生物质废弃物联合剩余活性污泥(waste activated sludge, WAS)进行厌氧消化(anaerobic digestion, AD)是WAS稳定化和产甲烷的一种有效稳定的技术，可有效减少WAS体积，提高WAS脱水效果，并且具有稳定性好、能耗低、产沼气的特点，因而被广泛应用。然而AD过程容易受到外部因素如微塑料(microplastics, MPs)或纳米塑料(nanoplastics, NPs)的影响，从而导致AD效率降低甚至崩溃。AD过程的稳定运行需要微生物菌群之间相互依存、相互作用，使其处于动态的平衡状态，噬菌体在此平衡过程占有重要的地位，其不仅能够调控污泥菌群结构和控制能量的流向，而且能够与细菌、古菌附着在MPs和NPs上进行传播，但在以往的MPs和NPs研究中往往被忽视。本文综述了不同类型、尺寸的MPs和NPs对AD系统影响的研究进展，并聚焦于厌氧系统中微生物群落间，尤其是细菌、古菌与噬菌体的生态关系，针对MPs和NPs对微生物群落的影响与改变提出了不同的见解，并展望了MPs和NPs对AD系统影响方面的未来研究方向。

伪狂犬病病毒(pseudorabies virus, PRV)是疱疹病毒科水痘病毒属的成员，主要引起以母猪流产、仔猪神经和呼吸道症状为特征的伪狂犬病，对生猪养殖生产造成极大的威胁。疫苗免疫是预防猪伪狂犬病最重要的措施，但因病毒发生变异和具有潜伏感染特性，导致传统疫苗防治效果不佳。因此，临床上急需新的药物制剂辅助疫苗免疫来防治该病。研究发现，天然植物类多糖及黄酮、酚、酸等小分子物质能够通过直接抑制病毒感染过程或者通过调节免疫反应抑制PRV感染。另外，宿主抗病毒蛋白Ⅰ型干扰素及其下游干扰素刺激基因对PRV的感染也具有显著的抑制作用，抗菌肽和防御素等宿主防御肽对PRV的感染也有较好的抑制作用。另外，研究人员最近发现，细菌和真菌的提取物及其代谢产物也具有抗PRV的作用，未来有望将细菌和真菌及其产物应用于病毒病的防控和治疗。本文重点讨论了近年天然生物活性分子抗PRV感染的相关研究进展，以期为抗PRV感染药物的研发提供重要参考。

帕金森病是一种常见的神经退行性疾病，严重威胁着中老年人的健康，然而目前帕金森病的发病机制尚不完全明确。近年的研究显示，肠道菌群在帕金森病的发生发展中发挥重要角色，肠道菌群及其代谢物通过微生物-肠-脑轴影响机体的肠道黏膜屏障、神经炎症、内分泌等方面进而参与到帕金森病的发生发展中。肠道菌群可通过补充益生菌、粪菌移植、饮食调整、中医药干预等多种途径进行调控，是帕金森病防治的重要靶点。本文对肠道菌群在帕金森病中的可能发病机制进行综述，并进一步探讨肠道菌群失调的防治现状。

近年来，抗菌肽(antimicrobial peptides, AMPs)作为抗生素替代品之一受到广泛关注。AMPs具有诸多优势，如抗菌谱广、来源丰富且不易产生耐药性等。其生产工艺主要包括生物体内提取纯化、化学合成以及基因工程表达3种途径。然而，天然分离法与化学合成法存在工序繁杂，成本昂贵及产量较低等缺点，不易于在AMPs实际生产中实施。相较之下，基因工程表达更具经济性、科学性及有效性。本文对AMPs的多种表达系统及其差异进行了综述，并总结了提高AMPs异源表达产量的多种策略，以期为AMPs的低成本规模化生产提供理论支撑。

普鲁兰多糖是一种由短梗霉属真菌合成的胞外多糖。虽然普鲁兰多糖在生物技术的各个领域有着广泛的应用，但其生物合成与调控的具体机制有待进一步研究。近年来，研究人员利用分子生物学方法对普鲁兰多糖的合成与调控的分子机制进行阐明，发现以跨膜蛋白AmAgs2为关键多糖合成酶的合成途径，并揭示cAMP-Protein kinase A (cAMP-PKA)、Target of rapamycin 1 (TORC1)、High osmotic glycerol 1 (HOG1)和Sucrose nonfermentable 1 (Snf1)信号通路参与普鲁兰多糖合成的调控。因此，本文对近年来该领域的研究进行综述，为真菌胞外多糖合成调控的机制提供研究参考，并为高产普鲁兰多糖细胞工厂的构建提供理论支持。

先天免疫是免疫防御的第一道防线，抗菌肽LL-37作为人体先天免疫的一部分，在维持人体稳态中发挥重要作用，具备直接杀菌和免疫调节两大功能。目前，对LL-37的研究主要侧重于其功能本身，而对其在体内的诱导表达知之甚少。然而，这对深入探究人体免疫防御机制至关重要。因此，本文简要综述了LL-37的合成过程与功能、诱导分泌的因素以及诱导表达的调控通路等方面的研究进展，旨在为进一步揭示LL-37在人体内的调控通路及免疫防御功能提供新思路。

