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生物技术通报
生物技术通报

路铁刚

月刊

1002-5464

biotech@caas.cn

010-82109925，82109903

100081

北京海淀区中关村南大街12号

生物技术通报/Journal Biotechnology BulletinCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊客观报道国内外生物技术领域基础研究成果及其在农、林、牧、渔及医药、食品、轻工、环保领域中的应用和产业化趋势。内容包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程以及生物工程的应用、研究现状和新的实验技术与方法等。
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    刺五加黑斑病生防细菌分离、鉴定、优选及发酵条件优化

    丁艳哲姚鑫鑫孙卓杨利民...
    218-226页
    查看更多>>摘要：[目的]从刺五加根际土壤中筛选、分离并鉴定对刺五加黑斑病具有生防潜力的细菌,在此基础上优化其发酵条件,为刺五加黑斑病生物防治提供良好的生防菌源.[方法]采用稀释涂布法从健康刺五加根际土壤中分离细菌,平板对峙法筛选对细极链格孢菌(Alternaria tenuissima)具有较强拮抗效果的菌株,测定其对另外5种病原真菌的抑制作用;通过形态特征、生理生化特征及16S rDNA基因测序明确该菌株的分类学地位;以单因素试验和正交试验方法进行培养基组分及发酵条件优化;此外,探讨该菌株发酵液对刺五加黑斑病的防治效果.[结果]分离获得419株细菌中菌株YZ-228对细极链格孢菌的抑制率最高,达67.38％,无菌滤液的抑制率为64.32％.菌株YZ-228对茄立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、茄腐皮镰孢菌(Fusarium solani)、链格孢菌(A.panaax)、毁灭柱孢菌(Cylindrocarpou destructans)、尖镰孢菌(Fusarium oxysporum)均具有抑制效果,抑制率为 62.80％-67.89％.菌株YZ-228初步鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus).可溶性淀粉5 g/L和牛肉膏5 g/L是YZ-228最佳碳源和氮源,在pH 7.0、温度28℃、接种量3％、装液量50mL/250mL、转速200 r/min条件下,发酵1 d的菌液对细极链格孢菌拮抗效果较好,抑制率达74.19％,较牛肉膏蛋白胨酵母膏培养基发酵液(BPY)提高11.99％.此外,接种菌株YZ-228发酵液显著降低了刺五加黑斑病的病情指数,防效达59.15％.[结论]蜡样芽孢杆菌YZ-228对刺五加黑斑病有较好的防治效果,具有作为刺五加黑斑病生物防治剂的潜力.

    刺五加细极链格孢菌蜡样芽孢杆菌黑斑病生物防治

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    黑曲霉发酵积累L-苹果酸的关键基因差异分析

    刘书彤武胜谭奕阳王德培...
    227-238页
    查看更多>>摘要：[目的]微生物生产L-苹果酸是目前极为高效的一种生产方法,为揭示黑曲霉生产L-苹果酸的生物合成机制,借助转录组学分析探究关键基因在代谢调控过程中的差异变化.[方法]MA-1菌株在发酵144 h产酸水平达到88.27 g/L,选取产酸速率不同的3个时间点(48、72和120 h)进行转录组分析.[结果]GO分析显示,生物过程的调控、RNA结合与核糖体相关的二级条目下的显著基因差异性最大、数目最多.转录组分析发现发酵48-120 h 过程中,HacA、Ace1、Rpn4等转录调控因子始终处于较高水平,FPKM值达到20 181.64-94 573.00,且葡萄糖转运蛋白(Rco-3)、酮戊二酸/苹果酸转运蛋白Yhm1呈现相对较高的转录水平,FPKM值达到4 971.83-6 575.46;糖酵解EMP途径中,其重要的限速酶丙酮酸激酶(FPKM值13 109.15-25 649.30)和6个己糖激酶中的ANI_1_1984024(FPKM值达4 111.68-7 325.43)转录水平相对较高,再者从葡萄糖转化为丙酮酸途径中的其他酶转录水平均在120 h呈下降趋势;TCA循环中整体基因转录水平均维持较高水平,为细胞代谢提供充足能量,rTCA途径中柠檬酸合酶表达水平最高,苹果酸脱氢酶次之,乙醛酸循环水平较低.[结论]推测黑曲霉MA-1菌株中L-苹果酸合成的主要途径为rTCA和丙酮酸羧化途径.

