2025, 52(6):2905-2905. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250000 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.36250000
摘要:
2025, 52(6):2411-2423. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240847 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.01240847
摘要:高尿酸血症(hyperuricemia, HUA)是一种常见的代谢性疾病,尿酸过高时会积聚在关节内形成尿酸盐结晶,引发痛风,并可能触发其他健康问题。目前市售降尿酸药物种类繁杂,但普遍存在肾功能损害等副作用。相比之下,活体生物药治疗高尿酸血症的安全性更高、见效更快且具有调节肠道菌群生态等优点。本文主要阐述了基于合成生物学技术开发治疗高尿酸血症的活体生物药的研究进展,重点介绍了降解嘌呤前体物质、创建新嘌呤代谢途径、优化尿酸氧化酶表达、尿酸氧化反应的辅助强化等功能模块的构建方式及表达,为高尿酸血症的活体生物药开发提供了新的思路。
2025, 52(6):2424-2440. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240783 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.02240783
摘要:我国土壤呈现出的酸化趋势,对农作物生长、产量、品质及生态多样性产生了显著影响。相较于传统的理化改良方法,微生物改良因其成本低廉、环境友好等优势,成为近年来研究热点。耐酸细菌作为一种能够在酸性环境中生存的微生物,能够通过多种机制改良土壤,并展现出巨大的应用潜力。然而,目前针对耐酸细菌改良酸性土壤功能机制的系统性综述仍较为匮乏。因此,本文在分析土壤酸化成因及其危害的基础上,系统阐述了细菌的耐酸机制及其改善酸性土壤的作用机理,综述了耐酸细菌在农业生产中的应用方式,为其在农业酸性土壤中的推广应用提供了理论依据和实践指导。
2025, 52(6):2441-2456. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240852 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.03240852
摘要:米酵菌酸是一种由椰毒假单胞菌酵米面亚种(Pseudomonas cocovenenans subsp. farinofermentans)产生的剧毒生物毒素,通常污染鲜湿米粉、发酵米面制品、木耳和银耳等,严重威胁人类健康。然而,目前尚无米酵菌酸早期干预和解毒的方法,了解米酵菌酸的污染分布规律、毒性作用机制和快速检测技术等相关信息尤为重要。本文综述了食品中米酵菌酸的污染分布、毒性作用机制、检测标准和技术,展望了米酵菌酸检测、控制和解毒方面的研究趋势,为防控米酵菌酸污染及开发特效解毒剂提供了重要参考。
2025, 52(6):2457-2468. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240795 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.04240795
摘要:牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis)是一种革兰氏阴性专性厌氧菌,是慢性牙周炎的关键病原体,并且与多种疾病相关。牙龈卟啉单胞菌作为一种缺乏铁载体的卟啉不良菌,主要以血红素的形式作为铁和原卟啉的来源。研究表明,牙龈卟啉单胞菌以Hmu铁/血红素摄取途径为主的多种途径摄取铁/血红素,并且在摄取铁/血红素后牙龈卟啉单胞菌可进一步通过利用铁/血红素增强其毒力。本文对牙龈卟啉单胞菌在铁/血红素摄取及利用方面的相关研究进行系统梳理,为牙周炎防治新策略的开发奠定了基础。
2025, 52(6):2469-2486. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240815 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.05240815
摘要:热带假丝酵母(Candida tropicalis)是一种具有重要工业应用价值的非常规酵母,因其在长链二元酸和木糖醇的工业化应用而闻名。随着合成生物学的发展,热带假丝酵母在生物表面活性剂、单细胞油脂和高附加值化合物方面也展现出巨大的潜力,使其成为了生物技术应用的重点对象之一。本文综述了热带假丝酵母中遗传编辑工具开发和应用的最新研究进展,探讨了热带假丝酵母研究中的瓶颈及解决方案,为未来的研究提供了参考和助力,推动其在合成生物产业中的应用。
2025, 52(6):2487-2500. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240818 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.06240818
摘要:真黏菌是一类在陆地生态系统中广泛分布的真核生物。真黏菌生活史中的营养体包括单核的黏变形体(myxamoeba)和多核的原生质团(plasmodium)。真黏菌营养生长阶段的培养是开展此类生物的遗传学、细胞学、生物化学、营养方式等研究的基础。本文回顾了真黏菌黏变形体纯培养及原生质团从粗培养(crude culture)到饲喂培养(two-membered culture)并最终实现纯培养(axenic culture)的研究历史,统计了已实现黏变形体和原生质团纯培养的物种,以及在纯培养条件下完成生活史的物种,总结了获得真黏菌营养体纯培养的方法及判断纯培养物的标准,为开展与真黏菌营养体纯培养相关的遗传学、细胞学、生物化学研究提供了参考。
2025, 52(6):2501-2516. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240846 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.07240846
摘要:【背景】海洋是一个巨大的微生物资源库,其造就了适应高盐、高压和低温环境的微生物,从中可以分离出对动物病原菌具有抑菌活性的微生物。【目的】广东省湛江市近海底泥中分离出对动物病原菌有拮抗作用的海洋细菌,对抑菌活性强的细菌进行全基因组序列分析,以期挖掘其产细菌素等功能特性基因。【方法】采用M10培养基、P3培养基和BHI固体培养基从广东省湛江市海底泥样品中分离细菌,采用固体琼脂打孔法从分离细菌中筛选对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)和乙型副伤寒沙门氏菌(Salmonella paratyphi B)等动物病原菌有拮抗作用的细菌,PCR扩增拮抗菌的16S rRNA基因并进行测序分析。选择抑菌效果最好的细菌进行全基因组测序分析,通过序列组装、基因预测、功能注释、anti-SMASH挖掘潜在的细菌素基因簇及潜在的作用机制,分析其产细菌素的潜能。【结果】从广东省湛江市近海底泥中分离得到317株有抑菌效果的菌株,包括芽孢杆菌属(Bacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、假单胞菌属(Pseudomonas)、弧菌属(Vibrio)等;筛选抑菌效果最好的菌株AM3-2;全基因组测序鉴定菌株AM3-2为皮特不动杆菌(Acinetobacter pittii),基因组大小为3 426 922 bp,G+C含量为39.84%。共预测到3 631个蛋白质编码基因、6个rRNA、64个tRNA;基因组中含有6个与抗氧化活性相关基因,以及8个与调控免疫和炎症信号通路相关的基因;预测AM3-2存在2个相关细菌素合成基因簇。【结论】菌株AM3-2是一株潜在的产细菌素菌株,为进一步研究其抗菌特性提供了理论基础。
