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微生物学报
微生物学报

谭华荣

月刊

0001-6209

actamicro@im.ac.cn

010-64807516

100101

北京朝阳区北辰西路1号中科院微生物所内

微生物学报/Journal Acta Microbiologica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是以微生物学基础研究和应用基础研究以及高技术创新为主的综合性学术刊物，反映微生物学研究领域中最新成果，促进国内外学术交流，为我国的经济建设服务。《微生物学报》是中国自然科学核心期刊，被国内外一些著名的文摘刊物和数据库收录，是我国最早被世界最大医学文献数据库"MEDLARS"作为医学主题词标引的5个中文期刊之一，该刊发行和交换到40多个国家和地区。多次被评为优秀科技期刊，深受国内外广大读者的好评。2001年进入"中国期刊方阵"。报道内容：我国普通微生物学，工业 、农业、医学、兽医微生物学，病毒学，免疫学以及与微生物学有关的生物工程等方面的研究论文、研究简报和小型综述等。读者对象：国内外从事微生物学研究及与微生物学有关的科研人员、管理人员和大专院校师生。
正式出版
收录年代

    玉米大斑病菌bZIP基因家族鉴定及HT-毒素诱导过程中的表达

    张淑红张运峰高凤菊武秋颖...
    283-302页
    查看更多>>摘要：[目的]碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)蛋白是真核生物中最大且最保守的转录因子之一,参与许多植物病原真菌的生长发育和致病过程.本文旨在对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)bZIP转录因子进行全基因组鉴定,并探讨它们在HT-毒素诱导过程中的表达规律.[方法]从玉米大斑病菌基因组数据库中筛选鉴定bZIP家族成员,分析其理化性质、保守结构域、亚细胞定位、顺式作用元件、系统进化关系和蛋白质互作网络,利用RNA-seq数据库分析bZIP家族成员在HT-毒素诱导过程中的表达情况.[结果]从玉米大斑病菌基因组筛选到14个bZIP家族成员(StbZIP1-14),其理化性质差异较大,编码氨基酸226-613个,相对分子量25.24-66.30 kDa,等电点4.66-10.36;亚细胞定位均为细胞核,含有非生物因素胁迫、激素诱导、细胞周期调控和增强子、核心启动子等660个顺式作用响应元件.与11个其他重要植物病原真菌的系统进化分析结果表明,StbZIPs可分为10个类群(groups),与互隔交链孢霉(Alternaria alternata)的AabZIPs存在明显的共线性关系.分析StbZIPs在HT-毒素诱导过程中的表达情况,发现 StbZIP1、StbZIP5、StbZIP7、StbZIP10、StbZIP11 与 HT-毒素诱导显著相关,其中 StbZIP5表达量最高并在HT-毒素诱导21 d和28 d时显著上调.分析了StbZIPs的蛋白质互作网络,提供了3条以StbZIP5为中心的StbZIPs互作途径.[结论]玉米大斑病菌bZIP转录因子家族成员具有显著的理化性质和结构差异、广泛的遗传多样性和显著的功能分化,并在HT-毒素诱导过程中发挥重要的转录调控作用.

    玉米大斑病菌碱性亮氨酸拉链蛋白系统进化分析HT-毒素表达分析

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    长叶轮钟草根腐病病原菌的分离鉴定及4种芳香中药植物挥发油对其病原菌的抑制作用

    李映涛苟珈棋李桥峰李园园...
    303-322页
    查看更多>>摘要：长叶轮钟草[Campanumoea lancifolia(Roxb.)Merr.]是一种具有药食两用价值的新资源,开发利用前景广阔.田间调研发现,随着其种植面积的扩大,根腐病问题日益严重,在根腐病严重的田间,损失可高达40％,占长叶轮钟草所有病害造成损失的75％-90％,直接导致了果实产量及品质的下降,影响了商品价值及农户的收入,开展长叶轮钟草根腐病的防治工作迫在眉睫.[目的]分离和鉴定长叶轮钟草根腐病病原菌,同时提取4种芳香中药植物的挥发油,研究其对长叶轮钟草病原菌生长的抑制作用.[方法]采用常规组织分离法对典型根腐病症状的长叶轮钟草病害植株进行病原菌的分离纯化,结合形态学和分子生物学手段鉴定病原菌种类,并进行科赫氏法则验证.采用水蒸气蒸馏法从芳香中药植物中提取挥发油,通过牛津杯法评估挥发油的抑菌效果,并通过96孔板法研究了其最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentrations,MICs).[结果]从患病的长叶轮钟草植株根系中分离并鉴定到4株病原菌,将分离得到的4株病原菌回接后,植物出现了与大田一致的根腐病症状.经形态学和分子生物学鉴定,4株菌分别为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、茄腐镰刀菌(Fusarium solani)、麦冬炭疽菌(Colletotrichum liriopes)和蔓枯病菌(Stagonosporopsis pogostemonis).挥发油抑菌实验发现,4种挥发油对尖孢镰刀菌、茄腐镰刀菌、蔓枯病原菌和麦冬炭疽菌均有很强的抑制效果,抑制率在32.94％-95.29％之间.此外,4种挥发油对4株病原菌MICs在0.031-4.000 mg/mL之间.[结论]本研究表明,尖孢镰刀菌、茄腐镰刀菌、蔓枯病原菌和麦冬炭疽菌均为长叶轮钟草的致病菌,且茄腐镰刀菌、蔓枯病原菌和麦冬炭疽菌为首次报道的长叶轮钟草根腐病病原菌.此外,基于中医"芳香避秽"的思想理论,本研究选取的4种芳香植物的挥发油对长叶轮钟草的根腐病病原菌均有较强的抑制作用.本研究为长叶轮钟草根腐病植物源农药的开发和未来该资源的绿色种植奠定了科学基础.

