海产品嗜冷菌波罗的海希瓦氏菌中3个冷激蛋白功能分析

【目的】波罗的海希瓦氏菌是冷藏海产品中常见的腐败菌,而该菌中关于冷激蛋白的功能研究尚未见报道。本研究从分子生物学角度分析波罗的海希瓦氏菌中3个冷激蛋白各自的功能。【方法】采用BEAST软件分析γ-变形菌纲中部分食源性微生物的冷激蛋白进化时间,接着利用实时荧光定量PCR方法检测波罗的海希瓦氏菌3个冷激蛋白基因的表达规律,进而构建3个冷激蛋白的基因敲除株,分析敲除株在不同温度和不同环境胁迫条件下的生长状况、群体感应现象以及致腐能力,最后构建3个冷激蛋白的异源表达菌株并分析它们在不同温度和不同环境胁迫条件下的生长状况。【结果】波罗的海希瓦氏菌中鉴定到3个冷激蛋白,分别为cspC、cspD、cspG。所有γ-变形菌纲的cspD基因单独聚成一支,并于1 109.6百万年前与其他csp基因相分离,波罗的海希瓦氏菌的cspC和cspG在858.8百万年前互相分开。cspG基因是波罗的海希瓦氏菌低温生存的必需基因,且广泛响应环境胁迫条件;cspC基因对cspG基因功能的实施起辅助作用;cspD不响应冷激,但却会随生长阶段的变化而发生变化。此外,cspC基因和cspG基因在低温条件下与细菌的致腐能力相关。【结论】波罗的海希瓦氏菌3个冷激蛋白基因各有不同,且cspC基因和cspG基因与该菌致腐能力有关,这为今后研究腐败菌的冷适应和致腐机制提供了新思路。     

极端嗜盐古菌中CRISPR结构的生物信息学分析

摘要：【目的】利用生物信息学方法了解目前拥有全基因组序列的极端嗜盐古菌中CRISPR结构的特征。【方法】通过比对,保守性分析,GC含量分析,RNA结构预测等方法对已有全基因组序列的嗜盐古菌基因组进行研究。【结果】在5株嗜盐古菌基因组中发现CRISPR结构,在leader序列内得到具有回文性质的保守motif。发现在大CRISPR结构内repeat序列具有很强的保守性。同时根据第四位碱基的不同,repeat序列可形成两类不同的RNA二级结构。【结论】leader序列中回文结构的发现对其可能为蛋白结合位点的假     

一种新的异育银鲫病原———腐败希瓦氏菌

【目的】江苏盐城一家养殖场的异育银鲫暴发疾病,通过对病原进行研究,旨在为该病的防治提供理论依据和参考。【方法】从病鱼体表病灶和内脏中分离出优势菌株,经人工感染试验证实为病原菌。采用传统的形态、生理生化表型鉴定与16S rDNA序列分析相结合的方法确定菌株的分类地位。运用K-B琼脂法对病原菌株进行药物敏感性测定。【结果】综合菌株形态、生理生化表型以及16S rDNA序列分析的结果,确定该分离株为腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)。回接感染试验证实腐败希瓦氏菌即是导致此次异育银鲫发病死亡的致病原,其半数致死量(LD50)为2.1×103cfu/g。该株腐败希瓦氏菌对吡哌酸、萘啶酸、氟哌酸、氟啶酸、氟苯尼考、利福平、美满霉素、氟罗沙星、恩诺沙星、复达欣、菌必治、先锋Ⅳ、罗红霉素和左氟沙星等抗生素敏感。【结论】首次报道了异育银鲫一种新的病原,说明腐败希瓦氏菌作为一种潜在的新病原也可能会对异育银鲫的养殖造成威胁。     

炭疽芽胞杆菌中CRISPR位点

【目的】考察炭疽芽胞杆菌中规律成簇的间隔短回文序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)位点多态性情况及基于CRISPR位点多态性的分子分型方法是否在炭疽芽胞杆菌分型中适用。【方法】下载NCBI数据库中6株炭疽芽胞杆菌基因组并截取其中CRISPR位点片段序列。根据炭疽芽胞杆菌内CRISPR位点信息,设计相关引物,以193株炭疽芽胞杆菌基因组为模板PCR扩增CRISPR位点片段,测序。本地Blast比对截取序列及测序结果,查看CRISPR位点在炭疽芽胞杆菌中的多态性情况,并比较炭疽芽胞杆菌与蜡样芽胞杆菌和苏云金芽胞杆菌内CRISPR位点情况。【结果】炭疽芽胞杆菌内CRISPR位点不存在多态性。【结论】基于CRISPR位点多态性的分子分型方法不适用于炭疽芽胞杆菌分型,但可以用于区分炭疽芽胞杆菌与蜡样芽胞杆菌和苏云金芽胞杆菌。     