2025, 52(6):2517-2529. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240881 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.08240881
摘要:【背景】沙漠湖泊微生物具有独特的群落结构,对于维持沙漠生态平衡和促进生物多样性至关重要。【目的】探究巴丹吉林沙漠盐湖古菌群落结构及其与环境因子的关系。【方法】以巴丹吉林沙漠6个盐湖水体中的古菌群落为研究对象,使用16S rRNA基因扩增子测序技术和生物信息学分析方法,分析古菌群落分布、群落多样性和群落组成;结合水体理化参数,通过Pearson相关性分析、Mantel test和冗余分析(redundancy analysis, RDA)探究环境因子对古菌群落结构的影响。【结果】Piper图显示6个湖泊均为Na+-Cl--CO32-型的盐湖;拟合分析表明古菌群落的Simpson指数、Shannon指数和Pielou指数均与盐度呈线性正相关;盐湖古菌群落隶属于11门17纲25目38科59属,嗜盐古菌门(Halobacteriota)以99%的相对丰度占据绝对主导地位,盐红菌属(Halorubrum)为6个盐湖共有的优势属,属水平上尚存在大量未注释物种;相关性分析表明pH值、Cl-、CO32-和K+浓度显著影响古菌群落α多样性;Mantel test表明pH值、CO32-、Cl-和K+浓度是影响古菌群落属水平物种的重要环境因子;RDA结果表明CO32-浓度显著影响盐湖的古菌群落变化。【结论】巴丹吉林沙漠不同盐湖古菌群落多样性与盐度呈正相关,盐湖古菌群落主要受pH值、CO32-、Cl-和K+浓度的影响,并且存在丰富的新物种资源。
许敬轩,尹鹏,刘凤坤,郑雅之,孙慧明,鲁慧杰,阮灼豪,郭慧,朱喜锋,戴睿智,廖劲松,代洁玉,黄文
2025, 52(6):2530-2544. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240875 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.09240875
摘要:【背景】好氧反硝化细菌在水产养殖尾水处理中显现出广泛的应用潜力。然而,大多数好氧反硝化细菌在高盐环境中的脱氮性能有限。【目的】筛选出耐盐好氧反硝化细菌,并对其脱氮性能进行评估。【方法】从养殖池塘底泥中富集筛选出1株新型高效好氧反硝化细菌,通过16S rRNA基因测序及生理生化试验鉴定菌种;采用动物试验和药敏试验对分离菌进行毒力和耐药性检测,设置不同的环境因素探寻最佳脱氮条件并进行优化,利用固定化技术提高其应用能力。【结果】经鉴定,菌株WM27为产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca),有较高的抗生素敏感性及较好的生物安全性。以琥珀酸钠为碳源,菌株WM27在C/N=10、pH 7.0、温度25 ℃的条件下具有较强的脱氮能力,对总氮(total nitrogen, TN)、NH4+-N、NO2--N和NO3--N的去除率可达到90%以上。该菌株在3%的盐度环境下具有良好的脱氮能力,TN、NH4+-N、NO2--N的去除率仍有88%以上;经固定化菌株WM27的脱氮处理,NH4+-N、NO2--N和NO3--N 48 h的降解效果可分别达到98.62%-99.46%、98.26%-100%和98.34%-100%。【结论】菌株WM27是一株耐盐、安全且高效的好氧反硝化细菌,在高盐养殖尾水处理中具有潜在的应用价值。
2025, 52(6):2545-2556. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.241118 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.10241118
摘要:【背景】南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是我国农作物中最常见的一种根结线虫、危害严重,给设施蔬菜生产造成了巨大经济损失。【目的】分离鉴定用于防治南方根结线虫的植物内生真菌,并验证其生防效果。【方法】采用稀释涂布法分离真菌,利用24孔板液体筛选模型筛选具有抗线虫活性的菌株,通过形态学特征和ITS序列分析进行鉴定,测定其对南方根结线虫卵孵化的抑制作用和2龄幼虫的致死作用,并利用盆栽试验评价其生防效果。【结果】筛选到一株对南方根结线虫具有较强杀线虫活性的菌株JDC158。经形态特征观察、ITS序列分析,将其鉴定为紧密帚枝霉(Sarocladium strictum)。菌株发酵滤液对南方根结线虫卵和2龄幼虫均有高毒杀活性,经原液处理96 h对卵的校正抑制率达86.18%,对2龄幼虫的校正死亡率达97.98%。不同浓度菌株发酵液处理的盆栽防效均高于43.93%,显著优于5%阿维菌素乳油处理,还可以促进黄瓜幼苗生长。【结论】本研究新增了一种防治南方根节线虫的植物内生真菌,为植物线虫病的生物防治提供了新的微生物资源。
2025, 52(6):2557-2569. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240822 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.11240822
摘要:【背景】松材线虫病是一种对林木危害严重的森林病害,而捕食线虫性真菌可以利用其捕食器官捕食松材线虫,从而实现对松材线虫病的有效防治。【目的】鉴定分离出一株捕食线虫性真菌并探究其最适生长和产孢条件,为松材线虫的生物防治提供一定的参考依据。【方法】使用ITS2、RPB2和TEF1-α序列对该菌株进行分子生物学鉴定,同时结合其形态特征确定其具体所属种属。观察该菌株在不同温度、pH和营养条件下的生长状况及变化规律,明确其具体的生物学特性。【结果】形态学鉴定结果及分子生物学鉴定结果表明该捕食线虫性真菌为强力节丛孢(Arthrobotrys robusta)。该菌株最适生长和产孢条件有所不同。最适生长条件为28 ℃、pH 10.0-11.0、玉米粉琼脂(corn meal agar, CMA)培养基、碳源为淀粉、氮源为KNO3。最适产孢条件为30 ℃、pH 8.0、马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar, PDA)培养基、碳源为淀粉、氮源为蛋白胨。【结论】该捕食线虫性真菌为强力节丛孢,对不同环境具有较强的适应能力,在各种环境下除部分极端环境外均能良好生长,对松材线虫具有良好的生防潜力。
