暹罗芽孢杆菌研究进展

暹罗芽孢杆菌Bacillus siamensis是芽孢杆菌属近十年发表的新种,具有广谱抗菌性及其他生物活性,具备开发潜力。本文综述暹罗芽孢杆菌生物活性及应用研究进展,并就未来研究方向提出建议。     

生防菌解淀粉芽孢杆菌 SQ-2 全基因组测序及生物信息学分析

【背景】解淀粉芽孢杆菌SQ-2是从市售豆瓣酱中分离得到的一株益生菌,实验表明菌株SQ-2具有较强的抑制植物病原真菌的能力,说明SQ-2具有较好的生物防治能力,有作为生物农药的潜力。【目的】研究菌株SQ-2的遗传信息并揭示其抑菌机制。【方法】在Illumina MiSeq X10平台上对菌株SQ-2进行全基因组测序,使用Trim Galore V.0.4.0清理原始数据,并使用FastQC检查质量;使用SOAPdenovo2进行从头组装,使用antiSMASH鉴定负责次级代谢产物生物合成的基因。【结果】解淀粉芽孢杆菌SQ-2基因组大小为3 486 537 bp,GC含量为46.63%,共编码4298个基因,共发现11个与次级代谢产物生物合成相关的基因簇,其中6个被确定为抗真菌物质合成簇,分别编码bacillaene、bacilysin、butirosin、fengycin、bacillibactin和surfactin。基因组框架测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为JAHXSB000000000。超高液相色谱/质谱联用分析表明产生了儿茶酚型嗜铁素、多烯类和表面活性肽。【结论】...     

枯草芽孢杆菌N2-10的基因组测序和比较基因组分析

【背景】枯草芽孢杆菌N2-10是一株具有较强抑菌能力且能产纤维素酶等多种水解酶的革兰氏阳性菌,在发酵饲料中具有较大的应用潜力。【目的】通过获得枯草芽孢杆菌N2-10的全基因组序列信息,进一步解析菌株次级代谢产物合成基因信息,并通过比较基因组学分析菌株N2-10与模式菌株的差异性,为阐明N2-10抑菌和益生机制提供理论基础。【方法】通过二代Illumina NovaSeq联合三代PacBio Sequel测序平台,对菌株N2-10进行全基因组测序,将测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释,并利用比较基因组学分析N2-10与其他菌株的差异。【结果】菌株N2-10基因组大小为4 036 899 bp,GC含量为43.88%;共编码4 163个编码基因,所有编码基因总长度为3594369bp,编码区总长度占基因组总长度的89.04%;含有85个tRNA、10个5S rRNA、10个16S rRNA、10个23S rRNA,以及2个CRISPR-Cas、1个前噬菌体和6个基因岛;在GO (gene ontolog)、COG (clusters of orthologous groups of...     

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。...     

林麝源蜡样芽孢杆菌SCBCM001株的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】细菌性疾病是林麝规模化养殖的重要制约因素,蜡样芽孢杆菌曾在林麝化脓灶中检出,但是目前对林麝源蜡样芽孢杆菌的研究报道很少。【目的】对分离自病死林麝肝脏中的一株疑似蜡样芽孢杆菌进行分离鉴定和全基因组序列分析,为林麝相关疾病的防治奠定基础。【方法】将病原菌纯化培养后,对病原菌进行生化试验、药敏试验和小鼠致病性试验;并通过第3代单分子测序技术进行全基因组测序,根据测序结果进一步评估物种间的亲缘关系,并进行基因功能注释和遗传进化分析。【结果】该病原菌经平均核苷酸相似度分类和系统发育树分析属于蜡样芽孢杆菌群,生化结果符合蜡样芽孢杆菌的一般特征,将分离菌株命名为SCBCM001。该菌株对小鼠的半数致死量为8.3×107 CFU,对大多数β-内酰胺类、四环素和磺胺异噁唑耐药,对氨基糖苷类、头孢氨苄、头孢哌酮和亚胺培南等药物敏感;全基因组测序结果表明该菌株的染色体大小为5292570bp,GC含量为35.37%,多位点序列分型显示该菌株属于ST427序列类型。在菌株SCBCM001基因组内发现hblA、hblC、hblD、nheA、nheB、clo和cytK等多种毒力因子,同时菌株携带对β-内酰...     

