使用哈维氏弧菌JMH597(luxN::Tn5,cqsS::Cmr)作为报告菌株检测AI-2活性的存在。由于哈维氏弧菌BB 120(=BAA-1116)被重新分类为坎贝氏弧菌(Vibrio campbellii),其突变株JMH597和BB152应命名为坎贝氏弧菌。报告菌株在30°C、150 rpm下于自诱导物生物测定(AB)培养基中培养至600 nm处光密度为1,然后在新鲜AB培养基中稀释1:5000。在无菌96孔黑色微孔板(Corning)中,将10 μL无细胞培养上清液加入90 μL稀释的报告菌株JMH597中。哈维氏弧菌BB152(luxM::Tn5)的无细胞培养上清液(源自BB120的突变株,产生自诱导物AI-2但不产生自诱导物I)作为阳性对照;新鲜AB和MB培养基以及添加DMSP的MB培养基作为参照。每个检测板包含三重复实验孔、对照孔和培养基参照孔。96孔微孔板在30°C、150 rpm下培养,每45分钟用Enspire 2300发光仪以化学发光模式测量发光度,直至新鲜培养基的发光度降至最低(4.5小时后)。本检测中使用的培养基均未引起报告菌株哈维氏弧菌JMH597的光产生增加超过背景值。AI-2活性以相对于相应参照无菌培养基发光度的倍数诱导表示。
纯化菌株的细胞在MB培养基中培养,然后以5000 g离心5分钟收集于1.5 mL无菌离心管中。使用Hipure细菌DNA试剂盒(美基,中国)提取基因组DNA。使用通用细菌引物27F(5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3')和1492R(5'-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3')扩增近全长16S rRNA基因序列。PCR产物使用ABI 3730xl毛细管测序仪(美国应用生物系统公司)测序。将获得的序列与GenBank中可用的16S rRNA基因序列进行BLAST比对,以确定近似的系统发育亲缘关系。使用MEGA 6.0软件包中的邻接算法,在对数据进行多重比对后生成系统发育树。16S rRNA基因序列已存入GenBank。
结果与讨论
61株珊瑚黏液相关细菌中,有6株使用生物报告菌株根癌农杆菌KYC55显示出诱导活性,表现为颜色强度明显增加(图1)。其中5株为α-变形菌分离菌,分别属于诺氏菌属(Nautella,n=1)、根瘤菌属(Rhizobium,n=1)、鲁杰氏菌属(Ruegeria,n=1)和一个未知群(n=2);第6株与溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)密切相关(n=1)(表1;图2)。它们分离自三种珊瑚:星珊瑚属、扁脑珊瑚和鹿角珊瑚属(表1)。产生AHL的α-变形菌SCSIO 13371和SCSIO 13328可能是潜在新种,分别与Palleronia soli和Palleronia marisminoris的序列相似性为95%和97%。
表1 珊瑚黏液相关细菌及Vibrio shilonii DSM 13774产生的N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)与自诱导物-2(AI-2)
| 分离菌 | 宿主 | 最接近的系统发育近缘种 | 相似度% | AHL | AI-2 |
|---|---|---|---|---|---|
| α-变形菌 | |||||
| SCSIO 13371 | 星珊瑚属 | Alphaproteobacterium A14 | 98 | ||
| SCSIO 13328 | 扁脑珊瑚 | Alphaproteobacterium A35 | 98 | ||
| SCSIO 13290 | 星珊瑚属 | Nautella sp. BBD-FLK-1d | 100 | + | |
| SCSIO 13061 | 鹿角珊瑚属 | Rhizobium tarimense PL-41 | 99 | + | |
| SCSIO 13112 | 扁脑珊瑚 | Ruegeria sp. LMD | 99 | + | |
| γ-变形菌 | |||||
| SCSIO 16422 | 疣状杯形珊瑚 | Cobetia marina HNS035 | 99 | ||
| SCSIO 16432 | 疣状杯形珊瑚 | Cobetia marina HNS027 | 99 | + | |
| SCSIO 13073 | 鹿角珊瑚属 | Halomonas sp. GX18B9-2 | 100 | ||
| SCSIO 13134 | 扁脑珊瑚属 | Salinicola halophilus CG:4.1 | 99 | ||
| SCSIO 13056 | 鹿角珊瑚属 | Salinicola halophilus CG:4.1 | 99 | ||
| SCSIO 13100 | 扁脑珊瑚 | Vibrio alginolyticus NBRC 15630T | 100 | + | |
| SCSIO 13133 | 扁脑珊瑚属 | Vibrio sp. NJ3 | 100 | ||
| SCSIO 13108 | |||||
| DSM 13774 | 阿根廷角孔珊瑚 | Vibrio shilonii | + | + | |
| 放线菌 | |||||
| SCSIO 13021 | 星珊瑚属 | Rothia amarae R-36507 | 99 | + | |
| SCSIO 13017 | 扁脑珊瑚 | Rothia amarae R-36507 | 99 | + | |
图1 珊瑚黏液相关细菌无细胞培养上清液中的N-酰基高丝氨酸内酯(AHL)。AHL的生成通过根癌农杆菌KYC55(pJZ372;pJZ384;pJZ410)报告基因产生的蓝色色素带来判定。
与先前研究一致,AHL信号被发现由与海洋无脊椎动物或藻类相关的玫瑰杆菌属(Roseobacter)、鲁杰氏菌属、诺氏菌属和弧菌属产生。多种AHL已在固氮根瘤菌中发现。在本研究中,从鹿角珊瑚属中分离的根瘤菌属SCSIO 13061显示出最强的AHL活性(图1)。希洛氏弧菌DSM 13774菌株也表现出强活性(图1),这与之前的报道一致。另一株产生AHL的弧菌与溶藻弧菌密切相关,溶藻弧菌是多种海洋动物的机会性病原体,但其活性低于希洛氏弧菌DSM 13774(图1)。考虑到这些菌株可能产生多种AHL信号分子,且不同种类的AHL即使在相同浓度下颜色诱导也不同,因此很难根据生物测定结果得出不同菌株产生AHL浓度的结论。因此,应使用LC-MS/MS进一步研究产生的AHL类型及其浓度差异。
