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肉苁蓉内生细菌多样性及功能菌株的分离筛选

微生物学通报 2024年

作者：木尼热·木塔力甫艾尼江·尔斯满叶艺洁张芯语楚敏朱静王伟张志东新疆农业大学食品科学与药学学院新疆农业科学院微生物应用研究所新疆特殊环境微生物实验室

【背景】植物内生菌是研究微生物多样性和适应性进化的宝库。肉苁蓉(Cistanche deserticola)是列当科的药用植物之一，有“沙漠人参”的美誉，具有极高的药用价值。然而有关肉苁蓉内生菌相关研究较为有限。【目的】为了解析不同种类肉... 详细信息

【背景】植物内生菌是研究微生物多样性和适应性进化的宝库。肉苁蓉(Cistanche deserticola)是列当科的药用植物之一，有“沙漠人参”的美誉，具有极高的药用价值。然而有关肉苁蓉内生菌相关研究较为有限。【目的】为了解析不同种类肉苁蓉内生细菌群落多样性差异，并挖掘相关内生细菌资源。【方法】利用高通量测序技术，对管花肉苁蓉(GH)和荒漠肉苁蓉(HM)群落组成差异及多样性进行分析；采用传统微生物分离方法开展相关内生细菌分离培养，利用16S rRNA基因序列比对初步明确菌株的分类定位，进一步测定菌株的抗逆、促生及抑菌特性。【结果】高通量测序结果表明，GH和HM共获得内生菌OTU 1 086个，其中共有OTU为46个，仅占总数的4.24％；所获得的内生细菌OTUs共涉及19个门、104个目、226个属以及一些未分类的细菌，变形菌门(Proteobacteria)为共同的优势菌门，占69.46%，但两种肉苁蓉样品之间内生细菌群落结构存在明显差异。实验分离获得肉苁蓉内生细菌65株，归属于芽孢杆菌门(Bacillota)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinomycetota)等3个门20个属34个种，其中芽孢杆菌门(Bacillota)占比最高，并分离筛选多株抗逆、促生及抑菌菌株。【结论】管花肉苁蓉(GH)和荒漠肉苁蓉(HM)微生物群落组成差异存在明显差异，实验获得一批肉苁蓉内生细菌菌株，为进一步开发利用提供了前期基础。

关键词：肉苁蓉内生细菌高通量测序抗逆促生抑菌

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骆驼刺可培养内生细菌的分离及功能特性

微生物学通报 2024年

作者：木尼热·木塔力甫叶艺洁张芯语艾尼江·尔斯满张志东王伟楚敏新疆农业大学食品科学与药学学院新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物实验室

【背景】植物内生菌与宿主存在长期协同演化，是研究微生物多样性和适应性进化的宝库。骆驼刺（Alhagi sparsifolia Shap）具有耐干旱、耐盐碱等极强的抗逆特性，而有关骆驼刺内生菌相关研究较为有限。【目的】解析骆驼刺可培养内生菌... 详细信息

【背景】植物内生菌与宿主存在长期协同演化，是研究微生物多样性和适应性进化的宝库。骆驼刺（Alhagi sparsifolia Shap）具有耐干旱、耐盐碱等极强的抗逆特性，而有关骆驼刺内生菌相关研究较为有限。【目的】解析骆驼刺可培养内生菌多样性，评价菌株抗逆促生特性。【方法】采用组织匀浆法和梯度稀释法分离纯化骆驼刺内生菌，利用16S rRNA基因序列比对初步明确菌株的分类定位，进一步测定菌株的抗逆、促生及抑菌功能特性。【结果】从骆驼刺中共分离获得了14株可培养内生细菌，分属于芽孢杆菌属（Bacillus）、短状杆菌属（Brachybacterium）、微杆菌属（Microbacterium）、棒杆菌属（Corynebacterium）、土壤芽孢杆菌属（Solibacillus）、谷氨酸杆菌属（Glutamicibacter）、亮杆菌属（Leucobacter）、短杆菌属（Brevibacterium）属及不动杆菌属（Acinetobacter）等9个菌属，其中芽孢杆菌属菌株所占比例最高(33.33%)；所获得菌株表现出不同水平的抗逆、促生及抑菌特性，其中Bacillus subtilis L-1展现出较强的抗逆特性，可耐受20% NaCl及20%的PEG 6000胁迫，同时对4种病原细菌及3种病原真菌具有抑菌作用。【结论】骆驼刺内生细菌具有抗逆、促生及抑菌特性，为进一步挖掘和利用相关内生菌资源提供了研究基础和科学依据。

关键词：骆驼刺植物内生菌抗逆促生特性抑菌特性

RhlA、RhlB基因表达对微生物采油的影响

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油田化学 2024年第2期41卷 280-287,295页

