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副地衣芽孢杆菌FA6全基因组测序及比较基因组学分析

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水生生物学报 2020年第2期44卷 261-267页

作者：赵帝吴山功丰文雯中国科学院水生生物研究所农业部水产养殖病害防控重点实验室淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072 中国科学院大学北京100049

副地衣芽孢杆菌(Bacillus paralicheniformis)FA6是一株从草鱼肠道内分离出来的细菌,其具有淀粉酶和纤维素酶等多种碳水化合物酶活性。为深入研究副地衣芽孢杆菌FA6可能的益生机制,研究通过三代测序技术测定了副地衣芽孢杆菌FA6的全基... 详细信息

副地衣芽孢杆菌(Bacillus paralicheniformis)FA6是一株从草鱼肠道内分离出来的细菌,其具有淀粉酶和纤维素酶等多种碳水化合物酶活性。为深入研究副地衣芽孢杆菌FA6可能的益生机制,研究通过三代测序技术测定了副地衣芽孢杆菌FA6的全基因组序列,运用生物信息学方法进行基因组组装、基因预测和功能注释。同时通过比较基因组学方法,比较分析了副地衣芽孢杆菌FA6与4株基因组序列已经发表的芽孢杆菌基因组结构和功能的差异。结果发现副地衣芽孢杆菌FA6全基因组由1条环状染色体组成,大小为4450579 bp,GC含量为45.9%。副地衣芽孢杆菌FA6基因组中含有128个蛋白酶基因,32个脂肪酶基因和72个糖苷水解酶基因,这些基因与食物降解相关;此外,细菌基因组中还含有7个编码羊毛硫抗生素相关的基因。比较基因组结果显示,副地衣芽孢杆菌FA6与其他4株芽孢杆菌的基因组共线性关系较好,但是与地衣芽孢杆菌菌株相比,菌株FA6基因组特征更接近于副地衣芽孢杆菌菌株。副地衣芽孢杆菌FA6基因组中编码纤维素酶、半纤维素酶和淀粉酶的基因数量分别为5、7和5个,多于其他菌株,能够更好地降解植物多糖。研究结果表明副地衣芽孢杆菌FA6高度适应植物性成分,反映了该菌株在草鱼肠道中的适应性进化,该菌株可能可以作为益生菌用于水产养殖。

关键词：副地衣芽孢杆菌全基因组测序比较基因组学碳水化合物活性酶

酮病奶牛瘤胃微生物多样性分析与副地衣芽孢杆菌对奶牛体外瘤胃发酵特性的影响

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酮病奶牛瘤胃微生物多样性分析与副地衣芽孢杆菌对奶牛体外瘤胃发...

作者：鲍文龙黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

近年来,我国奶牛酮病的发病率逐年攀升,并会引发其他围产期生产疾病,给国内奶牛养殖业造成严重的经济损失。酮病是一种能量代谢障碍性疾病,其发生原理是奶牛产后饲料摄入量无法满足高产奶量需要的营养量,引发体内脂肪大量动员,产生大量... 详细信息