肺炎链球菌疫苗在防御由肺炎链球菌引发的各类侵袭性与非侵袭性疾病中扮演着不可或缺的角色，荚膜多糖作为关键抗原成分，杂质残留直接造成了肺炎多糖疫苗以及多糖结合疫苗在临床使用中的不良反应。随着全球对涵盖广泛血清型的高价肺炎链球菌疫苗需求的持续增长，研发高效、高纯度且可大规模生产的荚膜多糖抗原技术愈发显得紧迫且至关重要。荚膜多糖的质量属性受到多维度因素的交互影响，涵盖了病原菌株的选择、培养基配方、发酵过程调控以及纯化技术等诸多环节。遵循质量源于设计(quality by design, QbD)的质量管理理念与工艺开发路径，本文系统性总结了从上游菌株筛选优化、精细化发酵工艺设计，直到下游纯化技术的全过程的知识与经验，旨在为构建和完善荚膜多糖生产工艺体系提供理论指导与实践策略。

细菌生物被膜是由细菌产生的胞外多聚物围绕而成的聚集体，其对抗菌剂和宿主免疫防御机制展现出显著抗性，成为临床细菌感染疾病难以根治的关键因素。噬菌体作为一类能够特异性感染并裂解细菌的病毒，在防治生物被膜相关感染领域展现出巨大潜力。本文综述了噬菌体、噬菌体内溶素以及噬菌体协同抗生素防治生物被膜相关感染的作用效果、体内外研究方法与作用机理，并探讨了噬菌体在防治生物被膜相关感染中的前景与潜在障碍，同时进行展望，旨在为开发更高效的治疗药物提供有价值的参考。

由甘蔗鞭黑粉菌(Sporisorium scitamineum)引起的黑穗病是造成糖料蔗减产的主要病害，筛选环境适应性强、抑菌效果好的拮抗菌是实现该病害有效防控的重要措施。【目的】从蔗田土壤样品中分离鉴定甘蔗鞭黑粉菌拮抗菌株，为高效防控甘蔗黑穗病提供优质生防菌资源。【方法】采用平板对峙法分离筛选拮抗菌株，通过形态学观察、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析确定其分类地位，盆栽及田间小区试验相结合，验证菌株对甘蔗黑穗病的防控效果。【结果】获得3株具有明显拮抗效果的细菌，经鉴定GB-3、GH16-3为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)，GH16-8为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)，抑菌圈直径分别为(30.00±1.07) mm、(44.00±1.21) mm和(18.00±0.89) mm，抑菌率分别为16.12%、31.92%和5.91%；对黑穗病盆栽防效分别为74.33%、76.57%、69.07%，田间防效分别为20.08%、55.59%、50.08%。3株菌均具有一定的溶磷能力，可耐受极端盐碱环境，对多种植物病原细菌和真菌具有较好的抑制效果，产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)产量分别为2.12、1.30和1.22 mg/L，施用后甘蔗株高分别提高28.25%、17.09%和23.31%。【结论】GH16-3菌株的环境适应性强，促生效果明显，对甘蔗黑穗病防效较好，具有潜在的应用价值。

【目的】长期大量施用化肥导致土壤退化及土壤微生物群落结构失衡。采用有机活性物质配施化肥，被认为是阻控土壤退化并维系微生物群落稳定性的重要策略。【方法】以棉花为供试作物，采用宏基因组学方法研究生物活性物质γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid, γ-PGA)与化肥配施对棉田土壤微生物群落结构和功能的影响，试验共设计3个施肥处理组和1个不施肥对照组：单施化肥(NK)、化肥添加γ-PGA水溶液(YT)、化肥添加γ-PGA颗粒(GT)和不施肥(CK)。【结果】GT和YT处理的棉花生长状况和土壤养分含量显著高于NK和CK。微生物群落分析结果表明，γ-PGA配施化肥显著提高土壤微生物的丰度和多样性，而单施化肥处理对微生物多样性提高并不显著，同时γ-PGA的施加也改变了棉田土壤微生物群落组成，与NK相比，YT与GT的变形菌门的相对丰度减少9.70%−12.72%，拟杆菌门的相对丰度增加13.33%−20.90%，放线菌门的相对丰度增加8.09%−13.01%。此外，YT处理中丛植菌根真菌Rhizophagus的相对丰度增加了19.71%。功能基因分析表明，GT和YT处理显著提高了氨基酸生物合成、次生代谢生物合成和ABC转运蛋白等相关功能基因的丰度。【结论】施用γ-PGA对新疆棉田土壤微生物多样性及生态系统稳定性具有应用潜力。

