基于16S rRNA和rpoB基因的分子系统发育分析在铜绿假单胞菌鉴定中的应用

为对比16S rRNA和rpo B基因分子系统发育分析与传统表型分类法对铜绿假单胞菌的鉴定,评估16S rRNA和rpo B基因序列分析在铜绿假单胞菌鉴定中的应用,用表型分类方法对临床自动微生物鉴定系统鉴定为铜绿假单胞菌的23株分离株进行再鉴定,PCR扩增23株分离株16S rRNA和rpo B基因片段,并测序进行系统发育分析。结果表明,表型再鉴定结果与自动微生物鉴定系统鉴定结果一致。基于两个基因的系统发育分析均显示分离株p22与不动杆菌属序列聚为一枝,其余22株分离株与铜绿假单胞菌序列聚为一枝。因此p22应鉴定为不动杆菌,16S rRNA和rpo B基因序列分析均能准确鉴定铜绿假单胞菌并能较好建立假单胞菌属内种间关系。     

基于脂肪酸生物标记芽胞杆菌属种类的系统发育

【目的】测定芽胞杆菌属90个种(亚种)的脂肪酸成分,构建芽胞杆菌属脂肪酸系统发育分类体系。【方法】利用脂肪酸微生物鉴定系统(MIS)分析供试芽胞杆菌种类脂肪酸生物标记,根据脂肪酸生物标记分布特性,选取10种脂肪酸参数即16:0 iso、16:0、17:0 iso、17:0 anteiso、15:0 iso、15:0 anteiso、15:0 iso/15:0anteiso、17:0 iso/17:0 anteiso以及香农指数(H)和均匀度指数(J)构建芽胞杆菌属种类的脂肪酸系统发育分类体系,【结果】从芽胞杆菌属90个种(亚种)共检测到29个脂肪酸生物标记,脂肪酸碳链长度从10到20,前6个相对百分比含量总和最大的脂肪酸是15:0 anteiso、15:0 iso、17:0 anteiso、16:0、17:0 iso和16:0 iso;在测定的90个种(亚种)的脂肪酸组成中,15:0 anteiso和15:0 iso属于高含量完全分布,17:0 anteiso、16:0、17:0 iso和16:0 iso属于中含量不完全分布,其余23个标记属于低含量不完全分布。可将90种(亚种)芽胞杆菌分为5个脂肪酸群,分别为第I群窄温芽胞杆菌脂肪酸群、第II群广温芽胞杆菌脂肪酸群、第III群嗜碱芽胞杆菌脂肪酸群、第IV群嗜酸芽胞杆菌脂肪酸群、第V群嗜温芽胞杆菌脂肪酸群。【结论】芽胞杆菌属的脂肪酸生物标记系统发育分析,可将其划分为5个类群,且各类群的特性与芽胞杆菌的生长特性和生理生化特紧密相关,这是其他分类方法所不具有的,有望成为一种新的分类体系。     

基于脂肪酸生物标记芽胞杆菌属种类的系统发育

摘要:【目的】测定芽胞杆菌属90个种(亚种)的脂肪酸成分,构建芽胞杆菌属脂肪酸系统发育分类体系。【方法】利用脂肪酸微生物鉴定系统(MIS)分析供试芽胞杆菌种类脂肪酸生物标记,根据脂肪酸生物标记分布特性,选取10 种脂肪酸参数即16:0 iso、16:0、17:0 iso、17:0 anteiso、15:0 iso、15:0 anteiso、15:0 iso /15:0anteiso、17:0 iso/17:0 anteiso 以及香农指数(H)和均匀度指数( J)构建芽胞杆菌属种类的脂肪酸系统发育分类体系,【结果】从芽胞杆菌属90个种(亚种)共检测到29 个脂肪酸生物标记,脂肪酸碳链长度从10到20,前6个相对百分比含量总和最大的脂肪酸是15:0 anteiso、15:0 iso、17:0 anteiso、16:0、17:0 iso 和16:0 iso;在测定的90 个种(亚种)的脂肪酸组成中,15:0 anteiso 和15:0 iso 属于高含量完全分布,17:0 anteiso、16:0、17:0 iso 和16:0 iso 属于中含量不完全分布,其余23 个标记属于低含量不完全分布。可将90种(亚种)芽胞杆菌分为5 个脂肪酸群,分别为第I 群窄温芽胞杆菌脂肪酸群、第II 群广温芽胞杆菌脂肪酸群、第III 群嗜碱芽胞杆菌脂肪酸群、第IV 群嗜酸芽胞杆菌脂肪酸群、第V 群嗜温芽胞杆菌脂肪酸群。【结论】芽胞杆菌属的脂肪酸生物标记系统发育分析,可将其划分为5 个类群,且各类群的特性与芽胞杆菌的生长特性和生理生化特紧密相关,这是其他分类方法所不具有的,有望成为一种新的分类体系。     

