【目的】棉花根系分泌物L-脯氨酸是影响生防菌株定殖的关键因素之一,前期研究发现L-脯氨酸能够提高枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCD-2生物膜形成能力。通过高通量测序技术分析L-脯氨酸调控枯草芽孢杆菌NCD-2生物膜形成和生防潜力相关的基因,为深入认识棉花根系分泌物与生防菌株的分子互作关系打下基础。【方法】以枯草芽孢杆菌NCD-2菌株为供试材料,外源添加浓度为10 mg·mL~(-1)的L-脯氨酸共培养24 h后,分别进行转录组(RNA-seq)和同位素标记相对定量蛋白质组技术(iTRAQ)分析,对所获得的转录组和蛋白质组数据进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)验证不同代谢通路中部分差异基因的表达情况。【结果】转录组分析发现,L-脯氨酸和NCD-2菌株共培养后,获得1 071个差异表达基因(DEG),其中602个基因上调,469个基因下调。GO分析发现在生物过程、细胞组分和分子功能方面分别有49、14和30个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在化合物代谢、鞭毛组装、细菌运动和趋化作用。蛋白质组学分析发现,筛选到211个差异表达蛋白(DEP),其中118个蛋白上调,93个蛋白下调。GO分析发现在生物过程和分子功能方面分别有13和8个功能条目显著富集。KEGG代谢通路主要富集在氨基酸代谢、碳水化合物类代谢、鞭毛组装和ABC转运蛋白。进一步转录-蛋白质组学联合分析发现,在L-脯氨酸作用下,检测到共有的显著差异表达基因(或蛋白)112个,其中38个基因(或蛋白)下调,74个基因(或蛋白)上调。GO功能显著富集主要集中在营养库活性、催化活性、细胞膜、定位、细胞脂质代谢过程、氧化还原过程、sigma因子活性、转运活性、芽孢形成9个方面。KEGG代谢通路主要富集在能量代谢、ABC转运蛋白、抗生素生物合成、鞭毛组装、运动或趋化作用和双组分系统方面。RT-qPCR验证了26个差异表达显著基因,结果发现在表达量上存在一定的差异,但表达趋势与RNA-seq和iTRAQ组学分析结果基本一致。【结论】棉花根系分泌物L-脯氨酸与枯草芽孢杆菌NCD-2之间的互作存在一个复杂的生物过程,依赖于不同代谢通路网络中的多个基因。双组分系统、抗生素生物合成、能量代谢、运动或趋化作用、鞭毛组装和ABC转运蛋白通路中的差异基因(或蛋白)可能在棉花根系分泌物与枯草芽孢杆菌互作过程方面发挥着重要作用。

枯草芽孢杆菌NCD-2菌株对棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌具有较强的抗生作用。通过对NCD-2菌株培养条件的研究,结果表明在30℃、培养液初始pH为7.0和培养时间为2 d条件下,利用NB培养基培养该菌株所得培养液抑菌活性优于其他培养基,其培养液经硫酸铵沉淀所得的蛋白粗提液经RNA酶处理后的抑菌活性与对照相比差异不显著,经蛋白酶K和胰蛋白酶处理后的抑菌活性与对照相比差异显著;蛋白粗提液经60℃处理后的抑菌活性与对照相比差异不显著,经80,100,120℃处理后抑菌活性与对照相比差异显著,但经120℃处理30 min后仍有一部分抑菌活性,研究结果说明该菌株产生的抗菌物质存在性质上的差异。

为探索枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)脱氮的分子机制，筛选枯草芽孢杆菌对氨氮的分子生态学应答相关候选基因及small RNA(sRNA)，本研究对处于富含氨氮环境和对照组的枯草芽孢杆菌R47进行原核链特异性转录组及sRNA分析，并采用Real-time PCR方法检测差异表达基因的相对表达量。结果显示，平均每个测序样本得到约1.40×10~(7)条reads。对照组与处理组DESeq2分析得到3918个差异表达基因，并富集在KEGG数据库中的176个信号通路，其中，包括8个与适应富含氨氮环境相关的信号通路(细菌双组分系统通路、精氨酸生物合成、嘌呤代谢等)，同时发现，epsA、tasA、sinR、glnR、glnA、tnrA和ureABC基因可能参与枯草芽孢杆菌对氨氮的应答过程。经sRNA分析获得已注释的枯草芽孢杆菌sRNA 62条。对sRNA靶基因的分析结果显示，其有3960个对应的潜在靶基因，主要参与碳水化合物运输和新陈代谢、氨基酸转运和代谢、转录过程，其中，sRNA2073和sRNA2182对应的靶基因分别为sinR和tnrA。Real-time PCR结果显示，argH、codY、argG、glnA和glnR基因的相对表达量变化与转录组测序结果一致。本研究为进一步探究枯草芽孢杆菌污水脱氮的分子机理提供参考数据。

