用于蜜蜂和熊蜂肠道微生物分类的细菌16S rRNA数据库优化

蜜蜂和熊蜂是重要的传粉昆虫, 对农业生产及生态平衡的维持具有重要作用。近年来, 研究发现蜜蜂及熊蜂肠道内含有大量微生物, 其组成简单、特异。正常的肠道微生物群落对蜜蜂的生长、激素调节、致病菌抵抗等具有重要作用。随着高通量测序的发展, 研究者们也可快速获得传粉蜂肠道微生物组成, 这给生物多样性和物种保护及蜂类健康等的研究带来了便捷。但是由于蜜蜂和熊蜂肠道微生物群落均由特殊菌种组成, 目前的细菌16S rRNA数据库无法对其进行准确的分类, 并且部分东方蜜蜂(Apis cerana)特有的肠道微生物菌种缺乏16S rRNA序列信息。本文从来源于5个不同省份的东方蜜蜂肠道中分离得到在东方蜜蜂中普遍含有的Apibacter菌属纯菌, 获取其全长16S rRNA序列, 并对目前蜜蜂和熊蜂肠道的5个核心菌种的分类进行了综述, 对其分类和命名进行了修正。根据蜜蜂肠道微生物的明确分类, 在目前常用的SILVA细菌分类数据库基础之上对其进行了命名及分类优化, 并加入东方蜜蜂中普遍含有的Apibacter序列, 从而获得了优化数据库Bee Gut Microbiota-Database (BGM-Db)。通过1组东方蜜峰及1组西方蜜蜂(Apis mellifera)的肠道菌群高通量测序结果, 分析不同数据库的表现, 我们发现相比于SILVA和Ribosomal Database Project (RDP), BGM-Db对蜜蜂肠道16S rRNA高通量测序短序列实现了菌种级别的分类, 分辨率更高。     

基因组时代的放线菌系统分类学及其研究进展

由于放线菌在生物技术、医药卫生和环境治理等领域中的实际重要性,已经成为人们研究得最为深入的微生物类群之一。现代放线菌分类学是建立在对16S rRNA基因保守分子序列的系统发育学分析基础上、综合利用多种微生物信息的多相分类学(polyphasic taxonomy)。随着大规模基因测序技术的飞速发展,已经完成了超过100株放线菌的全基因组序列。近年来发展起来的"基因组系统发育学"有助让人们更加系统地理解放线菌类群的发生、演化,以及不同生境类群之间的相互关系。随着越来越多的以系统发育学为指导的基因组测序研究项目,例如"细菌和古菌基因组百科全书(Genomic Encyclopedia of Bacteria andArchaea,GEBA)计划"的出现,标志着放线菌系统学进入了基因组学研究时代。本文对基因组时代的放线菌系统学方法,以及国内外的相关研究成果进行综述。     

基因组分析方法在微生物分类学中的应用

细菌分类学始于19世纪后半叶,当时主要是以表型标记和生理生化特性为基础的简单分类,之后DNA-DNA分子杂交、16S rRNA基因序列分析方法的出现给微生物分类带来了极大的便利。尽管如此,这些分类学方法仍然存在一些局限性,而基因组时代的到来,为微生物分类带来了新思路。本文主要介绍了5种基于全基因组数据的微生物分类方法,包括平均核苷酸同源性分析、核心基因组分析、最大唯一匹配指数分析、K串组分矢量法和基因流动性分析,并论述了这些方法在微生物分类学中的应用。     

细胞壁氨基酸的定量分析在放线菌分类中的应用研究

从国内外公认的各菌种保藏中心收集 70株典型放线菌菌株 ,用薄层层析和薄层色谱扫描仪分析两种方法相结合来定量分析放线菌细胞壁中氨基酸组成 ,将这些分析结果与现行的定性化学分类结果作比较 ,进行讨论 ,建议将原来的定性化学分类中胞壁类型的划分标准作出修正 ,从而对放线菌化学分类提供一些有意义的信息以推动放线菌化学分类学的研究。     

