在苏云金芽胞杆菌中高效和稳定表达AiiA蛋白

 【目的】摸索提高AiiA蛋白对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力的方法。【方法】苏云金芽胞杆菌的AiiA蛋白是一种胞内蛋白，能降解参与诱导调控多种植物病原菌致病基因表达的N-乙酰高丝氨酸内酯信号分子。本文采用两种方式来提高AiiA蛋白的活性，即利用苏云金芽胞杆菌S-层蛋白在细胞表面表达该蛋白以及利用苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因cry3Aa启动子来提高aiiA基因的表达量。为此构建该蛋白基因与细胞表面S-层蛋白的锚定区结合而成的融合蛋白基因slh-aiiA以及带有基因cry3Aa启动子的融合基因pro3A-aiiA。为了提高表达的稳定性以及去掉重组菌中非苏云金芽胞杆菌片段，本文构建了解离载体pBMB5401，并将上述两个融合基因单独或同时装入解离载体pBMB5401，分别得到重组质粒pBMBcaiiA，pBMB3aiiA和pBMB3439。转化苏云金芽胞杆菌无晶体突变株BMB171，随后导入温度敏感型辅助质粒pEG922，重组质粒在整合酶的作用下发生体内重组，消除了抗性基因等非必需片段。【结果】得到3个重组菌BMBcaiiAR，BMB3aiiAR和BMB3439R，在无抗性选择压力下的稳定性均在90%以上。融合蛋白SLH-AiiA及pro3A-AiiA在解离后的重组菌中得到表达，具有对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力。【结论】在苏云金芽胞杆菌中高效和稳定表达AiiA蛋白,可增强其对AHLs分子的降解活性和对胡萝卜软腐欧文氏菌感染马铃薯产生病害的抑制能力，当同时结合两种方式来表达AiiA蛋白时效果最好。     

彩色马蹄莲细菌性软腐病菌的鉴定及其群体感应淬灭的研究

近几年南京种植的彩色马蹄莲软腐病发生严重,从不同品种的彩色马蹄莲不同部位病组织中分离到6个菌株,经形态特征与培养性状比较、生理生化测试、16S rDNA序列分析和致病性测定,鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovora subsp.carotovora,P.c.c).信号分子检测结果表明,分离菌株可产生并释放出N-酰基-高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子.利用PCR技术扩增土壤根癌农杆菌中的attM基因,其编码的AttM解酯酶可以显著降解AHLs,在离体条件下可有效地减弱该病原菌的致病性,这为有效控制彩色马蹄莲细菌性软腐病提供了一种新途径.     

含 P43 启动子 aiiA 基因重组枯草芽孢杆菌的构建与表达…

细菌群体可以通过响应N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones, AHLs)激活某些致病基因的表达,而芽胞杆菌可以表达AiiA(Autoinducer inactivation)蛋白降解病原菌的AHLs从而减低损害。为构建外源高效表达AiiA蛋白的工程菌,利用AiiA蛋白降解AHLs分子来防治细菌性植物病害,通过搭桥PCR扩增P43-aiiA联合片段,连接pHY300PLK载体,构建P43-aiiA-C11枯草芽孢杆菌菌株,验证其AiiA酶活。结果成功克隆得到P43-aiiA片段,经鉴定P43-aiiA-pHY300PLK成功转入C11菌株,通过AiiA活性检测,野生菌株组指示菌全部变蓝,3个平行实验组的蓝色指示菌至条状培养基中间变浅,至下端全部为白色菌落,说明实验所构建的P43-aiiA-C11菌株具有高于野生型C11菌株的淬灭酶活性,能明显降解信号分子。与野生型菌株相比,构建菌株P43-aiiA-C11表达产物具有显著降解AHLs的能力,研究结果为推动植物病害防治提供了重要理论基础。     

拟南芥响应3-羰基己酰基高丝氨酸内酯的膜蛋白质组分析

为了探索植物响应细菌信号N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)的分子机制。本文利用二维差异凝胶电泳技术分析了3-羰基己酰基高丝氨酸内酯(3OC6-HSL)处理引起拟南芥膜蛋白质组的变化情况,结果表明3OC6-HSL共诱导53个蛋白点发生显著变化,涉及天然免疫、逆境胁迫响应、碳代谢、能量代谢、光合作用等多种生物学功能,暗示了3OC6-HSL在调控植物生长发育和抗逆性方面发挥着重要作用,可为阐明植物-细菌跨界通讯的分子机制提供更多的功能蛋白质信息。     