芽囊原虫(Blastocystis sp.)是一种在全球范围内广泛分布的人畜共患单细胞真核生物，主要寄生于宿主肠道。该寄生虫具有丰富的遗传多样性，目前已报道42种有效亚型(ST1−ST17，ST21，ST23−ST46)，其中ST1型、ST2型和ST3型流行最为广泛，但芽囊原虫的致病能力及不同亚型之间的致病性差异一直存在争议。【目的】评价ST1型、ST2型和ST3型芽囊原虫的致病能力，同时探讨3个亚型芽囊原虫之间是否存在致病性差异。【方法】从人和猕猴新鲜粪便中分离芽囊原虫，通过形态学观察，18S rRNA基因扩增、测序和聚类分析进行芽囊原虫鉴定。将获得的ST1型、ST2型和ST3型芽囊原虫感染BALB/c小鼠，探究芽囊原虫在小鼠体内的分布特点，并根据芽囊原虫感染后小鼠状态、体重变化、饲转率及死亡率，比较3种亚型虫株对小鼠的致病能力，通过病理学观察比较不同亚型芽囊原虫对小鼠肠道组织损伤能力。【结果】本研究成功分离鉴定出ST1型、ST2型和ST3型3种亚型芽囊原虫。芽囊原虫感染小鼠后主要分布在小鼠肠道，对小鼠的健康状况产生影响，ST3亚型芽囊原虫的大量感染会导致小鼠死亡，但ST1型、ST2型和低剂量的ST3型芽囊原虫不影响小鼠的生活。病理学观察结果显示芽囊原虫感染损伤小鼠肠道组织。【结论】芽囊原虫通过损伤肠道组织对宿主造成危害，但不同亚型之间存在致病性差异，ST3亚型芽囊原虫具有较强的致病性，本研究为进一步研究芽囊原虫致病机理奠定基础，也为其公共卫生意义的评估提供参考数据。

【目的】系统地分析茂原链霉菌CGMCC 4.1851 (菌株XM4)谷氨酰胺转氨酶(TGase)的酶学性质，随后对该菌株进行改造以构建高产菌株，实现TGase在链霉菌内高效表达并缩短发酵周期、提高TGase生产效率。【方法】通过测定发酵液pH和TGase研究菌株XM4的发酵特性，采用醇沉结合离子层析纯化菌株XM4的TGase，测定酶的适宜反应条件(pH、温度、金属离子)和酶动力学等指标，并通过结合酪蛋白交联实验评价其催化效率；然后利用基因工程技术，通过异源表达、替换核糖体结合位点(ribosome binding sites, RBS)提高改造原始菌株，测定TGase产量。【结果】菌株XM4的TGase在pH 4.0−11.0范围内具有良好的活性和稳定性，其中最适反应温度为50 ℃，最适pH值为10.0；在改造后的表达系统中实现了TGase在链霉菌中的高效表达，产量相较于原始菌株提升了103.3%，同时发酵时间缩短至24 h。【结论】菌株XM4的TGase具有良好的耐酸碱性和热稳定性，在食品工业特别是乳制品加工中具有广阔的应用前景。同时，改造菌株可实现TGase的高效生产，为TGase的工业化生产与应用提供了新的选择。

【目的】牛骨中蕴含着大量蛋白质、矿物盐和维生素等对人体健康有益的营养物质，其钙磷比例满足人体最佳吸收比例，被视为是一种重要的营养来源。【方法】利用溶钙圈法筛选获得高产L-乳酸的乳酸菌，研究其发酵牛骨泥产L-乳酸的能力。随后通过代谢组学进一步探究骨泥发酵液中主要差异代谢物，并揭示骨泥发酵中的重要通路。【结果】从广西酸笋水样中筛选并鉴定了一株具有较强产酸能力的植物乳杆菌LP15，其在发酵骨泥96 h时可产L-乳酸3.89 g/L，游离钙含量达到69.82 mg/100 mL，较对照组提升了32.6倍。代谢组学分析揭示了ABC转运体、代谢途径和次生代谢物的生物合成是牛骨泥乳酸菌发酵中最重要的几个差异代谢途径。在牛骨泥乳酸菌发酵液中发现了大量生理活性物质的富集，如环肌酸、β-羟基-β-甲基丁酸等。【结论】植物乳杆菌LP15发酵牛骨泥是有效增加牛骨钙溶出的策略，同时利用其代谢特性可产生多种有益的活性物质。本研究为微生物发酵牛骨泥生产保健食品提供了依据。

【目的】通过对不同时期的刺糖多孢菌进行转录组分析，探究多杀菌素生物合成的相关代谢通路，挖掘代谢途径关键酶基因，探究多杀菌素竞争基因簇，为高产工程菌的构建奠定基础。【方法】选取刺糖多孢菌株对数生长期(T2-48 h)和稳定期(T6-144 h)进行比较转录组分析，并通过实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)与转录组测序进行相互验证。采用基因本体论(gene ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)对差异表达基因进行功能和代谢通路注释并进行中心碳代谢分析。【结果】刺糖多孢菌通过转录组测序发现有2 542个差异表达基因，其中具有显著上调基因1 188个，显著下调基因1 354个。GO注释表明，差异表达基因主要参与羧酸代谢过程、含氧酸代谢过程、有机酸代谢过程和氨基酸代谢过程。KEGG富集结果表明，差异表达基因主要参与甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢，以及氧化磷酸化和精氨酸生物合成等通路。进一步分析得到7个与多杀菌素生物合成相关的基因，其中accB、Pfk、G6PD、dsdA表达量显著上调，而涉及多杀菌素前体消耗的GAPDH、aceE、DLAT以及TCA循环和精氨酸生物合成途径中的基因表达量都呈现显著性下调趋势。qRT-PCR与转录组测序结果发现双方同时上调的基因有12个，分别为BGC2 (43 846 bp)、BGC4 (18 330 bp)、BGC9 (20 501 bp)、BGC18 (62 621 bp)、BGC22 (19 626 bp)、BGC25 (42 896 bp)、BGC26 (40 086 bp)、BGC28 (39 392 bp)、BGC30 (20 282 bp)、BGC31 (53 657 bp)、BGC34 (20 787 bp)和BGC35 (40 232 bp)。【结论】本研究通过转录组学分析获得了不同时期刺糖多孢菌的差异基因以及多杀菌素生物合成通路，并分析了刺糖多孢菌中多杀菌素的竞争基因簇，为后期开展多杀菌素生物合成途径的优化和对刺糖多孢菌进行遗传改造从而达到提高多杀菌素产量的目的奠定了基础。

