酮基合酶AlpRQ影响醌那霉素的产量

[背景]角蒽环类聚酮化合物醌那霉素生物合成基因簇包含了两套酮基合酶（KS_α和KS_β）的编码基因,即alpA,alpB和alpR,alpQ,AlpA和AlpB被证明是醌那霉素合成过程中必需的酮基合酶,而AlpR和AlpQ则被认为与别的化合物的合成相关。[目的] 鉴于alpR和alpQ和必需基因alpS在醌那霉素合成基因簇上紧密相邻,本研究旨在确定它们与醌那霉素生物合成的相关性。[方法] PCR-targeting在细菌人工染色体（BAC）文库质粒上进行多基因敲除,构建好的文库质粒再导入通用宿主Streptomyces albus J1074中进行异源表达,并用高效液相色谱（HPLC）检测突变株和野生型菌株的发酵产物。[结果] AlpR和AlpQ对醌那霉素的合成没有直接影响,但是敲除AlpRQ突变株的发酵液中醌那霉素的产量显著提高了。[结论] AlpR和AlpQ很有可能是另一II型聚酮化合物的KS_α和KS_β,它们与AlpA和AlpB竞争共同的合成前体。本研究还证明了AlpR和AlpQ并不能替代AlpA和AlpB的功能。     

一株防治香蕉枯萎病的短密木霉筛选及代谢物木霉素作用评价

由尖孢镰刀菌古巴专化型热带四号小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race4, FocTR4)引起的香蕉枯萎病(banana Fusarium wilt, BFW)是全世界范围内难以防治的真菌病害,给香蕉产业造成巨大的经济损失。本研究旨在筛选高效拮抗FocTR4的木霉生防菌株,并对其发酵代谢产物进行分离、提纯和鉴定,为香蕉枯萎病的高效生物防治提供重要生防菌株和活性化合物资源。从作物根际土壤中分离出木霉菌株,通过平板对峙培养、发酵液对病原菌孢子萌发及菌丝生长抑制,测试筛选出高效抑制FocTR4的生防木霉菌株;通过构建系统发育树明确生防菌株的分类地位;通过柱色谱法分离纯化菌株发酵液中活性成分,通过核磁共振波谱法(nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR)解析活性成分的结构;通过香蕉苗感病盆栽实验检测生防木霉菌株对香蕉枯萎病的防治效果。结果表明,本研究筛选到了1株拮抗FocTR4的菌株JSHA-CD-1003,平板对峙抑制率为60.6%;发酵液在24 h内能完全抑制FocTR4孢子萌发,7 d内对FocTR4菌丝生长的抑制率为52.6%;基于内转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)和tef1-α基因串联序列构建系统发育树,该菌株鉴定为短密木霉(Trichoderma brevicompactum),通过柱色谱法分离提纯和NMR鉴定单一活性化合物为木霉素(trichodermin),最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)为25 μg/mL;盆栽生防实验表明,菌株JSHA-CD-1003发酵液对香蕉枯萎病的叶片黄化防治率为47.4%,球茎褐化防治率为52.0%。因此,JSHA-CD-1003通过产生木霉素有效抑制FocTR4孢子萌发和菌丝生长,对FocTR4引起的香蕉枯萎病具有良好的生物防治效果,是一株具有生防潜力的菌株。     

萘醌-氧吲哚生物碱coprisidins生物合成途径的研究

[目的] 新颖结构的天然萘醌-氧吲哚类生物碱coprisidins（A和B）分离自昆虫肠道相关链霉菌,具有预防癌症的活性。作为首例具有萘醌-氧吲哚骨架的生物碱,对其独特生物合成机理的研究可为II型聚酮类化合物生物合成途径提供新的认知。[方法] 本研究对coprisidins的产生菌Streptomyces sp.SNU607进行全基因组测序,并根据测序结果的生物信息学分析初步定位coprisidins的生物合成基因簇;通过基因敲除以及异源表达手段确定coprisidins的生物合成基因簇;基于体内遗传学实验与生物信息学分析初步推导coprisidins的生物合成途径。[结果] Streptomyces sp.SNU607中有23个基因簇可能参与次级代谢,其中4个基因簇与聚酮合酶（PKS）相关;通过基因敲除与异源表达实验,本研究证实1个II型PKS负责coprisidins的生物合成;基于生物信息学分析,我们推测copH/I/M/O/N构成了1个基因盒,并负责起始单元丁酰CoA的合成;KS_β（CopB）的序列比对表明coprisidins的II型PKS系统更倾向于合成C20的初始聚酮链。[结论] Coprisidins的萘醌-吲哚结构是由II型PKSs催化形成,我们推测丁酰CoA是coprisidins聚酮骨架的起始单元,在最小PKS、聚酮酶、环化酶的催化下先形成类似蒽环的四环系统,随后在后修饰酶与氧化重排的作用下生成萘醌-氧吲哚骨架。本研究为进一步探究萘醌-氧吲哚类生物碱的生物合成机制奠定了基础,同时增加了II型PKSs合成产物的结构多样性。     

