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北京月季叶际表生真菌多样性及群落结构

菌物学报 2024年第1期43卷 1-18页

作者：崔玉进吴芳北京林业大学生态与自然保护学院微生物研究所北京100083

叶际微生物在维持植物健康,促进植物的生长和生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,近年来叶际微生物的作用以及多样性变化受到广泛关注,其重要性日益突出。本研究以北京常见的绿化植物月季为研究对象,对市中心向北、由近到远的... 详细信息

叶际微生物在维持植物健康,促进植物的生长和生物地球化学循环等生态功能中发挥着重要作用,近年来叶际微生物的作用以及多样性变化受到广泛关注,其重要性日益突出。本研究以北京常见的绿化植物月季为研究对象,对市中心向北、由近到远的4个采样点,安定门地区(ADM)、和平街地区(HPJ)、亚运村地区(YYC)和北七家地区(BQJ);3个月份(四月、七月和十一月)和道路2个不同位置(道路中央和两侧)的月季叶际表生真菌多样性及群落结构进行了研究。结果表明:在月季叶际表生真菌系统中,共获得3425条扩增子系列变异特征序列(ASVs),其中座囊菌纲Dothideomycetes是优势类群,不同采样点间的月季叶际表生真菌Shannon指数由高到低依次为ADM>BQJ>HEJ>YYC,其中ADM显著高于YYC,多样性由市中心向北、由近到远呈现先降低后升高的变化趋势;月份间的Shannon指数由高到低依次为四月份>七月份>十一月份,其中四月份显著高于七月份和十一月份;道路中央样品与道路两侧样品无显著性差异。LEfSe分析判定了不同地区和季节的差异指示菌属,其中ADM的差异指示属为新刺毛茎点霉属Neosetophoma、新齿裂菌属Neophaeococcomyces及假赤壳属Pseudocosmospora,HPJ的差异指示属为光黑壳属Preussia,YYC的差异指示属为圆盘菌属Orbilia,BQJ的差异指示属为假小垫革菌属Pseudotomentella。通过网络分析发现,空泡茎点霉属Vacuiphoma、担孢酵母属Erythrobasidium、枝孢属Cladosporium、木拉克属Mrakia和亚球壳属Sphaerulina平均度最大,确定为核心节点菌属。真菌群落功能预测得出腐生功能类群和病理功能类群是月季叶际表生真菌的主要类群,且腐生功能类群在不同季节条件下和不同样点间丰度均存在显著变化。研究结果为城市叶际微生物群落结构变化和城市绿化科学管理提供了参考。

关键词：叶际真菌月季 Illumina MiSeq测序真菌多样性群落组成指示物种

高产γ-氨基丁酸短乳杆菌D17的水解燕麦乳发酵特性及安全性评估

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微生物学通报 2024年第8期51卷 3041-3058页

作者：周利平刘志豪向金凤万新冉余峰严海菊任聪徐岩江南大学生物工程学院酿造微生物学与应用酶学研究室江苏无锡214122 中国轻工业微生物组学与生态酿造技术重点实验室江苏无锡214122 江南大学-广东健力宝股份有限公司联合研究中心广东佛山528100

【背景】短乳杆菌(Lactobacillus brevis)D17作为一株传统发酵食品来源的高产γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)菌株,评估其发酵特性和安全性具有重要意义。【目的】研究短乳杆菌D17的发酵特性和安全性,为进一步开展益生功能... 详细信息

【背景】短乳杆菌(Lactobacillus brevis)D17作为一株传统发酵食品来源的高产γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)菌株,评估其发酵特性和安全性具有重要意义。【目的】研究短乳杆菌D17的发酵特性和安全性,为进一步开展益生功能研究奠定基础。【方法】基于MRS培养基和燕麦乳发酵试验评估菌株的发酵特性;通过将D17全基因组序列与毒力因子数据库(virulence factor database,VFDB)和耐药基因数据库(comprehensive antibiotic resistance database,CARD)进行比对,分析评估该菌株毒力因子和抗生素抗性基因的存在情况;抗生素药敏试验评估菌株的抗生素敏感性;小鼠毒理试验评估菌株的体内安全性。【结果】短乳杆菌D17能很好地发酵燕麦乳,乳酸产量能达到MRS培养基的82.5%,并且能利用燕麦乳中的内源谷氨酸产生480 mg/L GABA,能明显改善燕麦乳的风味特征;短乳杆菌D17无致病的毒力因子和抗生素抗性基因,虽然存在一些固有的抗生素抗性,但无可转移的抗生素耐药性风险;短乳杆菌D17能定殖于小鼠肠道,对小鼠不但无致病性,而且还对小鼠血清指标、肠道菌群具有一定的改善作用。【结论】短乳杆菌D17具有良好的植物基基质发酵潜能且为安全菌株,体现了其良好的益生潜能。

