蔗糖水解酶注释基因XC0805与野油菜黄单胞菌8004菌株的蔗糖利用及致病相关

 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是造成十字花科植物减产的重要病原菌,其通过水孔或伤口进入植物体内并在维管束中快速繁殖。光合产物(蔗糖)的运输主要依靠植物维管组织,同时蔗糖也是维管组织重要的能量来源。本研究利用生物信息学和遗传学等方法对Xcc中参与蔗糖利用的基因进行了分析,并研究了这些基因与其致病力的关系。Xcc 8004菌株中注释的参与蔗糖分解蛋白的编码基因有XC1002、XC1642、 XC1645和XC0805。 XC1002和XC1642的编码产物属于糖苷水解酶GH97蛋白超家族,而XC1645和XC0805的编码产物则属于GH13家族。突变分析发现除XC0805外,其他3个都不影响Xcc的蔗糖利用能力。接种实验表明,XC0805参与Xcc的侵染或在植物体内的生长,其他3个不参与致病过程。另外,Xcc 8004中预测参与蔗糖转运的基因(XC0806和XC0807)突变并不影响细菌的蔗糖利用和致病力,表明其可能存在其他的蔗糖转运通路。上述结果说明XC0805可能是Xcc 8004主要的蔗糖水解酶基因,且在致病中起重要作用。     

茴香轮作调控土壤细菌群落缓解三七连作障碍的效应及机制

三七是我国特有的中药材，但连作障碍严重制约了其产业发展，轮作是生产上最常用且有效的缓解措施。本研究在三七收获后的土壤上轮作茴香，通过测定轮作土壤水浸液对三七存苗的影响来评价轮作对三七连作障碍的缓解效果，并从轮作对土壤细菌群落的影响方面深入阐释轮作缓解连作障碍的机制。结果表明，茴香轮作后的土壤水浸液可以显著提高三七的存苗率。土壤细菌分析表明，茴香轮作后土壤细菌群落发生了明显改变。细菌的丰富度增加，相对丰度>1%的优势菌门变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria的相对丰度呈增加趋势。属水平上，轮作茴香使66个属的相对丰度显著增加，其中相对丰度>0.2%的优势菌属有14个；30个属的相对丰度显著降低，其中优势菌属有8个，总体上看相对丰度显著增加的属多于显著降低的属。在相对丰度显著增加的优势菌属中包含常见的拮抗菌属假单胞菌属Pseudomonas和芽孢杆菌属Bacillus细菌。本研究也分离到2株假单胞菌和1株芽孢杆菌对三七根腐病菌腐皮镰刀菌Fusarium solani和Monographella cucumerina具有明显的拮抗活性。因此，轮作茴香可以改善三七连作土壤细菌群落结构，增加土壤中拮抗细菌的丰度，提高三七的存苗率。生产上利用茴香与三七轮作对缓解连作障碍具有一定潜力。     

对草地贪夜蛾高毒力的苏云金芽胞杆菌菌株筛选与杀虫活性研究

草地贪夜蛾是一种世界性重大农业害虫，给玉米等多种主要粮食和经济作物造成严重危害。为实现对草地贪夜蛾的高效、绿色、持续防控，亟需筛选高毒力苏云金芽胞杆菌菌株资源。本研究以前期实验室储备的对斜纹夜蛾、小地老虎具有杀虫活性的363株野生菌株库为候选菌株，基于菌株杀虫基因差异及进化关系，去除冗余菌株后获得172株候选菌株。通过培养获取这些菌株胞晶混合物，进行杀虫蛋白定量后，测定杀虫活性，获得27株对草地贪夜蛾初孵幼虫具有较高杀虫活性的菌株，其中菌株B14-D2的杀虫活性最高，LC₅₀为0.155 μg/g。克隆了该菌株中的cry1Ea3基因并在HD73^-无晶体突变株中表达，Cry1Ea3蛋白对草地贪夜蛾初孵幼虫LC₅₀为1.789 μg/g。本研究为新的Bt产品和杀虫基因的开发利用提供了丰富资源。     

茶皂素体外抗红色毛癣菌研究

为了研究茶皂素是否能抑制红色毛癣菌真菌生长以及抑制程度,采用牛津杯法,通过抑菌圈大小判断茶皂素是否存在抑制红色毛癣菌作用,结果表明红色毛癣菌对茶皂素敏感程度为高度敏感,后通过立体显微镜进一步验证茶皂素能破坏菌丝结构,导致菌丝断裂、自溶,茶皂素存在抑制红色毛癣菌作用.然后采用体外抑菌方法研究茶皂素抑制红色毛癣菌机制,茶皂素最小抑菌浓度(MIC)为50 mg/mL.茶皂素溶液浓度与菌丝径向生长抑制率成正比,100、50和25 mg/mL茶皂素溶液浓度径向生长抑制率分别为96.10％、76.90％和57.60％.茶皂素溶液浓度与孢子萌发率成反比,茶皂素溶液浓度为25、50和100 mg/mL时,孢子萌发率分别为47.82％、31.43％、11.70％.     

