可可西里低温适生拮抗芽孢杆菌的筛选鉴定及脂肽化合物分析

极端环境特殊微生物资源研究和开发具有广阔的应用前景和研究意义.对分离筛选自青海可可西里境内植被根围的8株在4和10 ℃条件下生长良好的低温适生芽孢杆菌进行鉴定分析.结果表明: 通过生理生化特征分析、rep-PCR指纹图谱分析、16S rDNA及gyrB基因序列分析鉴定,8株供试菌株分别为莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)3株,解淀粉芽孢杆菌(B. amyloliquefaciens)1株和简单芽孢杆菌(B. simplex)4株.采用平板对峙试验从中筛选到4株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)及水稻白叶枯病原细菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)均具有显著拮抗活性的生防菌株;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的拮抗活性物质,结果显示菌株KKD-1 (B. mojavensis)产生脂肽类化合物泛革素和表面活性素,菌株KKD-2(B. amyloliquefaciens)产生脂肽类化合物伊枯草菌素A、泛革素和表面活性素,推断生防菌株的拮抗活性可能与脂肽化合物的合成及分泌有关.该研究为低温适生性芽孢杆菌生物肥料和生物农药的研发提供了菌株资源.     

可可西里低温适生拮抗芽孢杆菌的筛选鉴定及脂肽化合物分析

极端环境特殊微生物资源研究和开发具有广阔的应用前景和研究意义.对分离筛选自青海可可西里境内植被根围的8株在4和10℃条件下生长良好的低温适生芽孢杆菌进行鉴定分析.结果表明:通过生理生化特征分析、rep-PCR指纹图谱分析、16S rDNA及gyrB基因序列分析鉴定,8株供试菌株分别为莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)3株,解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)1株和简单芽孢杆菌(B.simplex)4株.采用平板对峙试验从中筛选到4株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)及水稻白叶枯病原细菌(Xanthomonasoryzae pv.oryzae)均具有显著拮抗活性的生防菌株;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的拮抗活性物质,结果显示菌株KKD1(B.mojavensis)产生脂肽类化合物泛革素和表面活性素,菌株KKD2(B.amyloliquefaciens)产生脂肽类化合物伊枯草菌素A、泛革素和表面活性素,推断生防菌株的拮抗活性可能与脂肽化合物的合成及分泌有关.该研究为低温适生性芽孢杆菌生物肥料和生物农药的研发提供了菌株资源.     

解淀粉芽孢杆菌TF28抗菌蛋白TasA基因序列分析及蛋白质结构预测

本研究以解淀粉芽孢杆菌TF28为材料,采用PCR方法从基因组DNA中扩增出抗菌蛋白Tas A基因,利用生物信息学方法对Tas A基因序列及其编码的蛋白质结构进行分析和预测。结果表明Tas A基因全长786 bp,含有一个完整的开放阅读框和一个终止密码子,编码261个氨基酸,经Blast比对,该基因与其它解淀粉芽孢杆菌Tas A基因同源性为95%~99%,与B.amyloliquefaciens FZB42(CP 000560.1)Tas A基因序列同源性最高为99%,与B.amyloliquefaciens DSM7(FN597644.1)的同源性最低为95%。预测该基因编码蛋白质分子量为28 k D,等电点为6.35,是含有信号肽和跨膜结构的亲水蛋白,蛋白结构中含有糖基化和磷酸化位点,二级结构中以琢螺旋、茁折叠和无规则卷曲为主。     

解淀粉芽孢杆菌抗菌机制研究进展

自然界中,细菌与细菌之间、细菌与其他生物之间存在广泛的相互作用。细菌产生的代谢物质可以提高自身在自然界中的竞争/生存能力。解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)能够产生种类繁多的抑菌物质,有效地抑制真菌和其他细菌的活性,是一类应用较广的生防菌。到目前为止,解淀粉芽孢杆菌的抑菌作用研究已经广泛开展,但是生物体是复杂多变的,仍然有很多东西是未知的,并且利用解淀粉芽孢杆菌进行生物防治的前景十分广阔,所以加强对抑菌物质的机制研究、提取相关抗菌物质尤为关键。本文综述了国内外有关解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制研究,为进一步探究解淀粉芽孢杆菌的抑菌机制、抑菌基因和基因工程菌做好铺垫。     

