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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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    不同水分管理栽培方式对山栏稻根际土壤细菌群落的影响

    刘佳宁李梦杨新森吴伟...
    242-250页
    查看更多>>摘要：[目的]山栏稻的栽培方式单一,传统刀耕火种的种植手段破坏环境,水作是山栏稻栽培的新模式.研究山栏稻在大田水作环境下根际微生物的变化情况.[方法]设置正常灌溉和干旱管理的山栏稻栽培处理,分别对山栏稻根际土壤细菌群落进行 16S rRNA基因扩增序列测定,测序数据结合土壤理化性质进行综合分析.[结果]栽培方式的改变明显影响了根际细菌群落的组成.正常灌溉处理的Nitrosprota和Proteobacteria相对丰度低于干旱管理,Firmicutes的相对丰度高于干旱管理.相对丰度前 10的细菌门群落与土壤理化性质具有相关性.相关性网络分析显示,正常灌溉处理中更多的细菌群落具有相互作用,正常灌溉处理拥有更复杂的细菌网络.[结论]不同水分管理栽培方式的山栏稻根际细菌群落组成发生显著变化,Nitrospirota、Proteobacteria细菌类群可能通过促进水稻根部吸收氮素来增强山栏稻抗逆性.正常灌溉处理中更多细菌群落相互作用,增强了生态系统的稳定性.

    山栏稻栽培方式根际微生物土壤理化性质

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    Mn2+促进Bacillus altitudinis LZP02生物膜形成

    单馨黄东慧徐伟慧王志刚...
    251-260页
    查看更多>>摘要：[目的]Bacillus altitudinis LZP02 是一株水稻根际促生菌(PGPR),能定殖于水稻根部,形成生物膜,且Mn2+对LZP02 菌株生物膜形成具有促进作用,但调控机制尚不明确,旨在探究Mn2+对LZP02 菌株生物膜形成的促进机制.[方法]采用结晶紫染色法进行生物膜定量分析、蒽酮-硫酸法测定胞外多糖产量、扫描电镜(SEM)观察LZP02 菌株在水稻根际定殖情况、转录组学测序技术分析差异表达基因(DEGs).[结果]添加 4 mmol/L Mn2+和 8 mmol/L Mn2+显著提高了LZP02 菌株的成膜能力和胞外多糖产量,扫描电镜发现 4 mmol/L Mn2+和 8 mmol/L Mn2+提高了LZP02 菌株在水稻根际的定殖能力,随着Mn2+浓度的增加,DEGs数量显著增多,其主要富集在芽孢形成、毒素代谢途径和双组分系统中.1 mmol/L Mn2+和 4 mmol/L Mn2+处理组发现skf操纵子中基因的表达均上调.扫描电镜观察发现在 1 mmol/L Mn2+和 4 mmol/L Mn2+处理组中LZP02 菌体存在损伤.4 mmol/L Mn2+处理组双组分系统中KinE和Spo0A基因均显著上调.[结论]Mn2+通过"嗜食同类"和双组分系统中KinE基因激活Spo0A～P提高了菌株LZP02 的成膜能力.

    BacillusaltitudinisLZP02生物膜Mn2+

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    真菌电化学修复除草剂污染土壤:降解动力学探索

    郝大程郑宇薇王凡韩蕾...
    261-272页
    查看更多>>摘要：[目的]微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)在去除污染物的同时产出电能,是一种颇有前景的生态修复手段.构建真菌强化MFC装置,比较电动力(EK)、真菌、MFC修复除草剂污染土壤效果及优缺点,探索MFC在有机污染物修复中的应用潜力.[方法]设计了一种添加真菌进行生物强化的MFC,并用EK、真菌、MFC三种方法修复两种除草剂污染的灭菌土壤.经筛选和驯化的疣孢漆斑菌和踝节菌菌株用于后两种方法,研究真菌强化对MFC去除除草剂的影响.测量土壤pH、电导率、除草剂去除率,MFC产电性能,用气相色谱-质谱鉴定两种除草剂的降解产物.[结果]EK修复中,添加模拟电解液、碳纤维条、加电 10 V的处理组 7 d后氯氟吡啶酯(F)和高效氟吡甲禾灵(H)去除率分别为 71%和 38%.真菌、MFC处理F的最大去除率达到 100%.对比踝节菌,疣孢漆斑菌对两种除草剂的降解性能更好,疣孢漆斑菌、踝节菌单菌构建的MFC对H的去除率分别为62.5%和 24.1%.F降解产物为氟氯吡啶酸,H降解产物为乙酸大茴香酯,推测了降解路径和降解动力学.三种方法降解F以及EK降解H均符合动力学一级反应,而真菌和MFC降解H符合二级反应.[结论]对比EK、真菌修复,MFC修复效果更好,该方法可以较快地修复土壤又无需额外供电,是一种经济有效的自持式修复策略.