【目的】基于全球气候治理背景以及黄河流域在我国生态文明建设中的重要地位，本研究于2023年7月选择黄河内蒙古段流域为对象，测定流域内表层沉积物微生物群落结构与多样性、水体理化性质及水-气界面氧化亚氮(nitrous oxide, N₂O)气体通量。【方法】使用静态箱-气相色谱仪法对黄河内蒙古段水体N₂O溶存浓度、水-气界面N₂O排放通量进行探究，使用高通量测序分析表层沉积物。【结果】结果表明黄河内蒙古段水体N₂O溶存浓度变化范围在0.547 8−0.598 2 mg/m³之间，均值为0.574 1 mg/m³，水-气界面N₂O排放通量(FN₂O)变化范围为−3.645 3−4.392 5 mg/(m²·d)，均值为1.086 1 mg/(m²·d)，总体表现为大气N₂O的“源”。FN₂O和pH呈极显著正相关、和电位呈显著负相关。表层沉积物中细菌共有7 784个操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)，其中变形菌门(Proteobacteriota)以平均35.13%的丰度成为最优势菌群。氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)相关基因丰度较低，检测到116个OTUs，unclassified_d__Unclassified为优势菌属(平均丰度为31.69%)。反硝化细菌共有3 660个OTUs，优势菌属为unclassified_k__norank_d__Bacteria (平均丰度为63.12%)。【结论】由于黄河内蒙古段N₂O相关数据较少，因此本研究结果对填补江河N₂O数据具有积极意义，为进一步了解沉积物微生物群落结构及功能菌在黄河治理中的应用提供参考，有助于黄河的保护和净化计划。

【目的】人诺如病毒(human norovirus, HuNoV)是全球范围内引起人急性胃肠炎的主要病原之一，目前尚无有效的疫苗对该病毒进行预防。本研究旨在利用flashBAC杆状病毒表达系统，制备HuNoV病毒样颗粒(virus-like particles, VLP)，为研发HuNoV疫苗奠定基础。【方法】将GⅡ.4型HuNoV的VP1蛋白全长基因序列进行密码子优化后合成，克隆至杆状病毒pBacPAK9转移载体，获得pBacPAK9-8his-VP1重组质粒。酶切、测序鉴定正确后将重组质粒与线性baculovirus plasmid (Bacmid)共转染SF9细胞，获得含有VP1基因的重组杆状病毒。重组杆状病毒感染Hi-Five (HF)细胞进行表达，利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)和Western blotting分析VP1蛋白的表达。用镍柱亲和层析方法纯化VP1蛋白；对纯化后的VP1蛋白进行SDS-PAGE和Western blotting检测。使用高效液相色谱(high performance liquid chromatography, HPLC)对纯化的VP1蛋白进行纯度鉴定。利用透射电镜观察VLP。【结果】构建了pBacPAK9-8his-VP1重组质粒，VP1蛋白在HF细胞中主要在细胞质内表达，分子量约为58 kDa。HPLC结果显示VP1蛋白纯度大于99%，透射电镜可以观察到形状规则、大小均一、直径约为30−40 nm的VLP。【结论】利用杆状病毒表达系统制备了GⅡ.4型HuNoV的VLP，为HuNoV疫苗的研发奠定了基础。

【目的】挖掘兼具多种促生功能的山核桃根际解磷细菌(phosphorus-mobilizing bacteria, PMBs)菌株资源，研发多功能生物有机肥，促进山核桃产业绿色、可持续发展。【方法】采用稀释涂布平板法分离获取山核桃根际PMBs，测定其生物学功能并基于16S rRNA基因同源性鉴定其分类学地位。【结果】从山核桃根际土共分离获得34株PMBs，其主要来自厚壁菌门(Bacillota)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、薄壁菌门(Gracilicutes)下的10属细菌，以芽孢杆菌属(Bacillus) (12株)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia) (9株)、假单胞菌属(Pseudomonas) (5株) 3个属菌较多，共计占比76.47%。在含不同难溶性有机/无机磷源的培养基中接种PMBs后，产生的可溶性磷含量范围分别为：7.01−49.97 mg/L (磷酸铝)、3.61−27.11 mg/L (磷酸铁)、4.56−342.82 mg/L (磷酸三钙)、27.71−544.53 mg/L (植酸钠)和3.28−27.17 mg/L (卵磷脂)。其中23株PMBs能同时溶解难溶性无机磷和有机磷。分别有20、7、23、12、10、14、13株PMBs能产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)、铁载体和胞外蛋白酶、β-1, 3-葡聚糖酶、纤维素酶、磷酸酶及脂肪酶，其中菌株S3-6L和S3-22L具有5种生物学功能。【结论】本研究筛选到的PMBs同时具有较高溶解磷的能力和多种生物学功能，丰富了PMB菌种资源，为研发高效、绿色山核桃复合微生物菌肥奠定了基础。