2025, 52(6):2570-2587. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240844 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.12240844
摘要:【背景】从植物中分离得到的内生细菌能产生多种多样的活性物质,能够促进宿主植物的生长发育,而目前对于珍稀野生药用植物蛇足石杉内生细菌分离及其促生功能的研究鲜见报道。【目的】从蛇足石杉中分离内生细菌并进行鉴定,从中筛选出具有多种促生功能的菌株,为蛇足石杉内生菌资源的开发利用提供参考。【方法】通过使用不同培养基对蛇足石杉不同组织部位的内生细菌进行分离,再根据菌落形态特征及16S rRNA基因序列测序比对进行菌种鉴定及系统发育分析,最后对菌株的固氮、溶磷、产铁载体、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)这4种促生功能进行检测。【结果】从蛇足石杉根、茎、叶3种组织中共分离得到168株内生细菌,在分类学上归属于3门4纲5目6科16属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)占55.95%,类芽孢杆菌属(Paenibacillus)占19.05%,为优势菌属;不同组织分离出的内生细菌数量与种类均有明显差异,表现为根部>茎部>叶部;从分离的内生细菌中筛选出95株具有固氮能力,76株具有溶磷能力,23株具有产铁载体能力,81株具有产IAA能力。【结论】从蛇足石杉分离的内生细菌具有丰富的物种多样性和促生功能,分布具有明显的组织特异性,并获得多株具有良好促生功能的菌株,为进一步开发菌肥资源提供了新的菌株材料,同时为进一步开发利用蛇足石杉内生菌资源奠定了基础。
2025, 52(6):2588-2598. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240821 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.13240821
摘要:【背景】昆虫病原真菌是自然界昆虫种群消长的重要调节因子,但目前对蒙古拟地甲(Gonocephalum mongolicum)高毒力菌株的研究非常缺乏。【目的】分离鉴定昆虫病原真菌,探究昆虫病原真菌对蒙古拟地甲成虫的毒力,为蒙古拟地甲的绿色防控提供新思路。【方法】从自然染菌的蒙古拟地甲僵虫上分离昆虫病原真菌,使用形态学特征和分子生物学技术鉴定真菌种属,采用浸虫法测定蒙古拟地甲成虫的校正死亡率和致死中时间(LT50)。【结果】3株真菌均为球孢白僵菌(Beauveria bassiana),编号为Bb23、Bb24和Bb25。室内试验发现3株球孢白僵菌对蒙古拟地甲成虫的毒力存在差异,在1.0×108 CFU/mL剂量下接种后20 d,菌株Bb24处理组试虫校正死亡率为87.88%,LT50为6.74 d;而菌株Bb23和Bb25处理组试虫校正死亡率分别为42.42%和33.34%。【结论】本研究获得了3株球孢白僵菌,其中菌株Bb24对蒙古拟地甲成虫具有高毒力,具有进一步开发利用的潜力。
相凯文,李丹丹,郭自春,任宗玲,田慎重,高磊,彭新华,蔡燕飞
2025, 52(6):2599-2612. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240796 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.14240796
摘要:【背景】华北平原潮土和砂姜黑土对国家粮食安全至关重要,但由于土壤结构障碍和长期不合理利用,影响冬小麦的萌发和生长。【目的】筛选出具有高产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力的菌株,并优化其培养条件,开展室内和田间试验,结合基因组测序分析IAA代谢途径。【方法】采集华北平原潮土和砂姜黑土的小麦根际土壤,通过稀释涂布平板法筛选菌株,并进行IAA定性和定量分析;探讨不同pH和NaCl浓度下的最适生长条件;结合形态学、生理生化及16S rRNA基因序列分析对其种属进行鉴定;通过小麦种子发芽试验及盆栽试验验证其促生效果,并制备菌剂应用于大田试验,评估增产效果;基于全基因组测序分析其IAA合成代谢通路。【结果】筛选出一株IAA产量达到58.9 mg/L的栗褐芽孢杆菌(Bacillus badius) 363,其最适生长条件为pH 6.0、NaCl浓度为1%;种子萌发和盆栽试验表明,菌株363能促进小麦种子的发芽和根系生长,芽长和根长分别提高72.9%和161.8%,并且显著促进了小麦植株的生长,株高、地上生物量和根系干重在潮土和砂姜黑土上分别提高35.7%和22.6%、17.4%和33.3%、33.3%和36.4%。田间试验中,菌株363在潮土和砂姜黑土上使小麦产量分别提高10.8%和8.25%。全基因组分析表明菌株363有2条产IAA代谢通路。【结论】栗褐芽孢杆菌363在冬小麦促生方面具有很好的潜力,未来在高效根际促生菌剂、生物肥料的开发中具有广泛的应用前景。
2025, 52(6):2613-2629. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240798 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.15240798
摘要:【背景】番茄青枯病是番茄生产上常发的毁灭性病害,可造成番茄减产10%-100%,导致严重的经济损失。【目的】明确生防菌株BB183分类地位及对番茄青枯病的防治效果,为番茄青枯病的防控提供生防微生物资源。【方法】利用形态学特征、生理生化特性、基因组序列比较等方法,确定菌株BB183的分类地位;采用抑菌圈法测定菌株BB183对不同序列变种青枯菌菌株的抑菌活性;通过盆栽试验测定菌株BB183对番茄青枯病的防效及对番茄的促生能力效果;绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)标记菌株测定BB183在番茄根、茎、叶及根际的定殖能力;采用三代PacBio和二代Illumina技术相结合测定菌株BB183基因组。【结果】菌株BB183被鉴定为解脲沙雷氏菌(Serratia ureilytica);该菌株对分属6个序列变种的8株番茄青枯菌(Ralstonia solanacearum)菌株均有抑菌活性,抑菌圈直径1.20-1.69 cm;盆栽试验测定结果表明,菌株BB183对番茄青枯病的防效为51.67%,与20%噻森铜的防效相当,对番茄植株表现出显著的促生效果,并可稳定在番茄根际土壤中定殖。基因组分析结果表明,菌株BB183只包含1个环状的染色体,基因组大小为5 159 039 bp,G+C含量为59.35%,共编码4 664个基因;含有10个不同的次生代谢产物编码基因簇,其中包括3个抗生素类产物合成基因簇,4个铁载体相关产物合成基因簇,1个抗原相关产物合成基因簇和2种潜在的抑菌物质合成基因簇。【结论】筛选获得的生防菌株BB183为解脲沙雷氏菌,对番茄青枯菌具有良好的防治效果,对番茄也有较好的促生能力。