解淀粉芽孢杆菌TF28抗菌蛋白基因TasA克隆与表达

[目的]克隆解淀粉芽孢杆菌TF28抗菌蛋白基因Tas A并进行原核表达和抑菌活性研究。[方法]采用PCR方法扩增抗菌蛋白基因Tas A,连接p ET22b载体,导入E.coli BL21(DE3)菌株,进行IPTG低温诱导表达,用His柱纯化表达产物,采用纸片方法测定其抑菌活性。[结果]从解淀粉芽孢杆菌TF28中克隆了抗菌蛋白基因Tas A,以p ET22b为表达载体构建高效表达抗菌蛋白Tas A的基因工程菌株,该菌株在0.05 mmol/L IPTG 15℃诱导4 h,Tas A蛋白表达率为34.2%,经His柱纯化后获得SDS-PAGE电泳一条带的纯化Tas A蛋白,其含量为67.8 mg/L,收率为90.8%。该蛋白抑制番茄灰霉病和叶霉病、玉米茎基腐病和水稻稻曲病菌生长。[结论]实现抗菌蛋白基因Tas A的原核表达,表达率34.2%,表达蛋白具有广谱抑菌活性,在植病生防方面具有应用潜力。     

嗜热脂肪芽孢杆菌耐热α-淀粉酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

一序言杆菌属是分泌型酶类的重要来源(Priest 1977)。新近有一些队芽孢杆菌属菌种中克隆几种分泌酶类的报道,包括从解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens),凝结芽孢杆菌(B.Coagulans)和枯草芽孢杆菌(B.Subtilis)中克隆淀粉酶基因,从地衣形芽孢杆菌     

生防解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）最新研究进展

解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)是与枯草芽胞杆菌相似,可产芽胞、革兰阳性(G+)、具有生防活性的益生细菌。其代谢过程中产生的抗菌物质种类多、抗菌谱广,其抗菌制剂或抗菌提取物具有无毒、无害、无残留、抑菌时效长等优点,可广泛应用于果蔬保鲜、果蔬生长期及采后微生物病害的生物防治,是极具开发价值的生防菌。本文从抗菌机理、抗性基因组成、基因工程菌构建、抗性产品开发及对微生物病害防治等几个方面,对解淀粉芽胞杆菌的研究及应用现状进行了归纳和总结,为其在农业生物工程中的规模化安全应用提供参考。     

几株解纤维素生防芽孢杆菌的分子鉴定及其抗逆促生特性分析

【目的】探究青藏高原解纤维素生防芽孢杆菌资源。【方法】采用BOX-PCR指纹图谱分析、gyr B基因及16S r RNA基因序列分析,对分离自青海互助北山桦树根围的5株芽孢杆菌进行分子鉴定;通过CMC法检测菌株降解纤维素活性;平板对峙法检测菌株拮抗病原真菌及病原细菌活性;检测菌株的耐盐性、低温适生性;测定菌株促种子萌发及幼苗生长特性。【结果】5株菌均鉴定为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens;具有显著降解纤维素的特性,在CMC平板上形成纤维素降解透明圈直径≥20 mm;对油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、瓜类枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)及植物梨火疫病菌(Erwinia amylovora)均有显著拮抗活性;菌株可在含Na Cl浓度为11%的LB平板上正常生长,在10°C低温条件下生长良好;菌株BS11、BS12菌悬液(细胞浓度106 CFU/m L)可促进水稻种子萌发及幼苗生长。【结论】5株B.amyloliquefaciens菌株为抗逆性强的、具有降解纤维素活性的生防芽孢杆菌,在青藏高原生态农业及畜牧产业中具有应用潜力。     

