水稻内生链霉菌中的线型和环型质粒

植物内生放线菌的研究是一个近年来兴起的学科领域,在进一步探索和开发微生物资源方面,植物内生放线菌逐渐成为相关领域同行的关注热点.     

西藏土壤中分离的链霉菌含有丰富的线型和环型质粒

【目的】研究极端自然环境对链霉菌线型和环型质粒分布的影响。【方法】从西藏高原采集了20份土壤样品,分离和初步鉴定链霉菌,提取和检测质粒DNA。【结果】从中分离到46株链霉菌,其中有23株菌含有1 4个线型质粒,大小在19 650 kb之间,8个菌株含有1 4个环型质粒,大小在4 80 kb之间。【结论】西藏土壤来源的链霉菌含有大量的、多样的线型质粒和环型质粒,暗示极端环境中诸如强紫外辐射等可能会引发DNA损伤和修复,进而造成质粒的多样性。     

链霉菌质粒的复制与进化

近年来, 随着大质粒提取和检测技术的发展, 尤其是高通量DNA测序技术的应用, 使得链霉菌大的环型质粒和线型质粒的研究取得了较快的进展。相比于研究透彻的细菌Theta型复制的质粒, 链霉菌Theta型质粒在复制区的结构、复制蛋白和调控蛋白作用的分子机理等方面具有多样性和新颖性。新鉴定的许多线型质粒的中心复制区表明中心复制的起始可以靠近端粒, 一个质粒也可以有2个以上的复制区。新分离的端粒序列显示端粒“折返”不是必需的, 而形成二级结构对于端粒复制是重要的。链霉菌环型和线型质粒的测序分析显示它们之间存在亲缘关系。环型质粒可以与噬菌体共整合, 实验证明它们在一定条件下可以相互转换。这些研究结果表明, 链霉菌环型、线型质粒和噬菌体从结构到功能到进化具有多样性、新颖性和亲缘关系。     

小葱植物内生链霉菌线型质粒pYY8L的端粒与复制区的克隆和鉴定

从小葱植物中分离到一株编号为36R-2-1B的链霉菌菌株,该菌株含有一个约为280kb的线型质粒pYY8L。【目的】克隆、测序和分析pYY8L新的端粒和复制区。【方法】采用改良的"在凝胶中进行DNA碱处理与酶切"的方法来克隆大的线型质粒pYY8L的端粒,通过构建基因组柯斯文库和次级克隆的方法来缩小和鉴定pYY8L的复制区。【结果】在小葱植物内生链霉菌36R-2-1B中检测到约为280kb的线型质粒pYY8L,克隆了pYY8L的端粒。其末端的152bp包含6个小的回文序列,可以形成复杂的二级结构。利用柯斯文库构建、次级克隆和测序获得了4891bp的pYY8L的复制区。该复制区含有6个基因,其中2个与天蓝色链霉菌线型质粒SCP1的复制基因非常相似,但是邻近的重复序列不同。【结论】采用新的改良的方法克隆和鉴定了pYY8L新的端粒和复制区。本文首次报道了植物内生链霉菌线型质粒的端粒和复制基因。     

青蒿植物内生链霉菌中的质粒pCQ4与噬菌体ΦCQ4

【目的】在青蒿植物的内生链霉菌W75中检测到一个大的环型质粒pCQ4。克隆、测序、分析和功能研究pCQ4。【方法】Southern杂交确定质粒的酶切图谱,利用接合转移和同源重组方法将质粒克隆到了大肠杆菌BAC衍生的载体上,并进行鸟枪测序和分析。【结果】获得了全长为84833 bp的pCQ4序列,预测编码129个基因,其中成簇的40个基因与其它噬菌体的基因同源。实验证明含有质粒pCQ4的菌株能够低频率释放噬菌体ФCQ4,并可以侵染消除了pCQ4的W75X孢子和形成噬菌斑。在透射电镜下观察到噬菌体颗粒,脉冲场凝胶电泳显示ФCQ4为线型DNA。pCQ4与已发表的链霉菌质粒-噬菌体pZL12比对,编码噬菌体的主要结构蛋白的基因是相似的。【结论】链霉菌大的质粒pCQ4也可以转化为噬菌体ФCQ4,其噬菌体相关的基因簇可能是可转移的单元。     