    长叶轮钟草根腐病尖孢镰刀菌茄腐镰刀菌麦冬炭疽菌蔓枯病原菌挥发油

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    绿肥替代不同比例化肥对红壤稻田土壤真菌群落的影响

    路静项兴佳康耘滔尹静...
    323-336页
    查看更多>>摘要：[目的]探究绿肥替代化肥的最佳比例及对红壤稻田土壤真菌群落的影响,以期实现我国南方红壤科学培肥和可持续利用.[方法]研究设置7个处理:不施肥(Control)、早稻不施化肥仅翻压紫云英(G)、早稻常规施用化肥(NPK100)、早稻翻压紫云英且常规施用化肥(NPK100+G)、早稻翻压紫云英且化肥减量20％(NPK80+G)、早稻翻压紫云英且化肥减量40％(NPK60+G)、早稻翻压紫云英且化肥减量60％(NPK40+G).除Control外,所有处理晚稻均常规施用化肥.在晚稻成熟期采集不同处理水稻根表土样品测定土壤理化性质,同时基于Illumina MiSeq高通量测序平台对土壤样品在DNA水平上进行测序,分析土壤真菌群落特征.[结果]与常规施用化肥相比,绿肥替代部分化肥处理提高水稻稻谷和秸秆产量.不同农业措施显著改变土壤真菌群落组成(P=0.001).绿肥替代中低量化肥处理提高土壤腐生真菌的相对丰度,增加土壤有机质的转化效率和养分周转速率.相比于常规施用化肥,绿肥替代0、20％和40％化肥处理土壤腐生真菌相对丰度分别提高33.55％、167.27％和55.28％.此外,绿肥替代中低量化肥处理降低土壤中潜在植物病原菌的相对丰度和多样性.[结论]绿肥替代20％-40％化肥既能提高水稻产量,又能减少农业面源污染、提高土壤养分含量及优化土壤真菌群落.本研究系统评估绿肥部分替代化肥对红壤稻田生态系统的影响,研究结果为我国南方红壤区农业可持续发展提供了理论基础.

    化肥减量紫云英真菌群落植物病原菌

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    云南黑松露及其共生松根的物质及通路关联分析

    张实润董杰张曦予王成凤...
    337-361页
    查看更多>>摘要：松露必须与植物共生形成外生菌根,通过与菌根进行物质互利交换才能形成子实体.[目的]云南黑松露(Tuber sinense,SL)多与云南松(Pinus yunnanensis)共生,探明云南松露与其共生松树的物质交流.[方法]应用液相质谱(liquid chromatograph mass spectrometer,LC-MS)技术,对新鲜的云南黑松露及云南松松根(Pinusyunnanensis roots,SG)的代谢物谱进行分析.[结果]在SL及SG中分别检测到1 304个和1 516个物质,其中SL特有物质(Tuber sinense specificity,SLS)399个,SG 特有物质(Pinus yunnanensis roots specificity,SGS)611 个;二者共有的显著差异物质 294 个,包括SL上调物质(differential metabolites-up,DEMs-up)93个,SL下调物质201个.网络相关分析表明,相对含量≥2.0的100个(SLS及SGS 40个,DEMs-up 60个)物质有92个存在显著相关性.SLS及SGS中29个关联物质及DEMs-up中19个物质,富集到15条重要通路,其主要涉及次生代谢产物的生物合成、氨基酸的生物合成及代谢、维生素的生物合成及代谢三大类通路.[结论]松露及松根所含有的代谢物间存在一定的网络关联;松露及松根中含有的一些物质,包括环磷酸腺苷(cAMP)、植物甾醇、3-吲哚乙酸等物质对子实体的发育具有重要的调控作用.研究结果为今后分析与子实体发育相关的潜在信号分子及探明云南松露与其共生松树的共生机制提供了理论依据,同时为筛选菌根苗及子实体的促生物质,为规模化人工培养松露等奠定了实践基础.