6种区分乳酸乳球菌乳酸亚种和乳酸乳球菌乳脂亚种的分子生物学方法比较

【目的】比较并评价6种分子生物学技术对乳酸乳球菌乳酸亚种(Lactococcus lactis subsp.lactis)和乳酸乳球菌乳脂亚种(Lactococcus lactis subsp.cremoris)的区分效果。【方法】采用16S rRNA基因序列分析技术,16S-23S rRNA间区序列多态性分析技术,变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),随机扩增多态性分析技术(RAPD),重复基因外回文序列分析技术(rep-PCR)和限制性酶切片段多态性分析技术(RFLP)对4株Lactococcus lactis subsp.lactis和Lactococcus lactis subsp.cremoris参考菌株进行了区分,并对这6种方法的区分效果进行了比较评价。【结果】16S rRNA基因序列分析技术,16S-23S rRNA间区序列多态性分析技术无法区分Lactococcus lactis subsp.lactis和Lactococcus lactis subsp.cremoris,而其余4种技术可以实现区分。【结论】变性梯度凝胶电泳(DGGE),随机扩增多态性分析技术(RAPD)耗时短,操作简单,试验结果准确稳定,更适合Lactococcus lactis subsp.lactis和Lactococcus lactis subsp.cremoris的快速准确区分。     

原核生物16S rRNA基因多重拷贝及其序列异化

核糖体小亚基RNA(16S rRNA)分子存在于所有细胞生物中,在细胞中执行恒定的功能,其分子序列既有高度保守性片段,又有相对可变性部分,因而成为研究原核生物系统发育的理想分子,其基因已成为原核生物系统分类学研究的核心标识基因。但是,近年来的大量研究表明,原核生物基因组内16S rRNA基因是多拷贝的。16SrRNA基因拷贝数在种属水平上基本是稳定的,但在更高分类阶元上则是不确定的。在拷贝数多的菌株中各拷贝间还存在差异,这种差异有时会大于不同菌株间甚至不同种间的差异。原核生物基因组内16S rRNA基因拷贝数和异化与其利用环境资源的生态策略和对环境的适应性有关。原核生物16S rRNA基因拷贝数及其异化研究对深入理解原核生物的环境生态功能具有重要意义。     

16S和23S rDNA基因序列分析分类鉴定中国衣原体流行株

通过分析比较部分16S/23S rDNA序列,对现有保存的9株国内衣原体流行株进行了分子遗传学鉴定。虽然这些分离株分离自不同的动物,但它们的16S/23S扩增部分完全相同,经16S/23S rDNA序列同源性比较可以一致鉴定国内流行株为鹦鹉热嗜衣原体。     

喜树种子内生放线菌的分离鉴定及抗菌活性物质初分离

【目的】探究含有抗肿瘤活性喜树碱的喜树(Camptotheca acuminata Decne.)种子中内生放线菌的多样性,以及从内生放线菌中寻找新型活性化合物产生菌。【方法】利用放线菌富集培养基分离喜树种子内生放线菌,并根据菌落形态及16S rRNA基因序列同源性分析进行菌种鉴定;以及利用与病原微生物共培养方法检测分离菌株的抗菌活性。【结果】从上海交通大学校园的喜树种子中共分离到33株内生疑似放线菌,经基于16S rRNA基因序列分析的分子鉴定,确定其中21株属于链霉菌,1株属于拟诺卡氏菌,另有3株由于序列相似性低于95%而无法分类;8株因未能克隆16S rRNA基因序列而未确定分类。这11株疑似内生放线菌是否是新放线菌(种)类群,有待后续深入研究。初步的抗细菌、真菌活性检测发现,分离到的内生放线菌中42.42%以上对立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)有很强的抑制菌核形成的作用,54.54%内生菌有较强抑制芽孢杆菌生长的作用。并且挑选其中具有代表性的菌株Streptomyces sp.CXSZ1进行代谢产物的分析,初步发现其代谢产物中含有抗细菌活性成分。【结论】喜树种子内生放线菌的分离、鉴定及生物活性物质分离鉴定的研究工作,一方面可以为揭示喜树等高等植物种子内生菌的起源、演化等提供有价值的信息,同时也为新结构、新活性化合物发掘提供实验材料。     