信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）诱导铜绿微囊藻细胞凋亡的研究

[目的]研究信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）与铜绿微囊藻细胞凋亡的关系。[方法]以铜绿微囊藻为材料,采用5μmol/lN-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）处理铜绿微囊藻细胞后,用DAPI染色后观察细胞凋亡的形态。[结果]信号分子N-乙酰高丝氨酸内酯（AHLs）在1μmol/L浓度下能诱导铜绿微囊藻细胞凋亡,从而抑制铜绿微囊藻的生长和增殖。[结论]该研究结果为治理铜绿微囊藻水华爆发提供重要的科学依据和新颖的治理思路。     

ARDRA方法在荧光假单胞菌分离鉴定中的应用

【目的】探索荧光假单胞菌的分类方法，分离筛选拮抗性较强的荧光假单胞菌。【方法】利用紫外下产生荧光的特性，采用梯度稀释及鞭毛染色的方法，对采自云南、海南、山东和新疆的488份植物根际土壤进行分离筛选，分离菌株进行ARDRA分析，采用室内平板对峙法筛选对植物病原真菌具有较强拮抗作用的菌株，并对其进行生理生化分析和分子鉴定。【结果】分离筛选到102株紫外下产生荧光的杆状单极生鞭毛菌株。ARDRA分析产生荧光假单胞菌类型、恶臭假单胞菌类型以及一个未知的谱带类型。以油菜立枯病菌作为靶标菌，筛选到25株具有拮抗作用的菌株，其中TC222产生的抑菌圈最大，进一步的生测结果表明该菌株对9种重要的植物病原真菌如番茄灰霉病菌等具有很强的拮抗活性。TC222的 16S rDNA核苷酸序列与荧光假单胞菌PfO-1同源性达到99%，其最终鉴定为荧光假单胞菌。【结论】ARDRA方法在分子水平上为荧光假单胞菌的分离鉴定探索了一条新途径；TC222菌株具有拮抗多种植物病原真菌的能力，显示了良好的应用前景。     

嗜铁假单胞杆菌C-12产嗜铁素的影响因素

为进一步开发利用假单胞菌C-12,试验采用光谱吸收法,对来自土壤中的1株假单胞菌C-12产生嗜铁素的条件进行研究.结果表明:在416 nm处有1个嗜铁素特异吸收峰,当铁离子浓度为1 μmol/L时,最适合其产嗜铁素.不同培养条件对嗜铁菌假单胞菌分泌嗜铁素有明显影响.适合C-12分泌嗜铁素的最佳条件为培养基为MSA培养基,最适培养温度为32℃,以脯氨酸为氮源、蔗糖为碳源,C/N为3∶1,pH6.0.     

不动杆菌3-59中群体感应信号分子淬灭酶基因克隆及其生物信息学分析

N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)在许多植物病原细菌中作为群体感应信号分子调控致病因子的表达。在淬灭群体感应系统中,AHL可控制依赖于群体感应的植物细菌病害。以实验室保存的4个群体淬灭酶产生菌为研究对象,对β-半乳糖苷酶活性进行测定,结果表明菌株3-59对信号分子降解能力最强。根据16SrDNA相似性,将该菌株鉴定为不动杆菌(Acinetobactersp.)3-59。采用PCR法从菌株3-59中克隆到AHL淬灭酶基因aciJ,该基因全长1 491bp,编码496个氨基酸,预测分子量约为55.69ku,估测等电点为9.52。氨基酸序列比对结果显示,其与不动杆菌的单加氧酶相似性在90%以上。AciJ蛋白有跨膜结构域,N端无信号肽,有1个糖基化位点位于285位,有43个磷酸化位点均匀分布于整个多肽链中。     

苏云金芽孢杆菌aiiA基因的克隆及植物表达载体构建

N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones,AHLs)是革兰氏阴性细菌致病过程中的关键信号分子,芽孢杆菌中广泛存在的aiiA基因编码AHL-Lactonase能够水解信号分子AHLs。利用PCR方法从苏云金芽孢杆菌中克隆了aiiA基因,序列分析表明该基因由753个碱基组成,编码含有250个氨基酸残基的蛋白质,核苷酸序列与已报道aiiA的同源性为89%～97%。将该基因连接到植物表达载体pCAMBIA1301中,成功构建了aiiA基因的植物表达载体pCAM-aiiA,为进一步通过转基因技术研究该基因的功能奠定了基础。     

