冰核活性细菌的研究进展

 从冰核活性细菌与作物霜冻的关系,冰核活性细菌的分子生物学基础,防霜技术3个方面阐述了冰核活性细菌的研究进展。     

广西北部湾近海产胞外多糖细菌多样性及其抗氧化活性分析

[目的]鉴定广西北部湾近海产胞外多糖(EPS)的海洋细菌种类多样性,并测定其EPS生物学活性,为后续研究EPS活性及其开发利用打下基础.[方法]采用黏液比色法、乙醇沉法和苯酚硫酸法初筛产EPS细菌,通过16S rD-NA序列鉴定细菌种属并进行遗传进化分析,以1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)测定EPS的抗氧化活性.[结果]从广西北部湾近海海水、沙粒和红树林泥土中共分离出205株产EPS细菌,结合分离株的菌落特征和形态观察结果可将所分离获得的细菌归为28种细菌.对28株代表细菌株进行鉴定,结果显示分属于2个纲(芽孢杆菌纲和γ-变形菌纲)、4个目(芽孢杆菌目、假单胞菌目、弧菌目和肠杆菌目)、4个科(芽孢杆菌科、莫拉菌科、弧菌科和肠杆菌科)、6个属(芽孢杆菌属、葡萄球菌属、弧菌属、发光杆菌属、变形杆菌属和不动杆菌属)、15个种;优势菌属为芽孢杆菌属,占所鉴定菌株的71.43%,其次为葡萄球菌属、弧菌属、发光杆菌属、变形杆菌属和不动杆菌属.EPS活性检测结果显示,不同种属细菌所产EPS均具有一定的DPPH清除作用,但不同菌株间差异明显,清除率为9.43%~71.10%.[结论]从广西北部湾近海地区共分离鉴定出2纲4目4科6属15种产EPS的海洋细菌,以芽孢杆菌属为主,存在种类多样性,且各类细菌分泌产生的EPS均具有一定抗氧化活性.     

冰核细菌的研究、应用现状和前景

冰核细菌是诱发和加重植物霜冻的重要因子,通过减少和控制冰核细菌,在进行霜冻防治研究方面,取得了一定效果.目前世界上已发现4个属23个种或变种的细菌具有成冰活性.细菌冰核是一类蛋白质,称冰蛋白,由细菌冰核基因编码,报道已有11种冰核细菌的冰核基因被克隆并在大肠杆菌中得到表达.综述了冰核细菌生物学及分子生物学特性,以及冰核细菌在霜冻防除、人工降雨、食品冷藏保鲜、高敏检测和促冻杀虫等方面的研究进展和应用前景.     

海洋动物中微生物的分离与抗金黄色葡萄球菌活性筛选

为了从海洋环境中寻找新的抗金黄色葡萄球菌抗生素,分离并筛选了广西北海70个海洋动物表皮或肠道中的微生物.样品处理后,分别用M1、马丁和高氏培养基分离细菌、真菌及放线菌,以卡那霉素作标准曲线对分离菌株发酵上清测活.分离出250株细菌,64株真菌,6株放线菌.产生抗金黄色葡萄球菌活性物质的细菌为28株,占细菌总数的11.2 %;能产生抗金黄色葡萄球菌活性物质的真菌为12株,占真菌总数的18.8%;能产生抗金黄色葡萄球菌活性物质的放线菌为2株.实验证明海洋动物表皮及肠道存在丰富的抗金黄色葡萄球菌微生物,且部分未见报道.     

人参内生菌的分离及拮抗菌株的筛选

利用研磨法和组织块法对我国吉林省5个不同地区来源的健康人参植株分别进行了内生细菌和内生真菌的分离,并采用菌体初筛和发酵液复筛相结合的方法,筛选了对6种人参主要病害病原菌具有抑菌活性的内生菌株.结果显示:在人参根、茎、叶不同器官中共分离获得152株内生细菌和46株内生真菌,初筛后得到对2种以上病原菌有抑菌活性的内生细菌16株,内生真菌3株,复筛后对4种以上病原菌具有抑菌活性的内生细菌2株,内生真菌1株,还发现了对灰霉病菌具有明显抑制作用的菌株3株.     

颉颃细菌的筛选及生防潜能评估

为筛选新的水稻病害生防细菌,探索研究生防菌株生防潜能的评估方法.采用平板对峙培养法以水稻纹桔病菌(Thanatephorus cucumeris)、水稻稻瘟病菌(Magnaporthe grisea (Hebert) Barr))和水稻恶苗病菌(Fusarium moniliforme Sheld)作指示病原真菌,从分离于水稻不同微生境的相关细菌中筛选颉颃细菌;依据颉颃细菌生防潜能的测试指标(抑菌活性强弱、产酶活性、解磷活性、固氮活性和产噬铁素活性)来初步评估其生防潜能.结果表明,水稻根围和根内微生境是水稻相关颉颃细菌的主要宿居地,用颉颃细菌生防潜能测试指标可以初步判定其生防潜能.     

