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微生物学通报
微生物学通报

赫荣乔

月刊

0253-2654

tongbao@im.ac.cn

010-64807511

100101

北京朝阳区北辰西路1号院2号中国科学院微生物研究所B401

微生物学通报/Journal MicrobiologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊1974年创刊，是中国微生物学会和中国科学院微生物研究所主办，国内外公开发行，以微生物学应用基础研究及高新技术创新为主的综合性双月学术期刊。主要刊登微生物学、生物工程、病毒学、酶工程、发酵工程、细胞工程等领域的最新研究成果，产业化新技术和新进展。设置的栏目有：研究报告、研究快报、专论与综述、技术与方法、高等院校教学、名师讲堂以及企业高科技信息与新产品介绍、专题专栏、专家论坛、书讯、会讯等。读者对象为科研院所、大专院校、医院、卫生防疫(检疫监察部门)、生物工程公司、环境保护、企业厂矿等单位。发行范围涵盖教育、科研、工业、农业、医药、环境、食品保健等领域。
正式出版
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    一种新谷氨酰胺转氨酶的发掘、纯化、酶学性质测定及重组表达

    杨科科李子龙修涵李国莹...
    5090-5104页
    查看更多>>摘要：[背景]谷氨酰胺转氨酶(transglutaminase,EC 2.3.2.13)简称TG酶,能够催化谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基基团与赖氨酸残基的ε-氨基基团之间交联,形成异性肽键,从而改变蛋白质的构象和功能.目前TG酶已经广泛应用到食品、生物医药、纺织、皮革加工等领域.[目的]从天然茂原链霉菌中挖掘性能优异的TG酶,并将其在工业底盘菌株中重组表达以提高产量.[方法]通过发酵测定了一株茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)CGMCC 4.266的TG酶生产能力.使用Capto S阳离子交换层析柱对该TG酶(TGe)进行纯化.通过测定TGe的最适pH和pH稳定性、最适温度和温度稳定性以及交联酪蛋白的能力来分析其酶学性质.将工业茂原链霉菌内源tg基因进行敲除构建△tg,然后将tge基因在△tg中重组表达.[结果]TGe最适pH值为5.0,在pH 4.0-10.0范围内保持较高的活性.最适反应温度为50 ℃,与商品化酶相当,在4-40 ℃范围内TGe稳定性较好,在40-65 ℃范围内TGe活性略优于商品化酶.酪蛋白交联实验表明,在50℃条件下,TGe交联能力明显优于商品化酶.tge在△tg中重组表达,TGe产量显著提高可达6.3 U/mL,相较野生菌株提高162.5％,并且TGe催化活性不受影响.[结论]对天然茂原链霉菌中的TG酶进行挖掘表征,是获取性能更加优异TG酶的有效方式.异源TG酶在成熟工业菌株中成功表达为提高茂原链霉菌TG酶的产量提供了新策略.

    谷氨酰胺转氨酶酶学性质纯化重组表达

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    还原性脱卤酶的生物信息学分析

    廖恒毅王旭昊崔逸儒李晓翠...
    5105-5120页
    查看更多>>摘要：[背景]有机卤呼吸细菌介导的还原性脱卤过程对于卤素循环与有机卤污染场地的修复至关重要.还原性脱卤酶(reductive dehalogenases,RDases)作为有机卤呼吸的末端电子受体还原酶,在脱卤过程中起着关键作用.[目的]系统地了解还原性脱卤酶的序列与结构特征,为阐明还原性脱卤酶及有机卤呼吸细菌作用机制及生物学功能奠定基础.[方法]应用多种生物信息学分析工具对44个还原性脱卤酶蛋白的基本理化性质、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点、系统发育关系、多序列比对的同源性矩阵、保守基序、保守结构域、二级结构、三级结构及无序区域进行预测分析.[结果]不同还原性脱卤酶蛋白的理化性质存在差异,但呈现出一定的保守性.不同还原性脱卤酶蛋白的磷酸化位点、保守结构域分布、保守基序分布,以及二级结构的保守性较高.底物类别相似或相同的还原性脱卤酶在蛋自序列和三级结构上更为相似.大多数还原性脱卤酶蛋白的亲缘关系较近.还原性脱卤酶蛋白主要为分泌型蛋白、非膜定位蛋白和固有无序蛋白.[结论]不同还原性脱卤酶蛋白具有一定的保守性,因此能够发挥相似的生物学功能.研究结果对进一步研究还原性脱卤酶具有一定的参考价值,尤其是为基于还原性脱卤酶的有机卤呼吸细菌应用于实际场地修复提供科学依据与理论参考.

