并构建系统发育树;在β-甘露聚糖酶基因系统发育树中,33株枯草芽孢杆菌群菌株聚为3个分支,分别是枯草芽孢杆菌分支、地衣芽孢杆菌分支和解淀粉芽孢杆菌分支;枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌β-甘露聚糖酶基因种内同源性大于91%,而种间同源性为60%69%.     

耐碱性木聚糖酶基因在巨大芽孢杆菌中的表达及其酶学性质

摘要：【目的】从耐碱性木聚糖酶高产短小芽孢杆菌中克隆得到带有自身启动子的木聚糖酶基因,将其在巨大芽孢杆菌中进行表达,并对表达产物进行性质分析。【方法】将克隆得到的木聚糖酶基因xynA以及带有自身启动子序列的结构基因, 构建在芽孢杆菌表达载体pWH1520和改造后的载体pWG03中,得到重组质粒pWTEJX和pWGXYN,分别转化到巨大芽孢杆菌BM70中,获得重组巨大芽孢杆菌BMJXH9和BMGpp12;经过诱导产酶培养,均得到分泌表达。【结论】重组巨大芽孢杆菌BMGpp12比BMJXH9产酶活力提高了三倍     

球形芽胞杆菌C3-41磷酸果糖激酶的克隆、表达及基本生物活性

[目的]球形芽孢杆菌缺乏EMP、HMP、ED途径的关键酶,如磷酸果糖激酶等被认为是其不能以糖类物质进行生长的主要原因.杀蚊球形芽孢杆菌C3-41全基因组序列分析表明,在染色体DNA上存在的磷酸果糖激酶基因pfk,为了进一步分析球形芽孢杆菌糖酵解途径,进一步确定磷酸果糖激酶在糖酵解途径中的功能.[方法]通过pfk基因在球形芽孢杆菌菌株中的Southern-blot拷贝数鉴定,在C3-41pfk基因克隆的基础上进行pfk基因在大肠杆菌中的融合表达、序列分析和序列比对等方法进行研究.[结果]证明了球形芽孢杆菌pfk基因由960 bp核苷酸组成,表达42 kDa的PFK融合蛋白,有保守的底物结合域和ATP结合域,同时pfk基因重组表达质粒可以回复大肠杆菌pfk缺陷型菌株DFl020代谢糖的能力.[结论]杀蚊球形芽孢杆菌C3-41的pfk表达产物具有磷酸果糖激酶活性,为今后深入研究球形芽孢杆菌产能代谢机理奠定了基础.     

氮离子诱变筛选内切葡聚糖酶高产菌株及其基因突变研究

目的：离子注入枯草芽孢杆菌筛选高产内切葡聚糖酶突变菌株,同时进行其酶活性研究,并克隆该基因,研究离子注入对其诱变效应。方法：低能氮离子重复注入枯草芽孢杆菌,筛选获得1株高产内切葡聚糖酶突变菌株Bac11。DNS法测定酶活性。PCR扩增获得出发菌株Bac01和突变菌株Bac11内切葡聚糖酶基因,并对核酸序列及预测氨基酸序列进行多重比对。结果：突变菌株Bac11内切葡聚糖酶活性从93.33IU提高到381.89IU。多重比对Bac01和Bac11内切葡聚糖酶基因编码区1500bp序列,当中有10个碱基发生突变,预测氨基酸序列中有5个氨基酸残基发生变化,且都在其基因纤维素结合域部分。结论：低能氮离子重复注入对枯草芽孢杆菌内切葡聚糖酶活性及其基因有明显的诱变累加效应。     