    云南黑松露松根物质关联通路关联

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    营养限制对桦褐孔菌生长及三萜合成的影响

    曾丽梅柳巧武慧杨梦媛...
    362-370页
    查看更多>>摘要：[目的]碳源和氮源在提供真菌所需的能量和增加次级产物代谢方面具有重要的作用.本研究旨在确认碳、氮限制对桦褐孔菌生长及三萜类次级代谢产物生产的影响.[方法]以L-谷氨酰胺和D-无水葡萄糖分别作为氮源和碳源,以营养充足培养基(0.877 g/L L-谷氨酰胺,20.000 g/L无水葡萄糖)作为对照组,实验组分为添加0.044 g/L L-谷氨酰胺的N元素限制培养基(N-L)和添加2.000 g/L无水葡萄糖的C元素限制培养基(C-L).平板实验中,接种后的平板置于28℃恒温培养箱培养,每天测量并记录其菌落直径.摇瓶发酵实验中,摇瓶接种后分别于5 d和10 d收样,测定生物量、三萜含量及三萜合成相关基因的表达量.[结果]平板实验结果显示,C-L组菌丝延伸速度最快,但菌丝稀疏,菌丝的老化速度也得到较大延缓,N-L组菌丝延伸速度较CK组快但低于C-L组,菌丝老化速度最快;摇瓶发酵实验结果显示,N-L组生物量最高;RT-qPCR结果显示,C-L和N-L条件下,多数三萜类合成酶基因出现上调趋势;GC-MS结果显示,与CK组相比,C-L和N-L组中羊毛甾醇以及桦褐孔菌醇含量均有所上升.[结论]营养限制条件下会刺激桦褐孔菌三萜类化合物的积累.

    桦褐孔菌营养限制生长羊毛甾醇桦褐孔菌醇

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    定向驯化高抗糠醛和对羟基苯甲酸的酵母菌株

    樊美杉卢圣捷张红丹钟春梅...
    371-388页
    查看更多>>摘要：在木质纤维素原料预处理过程中不可避免地形成抑制剂,包括糖降解产物(如5-羟甲基糠醛、糠醛)以及木质素降解的酚类化合物(如4-羟基苯甲酸、香兰素)等,这些化合物会降低发酵效率.[目的]提高酵母对纤维素水解液中的抑制物耐受性对工业生物质乙醇高效生产至关重要.[方法]采用浓度较高的糠醛和对羟基苯甲酸对模式菌株 W303-1A进行梯度驯化,对比驯化菌株和出发菌株在不同抑制物浓度下的生长曲线及发酵乙醇性能;对驯化后菌株和出发菌株进行高通量基因组重测序,分析其糖代谢途径和耐药性相关的变异点基因,对与耐抑制物有关的变异点进行分析挖掘.[结果]在含有2.0g/L糠醛的培养基中,F-2菌的乙醇产量为19.40 g/L,比原始菌株高2倍.在含有1.6 g/L糠醛和对羟基苯甲酸的培养基中,B-2菌的最高乙醇产量为20.22 g/L,是原始菌株的7.6倍.通过对出发菌株和驯化后菌株进行高通量基因组重测序发现,糖代谢途径中编码乙醇脱氢酶、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶和丙酮酸脱氢酶的基因发生部分突变,而YAP1(参与氧化应激反应和氧化还原稳态的转录激活剂)、PDR5(耐多种化学物质的多效ABC外运载体)和RPN4(锌指蛋白)基因的部分突变对酿酒酵母的耐抑制物具有重要作用.[结论]研究结果为进一步优化和构建模式菌株提供更多的操作靶点.