花生侵脉新赤壳菌果腐病生防芽孢杆菌的分离鉴定及防病效果

【目的】为了分离鉴定对花生侵脉新赤壳菌果腐病病原菌Neocosmospora vasinfecta具有抑制作用的根际芽孢杆菌。【方法】利用平板稀释法从花生的根际土壤分离芽孢杆菌,再采用平板对峙法筛选出对N.vasinfecta具有抑制作用的根际芽孢杆菌,通过形态观察、生理生化特性和分子生物学相结合的多相分类方法对生防根际芽孢杆菌进行分类鉴定,检测脂肽类抗生素合成基因类型,并进行花生侵脉新赤壳菌果腐病的田间防治试验。【结果】从花生根际土壤中分离到28株芽孢杆菌,其中对花生果腐病病原菌具有明显抑制作用有8株。多相分类法结果显示2株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),6株为解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)。脂肽类抗生素合成基因检测显示,8株生防芽孢杆菌含有至少1种脂肽类抗生素,其中所有生防菌均含有丰原素B合成基因,推测这些芽孢杆菌对N.vasinfecta的抑制机制可能与脂肽类抗生素的合成相关。田间防病实验结果显示,B.amyloliquefaciens GF-3和GF-22制备的生物有机肥均能有效降低NPRP的发病指数,其防治效率分别为32.35%和79.41%,增产率分别为19.12%和25.85%。【结论】分离鉴定了2株对花生侵脉新赤壳菌果腐病具有明显防治效果的根际芽孢杆菌,这不仅为花生侵脉新赤壳菌果腐病的生防制剂研制提供了菌株,还为研究防治机理奠定了基础。     

解淀粉芽孢杆菌BamHI甲基转移酶基因克隆、功能鉴定与序列分析

从解淀粉芽孢杆菌Baillus amyloliquefaciens CICIM B2125中克隆了BamHI甲基转移酶基因(bamHIM),并在大肠杆菌JM109中得到了成功表达.该基因含有1 271 bp的开放阅读框(ORF),编码423个氨基酸,成熟蛋白分子量为49 kD.该基因在自身启动子引导下,表达了具有活性的BamHI甲基转移酶(M.BamHI).该酶可以将BamHI位点的碱基甲基化.氨基酸序列分析表明该酶存在有NADB_Rossmann结构域.     

解淀粉芽孢杆菌YN-1抑菌蛋白TasA基因的克隆及原核表达

本文以解淀粉芽孢杆菌YN-1菌株为研究对象,利用PCR方法从基因组DNA中扩增出编码TasA抑菌基因的全长DNA,并构建pGEX-4T2/TasA原核表达载体,获得TasA-GST融合表达的抑菌蛋白。测序结果表明,解淀粉芽孢杆菌YN-1TasA基因核苷酸序列全长为786bp(GenBank登录号:EU131674),编码261个氨基酸残基;同源性分析表明,它与解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquefaciens FZB42(YP_001421886)序列的同源性最高,达98%,预测蛋白分子量为31kD。SDS-PAGE分析表明,TasA基因能在大肠杆菌BL21中表达,Western印迹分析pGEX-4T2/TasA原核表达载体,检测到约57kD的TasA-GST融合外源蛋白,与预测的融合蛋白分子量大小相符。表达产物细胞裂解液上清经Ni柱层析,表明浓度为500mmol/L咪唑洗脱缓冲液时获得较高浓度和纯度的纯化蛋白。进一步抑菌活性分析表明表达产物对黄瓜灰霉病病原菌检测平板上显示出较好的抑菌活性。本研究结果将为今后深入研究TasA抑菌蛋白基因以及抗病转基因工程提供了参考。     

基于整合方法分析茶树响应病原真菌胁迫的共有模式

为探讨茶树(Camellia sinensis)对病菌胁迫的共有响应模式和抗病机制,运用生物信息学方法对多组RNA-seq数据进行提取、整合及功能富集,结合多种工具和数据库资源对主要调控分子及蛋白互作模块加以分析。结果表明,病原真菌胁迫下,茶树有较多细胞色素P450家族成员表达显著上调;类固醇和激素的代谢过程、苯丙烷合成途径被激活,有丝分裂细胞周期调控、DNA甲基化等生物过程及光合作用途径受到抑制;主要调控分子如转录因子WRKY和NAC、激酶RLK-Pelle和CAMK等以上调为主。差异表达的蛋白互作模块分析表明,有丝分裂周期调控、基于微管运动、淀粉和蔗糖代谢、细胞壁多糖合成、光合作用、类黄酮代谢模块明显下调,木质素合成和萜类生物合成模块上调;且模块之间可能存在互作。病菌胁迫激活的木质素和萜类合成途径的关键基因包括阿魏酸-5-羟基化酶基因F5H、过氧化物酶基因POD和萜类合成酶基因HMGR等。细胞色素P450基因可能在病菌胁迫中起关键作用,增强木质素和萜类物质的合成、削弱光合作用可能是茶树响应真菌胁迫的核心模式。     