    黑曲霉L-苹果酸转录组差异基因代谢调控

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    四株革兰氏阴性细菌的红绿色荧光蛋白标记及其生物学特性研究

    吴启叶卢丽娜刘迎龙平媛...
    239-247页
    查看更多>>摘要：[目的]构建广谱复制型荧光蛋白质粒,并对革兰氏阴性细菌标记以评价荧光蛋白质粒适用性.[方法]将gfp、mCherry 和组成型启动子 PpsbA 克隆到质粒 pBBR1MCS2'以构建表达载体 pBBR1MCS2'-PpsbAGFP 和 pBBR1MCS2'-PpsbAmCherry,通过接合转移将上述载体分别导入茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)EP 1、胡萝卜果胶杆菌(Pectobactererium carotovorum subsp.carotovorum)WB、肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella Pneumoniae)JF 和洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)1-2 中,观察菌落及细胞荧光表现,检测其生长曲线和质粒保持率,并验证相关功能.[结果]荧光蛋白表达载体pBBR1MCS2'-PpstAGFP和pBBR1MCS2'-PpstAmCherry被成功构建,并成功地利用绿色和红色荧光蛋白标记了上述4株革兰氏阴性细菌.荧光蛋白标记菌的菌落及细胞个体均有对应的荧光发出,生长速率与野生型菌株一致.然而,荧光蛋白质粒在此4株细菌中的稳定性存在较大差异:绿色和红色荧光蛋白质粒在JF菌株中的稳定性最高,无选择压力继代培养40 h后的质粒持有率分别达90.33％和94.67％,在WB和EP1菌株中次之,在1-2菌株中的稳定性均最差,分别在培养5 h和25 h后就检测不到荧光.此外,荧光标记的1-2菌株溶磷活性和WB致病性与各自野生型菌株无显著差异.[结论]成功构建2种荧光蛋白表达载体,并对R.solanacearum EP1等4株不同革兰氏阴性细菌的荧光蛋白标记.其在质粒保持率中,绿色和红色荧光蛋白在1-2菌株中稳定性较差,在其余3株菌株中均能稳定表达,为后续为革兰氏阴性细菌的标记及其相关功能研究提供重要的研究材料.

    革兰氏阴性细菌荧光蛋白标记广谱复制型接合转移质粒保持率

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    Phomopsis tersa FS441聚酮杂萜类化合物生物合成基因启动子的鉴定

    刘玉萍张维阳章卫民叶伟...
    248-255页
    查看更多>>摘要：[目的]Phomeroids为分离自海洋真菌Phomopsis tersa FS441的聚酮杂萜类新骨架化合物,具有良好的抗肿瘤活性.为便于后期对phomeroids生物合成关键基因萜类环化酶编码基因ctg1509和P450单加氧酶编码基因ctg1511进行转录调控,对其启动子功能进行鉴定.[方法]对海洋真菌P.tersa FS441中ctg1509、ctg1511基因启动子p1509、p1511进行克隆,用荧光素酶报告基因载体分析启动子的转录活性,并进一步采用点板实验和生长曲线鉴定其在大肠杆菌中启动氨苄青霉素抗性基因转录的功能,采用PlantCARE数据库分析启动子的调控元件.[结果]p1509的启动子转录活性最强,其活性远强于阳性对照PgpdA启动子,p1509和p1511能在大肠杆菌中启动氨苄青霉素抗性基因的转录.p1509、p1511启动子区域除了含有CAAT-box、TATA-box核心元件,还有参与低温响应、光响应等顺式调控元件.[结论]验证了启动子p1509和p 511的功能.发掘了一个转录活性强于阳性对照的新型强启动子p 509,该启动子含有丰富的调控元件.

    生物合成基因启动子转录活性Phomopsistersa聚酮杂萜元件分析

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    拟轮枝镰孢丙氨酸转氨酶FvALT的克隆与表达分析

    郝楠耿珊赵雨薇侯智涵...
    256-263页
    查看更多>>摘要：[目的]拟轮枝镰孢是玉米穗腐病的主要病原菌,探究拟轮枝镰孢FvALT的生物学功能,为新型靶向杀菌剂开发提供理论依据.[方法]利用ProtParam、ProtScale、WoLFPSORT和Clustal X等在线工具对FvALT的生理生化特征及同源性进行分析;采用SOMPA和SWISS-MODEL获得其蛋白结构,并利用AutoDock分析FvALT与底物的结合能力;进而通过原核表达和亲和镍柱层析方法获得目的蛋白,通过荧光滴定技术验证FvALT与底物的结合能力.[结果]FvALT为亲水性蛋白并定位于胞浆中,其蛋白二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,并在镰孢菌中高度保守,具有典型的PTZ00377 superfamily结构域;FvALT的最佳诱导条件为0.4 mol/L IPTG,16℃诱导16 h;FvALT与α-酮戊二酸具有较强的结合作用,结合位点为ARG310、SER149、SER298、SER300和ASP258.[结论]拟轮枝镰孢FvALT具有典型的丙氨酸转氨酶特征,与底物α-酮戊二酸特异结合.