    还原性脱卤酶生物信息学有机卤呼吸细菌

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    芽孢八叠球菌(Sporosarcina sp.)N2的分离与低温降解木质素的特征解析

    徐一鸣王敬红徐红敏邓常宇...
    5121-5140页
    查看更多>>摘要：[背景]东北地区每年都会产生大量的作物秸秆类农业废弃物,低温导致自然条件下秸秆降解缓慢.[目的]筛选耐低温高效降解木质素的细菌,探究其木质素降解相关途径.[方法]通过形态学及16S rRNA基因测序进行菌株鉴定,在低温条件下进行木质素降解条件优化,利用转录组学方法对菌株木质素降解特征进行分析.[结果]筛选了一株能在15 ℃条件下高效降解木质素的菌株芽孢八叠球菌(Sporosarcina sp.)N2,低温培养8 d木质素的降解率为20.8％,条件优化后提高至31.7％.通过转录组测序分析确定不同时期间的差异表达基因,发现与抗冻、木质素降解相关的功能基因在不同降解时期上下调变化明显,通过其基因表达推测了该菌株木质素降解途径为苯甲酸途径与原儿茶酸途径.[结论]本研究丰富了低温木质素降解微生物资源,为后续秸秆低温生物强化降解提供了数据支持.

    木质素生物降解芽孢八叠球菌低温酶活性

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    不同品种桃树根部内生细菌群落结构、多样性及功能分析

    崔博飞刘辰宇刘悦萍谈昕煜...
    5141-5158页
    查看更多>>摘要：[背景]桃树的根部内生细菌群落具有促进植物生长和抗逆性的潜力.研究这些微生物群落的组成和功能可以进一步挖掘内生菌在桃树根部生长发育中的作用,可为后续微生物资源开发和利用提供参考.[目的]分析不同品种桃树根部的内生细菌群落的组成、多样性和功能,为进一步研究桃树与内生菌之间共生关系奠定基础.[方法]采用16S rRNA基因扩增子测序技术,并运用多种生物信息学方法进行数据分析,对北京市平谷区国桃基地7个不同品种桃树根内生细菌进行群落组成、多样性分析、LEfSe分析和PICRUSt2功能预测.[结果]发现不同品种桃树的根部内生细菌群落在红毛桃、白毛桃和黄肉桃中的组成存在显著差异.主要优势菌门为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),其中放线菌门在大部分样品中占优势地位.微生物群落多样性分析显示,品种间的Shannon、Simpson指数差异显著,表明不同桃品种根内生菌的多样性存在差异性,并较复杂.LEfSe分析识别了与特定品种相关的根内生菌标志物,例如双歧杆菌属(Bifidobacterium)在红毛桃和白毛桃中具有较高相对丰度.PICRUSt2功能预测表明,内生细菌生物学功能在不同红毛桃品种间差异较大,主要参与碳水化合物代谢和氨基酸代谢,展示了内生菌群对宿主植物生理功能的潜在影响.[结论]本研究揭示了不同品种桃树根部内生细菌群落的组成、多样性和功能,拓宽了对桃树内生菌的认识,为后续桃树内生细菌资源的开发利用奠定了基础.

    内生细菌群落功能预测桃树根部微生物多样性

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    山西省蜡伞属真菌物种多样性及一新种的描述

    张宇欣毛宁李颖李婷...
    5159-5176页
    查看更多>>摘要：[背景]蜡伞属(Hygrophorus)隶属于担子菌门(Basidiomycota)伞菌纲(Agaricomycetes)伞菌目(Agaricales)蜡伞科(Hygrophoraceae),在世界分布广泛.[目的]对山西省的蜡伞属真菌物种进行资源调查,丰富该地区蜡伞属物种的多样性.[方法]采集标本并进行形态学观察及描述;提取 DNA,测定内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS);基于最大似然法(maximum likelihood,ML)和贝叶斯法(Bayesian inference,BI)构建分子系统发育树.[结果]结合形态学特征和分子系统发育学共鉴定出山西省蜡伞属真菌11种,包括已知种10个,新种1个.本文对新种拟褐顶蜡伞(Hygrophorus brunneodiscoides)的宏观、微观形态特征进行了详细的描述、绘图及拍照,并提供了这10个已知种的子实体图片和山西省蜡伞属物种检索表.[结论]本文描述了发现于中国的新种拟褐顶蜡伞(H.brunneodiscoides),证实了山西存在该属物种11个,并根据野外观察对这11个物种的地理分布及其与宿主植物间的关系进行了简要讨论.

