密旋链霉菌Act12发酵液对石油胁迫下紫花苜蓿幼苗生长及生理特性的影响

目的】考察密旋链霉菌Act12发酵液对石油胁迫下紫花苜蓿幼苗生长及生理特性的影响,探讨其缓解石油胁迫的作用机制。【方法】以‘中苜3号’紫花苜蓿作为供试植物,采用盆栽试验,考察3%（W/W）石油胁迫和不同浓度（0、1%、10%和100%）Act12发酵液处理下紫花苜蓿幼苗生长、根系构型、光合特性、渗透调节物质含量和抗氧化能力等指标的变化。【结果】相较于对照组（CK）,3%（W/W）石油胁迫显著抑制了幼苗的光合作用和生物量的积累,同时增加了丙二醛的积累,降低了可溶性糖和可溶性蛋白的含量,改变了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性。中低浓度（1%和10%）的发酵液处理可以有效缓解石油胁迫对紫花苜蓿幼苗的毒害,并以10%的Act12发酵液效果最佳;与不施用Act12发酵液处理相比,10% Act12发酵液处理幼苗的株高、地上部干重、地下部干重、茎耐受指数、根耐受指数、总根长、根表面积、根体积和根尖数均显著增加,地上部分和地下部分丙二醛（MDA）含量分别降低了42.49%和56.45%、可溶性糖含量分别增加了79.25%和89.83%、可溶性蛋白含量分别增加了167.63%和256.15%,根系SOD和POD活性分别提升了35.81%和57.33%。【结论】中低浓度的密旋链霉菌Act12发酵液能有效调节石油胁迫下紫花苜蓿幼苗的抗氧化酶活性和渗透调节能力,降低MDA含量,增强光合作用能力,增加生物量,提高抗性,有效缓解石油胁迫对幼苗生长的抑制。     

生防菌密旋链霉菌Act12中SPA7074缺失突变株的构建及其次级代谢产物鉴定

【目的】通过基因工程手段构建生防菌Act12转录调控因子SPA7074缺失突变株,并挖掘其中活性次级代谢产物资源和探讨其活性机理。【方法】利用同源重组方法敲除Act12基因组中可能的Tet R家族转录调控因子编码基因spa7074(accession number:KU955325),平板实验检测缺失突变株发酵液抑菌活性的变化,并通过HPLC比较代谢图谱,然后通过质谱及核磁共振对差异峰对应化合物进行结构鉴定。【结果】SPA7074缺失突变株对几种病原真菌的拮抗活性显著增强,比较代谢图谱表明出现数个差异峰,将最显著差异峰所对应化合物进行分离纯化鉴定,结果为寡霉素D。【结论】本研究通过基因工程手段敲除生防菌株Act12中的负转录调控转录因子,使得突变菌株抑菌活性显著增强,并获得了产量达野生型菌株7倍的寡霉素D高产菌株Δspa7074。     

角蛋白酶基因gm2886在密旋链霉菌ACT12中的表达及鉴定

通过生物信息学分析,在本实验室分离得到的1株羽毛高效降解菌微白黄链霉菌Fea-10基因组中发现基因gm2886(GenBank Accession Number:KY368946)可能编码一新的角蛋白酶,通过在该基因5'端和3'端分别连接红霉素抗性基因启动子(PermE)和组氨酸标签编码序列并构建在大肠杆菌-链霉菌穿梭质粒pSET152上,接合转入密旋链霉菌Streptomyces pactum ACT12,从而实现了异源表达,蛋白纯化后对其酶学性质进行了研究。实验结果表明,带有组氨酸标签编码序列的gm2886在密旋链霉菌ACT12中可以表达分泌得到1个大小约为36 kDa的蛋白。多种底物检测表明异源表达得到的重组蛋白GM2886-His6具有蛋白酶活性,可以降解水不溶性的天青角蛋白和羽毛粉;其最适温度和pH分别为50℃和pH 10.0。PMSF可抑制GM2886-His6的酶活,而EDTA不能,说明该酶为丝氨酸蛋白酶。本研究为从分子水平上解析羽毛高效降解菌Fea-10的活性机理,从而进一步开发其应用潜力提供了基础,同时可为该类蛋白酶的研究提供借鉴。     

