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青藏高原尕斯库勒盐湖可培养嗜盐耐盐微生物的群落结构与分离方法对比研究

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海洋与湖沼 2024年

作者：马欣马想蓉朱德锐李轩领沈国平邢江娃青海大学医学部基础医学研究中心

嗜盐耐盐微生物在生物医药、生物酶等领域有着重要的应用潜力。为更好地利用青藏高原的盐湖微生物资源，以青藏高原尕斯库勒盐湖为研究对象，借助Illumina MiSeq测序平台分析盐湖微生物的群落组成，并采用寡营养培养、富集培养和梯度稀... 详细信息

嗜盐耐盐微生物在生物医药、生物酶等领域有着重要的应用潜力。为更好地利用青藏高原的盐湖微生物资源，以青藏高原尕斯库勒盐湖为研究对象，借助Illumina MiSeq测序平台分析盐湖微生物的群落组成，并采用寡营养培养、富集培养和梯度稀释等方法对嗜盐耐盐微生物进行大规模分离与培养。结果表明，高通量测序获得明确分类地位的细菌有30门50纲81目162科417属，古菌6门7纲9目15科39属。细菌优势属类群以矿生菌属（Fodinibius）和纤维单胞菌属（Gracilimonas）为主。古菌优势属类群以盐红菌属（Halorubrum）为主；纯培养法共获得502株嗜盐耐盐微生物，其中嗜盐耐盐细菌472株，分布在4门5纲7目9科13属，优势属为芽孢杆菌属（Bacillus）和盐单胞菌属（Halomonas），其中巴纽尔斯菌（Balneolota）门Fodinibius属可培养细菌是首次从盐湖中分离得到；嗜盐古菌30株，分布在1门1纲1目3科5属，优势属为Halorubrum。对比不同培养条件下的分离结果发现，1/2 TSA培养基和1/2 RCA培养基更有利于嗜盐耐盐细菌的分离，最佳富集天数为7天和30天，稀释梯度10-1和10-2可与未稀释样本互为补充来增加可培养嗜盐耐盐细菌的多样性；1/10 2216E培养基更适合于古菌的分离，最佳富集天数为7天和14天，且样本不稀释分离效果更好。研究结果可为青藏高原盐湖可培养微生物的分离方案优化提供理论依据和数据支撑。

关键词：尕斯库勒盐湖嗜盐耐盐微生物分离培养生物多样性高盐环境

柴达木盆地昆特依盐湖可培养嗜盐细菌多样性研究

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生物技术通报 2024年

作者：马想蓉马欣陈胤勋龙启福王嵘邢江娃青海大学医学部基础医学研究中心

【目的】探究不同富集时间、培养盐度、稀释梯度、培养基等对氯化物型昆特依高盐盐湖可培养嗜盐细菌多样性的影响，确定嗜盐细菌的最佳分离培养条件，挖掘更多的环境嗜盐细菌资源。【方法】从昆特依盐湖中采集水泥混合样本，选取7种培... 详细信息

【目的】探究不同富集时间、培养盐度、稀释梯度、培养基等对氯化物型昆特依高盐盐湖可培养嗜盐细菌多样性的影响，确定嗜盐细菌的最佳分离培养条件，挖掘更多的环境嗜盐细菌资源。【方法】从昆特依盐湖中采集水泥混合样本，选取7种培养基和10%、18%NaCl两个盐度，采用富集培养法、平板稀释涂布法和平板分区划线法分离嗜盐菌；通过16S rRNA基因测序与BLAST序列比对确定菌株系统分类学地位。同时采用免培养Illumina MiSeq高通量测序技术分析昆特依盐湖细菌群落结构多样性特征。【结果】免培养昆特依盐湖样本中共鉴定到细菌39门64纲101目219科703属，其中假单胞菌门(Pseudomonadota)、厚壁菌门(Bacillota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和放线菌门(Actinomycetota)为主要的优势菌门。根据菌落的大小、形态、颜色、光泽度、透明度、质地、隆起状态和边缘特征等，共分离出436株嗜盐菌，隶属于3门3纲6目9科28属77种，其中16株可能为潜在新种。3门为厚壁菌门(Bacillota)、假单胞菌门(Pseudomonadota)和放线菌门(Actinomycetota)，且均为免培养测序结果中的优势菌门。在属水平上，芽孢杆菌属(Bacillus)、盐单胞菌属(Halomonas)、喜盐芽孢杆菌属(Halobacillus)、枝芽孢菌属(Virgibacillus)和卤水杆菌属(Salicola)为优势菌属。肿块芽孢杆菌属(Tuberibacillus)、越南蔷薇菌属(Rossellomorea)和谷氨酸杆菌属(Glutamicibacter)是首次从盐湖中分离得到。18%NaCl分离得到的菌株数量明显少于10%NaCl，且多样性较低，芽孢乳杆菌科(Sporolactobacillaceae)是该条件下分出的特有菌科。7种培养基中，1/2 RCA培养基分离效果最好。最佳富集培养时间为0、7和60 d，最佳样品稀释梯度为10-2和10-3。【结论】从昆特依盐湖中共分离出嗜盐细菌3门3纲6目9科28属77种。应用多种培养基，设置不同盐度、富集培养时间和稀释梯度等可显著提升可培养嗜盐菌的多样性。