2025, 52(6):2630-2638. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240829 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.16240829
摘要:【背景】脂肽类物质是芽孢杆菌属(Bacillus)细菌普遍存在的抑菌活性物质。解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens) JDF630是一株具有良好抑菌效果的生防菌株,但其抑菌活性物质未知。【目的】明确解淀粉芽孢杆菌JDF630中脂肽类物质的抑菌活性与组成成分。【方法】采用酸沉-甲醇抽提法提取菌株JDF630的粗脂肽。采用改良的Kirby-Bauer法测定粗脂肽活性、广谱性和稳定性。采用硅胶柱层析对粗脂肽分离纯化。采用LC-MS/MS对抑菌效果最佳的组分进行成分鉴定。【结果】解淀粉芽孢杆菌JDF630粗脂肽显著抑制6种植物病原菌,对极细链格孢菌(Alternaria tenuissima)尤为有效,并且稳定性卓越,耐受高温、紫外、蛋白酶及广泛pH范围。LC-MS/MS鉴定显示JDF630脂肽主要成分为伊枯草菌素和表面活性素。【结论】本研究明确了解淀粉芽孢杆菌JDF630脂肽的抑菌活性和成分组成,为解淀粉芽孢杆菌JDF630的应用和改造奠定了理论基础。
张翠芳,王帅,汪诗瑶,宋文芳,张雨青,葛柯良,孙一方,段艳欣,黄永红
2025, 52(6):2639-2651. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240838 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.17240838
摘要:【背景】桃褐腐病是桃树重要病害之一,其严重危害花、枝条、叶片和果实,给桃树种植业带来了巨大的经济损失。【目的】明确桃褐腐病病原菌的种类,探究其生物学特性并研究防御假单胞菌(Pseudomonas protegens) QNF1对褐腐病的抑制作用,为桃褐腐病的科学正确防控提供理论依据。【方法】以贮藏期发病的桃果实为试材,从致病果实中分离病原菌,根据柯赫氏法则验证其致病性。同时,结合形态学和分子生物学手段鉴定病原菌种类,深入探究其生物学特性。采用体外培养和体内接种试验系统研究防御假单胞菌QNF1对桃果实致病菌的抑制作用及其对病原菌菌丝结构的破坏情况。【结果】从发病桃果实中分离到病原菌菌株HF,菌落颜色为棕褐色或灰白色,产生大量白色孢子,呈同心轮状;病原菌菌丝结构大多数为典型的二叉状分枝,少数不分枝,菌丝间互相交错;分生孢子为无色单孢,呈卵圆形或近圆形;病原菌接种健康桃果实,其致病性与自然发病果实一致。根据ITS和18S rRNA基因测序结果构建了系统发育树,表明该菌株属于美澳型核果链核盘菌(Monilinia fructicola)。该病原菌在pH 5.0-11.0均可生长,弱酸性环境生长情况最佳,菌丝生长最佳温度为20-28 ℃。进一步试验表明,防御假单胞菌QNF1发酵液可导致桃褐腐病菌菌丝结构发生断裂、膨大等异常变化,对桃果实褐腐病发生的抑制率可高达88.17%。【结论】分离出桃褐腐病病原菌,并对其进行鉴定、生物学特性及生物防治研究,进而为制定科学防控策略提供重要的科学依据,对于促进桃产业的健康可持续发展具有重要意义。
2025, 52(6):2652-2665. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240866 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.18240866
摘要:【背景】国家农业绿色发展和乡村振兴战略中,微生物肥料不可或缺。低温适应型菌株对于研制耐低温、抗冷害胁迫的微生物肥料具有重要意义。【目的】从南极耐冷菌中筛选具有解磷、解硅、合成铁载体和吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力的低温植物促生菌(plant growth-promoting bacteria, PGPB),通过盆栽试验验证和评估低温PGPB菌剂的促生能力,为低温微生物肥料的开发和应用提供优质的菌种资源。【方法】分别使用国际植物研究所磷酸盐生长培养基(National Botanical Research Institute’s phosphate growth medium, NBRIP)、硅酸盐培养基、铬天青(chrome azurol S, CAS)培养基及R2A培养基筛选出具有解磷、解硅、合成铁载体和产IAA多重促生功能的菌株,制备成复合菌剂,并通过矮生番茄盆栽试验评估该复合菌剂的促生效果。【结果】筛选获得6株促生功能多样的南极耐冷菌,其中,明显分开泛菌(Pantoea eucrina) DA-1和马氏副球菌(Paracoccus marcusii) CC-25具有较强的解磷和解硅能力(>85.20 µg/mL)以及良好的铁载体和IAA合成能力,菌株DA-1解磷能力最强,达到105.03 µg/mL;霍氏肠杆菌(Enterobacter hormaechei) GW4-59和圆孢芽孢八叠球菌(Sporosarcina globispora) Z1-38具备3个促生指标,菌株GW4-59具有较强的解磷、解硅和IAA合成能力(>93.12 µg/mL),解硅能力最强,达到160.50 µg/mL;菌株Z1-38具有解硅、铁载体和IAA合成能力,铁载体合成率为57.64%;佩尔加米诺假单胞菌(Pseudomonas pergaminensis) ZS5-60和南极假单胞菌(Pseudomonas antarctica) ZS9-60具备2个促生指标,菌株ZS5-60具有较强的解磷和解硅能力(>82.22µg/mL),菌株ZS9-60的铁载体和IAA合成能力较强,IAA产量为116.71 µg/mL。盆栽试验结果表明6株低温PGPB制备的复合菌剂能够显著促进番茄的生长,番茄发芽率、株高、茎粗、根鲜重和结果数分别增加了54.0%、22.3%、29.2%、30.4%和66.0%。【结论】南极环境蕴含丰富的低温PGPB资源,制备的低温复合菌剂可促进番茄生长和发育,为研制适合高纬度农业区及抗低温冷害的微生物肥料提供了优质菌种资源和实践基础。
2025, 52(6):2666-2678. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240786 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.19240786