一株具有广谱抗菌活性炭样小单孢菌的全基因组序列测定

【目的】炭样小单孢菌JXNU-1是一株具有广谱抗菌活性的放线菌,研究揭示该菌的基因组序列信息。【方法】采用高通量测序技术对炭样小单孢菌JXNU-1的基因组DNA测序,利用SOAPdenovo软件组装,人工PCR修补基因组部分缺口,然后进行生物信息学分析。【结果】对炭样小单孢菌JXNU-1的全基因组序列进行了测定和注释,得到基因组精细图,相关序列已提交GenBank,获得登录号为JXSX00000000。【结论】研究为揭示炭样小单孢菌JXNU-1抗生素产生机制及其抗菌机理提供了基础数据,对进一步研发其抗生素具有重要的理论意义和巨大的应用价值。     

产甲烷古菌中CRISPR簇的研究

【目的】通过对51个产甲烷古菌基因组中成簇的规律间隔短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)的组成和来源进行研究,推测产甲烷古菌与环境中其他微生物的物质交换和相互作用,在基因组水平上阐述产甲烷古菌之间的遗传差异。【方法】利用CRISPRdb和CRISPRFinder,找出产甲烷古菌基因组中所有潜在的CRISPR簇。对CRISPR簇的基本组成部分进行分析:利用BLASTCLUST对重复序列(Repeat)进行分类;分别将间隔序列(Spacer)与Refseq病毒基因组、Refseq质粒基因组和Refseq产甲烷古菌基因组进行比对,从而获得间隔序列的物种来源和功能信息的注释。【结果】在51个产甲烷古菌中共找到了196个CRISPR簇,这些CRISPR簇中包含了总共4 355条间隔序列。在这些产甲烷古菌中,CRISPR簇的分布是不均匀的,且每个物种的间隔序列数量与其CRISPR簇数量是不成正比的。在对重复序列进行分类之后,发现Mclu1是分布最广且最具代表性的一类重复序列。在4 355条间隔序列中有388条具有物种注释信息,266条具有功能注释信息。从CRISPR簇间隔序列的来源来看,产甲烷古菌曾受到来自Poxiviridae、Siphoviridae以及Myoviridae属病毒的攻击,并且产甲烷古菌之间存在比较广泛的遗传物质交换。【结论】产甲烷古菌基因组中的CRISPR簇在组成和来源上存在较大的差异,这些差异与它们的生存环境有较大的关系。从CRISPR簇的角度阐述了产甲烷古菌之间基因组序列的差异。     

聚苹果酸生产菌出芽短梗霉CCTCC M2012223的全基因组测序及序列分析

【目的】解析出芽短梗霉CCTCC M2012223的基因组序列信息,分析其代谢产物聚苹果酸、黑色素、普鲁兰多糖合成相关基因,为深入研究遗传多样性和代谢工程改造提供序列背景信息。【方法】使用Illumina Hi Seq高通量测序平台对出芽短梗霉CCTCC M2012223菌株进行全基因组测序,并对测序数据进行序列拼接,基因预测与功能注释,COG/GO聚类分析,比较基因组学分析等。下载其他5株出芽短梗霉基因组序列,比较分析6株菌的种内同源基因、全基因组进化以及代谢产物合成相关基因。【结果】出芽短梗霉CCTCC M2012223基因组序列全长30756831 bp,GC含量47.49%,编码9452个基因。比较基因组分析表明出芽短梗霉CCTCC M2012223的基因组组装长度最长,6株菌的同源基因数达到7092个,普鲁兰多糖和聚苹果酸合成相关基因的蛋白序列有很高的保守性。出芽短梗霉CCTCC M2012223和Aureobasidium pullulans var.melanogenum亲缘关系最近,而这2株菌的黑色素合成相关基因的蛋白序列有一些插入和突变。【结论】本研究解析了出芽短梗霉CCTCC M2012223的基因组序列信息,获得黑色素、普鲁兰多糖和聚苹果酸合成相关基因,为后续的代谢机制解析和改造提供相关依据。     