近年来,我国奶牛酮病的发病率逐年攀升,并会引发其他围产期生产疾病,给国内奶牛养殖业造成严重的经济损失。酮病是一种能量代谢障碍性疾病,其发生原理是奶牛产后饲料摄入量无法满足高产奶量需要的营养量,引发体内脂肪大量动员,产生大量酮体进入血液,从而引发酮病。本研究的目的是研究和鉴定临床酮病、亚临床酮病以及健康奶牛瘤胃微生物之间的多样性以及差异分析,同时通过体外模拟发酵试验,研究副地衣芽孢杆菌对奶牛瘤胃体外发酵特性的影响,为其在生产实践中的科学应用提供理论依据。本研究第一部分试验分为三组,分别为临床酮病组、亚临床酮病组、健康组,每组9头牛,采集瘤胃液样本,采用16s rRNA高通量测序技术对奶牛瘤胃液样本进行检测。结果表明:在瘤胃液样本中,共鉴定出19个门,丰度大于1%的优势类群为拟杆菌门、厚壁菌门、变形菌门、纤维菌门、螺旋菌门和软毛杆菌门;在属水平上,瘤胃液样本共检出142个属。临床酮病组(CR)、亚临床酮病组(SR)和健康组(NR)在物种丰富度和物种均匀度上均存在显著差异(p0.05)。与健康组瘤胃液样本相比,临床酮病组在厚壁菌门、变形菌门、软毛杆菌门、疣状芽胞杆菌门和豆状芽胞杆菌门的数量上显著丰富(p0.05)为40.9%,然后对瘤胃液样本中比例大于或等于0.1%的属进行分析。与NR组相比,CR组变形杆菌门中的琥珀酸弧菌科(Succinivibrionaceae)(p=0.044)、RF32(p=0.022)和琥珀酸弧菌属(Succinivibrio)(p=0.028)均显著减少。CR组厚壁菌门中的瘤胃球菌(Rumenococcaceae)(p=0.009)、克里斯氏菌(Christensenellaceae)(p=0.005)、莫氏菌属(Mogibacteriaceae)(p=0.006);拟杆菌门中的BS11(p=0.012)、RF16(p=0.000)和软毛杆菌门中的厌氧菌属(Anaeroplasma)(p=0.005)与NR组相比显著增加。此外,我们观察到,在CR组和NR组中,厚壁菌门中的梭状芽胞杆菌属(Clostridiales)(p=0.078)、粪球菌属(Coprococcus)(p=0.071)、Shuttleworthia属(p=0.093)、假丁酸弧菌属(Pseudobutyrivibrio)(p=0.058)、Clostridiaceae属(p=0.067)、厌氧菌属(Anaerostipes)(p=0.086)和疣状芽胞杆菌门中RFP12(p=0.057)相比差异不显著但有趋势。结论:临床酮病奶牛和健康奶牛之间存在着显著的细菌差异,这主要体现在一些特殊细菌的相对丰度上,而在亚临床酮病奶牛中没有发现这些差异。第二部分体外模拟瘤胃发酵试验采用单因素试验设计,试验分为4组,分别为Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组,发酵底物为奶牛全混合日粮(TMR),每组发酵72h。Ⅰ为对照组,不添加副地衣芽孢杆菌,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为试验组,分别加入0.02ml、0.2ml、2ml的副地衣芽孢杆菌菌液,其中活菌数分别为10、10、10。每组3个重复,每个瓶中放3个尼龙袋,每个尼龙袋放2g发酵底物。分别在发酵6、12、24、36、48、60、72 h取一个发酵瓶测定瓶内发酵液p H值、氨态氮(NH3-N)浓度、菌体蛋白(BCP)浓度、挥发性脂肪酸(VFA)浓度、DM降解率,研究副地衣芽孢杆菌对模拟瘤胃体外发酵特性的影响。结果表明:发酵试验过程中,试验组各组p H变化趋势一致,在各个时间段均与对照组相比差异极显著(p0.05);试验组各组总挥发性脂肪酸浓度(TVFA)在各时间点与对照组相比均差异极显著(p<0.01),在发酵12 h时,试验组Ⅱ与试验组Ⅳ相比差异显著(p<0.05),在发酵36 h时,试验组Ⅳ与对照组和试验组Ⅱ、Ⅲ相比差异均极显著(p<0.01),其他时间段

关键词：奶牛酮病瘤胃微生物副地衣芽孢杆菌体外模拟瘤胃发酵

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产酸芽孢杆菌的筛选与生物学特性研究

河南师范大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 96-103页

作者：张建新李梦郭祥瑞黄梦媛陈永艳冯军厂常绪路河南师范大学水产学院河南新乡453007

使用改良MRS培养基从养殖池塘底泥中分离得到一株具有产酸能力的芽孢杆菌,命名为DN-5.通过形态观察,生理生化指标测定,扫描电镜观察,16S rDNA同源序列比对和gyrB基因及系统发育树分析,确定该菌株为副地衣芽孢杆菌(Bacillus paralichifor... 详细信息

使用改良MRS培养基从养殖池塘底泥中分离得到一株具有产酸能力的芽孢杆菌,命名为DN-5.通过形态观察,生理生化指标测定,扫描电镜观察,16S rDNA同源序列比对和gyrB基因及系统发育树分析,确定该菌株为副地衣芽孢杆菌(Bacillus paralichiformis).对该菌株发酵液中的代谢产物进行气相-质谱分析,发现DN-5可产生丁酸、丙酸和乙酸等短链脂肪酸.生物学特性研究表明,DN-5对嗜水气单孢菌(Aeromonas hydrophila)、大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)均有良好的抑制作用,抑菌圈直径分别达17.40 mm、9.77 mm和21.03 mm.同时,对菌株DN-5进行耐热、耐酸和耐胆盐处理,发现DN-5具有较强的耐热性能和良好的耐酸、耐胆盐能力.对庆大霉素、链霉素、氨苄青霉素等抗生素均表现为敏感(S).DN-5既具有乳酸菌产酸的特性,又具有芽孢杆菌的优势,且具有很好的安全性,在水产养殖中具有广阔的应用前景.