一株芽孢杆菌在维生素C二步发酵中对小菌的促进作用

从土壤中分离到1株能更好促使小菌生长和产酸的芽孢杆菌B601,作为伴生菌与巨大芽孢杆菌相比,在生长过程中,发酵液中B601活菌数小于巨大芽孢杆菌,而其芽孢数则多于巨大芽孢杆菌。对B601组成菌系的发酵条件进行优化,得到如下结果：100g／L L-山梨糖、6g／L尿素、10g/L玉米浆、培养温度30℃和发酵周期44h。与巨大芽孢杆菌组成菌系相比其底物,L-山梨糖质量浓度提高了25％,尿素下降了50％．玉米浆质量浓度下降了33％,温度提高了2℃,发酵周期缩短了4h。结果表明：B601作为伴生菌,与巨大芽孢杆菌相比,该菌株明显提高了发酵效率。     

几株解纤维素生防芽孢杆菌的分子鉴定及其抗逆促生特性分析

【目的】探究青藏高原解纤维素生防芽孢杆菌资源。【方法】采用BOX-PCR指纹图谱分析、gyr B基因及16S r RNA基因序列分析,对分离自青海互助北山桦树根围的5株芽孢杆菌进行分子鉴定;通过CMC法检测菌株降解纤维素活性;平板对峙法检测菌株拮抗病原真菌及病原细菌活性;检测菌株的耐盐性、低温适生性;测定菌株促种子萌发及幼苗生长特性。【结果】5株菌均鉴定为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens;具有显著降解纤维素的特性,在CMC平板上形成纤维素降解透明圈直径≥20 mm;对油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、瓜类枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)及植物梨火疫病菌(Erwinia amylovora)均有显著拮抗活性;菌株可在含Na Cl浓度为11%的LB平板上正常生长,在10°C低温条件下生长良好;菌株BS11、BS12菌悬液(细胞浓度106 CFU/m L)可促进水稻种子萌发及幼苗生长。【结论】5株B.amyloliquefaciens菌株为抗逆性强的、具有降解纤维素活性的生防芽孢杆菌,在青藏高原生态农业及畜牧产业中具有应用潜力。     

转录组分析揭示玉米大斑病菌对解淀粉芽孢杆菌胁迫响应机制

在植物病害生物防治系统中,生防微生物的生物防治机制是关注的重点,而植物病原物如何响应并抵抗或缓解生防微生物胁迫的机制往往被忽略.本文以解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)为生防互作系统,利用RNA-seq技术研究S.turcica对B.amyloliquefaciens生防胁迫响应的分子机制,结果表明,与对照S.turcica样品比较,B.amyloliquefaciens发酵液处理的S.turcica样品中共有393个基因显著差异表达,其中168个基因上调表达,225个基因下调表达.已知解淀粉芽孢杆菌的抗菌物质一般作用于真菌细胞壁、细胞膜,通过破坏细胞壁及细胞膜的结构抑制真菌生长,因此,本研究在差异表达基因中重点分析S.turcica细胞壁、细胞膜结构相关基因,发现S.turcica上调表达细胞壁组分蛋白(1-6)-beta-D葡聚糖生物合成途径基因、麦角固醇合成途径Delta(14)甾醇还原酶基因、脂肪酸合成酶基因、抗氧化相关的抗坏血酸过氧化物酶基因、谷胱甘肽硫转移酶基因、腺苷三磷酸结合盒转运蛋白基因;下调表达调控细胞凋亡的Metacaspase基因.这说明S.turcica通过调节芽孢杆菌抗菌活性物质的靶标蛋白或合成途径的基因表达,以缓解B.amyloliquefaciens的生防胁迫作用,是一种涉及多个基因和多个信号途径共同参与调控的复杂网络.该研究结果将为研究病原真菌对生防微生物胁迫的抗性机制奠定基础.     