关键词：短乳杆菌植物基发酵性能抗生素抗性安全性评估

植物乳植杆菌类胡萝卜素生物合成关键基因LpispA的功能鉴定

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现代食品科技 2024年第2期40卷 131-138页

作者：李舒丽谢卓婷沈润泽郭丽琼林俊芳陈谋通叶志伟华南农业大学食品学院广东广州510642 广东省微生态制剂工程技术研究中心广东广州510642 广东省科学院微生物研究所华南应用微生物国家重点实验室广东省微生物安全与健康重点实验室农业农村部农业微生物组学与精准应用重点实验室广东广州510070

类胡萝卜素具有抗氧化和抗肿瘤等多种重要生理活性。与化学合成法和植物提取法相比较,利用微生物法合成新型的、高价值的类胡萝卜素,具有食用安全和经济可行等优势。植物乳植杆菌作为天然C_(30)类胡萝卜素来源的几种细菌之一,其类胡萝... 详细信息

类胡萝卜素具有抗氧化和抗肿瘤等多种重要生理活性。与化学合成法和植物提取法相比较,利用微生物法合成新型的、高价值的类胡萝卜素,具有食用安全和经济可行等优势。植物乳植杆菌作为天然C_(30)类胡萝卜素来源的几种细菌之一,其类胡萝卜素生物合成途径却尚未被阐明清楚。该论文基于转录组数据对一株海洋源植物乳植杆菌中的LpispA基因进行克隆、绘制系统进化树,并构建了类胡萝卜素合成功能互补的大肠杆菌表达系统pAC-BETA∆E-ispA,再采用紫外可见光谱法和反相高效液相色谱法验证产物成分。结果表明,植物乳植杆菌LpispA与桃色欧文氏菌的亲缘关系最近;构建的大肠杆菌工程菌株pAC-BETA∆E-ispA的β-胡萝卜素(C_(40))产量为0.05 mg/g DCW。因此,LpispA在大肠杆菌功能互补表达系统中成功表达了Geranylgeranyl Pyrophosphate(GGPP)合成酶的活性,也即说明LpispA在细菌类胡萝卜素合成途径中可作为类胡萝卜素合成多功能酶,共同参与C_(30)和C_(40)类胡萝卜素的合成。该研究为植物乳植杆菌类胡萝卜素生物合成机制研究和利用植物乳植杆菌作为类胡萝卜素补充剂的应用奠定了实验基础。

关键词：类胡萝卜素植物乳植杆菌 LpispA基因互补表达

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橄榄酸的生物合成

中国生物工程杂志 2024年第5期44卷 108-117页

作者：赵明月王思颖柯崇榕黄建忠杨欣伟福建师范大学生命科学学院、工业微生物发酵技术国家地方联合工程研究中心、工业微生物教育部工程中心福州350108

橄榄酸(olivetolic acid,OLA),属于单芳香族化合物,是一种经由橄榄醇合成酶(olivetol synthase,OLS)和橄榄酸环化酶(olivetolic acid cyclase,OAC)协同催化的次生代谢产物。OLA具有抗菌、抗细胞毒性、抗惊厥和光保护等药理特性。此外,OL... 详细信息

橄榄酸(olivetolic acid,OLA),属于单芳香族化合物,是一种经由橄榄醇合成酶(olivetol synthase,OLS)和橄榄酸环化酶(olivetolic acid cyclase,OAC)协同催化的次生代谢产物。OLA具有抗菌、抗细胞毒性、抗惊厥和光保护等药理特性。此外,OLA还是大麻素生物合成的关键前体,为大麻素提供聚酮核部分。随着对OLA应用价值的深度挖掘及在医药工业的需求增加,实现其规模化生产迫在眉睫。生物合成法因其反应条件温和可控、绿色、可循环等优点,成为合成OLA的首选方法。通过综述OLA生物合成途径和关键酶的作用机制,讨论OLA生物合成策略的研究进展,旨在探索利用合成生物学技术生产OLA的潜力,为OLA的规模化生产提供理论依据。

关键词：橄榄酸橄榄醇合成酶橄榄酸环化酶作用机制生物合成

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丙谷二肽的合成研究进展

中国生物工程杂志 2024年第6期44卷 129-142页

作者：全浩龙梁文豪柯崇榕杨欣伟黄建忠福建师范大学生命科学学院工业微生物发酵技术国家地方联合工程研究中心工业微生物教育部工程中心福州350108

丙谷二肽(L-alanyl-L-glutamine,Ala-Gln)是一种重要的二肽,其在体内可分解为L-谷氨酰胺(L-Gln),该氨基酸具有不可替代的生理生化作用。传统化学法合成Ala-Gln存在污染高、转化率低、纯度低等缺点,并伴随有毒副产物产生,这限制了其规模... 详细信息