拮抗北细辛菌核病木霉菌的分离、鉴定及生防效果

[背景] 菌核病是北细辛根部主要病害之一,木霉菌作为目前应用最广泛的生物防治真菌,利用木霉菌防治北细辛菌核病是目前研究的热点。[目的] 通过稀释分离法对健康北细辛植株根际土壤进行菌株分离,以期筛选出有效拮抗北细辛菌核病的生防木霉菌。[方法] 以北细辛菌核病菌为靶标菌,采用平板对峙培养、挥发性与非挥发性物质抑菌的方法对分离得到的木霉菌进行筛选,采用生长速率法对筛选出的木霉菌的发酵液进行抑菌效果测定,并采用硫代巴比妥酸法测定筛选出的木霉对北细辛菌核病菌的丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、紫外吸收法测定过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性、氮蓝四唑法测定超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）活性、愈创木酚法测定过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性的影响。[结果] 从土壤中分离出木霉菌共14株,通过形态学和ITS-RPB2双基因联合构建系统发育树,鉴定其为哈茨木霉（Trichoderma harzianum）、钩状木霉（Trichoderma hamatum）、拟康氏木霉（Trichoderma koningiopsis）、深绿木霉（Trichoderma atroviride）、短密木霉（Trichoderma brevicompactum）和装絮木霉（Trichoderma tomentosum）。对峙培养试验表明,钩状木霉A26、拟康氏木霉B30、钩状木霉C6、哈茨木霉A17对北细辛菌核病菌抑制率均在90%以上,挥发性物质抑制测定结果显示钩状木霉C6抑制率最高,为53.73%±0.07%,木霉菌的非挥发性物质抑菌作用较强,哈茨木霉A17、钩状木霉A26、钩状木霉C6的非挥发性物质对细辛菌核病菌的抑制率均在75%以上,而拟康氏木霉B30抑制率可达100%。因此,筛选出的哈茨木霉A17、钩状木霉A26、拟康氏木霉B30、钩状木霉C6为拮抗效果较强的生防木霉菌,这4株木霉菌的发酵液对北细辛菌核病菌的抑制率分别为56.33%±0.12%、77.22%±0.06%、82.28%±0.03%、46.20%±0.04%。经这4株木霉菌的非挥发性物质处理7 d后,菌核病菌MDA含量显著增加,钩状木霉A26是对照组的7.7倍,最为显著;菌核病菌抗氧化酶活性均降低,与对照组相比,CAT、SOD、POD活性分别下降了19.67%-75.84%、4.71%-68.71%和3.57%-67.86%。[结论] 从北细辛健康植株根际土壤中分离的木霉菌株哈茨木霉A17、钩状木霉A26、拟康氏木霉B30、钩状木霉C6对北细辛菌核病菌均有较好的抑制效果,可用于北细辛菌核病的生物防治。     

卡伍尔氏链霉菌NA4生物合成巴弗洛霉素前体甲氧基丙二酰ACP来源的研究

巴弗洛霉素（bafilomycin）是一类由I型聚酮合成酶装配合成的具有十六元大环内酯骨架的化合物,是研发农药和医药的良好母体。深海来源的卡伍尔氏链霉菌(Streptomyces cavourensis) NA4能产生巴弗洛霉素,而较低的发酵产量限制了巴弗洛霉素产业化应用。明确前体来源是理性构建高产菌株的基础,为了确定卡伍尔氏链霉菌NA4中合成巴弗洛霉素重要前体甲氧基丙二酰ACP的来源,构建了甲氧基丙二酰ACP生物合成部分基因bafB-E缺失突变株。实时荧光定量PCR分析发现野生株NA4中bafB mRNA表达水平随培养时间延长而不断增强,突变株则检测不到bafB mRNA的表达,显示ΔbafB-E突变株构建成功。进一步HPLC-UV分析结果显示,相比野生株NA4,ΔbafB-E突变株不再产生巴弗洛霉素。提示野生株NA4中bafB-F编码的合成途径是巴弗洛霉素装配前体甲氧基丙二酰ACP的唯一来源。将为通过强化前体供应策略理性构建巴弗洛霉素高产菌株提供参考。     