云南江城和黑井盐矿沉积物未培养放线菌多样性比较

类群特异性引物的应用使得研究者可以对感兴趣的微生物类群进行针对性研究.围绕云南江城和黑井两个地区的3个盐矿样点沉积物中放线菌的多样性和群落组成,我们通过放线菌特异性引物对总DNA进行16S rRNA基因扩增,经过克隆文库构建,利用酶切并选择其中不同带型的133个克隆的16S rRNA基因插入片段进行测序.系统发育分析和统计学结果表明,两地放线菌16S rRNA基因克隆广泛分布于整个放线菌门,同时发现部分序列可能属于放线菌的新类群.分析结果还预示,江城和黑井两地盐矿虽处云南不同地域含盐区,但两地未培养放线菌物种多样性和系统发育关系均较为相似.     

花生根瘤菌在根瘤菌系统分类中的地位研究

用12株分类地位已知的代表菌为对照,采用现代细菌分类学方法,对从四川省4个花生产区的天府3号和地方品种上分离的花生根瘤菌,从系统发育方面,探索了花生根瘤菌在根瘤菌系统中的分类地位。多聚酶链反应(PCR)扩增的16S rRNA的4种限制性内切酶长度多态(PCR-RFLP)以及16S rRNA部分碱基序列测定结果同时表明:四川花生根瘤菌与慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)相似性极高。由此推论它们在系统发育及进化方向上是基本一致的。该结果为研究花生根瘤菌的确切分类地位打下了基础。     

一种从土壤样品中选择性分离假诺卡氏菌的方法

为提高假诺卡氏放线菌的分离效率,根据其营养特性和对抗生素的敏感性,设计、检验了5种选择性分离培养基;实验检测了模式菌株在不同培养基上的生长情况,结果表明培养基S1和S2对假诺卡氏菌的生长有显著的选择性。经该方法从韩国、印度尼西亚和中国广西地区不同土样中分离到一些假诺卡氏放线菌。     

新疆青海中度嗜盐放线菌生物多样性初步研究

从我国新疆、青海等地采集数份盐碱土样或泥样,采用淀粉-酪素琼脂培养基、甘油天门冬酰胺琼脂培养基、土壤浸汁琼脂培养基分别从中分离到8株、32株中度嗜盐放线菌菌株。经形态、生理学特性与全细胞壁氨基酸组分分析结果比较,选取其中的14株进行16S rDNA序列分析。就物种多样性而言,新疆、青海分离到中度嗜盐放线菌分布至少有3个科,5个属。其中有拟诺卡氏菌科（Nocardiopsaceae）的拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)和链单孢菌属（Streptomonospora）;假诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)的普氏菌属(Prauserella)和糖单孢菌属(Saccharomonospora);链霉菌科(Streptomycetaceae)的链霉菌属(Streptomyces)。就地区分布来讲,新疆分离到的中度嗜盐放线菌种类要远高于青海。     

繁茂膜海绵中可培养稀有放线菌的多样性

摘要：【目的】本文旨在尝试改进分离培养方法从大连海域繁茂膜海绵中筛选稀有放线菌,并对其多样性进行研究。【方法】根据繁茂膜海绵元素组成配制微量元素溶液,加入到放线菌分离培养基中,同时将部分培养基稀释成寡营养培养基,结合富集培养法,对繁茂膜海绵中放线菌进行分离培养。采用16S rDNA的限制性片断长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP)分析和序列分析,揭示其多样性。【结果】共获得可培养放线菌59株,通过形态、颜色观察,将其归为27个类群。RFLP分析表现为15种不同的图谱类型。16S rDNA序列分析表明：它们分别属于放线菌的10个属,其中布劳氏菌属（Prauseria）和糖单胞菌属（Saccharomonospora）是首次报道从海绵中分离培养。【结论】改进的分离培养基适合于繁茂膜海绵中稀有放线菌的分离培养,进一步揭示了该海绵中丰富的稀有放线菌,同样的方法有可能应用于其他海绵放线菌的分离培养。     