天蓝色链霉菌中分化发育基因参与同源性重组

在天蓝色链霉菌中,ＳＣＰ２＾＊质粒接合转移频率的快增长,ＳＣＰ２＾＊质粒介导的质粒同源性重组频率的快增长与气生菌丝的形成同步。在１株ｂｌｄ基因突变株中,３株ｗｈｉ基因突变株中,测定ＳＣＰ２＾＊质粒接合转移及其介导的质粒同源性重组,结果表明,除ｗｈｉＡ基因突变导致质粒接合转移频率不稳定外,其余３个基因突变对质粒接合转移不产生影响,但在所测定的４个基因突变株中,质粒同源性重组的频率降低超过１０掊。     

链霉菌形态分化基因——白基因的研究

白基因(ｗｈｉ)是一类在链霉菌形态分化过程中具有重要作用的基因。由于这些基因的突变阻断了气生菌丝到孢子形成这一形态分化过程,相应的突变株在延时培养条件下仍保持白色的表型而得名。1972年,Ｈｏｐｗｏｏｄ和Ｃｈａｔｅｒ将50多个天蓝色链霉菌(Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓｃｏｅｌｉｃｏｌｏｒ)白色突变株分成9个形态类型(ｗｈｉＡ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅ,Ｆ,Ｇ,Ｈ,和Ｉ),并通过遗传作图将它们定位在了8个不同的基因位点上[1]。1975年,Ｃｈａｔｅｒ等通过分析双突变株的表型确定了五个白基因(ｗｈｉＡ,Ｂ,Ｇ,Ｈ和Ｉ)的上位关系[2]。在上述已确定的8…     

链霉菌形态分化与次级代谢产物合成的研究进展

链霉菌是一类具有复杂的形态分化周期和强大的次级代谢能力的高GC含量的放线菌,能够利用其初级代谢产生的前体化合物和能量,合成多种结构复杂、功能多样的具有生物活性的次级代谢产物,在农业、食品、畜牧业、工业以及医药研究等领域都具有重要的价值。在链霉菌的形态分化后期常常伴随着次级代谢产物的生物合成,并且两者都受到复杂的网络调控;同时链霉菌的形态对次级代谢产物的产量和种类造成很大影响。对链霉菌生长周期的全面理解将加深对链霉菌形态分化与次级代谢产物合成关系的认识。本文将对链霉菌的形态分化过程、形态分化和抗生素合成两者共同的调控因子以及链霉菌形态与抗生素产量之间的关系进行综述,这将有助于理解抗生素的合成过程,也将会在缩短发酵周期、构建高产工程菌株、新型杀菌剂的研发以及新型抗生素的合成等方面给予我们启发。     

链霉菌调控蛋白DasRABC的研究进展

越来越多的研究证明DasR及其相邻的DasABC转运蛋白超家族在链霉菌代谢和形态分化中发挥重要调控作用。就DasR的结构、调控序列特点及其与DasABC的关系、DasRABC调控链霉菌发育及次生代谢、DasRABC与链霉菌营养利用等几方面讨论调控蛋白DasRABC的研究进展。     

南昌链霉菌代谢产物与代谢工程研究现状的回顾与展望

南昌链霉菌是从江西农业大学校园油茶根际土壤中分离筛选到的一株链霉菌新种,它至少可以产生两种具有重要应用和基础研究价值的抗生素——南昌霉素和梅岭霉素。在国家自然科学基金、国家科技攻关计划、上海市科委的资助下,对这一链霉菌新种进行了多年全面系统的研究,本文对此进行了全面的回顾,并对后续研究进行展望。     

三种不同菌落形态的林肯链霉菌发酵特性的研究

考察三种不同形态的林肯链霉菌在种子培养、发酵过程中的一些发酵特性,在馒头状,草帽状和梅花状三种茵落形态中,梅花状茵落的发酵单位最高,其发酵单位比草帽状的高11％,比馒头状的高出8．3％。     

