降解烤烟秸秆和烟碱菌株的筛选及其产酶特性

摘要:【目的】为获得能够降解烤烟秸秆和烟碱的菌株,并探索其降解烤烟秸秆的利用途径。【方法】以烤烟秸秆为唯一碳氮源,从烟田土壤中进行了菌株的筛选。采用形态学观察、生理生化特性鉴定、16S rRNA基因序列鉴定等方法对该菌株进行了鉴定,并对其以烤烟秸秆为底物进行液态发酵的产酶活性和木质纤维素降解效果进行了测定。【结果】结果表明:该菌株为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。在以烤烟秸秆为主要营养物质液态发酵条件下该菌株具有较强的木质素降解能力,最大漆酶活力达到418.52 U/L,而木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的最大酶活分别为19.71 U/L 和64.71 U/L。此外,发酵20 d后该菌能够完全降解发酵液中的烟碱。【结论】本研究筛选到了1株能够较好降解烤烟秸秆和完全降解烟碱的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),且该菌株具有利用烤烟秸秆生产漆酶的应用价值。     

454焦磷酸测序分析几种哺乳动物粪便细菌多样性

摘要:【目的】分析比较几种哺乳动物粪便细菌群落多样性,了解粪便细菌多样性与动物进化和食物的关系。【方法】采集6 种哺乳动物粪便样品;提取总DNA;PCR扩增,获得16S rDNA V3标签片段;用454焦磷酸测序技术进行高通量测序;主要基于QIIME平台分析比较粪便细菌多样性。【结果】分析发现,厚壁菌门和拟杆菌门广泛存在于各样品中,并且占绝对优势。α多样性分析发现,杂食性的长臂猿、黑猩猩和川金丝猴的多样性最高,其次是肉食性的东北虎,来自熊科杂食性的亚洲黑熊和大熊猫的多样性最低。β 多样性分析发现,白眉长臂猿、黑猩猩、川金丝猴几种灵长目动物粪便的菌群相似,而大熊猫菌、黑熊、孟加拉虎几种食肉目动物粪便细菌群相似但食肉动物孟加拉虎主要又因含梭杆菌门而区别于其他动物。【结论】动物粪便细菌优势类群明显;同种动物重复样本的相似性最高,各种动物多样性存在差异,但几种灵长类动物粪便细菌多样性更丰富;动物粪便细菌的组成和动物的进化及食物相关。本研究为哺乳动物粪便菌资源及后续研究提供了借鉴。     

青枯菌三型分泌系统研究进展

摘要:青枯菌(Ralstonia solanacearum)可导致多种重要经济作物毁灭性枯萎(bacterial wilt,又称青枯病),是世界上分布最广、危害最严重的十大植物病原细菌之一。注射器状的三型分泌系统(Type III secretion system)是青枯菌的一个决定性致病因子,青枯菌利用T3SS向寄主细胞中注射大量效应蛋白(Type III effectors)来抑制寄 主的免疫反应,从而引起寄主感病。本文围绕近年来有关青枯菌T3SS 遗传特性、表达调控、效应蛋白功能等方面最新进展进行综述,为全面了解青枯菌致病机理和植物细菌病害的防治提供新思路。     

mariner转座子pKKma的序列分析及转座性能

摘要:【目的】本研究针对携带mariner转座子的质粒pKKma,进行序列分析和功能注释。【方法】根据已知序列设计引物测定质粒序列。构建转座子突变文库,分析转座子转座效率。【结果】序列分析发现,质粒pKKma全长6879 bp,具有7个开放阅读框。其中,阅读框ORF6编码mariner转座酶(348 aa),属于mariner转座子Himar1转座酶的C9变;pKKma 有2个相同的27 bp的反向重复序列(inverted terminal repeats);阅读框ORF7为庆大霉素抗性基因aacC1,位于转座子反向重复序列之间,与其它mariner转座子可转移序列比 对发现,覆盖率仅为2.0%－47.7%,相应同源程度为3.2%－99.7%,可转移序列具有较大差异。转座效率分析显示,该转座子对于粘质沙雷氏菌的转座效率为(3.1×10－4)－(4.8×10－4),对于弗氏柠檬酸菌的转座效率为(1.3×10－3)－(1.7×10－3)。【结论】质粒pKKma携带一种新的mariner转座子,可在多种细菌中构建转座子文库,研究细菌基因的功能。     