辐射污染区土壤中放线菌的分离及多样性

从辐射污染区采集42份土样, 分别采用6种分离培养基进行放线菌的分离, 共获得152株放线菌。经形态、核糖体DNA扩增片段限制性内切酶(Amplifed ribosomal DNA restriction analysis, ARDRA)分析比较, 选取其中的60株进行16S rRNA基因测序。通过序列比对、聚类分析, 60株菌分布在放线菌纲中的12个属, 链霉菌属占大多数, 有大量稀有放线菌, 这表明辐射污染区具有较丰富的放线菌属种多样性。     

西双版纳、白茫雪山、波罗的海南岸地衣纯培养放线菌多样性

【背景】在地衣共生系统中除了共生真菌、藻类以外,还蕴藏着丰富的放线菌资源。【目的】采集来自云南西双版纳、白茫雪山、德国波罗的海南岸3个地区的地衣,对获得的地衣纯培养放线菌进行多样性分析。【方法】采用3种放线菌选择分离培养基,通过平板稀释涂布法分离放线菌。通过比较16S rRNA基因序列相似性以及构建系统发育树,确定纯培养放线菌的分类地位。【结果】共分离菌株1 123株,鉴定417株。其中从西双版纳17份地衣样品中分离纯化到107株放线菌,分布在7个目14个科33个属,潜在新种18株,其中链霉菌为优势菌属;从白茫雪山7份地衣样品中分离纯化到103株放线菌,分布在4个目5个科9个属,潜在新种16株。其中链霉菌为优势菌属,占比39%;从波罗的海南岸5份地衣样品中分离纯化到65株放线菌,分布在4个目8个科18个属,潜在新种5株,潜在新种菌和链霉菌为优势菌属。【结论】在本研究条件下,西双版纳可培养地衣放线菌多样性较白茫雪山和波罗的海南岸丰富。白茫雪山地衣链霉菌居多,潜在新种占比15.5%。3个地区地衣放线菌的区系组成各不相同,这与3个地区地衣所处地理环境、完全不同的气候密切相关。     

Xylanolytic enzyme activities produced by mesophilic and thermophilic actinomycetes grown on graminaceous xylan and lignocellulose

Mesophilic and thermophilic strains of actinomycetes were grown on media containing graminaceous xylan or lignocellulose. Aliquots of the culture fluids were sampled and assayed for enzyme activities involved in the degradation of hemicellulose. Xylanase, acetyl esterase and α-arabinofuranosidase activities could be detected after different times of incubation; their production was also dependent on the growth medium. The highest levels of xylanase activity were found in cultures of strains of Streptomyces, Actinomadura sp. and Saccharomonospora viridis. Streptomyces cyaneus produced the highest amount of arabinofuranosidase whereas acetyl esterase activities were highest in S. cyaneus, S. viridis and Pseudonocardia thermophila .     

Selective Isolation and Enumeration of Actinomycetes using Rifampicin

Addition of rifampicin (5µg/ml) to a number of media allowed the selective isolation of Actinomadura strains from soil and enabled large numbers of ' Thermomonospora (Thm.) chromogena ' and Streptomyces (St.) albus to be isolated from hay and straw. Saccharomonospora (S.) viridis was also tolerant to the antibiotic but was often inhibited by other isolates, while other bacteria including Micropolyspora faeni, 'Thm. fusca', Thermoactinomyces (Tha.) vulgaris and some other Streptomyces spp. were mostly sensitive, even to 2·5 µg/ml. Heating soil samples at 100°C for 15 min further decreased the number of unwanted bacteria growing on glucose-yeast extract agar supplemented with 5 µg/ml of rifampicin.     