圈卷产色链霉菌san7324和san7324L基因阻断对形态分化和尼可霉素产生的影响

【目的】圈卷产色链霉菌全局性调控基因wblA阻断突变后,尼可霉素不再产生。RNA-seq和转录分析表明san7324基因在野生型菌株中可以正常转录,而在wblA阻断突变株(ΔwblA)中不能转录,为此本文旨在揭示san7324与尼可霉素产生的关系。【方法】利用同源双交换策略对san7324进行基因阻断,而后通过基因遗传回补及对尼可霉素生物合成相关基因的转录分析等方法研究san7324的功能。【结果】在相同培养条件下,阻断突变株Δsan7324与野生型菌株相比失去了合成尼可霉素的能力。我们通过同源比对发现圈卷产色链霉菌中还存在一个与san7324同源的基因san7324L,该基因的阻断导致尼可霉素产量降低。当san7324和san7324L两个基因同时被阻断后,得到的突变株Δsan7324-san7324L生长稀疏而且不能正常发育分化形成灰色表型的孢子或孢子链,只能形成白色表型的气生菌丝,同时也丧失了合成尼可霉素的能力。当这两个基因(san7324-san7324L)回补双突变株后,则恢复了野生型的表型(能形成孢子链并恢复尼可霉素的产生)。进一步的研究初步表明san7324和san7324L的阻断主要影响了尼可霉素生物合成基因簇中途径特异性调控基因sanG的转录水平,从而影响圈卷产色链霉菌的发育分化和尼可霉素的产生。【结论】该结果为链霉菌形态分化与生理代谢关系的研究提供了更多的证据,同时为多效调控基因wblA作用机制的阐明奠定了基础。     

Effect of biodelignification of rice straw on humification and humus quality by Phanerochaete chrysosporium and Streptomyces badius

The effect of biodelignification of rice straw by two different ligninolytic organisms, Phanerochaete chrysosporium (white-rot fungus) and Streptomyces badius (actinomycetes), on humus quality was investigated during a 56-day incubation at 30 °C. Lignin degradation, the release of humic extract (HE), humic acid (HA) and fulvic acid (FA), E4/E6 ratio of HA, and humification index (HI, HA/FA) were measured during the incubation. Lignin was degraded by both organisms, but to different extents. Lignin was degraded to 41% and 31% by P. chrysosporium and S. badius, respectively. HE released by P. chrysosporium and S. badius were, respectively, 2.10 and 2.13 times larger than that in the control at the maximum values. A significant correlation between lignin degradation and humus-related parameters involving HA fraction showed that both organisms are converting lignin to humic substances.     

灰色链霉菌YD3309菌丝体抗菌活性成分研究

采用生物活性跟踪法,从一株灰色链霉菌菌丝体中分离得到2个具有抑菌活性的化合物,通过核磁共振波谱和质谱等技术鉴定2个化合物的结构为新刺孢霉素A(1)和N-乙酰基色氨醇(2);化合物1首次从放线菌中分离得到。抑菌活性测定结果表明:化合物1和2对番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、茄子黄萎病菌(Verticillium dahliae)和辣椒枯萎病菌(Fusarium oxysporum)等多种蔬菜病原真菌有抑制作用,其中化合物1对番茄灰霉病菌和番茄早疫病菌菌丝具有强烈的抑制作用,化合物2对茄子黄萎病菌的菌丝具有强烈的抑制作用;化合物1对番茄灰霉病菌和番茄早疫病菌菌丝生长的半抑菌浓度(IC_(50))分别为30.6和28.8 mg/L,化合物2对茄子黄萎病菌菌丝生长的半抑菌浓度(IC50)为34.3 mg/L。     