蝇蛆抗菌肽粗提物对铜绿假单胞菌毒力因子绿脓菌素（PCN）合成的影响

【目的】研究蝇蛆抗菌肽粗提物对铜绿假单胞菌毒力因子绿脓菌素(PCN)的影响。【方法】通过热处理和分级醇沉等方法得到蝇蛆抗菌肽粗提物,得率11%,制成25μg·μl~(-1)的母液,进一步研究不同浓度蝇蛆抗菌肽粗提液体对铜绿假单胞菌模式菌株PAO1和临床分离菌株PCN合成的影响。【结果】当浓度大于0.5μg·μl~(-1)时,蝇蛆抗菌肽粗提液对PAO1的PCN的合成产生了显著的抑制作用。临床分离的铜绿假单胞菌菌株也有类似的结果。【结论】低浓度(非致死剂量的)蝇蛆抗菌肽粗提物对铜绿假单胞菌毒力因子PCN具有显著抑制作用。     

瓜类细菌性果斑病菌突变体文库的构建及群体感应信号分子突变株的筛选

利用三亲杂交的方法将带卡那抗性的Mini-Tn5转座子随机插入瓜类细菌性果斑病菌xjl12基因组DNA中,构建插入不同位点的突变体文库,通过信号分子高效检测菌株JZAI,筛选群体感应信号分子失活突变株.挑取2株野生株和筛选出的4株突变株,进行Southern杂交,结果表明,转座子Mini-Tn5以单拷贝随机诱变瓜类细菌性果斑病菌获得成功;对筛出的4株突变株进行了致病性和烟草过敏反应测试,发现突变株明显降低了致病性,且2株突变株(5-17,2-57)在烟草上无过敏反应.瓜类细菌性果斑病菌突变体文库的成功构建及筛选到不同突变位点的群体感应信号分子失活突变株,对从基因水平研究瓜类细菌性果斑病菌致病分子机理及群体感应相关基因奠定了基础.     

细菌群体感应系统的研究进展

群体感应是细菌监控自身群体密度的环境信号感受系统。细菌在繁殖过程中分泌一些特定的化学信号分子,这种信号分子从胞内扩散到胞外,当这种信号分子达到一定的阈值时,细菌感受到自身的细胞密度,启动某些基因的表达,这一过程称为群体感应(quorum-sensing)。目前,已在许多革兰氏阳性菌和阴性菌中发现了群体感应系统,调控许多基因的表达。笔者综述了细菌的群体感应系统的最新进展及群体感应的作用,并阐述了其在生物技术领域的应用前景。     

细菌群体通讯信号及其淬灭研究进展

群体感应（Quorum sensing, QS）是细菌通过信号分子的分泌、识别，从而调控细胞运动性、生物膜形成、毒素产生等致病行为的细胞交流机制，是病原菌致病过程的指挥系统，也是细菌病害防控的新靶标. 群体感应淬灭（Quorum quenching, QQ）则是通过信号分子类似物、信号分子降解酶剂、信号受体激活剂/抑制剂等策略干扰、阻断病原菌的群体感应通讯系统. 文章综述了3类重要的细菌群体通讯信号及其淬灭研究的进展，并对研究进行了总结与展望.     

甘蔗及甘蔗近缘属内生菌的筛选、鉴定与功能研究

为进一步挖掘甘蔗栽培种及其亲缘野生种中内生菌的功能与价值,筛选出具有促进植物生长功能活性的微生物菌株,用于促进甘蔗产业的增收增产。以前期分离纯化获得的589 株甘蔗内生细菌为基础,筛选并鉴定具有固氮、溶磷、解钾等促生长特性的功能菌株。在此基础上,对菌株产生的有机酸、吲哚乙酸(IAA)和嗜铁素也进行了定量测定与种类划分。结果表明:共有12 株功能菌株被筛选得到,分别编号为B7、B9、C9、D5、E12、F5、G3、H5、J8、L9、M3、O9,其中多株菌株同时具有固氮溶磷解钾等生物学活性;12株菌株分别属于Pantoea、Pseudomonas、Enterobacter、Serratia、Acinetobacter和Bacillus 6个属。进一步功能研究结果表明:菌株G3与C9对于无机磷和有机磷的溶解能力较强,溶磷量分别为1 386.97±331.96与2 523±68.17 mg/L;菌株M3解钾能力较强,解钾量为8.59±0.08 mg/L;各菌株所产生的有机酸主要为酒石酸,其次为苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸;12株功能菌株可产生IAA及嗜铁素,但产生嗜铁素的种类随菌株而异;各菌株与甘蔗种苗共培养过程中均能促进甘蔗种苗芽长与根长的生长,其中表现较优的有E12、C9、G3菌株处理组。该研究可为后续微生物菌肥开发奠定材料基础,也为相关研究提供参考。     