    酵母驯化抑制物纤维素乙醇

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    一种新型环氧化物水解酶的发现及其催化机理的阐明

    朱美南谷笑柳得楷张凌志...
    389-401页
    查看更多>>摘要：[目的]环氧化物水解酶(epoxide hydrolases,EHs)在手性药物的合成中起着重要作用.为了补充和发现更多的高性能环氧化物水解酶,通过基因调取技术探索新的环氧化物水解酶.[方法]通过基因调取技术鉴定了一种来自卡尔斯巴德曲霉的新型环氧化物水解酶(Aspergillus carlsbadensis epoxide hydrolase,AcEH).采用 AutoDock2 预测 AcEH 的关键水解位点,通过计算设计阐明重要位点对AcEH的结构和催化机制的影响.[结果]对新型AcEH 一级结构的分析揭示了3个特征性α/βEH基序的存在:HGWP、GYTFS和GGDIGS.AcEH酶表现出高活性,可在15 min内完全水解氧化苯乙烯(styrene oxide,SO),比活性为13 951 U/g·Km、Vmax和kcat/Km值分别为(107.07±57.98)mmol/L、(37.22±17.85)µmol/(min·mg)和 1.17 mmol/(L·s).AcEH 的关键水解位点是催化三联体的Asp192-His372-Glu346和2个保守酪氨酸Tyr251/314.某些突变(R49L、R49Y)导致酶失活,而其他突变(Y45L)导致无活性包涵体的形成.相互作用网络分析显示,第49个氨基酸残基的变化破坏了重要活性位点残基的相互作用,导致酶失活.另一方面,第45个氨基酸残基的改变使酶的结构不稳定,导致包涵体的形成.[结论]本研究发现了一种新的环氧化物水解酶,并分析了其水解机制,为进一步研究这种酶及其工业化应用提供了有价值的见解.

    生物催化环氧化物水解酶手性药物分子动力学模拟分子对接水解机理

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    基于Kraken2扩展标准数据库对反刍动物消化道微生物分类能力

    翁玉楠甄永康王梦芝王洪荣...
    402-415页
    查看更多>>摘要：宏基因组学技术的应用丰富了对动物消化道中微生物组成以及功能的认识.当前,基于宏基因组测序读长(reads)水平的物种组成的分类比对水平普遍在15％-45％.因此,提高宏基因组测序reads水平微生物的比对率,可进一步挖掘宏基因数据中的微生物信息.[目的]通过扩展Kraken2标准数据库来提高反当动物消化道微生物的分类能力,从而进一步挖掘宏基因组数据中的微生物信息.[方法]本研究共收集了来自牛、绵羊和山羊瘤胃液、粪便以及消化道中14 827个宏基因组组装基因组(metagenome-assembled genomes,MAGs),经质控过滤后,保留了3 095个物种级基因组箱(species-level genome bins,SGBs),经物种分类以及功能预测后,SGBs被整合进Kraken2标准数据库,并对其分类效果予以评估.[结果]在SGBs在基因组分类数据库(genome taxonomy database,GTDB)物种分类中,3 053个SGBs为细菌,可归类为28门782属;42个SGBs为古菌,可归类为2门8属.基于eggNOG软件功能预测,SGBs在蛋白相邻类的聚簇(cluster of orthologous groups of proteins,COG)功能分类中可注释到26种分类;在京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)功能预测中,前 25 个直系同源物(KEGG orthology,KO)通路号可归类为14种通路类型;碳水化合物酶(carbohydrate-active enzymes,CAZy)预测中,593个SGBs可注释到6类碳水化合物酶,分别是辅助氧化还原酶类(auxiliary activities,AA)、碳水化合物酯酶(carbohydrate esterases,CE)、糖苷转移酶(glycosyltransferases,GT)、碳水化合物结合模块(carbohydrate-binding modules,CBM)、糖苷水解酶(glycoside hydrolases,GH)、多糖裂解酶(polysaccharide lyases,PL);其中,GH是最为广泛的碳水化合物酶种类.3 095个SGBs加入Kraken2标准数据库(2024年5月)后,使得数据库中物种数量增加了5.00％,数据库大小从87.2 Gb提升为98.2 Gb.通过对一项基于宏基因组技术解析日粮精粗比对荷斯坦奶牛瘤胃微生物组成影响的研究再评估,加入SGBs的数据库使得该研究中瘤胃液宏基因组reads水平的物种比对率从(19.35±1.81)％提升到(51.04±2.05)％,种水平主成分(principal components analysis,PCA)分析结果表明,扩展的数据库增强了区分2种不同 日粮精粗比水平下的瘤胃微生物结构的能力,线性判别丰度差异分析(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)结果表明,在标准数据库中,Xylanibacter ruminicola和Aristaeella hokkaidonensis分别是低粗料和高粗料日粮条件下的微生物标志物;而在扩展后的数据库中,Prevotella sp.902800365和Prevotella sp.900316445分别是低粗料和高粗料日粮条件下的微生物标志物.[结论]通过引入SGBs扩展Kraken2标准数据库,可进一步增加数据库中物种覆盖度,提高宏基因组reads水平物种比对率,从而增进对宏基因数据中微生物的理解.

    Kraken2反刍动物消化道微生物分类数据库

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