新疆野果林木霉分离鉴定、抑菌作用及固态发酵配方优化

[背景] 新疆野苹果病害发生严重,而木霉（Trichoderma spp.）是重要的植物病害生防菌,因此可利用其对新疆野苹果病害进行防治。[目的] 分离鉴定新疆野果林木霉菌株,分析其对新疆野苹果2种病原菌的抑菌能力,为新疆野苹果专用木霉菌肥的制备提供菌种资源。[方法] 利用平板稀释法对新疆野果林4种草本植物根围木霉菌进行分离,通过形态学与分子生物学方法进行菌种鉴定,平板对峙试验检测其抑菌能力并优化木霉菌株的固态发酵配方。[结果] 共分离得到2种木霉菌共42株,分别为34株棘孢木霉（T. asperellum）和8株深绿木霉（T. atroviride）;棘孢木霉TasT01对苹果炭疽病菌（Colletotrichum gloeosporioides,Cgl）和苹果斑点落叶病病原菌（Alternaria alternaria f.sp.mali,Aal）的抑菌率分别为58.60%和57.14%;深绿木霉TatT35对Cgl和Aal的抑菌率分别为43.86%和36.90%。进一步显微镜观察发现,TasT01可通过菌丝缠绕的方式抑制2种病原菌的生长。TatT35菌株固态发酵配方为稻壳90%、麦麸10%、（NH₄）₂SO₄ 0.5%时,孢子浓度达1.0×10⁸个/g。[结论] TasT01和TatT35对新疆野苹果2种病原菌都有很好的抑制效果,固态发酵配方优化后可以提高孢子浓度,该研究结果为新疆野苹果真菌病害的生物防治提供了可借鉴的方法。     

珊瑚来源真菌Parengyodontium album SCSIO SX7W11中聚酮化合物的发现及其生物合成途径分析

海洋来源真菌的天然产物因其独特的结构与生物学活性而备受关注,而利用基因组信息对其代谢产物进行深入挖掘也成为研究策略之一。[目的] 本文以一株南海珊瑚来源的真菌Parengyodontium album SCSIO SX7W11为目标菌株,挖掘其生产聚酮类化合物的潜能。[方法] 本研究利用Illumina Miseq技术对SX7W11菌株进行全基因组扫描测序,运用生物信息学手段对其基因组的生物合成基因簇进行预测和基因功能注释,挖掘可能产生新颖聚酮化合物的基因簇。对SX7W11进行放大发酵后,利用正相色谱、中压反相色谱、Sephadex LH-20凝胶色谱、HPLC半制备等分离手段分离纯化出单体化合物。再利用高分辨质谱（HR-ESI-MS）、¹H NMR、¹³C NMR、X-ray单晶衍射等波谱手段确定化合物的结构,并根据生物合成基因簇对化合物的生物合成途径进行推导。[结果] 全基因组扫描测序结果显示,P.album SCSIO SX7W11基因组大小为34.0 Mb,含有24个生物合成基因簇,包括6个聚酮合酶基因簇以及3个萜烯合酶基因簇。从发酵产物中分离鉴定到3个聚酮类化合物：emodin（1）、alternaphenol B（2）和sydowinin A（3）,其中化合物3获得了单晶结构数据。通过生物信息学方法从菌株基因组中定位到了sydowinin A的生物合成基因簇。结合文献对emodin（1）、alternaphenol B（2）和sydowinin A（3）的生物合成途径进行了分析。[结论] 本研究通过基因组挖掘及培养基优化,发现1株珊瑚来源的真菌P.album SCSIO SX7W11具有生产sydowinins类聚酮类化合物的能力,为该类化合物生物合成机制深入研究奠定了基础。     