一株拮抗棉花枯萎病菌产铁载体内生细菌的筛选

[目的]以盆栽控病效果良好的一株植物内生细菌为材料,通过对铁载体的研究,探索其对棉花枯萎病的拮抗机制。[方法]通过蔗糖-天冬氨酸（Modified Sugar-Aspartic Acid,MSA）平板初步判断菌株是否产铁载体及其荧光特性;根据特定波长下吸光度值测定各菌株在液体MSA培养基内产铁载体活性;不同铁离子浓度下,比较其铁载体对棉花枯萎病的抑制作用;结合形态、生理生化等特征对其进行初步鉴定。[结果]该内生细菌在MSA培养基中高产的荧光铁载体对棉花枯萎病原真菌——尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）具有抑制作用,随着铁离子浓度的提高对病原真菌的抑制作用减弱;初步分析确定该内生菌株属于芽孢杆菌属（Bacillus）。[结论]芽孢杆菌可以通过分泌铁载体竞争铁的吸收而抑制尖孢镰刀菌的生长。     

一株拮抗棉花枯萎病菌产铁载体内生细菌的筛选(英文)

[目的]以盆栽控病效果良好的一株植物内生细菌为材料,通过对铁载体的研究,探索其对棉花枯萎病的拮抗机制。[方法]通过蔗糖-天冬氨酸(Modified Sugar-Aspartic Acid,MSA)平板初步判断菌株是否产铁载体及其荧光特性;根据特定波长下吸光度值测定各菌株在液体MSA培养基内产铁载体活性;不同铁离子浓度下,比较其铁载体对棉花枯萎病的抑制作用;结合形态、生理生化等特征对其进行初步鉴定。[结果]该内生细菌在MSA培养基中高产的荧光铁载体对棉花枯萎病原真菌——尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)具有抑制作用,随着铁离子浓度的提高对病原真菌的抑制作用减弱;初步分析确定该内生菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus)。[结论]芽孢杆菌可以通过分泌铁载体竞争铁的吸收而抑制尖孢镰刀菌的生长。     

螃蟹脚可培养内生细菌多样性及其促生活性研究

【目的】揭示螃蟹脚可培养内生细菌的多样性及其产IAA、铁载体及解磷、解钾能力,筛选具促生活性菌株,为后续植物内生细菌资源的开发与利用提供一定的基础数据和理论依据。【方法】以寄生植物螃蟹脚为研究材料,采用4种分离方法和5种不同培养基分离其内生细菌,通过16S rRNA基因序列对内生细菌进行鉴定,并构建系统发育进化树确定内生细菌的分类地位;从分离获得的螃蟹脚内生细菌中筛选具有ACC脱氨酶活性菌株,并对含ACC脱氨酶内生菌株的产IAA、铁载体及解磷、解钾能力进行测定。【结果】从螃蟹脚中共分离纯化获得60株内生细菌,通过16SrRNA测序及比对分析,去重复后共获得52株螃蟹脚内生细菌,分属于15科22属,其中以悬浮法（Z法）和纤维素—脯氨酸培养基（4号）的分离效果最佳,分别获得16和17个菌属,且以短小杆菌属（Curtobacterium）为优势菌属,占23.08%。促生能力测定结果表明,12株具ACC脱氨酶活性的内生细菌中7株菌（占58.33%）具有产IAA能力,其中菌株SWFU34产IAA能力最强,为4.95mg/mL;10株菌（占83.33%）具有产铁载体能力;8株菌（占66.67%）具解磷和解钾能力,其中有4株菌株（占33.33%）同时具有产IAA、铁载体及解磷、解钾能力。【结论】螃蟹脚蕴藏着丰富的微生物资源及具促生活性的菌株,其中短小杆菌属为优势菌属,假单胞菌属菌株SWFU34的促生活性最突出,具有农业应用的潜力。     