    食用真菌新种分类学担子菌

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    一株拮抗单增李斯特菌的蒙氏肠球菌A9-1A的筛选及其细菌素抗菌活性分析

    叶庆磊张颖刘子豪冯瑞珍...
    5177-5192页
    查看更多>>摘要：[背景]单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes),简称单增李斯特菌,是一种重要的食源性致病菌,易感人群感染后致死率可达20％-30％.[目的]筛选高效拮抗单增李斯特菌的乳酸菌菌株,并探究其细菌素的理化特性及对单增李斯特菌的杀伤作用.[方法]采用牛津杯法筛选高效拮抗单增李斯特菌的产细菌素乳酸菌菌株;通过形态特征、16S rRNA基因序列分析及平均核苷酸一致性分析进行菌株分类学鉴定;并进一步分析其细菌素的理化特性;利用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜表征细菌素粗提物对单增李斯特菌的拮抗作用.[结果]筛选获得一株高效拮抗单增李斯特菌的菌株A9-1A,其抑菌圈大小为37.56 mm,仅对李斯特菌属(Listeria)和粪肠球菌(Enterococcus faecalis)具有拮抗作用,经形态特征、16S rRNA基因序列分析和平均核苷酸一致性分析鉴定为蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtii);其产生的细菌素粗提物能够耐受强酸强碱(pH 2.0-11.0)、高温(37-121 ℃)环境,对淀粉酶和脂肪酶不敏感,但对蛋白酶敏感,最低抑菌浓度为16 μg/mL,激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜结果表明细菌素粗提物通过损伤细胞的细胞膜并形成孔洞,造成细胞内容物泄漏,从而杀死单增李斯特菌.[结论]分离筛选到一株高效拮抗单增李斯特菌的产细菌素蒙氏肠球菌A9-1A,其细菌素粗提物具有耐受强酸强碱和高温的特性,具有在食品生产过程中高效防控单增李斯特菌污染的潜在应用前景.

    单增李斯特菌蒙氏肠球菌细菌素拮抗机制

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    添加磷酸氢二铵对百香果酒发酵和风味的影响

    谭智通刘静朱亚东王慧林...
    5193-5213页
    查看更多>>摘要：[背景]缺乏氮源常会影响果酒发酵性能,导致果酒整体感官品质不佳.然而,补充氮源是否影响百香果酒发酵与风味特性鲜有报道.[目的]通过添加磷酸氢二铵(dibasic ammonium phosphate,DAP)作为一种氮源补充方式,探究其对百香果酒的发酵性能和挥发性成分的影响,旨在为改善百香果酒品质提供理论依据和数据支持.[方法]采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography,HPLC)、气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)、气相色谱-三重四极杆质谱(gas chromatography-triple quadrupole mass spectrometry,GC-TQMS)和电子鼻(electronic nose,E-Nose)技术,测定了有机酸、氨基酸和挥发性化合物等指标,综合分析了添加DAP对百香果酒香气风味特征的影响.[结果]在发酵方面,与未添加DAP的对照组相比,添加400 mg/L DAP可以使百香果酒发酵时间缩短5 d,发酵终点时总糖含量(3.35±0.57)g/L,酒精含量(10.73±0.06)％vol.添加DAP的百香果酒中总酚[(68.62±2.81)mg/L]和总黄酮[(23.41±0.65)mg/L]的含量升高.在氨基酸含量和种类方面,添加DAP与未添加DAP的百香果酒中均检测到20种游离氨基酸,总氨基酸含量分别为(669.40±56.27)mg/L和(1 017.58±80.53)mg/L,两者存在明显差异;其中,添加DAP后,谷氨酸、天冬氨酸和脯氨酸等种类消耗量最多,对百香果酒乙醇发酵有重要贡献.在香气风味方面,百香果酒中共检测到59种挥发性化合物,与未添加DAP组相比,添加DAP的百香果酒多产生20种挥发性物质,其中19种挥发性化合物为主要呈香物质(odor activity value,OAV＞1),包括异戊醇、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸异戊酯和反式-β-紫罗兰酮等;高级醇和乙酸随DAP的添加而减少,萜烯类、醛类和酮类的含量随DAP的添加而显著升高.[结论]添加DAP(400 mg/L)不仅改善了百香果酒的发酵性能,而且提高了它的风味组分的种类及含量,从而整体上提高了百香果酒的品质.