南极海洋产耐有机溶剂变性剂氧化剂蛋白酶链霉菌菌株XE-1的初步鉴定及酶学性质

摘要:【目的】从南极海泥土壤中分离得到一株高产蛋白酶的放线菌(XE-1),对所产蛋白酶进行纯化以得到具有特殊性质的酶产物。【方法】通过对XE-1的生理生化和16S rRNA 基因序列分析,初步将其确定为灰红链霉菌的变种。利用乙醇沉淀、离子交换、凝胶等方法纯化后,利用冻干浓缩获得其胞外蛋白酶,用SDSPAGE测定分子量并进行性质表征。【结果】得到一种对高浓度的有机溶剂、变性剂、氧化剂耐受的,表观分子量为14 kDa的碱性丝氨酸蛋白酶,进一步分析,其最适pH 8.2,温度为55℃,米氏常数Km和Vmax分别为1.9 mg/mL和973 u/mL 。此蛋白酶活性于25%的有机溶剂为50%－180%的初始活性;在不同浓度的氧化剂中为110%－140%的初始活性,在0.2 mol/L到4 mol/L的变性剂中表现为100%－150%的初始活性。【结论】从南极海洋链霉菌XE-1中分离得到一种耐有机溶剂、变性剂、氧化剂,大小约为14 kDa碱性蛋白酶,其特殊的酶学性质可用于工业生产或药学等领域。     

西洋参内生菌群落结构与多样性

摘要:【目的】分析了不同产地西洋参内生菌的组成、结构及其定殖部位差异,明确了吉林省西洋参内生菌的资源状况。【方法】利用组织块法进行内生菌的分离,通过16S rDNA和ITS序列分析,结合培养形态对内生菌鉴定,并对分离得到的内生菌进行生态指数分析。【结果】从西洋参根部分离到内生菌13属26种,茎部分离到10属18种,叶部分离到9属16种。芽孢杆菌属(Bacillus)和假单孢菌属(Pseudomonas)为西洋参内生菌中的优势属,分别占内生菌总种数的17.6%和14.7%。多样性指数显示,珲春＞靖宇＞抚松＞集安＞长白;均匀度指数显示,珲春＞集安＞靖宇＞抚松＞长白;优势度指数显示,靖宇＞珲春＞抚松＞集安＞长白。【结论】西洋参内生菌具有较丰富的遗传多样性,不同海拔高度产地西洋参内生菌种群数量、均匀度、奇异度存在差异,高海拔地区西洋参内生菌优势菌群集中,优势属突出,奇异度较高,而低海拔地区西洋参内生菌奇异度较低,但种群种类较丰富,且分布均匀。     

圆红冬孢酵母磷酸盐饥饿诱导表达载体的构建

摘要:【目的】建立一种适用于圆红冬孢酵母代谢工程的磷酸盐饥饿诱导表达系统。【方法】对圆红冬孢酵母pho89基因5'侧翼序列进行生物信息学分析,设计相应引物,PCR扩增pho89基因启动子(pPHO89)和hsp70基因终止子(tHSP),利用RF克隆方法置换出发载体上的pPGK组成型启动子和tNOS终止子,以潮霉素磷酸转移酶基因hyg为报告基因,得到响应磷酸盐饥饿诱导的单表达盒载体pZPK-pPHO89-hyg-tHSP,利用ATMT方法转化圆红冬孢酵母,通过转化子潮霉素抗性表型鉴定pPHO89和tHSP的启动子和终止子活 性。在此基础上,构建了适合外源基因表达的双表达盒诱导表达载体pZPK-HYG-pPHO89-MCS-tHSP,并利用该载体构建了苹果酸酶重组表达菌株。【结果】成功构建了响应磷酸盐饥饿的圆红冬孢酵母诱导性表达载体,该载体在圆红冬孢酵母中可表现出启动子和终止子活性。【结论】该启动子受磷酸盐浓度的严谨调节,响应度高,操作简单,无需额外诱导剂,经济便捷,为后续圆红冬孢酵母代谢工程研究提供了基本材料。     