【目的】探讨盐胁迫下生防枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCD-2菌株对番茄的促生效果及对土壤微生物群落多样性的影响,为拓宽NCD-2菌株的应用提供理论依据。【方法】采用温室盆栽试验,测定盐胁迫下NCD-2菌株对番茄株高、地上部、根部干重和鲜重的影响,并测定抗逆相关酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脱落酸(ABA)含量;采用高通量测序(Illumina MiSeq)技术测定NCD-2菌株菌悬液处理(NCD0)、100mmol·L~(-1) NaCl处理(CK100)、NCD-2菌株菌悬液+100 mmol·L~(-1) NaCl处理(NCD100)和清水处理作为对照(CK0)条件下土壤真菌、细菌群落结构,分析盐胁迫下NCD-2菌株对番茄根际土壤微生物群落结构的影响。【结果】正常条件下,经NCD-2菌株处理,番茄株高、地上部鲜重、地上部干重、根部鲜重和根部干重分别较对照增加了9.08%、10.37%、16.64%、15.42%和16.78%;在100 mmol·L~(-1) NaCl盐胁迫下,经NCD-2菌株处理,番茄株高、地上部鲜重、地上部干重、根部鲜重和根部干重分别较对照增加了16.86%、18.96%、21.32%、10.50%和23.99%。盐胁迫下,经NCD-2菌株处理,番茄体内SOD、POD、CAT活性和ABA含量分别较对照提高了50.45%、56.18%、29.55%和34.60%。细菌群落组成分析表明,在没有盐胁迫的条件下,NCD-2菌株处理后番茄根际放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)菌群的相对丰度分别较清水对照(CK0)提高了7.28%、15.14%和23.03%;节杆菌属(Arthrobacter)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、微枝形杆菌属(Microvirga)和链霉菌属(Streptomyces)菌群的相对丰度分别较CK0提高了50.88%、15.31%、11.32%和16.41%。在100 mmol·L~(-1) NaCl盐胁迫下,经NCD-2菌株处理,番茄根际变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门、厚壁菌门(Firmicutes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)菌群的相对丰度分别较单独NaCl处理(CK100)提高了6.08%、8.19%、14.11%和4.70%;节杆菌属、芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属和微枝形杆菌属菌群的相对丰度分别较CK100提高了5.54%、31.80%、23.39%和23.08%。真菌群落组成分析表明,在没有盐胁迫的条件下,NCD-2菌株处理后番茄根际被孢菌门(Mortierellomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和壶菌门(Chytridiomycota)菌群相对丰度分别提高至CK0的186%、477%和1 650%;小被孢霉属(Mortierella)、木霉属(Trichoderma)和光黑壳属(Preussia)菌群分别提高至CK0的186%、108%和120%。在100 mmol·L~(-1) NaCl盐胁迫下,NCD-2菌株处理后番茄根际被孢菌门、球囊菌门和壶菌门菌群分别提高至CK100的345%、154%和921%;小被孢霉属较CK100提高了246%。【结论】盐胁迫环境下NCD-2菌株处理后通过提高番茄体内抗逆相关酶的活性、ABA的含量,增加番茄根际有益微生物的种群数量,从而提高了番茄对盐胁迫的耐受能力,显著促进了番茄的生长发育。

【目的】分析枯草芽孢杆菌BEST195的碳水化合物酶类的分布与进化情况,对枯草芽孢杆菌工业菌株的开发利用具有重要意义。【方法】利用CAT在线预测程序对前期获得的102个分泌蛋白序列进行CAZymes预测。【结果】明确枯草芽孢杆菌BEST195中CAZymes的数量为57个,分别为27个GH、21个CBM、2个CE、4个PL、1个GT和2个GH/CBM。同时,通过对上述CAZymes进行遗传关系分析,明确存在GH/PL/CBM、GH/CBM、GH/CBM/CE/PL、GH/CBM/CE/PL/GT等大的类别;以及通过对上述蛋白互作关系分析,发现大部分CAZymes蛋白已具有明显的结构特征和相互作用的关系。【结论】完成了枯草芽孢杆菌BEST195中CAZymes的预测,并明确CAZymes在分类方面尚需进一步细分为亚类,该项目为开展工业菌株发挥CAZymes蛋白功能研究打下了坚实的理论基础。