绿色木霉组蛋白去乙酰化酶编码基因TvRpd3在木霉生物防治作用中的功能分析

【目的】本文借助基因编辑技术在具有生物防治潜力的绿色木霉(Trichoderma viride)中敲除组蛋白去乙酰化酶编码基因TvRpd3,来研究TvRpd3基因及其编码蛋白在提高木霉病原菌拮抗能力中的作用。【方法】利用融合PCR和同源重组策略构建了TvRpd3基因缺失的突变菌株,通过对峙培养、表型观察、免疫组化检测、代谢组学分析等系统比较TvRpd3基因敲除前后菌株的组蛋白乙酰化修饰水平、次级代谢产物合成、病原菌拮抗能力以及田间防治效果等。【结果】与野生型菌株相比,缺失TvRpd3基因的木霉工程菌(?TvRpd3)对多种病原菌表现出了更强的对峙抑制效果,其所产的发酵液对小麦白粉病、烟草黑胫病和番茄枯萎病的防治效果分别提高了62.27%、57.45%和70.71%。同时,敲除TvRpd3基因也显著改变了木霉工程菌所产次级代谢产物的种类和产量,抗生性物质的产量大幅提高。【结论】绿色木霉TvRpd3基因及其介导的组蛋白乙酰化修饰在提高绿色木霉生物防治中起着重要作用。     

核桃细菌性黑斑病菌rpfG基因的功能分析

[目的] 本研究旨在揭示核桃细菌性黑斑病菌（Xanthomonas arboricola pv.juglandis,Xaj） DW3F3中rpfG基因的生物学功能,从而为核桃细菌性黑斑病防治药剂的开发提供作用靶点。[方法] 以野油菜黄单胞菌（Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc）8004菌株以及水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo） PXO99^A的rpfG基因为模板序列,对Xaj野生型菌株DW3F3的基因组序列进行检索。利用同源重组技术,对Xaj中rpfG基因进行敲除,并用生物化学方法对基因缺失菌株的相关毒力因子、抗逆性进行检测。[结果] 通过同源比对,在XajDW3F3的基因组中发现了与XccrpfG、XoorpfG同源的基因,并成功获得rpfG的缺失突变株ΔrpfG。与野生型相比,突变株ΔrpfG的生物被膜形成能力仅为野生型XajDW3F3的44.58%;胞外多糖产量也由野生型的8.47 mg/mL降为5.23 mg/mL;ΔrpfG的絮凝活性增加,能使菌液变澄清;运动性实验显示ΔrpfG的运动直径比野生型增加了12.38%;胞外酶的分泌也发生了不同程度的改变,突变株分泌纤维素酶的能力极显著降低,淀粉酶活性有所提高,而分泌蛋白酶的能力未发生变化;此外rpfG缺失后,Xaj对逆境（盐、酸、SDS、硫酸铜）的耐受力降低。[结论] 结果表明rpfG基因能影响核桃细菌性黑斑病菌的致病相关性状,并赋予了细菌一定的抗逆性。     

多酶融合表达体系以木聚糖为辅助底物高效合成(S)-苯乙二醇

[目的] 利用木聚糖为辅助底物加强手性催化反应中的辅酶循环,构建来源于近平滑假丝酵母（Candida parapsilosis）CCTCC M203011的（S）-羰基还原酶II（SCRII）、枯草芽孢杆菌（Bacillussp.）YX-1葡萄糖脱氢酶突变体Ala258Phe/GDH和里氏木霉（Trichoderma reesei）Rut C-30木聚糖酶（XYN2）在大肠杆菌（Escherichia coli）BL21（DE3）中的融合表达体系,高效合成（S）-苯乙二醇。[方法] 调节3种酶编码基因在pET-28a载体上的位置,运用重叠延伸PCR技术,构建了E.coli/pET-SCRII-A258F-XYN2和E.coli/pET-A258F-SCRII-XYN2两种重组菌,研究了其合成（S）-苯乙二醇的最适反应条件。[结果] 重组菌株E.coli/pET-SCRII-A258F-XYN2在底物2-羟基苯乙酮与辅助底物木聚糖的比例为1：1、35℃、pH为7.0条件下,（S）-苯乙二醇的产率达98.8%（W/W）;而重组菌株E.coli/pET-A258F-SCRII-XYN2在底物与辅助底物的比例为2：1、35℃、pH为7.0条件下,（S）-苯乙二醇的产率达95.6%（W/W）,两者合成产物的光学纯度均>99%。[结论] 通过构建3种酶的融合表达体系,成功将木聚糖酶和葡萄糖脱氢酶突变体介导的辅酶再生循环体系引入不对称生物合成反应,提高了手性转化效率,为将大自然中丰富的木聚糖用于手性催化奠定了较扎实的研究基础。     