大花黄牡丹内生菌的分离鉴定及其抗菌活性菌株的筛选

采用研磨法从健康大花黄牡丹的根、茎、叶柄、叶和种子中进行菌种分离,依据其形态、培养特征及其他生物学特性对菌株进行初步鉴定;采用平板对峙法对分离的内生菌进行拮抗试验研究,并对强活性菌株进行16S rD-NA序列鉴定,以明确大花黄牡丹内生菌的种类,筛选对农作物病害有抑制作用的菌株.结果表明:(1)获得内生真菌188株,鉴定为10个属,以短蠕孢属(50％)、青霉孢属(18.6％)和曲霉孢属(12.3％)为优势种群.获得内生放线菌145株,以链霉菌属(98.6％)为优势种群.表明大花黄牡丹内生菌在数量和种类上存在极丰富的多样性,同时在不同组织存在一定的差异性.(2)抑菌试验结果显示,21.6％真菌对指示菌有抑菌作用,抑菌圈直径最大为10mm;27.8％放线菌对指示菌有抑菌作用,其中菌株PND31的抑菌活性较强,抑菌谱较广.(3)16S rDNA序列鉴定显示,菌株PND31与链霉菌属聚在一起,初步归为链霉菌属一个种.     

西藏地区土壤放线菌种群多样性及拮抗活性研究

从西藏不同海拔、不同气候条件的5个地区采集的10份土样中,使用选择分离培养基、ISP 2（Yeast extract_malt extract agar）和高氏一号培养基,通过分散差速离心法（Dispersion and differential centrifugation,DDC）分离得到放线菌156株。根据形态和培养特征将其归入32个类群,并从中选出65个代表菌株进行全细胞壁氨基酸组分分析,结果表明：９株菌为非链霉菌胞壁类型,其余为链霉菌胞壁类型。16S rDNA扩增片段长度多态性（ARDRA）分析得到不同带型,对其序列分析结果表明：分离菌株分属链霉菌属（Streptomyces）和5个稀有放线菌属。同时测试了代表菌株抗耐药细菌和真菌的活性,其中38.5%的菌株具有拮抗活性。     

Genetic markers for analysing symbiotic relationships and lateral gene transfer in Neotropical bradyrhizobia

Assays with seven sets of lineage-specific polymerase chain reaction (PCR) primers in the ribosomal RNA region were performed on 96 isolates of the Bradyrhizobium sp. nodule bacteria from Barro Colorado Island, Panama. The isolates were derived from 10 legume host species in six genera (Centrosema, Desmodium, Dioclea, Inga, Machaerium and Vigna). The PCR assays differentiated 13 composite genotypes, and sequencing of a 5' 23S rRNA region indicated that all but one had a unique sequence. The most common genotype (seen in 44% of the isolates) was associated with all six legume host genera, and had a marker profile and 5' 23S rRNA sequence identical to a Bradyrhizobium lineage associated with several other legume genera in Panama and Costa Rica. Another 46% of the isolates had genotypes found to be associated with two to three legume genera. Bradyrhizobium strains with low host specificity thus appear to be prevalent in this tropical forest. Based on 16S rRNA and 5' 23S rRNA markers, most of the isolates had clear affinities to either B. japonicum or B. elkanii. However, one strain (Cp5-3) with a B. elkanii-type 16S rRNA marker had a 5' 23S rRNA region resembling B. japonicum. A partition homogeneity test indicated that relationships of strain Cp5-3 were significantly discordant for 16S rRNA vs. 23S rRNA sequences, and a runs test detected significant mosaic structure across the rRNA region. Lateral gene transfer events have therefore played a role in the evolution of symbiotic bacteria in this environment.