志贺菌CRISPR的检测及其与耐药的关系

【目的】检测志贺菌成簇规律间隔的短回文重复序列(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR),并分析其与志贺菌耐药的关系。【方法】根据CRISPR DB数据库公布的志贺菌确定的CRISPR结构序列CRISPR-S2、CRISPR-S4和可能的CRISPR结构序列CRISPR-S1、CRISPR-S3设计四对引物,对60株志贺菌进行PCR扩增。采用CRISPR Finder分析CRISPR,采用改良K-B药敏纸片法检测志贺菌耐药情况,并分析CRISPR-S4与耐药的关系。【结果】确定的CRISPR结构的总阳性率为95%,四个CRISPR位点组成12种CRISPR谱型(A-L),除K型外均含确定的CRISPR结构,新发现1种重复序列和12种间隔序列。60株志贺菌的多重耐药率为53.33%。CRISPR-S4阳性菌株与阴性菌株之间,耐药的分布差异无统计学意义,但多重耐药菌株和耐TE菌株CRISPR-S4的重复序列多为R4.1,其3’末端缺失碱基AC;多重耐药菌株CRISPR-S4的间隔序列多为Sp5.1、Sp6.1和Sp7。【结论】CRISPR在志贺菌中广泛分布。CRISPR重复序列的变异和间隔序列的多样性可能与志贺菌耐药有关。     

副溶血弧菌海产品分离株tdh基因及其临近区域结构分析

摘要：【目的】初步探索副溶血弧菌海产品分离株tdh基因区域的结构特征。【方法】采用长距离PCR和基因步移技术进行tdh基因侧翼序列扩增,测序验证后拼接成疑似毒力基因片段,将所获序列与NCBI数据库进行比较,初步明确tdh基因侧翼序列的结构与功能。【结果】海产品分离株ZS34与参考菌株 RIMD2210633的tdh基因区域（VPA1310-VPA1327）结构基本一致,核苷酸同源性达98.3%;而FJ14与WZ64株基因组中的tdh基因均与tdh3的同源性最高,在基因组中的位置也不同于ZS34株和参考菌株     

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。     

三株固氮类芽孢杆菌的特点及其对中国青菜的产量和土壤酶活性的影响

【目的】本研究分析三株固氮菌PGPR性状特征及其对中国青菜产量和土壤酶活的影响。【方法】氮(N)-修复(固氮)细菌被认为是一种能够促进植物生长和增产的施氮方式。在本研究中,我们用无氮培养基分离出了30株根际固氮细菌:11株来自小麦根际,16株来自中国青菜根际和3株来自莲花根际。基于16S r DNA序列分析,对小麦、中国青菜和莲花等植物根际中属于类芽孢杆菌属的主要固氮细菌进行研究。【结果】本研究从这30株固氮菌中筛选出三株属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus)的细菌,分别命名为P-4、W-7和L-3,它们的固氮酶活性不但高于对照组(圆褐固氮菌),而且可以有效抑制两种或三种植物病原菌的生长,即核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)、玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)和棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)。菌株W-7还具有溶解难溶磷的能力,中国青菜在接种菌株W-7和L-3后,其鲜重显著增加,同时改变了田间土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性;而接种了菌株P-4对植物的生长和酶活性没有显著的影响。【结论】土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性与中国青菜的生物量呈正相关。同时,菌株W-7和L-3具有促进植物产量和提高土壤质量的良好潜力。     

Role of RpoS in stress resistance,biofilm formation and quorum sensing of Shewanella baltica

Shewanella baltica is one of the most important bacterial species contributing to spoilage of seafood. Principally, RpoS has been recognized as the central regulator of stress resistance in many bacterial species. However, little is known about the role of RpoS in S. baltica. In this study, an rpoS mutant of S. baltica was constructed and analysed for its functions. The results showed that the survival rate of rpoS mutant decreased when treated with heat, ethanol and H₂O_2, while increased the resistance to NaCl. Moreover RpoS promoted the biofilm formation of S. baltica at 30°C, while declined at 4°C. Interestingly, the rpoS-deficient mutant showed increased swimming motility. Furthermore, the results revealed that the production of quorum-sensing (QS) signals such as cyclo-(l -Pro-l -Leu) and cyclo-(l -Pro-l -Phe) reduced in rpoS mutant. Mainly, rpoS positively regulated QS response regulators, as the expression of all luxR genes in rpoS mutant significantly decreased relative to wild type. This study reveals that RpoS is a major regulator involved in stress responses, biofilm formation and quorum sensing system in S. baltica. The present work provides significant information for the control of microbiological spoilage of seafood.     