地衣芽孢杆菌16S rRNA基因的TD-PCR扩增及系统发育分析

运用16SrRNA基因序列分析了中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)保存的30株地衣芽孢杆菌的系统发育关系,结果显示:24株菌株位于地衣芽孢杆菌系统发育分支;3株菌株位于蜡状芽孢杆菌-苏云金芽孢杆菌系统发育分支;1株菌株位于枯草芽孢杆菌系统发育分支;2株菌株与其它地衣芽孢杆菌菌株间序列同源性为96.4%~97.4%,明显低于其它地衣芽孢杆菌菌株间同源性,分类地位不明确,有待进一步讨论。通过比较分析16SrRNA基因5′端500bp、3′端500bp以及其全基因的系统发育树,表明16SrRNA基因5′端500bp可以很好的代表全基因序列进行系统发育研究,可用于区分地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌以及蜡状芽孢杆菌分支。     

巨大芽孢杆菌B．m2980产孢对氧化葡萄糖酸杆菌产酸的影响

为确定维生素C二步发酵中巨大芽孢杆菌（伴生菌）芽孢形成对氧化葡萄酸杆菌（产酸菌）产酸的影响,本研究通过对巨大芽孢杆菌生长特性分析,选取培养12h（未形成芽孢）和36h（芽孢大量形成）巨大芽孢杆菌B．m2980,检测其胞外液、胞内液以及混合液对产酸菌生成2-酮基-L-古龙酸的影响。结果表明,在未开始形成芽孢时,伴生菌胞外液、胞内液及混合液对产酸菌的生长和产酸有较低的促进作用,其中胞内液的促进能力大于胞外液;在芽孢生成后,胞外液以及混合液对产酸菌生长和产酸的促进能力显著提高。     

多重PCR技术检测微生物肥料中巨大芽孢杆菌和蜡样群芽孢杆菌的研究与应用

巨大芽孢杆菌是微生物肥料生产中的常用菌种, 与之形态上相似的蜡样群芽孢杆菌(蜡样芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌)则是产品中常见的污染菌, 传统方法区分两者费时费力, 有必要建立检测这两类芽孢杆菌的PCR方法。本文利用已登录的spoOA基因序列分别设计和筛选了上述两个种(群)的特异引物, 并建立了多重PCR检测技术。使用该方法对巨大芽孢杆菌、蜡样群芽孢杆菌和其他芽孢菌共3属13种24株标准菌株的基因组DNA进行扩增, 以检验其特异性。结果显示, 巨大芽孢杆菌、蜡样群芽孢杆菌基因组DNA分别产生大小不同的唯一产物, 其他芽孢杆菌均为阴性。该多重PCR检测方法的灵敏度经测定为105 CFU/mL。同时对10株待测菌株和8个微生物肥料产品进行检测, 其鉴定结果与常规鉴定结果一致。以上结果表明, 本文建立的多重PCR方法具有较高的特异性和灵敏度, 可快速、准确鉴定巨大芽孢杆菌和蜡样群芽孢杆菌, 在微生物肥料检测方面有良好的实用前景。     

曾候乙墓穴木椁微生物的分离与鉴定

从曾侯乙墓中椁室、东椁室、西椁室和北椁室分别取样,经平板划线培养,分离,纯化共获得典型的菌株16株。将16株分别涂片镜检,生理生化分析鉴定,结果证明芽孢杆菌属11株,其中苏云金变种1株,地衣芽孢杆菌1株,巨大芽孢杆菌1株,球形芽孢杆菌5株,蜡状芽孢杆菌2株,多粘芽孢杆菌1株。其余菌株微杆菌属4株,黄色杆菌属黄杆菌1株。     

四株高产磷脂酶C新菌株的鉴定和分类

在前面研究高产磷脂酶C(PLC)菌株筛选及其抗血小板功能的基础上,对新筛选的四株高产PLC的754-1、779、970和1107菌株进行了鉴定和分类。通过形态特征、培养特征、生理生化特征以及16S rRNA序列测定及其同源性分析,证实754-1菌株与Bacillus cereus基本一致,因此将754-1菌株分类属于蜡状芽孢杆菌,命名为蜡状芽孢杆菌深圳株754-1,B．cereus shenzhen 754-1 strain。而779、970和1107三株菌则与Bacillus mycoides基本一致,因而将这三株菌分类属于蕈状芽孢杆菌,分别命名为蕈状芽孢杆菌深圳株779,B．mycoides shenzhen 779 strain,草状芽孢杆菌深圳株970,B．mycoides shenzhen 970 strain,和蕈状芽孢杆菌深圳株1107,B．mycoides shenzhen 1107 strain。这将为进一步利用这些菌株及其PLC打下坚实的基础。     