【目的】研究腾冲嗜热厌氧杆菌napF3在不同温度下的功能。【方法】通过同源重组构建腾冲嗜热厌氧杆菌的ΔnapF3株，观察并比较其在50、60、75和80 ℃下野生株和ΔnapF3株的生长趋势。通过转录组测序确定ΔnapF3株与野生株在75 ℃的差异表达基因。采用荧光定量PCR分析野生株和ΔnapF3株中13个基因和3个sRNA在50、60、75和80 ℃下的转录水平。【结果】成功构建了ΔnapF3株，生长曲线结果显示其在50 ℃和80 ℃不生长，60 ℃和75 ℃生长速度显著减缓。转录组结果显示：有899个基因表达发生差异，包括363个上调基因和536个表达下调基因，这些差异表达基因主要富集在缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成、ABC运输工具、双组分系统、脂肪酸合成、硫胺素代谢等途径，并发现与嗜热机制相关的13个基因和3个非编码RNA的转录水平在特定温度下发生了变化。【结论】腾冲嗜热厌氧杆菌napF3在热适应过程中发挥重要作用。

【目的】研究重组木聚糖酶rRuXyn024的酶学特性及其对农作物秸秆的水解作用。【方法】从肉牛瘤胃中克隆RuXyn024基因，运用生物信息学工具对该基因序列进行详细分析；构建表达载体pET-RuXyn024，并将其转化入大肠杆菌BL21(DE3)菌株中，实现RuXyn024的异源表达；对rRuXyn024的酶学特性进行深入分析，并研究其对农作物秸秆的降解能力。【结果】RuXyn024编码358个氨基酸，大小约为40 kDa，属于GH 10家族。rRuXyn024的最适pH和温度分别为7.0和40 ℃，在pH 6.0−9.0和30−70 ℃下能分别保持最大活性的60%和70%以上。以麦秸木聚糖为底物时，rRuXyn024的K_m值和V_max值分别为18.8 g/L和82.6 µg/min。1 mmol/L和5 mmol/L的Mg²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、EDTA和SDS，5 mmol/L的Ca²⁺和β-巯基乙醇对rRuXyn024具有明显的抑制作用，其中5 mmol/L的Cu²⁺、β-巯基乙醇使rRuXyn024接近失活。Mn²⁺对rRuXyn024具有明显促进作用，1 mmol/L、5 mmol/L的Mn²⁺使rRuXyn024的活性分别提高了46.9%和35.8%。rRuXyn024水解麦秸木聚糖产生了以木三糖和木二糖为主的寡糖产物。rRuXyn024能够有效水解玉米秸、稻秸、豆秸和油菜秸，其中对玉米秸的水解作用最强。【结论】rRuXyn024具有宽泛的pH和温度适应性，在改善农作物秸秆的反刍动物利用方面具有较大的应用潜力。

抗菌药物的过度使用导致细菌耐药性和水产品药物残留问题日益严重，寻找抗菌药物替代品成为迫切需求。猴耳环作为一种具有抗菌和抗炎活性的中草药，尚未在水产病害防控中得到充分研究。【目的】评估猴耳环水提物对水生动物病原菌的抑菌活性，并探究其作用机制，为水产抗菌药物开发提供新思路。【方法】采用微量肉汤法评估107株水生动物病原菌的耐药性，分析猴耳环水提物的抑菌活性，测定猴耳环水提物处理后的无乳链球菌和副溶血弧菌的胞外K⁺含量及其超微结构变化。【结果】107株病原菌对磺胺类药物的耐药率高达67.29%，46.73%的病原菌表现出多重耐药性，其中气单胞菌的耐药性最严重。猴耳环水提物在12.50 mg/mL浓度下对所有病原菌表现出抑制作用，尤其对气单胞菌最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC)值低至0.39 mg/mL，并且对同一菌属不同耐药特征的菌株MIC值相近。与原始株相比，水提物对人工诱导舒伯特气单胞菌恩诺沙星耐药株的抑菌效果更显著，原始株和耐药株的MIC分别为0.78 mg/mL和0.20 mg/mL。此外，猴耳环水提物处理后细菌胞外K⁺浓度显著增加，细菌细胞膜结构受损，提示猴耳环可能通过破坏菌膜结构来发挥其抑菌作用。【结论】本研究得出了猴耳环对水产病原菌具有一定的体外抑菌效果，在防治水生动物细菌病方面具有进一步研究和开发的巨大潜力。