丙谷二肽(L-alanyl-L-glutamine,Ala-Gln)是一种重要的二肽,其在体内可分解为L-谷氨酰胺(L-Gln),该氨基酸具有不可替代的生理生化作用。传统化学法合成Ala-Gln存在污染高、转化率低、纯度低等缺点,并伴随有毒副产物产生,这限制了其规模化应用。随着生物学的快速发展,研究者们解析了Ala-Gln的合成方式,并对菌株进行了定向改造,为绿色高效生产Ala-Gln开启了新纪元。主要对Ala-Gln的应用、传统化学法和生物法合成Ala-Gln的研究进展进行综述,旨在探索如何利用合成生物学、基因组学等学科技术改造Ala-Gln的代谢途径,高效生产Ala-Gln,为Ala-Gln产业化提供理论基础。

关键词：丙谷二肽化学合成生物合成 L-氨基酸连接酶 α-氨基酸酯基转移酶

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4种红藻的体外模拟消化酵解特性及其抗炎作用

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中国食品学报 2024年第4期24卷 118-129页

作者：周怡倩郑明静洪涛朱艳冰倪辉姜泽东集美大学海洋食品与生物工程学院福建厦门361021 福建省食品微生物学与酶工程重点实验室福建厦门361021 厦门市食品生物技术研究中心福建厦门361021

目的:通过体外模拟消化酵解和细胞炎症模型探究江蓠、红毛藻、麒麟菜和坛紫菜等4种经济红藻的消化酵解特性及其抗炎潜力,为红藻的高附加值开发提供依据。方法:通过体外模拟口胃肠消化和结肠发酵,测定4种红藻中总糖、还原糖、蛋白质和总... 详细信息

目的:通过体外模拟消化酵解和细胞炎症模型探究江蓠、红毛藻、麒麟菜和坛紫菜等4种经济红藻的消化酵解特性及其抗炎潜力,为红藻的高附加值开发提供依据。方法:通过体外模拟口胃肠消化和结肠发酵,测定4种红藻中总糖、还原糖、蛋白质和总酚的去向。利用16S r RNA基因Illumina MiSeq测序分析红藻对肠道菌群的影响,同时通过高效液相色谱法分析发酵产物中短链脂肪酸的含量,并采用脂多糖诱导的RAW264.7细胞炎症模型评价4种红藻发酵产物的抗炎活性。结果:在口胃肠消化过程中,坛紫菜对碳水化合物、蛋白质及酚类物质具有较好的生物利用度。难以消化的部分到达结肠后充当肠道微生物群的能量来源,其中坛紫菜在发酵过程中产生更多的短链脂肪酸。同时,4种红藻均表现出调节肠道菌群的能力,包括提高拟杆菌门的丰度,降低厚壁菌门/拟杆菌门的比值。此外,红藻发酵液对脂多糖诱导的RAW264.7细胞炎症损伤具有显著抑制作用,红毛藻发酵液具有更好的抑制效果。结论:4种红藻经模拟消化后有较好的生物可及性,能够调节肠道微生物群,同时表现出较好的抗炎潜力,为基于红藻的高值活性产品的开发提供科学依据。

关键词：红藻模拟消化模拟酵解肠道菌群抗炎

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缺氮条件下内生真菌对醉马草生理特性的影响

草业学报 2024年第7期33卷 182-191页

作者：邓茂桦郑蓉王蓓晨王超刘荣贵张瀚文王政和王剑峰兰州大学草地农业科技学院草地微生物研究中心草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室甘肃兰州730020

氮是植物生长发育阶段必不可少的大量元素之一,内生真菌可以通过与醉马草形成共生体进而影响宿主氮代谢。内生真菌对宿主氮代谢的影响与周围环境氮浓度密切相关。本研究以携带Epichloe gansuensis内生真菌(E+)的醉马草和未携带***内生真... 详细信息

氮是植物生长发育阶段必不可少的大量元素之一,内生真菌可以通过与醉马草形成共生体进而影响宿主氮代谢。内生真菌对宿主氮代谢的影响与周围环境氮浓度密切相关。本研究以携带Epichloe gansuensis内生真菌(E+)的醉马草和未携带***内生真菌(E-)的醉马草为材料,设置低氮(0.01 mmol·L^(-1)N)和正常氮浓度(7.5mmol·L^(-1)N)两种生长条件,对醉马草进行为期6个月的处理,收获试验材料后测定了醉马草的叶片干重,过氧化氢(H_(2)O_(2))含量,丙二醛(MDA)含量等指标并进行分析,主要研究结果如下:1)N营养贫瘠条件下,内生真菌的侵染显著增加了醉马草植株的株高、叶片干重、分蘖数、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)活性、还原性谷胱甘肽(GSH)含量和N含量,显著降低了醉马草植株的MDA和H_(2)O_(2)含量,而对醉马草植株叶片的C和P含量以及C∶N,C∶P,N∶P无显著影响;2)正常N营养条件下,内生真菌的侵染仅显著增加了E+醉马草植株的株高,而对叶片干重、分蘖数、MDA、H_(2)O_(2)含量、GSH和G6PDH活性均无显著影响。综上所述,本研究初步探明了内生真菌的侵染可以通过增加醉马草G6PDH活性和GSH的含量,降低醉马草H_(2)O_(2)和MDA含量,促进氮的吸收,增加了叶片干重和分蘖数,以此改善了醉马草在低氮条件下的生长,而对正常氮营养条件下的植株影响有限。