小菜蛾高效Bt菌株的分离、生化特性及基因型鉴定

从哈尔滨田间采集死亡小菜蛾Plutella xylostella（L.）幼虫,从中分离出10株苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis。对小菜蛾幼虫室内生物测定结果表明,各菌株对小菜蛾幼虫的死亡率均在85%以上,其中DBW902毒力最强,48h的LC50为13.99mg/L。菌株cry/cyt基因检测表明,所有菌株均含有cry1A或cry2A基因,这与其高毒力的特性基本吻合。生化检测与分析表明,菌株DBW904、DBW93、DBW962与已报道的苏云金芽孢杆菌山东亚种B.thuringiensis subsp.shandongiensis的生化特性一致,但是其它菌株的生理生化特性与已报道菌株有区别。     

一种基于单交换原理的地衣芽孢杆菌基因敲除方法及应用

目的：基于同源单交换原理构建地衣芽孢杆菌基因快速敲除方法,提高基因敲除效率。方法：以地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）20085内切纤维素酶基因celb为拟敲除对象,利用重叠PCR技术将celb基因内约500bp片段与氯霉素抗性基因（Cm^r）相连接,经末端单酶切后电转化至B.licheniformis 20085感受态细胞中,仅通过一次同源单交换,将抗性基因Cm^r插入至celb基因内部,实现目的基因的敲除。结果：经过氯霉素抗性筛选和基因组PCR鉴定,成功获得celb基因缺失菌株B.licheniformis 20085Δcelb;发酵验证结果显示,B.licheniformis 20085Δcelb较原始菌株滤纸崩解能力显著降低,其中发酵60h后内切纤维素酶（CMC酶）活力由1.86U/ml降低至0.50U/ml,表明celb基因在地衣芽孢杆菌降解纤维素的过程中起着重要作用。结论：通过重叠PCR技术结合同源单交换原理能够实现地衣芽孢杆菌目的基因的快速敲除,为该菌株甚至其它微生物提供了一种基因功能快速鉴定的手段。     

副地衣芽孢杆菌FA6全基因组测序及比较基因组学分析

副地衣芽孢杆菌(Bacillus paralicheniformis)FA6是一株从草鱼肠道内分离出来的细菌, 其具有淀粉酶和纤维素酶等多种碳水化合物酶活性。为深入研究副地衣芽孢杆菌FA6可能的益生机制, 研究通过三代测序技术测定了副地衣芽孢杆菌FA6的全基因组序列, 运用生物信息学方法进行基因组组装、基因预测和功能注释。同时通过比较基因组学方法, 比较分析了副地衣芽孢杆菌FA6与4株基因组序列已经发表的芽孢杆菌基因组结构和功能的差异。结果发现副地衣芽孢杆菌FA6全基因组由1条环状染色体组成, 大小为4450579 bp, GC含量为45.9%。副地衣芽孢杆菌FA6基因组中含有128个蛋白酶基因, 32个脂肪酶基因和72个糖苷水解酶基因, 这些基因与食物降解相关; 此外, 细菌基因组中还含有7个编码羊毛硫抗生素相关的基因。比较基因组结果显示, 副地衣芽孢杆菌FA6与其他4株芽孢杆菌的基因组共线性关系较好, 但是与地衣芽孢杆菌菌株相比, 菌株FA6基因组特征更接近于副地衣芽孢杆菌菌株。副地衣芽孢杆菌FA6基因组中编码纤维素酶、半纤维素酶和淀粉酶的基因数量分别为5、7和5个, 多于其他菌株, 能够更好地降解植物多糖。研究结果表明副地衣芽孢杆菌FA6高度适应植物性成分, 反映了该菌株在草鱼肠道中的适应性进化, 该菌株可能可以作为益生菌用于水产养殖。