关键词：嗜盐细菌生物多样性氯化物型盐湖分离培养基富集培养梯度稀释高通量测序

IL-17信号通路在高原低氧诱导小鼠脾脏炎症反应的作用机制

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四川大学学报（医学版） 2024年第1期55卷 118-124页

作者：永胜郭玉静陈晓晨许玉珍胡英青海大学医学院基础医学部免疫学教研室西宁810016

目的探究高原低氧环境诱导小鼠脾脏组织炎症反应发生的作用机制。方法将C57BL/6小鼠随机分为平原常氧组和高原低氧组,每组5只。其中,平原常氧组饲养于海拔400 m(氧浓度19.88%)常氧浓度环境,高原低氧组小鼠置于海拔4200 m(氧浓度14.23%)... 详细信息

目的探究高原低氧环境诱导小鼠脾脏组织炎症反应发生的作用机制。方法将C57BL/6小鼠随机分为平原常氧组和高原低氧组,每组5只。其中,平原常氧组饲养于海拔400 m(氧浓度19.88%)常氧浓度环境,高原低氧组小鼠置于海拔4200 m(氧浓度14.23%)高原环境,构建高原低氧动物模型。第30天取脾脏组织检测脾脏指数,HE染色观察小鼠脾脏组织病理学改变,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和Western blot检测小鼠脾脏组织白细胞介素(IL)-6、IL-12、IL-1β的mRNA和蛋白表达量;使用RNA测序(RNA-sequencing,RNA-seq)技术进行高通量转录组学测序,将差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行KEGG富集分析,对关键通路中的DEGs进行RT-qPCR验证。结果与平原常氧组相比,高原低氧环境下,小鼠脾脏指数降低(P中心扩大,边缘模糊,静脉充血等病理学改变;高原低氧组小鼠脾脏组织IL-6、IL-12、IL-1β的mRNA和蛋白表达量均上调(P<0.05)。经转录组测序,KEGG通路富集分析示,4218个DEGs共富集到178个富集通路(P<0.05),DEGs在T细胞受体信号通路、TNF信号通路和IL-17信号通路等多个与免疫、炎症相关通路中显著富集(P<0.05);其中,IL-17信号通路和下游炎症因子高度上调表达(P<0.05);与平原常氧组相比,高原低氧组小鼠脾脏组织IL-17信号通路中关键基因IL-17、IL-17R、MAPKs(mitogen-activated protein kinase genes)等和下游炎症因子MMP9(matrix metallopeptidase 9)、S100A8(S100 calcium binding protein A8 gene)、S100A9(S100 calcium binding protein A9 gene)、肿瘤坏死因子-α(tumour necrosis factorα,TNF-α)等基因的mRNA表达量均出现上调或下调差异表达(P<0.05)。经RT-qPCR验证,DEGs的mRNA表达量与RNA-seq结果一致。结论高原低氧环境可通过激活IL-17信号通路,促进下游炎症因子释放,诱导小鼠脾脏组织炎症反应发生。

关键词：高原低氧转录组学 IL-17信号通路脾脏组织炎症 RNA测序生物信息学

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转录组和代谢组分析盐度对盐单胞菌合成羟基四氢嘧啶的影响

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水生生物学报 2024年第7期48卷 1193-1204页