    拟轮枝镰孢丙氨酸转氨酶生物信息学分析原核表达分子对接

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    碳青霉烯耐药高黏液肺炎克雷伯菌K2-ST375中前噬菌体的诱导及环化结构分析

    刘和兰陈泽慧李明哲周永雯...
    264-274页
    查看更多>>摘要：[目的]分析和研究临床碳青霉烯耐药高黏液肺炎克雷伯菌(Carbapenem-resistant hypermucoviscous Klebsiella pneumoniae,CR-HMKP)K2-ST375中前噬菌体的分布、可诱导前噬菌体的遗传结构及其编码基因特征,为深入研究CR-HMKP中前噬菌体的生物学功能奠定重要基础.[方法]利用Prophage Hunter预测CR-HMKP K2-ST375中前噬菌体的分布,使用丝裂霉素C对前噬菌体进行诱导并通过环化引物进行验证.综合运用RAST等生物信息学软件对可诱导前噬菌体Prophage-4进行基因注释并对其编码的内溶素理化性质、结构特征及遗传信息进行分析.[结果]Prophage Hunter预测结果表明,CR-HMKP K2-ST375染色体上携带Prophage-1-Prophage-4共4个前噬菌体.经丝裂霉素C诱导,Prophage-4可从宿主染色体上剪切下来形成环化结构.序列分析结果表明,Prophage-4与宿主染色体存在40 bp同源重复序列.基因注释结果表明,Prophage-4的编码基因主要参与噬菌体结构和组装、DNA复制和调控、溶源周期以及裂解等生物学功能.Prophage-4编码的内溶素与肠杆菌科噬菌体P21的内溶素蛋白具有相同的保守结构域;在遗传进化上,二者具有较近的亲缘关系.系统发育树分析结果显示,Prophage-4与克雷伯菌烈性噬菌体BUCT541位于同一进化分支,表明Prophage-4具有潜在的裂解能力.[结论]临床CR-HMKP K2-ST375中携带的Prophage-4经丝裂霉素C诱导,在40 bp同源重复序列介导下从宿主菌染色体上剪切下来形成环化结构;其编码的内溶素与噬菌体P21编码的内溶素蛋白密切相关.

    碳青霉烯耐药高黏液肺炎克雷伯菌前噬菌体诱导环化结构

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    大肠杆菌DH5α通过外膜囊泡传递抗生素抗性基因AmpR

    庄棵梁至轩何英婷谢秋玲...
    275-281页
    查看更多>>摘要：[目的]探究大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α外膜囊泡(outer membrane vesicles,OMVs)在细菌间传递抗生素抗性基因AmpR的能力.[方法]通过超速离心法提取外膜囊泡;然后通过透射电镜,纳米颗粒跟踪分析(NTA)以及Western blot检测和表征OMVs的形态、粒径和浓度.同时PCR鉴定OMVs中的氨苄青霉素抗性基因AmpR.将OMVs与大肠杆菌DH5α共孵育培养,观察细菌在氨苄抗生素培养基上的生长情况,挑取单菌落进行菌落PCR鉴定AmpR的存在.[结果]所提取的囊泡的平均粒径约为125 nm,在OMVs粒径范围之内,OMVs标志蛋白OmpC阳性,显示所提取的囊泡为细菌外膜囊泡OMVs.同时PCR鉴定该OMVs中含有氨苄青霉素抗性基因AmpR.与OMVs共孵育培养后的大肠杆菌DH5α能在LB固体平板上生长,通过菌落PCR鉴定大肠杆菌中含有AmpR基因.[结论]具有抗性基因的大肠杆菌Escherichia coli DH5α可以通过外膜囊泡OMVs将AmpR传递给周围的大肠杆菌,实现耐药性转移.