五个链霉菌线型质粒端粒的克隆和分析

本室从西藏采集的土壤样品中分离到了一批链霉菌,利用脉冲电泳确定了其中5株链霉菌含有较小的线型质粒。【目的】克隆、测序和分析5个线型质粒的端粒。【方法】采用改良的"在凝胶中进行DNA碱处理和限制性内切酶酶切"的方法来克隆线型质粒的端粒DNA。【结果】克隆和测序了5个线型质粒的端粒DNA。通过与链霉菌典型端粒进行比较,发现这5个新的线型质粒的端粒序列同样含有多个回文序列。但是有的端粒保守的回文序列I不一定能够"折返"与内部序列配对形成"超级发卡"结构,回文序列的"突出环"不一定都为3nt。【结论】采用改良的方法克隆和鉴定了5个线型质粒新的端粒序列,这些新端粒的特征暗示:回文序列I的"折返"和3nt的回文序列的"突出环"不是端粒复制必需的。     

嗜热链霉菌质粒的研究

从分属于12个种的28株嗜热链霉菌中检测到热灰紫链霉菌(S.thermogriseoviolaceus)T272带有3个质粒(pST1,pST2,pST3),热藤黄链霉菌(S.thermoluteus)T422带有1个质粒(pST4),经电镜观察得到证实,并按经验公式求得其分子量分别为27、8.3、6.9、25.7kb。实验数据表明,T272与利福平抗性有关的基因可能位于质粒pST1;而pST4可能与rRNA甲基化酶合成有关,推测该酶使T422具有红霉素、螺旋霉素、林可霉素抗性。未发现这些质粒与宿主的高温生长特性有关。     

放线菌15个属中线型染色体和线型质粒的检测

在属于放线菌目 (Actinomycetales)链霉菌属 (Streptomyces)下的不同种中发现了约 5 0 0 0种抗生素和生理活性物质 ,其作用包括抗细菌、抗真菌、除草、杀虫、抗肿瘤和免疫抑制剂等[1 ] 。在属于放线菌目的红球菌属 (Rhodococcus)和诺卡氏菌属 (Nocardia)中有许多种可以降解多种工业有毒化合物 ,如苯酚、多卤联苯、脂环烃和硝基芳族等[2 ] 。一般细菌的染色体和质粒DNA为环型结构。近年来 ,人们利用脉冲电泳技术发现在链霉菌等少数细菌中存在线型结构的染色体和质粒[3] ,有的巨大线型质粒上还带有完整的抗生素生物合成基因簇[4 ]或降解多…     

Isolation of Endophytic Streptomyces Strains from Surface-Sterilized Roots

When the roots of 28 plant species were surface sterilized and incubated on agar medium, endophytic actinomycetes in the root cortex were observed by direct microscopic observation and pure culture techniques.     

变形杆菌的耐药性及接合性R质粒的检测

本文报告了从烧伤病人感染创面分离、鉴定的35株变形杆菌的药敏试验及接合性R质粒的检测结果。35株变形杆菌双测试的6种抗菌药物都具有不同程度的耐药性。其中,对6种药物同时耐受的有26株(74.3％)。对其中的27株做了接合试验,接合性R质粒的检出率为70.4%。     

水稻内生固氮细菌的分离及鹑鸡肠球菌在水稻根中的分布

从福建省推广的谷杆两用水稻201中分离出内牛细菌12株,鉴定为阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、鹑鸡肠球菌（Enterococcus gallinarum）、短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）、巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）、球形芽孢杆菌（Bacillus sphaericus）、蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）、脂肪杆菌（Pimelobacter）和节杆菌（Arthrobacter）。选择固氮酶活性较大的3个菌株,对其抗性、革蓝氏染色特性进行了研究。采用三亲交配法将标记基因nifH-lacZ导入到鹑鸡肠球菌中,用该固氮细菌回接水稻,对感染鹑鸡肠球菌的水稻根进行β-半乳糖苷酶组织化学染色、光学显微镜和电子显微镜观察。结果表明,固氮细菌鹑鸡肠球菌在水稻根表皮细胞、内皮层细胞、维管组织细胞和细胞间隙中存在。     

CIRCexplorer3:A CLEAR Pipeline for Direct Comparison of Circular and Linear RNA Expression