Complete genome sequence provides insights into the quorum sensing-related spoilage potential of Shewanella baltica 128 isolated from spoiled shrimp

Shewanella baltica 128 is a specific spoilage organism (SSO) isolated from the refrigerated shrimp that results in shrimp spoilage. This study reported the complete genome sequencing of this strain, with the primary annotations associated with amino acid transport and metabolism (8.66%), indicating that S. baltica 128 has good potential for degrading proteins. In vitro experiments revealed Shewanella baltica 128 could adapt to the stress conditions by regulating its growth and biofilm formation. Genes that related to the spoilage-related metabolic pathways, including trimethylamine metabolism (torT), sulfur metabolism (cysM), putrescine metabolism (speC), biofilm formation (rpoS) and serine protease production (degS), were identified. Genes (LuxS, pfs, LuxR and qseC) that related to the specific QS system were also identified. Complete genome sequence of S. baltica 128 provide insights into the QS-related spoilage potential, which might provide novel information for the development of new approaches for spoilage detection and prevention based on QS target.     

嗜热链球菌CRISPR-Cas系统的检测

【目的】CRISPR-Cas系统为嗜热链球菌抵抗噬菌体等外源基因元件提供获得性免疫,分析NCBI中已公开发表全基因组序列的9株嗜热链球菌所含CRISPR-Cas系统的数目和类型,对实验室相应菌株的CRISPR-Cas系统进行检测。【方法】利用生物信息学方法对NCBI中9株已测序嗜热链球菌所含CRISPR-Cas系统进行分析,根据其Cas基因序列设计引物,对实验室嗜热链球菌菌株的Cas基因进行扩增、测序,分析实验室6株嗜热链球菌的CRISPR-Cas系统情况。【结果】9株标准菌株均含不同数目的CRISPR-Cas系统,其类型主要为Ⅱ-A型、Ⅲ-A型和Ⅰ-E型,各类型的标志Cas基因高度保守。6株供试菌中,S4仅含Cas9基因,其它5株均含有Cas9基因、Cas10基因和Cas9*基因,79和KLDS3.0207还含有Cas3基因。【结论】可根据标准菌株高度保守的Cas基因设计引物,预测未知嗜热链球菌所含CRISPRCas系统的数目和类型。S4仅含1个Ⅱ-A型CRISPR-Cas系统,其它5株均含有2个Ⅱ-A型CRISPR-Cas系统和1个Ⅲ-A型CRISPR-Cas系统,此外,79和KLDS3.0207均含有1个Ⅰ-E型CRISPR-Cas系统。     

一株耐盐甲基杆菌Methylobacterium sp.W-1的分离及促生潜能研究

[背景] 多种甲基杆菌属细菌对寄主植物有促生作用,其分布区域较广。筛选具有耐盐与促生特性的甲基杆菌属菌株可为微生物菌肥的开发提供依据。[目的] 从新疆乌尔禾地区盐渍土壤中筛选耐盐促生菌,对其培养基成分进行优化及促生能力进行研究,为微生物菌肥的开发提供依据。[方法] 采用阿须贝无氮培养基筛选耐盐菌株,对菌株进行基因序列分析及生理生化测定,采用平板试验法初步研究该菌对拟南芥的生长影响。[结果] 筛选出中度耐盐菌株W-1,经鉴定为甲基杆菌属（Methylobacteriumsp.）。菌株生长最佳无机盐为NaCl,最适浓度为1%–3%,最高耐受浓度达7%。最佳氮源为酸水解酪蛋白,产生长素最高达33.53 mg/L。溶磷能力达28.71 mg/L。菌株W-1接种拟南芥幼苗后叶绿素a和叶绿素b含量均高于对照组,同时对其根系发育有显著的促进作用。[结论] 菌株W-1促生性能显著,可为生物肥料制备提供菌种资源。     