关键词：产酸副地衣芽孢杆菌菌株筛选抗逆性

γ-聚谷氨酸高产菌株的筛选及改良酸化植烟土壤效果研究

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中国烟草科学 2022年第4期43卷 15-21页

作者：施河丽彭五星向修志舒照鹤向必坤王雪松上官力尹忠春祁高富谭军湖北省烟草公司恩施州公司湖北恩施445000 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

为挖掘具有缓解植烟土壤酸化能力的微生物菌株,采用盆栽试验和大田试验相结合的方法,应用生物形态学和分子生物学筛选鉴定了γ-聚谷氨酸(γ-PGA)高产菌株并研究其对酸化植烟土壤的改良效果。结果表明:(1)从黄土高原干旱土壤中筛选得到... 详细信息

为挖掘具有缓解植烟土壤酸化能力的微生物菌株,采用盆栽试验和大田试验相结合的方法,应用生物形态学和分子生物学筛选鉴定了γ-聚谷氨酸(γ-PGA)高产菌株并研究其对酸化植烟土壤的改良效果。结果表明:(1)从黄土高原干旱土壤中筛选得到一株谷氨酸非依赖型γ-PGA高产菌株副地衣芽孢杆菌285-3(Bacillus paralicheniformis);(2)菌株285-3可有效缓解根系分泌物和复合肥料导致的土壤酸化,土壤pH平均提高0.3个单位以上;(3)菌株285-3配施有机肥,可显著降低酸化植烟土壤可交换酸度,对烟草青枯病的防效达到47.05%,同时提高烟叶产质量。综上所述,副地衣芽孢杆菌285-3对酸化植烟土壤有较好的改良效果,与有机肥合用具有控病和提高烟叶产质量的作用。

关键词：酸化植烟土壤副地衣芽孢杆菌 γ-聚谷氨酸烟草青枯病烟叶产质量

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嗜热角蛋白降解菌的分离筛选及降解特性

江苏农业科学 2022年第13期50卷 226-231页

作者：刘标陈薇吴迎奔喻孟元郭照辉刘惠知尹红梅湖南省微生物研究院湖南长沙410009

为获得高效降解羽毛角蛋白的嗜热微生物,提高微生物降解角蛋白的效率,利用以羽毛角蛋白为唯一碳氮源的培养基从堆肥样品中分离降解菌,并对其菌种分类、粗酶液的酶学性质及降解角蛋白机理进行研究。通过选择培养基共筛选到5株高温降解菌... 详细信息

为获得高效降解羽毛角蛋白的嗜热微生物,提高微生物降解角蛋白的效率,利用以羽毛角蛋白为唯一碳氮源的培养基从堆肥样品中分离降解菌,并对其菌种分类、粗酶液的酶学性质及降解角蛋白机理进行研究。通过选择培养基共筛选到5株高温降解菌,其中,菌株K-7降解性能和生物安全性能最佳。结合菌株形态特征、生理生化特征及16S rDNA系统进化树分析,鉴定该菌株为副地衣芽孢杆菌(Bacillus paralicheniformis)。在含角蛋白底物培养基中,K-7的发酵上清液可检测到较强的角蛋白酶活,但未检测到明显的二硫键还原酶活;同时,在降解过程中,产生了大量的亚硫酸盐和巯基化合物,表明亚硫酸盐裂解是角蛋白二硫键断裂的主要方式。酶学特性结果显示,粗酶液的最适反应温度为50~70℃,最适反应pH值为7.0~8.0,粗酶液在80℃以下时热稳定较好,SDS、PMSF和EDTA等化学试剂对酶活有较强的抑制作用,而DTT、β-巯基乙醇对酶活性有显著的增强作用。研究结果扩展了副地衣芽孢杆菌的应用领域,丰富了嗜热角蛋白降解菌的菌种资源库。

关键词：嗜热角蛋白降解菌副地衣芽孢杆菌角蛋白酶二硫键还原酶亚硫酸盐