天然产物抗细菌的群体感应系统的研究进展

细菌群体感应系统参与许多致病菌或条件致病菌的毒素及侵袭性酶类的合成和分泌、生物膜的形成以及抗生素抗性的产生等多种生物过程,与细菌对人和动植物感染密切相关.干扰细菌群体感应系统的物质可以降低细菌致病性,在近年成为新型抗菌药物研究的热点.一些从植物分离获得的活性成分可以干扰细菌的群体感应系统,具有实际的和潜在的抗感染作用.该文综述了细菌群体感应系统及植物活性成分干扰细菌群体感应系统的研究进展.     

广西红树林海洋微生物的分离及抗白色念珠菌的快速筛选

利用一种基于96孔板的快速筛选抗白色念珠菌活性的美蓝—酶标仪检测法对从广西山口、防城、北海三个地点红树林分离的498株细菌,299株真菌进行活性检测。结果表明,157株细菌具有抗白色念珠菌活性,占总分离细菌数的31.5%,88株真菌具有抗白色念珠菌活性,占总分离真菌数的29.4%。且抗白色念珠菌活性菌株的比例与样品来源密切相关。     

产Ⅱ a类细菌素乳酸菌的筛选及鉴定

从自制的发酵肉、酸菜汁、黄瓜汁、大麦汁、玉米汁等以及市售鲜奶、传统干酪、红茶中分离出352株乳酸菌,通过琼脂平板扩散法筛选到l株对单核细胞增生李斯特菌和大肠杆菌有明显抑制作用的乳酸菌菌株.排除有机酸、过氧化氢等的干扰后,乳酸菌发酵液离心后的上清液仍有抑菌活性,用胰蛋白酶、胃蛋白酶、木瓜蛋白酶处理后失去抑菌活性,从而确定产生的抑菌物质具有蛋白质性质,是一种细菌素.该细菌素具有热稳定性,在pH6.5,121℃热处理15 min时,抑菌活性仍保持90%以上.经过生理生化试验和16S rRNA基因序列相似性分析,鉴定BC-3菌株为屎肠球菌,命名.Enterococcus.faecium BC-3.其产生的细菌素对单核细胞增生李斯特菌有特异活性,并且具有热稳定性,根据细菌素的分类特征,该细菌素属于Ⅱa类细菌素.     

北京地区杏树冰核活性细菌种类及其消长动态规律的研究

 【目的】弄清冰核活性细菌（INA细菌）在杏树上分布种类及分布与年消长动态规律，对于通过防治INA细菌防御杏树晚霜冻害具有重要的意义。【方法】对北京杏主产区27个杏栽培品种及山杏进行调查，采用形态及生理生化方法进行种类鉴定，采用小液滴冻结法测定冰核活性。【结果】共分离到22株-5℃有活性INA细菌菌株，被确定为2个属中的3个种： 假单胞菌丁香致病变种（Pseudomonas syringae pv.syringae）10株，占45.5%；成团泛生菌（Pantoea agglomerans）9株，占40.9%；凤梨泛生菌噬夏孢子致病变种（Pantoea ananas pv.uredovora）3株，占13.6%。成团泛生菌为杏树上首次发现的INA细菌，‘玉巴达’杏树上的INA细菌（P. agglomerans）数量分布存在3个高峰期：花期（3月末至4月初）、果实发育期（5至6月初）、越冬初期（12月），夏秋季及寒冬难以分离到INA细菌。【结论】INA细菌分布数量与杏树所处地理位置及生态条件有关，杏不同器官上分离到的INA细菌的频率也存在差异。     

桑细菌性疫病菌[Pseudomonas syringae pv.mori(Boyer and lambert)Young et al]的冰核活性研究

对不同桑园桑疫病菌(Pseudomonas syringae pv.mori(Boyer andlambert)Young et al)菌株的冰核活性测定表明,冰核活性细菌占17.8%.冰核活性菌不能利用山梨醇,但能产生硫化氢;而无冰核活性菌株则相反.     

冰核活性真菌的分离与鉴定

 1997～1998年,从蚕豆等植物霜冻害标本中分离到了12株具有冰核活性的真菌,在-5.5℃下具有较强的冰核活性.室温下保存1年转入冰箱中保存半年的菌丝体培养液仍保持原有的强烈成冰核活性,表明其成冰核活性物质与冰核活性细菌有所不同.经鉴定,这12株冰核活性真菌均为燕麦镰刀菌(Fusarium avenaceum Sac.),这是国内有关冰核活性真菌研究的首次报道.     