芽孢杆菌LM基于全基因组的分类鉴定及抑菌原理的研究

对一株抗黑曲霉活性的芽孢杆菌进行了基因组和超高效液相色谱质谱(UPLC-Q-TOF-MS)分析研究.结合形态特征、16S rRNA序列和gyrA基因聚类分析,初步鉴定菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);全基因组分析表明菌株基因组大小为4000885 bp,GC含量为46.24％...     

解淀粉芽孢杆菌生防菌BS-3全基因组测序及生物信息分析

[背景]解淀粉芽孢杆菌BS-3是从健康橡胶树树根中分离获得的一株对真菌具有较强抗菌活性的内生细菌,有作为生物农药的潜力.[目的]解析菌株BS-3的基因组序列信息,以深入研究该菌株防病促生机制及挖掘次级代谢产物基因资源.[方法]采用第二代BGISEQ与第三代PacBio平台相结合的测序技术,对生防菌BS-3进行全基因组测...     

肌苷生产菌枯草芽孢杆菌ATCC 13952的全基因组测序及序列分析

摘要:【目的】枯草芽孢杆菌ATCC 13952是一株肌苷工业生产菌株。为深入研究ATCC 13952菌株积累肌苷的分子机制以及为进一步分子育种研究提供序列背景信息,有必要解析ATCC 13952菌株的基因组序列信息。【方法】本研究采用高通量测序和Sanger测序相结合对ATCC 13952菌株进行全基因组测序,然后使用相关软件对测序数据进行基因组组装、基因预测与功能注释、GO/COG 聚类分析、共线性分析等。【结果】枯草芽孢杆菌ATCC 13952整个基因组大小为3876276 bp,GC含量为45.8%,序列已提交至GenBank 数据库,登录号为CP009748。比较基因组及嘌呤代谢相关基因分析结果显示:枯草芽孢杆菌ATCC 13952与其他几株芽孢杆菌具有较好的基因组共线性关系,嘌呤代谢相关基因编码的蛋白与标准菌株比较发生了一些缺失和突变。【结论】本研究首次报道了一株肌苷生产菌枯草芽孢杆菌ATCC 13952的全基因组序列,分析了基因组基本特征,初步探讨了该菌株积累肌苷的分子机制,为后续的进一步分子育种提供了理论基础。     

弯曲广布乳杆菌 HFS9 基因组分析及益生特性

【背景】近年来,弯曲广布乳杆菌的健康益处受到广泛关注;基因组分析结合表型实验的方法为益生菌开发提供了新思路。【目的】探索分离自健康人粪便的弯曲广布乳杆菌HFS9基因组特征及益生潜力。【方法】通过泛基因组分析对弯曲广布乳杆菌基因组特征进行描述,基于功能数据库注释并分析HFS9益生相关基因;通过耐酸耐胆盐实验、自聚集、疏水性和细胞黏附实验、抗生素敏感性试验、自由基清除实验及抑菌试验等对HFS9的体外益生特性进行评估;构建小鼠结肠炎模型初步评估HFS9的体内抗炎作用。【结果】弯曲广布乳杆菌具有开放的泛基因组和保守的核心基因组。HFS9基因组大小为1.97 Mb,GC含量为41.86%,蛋白质编码区数目为2 050个;含乳杆菌噬菌体PLE3编码基因及与细胞黏附、酸耐受、胆盐耐受和抗氧化等相关的益生基因。HFS9在酸和胆盐环境中的存活率分别为62.42%和92.92%;自聚集能力和疏水性分别为63.33%和75.00%,对人结肠癌细胞(HT-29细胞)的黏附率为12.97%;对选用的大多数抗生素敏感;对6种常见人体致病菌均具有抑制作用;具有清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼[1,1-diphen...     

暹罗芽孢杆菌高产γ-聚谷氨酸的发酵条件优化

【背景】γ-聚谷氨酸（poly-γ-glutamic acid,γ-PGA）产生菌多为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）等,而暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）相关研究较少。【目的】研究暹罗芽孢杆菌产γ-PGA的液体发酵条件。【方法】以自行分离的暹罗芽孢杆菌CAU83为出发菌株进行液体发酵,通过单因素试验和正交试验法研究了碳氮源、前体物质、发酵温度及pH对菌株生产γ-PGA的影响。【结果】经摇瓶优化,γ-PGA的最适碳源、氮源和前体物质分别为乳糖30g/L、酵母提取物5g/L和L-谷氨酸钠60 g/L,最适培养条件为发酵温度37℃和pH 7.0,γ-PGA产量由8.4 g/L提升至30.1 g/L,比优化前提高了260%。经分批补料发酵,60 h时γ-PGA产量最高为59.5 g/L,比摇瓶提高了98%,产率为0.99 g/（L·h）。所产γ-PGA分子量为3.8×10⁶ Da,聚合度较高。【结论】...     