    电化学修复微生物燃料电池踝节菌DJTU-SJ5疣孢漆斑菌DJTU-sh7土壤修复

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    产胞外多糖多功能促生菌的筛选鉴定及促生评价

    常海霞李明源麦日艳古·亚生周茜...
    273-285页
    查看更多>>摘要：[目的]探究产胞外多糖(exopolysaccharides,EPS)菌株在促进盐碱土中植物生长,改善土壤性能等方面的影响,为研制适用于盐碱土壤修复的微生物菌剂奠定基础.[方法]从新疆喀什地区盐碱草地根际土壤中筛选产胞外多糖菌株,基于 16S rRNA基因序列比对及系统发育分析对产胞外多糖菌株进行种属鉴定,采用单因素和响应面法优化最高产菌株的培养基组分,通过接种试验评估其对盐碱土栽培植物的促生效果及土壤团聚体的影响.[结果]共筛选出 19 株具有产胞外多糖能力的菌株,隶属于7 个菌属,以假单胞菌属(Pseudomonas)占绝对优势.菌株产糖量介于 236-1 544 mg/L,尤以泛菌属Pantoea MQ A0 产糖量最高,且兼具固氮、产吲哚乙酸(IAA)和铁载体、解磷等功能.MQ A0 的最适产糖发酵培养基为甘油 12.5 mL/L,蛋白胨 9.0 g/L,酵母粉 5.5 g/L,CaCO3 5.1 g/L,在此条件下菌株产糖量达 2 436 mg/L,较优化前增加 57.8%.接种MQ A0 发酵液使盐碱土栽培的玉米株高、鲜重、茎粗、须根数和总根长分别提高 41.2%、203.0%、42.7%、30.4%和 99.7%;粗多糖提取液对土壤团聚体的形成也有显著促进作用(P<0.05).[结论]高产胞外多糖菌株MQ A0 兼具多种促生特性,在促进盐碱土中植物生长和土壤改良方面效果显著.

    产胞外多糖菌株盐碱草地响应面法盐碱土土壤团聚体

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    脆弱拟杆菌六型分泌系统对肠道屏障的影响及机制

    雷棋怡徐杨李鹏飞
    286-295页
    查看更多>>摘要：[目的]探讨脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)中六型蛋白分泌系统(T6SS)对肠道屏障的影响及作用机制.[方法]采用自杀载体构建B.fragilis T6SS缺陷株.建立葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的肠炎小鼠模型,并分别补充PBS,B.fragilis WT和B.fragilis ΔT6SS,随后比较三组小鼠疾病特征、肠道屏障完整性的差异.利用荧光定量PCR和免疫组化检测小鼠紧密连接蛋白的表达.采用非靶向代谢组学比较各组小鼠肠道差异代谢物.[结果]T6SS缺失不影响B.fragilis的生物活性.与PBS对照组相比,B.fragilis WT明显改善小鼠的体重丢失、结肠长度等疾病指标,表现出对DSS诱导的肠炎的保护性,而B.fragilis ΔT6SS随着T6SS的敲除丧失了对DSS诱导的肠炎的保护性.小鼠血清中异硫氰酸荧光素葡聚糖含量和肠道病理切片均表明B.fragilis T6SS能改善小鼠肠道屏障的完整性.荧光定量PCR和免疫组化均表明B.fragilis T6SS影响肠道紧密连接蛋白的表达.非靶向代谢组学分析表明,与B.fragilis ΔT6SS组相比,B.fragilis WT组显著上调 96 个肠道差异代谢产物,其中多个代谢产物富集到胆碱能突触代谢和甘油磷脂代谢相关通路.[结论]拟杆菌T6SS改变肠道代谢组并提高肠道细胞紧密连接蛋白的表达,改善肠道屏障的通透性,参与到拟杆菌对肠道屏障的保护性.