Species of Ice Nucleation Active Bacteria on the Apricot and the Relationship Between Their Activity and Flower Frost

During 1996- 1997, sixty samples were collected from apricot in Hebei Province, from which nineteen ice nucleation active bacterial strains were isolated. Nine stains were identified as Pseudomonas syringae pv. syringae by bacteriological determination, while the others were Erwinia uredovora. Assay of ice nucleation activity (INA) showed the activity of the Pseudomonas strains was higher than that of the Erwinia.According to the number of bacterial cells required to produce one ice nucleus active at - 3℃, four stains was classified as strong ones, three as medium-strong, the remainder as weak. In general, the INA of these strains were regarded as medium-strong. Under stress of Iow temperatures, treatment of INA bacteria can greatly raised relative electric conductivity of petals and permeability of cell membrane. The treated petals showed symptoms of serious frost at - 3 - - 4℃ and had supercooling points of 2 - 3℃ higher than controls. Our results demon strated that INA bacteria are one major factor to incite frost damage to apricot flowers. We may reduce frost injury to apricot during flowering phage through control of INA bacteria.     

小春作物上冰核细菌种群动态研究

 采用平板稀释分离计数法,在小春作物蚕豆、小麦和油菜生长期间,连续两年定点定期对冰核细菌种群数量动态变化进行检测。结果表明,在云南省昆明地区自然条件下,冰核细菌的数量最大密度出现在2月中旬至3月中旬,可达9.2×10⁹ CFU／g。     

云南植物上冰核细菌的种类与分布

 1990～1997年,从云南省24个县市的54种植物上分离到了197株冰核细菌,并进行了鉴定.其中菠萝欧文氏菌83株,占42.1%,草生欧文氏菌9株,占4.6%,流黑欧文氏菌3株,占1.5%,边缘假单胞菌10株,占5.0%,丁香假单胞菌71株,占36.0%,菜豆荚斑假单胞菌19株,占9.6%,草莓黄单胞菌1株,占0.5%,野油菜黄单胞菌1株,占0.5%.冰核细菌的种群和生态学在云南省植物上呈丰富的多样性.云南省植物上冰核活性细菌的优势种类是菠萝欧文氏菌,其次是丁香假单胞菌类.     

利用转座子Tn5诱变冰核细菌获得无冰核活性菌株

 以云南省冰核细菌的优势种类丁香假单胞菌Pseudomonas syringae和菠萝泛菌Pantoea ananas为重组基因工程菌的受体菌,采用Tn5转座子诱变技术,以大肠杆菌Escherichia coli S17／pZJ25∶∶Tn5作为转座子诱变的供体菌,使Tn5插入并整合到冰核细菌基因组中,使冰核基因的线性连续性被破坏,失去冰核活性。大量筛选接合子,获得157株丧失冰核活性的菌株。     

冰核细菌的研究方法

 简单回顾了冰核细菌研究的历史,根据我们多年来的研究工作经验,详细介绍了冰核细菌研究的基本方法和简单实用的试验研究经验,包括样品的采集、分离及冰核活性的测定等。     

冰核细菌的定量分离研究

 冰核细菌可能是自然界中诱发和加重霜冻敏感植物发生霜冻害的重要原因之一。由于单个的冰核细菌细胞并不具有冰核活性,因此,研究植物上冰核细菌的种群数量或密度是研究冰核细菌与植物霜冻害关系的关键。从云南省的元江、寻甸、河口、呈贡、临沧、陆良、宣威、曲靖、富民、昆明市官渡区及越南老街等地采集到108种植物共166个标样中,有45个标样分离共到71株冰核细菌,标样中冰核细菌的检出率为27.1％,最低密度为6.0×10⁴ CFU/g,最高密度为5.12×10⁹ CFU/g。其余121个标样经再次分离未检测冰核细菌,占总标样数的72.9％。在云南植物上,用稀释平板法可检测冰核细菌的最低密度为2.0×10⁴ CFU／g.     

INA细菌种类及其冰核活性与“不知火”果实霜冻关系的研究

根据四川省杂柑上采集受冻标本20份,分离到16株冰核细菌菌株,经细菌学鉴定确认属于2个属3个种:E.ananas Serrano1928,6株,占37.5%;P.syringaevan Hall1902,6株,占37.5%;P.viridiflava(Burkholder1930)Dowson1939,4株,占25%。且E.ananas的冰核活性小于P.syringae和P.viridiflava。这是杂柑上关于INA细菌的首次报道。并且通过研究INA细菌与"不知火"果实霜冻关系结果表明,在低温胁迫下,INA细菌能较大幅度提高果皮相对电导率,增大细胞原生质膜渗透性,是诱发和加重"不知火"果实霜冻的重要因素。