芽胞杆菌属芽胞长久存活机制的研究进展

能够在不利的外界环境下长久存活是一些产芽胞菌的重要特点之一,本文就国外对在芽胞内环境,酶休的眠,芽胞与化学因子、放射线、热的关系等方面的研究状况进行了论述。     

国外对芽胞杆菌属芽胞长久存活机制的研究进展

能够在不利的外界环境下长久存活是一些产芽胞菌的重要特点之一。本文就国际上在芽胞内环境、酶的休眠、芽胞与化学因子、放射线、热的关系等方面的研究状况进行了综述。     

长柄石杉芽胞及芽胞植株形态研究

为研究石杉属植物芽胞形态特征以及芽胞在石杉属植物无性繁殖中的作用,对野外采集和移栽后新生的长柄石杉（Huperzia javanica）芽胞体、芽胞的形态特征、芽胞萌发形成芽胞植株的过程进行了描述,并对芽胞和芽胞残体发生数量进行计数。结果表明,芽胞体由芽胞和芽托部组成,前者是6个小叶围住的小芽,后者为具有6个鳞状叶的柄状体;芽胞脱落后一周开始萌发并进一步发育为芽胞植株;芽胞体发生枝条上平均有5个芽胞发生;芽胞发生具有一定程度的周期性,可以据此估计石杉植株株龄和生长速度。     

芽胞抗力快速弱化技术研究

以L-丙氨酸缓冲液为发芽剂,结合芬顿反应原理,观察发芽-氧化损伤效应对芽胞的杀灭效果,以期为新型炭疽疫源地净化方法的深入研究奠定基础。以腊样芽胞为试验菌,采用透射电镜、激光扫描共聚焦显微镜、活菌计数等方法观察芽胞发芽过程的超微结构、核酸含量变化,以及在芬顿反应的联合作用下发芽体的活性变化。在20~30 min的发芽过程中,芽胞核心密度降低,核心与皮质、皮质与外壁之间界限模糊,芽胞外壁和芽胞衣有破裂,通透性增加,进一步有皮质消失、细胞核与细胞质融合、细胞膜基本形成的现象;发芽体荧光强度不断增加,显示菌体中核酸的活性和含量不断增加;发芽体对化学因子的抗力明显下降,H2O2浓度为0.20 mol/L的Fenton反应系统作用60 min时,发芽体灭活可达到3.016个对数级。诱导发芽和反应的联合处理程序可显著提高芽胞的灭活水平。     

芽胞表面展示技术研究进展

芽胞表面展示技术作为微生物表面展示技术的一种,因所表达的异源蛋白无需经过跨膜过程及芽胞的抗逆性等独特优势而备受研究者的关注。以下介绍了芽胞的生理结构和形成过程、芽胞表面展示系统构建原则及目前所构建的芽胞表面展示系统种类。芽胞表面展示技术不仅在疫苗生产中应用广泛,在生物催化和细胞工厂研究领域也具有广阔的应用前景。     

枯草芽胞杆菌芽胞表面展示研究进展

枯草芽胞杆菌芽胞表面展示技术是把枯草芽胞杆菌作为芽胞表面展示的宿主来展示目的蛋白的一种技术。该技术不仅具备芽胞表面展示技术可展示分子量较大的目的蛋白、目的蛋白无需跨膜及芽胞的极强抗逆性等特点外,同时由于该技术的宿主菌--枯草芽胞杆菌的分子生物学信息研究得比较清楚、安全性高而被广泛应用。介绍了枯草芽胞杆菌表面展示近10年在生产疫苗和固定化酶方面的进展,并对如何提高表面展示目的蛋白的产量做了简要概述。     

双组份系统YvcPQ抑制苏云金芽胞杆菌的芽胞形成

【目的】探究双组份系统YvcPQ影响芽胞形成的机制。【方法】利用β-半乳糖苷酶活性实验验证YvcP对芽胞形成抑制因子KapD的调控作用;通过无痕基因敲除并分别比较突变株与出发菌株的芽胞产率,研究YvcPQ及KapD对芽胞形成的影响;应用细菌单杂交实验、EMSA实验和实时荧光定量PCR技术探究转录调控因子AbrB对yvcPQ操纵子的转录调节。【结果】YvcP可以正调控kapD的表达,从而抑制芽胞形成;yvcPQ不能受YvcP的自调控,而是受AbrB转录激活。【结论】调控因子AbrB能够通过正调控yvcPQ操纵子的转录来提高细胞内YvcP的含量,进而增强YvcP对芽胞形成抑制因子编码基因kapD的表达,最终抑制芽胞的形成。     