    肠道菌群六型分泌系统肠道屏障肠道炎症代谢产物

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    肠侵袭性大肠埃希菌噬菌体DK-13的生物学特性及应用

    王梦雅刘家齐姜海霖李菁华...
    296-304页
    查看更多>>摘要：[目的]筛选并分离出能裂解肠侵袭性大肠埃希菌噬菌体,分析其生物学特性,并探究其对污染猪肉的杀菌作用.[方法]采用双层平板法分离鉴定噬菌体,并测定其最佳感染复数,一步生长曲线等,对其基因组进行测序分析以及裂解功效的测定.[结果]从医院污水中分离鉴定能特异裂解肠侵袭性大肠埃希菌(Enteroinvasive Escherichia coli,EIEC)的噬菌体并命名为DK-13,其呈典型的蝌蚪状外形,包含一个正二十面体的头部和一个可收缩的螺旋对称的尾部,属于肌尾噬菌体科(Myoviridae)噬菌体;生物学特性表明:最佳感染复数为 0.01,潜伏期约为 10 min,裂解期约为 70 min,噬菌体DK-13 能在 50℃,pH 5.0-10.0 条件下存活.全基因组测序表明,噬菌体基因组长约 172 275 bp,GC含量为 40.18%,预测其共有 293 个开放阅读框(open reading frames,ORF),未发现已知耐药基因和毒力基因.应用试验表明:被污染的猪肉中表现的杀菌效果良好,宿主菌的数量明显减少.[结论]分离并鉴定一株新的烈性噬菌体DK-13,DK-13 具有潜伏期短、裂解效率高等优势,在食品安全方面具有很大应用潜力.

    肠侵袭性大肠埃希菌噬菌体噬菌体疗法食品安全

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    瘤胃源粪臭素降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

    王璐刘梦雨张富源纪守坤...
    305-311页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在从绵羊瘤胃中分离粪臭素降解菌,并评估其粪臭素降解能力和生长性能,以期开发适用于反刍动物降臭的直接饲喂微生物.[方法]以绵羊瘤胃液为分离来源,使用含有粪臭素的MSM培养基进行富集和分离,通过细菌菌落形态观察进行初步分类;应用 16S rRNA基因扩增、测序及系统发育分析进行物种鉴定;绘制菌株生长曲线,通过HPLC技术测定粪臭素降解曲线.[结果]从绵羊瘤胃液中分离出 25 株粪臭素降解菌,经菌落形态鉴定选出 11 株代表菌株进行后续研究.物种鉴定结果显示,MSML2 和MSML6 属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),MSML4、MSML5、MSML7 和MSML10 属于阿氏普里斯特氏菌(Priestia aryabhattai),MSML3 和MSML11 属于污染伯克霍尔德氏菌(Burkholderia contaminans),MSML1、MSML8 和MSML9 属于成都假单胞菌(Pseudomonas chengduensis).其中,MSML5 生长速度最快,在约 12 h后进入稳定期,稳定期菌体浓度最高;MSML3 和MSML8 在前 16 h生长缓慢,32 h后进入稳定期.在粪臭素降解方面,MSML2 粪臭素降解效率最高,48 h内的降解率达到 23.03%,其次是MSML7、MSML8 和MSML10,降解率均超过 20%.[结论]成功从绵羊瘤胃中分离获得 25 株粪臭素降解菌,涉及 4 个物种,首次报道了具备粪臭素降解能力的枯草芽孢杆菌、阿氏普里斯特氏菌和成都假单胞菌,为直接饲喂反刍动物的菌剂开发提供了宝贵的菌株资源.