暹罗芽胞杆菌FJAT-45551用于农业生物防治的优化培养

以具有防病促长且抑菌谱广的暹罗芽胞杆菌(Bacillus siamensis)FJAT-45551为出发菌株,分别以生物量和发酵液的青枯雷尔氏菌和尖孢镰刀菌抑菌活性为指标,通过单因子和正交试验对其培养基成分和发酵培养条件进行优化,从而提高其抑菌活性。结果表明,优化后的培养基配方为:麸皮20 g/L,蛋白胨25 g/L,MgSO_4·H_2O 0. 2 g/L,CaCl_20. 1 g/L,FeSO_4·7H_2O 0. 1 g/L,NaH_2PO_4·H_2O 0. 5 g/L,K_2HPO_40. 5 g/L;最适发酵培养条件为:接种量1%、摇床转速130 r/min、温度20℃、装液量50 mL(250 mL的摇瓶装液50 mL)、初始pH值为6. 0。在优化的发酵条件下,FJAT-45551发酵液对番茄青枯病菌(Ralstorinia solanacearum)FJAT-91的抑菌圈直径达30. 82 mm,较优化前的抑菌圈直径增加了9. 09 mm,抑菌活性提高了41. 83%。     

短小芽胞杆菌的益生作用及其生物降解功能

短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)是一种重要的微生物资源,能够分泌活性较强的代谢产物,在农业、工业、医药等领域具有良好的应用前景.就目前短小芽胞杆菌对动植物的抗菌、抗病毒、改善农作物品质等益生作用及其生物降解功能进行综述,总结并分析降解过程中可能存在的问题,为进一步研究短小芽胞杆菌的生物学功能及其在多个领...     

全基因组测序技术对沙门氏菌血清型和耐药性的预测能力分析

【目的】评价全基因组测序技术在沙门氏菌血清型和耐药性检测方面的应用能力。【方法】对我国1950–2015年分离的290株鸡源沙门氏菌用常规检测方法进行了血清分型和药敏试验;提取全基因组进行测序,应用SeqSero和ResFinder数据库分析沙门氏菌的血清型和耐药性;对用常规检测方法和全基因组测序分析方法得到的血清型和耐药性结果进行比较,分析两种方法所得结果的符合性情况。【结果】沙门氏菌的主要血清型为肠炎和鸡白痢(≥84.5%),常规检测方法和全基因组测序分析方法在沙门氏菌血清分型方面的总体符合率为97.6%。对11种抗菌药物的最小抑菌浓度(MIC)检测结果显示,沙门氏菌对磺胺异噁唑(39.3%)、氨苄西林(39.0%)和粘菌素(39.0%)的耐药率较高,对其他抗菌药物的耐药率较低。全基因组测序分析能够100%预测美罗培南、氟苯尼考、阿奇霉素和阿莫西林/克拉维酸的耐药性,而且对恩诺沙星、四环素、复方新诺明、氨苄西林、头孢噻呋、磺胺异噁唑的预测符合率均超过95.0%。【结论】本研究结果表明,全基因组测序技术对沙门氏菌的血清分型和耐药性的预测具有较高的准确性和敏感性,是分析沙门氏菌血清型和...     

中国假野菰属(列当科)一新记录种——泰国假野菰

报道了中国假野菰属(列当科)一新记录种——泰国假野菰(Christisonia siamensis Craib)。结果表明:该种与假野菰(C.hookeri Clarke)的主要区别是花萼黄色或白色,有时暗紫色,具有独特的三角状花萼齿;花冠裂片紫色,下唇裂片中部有一黄色斑点并延伸至花冠筒内侧;花丝光滑,花药一室,粘合,通常明显有距,距的基部具圆锥形的突起;顶端有开裂的毛孔。     