    百香果酒磷酸氢二铵发酵氨基酸风味

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    β-葡萄糖苷酶Bg12A:V224D稳定性的理性改造及其应用

    洪登望董庆莲房伟张学成...
    5214-5228页
    查看更多>>摘要：[背景]β-葡萄糖苷酶(EC 3.2.1.21)在食品、医药领域具有重要的应用价值.海洋微生物来源的β-葡萄糖苷酶Bg12A:V224D在大豆黄浆水精深加工中有较好的应用潜能,但其较低的稳定性和乙醇耐受性限制了其实际应用.[目的]提升Bg12A:V224D的应用潜能,对其进行计算辅助的理性设计改造,提升其在应用环境中的稳定性和有机溶剂耐受性.[方法]综合采用3种计算方法设计构建Bg12A:V224D突变体,利用序列共进化和保守性分析确定候选突变体,再通过湿法实验检测筛选目标突变体.获得稳定性提升的突变体后,通过组合突变进一步提升突变体的稳定性,并对突变体在大豆黄浆水精深加工中转化大豆异黄酮的应用潜能进行评估.[结果]获得多个稳定性提升且酶活维持或提升的单点突变体和组合突变体,其中S360K/E408Y稳定性最高,其在35 ℃、pH 6.5条件下的半衰期提升至出发酶的6.7倍左右.该突变体对乙醇的耐受性也比出发酶更高:前者在35 ℃、20％乙醇条件下孵育20 min,酶活剩余35％左右;而后者在相同条件下孵育10 min,酶活降至5％左右.将S360K/E408Y应用于水解大豆异黄酮制备苷元,其水解效率比出发酶Bg12A:V224D显著增加,在相同条件下前者可水解的底物量是后者的2倍;用于大豆黄浆水精深加工,转化相同体积黄浆水中的大豆异黄酮,突变体S360K/E408Y所需酶量比出发酶减少1/3左右.[结论]利用提升稳定性的改造方法提升酶对有机溶剂的耐受性的策略适用于β-葡萄糖苷酶,通过这一策略可提升β-葡萄糖苷酶在多领域的应用潜力.

    β-葡萄糖苷酶稳定性有机溶剂耐受理性改造大豆异黄酮

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    牛支原体环介导等温扩增技术结合横向流动试纸条检测方法的建立

    王雅茜胡云皓王豪杰岳怀宁...
    5229-5239页
    查看更多>>摘要：[背景]牛支原体(Mycoplasma bovis)是引起牛乳房炎、关节炎及呼吸道疾病等的重要病原体之一,严重危害养牛业的健康发展.[目的]建立一种便捷、快速、灵敏和特异的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术结合横向流动试纸条(lateral flow dipstick,LFD)方法用于牛支原体的检测.[方法]对牛支原体P48特异性基因序列进行对比,选择保守性区域.运用Primer Explorer V5在线软件设计引物,并通过荧光染料法与以oppD/F、oppD、urvC为靶基因所设计的LAMP引物进行比较.对筛选出的最佳P48引物组的内引物(FIP/BIP)用生物素和6-羧基荧光素标记;利用单一控制变量法对反应温度、时间与引物浓度比进行优化;将LAMP检测方法与LFD相结合.最后评价该方法的敏感性、特异性、重复性及临床应用效果.[结果]P48 LAMP引物组荧光信号更强,Ct值较小,扩增效率较高,优于已报道的LAMP引物组;当反应温度为60 ℃、引物(F3/B3:FIP/BIP)浓度比为1:4、反应时间为40 min时最佳;最低检测浓度为17.28 fg/µL,比行业标准PCR检测方法灵敏1 000倍;与多杀性巴氏杆菌、牛疱疹病毒等9种引起牛呼吸道疾病相关病原体均无交叉反应;批间与批内试验均一致;运用该方法对39份临床鼻拭子的检出率为28.21％,高于行业标准的PCR法(检出率23.07％).[结论]成功建立一种敏感、特异以及便于基层使用的牛支原体LAMP-LFD检测方法,为防控牛支原体病提供了技术支持.

    牛支原体环介导等温扩增技术横向流动试纸条P48基因

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    基于雨课堂及微课的BOPPPS教学模式在医学微生物学课程中的设计与应用

    乐率饶贤才周晶赵岩...
    5240-5248页
    查看更多>>摘要：在教育数字化转型时代背景下,利用信息化工具与数字化资源进行混合式教学,对于提升教学质效意义重大.针对医学微生物学课程教学中存在的内容复杂、教学方法手段单一、学员参与度不够、教学效果不佳等问题,通过在导入-目标-前测-参与式教学-后测-总结(bridge-in,objective,pre-assessment,participatory learning,post-assessment,and summary,BOPPPS)教学模式下整合雨课堂的在线互动教学平台与微课的短视频教学资源,构建了一种新型线上线下混合式教学模式,在医学微生物学课程中进行了应用实践,并通过问卷调查、成绩对比等方法对教学效果进行评估.结果表明,基于雨课堂及微课的BOPPPS教学模式显著提升了学员的学习兴趣和课堂参与度,同时也提高了学生的成绩.本研究证明了该教学模式在提升教学质量和学生学习效果方面的有效性,为医学教育领域的教学改革提供了有益参考.

    雨课堂微课BOPPPS教学模式医学微生物学教学设计与应用

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