定量监控大肠杆菌主代谢目标蛋白质及中间代谢物

摘要:【目的】监控大肠杆菌(Escherichia coli)主代谢通路上蛋白表达状况及中间代谢物变化,为代谢工程改造提供基础性数据及检测方法。【方法】利用Skyline软件靶向设计主代谢(糖酵解途径、磷酸戊糖途径、三羧酸循环、混合酸发酵途径及脂肪酸合成途径)目标蛋白质label-free (MRM)方法对其相对定量监控;在相同质谱平台(Triple Quad 4500)上利用LC-MS/MS(MRM)方法对目标中间代谢物绝对定量监控。【结果】实验表明不同生长时期内(对数生长期、稳定期及衰亡期)大肠杆菌主代谢蛋白质表达表现出4种不同的变化现象,某一代谢通路上的单一蛋白不能反映该通路的表达状态;磷酸戊糖途径、混合酸发酵途径以及三羧酸循环途径中较多的蛋白质在衰亡期表达量最高,但几种目标中间代谢产物(ATP、ADP、AMP、NAD+、NADH、NADP+、NADPH、CoA、acetyl-CoA)的积累量与对数生长期相比,稳定期及衰亡期都相应减少(除了acetyl-CoA以外)。【结论】该文中使用的检测方法可以有效地反映大肠杆菌体内代谢的基本状况。     

短小芽孢杆菌耐碱性β-甘露聚糖酶基因的异源表达及其酶学特性

摘要:【目的】本研究报道了一种新颖的耐碱性β-甘露聚糖酶基因的异源表达并研究其酶学特性,为其工业应用奠定基础。【方法】通过基因同源性分析以及染色体步移技术,从短小芽孢杆菌Nsic-2中克隆得到甘露聚糖酶基因(manB)。然后分别将manB基因在大肠杆菌BL21(DE3)和枯草芽胞杆菌WB800N中进行表达,并研究其酶学特性。【结果】克隆得到的manB基因序列有一个含1104 bp的开放阅读框,编码一种含有367个氨基酸的甘露聚糖酶(ManB)。经预测其蛋白序列N末端有一个含有31个氨基酸的信号肽。将ManB的氨基酸序列进行同源性分析,发现其与来源于短小芽孢杆菌CCAM080065的甘露聚糖酶具有很高的一致性,可以推测ManB属于糖苷水解酶家族26。manB基因在大肠杆菌BL21(DE3)中成功地表达,得到甘露聚糖酶最高酶活为11021.3 U/mL。与其它甘露聚糖酶比较,ManB在碱性条件下表现出较高的稳定性,在pH6.0－9.0之间酶活相对稳定。纯化后的ManB比活可达4191±107 U/mg。酶反应动力学参数Km和Vmax分别为35.7 mg/mL和14.9 μmol/(mL·min)。同时,在枯草芽胞杆菌WB800N中也成功地实现了重组蛋白ManB的分泌表达。【结论】β-甘露聚糖酶基因成功实现异源表达,并得到其酶学性质。本文是首次报道从臭豆腐卤液中分离菌株,克隆表达甘露聚糖酶,并描述其酶学特性。ManB在碱性条件下的酶活稳定性,使得其在工业应用中具备较高的潜在应用价值。     

两株低温沼气产酸细菌的分离鉴定及产酸特性

摘要:【目的】分离筛选低温沼气产酸细菌并研究其发酵特性。【方法】利用筛选培养基分离产酸细菌;通过形态学观察、16S rRNA进行鉴定;利用糖发酵、淀粉水解、明胶液化、过氧化氢酶等实验考察发酵特性;采用气相色谱法测定挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFA),对菌株的产酸特性进行研究。【结果】从霍林河市户用沼液中分离出两株在4 ℃产酸较高的菌株FJ-8和FJ-15,经16S rRNA系统发育树分析分别属于Pseudomonas sp．和Shewanella sp.。两株菌均能够水解淀粉、液化明胶,且过氧化氢酶反应均呈阳性。它们最适的产酸温度分别是15 ℃和20 ℃,在4 ℃液体发酵10 d后所产总VFAs分别为2593 mg/L和2687 mg/L。其中乙酸含量分别为792 mg/L和966 mg/L。另外,相同条件下5 L模拟发酵结果显示处理组(添加所筛两株菌混合发酵液)的周产气量比对照组高出59%。【结论】分离出的两株产酸细菌FJ-8和FJ-15在低温条件下具有较好的产酸性能,在提高低温条件下沼气产气量方面具有很强的应用前景。