灵菌红素是一种天然的红色三吡咯色素,主要源自于微生物的次级代谢过程,其具有抗菌、抗肿瘤等功能,在医药、环境、染料等领域具有广阔的应用前景.随着合成生物学技术的不断发展,利用微生物发酵法合成灵菌红素是实现灵菌红素工业化生产的有效途径之一.目前,生产灵菌红素的微生物主要以粘质沙雷氏菌为主.本文系统介绍了灵菌红素的结构性质和应用潜力,重点阐述了粘质沙雷氏菌中灵菌红素的合成路径,总结了通过高产菌株选育与改造、发酵工艺优化和转录因子调控等策略提高灵菌红素合成的最新研究进展,分析了不同提取纯化工艺的效率,并对未来灵菌红素的高效合成进行了展望,以进一步提高灵菌红素的工业化生产效率.

为发挥微生物资源在地理标志特色农产品品牌维护中的作用,采用高通量测序技术分析天津市西青区沙窝萝卜根际细菌多样性和群落结构,通过纯培养根际土壤细菌对樱桃萝卜果实质量与黄酮、多酚、维生素C、可溶性糖含量的影响评估根际微生物与沙窝萝卜品质的关系.结果表明沙窝萝卜根际土壤样本中的细菌主要来自5门9属,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、芽胞杆菌属(Bacillus)、糖单胞分泌菌属(Saccharimonad-ales)为核心细菌群落.通过纯培养共获得39株可培养细菌菌株.经过筛选,获得7株具有固氮、解磷或产生长素综合水平较高且具有促生功能的菌株,包括菌株J3、J5、H11、X3、X6、X10、X13.根据16S rRNA基因序列鉴定这些菌株为奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)、嗜虫假单胞菌(Pseudomonas entomophila)、巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium)、蜡状芽胞杆菌(B.cereus)、惠州芽胞杆菌(B.huizhouensis)、地形变形杆菌(P.terrae)和粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens).盆栽试验结果表明,施用7株菌株可以促进樱桃萝卜生长或改善果实品质.其中,菌株H11、J5、X13可分别提高樱桃萝卜果实重量47％、45％和42％;菌株H11和J5可提高樱桃萝卜黄酮含量47％和40％,菌株J5和X6可提高樱桃萝卜多酚含量70％和67％;菌株X6对果实中维生素C含量影响较大,较对照组提高了近3倍,达(24.60±5.07)mg/100 g,菌株H11处理后果实中可溶性糖含量较对照组提高了2.7倍.研究结果表明,挖掘沙窝萝卜根际土壤微生物资源有助于利用细菌群落制定有效和可持续的作物田间管理策略.

目的 查明一例源于安徽省扬子鳄管理中心的幼鳄死因.方法 从幼鳄脑部组织坏死灶采集病料,进行细菌分离与鉴定,并对其致病性进行分析.结果 菌落在血琼脂平板上生长呈红色的革兰氏阴性菌;生理生化试验显示该菌在葡萄糖、甘露醇、乳糖、柠檬酸盐和硫化氢等中均呈阳性;PCR扩增其16S rDNA基因,其大小约1 500 bp,经遗传进化树分析,与已报道的粘质沙雷氏菌GRD1株在同一分支;其致病性试验可导致实验鼠在36 h内全部死亡,出现严重肺出血、肝脏肿大、脾脏肿大、腹水现象等.结论 从扬子鳄脑内分离的病原是粘质沙雷氏菌,具有较强的致病性,且对多种抗菌药具有一定的耐药性.本试验为野生动物或者人类感染粘质沙雷氏菌的诊断和治疗提供参考意见.