芍药内生真菌的鉴定及产生活性次生代谢产物的评估

【目的】研究药用植物芍药(Paeonia lactiflora Pall.)内生真菌的种群多样性,同时对其可能存在的聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)和非核糖体多肽合成酶(Non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)基因多样性进行评估,预测芍药内生真菌产生活性次生代谢产物的潜力。【方法】采用组织分离法获得芍药根部内生真菌菌株,结合形态学特征和ITS序列分析,进行鉴定;利用兼并性引物对内生真菌中存在的聚酮合酶(PKS)基因和非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因进行PCR扩增及序列测定分析,构建系统发育树,明确芍药内真菌PKS基因序列和NRPS基因序列的系统进化地位。【结果】从芍药组织块中共分离得到105株内生分离物,去重复后获得52株内生真菌,菌株ITS基因序列信息显示,52株芍药内生真菌隶属于7目、13科、15属,其中小球腔菌属(Leptosphaeria)、土赤壳属(Ilyonectria)和镰孢属(Fusarium)为优势种群;从52株内生真菌中筛选获得13株含PKS基因片段的菌株,8株含NRPS基因片段的菌株,部分菌株功能基因的氨基酸序列与Gen Bank中已知化合物的合成序列具有一定的同源性,预示芍药根部内生真菌具有合成丰富多样的次生代谢产物的潜力。【结论】药用植物芍药根部具有丰富的内生真菌资源,且具有产生活性次生代谢产物的潜力,值得进一步开发研究和应用。     

洛伐他汀工业菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成分析

【目的】分析洛伐他汀工业生产菌株土曲霉HZ01的次级代谢产物合成能力,为后期的遗传改造、次级代谢产物及其基因簇挖掘提供指导。【方法】对洛伐他汀发酵条件下的样品进行了转录组分析,同时运用色谱分离技术及波谱学方法对主要次级代谢产物进行了分离和结构鉴定。【结果】洛伐他汀合成相关基因转录水平非常高,还有4个聚酮合酶(PKS)、6个非核糖体多肽合成酶(NRPS)和1个PKS-NRPS杂合酶基因进行了转录,其他PKS和NRPS基因都处于沉默状态。此外,从该菌的发酵产物中分离鉴定了10个主要副产物并确定了其结构。【结论】土曲霉HZ01是一株优良的洛伐他汀生产菌株,在构建次级代谢产物异源合成细胞工厂和鉴定次级代谢产物生物合成途径方面具有很好的应用潜力。     

林下参内生生防细菌的分离鉴定及定殖能力

【背景】多年生林下参在自然环境下生长多年,其体内存在的内生菌具有更强的适应性和定殖性,可以提高植物自身抗性,抑制病原菌的生长,更好地发挥与植物的互作。【目的】筛选定殖能力强、繁殖能力快且对病原菌具有拮抗作用的优势菌株。【方法】采用常规组织分离方法,从健康林下参根部组织中分离内生菌,通过对峙试验筛选出对人参病原菌有拮抗作用的内生细菌并对其以传统的鉴定方法进行鉴定。【结果】在得到的6株内生细菌中,菌株LXS-N2对人参立枯病病原菌、人参猝倒病病原菌均有明显抑菌性,而且具有定殖性好、繁殖快的特点,通过破坏病原真菌细胞壁和细胞膜以及改变菌丝形态从而抑制病原真菌生长。【结论】经形态学观察、生理生化反应及16S rRNA基因序列分析鉴定内生菌LXS-N2为贝莱斯芽孢杆菌,具有良好的应用开发潜力。     