    瘤胃粪臭素降解率生物降解分离鉴定枯草芽孢杆菌直接饲喂微生物

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    γ-氨基丁酸对绵羊卵巢颗粒细胞凋亡及类固醇激素分泌的影响

    单新雨李太春杨若晨段香茹...
    312-321页
    查看更多>>摘要：[目的]该文章旨在探究γ-氨基丁酸(GABA)对绵羊卵巢颗粒细胞(GCs)凋亡及类固醇激素分泌的影响.[方法]卵巢GCs培养液中分别添加 0、10-8、10-7、10-6 和 10-5 mol/L的GABA处理 24 h后,采用CCK-8 法和流式细胞术分别检测GCs增殖及凋亡情况,筛选出GABA适宜培养浓度用于后续试验,采用ELISA检测GABA对GCs雌激素(E2)及孕酮(P4)分泌的影响,RT-qPCR及Western blot技术检测促GCs增殖(PCNA、CCNB1、CCND1)、促凋亡(Caspase-3、Bax)、抗凋亡(Bcl-2)和类固醇激素合成相关基因(CYP11A1、StAR、3β-HSD、CYP19A1)mRNA及蛋白的表达.[结果]添加GABA处理绵羊卵巢GCs 24 h,各组均可显著促进GCs增殖(P<0.05),抑制其凋亡(P<0.05).GABA可显著上调PCNA、CCNB1、CCND1、Bcl-2 mRNA及蛋白表达量(P<0.05),显著下调Bax、Caspase-3 mRNA及蛋白表达量(P<0.05)和Bax/Bcl-2 比值(P<0.05).GABA可显著促进P4 的分泌(P<0.05),显著抑制E2 的分泌(P<0.05).显著上调StAR、3β-HSD、CYP11A1 的mRNA及蛋白表达水平(P<0.05),显著下调CYP19A1的mRNA及蛋白水平(P<0.05).[结论]GABA通过调节CCNB1、CCND1、PCNA、Caspase-3、Bcl-2、Bax基因表达促进GCs的增殖,抑制其凋亡;通过调节StAR、3β-HSD、CYP11A1、CYP19A1基因表达促进GCs的P4 分泌,抑制E2 生成.

    γ-氨基丁酸绵羊颗粒细胞凋亡类固醇激素

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    地衣素合成酶关键模块LchAD蛋白的性质和功能研究

    杨伟杰杨周林朱浩东魏煜...
    322-332页
    查看更多>>摘要：[目的]地衣素(lichenysin)作为一种脂肽类物质,对白酒风味形成有促进作用.为研究地衣素合成酶中硫酯酶模块LchAD蛋白的性质和功能,采用传统分离纯化方法从酿酒大曲样品中,筛选产地衣素的芽孢杆菌菌株.[方法]采用质谱串联的方式检测发酵产物,通过形态学、生理生化实验和构建系统发育树,分析菌株的种属关系.以筛选出的菌株基因组DNA为模板克隆LchAD基因,在大肠杆菌中异源表达LchAD蛋白并用镍柱纯化.利用在线软件对LchAD蛋白进行生物信息学分析,探究LchAD 蛋白的性质和功能.[结果]在大曲中筛选获得的菌株YC7 为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),其发酵产物中含有地衣素A(D或G)的同系物,表明菌株YC7 为地衣素产生菌.LchAD蛋白的可溶性表达研究发现,在温度为 20℃,IPTG终浓度为100 μg/mL条件下可诱导LchAD蛋白异源表达,并形成可溶性蛋白,其分子量约为 27.62 kD.镍柱纯化结果显示,在咪唑浓度为250 mmol/L时,可获得较高纯度的LchAD蛋白.生物信息学分析结果表明,LchAD蛋白为稳定的亲水性蛋白,无信号肽,理论等电点(pI)为 7.23,含有一个GrsT保守结构域.LchAD蛋白的二级结构包含 43.5%的α-螺旋,13.82%的β-折叠,5.69%的β-转角,其三级结构与表面活性素合成酶的硫脂酶模块相似.[结论]筛选得到的地衣芽孢杆菌YC7 菌株可产地衣素,其LchAD基因编码的蛋白为 27.62 kD的亲水性蛋白,异源表达获得可溶性LchAD蛋白,该蛋白可能与合成表面活性素的硫酯酶模块功能相似.

    LchAD蛋白地衣素地衣芽孢杆菌质谱检测可溶性表达生物信息学

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