[背景]好氧反硝化细菌在水产养殖尾水处理中显现出广泛的应用潜力.然而,大多数好氧反硝化细菌在高盐环境中的脱氮性能有限.[目的]筛选出耐盐好氧反硝化细菌,并对其脱氮性能进行评估.[方法]从养殖池塘底泥中富集筛选出1株新型高效好氧反硝化细菌,通过16S rRNA基因测序及生理生化试验鉴定菌种;采用动物试验和药敏试验对分离菌进行毒力和耐药性检测,设置不同的环境因素探寻最佳脱氮条件并进行优化,利用固定化技术提高其应用能力.[结果]经鉴定,菌株WM27为产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca),有较高的抗生素敏感性及较好的生物安全性.以琥珀酸钠为碳源,菌株WM27在C/N=10、pH 7.0、温度25 ℃的条件下具有较强的脱氮能力,对总氮(total nitrogen,TN)、NH4+-N、NO2--N和NO3--N的去除率可达到90％以上.该菌株在3％的盐度环境下具有良好的脱氮能力,TN、NH4+-N、NO2--N的去除率仍有88％以上;经固定化菌株 WM27的脱氮处理,NH4+-N、NO2--N和NO3--N 48 h的降解效果可分别达到98.62％-99.46％、98.26％-100％和98.34％-100％.[结论]菌株 WM27是一株耐盐、安全且高效的好氧反硝化细菌,在高盐养殖尾水处理中具有潜在的应用价值.

目的:分析山西省2021—2022年食源性疾病主动监测病原学特征、血清型分布、耐药性结果及分子分型特征。方法:采集2021—2022年山西省17家哨点医院食源性疾病病例粪便或肛拭子，检测志贺菌、沙门菌、副溶血性弧菌及5种致泻性大肠埃希菌，将分离到的阳性菌株用质谱或系统生化进行鉴定。玻片凝集法对沙门菌和志贺菌进行血清型分型，多重荧光PCR对致泻性大肠埃希菌进行分型，并对副溶血性弧菌进行 tlh/ tdh/ trh毒力基因检测。所有菌株采用微量肉汤稀释法进行耐药试验。脉冲场凝胶电泳(pulsed-field gel electrophoresis, PFGE)进行分子分型。 结果:2021—2022年17家哨点医院共采集腹泻患者标本4 481份，检出目标菌数555株，检出率为12.39%(555/4 481)。其中沙门菌365株、致泻性大肠埃希菌175株及副溶血性弧菌15株，未检出志贺菌。沙门菌共32种血清型，优势血清型为肠炎沙门菌158株和鼠伤寒沙门菌124株。致泻性大肠埃希菌分型：肠聚集性大肠埃希菌79株、肠致病性大肠埃希菌72株、肠产毒性大肠埃希菌23株及肠出血性大肠埃希菌1株，未检出肠侵袭性大肠埃希菌。所有副溶血性弧菌均携带 tlh，11株(73.33%，11/15)只携带 tdh，2株(13.33%, 2/15)只携带 trh，1株(6.67%, 1/15)同时携带 tdh和 trh，1株(6.67%, 1/15)均不携带这两种毒力基因。沙门菌对氨苄西林的耐药率最高，为85.21%(311/365)；其次为萘啶酸，耐药率为66.58%(243/365)；多重耐药率为78.63%(287/365)，产生135种耐药谱。致泻性大肠埃希菌对氨苄西林的耐药率最高，为81.71%(143/175)；其次为四环素，耐药率为67.43%(118/175)；多重耐药率为72.57%(127/175)，产生81种耐药谱。副溶血性弧菌对头孢唑林的耐药率最高，为93.33%(14/15)；其次为四环素，耐药率为26.67%(4/15)；多重耐药率为20.00%(3/15)，产生3种耐药谱。选取158株肠炎沙门菌、124株鼠伤寒沙门菌、13株伦敦沙门菌及175株致泻性大肠埃希菌进行PFGE分型，470株PFGE分型菌株中，有6株致泻性大肠埃希菌降解，其余菌株都得到有效PFGE带型：肠炎沙门菌经聚类分析可分为64个PFGE带型，鼠伤寒沙门菌分为115个，伦敦沙门菌分为13个，致泻性大肠埃希菌分为165个。 结论:山西省2021—2022年食源性疾病主动监测检出最多的菌株为沙门菌，未检出志贺菌；沙门菌和致泻性大肠埃希菌对氨苄西林耐药率最高，副溶血性弧菌对头孢唑林耐药率最高。PFGE分型呈多态性，优势带型不明显。菌株多重耐药严重，应加强耐药监测。