作者：张蔓邢江娃朱德锐李永臻青海大学医学部基础医学研究中心西宁810016

为了明确不同盐度对Halomonas campaniensis XH26合成羟基四氢嘧啶(5-hydroxyectoine,5-HE)代谢通路和基础代谢的影响,研究采用无NaCl作为对照组,以12%、14%和16%NaCl浓度梯度作为高盐组。利用转录组测序和液质联用技术(LC-MS)分析了H.c... 详细信息

为了明确不同盐度对Halomonas campaniensis XH26合成羟基四氢嘧啶(5-hydroxyectoine,5-HE)代谢通路和基础代谢的影响,研究采用无NaCl作为对照组,以12%、14%和16%NaCl浓度梯度作为高盐组。利用转录组测序和液质联用技术(LC-MS)分析了H.campaniensis XH26在不同NaCl浓度条件下的差异表达基因和差异代谢物,并利用qPCR对与Ectoine和5-HE合成密切相关的差异基因的表达量进行了相对定量分析验证。结果显示,5-HE合成量在高盐组间随盐梯度先增加后降低,并在14%NaCl浓度时达到最高。转录组结果显示,在186个KEGG代谢通路中,差异表达基因在ABC转运蛋白、双组分系统、鞭毛组装等通路中高度富集。筛选到与5-HE合成代谢相关的7个关键基因表达存在差异,包括lysC、ectA、ectB、ectC、ectD、doeC和doeD。qPCR验证结果与转录组学分析结果基本一致。代谢组分析共发现了1159个差异代谢物,主要富集在氨基酸代谢、辅因子-维生素代谢和碳水化合物等代谢通路。研究还筛选出了显著差异的相容性溶质,包括四氢嘧啶、羟基四氢嘧啶和甜菜碱。研究分析了菌株H.campaniensis XH26的耐盐特性及盐适应机制,初步明确了5-HE产量及合成基因簇表达随盐度变化的规律,为高产5-HE的野生菌的优化和基因工程菌的构建提供了理论基础。

关键词：转录组学代谢组学盐单胞菌羟基四氢嘧啶

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宏基因组学研究克鲁克-托素湖微生物群落结构及功能代谢

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海洋湖沼通报 2024年

作者：林子静龙启福沈国平邢江娃朱德锐李永臻青海大学医学院基础医学研究中心青海大学医学院基础医学研究中心

克鲁克湖和托素湖（KLK-TS）湿地位于青藏高原东部，地理位置特殊，其生态系统具有独特的生物多样性。本文基于宏基因组学方法对克鲁克-托素湿地微生物多样性进行研究，并分析两湖泊水体微生物的群落结构和功能基因的差异。结果表明，... 详细信息

克鲁克湖和托素湖（KLK-TS）湿地位于青藏高原东部，地理位置特殊，其生态系统具有独特的生物多样性。本文基于宏基因组学方法对克鲁克-托素湿地微生物多样性进行研究，并分析两湖泊水体微生物的群落结构和功能基因的差异。结果表明，两湖的微生物优势类群在门水平上基本相同，但相对丰度有差异：克鲁克湖中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)为优势菌门，托素湖则以变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主。通过KEGG数据库对比分析发现克鲁克-托素湖在全局和总览图 (Global and overview maps)、碳水化合物代谢（Carbohydrate metabolism）和氨基酸代谢（Amino acid metabolism）的功能基因较为丰富。本研究结果旨在增加对克鲁克-托素湖水体微生物群落结构及代谢功能的理解，为高原湿地环境的综合治理和保护提供新的知识。

关键词：克鲁克湖托素湖宏基因组群落结构代谢通路

嗜盐耐盐微生物抗盐胁迫相关离子转运蛋白研究进展

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微生物学报 2024年第3期64卷 651-671页

作者：马欣马想蓉朱德锐李永臻邢江娃青海大学医学部基础医学研究中心青海西宁810016

离子转运蛋白在维持细胞内pH稳态、离子动态平衡等方面发挥着重要作用。钠离子转运体和钾离子转运体在嗜盐耐盐微生物中广泛存在,其“保钾排钠”机制是微生物抗盐胁迫的两大策略之一。近年来,嗜盐耐盐微生物中许多新型钠、钾离子转运体... 详细信息