以CotX为分子载体在枯草芽胞杆菌芽胞表面展示绿色荧光蛋白

芽胞衣壳蛋白CotB、CotC、CotG等可作为芽胞表面展示外源蛋白的分子载体,制备口服重组疫苗或具有催化活性的重组酶。CotX为枯草芽胞杆菌Bacillussubtilis芽胞衣壳中的另一种结构蛋白。为证明CotX能否作为分子载体将外源蛋白展示在芽胞表面,本研究将cotX基因与绿色荧光蛋白基因gfp的编码序列进行基因重组,构建融合表达CotX-GFP的整合型重组质粒,将该质粒转化枯草芽胞杆菌,筛选重组菌株并诱导产生芽胞,观察到重组芽胞表面具有GFP绿色荧光。结果表明枯草芽胞杆菌的芽胞衣壳蛋白CotX位于芽胞衣壳外层,可作为芽胞表面展示外源蛋白的载体分子。     

两株苏云金芽胞杆菌晶体与芽胞形成过程的细胞学对比分析

苏云金芽胞杆菌(Bt)中绝大多数杀虫晶体蛋白(ICPs)的表达依赖于芽胞形成,为了从细胞水平研究晶体与芽胞形成之间的关系,本文选用Bt 4.0718与工程菌BtΔleuB为研究对象,利用FM4-64对不同生长阶段的菌体细胞染色,并用激光共聚焦扫描显微镜进行了对比观察和分析。结果显示,Bt 4.0718芽胞的发育依次经历了不对称隔膜和内吞形态学阶段后,能顺利进入下一个发育阶段,直至完成芽胞发育过程后母细胞凋亡裂解;而BtΔleuB细胞进入不对称隔膜期的时间明显延迟,且芽胞发育被阻滞于内吞阶段,伴胞晶体形成最早于不对称隔膜期可见,并且晶体体积继续增大直至细胞死亡。qRT-PCR结果显示,σ~E、spoIIR和spoIIGA的高水平转录是维持BtΔleuB细胞中ICPs正常表达的关键因素。本研究结果对进一步揭示晶体与芽胞形成之间的关系及构建性状优良Bt工程菌具有一定的参考价值。     

利用ERIC-PCR对苏云金芽胞杆菌与蜡状芽胞杆菌进行鉴定的研究

为了探索ERIC-PCR技术在苏云金芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌的鉴定及分型中的应用价值,本研究采用PCR方法初步检测苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因的组成,并对苏云金芽胞杆菌和蜡状芽胞杆菌的总DNA进行ERIC-PCR扩增,分析ERIC-PCR指纹图谱的特点并采用NTSYS2.10软件对其进行聚类。结果显示,各菌株的ERIC指纹图谱表现出不同程度的多态性,但图谱与菌株所含cry基因的类型存在一定的相关性。聚类分析结果显示,含有相同或相近cry基因类型的Bt菌株在进化树上趋向聚为一类,而不含cry基因的蜡状芽胞杆菌趋向于与不含cry基因的Bt菌株聚为一类或单独聚类。若在多种模式菌株的参考下,该方法可用于苏云金芽胞杆菌的初步鉴定和分型。     

苏云金芽胞杆菌cry26Aa和cry28Aa基因共表达可在芽胞外壁内侧形成伴胞晶体

苏云金芽胞杆菌幕虫亚种的伴胞晶体在预芽胞外壁内侧形成,呈现晶体芽胞粘连的现象。根据已发表的cry26Aa1和cry28Aa1基因序列设计引物,从苏云金芽胞杆菌幕虫亚种T02中扩增得到cry26Aa和cry28Aa基因,通过穿梭载体将这两个基因分别和同时转化到苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171后,透射电镜下可在芽胞外壁内侧和外侧同时观察到伴胞晶体,而单独表达时可在芽胞外壁外侧观察到伴胞晶体。结果表明,伴胞晶体在芽胞外壁内侧表达不单独依赖于启动子的时空调控,可能还受到晶体蛋白相互作用的影响。     