作者：王慊樊永红郭斌麦迪努尔秦新政新疆大学生命科学与技术学院新疆生物资源基因工程重点实验室新疆乌鲁木齐830000 新疆农业科学院微生物应用研究所新疆特殊环境微生物实验室新疆乌鲁木齐830091

为了探究RhlA、RhlB基因表达在微生物采油中对降黏效果的影响,建立了RhlA和RhlB基因实时荧光绝对定量(Q-PCR)方法,测定不同培养时期的铜绿假单胞菌X7发酵液和克拉玛依油田不同地层水的RhlA、RhlB基因表达量,并测定其鼠李糖脂产量、表面... 详细信息

为了探究RhlA、RhlB基因表达在微生物采油中对降黏效果的影响,建立了RhlA和RhlB基因实时荧光绝对定量(Q-PCR)方法,测定不同培养时期的铜绿假单胞菌X7发酵液和克拉玛依油田不同地层水的RhlA、RhlB基因表达量,并测定其鼠李糖脂产量、表面活性、乳化活性、乳化稳定性及原油降黏率。结果表明,RhlA、RhlB基因表达量与鼠李糖脂产量、表面活性、乳化活性及原油降黏率呈正相关。随着发酵时间的延长,发酵液中RhlA、RhlB基因表达量不断升高并在24 h时达到最大值,随后下降并于60 h趋于平稳,RhlA、RhlB基因表达量最大值分别为2.51×106和3.25×105 copies/µL,发酵液中12~60 h期间鼠李糖脂产量快速上升,并在60 h时达到最大值(824.08 mg/L);发酵液的表面活性、原油乳化活性及稠油降黏率也随着发酵时间的增长而升高,并分别在24、48、60 h时达到最大。发酵液中的鼠李糖脂粗提物有良好的稳定性,能在一定的极端条件下稳定发挥作用。RhlA、RhlB基因很可能通过影响鼠李糖脂产量、表面活性、乳化活性及原油降黏率对微生物采油产生影响。本研究初步揭示了生物表面活性相关功能基因表达对稠油降黏效果的影响,对推进微生物采油的工业化应用具有重要的意义。

关键词：鼠李糖脂功能基因稠油降黏微生物采油

一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

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微生物学通报 2024年第1期51卷 279-294页

作者：孔晓双黄新新董应宏侯敏买尔哈巴·艾合买提侯新强崔卫东新疆农业科学院微生物应用研究所、新疆特殊环境微生物实验室新疆乌鲁木齐830091 新疆农业大学食品科学与药学学院新疆乌鲁木齐830052

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株... 详细信息

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代NanoPore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4146938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体(GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)和同源基因簇(clusters of orthologous groups of proteins,COG)数据库分别注释到2896、4019和3657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到(5.640±0.085)U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillusrugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。

关键词：甘草内生菌 Bacillus rugosus β-葡萄糖苷酶全基因组发酵优化

基于非靶向代谢组学解析猬木霉挥发性物质对香梨采后链格孢的抑制作用

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食品科学 2024年第11期45卷 110-117页

作者：黄伟王宁刘峰娟宋博热依拉·库尔班王苏玲古丽米热·努热秦新政唐琦勇张丽娟王玮新疆农业科学院微生物应用研究所新疆特殊环境微生物实验室新疆乌鲁木齐830091 新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所新疆乌鲁木齐830091 新疆农业科学院植物保护研究所新疆乌鲁木齐830091

本研究探讨猬木霉M6-5挥发性物质对香梨采后黑斑病菌链格孢(Alternaria alternata)代谢物质、呼吸和能量代谢的影响。基于非靶向代谢组学技术通过液相色谱-质谱联用仪测定链格孢受M6-5挥发性物质处理后体内代谢物质的变化;测定M6-5挥发... 详细信息

本研究探讨猬木霉M6-5挥发性物质对香梨采后黑斑病菌链格孢(Alternaria alternata)代谢物质、呼吸和能量代谢的影响。基于非靶向代谢组学技术通过液相色谱-质谱联用仪测定链格孢受M6-5挥发性物质处理后体内代谢物质的变化;测定M6-5挥发性物质熏蒸处理后0、3、5、7d的链格孢呼吸速率,计算呼吸抑制率;采用液相色谱仪测定不同培养时间处理组和对照组链格孢ATP、ADP、AMP和能荷的影响。结果表明:M6-5挥发性物质处理后链格孢菌丝体上调的差异代谢物有6-戊基-2H-吡喃-2-酮、4-乙基苯甲醛、3,4-二甲基苯甲酸、4-苯基丁酸、2-甲氧基间苯二酚等,下调的差异代谢物有6-氨基烟酰胺、11-酮基乙酰胆甾醇、3-羟基康力龙、茉莉酸、苯甲酰芽子碱等。利用京都基因与基因组百科全书通路分析发现差异显著的通路为次生代谢物的生物合成。在培养时间结束(7d)时,M6-5挥发性物质对链格孢的呼吸抑制率为(49.64±2.04)%;与对照组相比,M6-5挥发性物质处理显著降低了链格孢ATP、ADP、AMP的含量和能荷水平,说明M6-5挥发性物质处理使链格孢胞内维持在更低的能荷水平,能量代谢失衡,呼吸速率受抑制,进而影响了代谢物质的变化。