农林生态区土壤中的可培养芽胞杆菌资源调查——以四川省和重庆市部分地区为例

调查了四川和重庆农林生态区土壤中的芽胞杆菌资源种群分布,为芽胞杆菌功能资源挖掘和菌剂开发提供基础。采用可培养法从农林生态区土壤中分离获得芽胞杆菌,利用细菌16S rRNA基因初步确定其分类地位,并通过多样性指数分析芽胞杆菌种群结构。结果表明,共分离获得芽胞杆菌95株,经16S rRNA基因鉴定,7个属38个种,其中芽胞杆菌属(Bacillus)22个种、赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinbacillus)4个种、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)7个种、短芽胞杆菌属(Brevibacillus)2个种、嗜冷芽胞杆菌属(Psychrobacillus)1个种、鲁梅尔芽胞杆菌属(Rummeliibacillus)1个种和虚构芽胞杆菌属(Fictibacillus)1个种。其中,6株芽胞杆菌与其最相近模式菌株的16S rRNA相似性低于98.65%,为潜在新种。农林生态区土壤芽胞杆菌多样性指数香农指数大小依次为乐山林地盐亭县农地重庆林地盐亭县林地。以芽胞杆菌种类为样本,含量为指标,当欧式距离λ=15时,芽胞杆菌种类可分为高含量分布广型和低含量分布不均匀型。综上所述,农林生态区土壤蕴藏着较丰富的芽胞杆菌种类,为芽胞杆菌资源开发和利用提供了资源保障。     

基于可培养方法分析云南腾冲小空山火山谷芽胞杆菌分布特征

【目的】为了解云南腾冲小空山火山谷土壤中可培养芽胞杆菌种类分布特征。【方法】采用可培养手段对小空山火山谷阳坡、谷底和阴坡土壤中的芽胞杆菌进行分离培养,根据16S rRNA基因序列同源性对分离菌株进行鉴定,并分析系统发育地位。利用Canoco5软件分析采样点芽胞杆菌种类分布特征与土壤样品理化性质的相关性。【结果】从火山谷土壤样品中共分离获得180株芽胞杆菌,16S rRNA基因测序鉴定结果表明分离菌株隶属于芽胞杆菌纲2个科(芽胞杆菌科和类芽胞杆菌科)、6个属、34个种,其中芽胞杆菌属(Bacillus) 11个种,类芽胞杆菌属(Paenibacillus) 14个种,短芽胞杆菌属(Brevibacillus)3个种,赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus)4个种,嗜冷芽胞杆菌属(Psychrobacillus)1个种和绿芽胞杆菌属(Viridibacillus)2个种,其中7个菌株与其最近模式菌株16SrRNA相似性低于种的界定阈值(98.65%),为芽胞杆菌潜在新物种。优势属为芽胞杆菌属和类芽胞杆菌属,优势种为蕈状芽胞杆菌(Bacillusmycoides),图瓦永芽胞杆菌(Bacillustoyonensis),蜡状芽胞杆菌(Bacilluscereus),解木糖赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillusxylanilyticus),蜂房类芽胞杆菌(Paenibacillusalvei)和沙地绿芽胞杆菌(Viridibacillus arenosi)。其中16个种分离自阳坡,29个种分离自阴坡,9个种分离自谷底,三者共同种类为6种。阳坡、谷底和阴坡的芽胞杆菌种群分布Bray-Curtis相似性为62.4%,多样性分析结果表明,Shannon指数(H′)大小次序为阴坡阳坡谷底。环境因子分析发现,芽胞杆菌种群分布多样性特征与其土壤的海拔高度、碳氮比和硫含量呈负相关,而和碳源和氮源含量呈正相关。【结论】从以上结果得出,云南腾冲火山谷有着较为丰富的芽胞杆菌资源,且还存在可分离培养的芽胞杆菌的潜在新物种,为利用火山微生物资源提供了保障。     