里氏木霉Set2通过调控转录因子Ypr1的表达进而控制sorbicillinoids的生物合成

【目的】Sorbicillinoids是里氏木霉合成的一类重要的天然活性物质,具有抗肿瘤、抗氧化及抗病毒等多种生物活性。本研究主要是为了阐明TrSet2在里氏木霉sorbicillinoids合成调控过程中的生物学功能及其作用机制。【方法】基于生物信息分析技术鉴定里氏木霉TrSet2编码基因。采用基因敲除和过表达手段,分别构建Trset2基因敲除和过表达菌株并评估其sorbicillinoids合成能力。同时在Trset2基因敲除菌株中,过表达转录激活因子Ypr1,明确TrSet2和Ypr1之间的调控关系。【结果】Trset2基因敲除菌株完全丧失了合成sorbicillinoids的能力。相反,过表达Trset2导致sorbicillinoids合成的水平显著增加。进一步研究发现,在Trset2基因敲除菌株中过表达转录激活因子Ypr1逆转了其不能合成sorbicillinoids的表型。【结论】本研究明确了TrSet2在里氏木霉合成sorbicillinoids过程中的正向调控作用,其作用机制是通过控制转录因子Ypr1的表达水平实现的。这为基于调控机理控制里氏木霉发酵过程中sorbic...     

一种适用于链霉菌异源合成基因簇同框缺失的高效方法

【背景】对抗生素生物合成途径的阐明有助于提高目标化合物的产量并开发具有更高活性的新化合物。基因的同框缺失是天然产物生物合成研究的常规手段,通过分析突变菌株积累的中间产物,可以帮助推导天然产物的合成途径及相关基因的功能。天然产物生物合成基因簇的大小一般在20 kb以上,对每个基因进行同框缺失耗时耗力,因此,优化链霉菌来源的基因同框缺失的方法有重要的意义。【目的】基于PCR-targeting重新设计了一套在链霉菌柯斯文库质粒上进行基因同框缺失的方法,实现链霉菌基因在大肠杆菌中快速、高效的基因同框缺失的技术体系。【方法】使用氨苄青霉素抗性基因bla作为PCR-targeting DNA片段的筛选标记,同时使用体外的Pac I酶切和酶连系统代替体内的Flp/FRT系统来介导同框缺失的构建。【结果】利用这种方法,在6 d内完成了米多霉素生物合成基因簇中14个基因的同框缺失。【结论】此方法与传统的PCR-targeting方法相比,构建同框缺失载体的效率明显提高;Pac I识别序列在链霉菌基因组上的稀有性使得此方法在构建抗生素生物合成基因簇必需基因的同框缺失载体上具有普适性。     

降解1,3-二甲基-2-咪唑烷酮细菌的分离及功能评价

[背景] 1,3-二甲基-2-咪唑烷酮（1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinone,DMI）作为一种强极性非质子溶剂,在生产和应用过程的环境中有稳定残留问题,存在安全隐患。[目的] 分离筛选具有降解DMI能力的微生物菌株,为清除环境中残留的DMI提供优良的微生物菌种资源。[方法] 从DMI生产区域土壤采集样品分离DMI抗性微生物,采用形态学及分子生物学鉴定确定其分类地位,并对DMI降解能力进行测定。[结果] 分离到最高能够耐受5%（体积分数） DMI的微生物菌株,形态学及分子生物学鉴定初步表明获得的菌株DT-1和DT-2为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）;全细胞及细胞提取液均具有降解DMI的能力;其中菌株DT-1及其细胞提取液对1%（体积分数） DMI的降解率分别达到48%和68%。[结论] 从DMI生产区域土壤中分离到具有DMI降解能力的芽孢杆菌,不但可为DMI污染的微生物治理提供优良微生物资源,而且扩展了人们对芽孢杆菌生物学功能的认识。     

苹果树腐烂病菌细胞色素P450基因Vmcyp5的功能

【目的】研究表明,细胞色素P450(CYP)在死体营养型真菌的毒素合成代谢中发挥重要作用,预测可能与病原菌致病相关。论文对苹果树腐烂病菌(Valsa mali)毒素合成基因簇中的1个上调表达的CYP基因Vmcyp5进行生物学功能研究,明确CYP基因对病原菌致病力影响,为细胞色素P450基因家族对苹果树腐烂病菌致病机理的进一步研究提供依据。【方法】通过Double-joint PCR和PEG介导的原生质体转化技术获得具有G418抗性的突变体,并对突变体进行PCR检测及Southern blotting验证得到单拷贝敲除突变体。将目的基因片段重新导入敲除突变体,筛选获得互补突变体。最终对野生型菌株及敲除突变体、互补突变体进行菌落、产孢及致病力观察,利用SPSS软件对数据进行差异显著性分析,并利用q RT-PCR技术分析突变体黑色素基因簇的表达水平。【结果】通过基因敲除技术获得1个Vmcyp5基因的敲除突变体。与野生型菌株相比,Vmcyp5基因的敲除突变体菌落呈白色,产孢量减少51.3%。q RT-PCR分析发现敲除突变体黑色素基因簇基因表达量降低。重要的是,敲除突变体致病力较野生型菌株降低24.5%。互补突变体菌落颜色、产孢及致病力近似恢复至野生型菌株水平。【结论】Vmcyp5基因与病原菌黑色素合成、子实体的产生和致病力相关。     