目的:表达纯化高毒肺炎克雷伯K1血清型菌株噬菌体的解聚酶并对其进行功能验证。方法:从医院废水中分离高毒肺炎克雷伯K1血清型菌株的噬菌体。通过观察噬菌斑、透射电镜等技术明确噬菌体的生物学与形态学特征。借助HiSeq 2500高通量测序平台对噬菌体进行全基因组测序。通过观察噬菌斑的晕圈初步判断解聚酶的存在。进一步利用生物信息学分析工具和原核蛋白表达系统预测并鉴定噬菌体的解聚酶。通过PCR获取解聚酶基因片段并克隆到pET28a表达载体，在菌株BL21中完成解聚酶的表达纯化。通过滴板及低速离心法检测解聚酶对K1血清型高毒肺炎克雷伯菌荚膜多糖的裂解活性。结果:从医院废水中分离到一株能够特异性杀伤K1血清型高毒肺炎克雷伯菌株的裂解性噬菌体phiA2。噬菌体phiA2属于有尾噬菌体目，短尾噬菌体科，全基因组长度为43 526 bp并包含51个编码域序列。噬菌体phiA2所包含的解聚酶phiA2-dep被预测并表达纯化。滴板实验与低速离心实验均表明解聚酶phiA2-dep能够特异性降解多株K1血清型高毒肺炎克雷伯菌的荚膜多糖。结论:解聚酶phiA2-dep能够特异性降解K1血清型高毒肺炎克雷伯菌的荚膜多糖，在治疗细菌感染方面具有潜在应用价值。

目的:分析2013-2022年分离自河南省监测哨点布鲁氏菌病（布病）患者的菌株属种、耐药/毒力及亲缘进化特征，为布病的监测预警和暴发溯源提供参考依据。方法:采集布病患者血液进行分离培养、属种鉴定，菌株药物敏感性试验，全基因组序列测定、拼接组装、功能/毒力/耐药基因检测分析及基于单核苷酸多态性（SNP）的系统发育树绘制。结果:在36例布病患者中，以男性（86.11%，31/36）、18~50岁青壮年（88.89%，32/36）和农/牧民（72.22%，26/36）为主。36株病原菌均为羊种布鲁氏菌。菌株基因组预测功能蛋白21类，平均数量1 305个；均携带4类主要毒力因子（pmm、VirB组、BtpA/BtpB、BvrS/BvrR）。菌株对6种抗生素（左氧氟沙星、利福平、多西环素、链霉素、四环素和庆大霉素）药物敏感性均为100.00%；对3种抗生素（复方新诺明、环丙沙星和氨苄西林）存在不同程度的耐药。菌株携带4种耐药基因和2种耐药基因簇，存在4种基因型组合；耐药机制包括抗生素降解/修饰酶类、抗性结瘤细胞分裂外排泵、16S/23S核糖体rRNA抗生素结合位点突变等。36株布鲁氏菌基因组总SNP差异数在0~454个之间，系统发育树分析共分为3个分支，各菌株相对分支间进化距离在0.000 0~0.498 6之间。结论:2013-2022年河南省监测哨点分离的人感染羊种布鲁氏菌携带多种毒力、耐药基因，呈现不同的耐药表型；其SNP分析和系统发育树显示不同菌株间亲缘进化关系差异性较大。