侧孢短芽孢杆菌G4菌株在侵染线虫的过程中可以分泌蛋白酶,降解线虫体壁,从而帮助细菌侵入宿主体内.在本文中,侧孢短芽孢杆菌的胞外蛋白酶BLG4基因经克隆后插入到改造后的枯草芽孢杆菌表达载体pWT22中,构建重组表达质粒pWT22-BLG4.构建成功的重组质粒通过化学转化法转入枯草芽孢杆菌蛋白酶缺失菌株WB600中,转化子pWT22-BLG4/WB600在IPTG(1.0 mmol.L-1)的诱导下,发酵液上清中的蛋白酶活可达到620 U.mL-1,高于出发菌株G4的BLG4酶活(240 U.mL-1).经SDS-PAGE分析,重组子pWT22-BLG4/WB600产生了一条分子质量约为30 ku...

为净化渔业养殖水质,研究了从水产养殖水体及底泥中分离的枯草芽孢杆菌的水质净化作用。结果表明,枯草芽孢杆菌可迅速有效的降低水体中的硝酸盐、亚硝酸盐含量,4 d去除率均达99%以上;可有效降低水体的pH值;对水体中溶氧和硫化物含量的影响较小。枯草芽孢杆菌能够在一定程度上改善养殖水体的水质状况,对模拟养殖水体的水质具有一定的净化作用。

【目的】优化枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)启动子和表达宿主,构建其高效的表达系统,为重组枯草芽孢杆菌的研究和应用奠定基础。【方法】以β-半乳糖苷酶编码基因为报告基因,以诱导型的枯草芽孢杆菌麦芽糖操纵元启动子为调控元件、大肠杆菌-枯草芽孢杆菌穿梭质粒为载体骨架,构建枯草芽孢杆菌高效表达载体pGJ222,将其电转化到B.subtilis 1A747菌株后进行诱导表达试验和葡萄糖抑制试验。利用同源重组的方法,用枯草芽孢杆菌组成型启动子P43替换了B.subtilis野生型菌株1A747麦芽糖操纵元的上游调控序列,得到优化重组表达宿主菌B.subtilis BCYL,将pGJ222...

采用基质栽培方式,研究了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在盐胁迫下对黄瓜植株生长、生理生化代谢、产量及品质的影响。结果表明,在无盐胁迫栽培时,枯草芽孢杆菌对黄瓜植株的生长具有促进作用;在1 g.L-1NaC l胁迫下,枯草芽孢杆菌同样促进植株的生长,增加了株高与叶面积,提高了植株SOD、POD和CAT保护酶的活性,降低了MDA的含量,产量比未添加枯草芽孢杆菌处理的增产18%,且一定程度地提高了果实的品质;而在2 g.L-1NaC l胁迫下,枯草芽孢杆菌对黄瓜植株的生长和产量无促进作用。因此,在1 g.L-1NaC l胁迫下,枯草芽孢杆菌可一定程度提高黄瓜植株的耐盐性。

【目的】为开发抗病基因和生物农药新资源,纯化鉴定枯草芽孢杆菌B111分泌的抗棉花黄萎病菌蛋白质,克隆其编码基因,并分析在毕赤酵母中的表达特性。【方法】通过超滤浓缩、90%硫酸铵沉淀、葡聚糖凝胶QAE-A50强阴离子交换柱洗脱及冻干等步骤,分离纯化抗菌蛋白。采用联机反相毛细管柱液相色谱电喷雾串联质谱,鉴定抗菌蛋白种类。克隆包含前导区序列在内的抗菌蛋白基因序列,构建表达载体pPIC9K-PT,转化毕赤酵母GS115。转化子经PCR鉴定,甲醇诱导表达产物经中性蛋白酶活性和抗菌活性检测验证功能。【结果】纯化鉴定了一个来源于枯草芽孢杆菌B111的抗菌中性蛋白酶BS2。克隆了包含前导区序列在内的抗菌蛋白基...