关键词：醉马草内生真菌氮浓度生理特性

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类食品乳杆菌麦芽糖淀粉酶的耐酸性改造

食品与发酵工业 2024年

作者：侯倩黄宗潇李宁徐岩穆晓清江南大学生物工程学院酿造微生物与应用酶学研究室

在淀粉类食品面团发酵的过程中，低pH环境对麦芽糖淀粉酶的稳定性提出了严峻挑战。目前大多数麦芽糖淀粉酶对酸性条件敏感，在低pH环境下快速失活，限制了其在面包制作中的应用。该文针对来源于类食品乳杆菌的麦芽糖淀粉酶（LpaMA），... 详细信息

在淀粉类食品面团发酵的过程中，低pH环境对麦芽糖淀粉酶的稳定性提出了严峻挑战。目前大多数麦芽糖淀粉酶对酸性条件敏感，在低pH环境下快速失活，限制了其在面包制作中的应用。该文针对来源于类食品乳杆菌的麦芽糖淀粉酶（LpaMA），从催化中心pKa值和表面电荷两方面设计突变位点进行耐酸性改造。通过单点突变与组合突变，成功筛选出最佳正向耐酸突变体K322D/K361D，其最适pH从5.0降至4.5，pH 4.5时水解活力高达433.23 U/mg，较野生型酶提升2.27倍，且该突变体在pH 4.0～5.0稳定性大于68%。结构与静电势能分析表明，突变体表面净电荷的变化有助于改善酶的构象状态，增强柔性结构调整能力，从而提高pH稳定性。该研究为改善麦芽糖淀粉酶在面制品抗老化应用效果提供了理论基础，展现出良好的应用前景。

关键词：麦芽糖淀粉酶类食品乳杆菌耐酸性理性设计

未来气候情景下甘南草地土壤有机碳密度的时空预测与分析

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环境科学 2024年第6期45卷 3308-3317页

作者：李钊张美玲张锐祺田景王晨甘肃农业大学理学院数量生物学研究中心兰州730070

研究草地土壤有机碳密度的时间和空间分布特征,并探究有机碳密度与影响因素之间的关系,对甘南自治州草地生态系统管理和维护具有重要意义,有助于实现“双碳”目标,促进碳汇和减缓气候变化.以甘肃省甘南藏族自治州为研究对象,基于SSP126... 详细信息

研究草地土壤有机碳密度的时间和空间分布特征,并探究有机碳密度与影响因素之间的关系,对甘南自治州草地生态系统管理和维护具有重要意义,有助于实现“双碳”目标,促进碳汇和减缓气候变化.以甘肃省甘南藏族自治州为研究对象,基于SSP126和SSP585这两种CMIP6未来气候情景数据,运用CENTURY模型模拟预测2023~2100年甘南草地土壤有机碳密度的时空变化,结果表明:①2023~2100年,总有机碳密度、缓性有机碳密度、惰性有机碳密度均呈现下降趋势,活性有机碳密度先波动下降再波动上升.同时,SSP585情景下的总有机碳、活性、缓性和惰性有机碳密度均高于SSP126情景;②MannKendall突变分析表明土壤总有机碳密度之差(Δsomtc)的突变发生在2030年;土壤活性碳密度之差(Δsom1c)的突变发生在2027年;③研究期内,在SSP126情景下,甘南州草地土壤有机碳密度平均值为7505.69 g·m^(-2),在SSP585情景下则为7551.87g·m^(-2).甘南州草地土壤有机碳密度整体呈现西部高东部低,变异系数整体比较稳定的特点;④偏相关分析结果表明未来气候情景下,降水与土壤有机碳密度呈正相关,温度与土壤有机碳密度呈显著负相关;⑤Theil-Sen Median趋势分析和MannKendall检验结果表明,在两个气候情景下,甘南州的土壤有机碳密度整体呈现下降趋势,其中碌曲县的下降趋势相对最快,迭部县最缓慢.

关键词：土壤有机碳密度(SOCD) CENTURY模型气候情景时空分布趋势分析