花生根瘤菌群体遗传多样性和系统发育研究

利用16S rRNA RFLP,16S rRNA序列分析和16S－23S IGS PCR RFLP技术对43株花生根瘤菌和来自其他种属的15个参比菌株进行了群体遗传多样性和系统分析。16S rRNA PCR RFLP分析结果表明,所有供试花生根瘤菌均属于慢生根瘤菌属,在系统发育上与B.japonicum的亲缘关系最近,具有相同的16S rRNA RFLP基因型,而与B.elkanii相对较远。16S rRNA 序列分析结果表明,供试花生根瘤菌在系统发育上更接近于B.liaoningense,序列间差异小于1％,而B.liaoningense在系统发育上与B.japonicum相距很近,其序列间差异小于1％,16S－23S rRNA IGS RFLP分析结果表明,尽管花生根瘤菌与B.japonicum和B.elkanii的亲缘关系很近,但在71％的相似性水平上供试花生根瘤菌仍各自聚为一群,并可进一步分为A、B、C和D4个亚群,该分群还明显反映了地理因素对群体遗传多样性和系统发育的影响。     

新疆伊犁马铃薯根际芽胞杆菌纯培养多样性

了解马铃薯根际土壤中芽胞杆菌种类多样性,可为挖掘芽胞杆菌新资源提供基础。从新疆伊犁州9个地点采集了30份马铃薯根际土壤样品,采用可培养法从中分离芽胞杆菌,通过16S rRNA基因同源性鉴定了分离菌株的分类地位。共获得芽胞杆菌349株,基于菌落形态特征和16S rRNA基因序列确定了66个代表菌株,其中14株与近缘种模式菌株的16S rRNA基因序列相似性介于93.0–98.5%之间,为潜在芽胞杆菌新种。349株芽胞杆菌属于9属66种,分别为芽胞杆菌属(Bacillus)的41个种(41/66,62.1%),为最优势属;类芽胞杆菌属(Paenibacillus)有9种(9/66,13.6%),赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus)共6种(6/66,9.1%),嗜冷芽胞杆菌属(Pscychrobacillus)共4种(4/66,6.1%),虚构芽胞杆菌属(Fictibacillus)有2种(2/66,3.0%),短芽胞杆菌属(Brevibacillus)、大洋芽胞杆菌属(Oceanobacillus)、鲁梅尔芽胞杆菌属(Rummelibacillus)和解硫胺素芽胞杆菌属(Aneurinibacillus)皆为1种。新疆9个地点马铃薯根际土壤中芽胞杆菌含量为2.20–8.86×104 cfu/g,其中特克斯蒙古乡马铃薯根际土壤中芽胞杆菌的菌落含量和种类最多,分别为8.86×104 cfu/g和37种;尼勒克县马场马铃薯根际土壤中的芽胞杆菌含量最少,特克斯去昭苏路上和阜康西沟村的芽胞杆菌种类最少,仅9种。但每个地点的优势种均相同,均为简单芽胞杆菌(Bacillus simplex)和阿氏芽胞杆菌(B.aryabhattai)。芽胞杆菌种类可划分为高频度分布型(简单芽胞杆菌等4种)、中频度分布型(植物内生芽胞杆菌等12种)和低频度分布型(其余51种芽胞杆菌,如蕈状芽胞杆菌)。新疆9个地点芽胞杆菌种类分布可分为高含量高丰度型(特克斯蒙古乡和农技推广园)和低含量低丰度型(如尼勒克县马场等地)。相关性分析发现,马铃薯根际芽胞杆菌种类分布与海拔高度无显著相关性。新疆马铃薯根际土壤蕴含种类丰富的芽胞杆菌资源,可为芽胞杆菌功能菌株开发提供丰富的菌种来源。     