菌株YN145对稻瘟病菌黑色素合成的影响及全基因组分析

【背景】枯草芽孢杆菌YN145是一株从湖南省桃江县的健康稻株中分离的细菌,前期研究中该菌对稻瘟病菌拮抗效果显著,在生物防治方面有很大的应用潜力。【目的】深入研究该菌株的生防机制并挖掘次级代谢产物基因资源。【方法】在4株稻瘟病菌生防菌中,选择其胞外抗菌物质抑制稻瘟病菌黑色素合成效果最佳的菌株YN145,采用紫外-可见分光光度计在波长400 nm处测定胞外和菌丝体内黑色素液的吸光度值,采用菌丝生长抑制平板法和分生孢子萌发抑制法测定抑菌活性。采用PacBio第三代测序和IlluminaHiSeq第二代测序相结合的技术对菌株YN145进行全基因组测序,并对测序数据进行组装,注释预测基因的功能,分析次级代谢产物合成基因簇。【结果】菌株YN145的胞外抗菌物质能较好地抑制稻瘟病菌黑色素合成、分生孢子萌发和菌丝生长。菌株YN145全基因组大小为4 167 871 bp,GC含量为43.86%,编码序列(coding sequence, CDS)数量为4 294个;共找到85个tRNA、30个rRNA和92个sRNA。同时预测到5个已知的次级代谢产物合成基因簇,分别编码合成bacillaene、bac...     

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) JJYY防控土传病害效果评价及其全基因组测序分析和抗菌成分鉴定

【背景】土传病害是世界农业可持续发展的关键限制因子,在我国蔬菜和中药材上发生日趋严重,引起严重的连作障碍。生物防治对环境和农产品安全,是目前研究的热点和重点。【目的】明确对土传病原菌具有广谱抗菌活性菌株JJYY的种类及其防控效果和主要抗菌产物,为新型生物农药开发奠定基础。【方法】结合扫描电镜观察、生理生化分析和16S rRNA基因扩增测序技术鉴定菌株JJYY。分别利用比浊法和菌丝生长抑制法测定该菌提取物对4种土传病原细菌和5种土传病原真菌的EC₅₀,利用盆栽试验评价对番茄青枯病等病害的防控效果。利用二代Illumina NovaSeq与三代PacBio Sequel相结合测序技术对菌株JJYY进行全基因组测序,使用PGAP等软件进行基因注释等分析,利用反相制备液相色谱和质谱初步分离鉴定抗菌物质。【结果】菌株JJYY是一株贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）,该菌提取物对4种土传细菌和5种土传真菌的EC₅₀分别为0.940-1.092 mg/mL和2.733-3.678 mg/mL。对番茄青枯病、菊花根腐病和辣椒枯萎病的最高防效在80.00%-87.74%之间,与化学药剂链霉素或噁霉灵无显著差异（P>0.05）。该菌基因组大小为3 929 792 bp,编码3 895个基因,与B.velezensis JS25R和B.subtilis 168具有3 445个和2 997个同源编码基因。预测该基因组共有12个次级代谢产物合成功能基因簇。从该菌株提取物中共分离出9种抗菌组分,其中2个初步判定为已知大环内酯类抗生素macrolactin D和7-O-malonyl-macrolactin A。【结论】菌株JJYY是一株对土传病原细菌和真菌病害均有较高防效的贝莱斯芽孢杆菌,该菌基因组与已知贝莱斯芽孢杆菌不同,并产生多种已知和未知的抗菌物质,继续深入分析鉴定其抗菌物质和抗菌机制将为开发新型高效的生物农药奠定良好基础。     

一株花椒根腐病拮抗菌的分离鉴定及全基因组序列分析

【背景】花椒根腐病的防治一直是生产中难以解决的问题,优良生防菌的筛选是微生物菌剂研发的重要方向。【目的】解析花椒根腐病拮抗菌T-1的遗传信息,深入挖掘其拮抗基因簇资源,揭示该菌的拮抗机制。【方法】采用平板对峙法、形态观察、生理生化测定结合分子生物学等方法进行拮抗菌的分离鉴定,同时对菌株进行全基因组测序,并对其序列进行分析及比较基因组学分析。【结果】分离获得的菌株经鉴定为贝莱斯芽孢杆菌,编号T-1,该菌对花椒根腐病的抑制率可达72%,可使菌丝前端的生长严重受阻,抑菌谱检测和花椒根片的离体拮抗试验结果表明,拮抗菌T-1具有较广的抑菌活性且离体状态下对花椒根片具有一定的拮抗作用。其全基因组序列数据提交到NCBI的SRA数据库中获得登录号为SRX11086663,基因组总长为3 886 726 bp,GC含量为46.42%,全基因组中有4015个编码基因,占总基因组的89.74%,比较基因组学分析结果显示,菌株T-1与贝莱斯芽孢杆菌模式菌株FZB42相似性高,拮抗基因簇预测结果发现B. velezensis T-1基因组序列中有12个编码次级代谢产物基因合成簇,其中8个与已知功能基因簇高度相似...