摘要:【背景】由腐皮镰孢(Fusarium solani)引起的根腐病严重制约了白芨(Bletilla striata)产业的可持续发展。目前,化学农药是防治白芨根腐病的主要措施。但长期使用农药及其在生态系统中的累积,对药材品质、环境和人类健康构成了重大威胁。【目的】开发白芨根腐病的生防制剂,并阐明其抑菌机制,对推动白芨产业的可持续发展意义重大。【方法】从白芨根围土壤分离细菌。采用平板对峙法筛选腐皮镰孢的拮抗细菌。利用盆栽接种试验评估拮抗菌株对白芨根腐病的防治效果。同时,从细胞学、生理生化和微生物学角度揭示该生防细菌对腐皮镰孢的抑制机制。【结果】成功分离出5株对腐皮镰孢具有拮抗作用的细菌,其中菌株SY16的抑菌效果最佳,抑菌率为(75.3±0.4)%。经鉴定,菌株SY16为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。菌株SY16能有效减少白芨根腐病的发病率及病情指数,8 d后防效仍达92.86%。同时,它还能提高白芨的株高、块茎鲜重和多糖含量。该菌株通过分泌嗜铁素与腐皮镰孢竞争铁元素,释放淀粉酶和蛋白酶破坏菌丝、抑制孢子萌发。同时,菌株SY16能增加白芨根围土壤中细菌和放线菌的数量,减少真菌的数量。【结论】菌株SY16对白芨根腐病展现出显著的生防效果,为定向筛选促生防病的有益菌提供了理论支持。
刘思琴,江美彦,刘仁浪,张宇柔,刘洁,张嘉恒,农昌国,刘亚南,冯冬菊,吴卫
2025, 52(6):2679-2693. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240868 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.20240868
摘要:【背景】川白芷为著名川产地道地中药材,目前生产中存在盲目施肥、冬旱和春旱等问题。【目的】推动白芷绿色优质栽培模式,实现化肥减施增效和农业绿色发展。【方法】将从川白芷根际土壤分离筛选出的根际促生真菌黑曲霉(Aspergillus niger) ZJ-17制成微生物菌剂与覆膜联用,通过随机区组试验探究不同施肥水平下黑曲霉ZJ-17与覆膜联用对川白芷生长、产量、品质,以及植株和土壤养分的影响。【结果】在60%、80%和100%施肥水平下黑曲霉ZJ-17与覆膜联用均能不同程度促进川白芷生长发育,其中60%有机肥和化肥水平下黑曲霉ZJ-17菌剂+覆膜处理(L12)的川白芷株高、根长和根直径较仅施60%肥料对照处理(L9)分别显著提高30.39%、19.10%和23.00%,该施肥水平下仅施加菌剂处理(L10)和仅覆膜处理(L11)的川白芷根直径也明显提高;80%肥料条件下黑曲霉ZJ-17菌剂+覆膜处理(L8)的株高和根长较其对照处理(L5)分别显著提高35.47%和29.62%;100%施肥水平下菌剂+覆膜处理(L4)与仅100%施肥对照(L1)相比,仅根长显著提高。此外,L12处理土壤的有效磷、有效钾含量较L9对照处理也显著提高64.76%和28.06%,并能促进有机质分解利用,提高植株养分含量;L12和L8处理还能明显提高川白芷品质,其中7种香豆素总含量以L12处理最佳,该处理下川白芷产量和经济效益均最优,可分别达26 476 kg/hm2和 178 407 CNY/hm2。【结论】60%有机肥和化肥水平下黑曲霉ZJ-17菌剂+覆膜处理(L12)的川白芷能达到高产、质优效果,推荐在实际生产中使用。
2025, 52(6):2694-2706. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240789 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.21240789
摘要:【背景】鞣花酸是一种天然多酚,具有抗癌、抗氧化、抗病毒和降血压等功能,在食品、饲料和制药等行业应用广泛,市场需求量逐年增加。单宁酶能水解鞣花酸单宁生成小分子鞣花酸,但现有的酶种少,转化率低、生产成本高。【目的】从戊糖乳杆菌(Lactiplantibacillus pentosus)中克隆一个新型单宁酶基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达,研究其相关酶学性质及从石榴皮中提取鞣花酸。【方法】以戊糖乳杆菌(L. pentosus)基因组DNA为模板,克隆一个单宁酶基因(LpeTanA)。构建重组表达载体pET32a-LpeTanA,并在大肠杆菌BL21(DE3)中表达。Ni-NTA亲和层析纯化后测定酶学性质及水解石榴皮提取鞣花酸。【结果】该酶与里昂葡萄球菌(Staphylococcus lugdunensis)单宁酶同源性最高,为48.50%。纯化后重组单宁酶分子质量为75 kDa,最适pH和温度分别为pH 7.0和25 ℃,在pH 6.0-8.0和40 ℃以下稳定。该酶对没食子酸甲酯具有最高比酶活力,为137.7 U/mg。LpeTanA以石榴皮粉为底物,于25 ℃水解24 h后鞣花酸提取率为11.5%,纯度达28.0%。【结论】通过对单宁酶LpeTanA的酶学性质研究,确定了LpeTanA对石榴皮的水解特性,为单宁酶的开发和水解石榴皮提取鞣花酸提供了参考依据。
2025, 52(6):2707-2720. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240856 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.22240856
摘要:【背景】2-苯乙醇(2-phenylethanol, 2-PE)是大宗香料之一,已广泛应用于食品、化妆品、抗菌剂及医药产业中。【目的】通过代谢工程改造艾氏途径,利用甘蔗糖蜜为碳源合成2-PE,为构建2-PE工业化生产的毕赤酵母(Komagataella phaffii)菌株奠定基础。【方法】代谢工程改造毕赤酵母菌株PD-TA艾氏途径,构建2-PE高产菌株;优化发酵培养基,提高产量。【结果】以糖蜜为碳源时,重组菌PD-TA的生长是菌株GS115的1.4倍。以菌株PD-TA为出发菌,敲除醛脱氢酶基因ALD3后2-PE产量显著提高了30.7%。评估了13个醇脱氢酶和苯乙醛还原酶催化2-PE合成的效率,过表达酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)醇脱氢酶基因ScADH5工程菌的2-PE合成量最高,较对照菌提高了29.9%。过表达苯丙酮酸脱羧酶基因ARO10,2-PE产量提高了19.7%。敲除ALD3并共表达ARO10和ScADH5的工程菌P2的2-PE产量较对照菌提高了109.4%,产量为397 mg/L。优化发酵培养基后,菌株P2经摇瓶发酵36 h的2-PE产量提高了218.1%,达到1 263 mg/L。【结论】毕赤酵母具备将廉价糖蜜转化为高附加值产物2-PE的能力。本研究为构建包括2-PE在内的多种杂醇类细胞工厂提供了理论依据和技术基础。
黎雪勤,赵文娟,李劼,吴桐忠,姜美奇,徐雪可,王莉莉,韩猛立,张星星,张倩,钟发钢,黄新
2025, 52(6):2721-2732. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240820 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.23240820