青海柴达木极端干旱沙地分离芽孢杆菌的分子鉴定及拮抗活性分析

【目的】研究高原极地环境微生物资源。【方法】采用rep-PCR指纹图谱分析、gyrB基因及16S rDNA基因序列分析等多项分子鉴定技术对分离自青海柴达木极端干旱沙地的8株芽孢杆菌菌株进行分类鉴定;通过平板对峙及接种离体叶片试验检测分离菌株的拮抗活性及对病原菌侵染的防效;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的活性成分。【结果】8株分离菌株鉴定为Bacillus amyloliquefaciens(6株)、Bacillus axarquiensis(1株)和Bacillus atrophaeus(1株);各菌株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)均具有显著的拮抗活性;接种离体叶片试验表明菌株对油菜菌核病菌的侵染具有较好防效;MALDI-TOF-MS质谱分析结果显示菌株DGL1(B.amyloliquefaciens)产生脂肽化合物Fengycin,菌株DGL6(B.axarquiensis)产生脂肽化合物Surfactin、BacillomycinsD和Fengycin,菌株DCD1(B.atrophaeus)产生脂肽化合物Surfactin、Fengycin。【结论】为高原干旱沙地极端环境微生物资源研究及生防菌资源开发和应用提供了研究材料。     

芽孢杆菌基本特征、16S rRNA对比分析及特异性基因挖掘

为了研究10种芽孢杆菌的基本特性,下载到70条芽孢杆菌属细菌的16S r RNA序列,通过对比芽孢杆菌的基本特征和16S r RNA序列种内和种间相似性,发现基本特征很难区分这10种菌株。16S r RNA序列种内相似性最高为100%,最低的是B.amyloliquefaciens,种内分化较明显,最低值为90.85%,种间相似性最高的2个菌株是B.subtilis strain 168和B.amyloliquefaciens strain BCRC 11601,最高值为99.66%,最低为92.01%。B.subtilis、B.amyloliquefaciens、B.anthracis、B.cereus、B.methylotrophicus、B.atrophaeus之间某些菌株的16S r RNA相似性极高,通过16S r RNA序列很难区分,B.coagulans的16S r RNA特异性最好。同时本研究提供了gyr A、gyr B、rpo A、yya R、yya O等多个能够准确鉴定的特异性基因,为快速鉴定菌种提供了便利。     

不同温度培养下酿酒酵母细胞壁蛋白质差异分析

生物体在其生长过程中要经受一系列非生物环境的胁迫,这些胁迫条件都将影响细胞的基因转录、蛋白质表达物等一系列的变化,以尽快适应周围变化的环境。利用双向电泳和质谱技术考察了高温胁迫对酿酒酵母细胞壁蛋白质组的影响。结果表明,高温胁迫的酿酒酵母FFC2146细胞壁蛋白质中新增Ssa2和小分子鸟苷三磷酸酶,无机焦磷酸酶上调表达,而丙酮酸激酶缺消失,同时6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶下调表达。上述结果说明热休克蛋白Ssa2保护细胞壁在高温下保持完整,使细胞继续生长繁殖;高温胁迫下酿酒酵母的糖酵解途径受阻,在转酮醇酶的作用下糖酵解途径转向磷酸戊糖途径途径,获取足够的能量,维持细胞正常的新陈代谢。     

不同温度培养下酿酒酵母细胞壁蛋白质差异分析北大核心CSCD

生物体在其生长过程中要经受一系列非生物环境的胁迫,这些胁迫条件都将影响细胞的基因转录、蛋白质表达物等一系列的变化,以尽快适应周围变化的环境。利用双向电泳和质谱技术考察了高温胁迫对酿酒酵母细胞壁蛋白质组的影响。结果表明,高温胁迫的酿酒酵母FFC2146细胞壁蛋白质中新增Ssa2和小分子鸟苷三磷酸酶,无机焦磷酸酶上调表达,而丙酮酸激酶缺消失,同时6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶下调表达。上述结果说明热休克蛋白Ssa2保护细胞壁在高温下保持完整,使细胞继续生长繁殖;高温胁迫下酿酒酵母的糖酵解途径受阻,在转酮醇酶的作用下糖酵解途径转向磷酸戊糖途径途径,获取足够的能量,维持细胞正常的新陈代谢。     