疮痂链霉菌拮抗菌定向筛选及其功能评价

近年来由多种致病链霉菌引起的马铃薯疮痂病在我国普遍流行,且危害程度逐年加重,严重影响块茎的品质和商品价值。病原菌土传和种传,难以防控。利用拮抗微生物抑制病菌生长是目前防控疮痂病的重要措施。【目的】从病薯田土样中定向筛选对马铃薯疮痂病具有显著防效的菌种,研究其拮抗机制,评价其环境适应性,为开发可产业化应用的高效复合功能菌剂提供理论依据。【方法】通过平板对峙及盆栽试验研究目标菌株对主要病原菌疮痂链霉菌Streptomyces scabies的抑制效果;采用形态学、生理生化实验及分子生物学方法,确定其分类地位;结合高效液相色谱质谱联用方法分析相关抑菌活性物质。【结果】获得3株对致病链霉菌S. scabies具有显著拮抗功能的菌株HZ11-4、HS-12、HZ13-1,抑菌圈直径分别为34、29、30 mm,对马铃薯微型薯疮痂病的防效分别为68.57%、57.15%和65.96%。菌体革兰氏染色呈阳性,经鉴定均为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amylolique-faciens;3株菌皆可扩增出surfactin、iturin和fengycin等脂肽类物质合成酶相关基因片段,检测到上述脂肽类...     

利迪链霉菌K2对灰霉病菌的抑菌效果及抑菌物质鉴定

灰霉病是多种经济作物生产过程以及果蔬储藏运输中常见的病害,链霉菌能产生丰富的次级代谢产物,对灰霉病菌具有较好的抑制效果。【目的】筛选出更高效、功能更多的链霉菌,为针对灰霉病的生防菌剂的研发提供优良菌种。【方法】采用管碟法对菌株K2进行液体培养基的筛选及培养液活性的测定;双皿对峙等2种方法进行产挥发性物质对灰霉病菌的抑菌活性测定;通过16S rRNA基因序列分析进行菌株K2鉴定;高效液相色谱及液相色谱-质谱2种方法对培养液活性成分进行定性验证;顶空固相微萃取-气质联用对菌株K2产生的挥发性物质成分进行检测及鉴定。【结果】菌株K2在液体培养基A中产生的次级代谢物对苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌、核盘菌、杨树溃疡病菌和烟草赤星病菌等多种植物病原真菌均具有较强的抑制作用;K2产生的挥发性物质对灰霉病菌的抑制率达100%,且抑制效果与挥发性物质的量有关;菌株K2与利迪链霉菌(Streptomyces lydicus)亲缘关系非常接近,相似性为99%;培养液活性成分中含有谷氏菌素、丰加霉素和纳他霉素;在挥发性物质成分中发现了烯类、醇类、酯类及烷烃类等30种挥发性物质,其中含量较多的物质分别是2-met...     

异源重构白色链霉菌土霉素生产菌株

【目的】土霉素(oxytetracycline,OTC)属于第一代四环素类抗生素,对革兰氏阳性菌和阴性菌具有很好的抑菌效果,目前主要应用于畜牧业、水产养殖业和作为原料药生产二代、三代四环类抗生素。因此,在生产上具有提高产量、降低成本的迫切需求。为了解决工业菌株改造中面临着遗传操作比较困难、周期长的问题,我们通过异源重构白色链霉菌(Streptomyces albus)Del14并作为底盘生产菌株,进而评估该菌株OTC生物制造细胞工厂的潜力。【方法】通过理性工程重构,获得一系列衍生菌株Del14:Oxy、Del14:Oxy1K、Del14:Oxy1KΔotrR、Del14B:Oxy1KΔotrR。对上述菌株进行摇瓶发酵以及HPLC检测发酵产物;通过RT-qPCR检测OTC生物合成基因簇(otc cluster)相关结构基因的转录水平。【结果】S.albus Del14生长快、不结球,对OTC具有一定的耐受性。通过操纵簇内调控因子OtcR和OtrR,最终使重组菌株Del14B:Oxy1KΔotrR OTC产量在第6天达到了1.1 g/L,与原始生产菌株龟裂链霉菌(S.rimosus)M4018在第8天产量相当。【结论】本研究首次在S.albus Del14中异源表达了土霉素生物合成基因簇,初步证实了一个很有潜力的OTC生物制造底盘,为这一OTC生产菌株的进一步优化改造奠定了基础。     

A family 19 chitinase (Chit30) from Streptomyces olivaceoviridis ATCC 11238 expressed in transgenic pea affects the development of T. harzianum in vitro