养猪微生物发酵床芽胞杆菌空间分布多样性

了解微生物发酵床大栏养猪垫料中的芽胞杆菌多样性和空间分布规律,为微生物发酵床管理、芽胞杆菌新资源挖掘及菌剂开发奠定基础。将发酵床划分为32个方格(4行×8列),采用五点取样法获得每个方格的样品。采用可培养法从32份样品中分离芽胞杆菌菌株,利用16S rRNA基因序列初步鉴定所分离获得的芽胞杆菌种类。利用聚集度指标和回归分析法,分析芽胞杆菌的样方空间分布型。通过Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Hill指数及丰富度指数分析,揭示微生物发酵床中芽胞杆菌的空间分布多样性。从32份样品中共获得芽胞杆菌452株,16S rRNA基因鉴定结果表明它们分别隶属于芽胞杆菌纲的2个科、8个属、48个种。其中,种类最多的为芽胞杆菌属(Bacillus),30种;赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus),6种;类芽胞杆菌属(Paenibacillus),5种;短芽胞杆菌属(Brevibacillus),3种;鸟氨酸芽胞杆菌属(Ornithinibacillus)、大洋芽胞杆菌属(Oceanibacillus)、少盐芽胞杆菌属(Paucisalibacillus)和纤细芽胞杆菌属(Gracilibacillus)各1个种。芽胞杆菌种类在发酵床空间分布差异很大,根据其空间出现频次,可分为广分布种类,如地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis);寡分布种类,如根际芽胞杆菌(B.rhizosphaerae);少分布种类,如弯曲芽胞杆菌(B.flexus)。依据其数量,可分为高含量组优势种群,如地衣芽胞杆菌(B.licheniformis);中含量组常见种群,耐盐赖氨酸芽胞杆菌(Lysinibacillus halotolerans);寡含量组寡见种群,如根际芽胞杆菌(B.rhizosphaerae);低含量组偶见种群,如土地芽胞杆菌(B.humi)。空间分布型聚集度和回归分析测定表明,芽胞杆菌在微生物发酵床的分布类型为聚集分布。微生物发酵床垫料中芽胞杆菌种类总含量高达4.41×108个/g,其种类含量范围为0.01—94.1×106个/g(均值为8.96×106个/g),丰富度指数(D)、优势度指数(λ)、Shannon-Wiener指数(H')和均匀度指数(J')分别为0.4928、0.2634、1.3589和0.9803,其中香农指数最大的单个芽胞杆菌种类为地衣芽胞杆菌(B.licheniformis)。根据芽胞杆菌种类多样性指数聚类分析,当欧式距离λ=17时,可分为高丰富度高含量和低丰富度低含量类型。微生物发酵床的芽胞杆菌种类丰富、数量高,是一个天然的菌剂"发酵罐",有望直接作为微生物菌剂,应用于土壤改良、作物病害防控、污染治理等领域。     

基于可培养法分析亚热带植物内生与根际芽胞杆菌种类分布异质性

【背景】芽胞杆菌是农业上重要的微生物菌剂,对植物具有促生、防病、防虫等作用。【目的】了解亚热带植物内生和根际芽胞杆菌的种群分布,为其功能挖掘提供科学依据。【方法】采用可培养手段对甘蔗(Saccharum officinarum)、红麻(Hibiscus cannabinus L.)、黄麻(Corchorus capsularis L.)、黄秋葵(Abelmoschus esculentus)和玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa)根际土壤和根内生芽胞杆菌进行分离,利用16S rRNA基因测序对分离菌株进行分类鉴定,并分析系统发育地位。【结果】共获得了可培养芽胞杆菌菌株144株,其中根内生芽胞杆菌82株,根际土壤62株。经16S rRNA基因测序鉴定为芽胞杆菌4个属37个种,分别为芽胞杆菌属、短芽胞杆菌属、类芽胞杆菌属和赖氨酸芽胞杆菌属。芽胞杆菌菌落数量和种类在根部及其根际土壤中差异较大,根际土壤中芽胞杆菌菌落数量远远大于根部,根际土壤中芽胞杆菌菌落含量范围为(0.2-370.0)×10~5CFU/g,而根部为(0.1-81.0)×10~3 CFU/g。根部分离获得的芽胞杆菌种类远大于根际土壤中,从作物根际土壤中共获得了芽胞杆菌19个种,从根部获得内生芽胞杆菌共32个种。阿氏芽胞杆菌(Bacillus aryabhattai)、仙草芽胞杆菌(Bacillus mesonae)和假蕈状芽胞杆菌(Bacillus pseudomycoides)同时存在于4种作物的根际土壤和根部,其他芽胞杆菌种类仅存在于1种作物的根际或者根部。【结论】亚热带作物根际土壤和根部芽胞杆菌种类和数量极为丰富,而且还存在可分离培养的芽胞杆菌潜在新物种,这为了解植物与根际微生物相互作用、根际环境生态平衡提供了理论基础和科学依据。     

纳豆芽胞杆菌16S rRNA基因的克隆及其系统进化分析

纳豆芽胞杆菌是从豆豉中分离出的一种具有益生功能的芽胞杆菌。该研究从纳豆芽胞杆菌提取基因组DNA,以芽胞杆菌16S rRNA基因的通用引物,用PCR方法成功扩增出纳豆芽胞杆菌的部分16S rRNA基因,所克隆序列长1 435 bp,G＋C含量为55%,该序列已被GeneBank收录,其编号为AY864812。BLAST分析结果显示,AY864812与GeneBank中收录的枯草芽胞杆菌16S rRNA基因同源性最高,其中与AY601722的同源性为100%.用Clustalx 1.8对相关序列进行系统进化分析,结果显示纳豆芽胞杆菌与枯草芽胞杆菌在进化关系上的地位最近,从分子水平上证实了纳豆芽胞杆菌是枯草杆菌的1个亚种。