【目的】以野生西瓜品种为研究对象，比较分析野生和栽培种西瓜根系内生微生物群落组成，旨在阐明野生西瓜的驯化特征和抗性机制，为构建新型西瓜育种评价体系以及开发利用有益微生物功能提供理论依据和技术支撑。【方法】基于高通量测序技术分析野生和栽培种西瓜根系内生微生物(细菌及真菌)的群落结构特征。【结果】野生西瓜根系内生细菌和真菌群落的门和属与栽培种西瓜相比均具有显著差异。野生西瓜根系中，类诺卡氏菌属(Nocardioides)和微杆菌属(Microbacterium)的细菌相对丰度显著高于栽培种西瓜根系的相应类群；游动放线菌属(Actinoplanes)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、列契瓦尼尔氏菌属(Lechevalieria)、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、红球菌属(Rhodococcus)是野生西瓜根系特有的优势内生细菌；刺盾炱目未分类菌属(unclassified_o__Chaetothyriales)真菌丰度占比在野生西瓜根系中显著高于相应的栽培种西瓜，并且刺盾炱目未分类菌属、光黑壳属(Preussia)、小囊菌科未分类菌属(unclassified_f__Microascaceae)是野生西瓜根系中特有的优势内生真菌。【结论】野生西瓜驯化成栽培种后，类诺卡氏菌属、微杆菌属、红球菌属等具有固氮、溶磷、产铁载体、生物活性物质、抗生素功能的有益细菌，以及产生生长激素的光黑壳属真菌缺失。由此推断野生西瓜品种驯化过程中，部分内生微生物的缺失是栽培种西瓜应对环境胁迫抗性弱于野生西瓜品种的重要原因之一。此外，类诺卡氏菌属、微杆菌属、红球菌属细菌，以及光黑壳属真菌有望作为提高西瓜抗性的备选微生物资源。

【目的】假单胞菌(Pseudomonas)是冷鲜肉制品及加工环境中的优势腐败菌之一, 在单一或混合培养下均具有较强的生物被膜形成能力。本研究评价食品来源的3株芽孢杆菌无细胞上清液(cell-free supernatants, CFSs)对隆德假单胞菌(Pseudomonas lundensis, PL)单培养及与约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii, AJ)混合培养下的抗生物被膜作用。【方法】采用结晶紫染色、分光光度法、激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscopy, CLSM)观察、qPCR等方法分别测定生物被膜细胞活力、生物量、胞外聚合物、被膜结构及其相关基因转录变化。【结果】解淀粉芽孢杆菌ZG08、贝莱斯芽孢杆菌B5、枯草芽孢杆菌YB11的CFSs能有效抑制2种腐败菌的生物被膜形成, 并且不影响其生长。经50% CFSs处理后, ZG08和B5处理组的单种或混合生物被膜的细胞活性下降12.73%−21.04%, 显著高于YB11处理组(0.15%−4.38%)。3种50% CFSs处理后, 隆德假单胞菌单种和混合生物被膜的抑制率分别为59.75%−79.59%和63.62%−78.57%, 其中YB11的CFS抑制效果较弱。同时, CFSs处理显著降低胞外基质分泌, 单/混合生物被膜的胞外多糖和胞外蛋白含量分别下降53.77%−73.30%和54.84%−62.38%, 处理后的被膜变得疏松, 分散贴壁黏附, 被膜厚度减少57.63%−74.49%和60.43%−64.64%。此外, 与YB11无清除活性相比, ZG08和B5的CFS对PL和PL+AJ成熟生物被膜的清除率为41.77%−69.79%。经稳定性评价, 3种CFSs在4种酶消化和加热处理后仍保持稳定的拮抗活性。与对照相比, ZG08和B5的CFSs显著下调单/混合假单胞菌的6个生物被膜相关基因lapA、alg44、pelG、luxR、wspR和rpoS。【结论】ZG08和B5的CFS对单种或混合培养下隆德假单胞菌和约氏不动杆菌均有较好的抗生物被膜活性。

【目的】部分唾液宿主关联乳杆菌(Ligilactobacillus salivarius)菌株具备优良的益生特性和较好的应用潜力。以唾液宿主关联乳杆菌ATCC 11741菌株为研究对象，探究其生长特性、耐受性和黏附能力，以期为唾液宿主关联乳杆菌的有效利用提供理论基础。【方法】利用形态观察和16S rRNA基因测序确认唾液宿主关联乳杆菌ATCC 11741的准确性；通过监测生长曲线和产酸曲线来探究其生长特性；此外，还进行了一系列耐受性试验，包括耐酸、耐碱、耐胆盐、耐高渗和耐温测试，以评估其耐受能力；最后，借助自聚集和疏水性试验来间接测定其黏附性。【结果】唾液宿主关联乳杆菌ATCC 11741呈快速“S”型生长；产酸高峰期在2−7 h，14 h后趋于稳定，最终pH值稳定在4.3左右；该菌株在pH 4.0−11.0范围内生长良好，在pH 2.0的MRS培养基中培养4 h存活率为50.48%；在胆盐浓度为0.10%的MRS培养基中培养2 h之后的存活率可达到94.440 0%；在NaCl浓度为6%的MRS培养基中仍能生长；温度对其生长影响显著，30−42 ℃促进生长，而20 ℃和50 ℃则抑制其生长；转速为120 r/min和180 r/min对其生长无显著影响；该菌株在5 h时自聚集率为41.4%，疏水性(碳烃化合物黏着法)为44.5%。【结论】L. salivarius ATCC 11741是一株生长快，耐酸、耐碱、耐盐能力强，具有一定胆盐耐受性，温度适应性较广，具有较强黏附能力的乳酸菌。