离子转运蛋白在维持细胞内pH稳态、离子动态平衡等方面发挥着重要作用。钠离子转运体和钾离子转运体在嗜盐耐盐微生物中广泛存在,其“保钾排钠”机制是微生物抗盐胁迫的两大策略之一。近年来,嗜盐耐盐微生物中许多新型钠、钾离子转运体被陆续发现,如RDD蛋白、UPF0118蛋白、DUF蛋白和KimA蛋白等;Fe^(3+)、Mg^(2+)等其他金属离子的转运蛋白也被证实可通过影响微生物胞内相容性溶质的合成起到渗透调节的作用。本文综述了嗜盐耐盐微生物中抗盐胁迫相关的各类离子转运蛋白,分析其分子结构和工作机理,并对这些蛋白在农业方面的应用进行了展望。继续发现新的离子转运蛋白,探究抗盐胁迫相关离子转运蛋白的结构和机理,解析各转运系统的协同作用及分子调控机制,将进一步加深对嗜盐耐盐微生物抗盐胁迫调控的认识,并为盐碱地农作物的改良等提供新的思路。

关键词：盐胁迫微生物离子转运蛋白钠离子转运体钾离子转运体

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青海盐湖抑菌活性嗜盐菌的筛选及其生物学特征研究

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海洋湖沼通报 2024年

作者：杨海山邹忠阳张鑫赵玲莉张翔张海霞朱德锐李永臻青海大学医学院基础医学研究中心青海大学附属医院

本实验对来自小柴旦盐湖、青海湖和柯柯盐湖的32株嗜盐菌进行发酵并提取胞内产物，采用滤纸片法（K-B法）筛选具有抗菌活性的菌株。结果得到K-20、X-32、Q-10、 Q-19、Q-31等6株嗜盐菌对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、大肠杆菌（E... 详细信息

本实验对来自小柴旦盐湖、青海湖和柯柯盐湖的32株嗜盐菌进行发酵并提取胞内产物，采用滤纸片法（K-B法）筛选具有抗菌活性的菌株。结果得到K-20、X-32、Q-10、 Q-19、Q-31等6株嗜盐菌对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、粪肠球菌（Enterococcus faecalis）和漳州芽孢杆菌（Bacillus zhangzhou）等菌株显示抑菌活性。在不同培养条件下研究活性菌株的生物学特征，结果显示6株活性菌革兰氏染色均为阴性，呈长杆状或弧形，菌株最适生长盐浓度（NaCl）范围为0.5～2.5 mol/L，均属于中度嗜盐菌（其中Q-31为耐盐菌），最适生长pH为6.0～8.0，最适生长温度为37 ℃；生化鉴定结果显示，6株菌均能利用酵母抽提物、干酪素、胰蛋白胨等氮源，其中K-20、X-20、X-32和Q-31能使明胶（GEL）液化，X-20、X-32、Q-10和Q-31能产生脲酶（URE），还原硝酸盐；经16S rRNA基因序列比对和系统发育分析，活性菌株分别属于盐单胞菌属（Halomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、弧菌属（Vibrio）和鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）。

关键词：嗜盐菌筛选抑菌作用生物学特征系统发育

一株嗜碱盐单胞菌ZB109的生长特性及四氢嘧啶发酵条件的优化

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微生物学通报 2024年

作者：陶宇杰韩睿乔丽娟高翔邢江娃王嵘朱德锐青海大学医学院基础医学研究中心青海大学农林科学院

【背景】西藏扎布耶盐碱湖水体富含高浓度CO32-、HCO3-和Na+，可能栖息具有潜在应用价值的盐单胞菌(Halomonas sp.)菌株。【目的】筛选积聚相容溶质四氢嘧啶的盐单胞菌菌株，并分析四氢嘧啶积聚的影响因素和最优发酵条件。【方法】采用H... 详细信息