摘要:【背景】沙门氏菌(Salmonella)是重要的人兽共患病病原菌,也是重要的食源性致病菌,其在新疆地区缺少奶牛源的流行菌株信息,对其耐药情况和危害的研究相对缺乏。【目的】了解石河子地区某犊牛腹泻牛场沙门氏菌感染情况,揭示感染病原分型、致病力和耐药性。【方法】采集了腹泻牛肛拭子、环境拭子55份。按照国标方法GB 4789.4—2016从样本中分离可疑菌株并进行纯化培养,使用革兰氏染色镜检、全自动生化鉴定系统、stn基因、16S rRNA基因等方法进行鉴定;分析其血清型及多位点序列分型,使用药敏试验(微量肉汤稀释法)、耐药基因、小鼠致病力试验和毒力基因检测进行耐药性和毒力分析。【结果】分离获得4株疑似沙门氏菌的病原菌,在沙门氏菌显色培养基上显紫色,镜检可见革兰氏阴性短杆菌;生化鉴定结果与沙门氏菌的相似性为98%,stn基因扩增片段大小与预期一致。16S rRNA基因系统进化分析显示分离株与沙门氏菌参考株的相似性为99%以上。病死牛组织源分离株命名为Sal135,肛拭子源分离株命名为Sal141、Sal142、Sal143。Sal135、Sal143属于都柏林沙门氏菌(Salmonella dublin),ST10型;Sal141、Sal142属于姆班达卡沙门氏菌(Salmonella mbandaka),ST413型;4株分离株对头孢呋辛、庆大霉素、链霉素均耐药,对氨苄西林、替加环素、氟苯尼考、多黏菌素E和阿奇霉素耐药率为25%-50%,其中菌株Sal143为七重耐药菌株。所有菌株均携带aac(6')-Iaa基因,此外,菌株Sal143还携带有aph(3'')-Ib、blaCTX-M、floR、sul2和tetA。以约2×107 CFU/mL剂量对小鼠腹腔注射后,菌株Sal135组死亡率为60%,菌株Sal143组死亡率为40%。16种毒力基因检测结果显示,invA、sipA、avrA、mgtCB、sipC、bcfA、fimA、sopB基因的检出率为100%,除pefA基因外其他毒力基因均被检出。【结论】发现该牛场4头犊牛感染了沙门氏菌,分离株Sal143显示多重耐药,都柏林沙门氏菌菌株的毒力较强且携带spv族毒力基因,推测其为致犊牛腹泻的主要病原。
2025, 52(6):2733-2754. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.241095 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.24241095
摘要:【背景】“红菌豆渣”是闽西客家地区特有的一种传统美食。【目的】解析客家传统发酵食品“红菌豆渣”物质转化、形成具有特殊风味的发酵过程。【方法】分析不同发酵时间“红菌豆渣”样品的感官特征,采用GC-MS/MS广泛靶向代谢组学技术、RNA-seq转录组学测序技术和Label-Free非标记定量蛋白质组学技术分析不同发酵时间样品的风味物质组成,寻找影响菌株发酵的主要差异表达基因和蛋白。【结果】不同发酵时间“红菌豆渣”样品共得到风味物质198种,主要包括(E,E)-2,4-癸二烯醛、(E)-2-己烯醛、1-辛醇、奥苷菊环和2-戊基呋喃等。发酵d2是“红菌”发酵基因转录、表达的主要时期,最多基因参与“红菌豆渣”样品的发酵过程,筛选得到的差异基因、差异蛋白数量最多,分别为2 814个和415个。发酵d3,样品趋于成熟,参与发酵过程的基因及其转录、表达的蛋白数量最少,分别为99个和43个。发酵d2-d3,菌株进行淀粉和糖类的代谢、氨基酸的合成与脂肪酸的代谢,样品的豆腥味下降,产生了许多具有特殊香气的醇、酮、酯类物质,使得样品呈现可持续性感知的鲜味(丰富性)和甜味,样品的硬度、剪切力和咀嚼性增加。发酵d4,“红菌豆渣”样品开始产生了一些指示食品腐败的油脂和氯环己烷、硝基环己烷等物质,使得样品开始老化,产品品质开始下降。【结论】本研究通过多组学联用技术,从分子水平上解析了客家“红菌豆渣”不同发酵时间风味物质的组成及其物质转化的过程,可为提高“红菌豆渣”的发酵效率和品质,促进产品实现高值化的精深加工和走向工业化生产奠定基础。
2025, 52(6):2755-2768. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240785 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.25240785
摘要:【背景】β-葡萄糖苷酶可以将多种糖苷底物水解成具有工业意义的苷元,在食品、医药和工业等方面均有应用。在医药领域中,它通过转化天然产物中的糖苷化合物,可用于生产稀有人参皂苷CK和20(S)-Rh1。森林腐木中蕴含着丰富的木质纤维素,这些物质是β-葡萄糖苷酶降解的底物,然而,关于本研究区域产β-葡萄糖苷酶细菌的发掘并无相关报道。【目的】通过纯培养筛选结合宏基因组分析手段,发掘β-葡萄糖苷酶微生物(基因)资源,并解析不同地区森林腐木的微生物多样性差异。【方法】通过纯培养方法分离细菌,利用七叶苷培养基和转化人参皂苷Rb1和Rg1的方法筛选产β-葡萄糖苷酶菌株,利用宏基因组测序补充纯培养分离筛选工作并探究腐木样品中微生物群落的结构和功能。【结果】从云南省5个不同地区,即师宗县菌子山、昆明团结乡原始森林、武定县万松山、屏边县大围山和金平县分水岭的森林腐木样品中共分离获得267株细菌,通过七叶苷培养基筛选到154株产β-葡萄糖苷酶细菌,隶属于4门8纲13目19科37属。产酶菌株中,变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,金黄杆菌属(Chryseobacterium)为优势菌属,昆明团结乡原始森林地区产β-葡萄糖苷酶细菌多样性最丰富。武定县万松山样品筛选到的菌株YIM B11765 β-葡萄糖苷酶活最高,为0.34 U/mL,该菌株和菌株YIM B11728均可以将人参皂苷Rb1和Rg1分别转化为稀有人参皂苷CK和20(S)-Rh1。腐木样品宏基因组分析结果表明,细菌域占主导地位,变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinomycetota)所占丰度最大,链霉菌属(Streptomyces)为优势菌属,5个地区样品均是糖苷水解酶类注释到CAZy数据库的数量最多,并从中筛选到4个具有转化人参皂苷Rb1和Rg1潜力的β-葡萄糖苷酶。昆明团结乡原始森林样品的微生物群落多样性最丰富;师宗县菌子山地区样品碳水化合物活性酶类多样性最丰富。链霉菌属(Streptomyces)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)这2个微生物类群对主要的直系同源簇(cluster of orthologous groups, COG)功能、KEGG代谢途径以及碳水化合物活性酶的功能贡献度最大。【结论】通过纯培养分离及筛选获得一批产β-葡萄糖苷酶细菌,其中2株细菌可分别转化人参皂苷Rb1和Rg1为稀有人参皂苷CK和20(S)-Rh1。利用宏基因组信息挖掘与AlphaFold 3预测的蛋白质三级结构,通过虚拟筛选得到4个具有转化人参皂苷Rb1和Rg1潜力的β-葡萄糖苷酶,为纯培养分离筛选作了重要补充。同时,师宗县菌子山地区具有较大的功能微生物资源发掘潜力,为进一步开发利用提供了理论依据。
2025, 52(6):2769-2788. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240782 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.26240782