Embryo axes excised from mature seeds of pea (Pisum sativum L.) cv. ‘Sponsor’ were used as explants for Agrobacterium-mediated transformation using pGreenII 0229 binary vectors. The vectors harbored a chimeric chitinase gene (chit30), driven by the constitutive 35S promoter or the elicitor inducible stilbene synthase (vst) promoter from grape (Vitis vinifera L.). The secretion signal of the bacterial chitinase gene from Streptomyces olivaceoviridis ATCC 11238 (DSM 41433) was replaced by the A. thaliana basic chitinase leader sequence. Functional properties of the recombinant gene were tested in tobacco as a model system before the long process of pea transformation was undertaken. Several transgenic pea clones were obtained and the transgenic nature confirmed by different molecular methods. The accumulation and activity of chitinase in stably transformed plants were examined by Western blot analysis and in-gel assays, which showed the presence of an additional 3 isoform bands. Using in vitro bioassays with Trichoderma harzanium as a model, we found an inhibition or delay of hyphal extension, which might indicate enhanced antifungal activity compared with non-transformed pea plants. Up to the 4th generation, the transgenic plants did not show any phenotypic alterations compared with non-transgenic control plants.     

一株抗茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的淀粉酶产色链霉菌的分离、鉴定及生防潜能

【背景】放线菌是一类重要的生防菌,具有强大的代谢活性,能产生抗生素、酶、酶抑制剂和激素等天然产物抑制病原物生长。【目的】从茶树根际分离得到放线菌,研究候选放线菌对茶炭疽菌和魔芋镰刀菌的抑菌活性及其生防潜能。【方法】分别以茶炭疽病致病菌Colletotrichum camelliae和魔芋茎腐病致病菌Fusarium solani为指示菌,采用土壤稀释涂布法、平板对峙法和菌丝生长速率法,从茶树根际土壤中分离、筛选拮抗放线菌,并根据菌株的形态特征、生理生化特性和系统发育分析结果对其进行分类鉴定,并开展候选放线菌的产促生相关物质和分泌细胞壁水解酶能力的定性检测试验。【结果】共分离得到14株拮抗放线菌,菌株A-dyzsc04-2的拮抗效果最强,被鉴定为淀粉酶产色链霉菌（Streptomyces diastatochromogenes）。该菌株的活菌体对C. camelliae和F. solani的抑制率分别为66.71%±1.23%和71.59%±2.46%,其无菌发酵滤液对2种指示菌的抑菌率均大于90%;此外,菌株A-dyzsc04-2还具有产嗜铁素和葡聚糖酶以及溶解无机磷的能力。【结论】菌株A-dyzsc04-2是一株优良的生防菌,具有较高的开发利用价值,研究结果为菌株A-dyzsc04-2防治茶炭疽病和魔芋茎腐病提供了理论支撑。     

藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和基因文库的构建北大核心CSCD

【目的】建立藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的遗传操作系统和基因文库,以便筛选次级代谢产物生物合成基因。【方法】利用大肠杆菌和链霉菌的属间接合转移的方法,以整合型载体pPM927、pSET152和复制型载体pJTU1278构建链霉菌遗传操作系统。以pCClFOS^(TM)载体,大肠杆菌EP1300^(TM)-T1~R为宿主菌构建Fosmid文库。随后,设计引物,利用"板池-行池-单克隆"的三级PCR方法对文库进行快速筛选。【结果】pPM927、pSET152和pJTU1278均成功转入藤黄生孢链霉菌NRRL 2401,其中pSET152载体的转化效率最高。构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401的基因文库,含2880个克隆,平均插入片段大小约为35 kb,空载率小于1%,文库覆盖率为99.99%,覆盖基因组16.5倍。同时,初步筛选出可能含有吲哚霉素生物合成基因簇的9个阳性克隆。【结论】成功构建了稳定高效的藤黄生孢链霉菌NRRL 2401遗传操作系统和高质量的基因文库,为克隆该菌中次级代谢产物生物合成基因簇以及进一步遗传改造奠定了基础。