关键词：非靶向代谢组猬木霉挥发性物质链格孢抑制作用

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新疆双峰驼源枯草芽孢杆菌的分离及全基因组分析

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微生物学通报 2024年第3期51卷 846-863页

作者：吴贝灵杨蓉崔卫东买尔哈巴·艾合买提侯新强侯敏陈钢粮新疆农业科学院微生物应用研究所新疆特殊环境微生物实验室新疆乌鲁木齐830091 新疆旺源生物科技集团有限公司新疆阿勒泰836400

【背景】以常规可培养方法从驼乳和驼粪中分离出3株枯草芽孢杆菌,对体外益生效果较突出的菌株F10431进行全基因组测序。【目的】探究分离菌株的益生潜力,了解其功能基因和遗传基础,为该菌的应用和研究打下理论基础。【方法】采用体外法... 详细信息

【背景】以常规可培养方法从驼乳和驼粪中分离出3株枯草芽孢杆菌,对体外益生效果较突出的菌株F10431进行全基因组测序。【目的】探究分离菌株的益生潜力,了解其功能基因和遗传基础,为该菌的应用和研究打下理论基础。【方法】采用体外法对枯草芽孢杆菌F10431、2N2N和2N13N的产酶能力、耐受能力、抑菌效果和饲用安全性进行益生评价,利用二代+三代测序技术对其进行全基因组预测和功能注释。【结果】三株枯草芽孢杆菌有一定的耐酸、耐胆盐能力,其中,F10431耐肠液、胃液能力最强;都有较好的产蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和抗氧化酶的能力,菌株F10431蛋白酶活性为(3.17±0.26)nmol/(min⋅mL)、淀粉酶活性为(0.48±0.04)nmol/(min⋅mL)、纤维素酶活性为(151.02±8.05)μg/(min⋅mL)、超氧化物歧化酶活性为(1.81±0.31)μmol/(min⋅mL);菌株F10431对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抑制效果明显,但对沙门氏菌抑制较弱;溶血性测试均不产生溶血环,饲用安全。【结论】本研究分离出3株益生性能优良的驼源枯草芽孢杆菌,对体外益生效果较突出的菌株F10431进行全基因组测序,将测序数据提交至NCBI获得GenBank登录号为MW721260。从基因层面阐明了其益生菌特性的功能机制和基因组特征,为相关益生菌制剂的应用提供了理论支持。

关键词：新疆双峰驼源枯草芽孢杆菌益生菌全基因组

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酶法制备熊去氧胆酸的研究进展

中国生物工程杂志 2024年第7期44卷 100-109页

作者：宋士奎张路蔡东越比拉力·艾散新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室、新疆特殊环境物种多样性应用与调控实验室、新疆师范大学生命科学学院乌鲁木齐830054

熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)是用于治疗多种肝胆疾病的临床优选药物,对某些癌症及其他疾病也有辅助治疗的作用。然而,UDCA的化学合成普遍存在路线繁琐、反应条件苛刻、对环境不友好,产率低等缺陷,严重限制了其工业化生产与... 详细信息

熊去氧胆酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)是用于治疗多种肝胆疾病的临床优选药物,对某些癌症及其他疾病也有辅助治疗的作用。然而,UDCA的化学合成普遍存在路线繁琐、反应条件苛刻、对环境不友好,产率低等缺陷,严重限制了其工业化生产与应用。因此,具有合成路线短、产率高、反应条件温和、成本低等优势的绿色生物合成技术逐渐成为UDCA合成的主要研究方向。生物转化法合成UDCA通常是以石胆酸(lithocholic acid,LCA)、鹅去氧胆酸(chenodeoxycholic acid,CDCA)或胆酸(cholic acid,CA)为底物,利用全细胞转化法或酶法合成UDCA,该生物合成的本质主要是利用酶的特异性将底物转化为UDCA。因此,具有特异性辅酶依赖性、高酶活性、高稳定性和高浓度底物耐受性的7α/β-羟基类固醇脱氢酶(7α/β-HSDH)和P450单加氧酶的设计开发成为研究热点。综述UDCA的酶法制备技术,探讨现有酶法合成的优缺点,展望未来发展方向,以期实现UDCA的绿色、高效、安全、可持续的生物制造。