摘要:【背景】屎肠球菌(Enterococcus faecium)具有抑制常见致病菌的作用,在禁抗的大环境下,逐渐成为常规抗生素生长促进剂的有效替代品。但随着屎肠球菌应用范围的扩大,其安全性问题日益受到关注。【目的】从基因水平阐明其细菌素编码基因簇,评估其安全性并探究屎肠球菌F11.1G基因功能和潜在代谢产物,代谢组学分析菌株胞内外的代谢物差异,并对其活性代谢产物进行挖掘。【方法】全基因组测序对其基因信息进行注释和功能预测,采用功能基因组和比较基因组方法,分析菌株F11.1G的益生性和安全性特征,揭示其与益生屎肠球菌T110之间的差异,代谢组学对菌株中的代谢物进行鉴定,随后通过结构鉴定挖掘出活性代谢产物。【结果】菌株F11.1G注释到4个毒力相关基因和3个耐药基因,antiSMASH数据库预测到了3种次级代谢产物基因簇;比较基因组分析结果表明,菌株F11.1G与菌株T110具有较高相似性,菌株T110未预测到毒力基因、耐药基因和病原菌基因。非靶向代谢组学结果表明,胞内外差异代谢产物主要集中在萜类和聚酮类、氨基酸、有机杂环化合物等,可能与菌株F11.1G的抑菌作用相关。从菌株F11.1G的活性代谢产物分离鉴定出α-d-型葡萄糖、4-氧化戊酸、毛蕊花糖、水苏糖、二聚体白屈菜默碱、1-羟基蒽醌和极少量酮类活性物质。【结论】菌株F11.1G具有合成抗生素或新型次级代谢产物的潜力,但还携带毒力因子和毒力基因,后期可通过分离纯化肠球菌素发挥其益生菌特性。
2025, 52(6):2789-2802. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240845 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.27240845
摘要:【背景】我国栽培肺形侧耳(Pleurotus pulmonarius)种质资源匮乏。【目的】通过加强野外资源采集或国外引种,扩充肺形侧耳种质资源库。【方法】在蒙古国国家公园采集一份侧耳属(Pleurotus)真菌子实体,通过菌株分离纯化获得菌落白色的菌株,利用形态特征结合内转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)序列分析进行物种鉴定;以该菌株为试验材料,从温度、pH、碳源和氮源4个方面进行单因素生物学特性研究,从中选出3个较优水平进行正交试验;并采用2个配方对该菌株进行驯化栽培。【结果】该菌株鉴定为肺形侧耳(Pleurotus pulmonarius)。单因素试验结果表明,在实验范围内,该菌株的最适生长温度为25℃,pH 8.0,最适碳源和氮源分别为可溶性淀粉和酵母浸粉;正交试验表明,菌丝生长的最佳组合为温度25 ℃,pH 8.0,最佳碳源为可溶性淀粉、最佳氮源为牛肉膏。4个因素中对白色肺形侧耳菌丝生长影响最大的为碳源。该菌株适宜的栽培配方为莲子壳35%、细木屑35%、麦麸20%、玉米粉7%、石灰和石膏各1.5%,含水量55%-60%;在25 ℃黑暗条件下培养,菌丝满袋需要34-35 d,平均生长速率为3.43-3.53 mm/d;白色肺形侧耳菌株原基在温度7-15 ℃的低温条件下10 d左右形成,子实体发育在温度17-25 ℃、空气相对湿度75%-85%条件下7 d左右成熟。【结论】白色肺形侧耳菌株生物学特性不同于现有的栽培菌株,具有较好的开发利用价值。
2025, 52(6):2803-2815. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240850 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.28240850
摘要:【背景】多黏菌素被誉为对抗多重耐药菌感染的最后一道防线,而多黏菌素A1是该家族中很少被探究的同系物,其对耐药性铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa) PAO1具有良好的杀菌效果。【目的】探究对P. aeruginosa PAO1的杀菌机理。【方法】首先通过荧光探针测定了多黏菌素A1处理后细胞内羟自由基变化;然后通过添加硫脲和联吡啶探究对多黏菌素A1介导的杀菌效果和羟自由基产生的影响;接着通过表型分析细胞内氧自由基(reactive oxygen species, ROS)、脂质过氧化物、DNA损伤、总铁离子和亚铁离子变化来表征羟自由基引起的死亡;最后利用实时荧光定量PCR (real time fluorescence quantitative PCR, RT-qPCR)分析通路基因表达来进一步验证羟自由基致死机理。【结果】多黏菌素A1处理引起P. aeruginosa PAO1羟自由基产生,硫脲和联吡啶可以有效缓解多黏菌素A1对细胞的致死效果并降低羟自由基含量;多黏菌素A1处理后细胞内ROS和脂质氧化水平提高,同时引起DNA损伤和亚铁离子的紊乱;此外,细胞ROS清除酶基因、铁摄取和铁硫簇修复相关基因,以及DNA损伤修复基因表达水平均显著提高。【结论】多黏菌素A1对耐药性铜绿假单胞菌的一种致死机理可能是介导细胞通过芬顿反应产生羟自由基,羟自由基损伤DNA、脂质从而导致细胞死亡。
2025, 52(6):2816-2827. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240816 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.29240816
摘要:【背景】粪肠球菌(Enterococcus faecalis)是一种革兰氏阳性兼性厌氧细菌,可以引起菌血症、心内膜炎、牙髓感染和尿路感染等疾病。由于抗生素耐药性日趋严重,噬菌体治疗已成为一种有效针对粪肠球菌感染的替代策略。【目的】分离针对粪肠球菌的烈性噬菌体,为开发粪肠球菌噬菌体疗法奠定基础。【方法】分离出针对耐万古霉素粪肠球菌V583的噬菌体A149,通过透射电镜观察噬菌体的形态,测定其最佳感染复数、一步生长曲线及温度和pH稳定性,并进行全基因组测序分析,以阐释该噬菌体的基本生物学特性;测定其裂解谱和体外抑菌曲线,并进一步通过治疗耐万古霉素粪肠球菌肠道感染小鼠模型评价其抗菌性能。【结果】噬菌体A149的最佳感染复数为0.001,具有短尾噬菌体科(Podoviridae)的典型形态特征。噬菌体A149在较宽的温度范围(20-50 ℃)稳定存活,60 ℃滴度略有下降,70 ℃及以上完全失活;在pH 4.0-10.0范围内稳定存活,在pH 11.0时滴度略有下降,pH低于3.0或高于12.0时完全失活。噬菌体A149潜伏期短(≤5 min),暴发量高(约912 PFU/cell),基因组不含抗生素抗性基因和毒力基因,在体外可有效抑制粪肠球菌生长达11 h,对所测试的粪肠球菌具有86.4%的裂解能力(51/59),在小鼠肠道感染模型中可降低粪肠球菌约1.3个数量级。【结论】本研究表明噬菌体A149对于治疗粪肠球菌感染具有一定的应用潜力,为开发粪肠球菌噬菌体防控技术奠定了基础。
2025, 52(6):2828-2843. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240811 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.30240811