新疆棉花根际土壤铁载体产生菌的遗传多样性及系统发育研究

 【目的】了解中国新疆地区铁载体产生菌的遗传多样性和系统发育,为筛选高效铁载体产生菌提供依据。【方法】采用BOXAIR-PCR、16S rRNA PCR-RFLP和16S rDNA全序列分析方法对分离自新疆地区棉花根际土壤的铁载体产生菌的遗传多样性进行分析。【结果】在BOXAIR-PCR分析中,68株供试菌分为11个遗传群;在16S rRNA PCR-RFLP分析中,68株供试菌分10个遗传群;代表菌株的16S rDNA 全序列分析表明,供试菌分属于假单胞菌属（Pseudomonas）、肠杆菌属（Enterobacter）、不动细菌属（Acinetobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、短状杆菌属（Brachybacterium）和泛菌属（Pantoea）。其中,假单胞菌属（Pseudomonas）为优势属。【结论】分离自新疆地区棉花根际土壤铁载体菌存在极大的遗传多样性。     

西瓜细菌性果斑病菌鞭毛基因fliS的功能分析

【目的】西瓜细菌性果斑病由西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli,Ac)引起,是一种严重的世界性病害。细菌的鞭毛通常被认为是细菌的运动器官,在细菌的侵染过程中也起重要作用,已有报道表明这种作用可受鞭毛蛋白基因fliS的调控,目前西瓜细菌性果斑病菌鞭毛蛋白基因fliS的功能及其调控机理尚不清楚,本研究旨在探讨该基因在鞭毛形成和致病性等生物学特性中的作用。【方法】以果斑病菌野生型致病菌株1号基因组DNA为模板,设计一系列引物,PCR扩增敲除基因fliS的上下游片段,通过回收、酶切、连接、转化等步骤构建敲除载体和互补载体,然后采用三亲杂交法,根据同源重组的原理,构建fliS基因缺失突变菌株及其互补菌株,并对其鞭毛的形态特征、致病性、过敏反应、游动性、群体感应、菌膜、生长速率、菌落形态等生物学特性进行测定;进一步提取细菌总RNA,以谷氨酰胺合成酶基因glnA为参照来校正目标基因的表达量,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法,比较野生菌株、敲除菌株和互补菌株部分鞭毛蛋白基因flh D、fliE、fliC、flgK、flgM、fliD和fliA的表达量差异。【结果】通过抗性基因Gm的筛选和PCR验证,成功构建了果斑病菌鞭毛蛋白基因fliS缺失突变菌株1-fliS及其互补菌株1-fliShb,并对所得菌株的生物学特性和鞭毛进行观察,结果表明,与野生菌株相比,鞭毛蛋白基因缺失突变菌株的游动性、菌膜形成能力减弱,互补后游动性、菌膜形成能力基本恢复;缺失突变菌株对甜瓜、西瓜幼苗以及西瓜果实的致病性降低,互补后对西瓜、甜瓜幼苗及西瓜果实的致病力完全恢复。电镜测试显示,突变菌株鞭毛变短,长度约为野生菌株的1/3—1/4,互补后鞭毛合成能力基本恢复,鞭毛长度约为野生菌的4/5;光学显微镜下,可观察到在NA平板上的野生菌株菌落周围有明显的由细菌颤泳形成的特殊晕圈,而缺失突变菌株在NA平板上不能形成这种晕圈,互补后晕圈形成能力部分恢复;缺失突变菌株的生长速率比野生菌株慢,互补后生长速率没有恢复;野生菌株、突变菌株和互补菌株在过敏性反应和群体感应方面无差异。qRT-PCR分析结果显示,fliS基因缺失突变后,flh D表达量较野生菌株明显降低,fliE、fliC和flgK表达量较野生菌株明显升高,flgM和fliD表达量略微上升,fliA表达量基本不变;互补菌株中flhD、fliE和fliC表达量部分恢复,flgK、flgM和fliD表达量没有恢复,与突变菌株相同。【结论】鞭毛基因fliS对果斑病菌鞭毛丝的形成、游动性、菌膜形成能力、生长速率、菌落形态、致病性等均有调控作用。     

微生物群体感应及其在感染性疾病治疗新策略中的潜在应用

微生物抗药性突变株的出现,导致抗生素的治疗效果大幅降低,寻找新的感染性疾病防治策略迫在眉睫。病原菌的致病毒性受群体感应系统调控,因此,以群体感应为靶标,调控群体感应过程中的关键步骤可以达到治疗感染性疾病的目的。这种以阻断群体感应过程而非细胞生长为治疗策略的方式,不会引起抗药性突变株的出现,所开发的药物是抗病原性的,是继抗生素之后最具发展前景的新型抗感染药物之一。主要论述了有关群体感应作为新型药物靶标的可能性及相关研究的最新进展。