【目的】软腐病是影响魔芋产量和品质的重要病害之一。本研究旨在从魔芋根际土壤中筛选出一株对软腐果胶杆菌(Pectobacterium aroidearum)具有拮抗作用的菌株，从而为花魔芋软腐病害的生物防治提供种质资源。【方法】通过平板对峙法筛选出一株拮抗菌，并测定该菌株对多种病原真菌的拮抗效果。通过魔芋球茎组织接种、生防和灌根试验验证GZA12对魔芋软腐病的防治效果。同时对该菌株的促生能力进行室内测定，并通过番茄盆栽试验初步验证该菌株促生效果。【结果】筛选出一株具有拮抗能力的菌株GZA12并鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)，该菌株对软腐果胶杆菌的抑菌圈直径达21.33 mm，对葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和茄病镰刀菌(F. solani)的抑菌率分别为58.16%、47.30%和54.53%。在魔芋球茎组织接种试验中，魔芋组织病情指数比单独接种软腐果胶杆菌菌液分别降低了26.67%、33.33%和40.00%；在生防盆栽试验中，与对照组相比，GZA12菌悬液处理组病情指数降低了22.85%，防效达53.31%。在灌根试验中，与清水灌根相比，GZA12发酵液灌根处理后，病情指数降低了4.89%，防效达21.57%。室内促生试验表明菌株GZA12具有固氮、解磷、产铁载体和产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)的能力，接种GZA12菌悬液能促进番茄幼苗生长，其中高浓度的菌悬液效果更佳。【结论】菌株GZA12对魔芋软腐病病原菌有较好的拮抗效果，并具有促生特性，有进一步开发利用的潜力。

猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)是一种能引起严重腹泻、脱水的肠道病毒，PEDV的广泛流行对生猪养殖产业造成巨大经济损失，目前仍无有效的预防和治疗手段。Nsp8是一种参与PEDV复制的重要非结构蛋白，其存在相互作用的宿主蛋白尚不清楚。【目的】筛选与PEDV Nsp8互作宿主蛋白，初步探究互作宿主蛋白对PEDV复制的影响，为寻找PEDV新的关键性治疗靶点提供理论基础。【方法】利用真核表达载体pcDNA3.1(+)成功构建PEDV Nsp8真核表达质粒，通过免疫共沉淀、质谱分析及激光共聚焦等技术筛选能够与其相互作用的宿主蛋白，进一步在LLC-PK细胞中通过过表达、敲低等方法探究互作宿主蛋白对PEDV复制的影响。【结果】质谱检测筛选到Nsp8潜在互作宿主蛋白36个，验证了宿主蛋白热休克蛋白成员8 (heat shock protein member 8, HSPA8)与Nsp8相互作用，在LLC-PK细胞中过表达HSPA8能够剂量依赖性抑制Nsp8蛋白过表达，而且在蛋白质和转录水平显著剂量依赖性抑制PEDV复制；干扰内源性HSPA8表达能够显著促进PEDV复制，TCID₅₀和间接免疫荧光试验检测(indirect immunofluorescent assay, IFA)结果进一步证明了HSPA8抑制PEDV复制。【结论】本研究筛选出PEDV Nsp8的互作宿主蛋白HSPA8，并且证明HSPA8能显著抑制PEDV复制，为设计以HSPA8为靶点的预防或治疗药物提供新思路。

【目的】分离可有效降解聚乳酸(polylactic acid, PLA)的好氧细菌，并研究其生长特性和降解特性，为环境中PLA废弃物的生物修复提供依据。【方法】通过16S rRNA基因序列分析对所筛选菌株进行分子生物学鉴定，采用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)分析降解前后PLA膜的形貌和化学结构变化。【结果】从活性污泥中筛选获得一株芽孢杆菌(Bacillus sp.) JA-4，30 d后PLA失重率可达10.6%。pH 8.0、30 ℃以及接种量20%的条件下，7 d后PLA的失重率可达到5.6%。明胶对PLA的生物降解具有显著促进作用，当明胶浓度为3%时，降解10 d后PLA的失重率达到23.1%，降解速率也大大提高。FTIR分析表明该菌株通过水解酯键来实现PLA的降解。【结论】本研究为PLA的生物降解提供了新的微生物资源，为环境中PLA废弃物的有效降解提供技术支持。