目的:分析上尿路结石内镜术后尿源性脓毒血症病原菌耐药特点及死亡的高危因素。方法:回顾性分析2016年1月至2022年1月在赤峰学院附属医院采用内镜治疗的108例上尿路结石且术后发生尿源性脓毒血症患者的临床资料，根据预后分为死亡组及治愈组，分析其病原菌耐药性特点，同时采用多因素非条件Logistic回归模型从术前相关因素、手术相关因素、转入ICU后相关因素及病原菌相关因素四个方面分析上尿路结石内镜术后尿源性脓毒血症死亡的高危因素。结果:死亡组和治愈组患者分别为21及87例。共培养出108株菌株，其中革兰氏阴性菌85株（78.70%）、革兰氏阳性菌21株（19.44%）、真菌2株（1.85%）。革兰氏阴性菌中排在前三位的依次为大肠埃希菌、粘质沙雷氏菌及铜绿假单胞菌，革兰氏阳性菌中前三位分别为粪肠球菌、屎肠球菌及金黄色葡萄球菌，真菌包括热带假丝酵母菌和白色假丝酵母菌。革兰氏阴性菌中产超广谱β-内酰胺酶（ESBLs）菌检出16株，革兰氏阳性菌中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）检出4株。革兰氏阴性菌中，大肠埃希菌对头孢呋辛耐药率为88.57%，粘质沙雷菌对头孢呋辛及头孢噻肟耐药率最高均为83.33%，铜绿假单胞菌对左旋氧氟沙星耐药率为44.44%，革兰氏阳性菌对红霉素耐药率最高为100%。单因素分析结果显示，女性、糖尿病、自身免疫病、术前尿细菌培养阳性、手术时间、患者急性生理与慢性健康状况（APACHE II）评分、序贯器官衰竭（SOFA）评分及产ESBLs菌是上尿路结石术后尿源性脓毒血症死亡的相关因素，差异均有统计学意义（P<0.05），Logistic回归分析显示女性、糖尿病、自身免疫病、APACHE II评分、SOFA评分及产ESBLs菌是死亡的独立危险因素。结论:上尿路结石内镜术后尿源性脓毒血症病原菌以革兰氏阴性菌为主且耐药率较高，女性、糖尿病、自身免疫病、APACHE II评分、SOFA评分及产ESBLs菌是该类患者死亡的高危因素。

[背景]白术是十分重要的大宗药材之一,在其种植过程中一直受到土壤肥力不足导致农药化肥大量施用的困扰.[目的]从白术中分离纯化出对白术生长发育具有促进作用的微生物,为白术生物肥料的制备提供材料基础.[方法]采用钼锑抗比色法和Salkowski比色法等测定菌株溶解无机磷和产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)的能力;使用灌根法测定供试菌株对植株生长发育的影响;通过形态学和生理生化的方法,结合 16S rRNA基因测序技术对供试菌株进行分类鉴定;使用响应面法优化菌株的培养条件.[结果]分离获得一株对白术具有促生作用的菌株BZ-8,解磷能力和产IAA能力可达到 4.89 mol/L和 45.52 μg/mL,16S rRNA基因测序长度 1 363 bp,系统发育树分析确定菌株BZ-8 为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens);菌株发酵液对白术苗期的生长有明显的促进作用;优化后的发酵培养条件为(g/L):麦芽糖 5.0,牛肉膏 3.0,酵母提取物 5.0,胰蛋白胨 10.0,柠檬酸钠 5.0,培养基初始pH 7.01,培养温度 30.4℃,摇床转速 180 r/min.[结论]白术内生菌粘质沙雷氏菌BZ-8 能够解磷和产IAA,对白术具有明显的促生作用,本研究确定了菌株BZ-8 的培养条件.

为了研究粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)脂肪酶lipA中的Ca2+对酶活力的影响,采用定点突变的方法对平衡Ca2+的位点D388进行定点突变,对突变体进行诱导表达后,纯化目的蛋白并进行酶学性质分析.与野生酶相比,突变酶的最适温度由40℃降低到25℃,最适pH值由8.5降到8.0,T1/2值比野生酶提高了2℃.由此可知,该Ca2+对脂肪酶lipA酶学性质有着至关重要的作用.

天然色素化合物灵菌红素具有抑制细菌、真菌、疟疾、藻类和肿瘤细胞等多种生物学活性;微生物发酵是生产灵菌红素的主要方法.从自然界植物根际土壤中分离得到一株产红色色素的菌株JWR.经形态和16S rDNA测序鉴定,菌株JWR为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens);用酸性甲醇溶液对发酵液萃取得到灵菌红素的粗提物,利用FT-IR和HPLC鉴定产物,证明该菌株所产红色色素为灵菌红素.通过单因素以及正交优化法对发酵培养基组分和发酵条件进行优化,确定发酵培养基配方为橄榄油1.5 mL/L、牛肉膏0.5 g/L、硫酸镁0.25 g/L,发酵条件为接种量2.5％(V/V)、温度28℃、转速220 r/min.优化后灵菌红素产量提高到6.011 g/L,相比优化前提高了2.845倍.本研究分离粘质沙雷氏菌并优化发酵条件,提高了灵菌红素产量,可为其工业化生产奠定基础.