芽胞杆菌分类与应用研究进展

芽胞杆菌是一类产生具有抗逆特性芽胞的重要微生物资源,研究其分类地位对挖掘和利用芽胞杆菌功能菌株具有重要科学意义。基于基因组学的多相分类法,使得芽胞杆菌分类地位更加精确。截至2016年6月,全世界芽胞杆菌种类达813种,来自于5个科,即芽胞杆菌科、脂环酸芽胞杆菌科、类芽胞杆菌科、动球菌科、芽胞乳杆菌科,74个属。中国芽胞杆菌研究从2004年开始发表新种,目前,中国学者发表中国分离的芽胞杆菌新种达176种。本文就当前芽胞杆菌主要分类鉴定方法及应用进展进行了描述,希望为国内外芽胞杆菌同行研究者提供一定的帮助。     

苏云金芽胞杆菌cry26Aa和cry28Aa基因共表达可在芽胞外壁内侧形成伴胞晶体

苏云金芽胞杆菌幕虫亚种的伴胞晶体在预芽胞外壁内侧形成,呈现晶体芽胞粘连的现象。根据已发表的cry26Aa1和cry28Aa1基因序列设计引物,从苏云金芽胞杆菌幕虫亚种T02中扩增得到cry26Aa和cry28Aa基因,通过穿梭载体将这两个基因分别和同时转化到苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171后,透射电镜下可在芽胞外壁内侧和外侧同时观察到伴胞晶体,而单独表达时可在芽胞外壁外侧观察到伴胞晶体。结果表明,伴胞晶体在芽胞外壁内侧表达不单独依赖于启动子的时空调控,可能还受到晶体蛋白相互作用的影响。     

苏云金芽胞杆菌G03 spoIVF操纵子敲除对芽胞和晶体形成的影响

spoIVF是一个普遍存在于芽胞杆菌中的操纵子。在枯草芽胞杆菌中,它编码的两个蛋白是芽胞形成所必需的。采用基因重组技术敲除了苏云金芽胞杆菌G03菌株中的spoIVF操纵子,构建了spoIVF缺失株G03(spoIVF-)。研究表明:该突变株丧失了形成芽胞和晶体的能力。lacZ基因与cry1Aa基因的启动子融合表达分析发现:突变株中的cry1Aa基因的活性严重降低。利用载体pSTK携带spoIVF操纵子在突变株中的表达,使突变株部分恢复了产胞和形成杀虫晶体蛋白的能力。这说明spoIVF操纵子是所必需的,同时该操纵子还影响σE因子控制的cry1Aa基因表达。     

芽孢与芽胞

在微生物的教学和科研过程中,"芽孢"和"芽胞"两种表述常常混用,造成了概念混乱,有必要对这一问题展开深入的讨论。从DNA的复制和传递、芽孢的分化和成熟等过程来看,芽孢形成过程是一个繁殖的过程;从芽孢的形状、大小、化学组成、结构和抗性等特性来看,芽孢与放线菌和霉菌的孢子更相近,而与营养细胞差距较大。通过综合比较,作者认为"芽孢"是比"芽胞"更科学的称谓。     

苏云金芽胞杆菌肠毒素基因的PCR检测

采用多重引物PCR进行了 45株苏云金芽胞杆菌、2株蜡状芽胞杆菌和 2株球形芽胞杆菌溶血素BL ,肠毒素T和entS基因的检测 ,结果表明 95 6%苏云金芽胞杆菌含溶血素hblA基因 ,91 1 %含bceT基因 ,93 3%含entS基因。用两种商业化肠毒素检测试剂盒TECRA和RPLA进行所有菌株肠毒素的体外免疫测定 ,大部分苏云金芽胞杆菌和阳性蜡状芽胞杆菌都能产生不同水平的肠毒素活性 ,同hblA基因PCR检测结果基本相符。尽管DBT0 0 7和T2 4 0 0 1含有hblA基因 ,但用TECRA却检测不到肠毒素 ;Dmu39菌株不含肠毒素基因 ,但用TECRA却检测出高的肠毒素活性。苏云金芽胞杆菌BDT2 4 8和球性芽孢杆菌不含肠毒素基因和肠毒素。结果表明昆虫病原菌苏云金芽胞杆菌的安全性有待进一步研究     