【背景】西藏扎布耶盐碱湖水体富含高浓度CO32-、HCO3-和Na+，可能栖息具有潜在应用价值的盐单胞菌(Halomonas sp.)菌株。【目的】筛选积聚相容溶质四氢嘧啶的盐单胞菌菌株，并分析四氢嘧啶积聚的影响因素和最优发酵条件。【方法】采用Horikoshi-I培养基分离扎布耶盐碱湖水样中嗜碱盐且能高效积聚四氢嘧啶的盐单胞菌株，并明确生理生化特性和分类学地位。基于单因素条件、Plackett-Burman、Box-Behnken试验和HPLC检测，分析菌株胞内四氢嘧啶积聚量的关键影响因素并优化其发酵条件。【结果】筛选获得扎布耶盐碱湖盐单胞菌共计10株(分属5个种)，优势种是嗜碱盐单胞菌(H. alkaliphila，4株，占40%)。H. alkaliphila ZB109的最佳生长盐度范围为0.5-2.5 mol/L，最适生长pH值8.0-10.0，四氢嘧啶的初始积聚量为303.62 mg/L。菌株ZB109的菌落圆形，边缘光滑，呈黄色，革兰氏染色阴性，显微形态呈短杆状、周身纤毛。NaCl、Mg2+和底物L-谷氨酸钠浓度是菌株ZB109积聚四氢嘧啶的关键影响因素。采用响应面法优化培养条件，菌株ZB109单批次摇瓶发酵48 h的四氢嘧啶积聚量可达696.313 mg/L。【结论】菌株ZB109兼具耐盐和耐碱的生长特性，与其他分离盐单胞菌分离株相比较，四氢嘧啶的积聚潜力更大，可为后续四氢嘧啶的大规模发酵生产提供良好的菌种种质资源。

关键词：嗜碱盐单胞菌生长特性四氢嘧啶发酵条件

甘草酸抑制C57BL/6J小鼠耳蜗炎症减轻顺铂诱导的耳毒性

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中国病理生理杂志 2024年第2期40卷 291-300页

作者：张钰倩姜文君吕昊盛子轩黄子芸柴文敏肖婧李阳李丽曾宪思嘉兴大学神经科学研究中心医学院基础医学部浙江嘉兴314000

目的:探讨甘草酸(glycyrrhizic acid,GL)在小鼠中是否具有抵抗顺铂(cisplatin,CDDP)耳毒性的作用及其分子机制。方法:雄性C57BL/6J小鼠分为5组:对照(control)组、5%DMSO组、CDDP(4 mg/kg)组、CDDP+低剂量(50 mg/kg)GL组和CDDP+高剂量(100 mg/kg)GL组,每组14只。采用听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)检测不同组小鼠听力变化;HE染色观察小鼠耳蜗血管纹形态学变化;伊文思蓝(Evans blue,EB)染色观察血管纹血迷路屏障(blood-labyrinth barrier,BLB)通透性变化;免疫组化技术检测耳蜗血管纹毛细血管内皮细胞间黏附连接蛋白VE-cadherin和紧密连接蛋白ZO-1的表达和分布;ELISA和免疫荧光技术检测炎症因子白细胞介素1β(interleukin-1β,1L-1β)和肿瘤坏死因子α(tumornecrosis factor-α,TNF-α)表达变化。结果:(1)CDDP组小鼠各频率ABR波形紊乱,听力阈值显著增高,I波潜伏期延长(P<0.05);CDDP+GL组小鼠各频率ABR波形分化良好,听力阈值显著下降,I波潜伏期缩短(P<0.01)。(2)HE染色中CDDP组小鼠血管纹形态紊乱,空泡增多;GL减轻了CDDP诱导的血管纹损伤。(3)EB染色显示,CDDP导致小鼠BLB通透性增加(P<0.01),而GL改善了CDDP诱导的BLB通透性变化(P<0.01)。(4)免疫组化结果显示,CDDP组小鼠VE-cadherin和ZO-1表达下降(P<0.01);CDDP+GL组小鼠VE-cadherin和ZO-1表达升高(P<0.01)。(5)ELISA和免疫荧光结果显示,CDDP组小鼠IL-1β和TNF-α表达增加(P<0.01);CDDP+GL组小鼠IL-1β和TNF-α表达下降(P<0.01)。结论:GL通过抑制CDDP引起的炎症,降低小鼠耳蜗BLB的通透性,从而起到减轻CDDP引起的耳毒性作用。

关键词：顺铂耳毒性甘草酸耳蜗炎症血迷路屏障

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