中链脂肪酸及其酯对致病菌的抑菌作用

中链脂肪酸甘油酯已经成为抗生素替代物研究的新热点。文章旨在探究月桂酸、单辛酸甘油酯、单月桂酸甘油酯、辛葵酸甘油酯对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌和鸡白痢沙门氏菌的抑菌效果。结果显示:月桂酸、单月桂酸甘油酯、单辛酸甘油酯对大肠埃希菌有显著(P<0.05)抑制作用;月桂酸、单月桂酸甘油酯、单辛酸甘油酯、辛葵酸甘油酯对金黄色葡萄球菌有显著(P<0.05)抑制作用;月桂酸、单月桂酸甘油酯、单辛酸甘油酯、辛葵酸甘油酯对肠炎沙门氏菌有显著(P<0.05)抑制作用;月桂酸、单月桂酸甘油酯、单辛酸甘油酯对鸡白痢沙门氏菌有显著(P<0.05)抑制作用。其中,月桂酸、单月桂酸甘油酯、单辛酸甘油酯对4种致病菌的作用效果随时间延长而增强。     

病原微生物荚膜多糖的生物学功能

荚膜多糖（capsular polysaccharide，CPS）是一种广泛存在于细菌、支原体、部分真菌等菌体表面的碳水化合物。同时，荚膜多糖有助于菌体抵抗干燥和低温等不利环境，并通过在菌体表面形成物理屏障阻碍宿主补体的杀伤与吞噬作用。在长期多种应激-压力环境下，病原菌已进化出多种免疫逃避机制并促进宿主感染；在非病原微生物中，荚膜多糖可正向调节宿主免疫作用，并拮抗机体免疫因子，保护宿主免受病原菌引起的炎症性疾病。本文将结合本团队的相关研究工作，对荚膜多糖的结构、合成调控机制、生物学功能、免疫逃避机制和致病机制，特别是荚膜多糖正向调节宿主免疫系统及其应用潜力等方面作一综述，为病原菌致病机制的研究和疫病的有效防控提供参考依据。     

曝气联合投加菌藻对白洋淀沟壕浮游甲壳动物的影响

为了解曝气联合投加菌藻对湖泊水体的生态效应,于2019年7月24日-10月16日,在白洋淀沟壕中开展了曝气联合投加菌藻的水体生态修复试验,对比分析了修复水体和未修复水体的理化指标及浮游甲壳动物群落结构。结果显示:试验期内,曝气联合投加菌藻修复技术对水体总氮(TN)、总磷(TP)浓度的影响并不明显,但能显著降低水体亚硝态氮(NO~-_2-N)浓度,同时明显减少了上下水层的溶解氧差异,对打破水体上下分层具有明显效果;进行生态修复的水体中,浮游甲壳动物优势种逐渐由枝角类的短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、长肢秀体溞(Diaphanosoma leuchtenbergianum)向桡足类的温剑水蚤(Thermocyclops sp.)、桡足幼体(Copepodid)和无节幼体(Copepod nauplii)转变,浮游甲壳动物种类组成趋于小型化;生态修复区内浮游甲壳动物生物量和密度有明显降低的趋势。综合结果来看,曝气联合投加菌藻修复技术能显著降低湖泊水体的亚硝态氮浓度,打破水体上下分层状态,同时使浮游甲壳动物生物量和密度明显降低,使其物种趋于小型化。     

耐冷菌的适冷分子机制及在污水处理中的应用

指出了低温是影响冬季寒冷地区生活污水处理效果的一个主要原因,在低温环境下,活性污泥中大多数中温菌的生长活性受到抑制,只有少数的耐冷菌可以存活下来并保持一定的活性。简要介绍了低温微生物的概念及分类,从细胞膜结构、低温酶、蛋白质合成以及冷休克蛋白等方面对耐冷菌的适冷机制进行分析,最后对耐冷菌在污水处理中的应用现状与发展方向进行了展望。     

马铃薯致病疫霉拮抗细菌研究进展

为了解决马铃薯致病疫霉侵染马铃薯导致其死亡,进而造成马铃薯单位种植产量低的问题。本文从拮抗菌入手,归纳分析细菌类拮抗菌中的主要拮抗菌中芽孢杆菌、假单胞菌和粘细菌对马铃薯致病疫霉的抑制作用。同时,在总结前人研究的基础上,笔者认为在拮抗菌应用方面,可以采用多对一的新型平板对峙筛菌模式来模拟复杂条件下拮抗菌的拮抗作用,以期得到稳定的拮抗菌;并指出应从定植能力和根际微生物影响方面对拮抗菌实际应用的可行性进行研究;此外,提出未来对拮抗菌抑制马铃薯致病疫霉的探究应从表型层面的研究深入到分子层面,以期能成功从源头找寻抑制马铃薯致病疫霉的答案。     

马铃薯镰刀菌干腐病研究进展及防控手段

马铃薯是世界第四大粮食作物。马铃薯干腐病是一种重要的马铃薯收获后真菌病害,在我国各马铃薯产区内广泛发生,导致马铃薯块茎的商品薯率大幅下降,对马铃薯的产量造成严重经济损失。本文针对马铃薯干腐病的症状、发生与危害、病原菌种类以及综合防控手段进行综述,以期为病害的研究及防治提供参考。