死亡谷芽胞杆菌研究进展

死亡谷芽胞杆菌(Bacillus vallismortis)是一种好氧、产胞的革兰氏阳性细菌,归类于枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)群,对环境抗逆性强,且具有优良的生物活性,可以被广泛地应用到农业、医药及环境治理等领域。本文从死亡谷芽胞杆菌的亲缘性、抑菌活性、降解活性、生物吸附活性及产酶情况等方面做了总结,为死亡谷芽胞杆菌的进一步研究与应用提供理论依据。     

产乳酸凝结芽胞杆菌N001的抗逆性研究

目的研究前期经初筛的产乳酸凝结芽胞杆菌N001芽胞的抗逆性。方法在模拟饲料制粒条件下和动物消化道内逆境条件下的存活能力,测定N001芽胞的抗热、抗酸、耐胆盐性能和对抗生素的敏感性。结果凝结芽胞杆菌N001芽胞具有很强的耐高温、耐酸、耐胆盐能力;同时N001芽胞对营养体敏感的抗生素也有良好的耐受性。结论凝结芽胞杆菌N001芽胞具有很强的抗逆性,可以作为益生菌制剂的良好菌种。     

苏云金芽胞杆菌Sigma H对芽胞形成的影响

【目的】检测苏云金芽胞杆菌HD73中的转录调控因子Sigma H(σ~H)对spo0A基因转录的调控作用;异源表达纯化Sigma H蛋白,验证其对spo0A基因启动子的直接结合;检测sigH基因的缺失对苏云金芽胞杆菌HD73芽胞形成和晶体蛋白产生的影响。【方法】通过测定spo0A基因启动子指导的β-半乳糖苷酶活性评价spo0A基因在苏云金芽胞杆菌HD73野生型和sigH缺失突变体中的转录水平;通过PCR扩增苏云金芽胞杆菌HD73的sigH基因并插入到表达载体pET21b上,将质粒转入到表达菌株BL21(DE3)中,得到重组菌株BL21 (pETsigH);利用镍柱亲和纯化和阴离子交换纯化得到纯化的Sigma H蛋白;通过凝胶迁移实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)验证Sigma H蛋白与spo0A基因启动子的直接结合;通过显微镜观察、活芽胞计数的方法对突变株HDΔsigH进行表型特征分析。【结果】sigH缺失后,spo0A基因转录活性降低;在大肠杆菌中正确表达并纯化出大小约为28kDa的Sigma H-His蛋白;EMSA结果表明纯化后的Sigma H-His蛋白可与spo0A基因启动子结合;镜检和活芽胞计数结果表明突变株HDΔsigH无法产生芽胞和蛋白晶体。【结论】Sigma H蛋白通过与spo0A基因启动子结合直接调控spo0A基因的表达且sigH基因的缺失阻断了苏云金芽胞杆菌中芽胞和晶体蛋白的产生。     

仙草植物内生芽胞杆菌种群多样性研究

为了研究仙草植株内生芽胞杆菌种群的多样性,利用营养琼脂培养基分离仙草根、茎、叶中的内生芽胞杆菌,采用16SrRNA序列鉴定法对分离获得的芽胞杆菌进行鉴定。同一组织内,对16SrRNA序列及形态完全一样的菌株合并冗余,用ClustalX对分离得到的菌株16SrRNA进行排序,构建Neighbor-Joining系统进化树,并计算多样性指数。实验结果显示,共分离得到58株仙草内生芽胞杆菌(根29株、茎28株、叶1株),分属于芽胞杆菌属(Bacillus)、类芽胞杆菌属(Paenibacillus)和赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus),共3个属的11个种,其中与阿氏芽胞杆菌B.aryabhattai、简单芽胞杆菌B.simplex和B.flexus 3个种最接近的内生芽胞杆菌占总分离芽胞杆菌株数的62%;根部内生芽胞杆菌数量及种属均最丰富,其多样性指数高于茎和叶。