在海水养殖过程中,磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)等抗生素类药物的大量残留加速了抗性细菌和抗性基因的传播,严重威胁生态环境健康.生物法控制抗生素废水是解决其环境危害的重要途径.[目的]从近海养殖池底泥中筛选出一株耐盐且对SMX具有高效降解能力的菌株LS-1,分析环境因素对其降解能力的影响,优化菌株对SMX的降解性能,并通过产物类型解析其降解途径,最终对降解产物进行毒性分析.[方法]通过对分离菌株进行 16S rRNA基因序列测序与系统发育树分析进行鉴定,采用单因素和响应面试验对降解条件进行优化,利用气质色谱法及发光细菌水质急性毒性试验检测分析其降解产物及产物毒性.[结果]分离获得的菌株LS-1 与产碱杆菌属(Alcaligenes)中的水生产碱菌(Alcaligenes aquatilis)AS1 序列相似度达 99.79%.单因素试验确定胰蛋白胨是菌株生长和降解SMX时的最佳外源碳源.菌株在温度 20-35℃、盐度 15‰-35‰、SMX浓度 10-100 mg/L、pH 7.0-9.0 的条件下时生长良好.响应面分析表明,对SMX降解率有显著影响的因素依次为:SMX浓度>初始pH>环境温度.在SMX浓度为 33 mg/L、pH 7.4 和 30℃的条件下,该菌株在 48 h内的最高降解率达 60.17%.质谱检测分析推测菌株LS-1通过乙酰化和羟基化等途径降解SMX,发光细菌急性毒性试验表明在SMX降解过程中生物毒性逐渐降低.[结论]本研究分离的SMX降解菌能够很好地适应海洋环境条件,降低SMX的水质毒性,对海水养殖废水中抗生素污染的防治具有重要的应用前景.

[背景]水绵是养殖水体常见的有害丝状藻类,但具有生物控制水绵功能的微生物资源极其匮乏.[目的]分离鉴定高效抑水绵菌株,分析其抑藻谱、抑藻方式和代谢组学特征,丰富用于养殖水体水绵控制的菌种资源.[方法]以纤细水绵(Spirogyra gracilis)FACHB-354株作为筛选指示藻,从虾池底泥中分离高效抑水绵菌株,采用16SrRNA基因序列分析和生理生化鉴定对高效抑水绵菌株进行鉴定,并在分析高效抑水绵菌株的抑藻谱、抑藻方式的基础上,采用比较代谢组学方法解析高效抑水绵菌株的代谢组学特征.[结果]从虾池底泥中分离筛选出1株高效抑水绵菌株GT5,经16S rRNA基因序列分析和生理生化鉴定确定菌株GT5为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).此外,菌株GT5具有广谱抑水绵活性,抑藻方式为间接抑藻.以无抑藻活性的枯草芽孢杆菌KC1的胞外代谢组为对照,菌株GT5表达量显著上调的代谢物187种,表达量显著下调的代谢物169种.这些显著差异代谢物主要富集到精氨酸和脯氨酸代谢、赖氨酸降解等20个代谢通路.其中,精氨酸生物合成、组氨酸代谢、氨基苯甲酸酯降解、嘧啶代谢、精氨酸和脯氨酸代谢等5个代谢通路影响较大,参与这5个代谢通路的显著上调的差异代谢物有4-(谷氨酰氨基)丁酸酯、邻苯二酚、6-去氢睾酮葡萄糖醛酸苷、N4-乙酰氨基丁醛、胍丁胺和4-羟脯氨酸.[结论]枯草芽孢杆菌GT5是优良的抑水绵菌株,其抑水绵活性可能与邻苯二酚、胍丁胺等潜在抑藻活性物质的产生有关.

[背景]植物根际促生菌能加速根际土壤的营养元素循环,改善土壤微生物群落结构,提高土壤肥力.[目的]认识攀西地区玉米根际耐旱放线菌的多样性,同时筛选促生耐旱放线菌.[方法]以攀西地区烟草-玉米轮作田中玉米根际土为研究材料分离筛选耐旱放线菌,运用BOXA1R聚类分析和16S rRNA基因测序技术分析攀西地区耐旱放线菌多样性并鉴定明确其系统发育地位,测定其产1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-amino-1-cyclopropanecarboxylic acid,ACC)脱氨酶、产铁载体、降解纤维素、溶磷能力,以及抑制病原菌的能力,筛选出高效促生耐旱菌株进行玉米幼苗干旱促生试验.[结果]共分离筛选得到31株耐旱放线菌,BOXA1R聚类分析得到的31株耐旱放线菌分别属于链霉菌属(Streptomyces)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、冢村氏菌属(Tsukamurella)、戈登氏菌属(Gordonia)和拟无枝酸菌属(Amycolatopsis),其中链霉菌属为优势属.31株促生耐旱放线菌中,25.80％具有产铁载体能力,32.25％具有溶磷能力,9.68％具有纤维素降解能力,74.19％具有产ACC脱氨酶能力.抑菌试验表明,菌株SICAU-37和SICAU-70对3种病原真菌稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)和玉米尾孢菌(Cercospora zeina)均有抑制作用,抑菌直径/菌落直径(HD/CD)均在2以上.综上,菌株SICAU-37和SICAU-70促生、抑菌性能突出,筛选为进行干旱促生试验的菌株.经鉴定这2株菌分别为耐酪酸冢村菌(Tsukamurella tyrosinosolvens)和石斛拟无枝酸菌(Amycolatopsis dendrobii).在干旱条件下,菌株SICAU-70能有效促进玉米幼苗的生长,可使株高和地上部鲜重提高9.44％和33.42％.[结论]攀西地区烟草-玉米轮作田中玉米根际存在较为丰富多样的促生耐旱放线菌,具有潜在的应用价值.