杜仲黑斑病菌(Pestalotiopsis trachicarpicola)拮抗细菌的分离和鉴定

【背景】杜仲黑斑病菌(Pestalotiopsis trachicarpicola)是引起杜仲黑斑病的新病原,当前尚未见生防菌对其产生拮抗作用的报道。【目的】从杜仲健康叶片上分离筛选出对P.trachicarpicola DZHBB-1拮抗效果最好的生防芽孢杆菌(Bacillussp.),利用16SrRNA基因结合蛋白质编码基因,实现对该菌株的快速准确鉴定。【方法】采用稀释分离法从健康杜仲叶片上分离菌株,通过平板对峙实验和生长速率法进行筛选,联合16SrRNA、gyrA、gyrB基因序列构建系统发育树分析,结合形态学特征及生理生化特性鉴定目标菌株,盆栽试验验证其对杜仲黑斑病的防治效果。【结果】总共分离得到62株芽孢杆菌,初筛出14株对病原菌有较好生防效果的菌株,复筛结果证明菌株J1拮抗效果最好且稳定,抑制率达到66.67%,16SrRNA、gyrA、gyrB基因序列系统发育树分析结果综合显示,菌株J1为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。盆栽试验结果显示,该菌能有效防治杜仲黑斑病的发生,防治效果均超过57%。【结论】该菌株具有防治P. trachicarpicola引起相关植物病害的生防潜力,16S rRNA、gyrA、gyrB基因联合鉴定芽孢杆菌,可为快速准确地鉴定芽孢杆菌及其近缘种提供借鉴方法。     

解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶的高效表达

目的:克隆解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA)使其在解淀粉芽孢杆菌CICIM B4081中高效表达,并对重组酶进行酶学性质研究.方法:以解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)染色体DNA为模板,经过PCR扩增得到了大小约为0.8kb的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA),构建了重组表达质粒pQ-bglA,通过电转化的方法将其转化人解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)中.结果:得到了能高效表达β-1,3-1,4-葡聚糖酶的重组解淀粉芽孢杆菌.在250mL摇瓶条件下,重组菌分解地衣多糖的胞外最高酶活达到了1515.7U/mL,重组酶的最适作用温度为55℃,最适反应pH值为6.5.结论:重组菌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活为原始菌株的11.84倍,实现了bglA基因在解淀粉芽孢杆菌中的高效表达.     

解淀粉芽孢杆菌BA-26抗菌物质分离及对灰葡萄孢抑菌作用研究

分析解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)BA-26发酵液中抑菌物质存在情况,明确活性物质的抑菌效果,初步探索其抗植物病原真菌的作用机制。通过硫酸铵沉淀、大孔树脂吸附及反相高效液相色谱法(RP-HPLC),从菌株BA-26的发酵液中分离纯化抗菌物质;采用平板对峙法检测抗菌物质抑菌活性;用二倍稀释法测定各活性组分的最小抑菌浓度(MIC),并研究其对菌丝和孢子萌发的影响。从菌株BA-26发酵液中获得抗菌粗提物抑菌谱广,对立枯丝核菌等多种植物病原真菌有强抑制作用;分离纯化得到11个具有抑制真菌作用的活性组分;其中A6-19和A6-20组分对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)抑菌活性最强,最小抑菌浓度为7.81μg/mL;菌株BA-26产生的抗真菌活性物质能使灰葡萄孢菌丝生长受阻、膨大变粗、细胞膜破坏并能抑制其孢子萌发。明确了解淀粉芽孢杆菌BA-26菌株产抗菌物质情况,初步探究其抑菌作用机制,为抗菌物质在防治病原真菌等方面的应用奠定基础。     

红树内生细菌CⅢ-1菌株鉴定及其胞外抗菌蛋白性质

用对峙生长法从422株红树内生细菌中筛选到1株对青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacea-rum)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)、辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)、香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)等动植物病原细菌和真菌均具有较强的拮抗作用的海洋细菌CⅢ-1菌株,经形态和生理生化特性及16S rRNA序列分析,鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。用33%硫酸铵从菌株的培养滤液中盐析获得对供试病原菌均具有较强拮抗作用的抗菌活性蛋白,性质测定发现,该抗菌活性蛋白对热不稳定,60°C和100°C下处理10min,其抗菌活性分别下降了62.5%和完全丧失,在pH5.0?10.0范围内均具有抑菌作用,以pH7.0时抗菌活性最强。