    大肠杆菌外膜囊泡氨苄抗性基因基因转移耐药性

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    牛源荚膜A型、D型多杀性巴氏杆菌的全基因组测序及基因组进化分析

    王梓石金川王永强孙淼...
    282-290页
    查看更多>>摘要：[目的]对乌拉盖管理区分离的牛源巴氏杆菌进行荚膜血清分型,对不同血清型菌株进行全基因组测序及基因组进化分析.[方法]对肉牛肺脏进行病原菌分离纯化、16SrRNA鉴定、荚膜血清型分型、药敏试验和小鼠致病性实验;对不同血清型巴氏杆菌进行全基因组测序及基因组进化分析.[结果]成功分离得到两株牛源巴氏杆菌,命名为Pm-YQ与Pm-SM,其中Pm-YQ为荚膜血清A型,Pm-SM为荚膜血清D型;两株分离菌均具有较强毒力,但耐药性较弱.分离菌全基因组长度分别为2 274 102 bp与2 244 957 bp,分别编码2 070与2 007个基因.菌株Pm-YQ为ST 179型,菌株Pm-SM为ST 1型.通过构建全基因组进化树分析,Pm-YQ与德国、丹麦、美国在GenBank中登录的3株巴氏杆菌亲缘关系较近;Pm-SM株与国内重庆所分离的一株荚膜F型巴氏杆菌在同一进化分支.[结论]完成了两株不同血清型巴氏杆菌的分离鉴定及全基因组测序,Pm-YQ菌株与德国分离株亲缘关系较近,Pm-SM菌株与目前登录的牛源巴氏杆菌亲缘关系均较远.

    牛多杀性巴氏杆菌荚膜血清型耐药基因毒力基因全基因组测序

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    miR-3604在牛子宫内膜上皮细胞容受性、增殖和凋亡中的作用

    姬中祥罗仍卓么李宇航王玉梅...
    291-298页
    查看更多>>摘要：[目的]研究miR-3604在牛子宫内膜上皮细胞(bovines endometrial epithelial cells,bEECs)容受性中的作用.[方法]利用孕酮(progesterone,P4)和干扰素-tau(interferon tau,IFN-τ)联合诱导bEECs构建容受性细胞模型.在此基础上,对容受态bEECs进行牛miR-3604的过表达和干扰后,分别采用RT-qPCR、流式细胞术、EdU和CCK8技术检测了牛miR-3604在bEECs容受性、细胞增殖和凋亡中的作用.[结果]与对照组相比,容受态bEECs的miR-3604过表达组的细胞容受性标志基因HOXA10、IL-6和VEGF的表达量均显著降低(P＜0.05);细胞凋亡标志基因C4SP3和BAX的表达量显著上调(P＜0.05);容受态bEECs的凋亡率极显著降低(P＜0.01),而细胞增殖率显著升高(P＜0.05).同时,miR-3604干扰实验的结果与过表达实验的结果相反.[结论]miR-3604在容受性bEECs中的表达量升高,从而可抑制bEECs的容受性和细胞凋亡,并促进bEECs的增殖.

    miR-3604子宫内膜容受性牛子宫内膜上皮细胞细胞增殖细胞凋亡

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    桦褐孔菌乙醇提取物对脂多糖诱导肠损伤的缓解作用及机制

    马文澳杨微李迎春朱彦彬...
    299-308页
    查看更多>>摘要：[目的]探究桦褐孔菌乙醇提取物(ethanol extract of Inonotus obliquus,EEIO)对脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)诱导肠损伤的保护作用及分子机制.[方法]利用LPS诱导的小鼠小肠上皮细胞和C57BL/6小鼠,检测EEIO处理后LDH和NO水平;RT-qPCR和ELISA方法检测EEIO对炎症因子IL-1β和IL-18表达的影响;RT-qPCR和WB方法检测EEIO对MAPK和焦亡信号通路的影响.[结果]体内外结果一致表明,EEIO可有效缓解LPS导致的LDH和NO水平升高;EEIO处理后,IL-1β和IL-18表达明显降低.EEIO抑制MAPK(ERK、P38、JNK)信号通路,显著降低p-ERK/ERK、p-p38/p38和p-JNK/JNK的水平.同时,焦亡途径被抑制,ASC、Caspase-1、GSDMD和NLRP3水平显著降低.阳性药物白藜芦醇(resveratrol,RES)对各项检测指标的影响与EEIO相似,但效果不如EEIO.[结论]EEIO通过调控MAPK信号通路,抑制焦亡途径进而降低炎性因子的表达,缓解LPS诱导肠损伤.

    桦褐孔菌乙醇提取物脂多糖肠损伤炎症焦亡

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