[背景]高尿酸血症是一种尿酸生成与排泄失衡所导致的嘌呤代谢紊乱疾病,而肠道微生物在嘌呤代谢中发挥重要作用,其中1/3的尿酸通过肠道菌群分解,所以肠道益生菌能够有效降低体内尿酸水平,缓解高尿酸血症.[目的]获得人源性尿酸降解菌,并了解其与尿酸降解有关的基因及功能.[方法]通过体外尿酸强化培养和驯化,从正常低尿酸健康人群肠道粪便中获得具备尿酸降解能力的菌株,对其进行一般形态学观察、生化试验、16SrRNA基因序列测定,以及生物信息学分析和鉴定,并进行全基因组测序和功能基因挖掘.[结果]分离出一株具有较高尿酸降解功能的革兰氏阳性杆菌M2a,尿酸降解率达到82.73％,经鉴定为类干酪乳酪杆菌(Lacticaseibacillus paracasei),全基因组测序发现菌株M2a具有9个与尿酸降解相关的基因.[结论]菌株M2a具有高效降解尿酸的能力,为开发和利用微生物制剂进行尿酸治疗提供了科学依据和菌种资源.

[背景]提高秸秆腐解效率是改善土壤质量、阻止土壤退化的重要途径.[目的]拟筛选抗逆性强秸秆腐解效率高的微生物,优化其培养条件,并分析功能基因.[方法]首先从北方低温干旱区获得土样,利用水解圈法、相对细胞密度法和酶活测定法等筛选秸秆促腐菌,表征其生物学特性,开展田间腐解试验,基因组测序分析功能基因.[结果]筛选分离出抗逆性好的堆肥芽孢杆菌(Bacillus stercoris)HS6-2,大田腐解试验表明该菌对秸秆30 d和180 d的腐解率达55.74％和84.77％,较对照组提高了 25.2％和11.99％;最优条件下该菌内切纤维素酶、外切纤维素酶和滤纸酶活分别可达到3.63、12.27和3.48 U/mL;全基因组测序分析表明,CAZy家族基因由189个基因编码,包括71个糖苷水解酶,涉及多种木质纤维素降解的酶基因.[结论]菌株HS6-2具有轻度嗜盐、嗜碱、耐干旱、耐低温特性,在腐解秸秆方面具有很好的应用潜力,为秸秆还田菌剂的研发提供了重要的技术支持.

农作物及其他植物残体含有大量的纤维素物质,筛选能高效降解纤维素物质的菌株对秸秆类生物资源的开发利用具有重要的现实意义.本研究运用刚果红染色法从腐木中分离出一株产纤维素酶的丝状真菌,根据其形态学特征和内源转录间隔区(internally transcribed spacer,ITS)序列比对结果,鉴定其为草酸青霉(Penicillium oxalicum).利用单因素试验和正交试验方法,对此真菌培养基初始pH值、摇床转速、接种量、培养温度和培养时间进行分析,判断其最佳产酶条件.结果表明,当培养基初始pH为7、温度为28 ℃、转速为150r/min、培养时间为72 h时纤维素酶和木聚糖酶的活力均达到峰值;接种量为3.00％时纤维素酶活力达到峰值,接种量为0.50％时木聚糖酶活力达到峰值.通过正交试验得出最优发酵条件:初始pH为8,接种量为3.00％,30 ℃培养48 h,纤维素酶活力达到最大值,为74.074 U/mL;初始pH为8,接种量为0.25％,28℃培养72h,木聚糖酶活力最大,为479.660 U/mL.两种酶的活力较优化前分别提升了 10.75％和29.51％.