2株草螺菌的鉴定及其对煤矸石胁迫下香根草的促生作用

【背景】植物-微生物联合修复技术在减轻环境胁迫作用、增强植物抗性、改善矿区景观等方面发挥重要作用,其中根际促生菌可与植物相互作用,促进植物生长,增强植物对非生物胁迫的耐受性。【目的】鉴定铜尾矿中分离得到的2株根际细菌,研究其对植物生长的促生特性,测定2株菌的接种对于煤矸石胁迫下香根草的影响。【方法】对铜尾矿中分离得到的2株菌进行16S rRNA基因序列鉴定和扫描电子显微镜观察,对菌株的促生特性进行测定,并将其分别接种于覆土5 cm的煤矸石和掺土10%的煤矸石中生长的香根草根际,测定2个月后香根草的理化指标和生理学指标。【结果】菌株P5-11和P5-19经鉴定均为草螺菌(Herbaspirillum),2株菌均具有固氮、溶磷、产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)和产铁载体的特性,其中P5-19的产吲哚乙酸能力约为P5-11的2倍,具有较好的促生能力;2株菌均能提高香根草的株高、生物量、氮积累量和抗氧化酶活性,并降低丙二醛积累量。【结论】2株草螺菌均具有良好的促生特性,能够促进煤矸石胁迫下香根草的生长发育,这不仅为促生菌肥的研制提供了优良菌种,也为香根草在矿区生态恢复中的应用提供了参考价值。     

Nisin高产菌株的高通量筛选

【目的】乳酸链球菌素(nisin)是一种天然生物活性抗菌肽,对包括食品腐败菌和致病菌在内的许多革兰氏阳性菌具有强烈的抑制作用,而用作食品的防腐剂。本研究通过建立高通量筛选方法,实现高效快速省力的高产菌株筛选,为工业上筛选高产菌株提供研究方案。【方法】通过对Lactococcus lactis ATCC11454菌株进行紫外诱变,获得2511株突变株。利用Biomek FXP自动工作站建立96微孔板的高通量筛选方法,突变株经高通量挑选、菌种培养及菌液稀释后,加入到生长至对数中期的藤黄微球菌中,采用改进后的比浊法快速检测nisin生物活性。用此方法对突变株进行初筛、复筛后可得到nisin高产菌株,并通过摇瓶发酵评估高通量筛选方法。【结果】确定比浊法检测的条件为:nisin活性稀释在10–25 IU/m L范围内,与藤黄微球菌反应2 h后检测藤黄微球菌的菌体量(OD600)。2511株突变株经过2轮高通量筛选,最终获得约50株产量提升的菌株,对其中8株进行摇瓶精确测量,显示产量均有提高,并且其中一株产量提升了30%,成功建立了高通量筛选nisin高产菌株的方法。【结论】利用比浊检测法,在其基础上成功建立高通量筛选高产nisin菌的方法,经过初筛复筛,整个周期由1人耗时5 d即可完成2511株突变株的筛选工作。相较于传统的选育方法,高通量筛选具有快速、稳定、高效的特点,提高了筛选效率,缩短了选育周期,是工业上筛选高产nisin菌的有效手段。     

2018年我国19株猪链球菌4型分离株的病原学特征及分析

[背景]近年来,猪链球菌4型(Streptococcus suis serotype 4,SS4)分离率逐渐上升,但是有关SS4的系统研究报道匮乏.[目的]研究19株SS4临床分离株的病原学特征.[方法]以2株猪链球菌2型(Streptococcus suis serotype 2,SS2)强毒株为参考菌株,对19株S...     

16S rRNA及rpoC1基因用于螺旋藻、节旋藻系统发育的比较北大核心CSCD

【目的】利用16S rRNA和rpoC1基因分子标记研究螺旋藻、节旋藻的系统发育关系,并对其区分能力进行比较。【方法】以84株螺旋藻、节旋藻为研究对象,对其进行16S rRNA、rpoC1基因序列的扩增、测序及分析,并对构建的系统发育树进行对比。【结果】rpoC1基因序列保守位点所占比例49.7%、平均G+C百分含量47.7%和序列相似度76%–100%明显低于16S rRNA基因序列的79.4%、55.6%和91%–100%,其变异程度高于16S rRNA基因;基于16S rRNA、rpoC1基因构建的系统发育NJ树拓扑结构基本一致,84株实验藻株分为2个属3个类群,其中仅F-351、F-904-2、F-1070和TJBC14-1藻株为螺旋藻,其余均为节旋藻;虽然2个基因都不能区分形态种和地理种,但rpoC1基因NJ树的置信度(100%)高于16S rRNA基因(99%),属内分群效果也明显优于16S rRNA基因。【结论】支持了螺旋藻、节旋藻为两个不同属的结论,且在属内分类时rpoC1基因比16S rRNA基因具有更高的区分度。