[目的]明确粘质沙雷氏菌中两个FBPases是否同时具有催化果糖-1,6-二磷酸(F-1,6-BP)与景天庚酮糖-1,7-二磷酸(S-1,7-BP)的功能.[方法]PCR构建pET28a-Sm-FBPase和pET28a-Sm-GlpX,IPTG诱导表达于大肠杆菌并应用镍柱纯化靶蛋白.应用体外酶学分析Sm-FBPase与Sm-GlpX酶学特性.[结果]SDS-PAGE结果表明Sm-FBPase、Sm-GlpX的分子量是45kDa、38 kDa.体外酶学分析表明两个酶均可催化F-1,6-BP和S-1,7-BP.Sm-GlpX是Mn2或Mg2+依赖型酶,而Sm-FBPase的激活需要Mn2.根据被测试的底物,Sm-FBPase最适pH 7.0～7.5、最适温度40℃;Sm-GlpX最适pH 8.0、最适温度40～45℃.当F-1,6-BP作底物时,Sm-FBPase与Sm-GlpX的Kcat/Km分别为6.88、7.55 S-1mmol-1 L.然而,当S-1,7-BP作底物时,Sm-FBPase与Sm-GlpX的Kcat/Km分别是3.17、8.54S-1mmol-1L.[结论]Sm-FBPase和Sm-GlpX均可催化F-1,6-BP与S-1,7-BP,Sm-GlpX催化S-1,7-BP的效率是Sm-FBPase的2.69倍.

本研究对分离自重庆垫江稻田土壤的一株产红色色素细菌进行了形态学和16S rRNA序列鉴定,测定红色素最大紫外吸收波长,并对其稳定性进行研究.结果显示,该菌与多株粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)16S rRNA序列一致;产生的色素在541 nm处有最大紫外吸收峰,与灵菌红素最大吸收峰接近,初步推测其为灵菌红素或其衍生物;该红色素在pH 6～11性质稳定;紫外光照射稳定性差,耐氧化能力较强,与还原剂产生沉淀;金属阳离子对该色素有不同程度的消色作用,Cu2+消色作用最明显,遇SO42-离子产生沉淀.

革兰氏阴性结合蛋白(Gram-negative bacteria binding proteins,GNBPs)是昆虫天然免疫系统中的一类重要模式识别受体,在识别病原微生物表面的相关分子模式中发挥着重要作用.为了解模式识别蛋白GNBP如何免疫应答病原微生物应激,本研究利用RT-PCR结合RACE技术克隆获得斜纹夜蛾革兰氏阴性结合蛋白GNBP1基因(SlGNBP1).斜纹夜蛾SlGNBP1基因(GenBank登录号:JF313110)全长cDNA序列为1 448 bp,开放阅读框(ORF)序列长1 302 bp,编码433个氨基酸残基.生物信息学分析序列表明SlGNBP1蛋白序列含有βGRP(β-1,3-glucan recognition protein)家族特有的保守性结构域,即糖苷水解酶活性结构域(Glyco_hydro_ 16),有3个N-糖基化位点,19个O-糖基化位点,42个磷酸化位点.系统进化树和同源性分析表明斜纹夜蛾SlGNBP1基因与其它鳞翅目昆虫的βGRP1基因的同源性很高,其中,斜纹夜蛾SlGNBP1基因与棉铃虫和柑橘凤蝶的βGRP序列相似度最高,相似度分别为79％和66％,S1GNBP1蛋白序列中有4个保守的半胱氨酸位点,富含12个色氨酸,由于两个葡聚糖酶活性位点突变而失去葡聚糖酶活性.利用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)检测斜纹夜蛾SlGNBP1基因的时空表达模式,结果表明SlGNBP1基因在斜纹夜蛾整个发育历期都表达,其中4龄幼虫表达量最高;组织分布表明SlGNBP1基因在斜纹夜蛾的表皮、脂肪体、中肠、卵巢和血细胞中均有表达,其中脂肪体为主要表达部位.将绿僵菌、玫烟色棒束孢、金黄色葡萄球菌、苏云金芽孢杆菌、大肠杆菌和粘质沙雷氏菌6种病原微生物分别注射4龄斜纹夜蛾幼虫后,对SlGNBP1基因进行mRNA水平检测.RT-qPCR检测表明SlGNBP1在不同诱导时间点与对照相比,均呈现明显上调表达,但诱导程度不同,诱导18-24 h后达到峰值,且SlGNBP1基因对粘质沙雷氏菌最为敏感,与对照相比提高了约100倍.以上结果表明SlGNBP1基因可能在斜纹夜蛾先天免疫应答反应中通过识别病原微生物表面的相关分子模式而发挥作用,可能成为斜纹夜蛾生物防治的新靶标.