果蝇共生菌降低有害真菌的毒性

【背景】目前对于如何解决有害真菌对黑腹果蝇的致死性病理研究较少,对共生菌抑制有害真菌的研究引起普遍关注。【目的】检测黑腹果蝇共生菌对病原性真菌的拮抗作用,揭示共生菌提高果蝇的适合度。【方法】利用PDA培养基分离黑腹果蝇食物中真菌;利用形态和rDNAITS基因序列比对进行真菌的鉴定;通过测量菌落直径、孢子数量以及菌丝分枝数量以评定真菌的生长;利用存活率评估病原真菌的毒性;建立无菌和悉生模型,通过发育历期验证其共生菌与病原性真菌的竞争作用;利用双向选择食物装置检测共生菌抑制病原真菌的效果。【结果】从果蝇食物中分离出的真菌经鉴定为拟茎点霉(Phomopsis),可显著地降低成年果蝇的存活率和延缓果蝇发育。东方醋酸杆菌在体外可明显抑制拟茎点霉的生长,有效地减轻拟茎点霉对果蝇的致死作用,挽救了拟茎点霉导致的果蝇发育延滞,改善了果蝇产卵对拟茎点霉的趋避作用。【结论】拟茎点霉是果蝇的一株条件性病原真菌,而东方醋酸杆菌可以有效地减轻拟茎点霉对果蝇生长发育和存活率的损害,从而提高果蝇适合度。     

伊犁野生郁金香内生烟曲霉的分离鉴定及活性

【背景】对郁金香的研究主要集中在种质资源、引种栽培、扩繁育种及化学成分分析方面,而关于伊犁野生郁金香内生菌的研究尚未见报道。【目的】从伊犁野生郁金香中筛选出内生真菌并对其进行抑菌及抗氧化活性研究。【方法】采用组织块培养法和平板划线法对伊犁野生郁金香内生菌进行分离纯化;用斜面低温保存法对内生菌进行保存;以形态学方法和分子生物学方法对分离出的内生真菌进行鉴定;通过液体发酵得到次级代谢产物,对乙酸乙酯萃取发酵产物进行滤纸片抑菌分析。使用Fe3+总还原能力法、2-2′二苯基-1-三硝基苯肼(2,2′-diphenyl-1-picrylhydrazyl,DPPH)自由基法、 2′-联氨-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸[2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonicacid,ABTS]自由基法及羟基自由基法比较菌株乙酸乙酯层和水层的抗氧化活性。【结果】从伊犁野生郁金香中分离获得一株内生真菌,经鉴定为曲霉属(Aspergillus)烟曲霉(Aspergillus fumigatus),简称为YGL-1。YGL-1对金黄色葡萄球菌(Staphylo...     

暹罗炭疽菌同源异型盒转录因子CsHtf1的生物学功能

【背景】暹罗炭疽菌(Colletotrichum siamense)是橡胶炭疽病害的主要致病菌,严重制约着天然橡胶产量。在植物致病真菌中广泛存在同源异型盒转录因子,其参与调控真菌无性生殖、侵染和代谢等诸多方面。【目的】明确在暹罗炭疽菌中鉴定的一个同源异型盒转录因子CsHtf1的生物学功能。【方法】利用同源重组的方法获得Cshtf1基因的敲除突变株,并对其营养生长、孢子产生和致病性等表型进行分析。【结果】Cshtf1基因编码600个氨基酸且含有1个HOX结构域;与野生型相比,Cshtf1敲除突变株营养生长和致病性无显著差异,而突变株分生孢子产量显著降低且黑色素产量增加。【结论】CsHtf1参与调控暹罗炭疽菌的分生孢子及黑色素产生。