摘要:【背景】人冠状病毒OC43 (human coronavirus OC43, HCoV-OC43)属β冠状病毒,其感染会对免疫低下的老人和幼儿的健康带来严重威胁。FB2001作为已进入临床试验的抗冠状病毒主蛋白酶3CLpro抑制剂,前期研究表明其对HCoV-OC43也具有良好的抗病毒活性,但HCoV-OC43对FB2001的耐药特征有待阐明。【目的】研究HCoV-OC43 3CLpro对FB2001产生的耐药突变位点及耐药机制,发现冠状病毒对3CLpro抑制剂耐药的共性特征,对广谱抗冠状病毒3CLpro小分子药物的开发和优化改造具有重要意义。【方法】通过在体外进行药物压力下连续传代实验获得具有明显耐药表型的HCoV-OC43耐药适应株,二代测序(next generation sequencing, NGS)发现病毒3CLpro上存在多个突变位点,然后构建HCoV-OC43 3CLpro Flip GFP活细胞酶活系统验证耐药突变特征,最后通过Alphafold 3和DiffDock人工智能平台获得突变蛋白-小分子的结合模式,分析耐药机制并通过生长竞争试验研究耐药适应株的生长适应性变化。【结果】耐药适应株3CLpro出现D65G、L165V、I300T、D65G+L165V氨基酸突变,这些突变均会导致3CLpro在HEK-293T细胞中对FB2001的敏感性降低,其中L165V造成的耐药特征最显著;3CLproL165V-FB2001复合物结构预测显示,突变后第165位的Val侧链残基改变3CLpro活性中心S1位局部构象,导致蛋白酶与FB2001的P1位亲和力下降;生长竞争试验结果表明,耐药适应株在与HCoV-OC43野生株的生长竞争中不具有生长竞争优势。【结论】本研究提示冠状病毒主蛋白酶对P1位为γ-内酰胺环的拟肽抑制剂具有耐药共性机制。
2025, 52(6):2844-2853. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240800 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.31240800
摘要:【背景】灰葡萄孢(Botrytis cinerea)是引起植物灰霉病的病原菌,严重威胁着各种重要经济作物的产量。化学防治是最有效的一种防治措施,其中,琥珀酸脱氢酶抑制剂类(succinate dehydrogenase inhibitor, SDHI)杀菌剂是防治灰霉病的一类常用杀菌剂,但目前灰葡萄孢已对其产生抗性。【目的】建立一种能快速检测对SDHI杀菌剂产生抗性的灰葡萄孢菌株的方法。【方法】以SdhBP225F点突变为材料,通过设计特异性引物,优化PCR体系退火温度和内参引物浓度、评价等位基因特异性PCR (allele-specific PCR, AS-PCR)的灵敏度和特异稳定性,最后以快速提取的田间菌株的DNA为模板进行AS-PCR检测,并将检测结果与测序结果进行比对。【结果】AS-PCR引物对P225F-3F/P225F-R在退火温度为58 ℃,内参引物浓度为2.5 μmol/L时可稳定区分抗性和敏感菌株,灵敏度为10 fg/μL,粗提田间菌株的AS-PCR检测结果与测序结果一致。【结论】该AS-PCR检测方法操作简单、灵敏度高、特异性强,可为田间灰葡萄孢对SDHI抗性菌株的快速检测提供一种较为可行的方法。
卞洋洋,吕若一,张文静,李卓,张朝晖,蔡子雯,孙志刚,刘晓晔
2025, 52(6):2854-2866. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240801 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.32240801
摘要:【背景】病原体侵入宿主细胞的感染过程受到许多因素调控,其中细胞外基质刚度是宿主细胞普遍具备并调控细胞功能的重要因素,然而其是否对病原菌侵袭宿主细胞后的生长产生影响仍不明确。【目的】探讨细胞外基质刚度对细菌菌落生长、群体结构及抗生素敏感性的影响。【方法】通过聚丙烯酰胺凝胶模拟不同的细胞外基质刚度,观察并分析细菌在不同刚度基底上的菌落形成情况。利用显微镜对培养的菌落进行观察,并通过软件处理图像进一步分析研究结果。【结果】细胞外基质刚度大的情况下细菌菌落生长较大;使用抗生素后细菌菌落边缘密度更容易在细胞外基质刚度较小的聚丙烯酰胺凝胶上变小,而不易在细胞外基质刚度较大的类组织水凝胶上变小。【结论】细胞外基质刚度的增加促进了细菌的黏附和菌落形成,进而改变药物渗透和细菌存活率。研究细胞外基质刚度在细菌生长和药物抗性中的作用机制,对于开发新型抗菌治疗策略具有重要意义。
2025, 52(6):2867-2882. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240819 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.33240819
摘要:【背景】微生物浸出是处理尾矿、废弃矿石、低品位矿、难处理矿的有效浸出手段;相较于传统的浸出技术,其具有环境友好、收益好、冶金效率高等优点。【目的】深入探讨微生物浸出在全球范围内的发展趋势和学术影响,并协助研究人员确定研究方向,开展相关研究,了解该领域最相关的课题。【方法】基于Web of Science核心合集数据库对2011-2023年全球微生物浸出的文献进行检索和分析。【结果】年发文趋势揭示微生物浸出领域的研究热度有所下降。高被引文献的研究表明,除了文献本身的质量外,另一个重要因素是国家政策支持和资金的可用性。全球共有80个国家包括1 546个机构开展研究,共发表在580种期刊上。中国、伊朗、印度和澳大利亚进行了大量的研究,集成了冶金工程、环境科学生态学、采矿工程和生物技术与应用微生物学等多学科。聚类分析确定了4个经常出现的关键词:黄铜矿、废旧电路板、重金属和浸出,这为研究人员提供了新的检索词。【结论】目前对微生物浸出的研究主要集中在单个菌株,而混合菌株与矿物的吸附和耐受机理是未来发展所向。
2025, 52(6):2883-2895. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.240858 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.34240858
摘要:环境微生物学是面向环境科学专业本科生开设的专业核心课程,在“新工科”新质人才培养中发挥重要作用。近年来,我们对环境微生物学课程在理论、实践及课程思政等方面存在的问题进行了认真思考,通过构建课程思政案例库、革新教学内容、优化教学方法及实践教学内容、重构课程考核体系等举措进行教学改革,以提升学生思想道德素质和实践能力。经过3年教改实践和探索,学生课程目标达成度均高于期望值,终结性考核优秀率不断提高,学生、同行及督导评价明显提升,课程教学改革取得良好成效。
2025, 52(6):2896-2904. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.250336 CSTR: 32113.14.j.Microbiol.China.35250336
摘要:科教融汇是教育、科技、人才一体化发展的重要路径,是一流大学人才培养的普遍共识,也是创新人才成长规律的内在要求。华中农业大学微生物学团队探索基于科教融汇的人才培养模式,不断强化科学研究在教师教学能力提升中的支撑作用,科学前沿和科研文化在教学资源建设中的先导作用和科研实践在学生创新能力培育中的驱动作用,教研互促,取得了良好的育人成效。