Sequences of circular RNAs(circ RNAs) produced from back-splicing of exon(s) completely overlap with those from cognate linear RNAs transcribed from the same gene loci with the exception of their back-splicing junction(BSJ) sites.Therefore,examination of global circ RNA expression from RNA-seq datasets generally relies on the detection of RNA-seq fragments spanning BSJ sites,which is different from the quantification of linear RNA expression by normalized RNA-seq fragments mapped to whole gene bodies.Thus,direct comparison of circular and linear RNA expression from the same gene loci in a genome-wide manner has remained challenging.Here,we update the previously-reported CIRCexplorer pipeline to version 3 for circular and linear RNA expression analysis from ribosomal-RNA depleted RNA-seq(CIRCexplorer3-CLEAR).A new quantitation parameter,fragments per billion mapped bases(FPB),is applied to evaluate circular and linear RNA expression individually by fragments mapped to circ RNA-specific BSJ sites or to linear RNA-specific splicing junction(SJ) sites.Comparison of circular and linear RNA expression levels is directly achieved by dividing FPBcircby FPBlinearto generate a CIRCscore,which indicates the relative circ RNA expression level using linear RNA expression level as the background.Highlyexpressed circ RNAs with low cognate linear RNA expression background can be readily identified by CIRCexplorer3-CLEAR for further investigation.CIRCexplorer3-CLEAR is publically available at https://github.com/Yang Lab/CLEAR.     

曼陀罗植物内生真菌产生物碱菌株的筛选研究

本文从植物曼陀（Datura arborea）中分离得到77株内生真菌。对它们分别进行菌株发酵,发酵产物经乙醇浸提,采用TLC和生物碱显色方法,观察到菌株Ym311977、Ym312023呈生物碱阳性反应。结合HPLC分析结果,表明该生物碱并非曼陀罗植物中的主要生物碱成份。经鉴定,Ym311977属镰孢菌属（Fusarium sp．）,Ym312023属毛壳菌属（Chaetomium sp．）。     

Biochemical Characteristics of Rice Endophytic DiazotrophicBacteria and Their Infection to Tobacco and Maiz

Some biochemical properties of rice endophytic diazotrophic bacteria N1 ( Bacillus pumilus), N2 ( Enterobacter cloacae) and N3 ( Enterococcus gallinarum) were characterized in this study. The plasmids harboring the reporter gene lacZ fused to the promoters of nifH and nifHDK, and the reporter gene gfp as well, were first transformed into rice endophytic diazotrophic bacteria respectively through triparental mating. After the conjugated bacteria were inoculated into tobacco Yunyan 85 and maize Jitian 6, the staining of β-galactosidase was carried out on the tobacco and maize roots and the observation was made under the confocal laser scanning microscope, transmission electron microscope and scanning electron microscope. The results showed that the rice endophytic diazotrophic bacteria were not only present in epidermal cells, cortex cells and intercellular spaces of tobacco and maize roots, but also found in vascular tissue cells of maize stem also, indicating that the bacteria had migrated from the roots into the stem. Data showed that the the fresh weight of maize plants inoculated with rice endophytic diazotrophic bacteria N3 was 18.52% more than that of the control.     

四种植物内生真菌的分离及其抗肿瘤活性的筛选

从银杏、合欢、臭椿和苦楝的树皮中分离到61株内生真菌。MTT法检测显示在45.9%的菌株发酵液粗提物在200 μg/mL时对人食道癌细胞EC109的生长抑制率大于50%。其中6株内生真菌(YX5, YX17, YX36, KL1, CC1, CC5)在50 μg/mL时仍具有较高的细胞毒活性, 且活性成分主要分布在菌株的发酵液中。合欢内生真菌中的活性菌株比例最小, 在50 μg/mL时均未显示任何对EC109细胞的抑制作用。银杏中的高活性菌株比例最大, 占银杏内生真菌的15.8%。银杏分离菌株YX5的活性最为突出, 其发酵液粗提物对3种肿瘤细胞EC109, HONE1和HeLa的抑制率IC50分别是18.3 μg/mL、3.6 μg/mL和6.5 μg/mL。研究结果表明, 作为抗肿瘤药物的潜在来源银杏内生真菌值得关注。