为评价中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖用抑水绵枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)A4的安全性，本实验从溶血性、有害代谢物产生能力、耐药性与耐药质粒及其对斑马鱼、大型蚤、中华绒螯蟹的毒性等方面对枯草芽孢杆菌A4的安全性进行了检测分析。实验结果表明，枯草芽孢杆菌A4无溶血活性，不产生生物胺、吲哚、氨、硫化氢等有害代谢物，不携带nheA、bceT、ces、cytK、entFM、hblA、hblC和hblD等毒力基因，对头孢菌素类、β-内酰胺类、氨基糖苷类、四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、多肽类、硝基呋喃类、酰胺醇类等抗生素高度敏感，不携带MCR-1、floR、aac(6′)-Ⅰb、bla_(CTX)、ermA、ermC、qnrA、qnrB、sul1、sul2、tetA和tetM等耐药基因且无耐药质粒。此外，枯草芽孢杆菌A4对斑马鱼、大型蚤和中华绒螯蟹的半数致死浓度>1.5×10~9 CFU/mL。本研究表明枯草芽孢杆菌A4在中华绒螯蟹养殖中具有良好的应用安全性。

为明确枯草芽孢杆菌L1-21在柑橘叶片、果实内的定殖能力及其防治果实绿霉病的效果,通过向柑橘叶片喷施10~6 cfu/mL的L1-21菌株的绿色荧光标记菌(L1-21-GFP)发酵液,测定其在叶片内的定殖数量及传导能力;采用10~8 cfu/mL的菌液喷施和浸泡处理柑橘果实,检测其在果实内的定殖情况,用注射法接种Penicillium digitatum孢子并计算发病率,测定其对绿霉病的防控效果。结果显示,处理后10 min, L1-21-GFP在叶表及叶肉中的定殖量分别达到1.36×10~3和8.08×10~2cfu/cm~2,并呈现持续增长的趋势。处理后1 h, L1-21-GFP向下传导到叶表的菌含量为1.51×10~2 cfu/cm~2,并稳定存在于叶表中;处理后2 h,传导到叶肉的菌含量为5.67 cfu/cm~2,逐渐增加到30 h时的1.15×10~3 cfu/cm~2。L1-21-GFP能在果实内定殖,浸泡1 h果肉和果皮中的定殖量分别为9.51×10~3和3.51×10~4 cfu/g,但在不同柑橘品种果实间定殖能力有显著性差异,椪柑中定殖量最高。浸泡30 min后,L1-21对果实绿霉病防效第3天为100%,第5天为80.36%。以上结果表明,枯草芽孢杆菌L1-21能高效定殖于柑橘叶片及果实内,可以利用该菌株防治柑橘病害。

研究黄芪多糖-枯草芽孢杆菌合生元菌液制备过程中,黄芪多糖的最适添加量以及合生元菌液的最适培养时间。将活化后的枯草芽孢杆菌ACCC11025菌液以1%的接种量分别加入含黄芪多糖浓度为0,0.5,1,1.5,2,2.5,3,6,10mg.mL-1的液体培养基中,分别置37℃、120r.min-1以及32℃、120r.min-1培养箱中培养,每隔0.5h检测菌液OD值。结果表明:添加浓度为1.5mg.mL-1黄芪多糖的培养基中,枯草芽孢杆菌ACCC11025菌液浓度达到最高,分别比对照组和10mg.L-1组提高13.8%和148.8%(p<0.05);在5.5h代时最小,为1.22h,黄芪多糖-枯草...

将枯草芽孢杆菌(Bacillus subtzlis)基因组DNA按5、20和80μg/kg剂量体腔注射中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)(约0.1 mL/只),设注射等体积TE缓冲液为对照组,分别在第1、3、5、7天采样,测定该细菌DNA对中华绒螯蟹的免疫刺激作用。结果显示:注射上述3种剂量的枯草芽孢杆菌基因组DNA均能不同程度地提高中华绒螯蟹的THC、血细胞呼吸爆发活性和血清PO、ACP活性,试验组蟹的上述免疫指标的活性显著高于对照组(P0.05)。

为了分离纯化及鉴定枯草芽孢杆菌BSD-2代谢产物中抗菌肽,采用盐酸沉淀、Sephadex G-50层析以及反相HPLC对其进行分离纯化,并利用Tricine-SDS-PAGE、MAIDL-TOF-MS、红外光谱和核磁共振技术对其分子量、氨基酸序列以及结构进行初步解析。结果显示该抗菌肽是由29个氨基酸组成,分子量为3 514 Da,等电点为10.46。红外光谱和核磁共振分析其结构中含有-CH2-、-CH3、-OH、-NH2、-CH、-CO-以及苯环等官能团。