关键词：熊去氧胆酸生物合成全细胞转化酶催化辅因子再生

天山北麓葡萄酒苹乳发酵阶段乳酸菌的筛选及性能评价

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食品与发酵工业 2024年

作者：李宁王元健武运张志东达菊庆马文瑞黄文书陈星张文昊新疆农业大学食品科学与药学学院新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物重点实验室

利用改良MRS培养基和模拟葡萄酒培养基，从新疆天山北麓赤霞珠葡萄醪和自然苹乳发酵的葡萄酒中筛选出10株疑似乳酸菌，通过形态学观察、生理生化、16S rDNA基因同源性分析等，初步确定其归属于Lactiplantibacillus plantarum、Streptoco... 详细信息

利用改良MRS培养基和模拟葡萄酒培养基，从新疆天山北麓赤霞珠葡萄醪和自然苹乳发酵的葡萄酒中筛选出10株疑似乳酸菌，通过形态学观察、生理生化、16S rDNA基因同源性分析等，初步确定其归属于Lactiplantibacillus plantarum、Streptococcus gallolyticus、Lactococcus lactis和Ligilactobacillus salivarius。通过对各菌株苹果酸降酸性能比较，发现5株菌具有一定苹乳发酵能力，并对菌株酿酒耐受性分析，发现菌株MR-1在16%乙醇体积分数、17 ℃发酵温度和70 mg/L SO2质量浓度条件下仍表现较强的耐受性，略优于商业菌株FM1。通过向酒精发酵结束后的赤霞珠干红葡萄酒中添加MR-1菌株(Lactiplantibacillus plantarum)，结果显示葡萄酒样中L-苹果酸含量下降了2.368 g/L，L-乳酸含量上升了1.08 g/L，显示出较好的葡萄酒苹果酸-乳酸发酵效果，为进一步开发利用产区特色本土乳酸菌改善葡萄酒的酸度，提升葡萄酒品质提供了理论依据。

关键词：葡萄酒乳酸菌苹果酸-乳酸发酵降酸模拟葡萄酒培养基

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恰玛古异硫氰酸酯的酶解制备及抗宫颈癌活性

天然产物研究与开发 2024年第6期36卷 1032-1044页

作者：解帼轩塔玛莎·库尔曼江王昊陈雲杰努尔阿米乃·麦麦提王小静李金玉新疆师范大学生命科学学院、新疆特殊环境物种保护与调控生物学实验室、新疆特殊环境物种多样性应用与调控重点实验室乌鲁木齐830017

优化了恰玛古异硫氰酸酯(Brassica rapa ***,BRIe)的外源酶解制备工艺,分析、评价了酶解产物的化学成分和抗宫颈癌活性。采用外源黑芥子酶对恰玛古硫代葡萄糖苷进行降解,通过单因素和正交优化实验确定了酶解法的最佳制备工艺:酶量为20μ... 详细信息

优化了恰玛古异硫氰酸酯(Brassica rapa ***,BRIe)的外源酶解制备工艺,分析、评价了酶解产物的化学成分和抗宫颈癌活性。采用外源黑芥子酶对恰玛古硫代葡萄糖苷进行降解,通过单因素和正交优化实验确定了酶解法的最佳制备工艺:酶量为20μL、酶解温度70℃、pH 6.5、酶解时间2 h、抗坏血酸浓度为0.01 mg/g,在此条件下,异硫氰酸酯的提取率为11.13%;GC-MS鉴定分析所得酶解产物的化学成分有7种,分别为3-氨基-2-恶唑烷酮、2-恶唑烷硫酮、3-丁烯基异硫氰酸酯、2-苯乙基异硫氰酸酯、异硫氰酸异丙酯、异硫氰酸-2-苯乙酯。采用MTT法检测BRIe对宫颈癌Hela、Siha、U14细胞的增殖抑制活性,其中BRIe对Hela细胞的抑制作用最强,72 h IC_(50)为97.48μg/mL;细胞划痕实验显示BRIe抑制了Hela细胞的迁移,PI流式细胞染色显示BRIe将细胞周期阻滞在S期和G2/M期,Hochst 33258、Annexin V-FITC和PI染色表明BRIe诱导了Hela细胞凋亡。研究结果为开发利用恰玛古用于功能食品和抗宫颈癌药物提供了科学依据。

关键词：异硫氰酸酯恰玛古酶解抗肿瘤

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