当前广泛应用的胰蛋白酶制剂，其主要来源为动物胰脏提取，具有原料受限、成本高和纯度低等缺点。此外，胰蛋白酶的自切降解也影响了其在储存和应用中的稳定性。【目的】通过毕赤酵母异源表达和甲基化修饰制备新型抗自切重组胰蛋白酶。【方法】通过基因重组技术实现猪胰蛋白酶酶原在毕赤酵母中的异源表达；通过单因素试验对酶原激活的温度、pH和时间进行考察和优化；通过探索甲基化修饰方法提高重组胰蛋白酶的抗自切性能。【结果】成功构建了胰蛋白酶酶原的毕赤酵母工程菌株，优化了酶原的肠激酶激活条件，考察了胰蛋白酶浓度、甲基化试剂添加量和反应时间对甲基化效果的影响，在胰蛋白酶浓度10 mg/mL，甲基化试剂添加量30 μL，反应时间3 h条件下，所获甲基化酶在酶活损失仅22%情况下，自切6 h酶活保留率提高达到了79%，相比对照提高了约3.4倍，大幅提高了重组胰蛋白酶的抗自切性能。【结论】本研究基于异源表达和甲基化修饰成功制备了新型抗自切重组胰蛋白酶，该成果有助于提高我国胰蛋白酶的生产和应用水平。

【目的】筛选具有高产胞外多糖(exopolysaccharides, EPS)特性的微生物菌株，为功能性土壤改良菌剂的研制提供菌种资源。【方法】采用LB-苯胺蓝平板结合菌丝拉丝法定性筛选获得具有产EPS特性的植物根际促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria, PGPR)功能菌株；采用低温醇沉分离、硫酸-蒽酮比色法测定PGPR功能菌株经4种培养基发酵后发酵液中EPS含量，获得具有高产EPS特性的PGPR功能菌株；以发酵液中EPS含量为衡量指标，采用正交试验对高产EPS菌株发酵条件进行优化；采用培养皿土壤培养试验，分析F1发酵液对砂壤土土壤大团聚体含量的影响。【结果】初选获得8株具有产EPS特性的PGPR功能菌株；经复选确定菌株F1具有高产EPS特性，PDA是F1产EPS的最优培养基，EPS含量为867.54 μg/mL。基于形态学、生理生化特性测定，以及16S rRNA基因序列系统发育分析、全基因组平均核苷酸相似度分析，确定F1为一株巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。F1产EPS的最优培养条件：28 ℃、180 r/min培养24 h，在该条件下EPS产量为1 123.39 μg/mL。F1应用于砂壤土进行土壤培养40 d后，粒径 > 0.25 mm土壤水稳性大团聚体含量比对照提高了4.44倍。【结论】F1菌株具有较强的产EPS能力，能够促进砂壤土水稳性大团聚体的形成；F1产EPS最优培养基为PDA，最优发酵条件为28 ℃、180 r/min培养24 h。

【目的】探究不同浓度金霉素的添加对有机培肥土壤中参与无机磷溶解和有机磷矿化微生物群落特征及其介导的土壤磷素转化和有效性机制的影响。【方法】选取重庆市潼南区紫色土为基质土进行盆栽试验，外源添加有机肥(鸡粪)，设置3个浓度的金霉素处理：不添加金霉素(0.0 mg/kg, No-CTC)，低浓度金霉素(0.1 mg/kg, Low-CTC)，高浓度金霉素(4.0 mg/kg, High-CTC)处理，在辣椒(‘辛香8号’)种植后第7天和第30天采集土样，利用Real-time qPCR、Illumina MiSeq高通量测序技术，结合基于生物有效性磷组分(biologically based phosphorus, BBP)的磷分级等方法，探究不同浓度金霉素添加对无机磷溶解和有机磷矿化关键基因(分别为pqqC和phoD基因)细菌的群落特征及其介导的土壤磷素转化机制的影响。【结果】在第7天仅高浓度金霉素处理增加了土壤Citrate-P和Enzyme-P含量，相对于未添加金霉素分别增加了8.2%和44.0%；高、低浓度金霉素处理在第30天均增加了Enzyme-P含量，相较于未添加金霉素处理分别增加了65.6%和44.0%。金霉素抑制了土壤碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性，显著影响了含pqqC和phoD基因细菌的群落结构。基于Mantel检验结果表明，第7天Citrate-P与含pqqC基因的优势物种假单胞菌属(Pseudomonas)、地嗜皮菌属(Geodermatophilus)和糖丝菌属(Saccharothrix)显著相关，而含phoD基因的优势物种慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、剑菌属(Ensifer)和斯克尔曼氏菌属(Skermanella)与Enzyme-P显著相关，随着处理时间的增加，其相关性均减弱。含pqqC基因细菌群落的网络平均度(average degree)在第7天低浓度金霉素处理时增加，高浓度时则降低，在第30天高、低浓度金霉素处理下其网络平均度均降低；然而，含phoD基因细菌群落的网络平均度在第7天随金霉素浓度增加而减弱，而第30天呈相反趋势。【结论】金霉素添加通过调控含pqqC和phoD基因细菌群落结构，以及酸、碱性磷酸酶活性，显著影响了土壤Enzyme-P，进而影响了土壤中磷素的形态和有效性。本研究加深了金霉素污染对土壤-植物系统中磷循环相关微生物群落变化的认识，对抗生素施用下土壤中养分的高效利用提供科学依据。