蛋白质序列相似性搜索是基因组学研究的基础,但是当前方法通常无法考虑可以指示蛋白质功能的关键基因组环境信息,尤其是在微生物系统中。在这里,我们提出了Gaia(基因组AI注释器),这是一个序列注释平台,可在基因组数据集跨基因组数据集进行快速,上下文感知的蛋白质序列搜索。Gaia利用GLM2是一种在氨基酸序列及其基因组邻域训练的混合模式基因组语言模型,以生成整合序列结构 - 膜片信息的嵌入。这种方法允许识别在保守的地理环境中发现的功能相关基因,仅传统序列或基于结构的搜索可能会错过。GAIA可以实时搜索来自131,744个微生物基因组的超过8500万蛋白簇(定义为90%序列身份)的策划数据库。我们将基于GLM2嵌入的搜索的序列,结构和上下文灵敏度与MMSEQS2和FOLDSEEK等现有工具的序列,上下文灵敏度进行了比较。我们展示了噬菌体尾蛋白和铁载体合成基因座的基本发现,这些发现以前很难用传统工具注释。Gaia搜索可在https://gaia.tatta.bio上免费获得。
编者按:众所周知,植物会与环境中存在的不同生物和非生物因子相互作用,形成有益的互利共生。在各种因子中,植物与微生物的相互作用是具有全球影响的重要相互作用之一。微生物与植物的地下(根际)、地上(叶际)和内部(内生菌)部分相互作用,这些相互作用在彼此的生存中发挥着不同的重要作用。在所有内生菌中,已知相互作用为其宿主带来更大的益处,尤其是在压力(生物和非生物)条件下。已知内生微生物会与地球上现存的每一种单株植物相互作用,它们存在于整个植物甚至种子中。各种微生物群,如古菌、细菌和真菌都被认为是内生菌。迄今为止,内生微生物群落已发现属于广古菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、嗜热奇球菌门、芽孢杆菌门、假单胞菌门、疣微菌门、子囊菌门、担子菌门和毛菌门的微生物种群。内生微生物通过各种机制保护植物,例如 N2 固定、铁载体产生、磷溶解、植物激素产生(生长素、细胞分裂素和赤霉素)、氨和氢氰酸产生。
摘要:药用植物拥有各种具有巨大经济价值的内生微生物。因此,本研究的重点是分离和鉴定来自阿拉什(埃及)干旱地区的药用植物的细菌内生菌,及其作为增强番茄植物生长的生物调节剂的潜在作用。在这项研究中,八个内生细菌分离株显示了对测试真菌的直接广泛拮抗作用。根据拮抗活性,研究了这些分离株,以根据其16S rRNA基因序列进行识别,例如lysinibacillus fusiformis,pumilus pumilus,siamensis,siamensis,paenibacillus peoriae,paenib,paenib。polymyxa,铜绿假单胞菌A,Brevundimonas diminuta和Providencia vermicola。筛选菌株的各种植物生长促进(PGP)属性,包括吲哚-3-乙酸(IAA),氨,铁载体,磷酸酶,水解酶产生和磷酸盐溶解。孤立的细菌菌株具有可变的植物生长促进活性。评估了两种选择的内生细菌菌株,其生物控制潜力针对由氧气孢子菌和溶孢菌引起的番茄真菌根腐病疾病,以进一步评估其在温室条件下的PGP能力。在温室下,B。bumilusnaw4和铜绿假单胞菌A NAW6被证明有效地赋予在压力下以及在正常生长条件下的西红柿上带来积极的好处。
Azadirachta Indica(Neem)口香糖由于其化学性质而抵抗了极端的环境条件。关于微生物载荷的印em胶组成尚待研究。此外,牙龈胶中的种群结构及其细菌的多样性也很广为人知。当前的研究是关于隔离和识别印em胶的细菌多样性,并表征其植物生长促进(PGP)属性。使用12种不同的生长培养基,总共获得了130种细菌分离株,其中50个分离株在形态,生化和分子特征上表现出显着差异。放大的核糖体DNA限制分析(ARDRA),然后是基于16S rRNA基因同源性鉴定,表明在印em胶中存在20种推定的细菌形式。主要存在肠杆菌,芽孢杆菌,假单胞菌,Paenibacillus和Brevibacterium的种类。在这50个分离株中,有44个分离株显示IAA产生高达2-730 µg/ml。同样,分别由21和12种不同的细菌分离株展示了铁载体和HCN的产生。分离株还表现出磷酸盐(6),钾(6)和锌(18)溶解能力。此外,分离株能够产生水解酶,例如淀粉酶(13),纤维素(12),脂肪酶(14)和果胶酶(31)。研究结果表明,分离株可以帮助农业实践,并在不利条件下优化植物的养分。
摘要:在可持续农业中,植物营养是最重要的元素。生物肥料引入微生物,以改善植物的营养状况并提高其对农作物的可及性。为了满足不断增长的人口的需求,有必要使用正确类型的肥料来生产健康的作物,以便为它们提供所需的所有关键营养。但是,对化肥的依赖越来越多,正在破坏环境并对人类健康产生负面影响。因此,据信,将微生物与化学肥料一起使用,是增加植物生长和土壤肥力的最佳策略。在可持续农业中,这些微生物为农作物带来了显着的好处。除了定居植物系统(附生植物,内生和根磷酸盐)外,有益的微生物在周围生态系统的养分中发挥了关键作用。微生物,尤其是真菌,在植物中也起保护功能,增强防御系统的反应,并在与土壤铁的效率或磷酸化溶解度有关的情况下发挥关键作用。与植物相关的微生物都可以促进植物的生长,而不论天然和极端条件如何。最常用的促进生长微生物的策略是氮固定,生长激素,铁载体,HCN,各种水解酶的产生以及钾,锌和磷的溶解度。对生物肥料的研究已经广泛且可用,证明了这些微生物如何为农作物提供足够的营养物质以提高产量。本综述详细介绍了PGPR作用的直接和间接机制及其在植物生长和耐药性中的相互作用。
肺炎克雷伯氏菌是机会性病原体,可能导致奶牛乳腺炎。K.肺炎乳腺炎通常的治愈率较差,并且可能导致慢性感染的发展,这对健康和生产都有影响。但是,很少有研究旨在通过牛乳腺炎病例进行全基因组测序来充分表征肺炎。在这里,使用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和全基因组测序鉴定出与乳腺炎相关的肺炎分离株与乳腺炎相关的肺炎。此外,全基因组序列数据用于遗传分析,并且都与表型AMR测试并行,均与virulenceandantimicrobial耐药性(AMR)预测。四十二个分离株被鉴定为K.肺炎。进行全基因组测序,观察到31种多层次序列类型,这表明这些分离株的来源可能是环境的。分离株的关键毒力决定因素,编码了获得的铁载体,结肠癌和高胶体。其中大多数是缺乏的,除了YBST(编码Yersiniabactin)以六个分离株存在。在整个数据集中,对链霉素(26.2%)和四环素(19%)的表型AMR水平很明显,以及对头孢霉素(26.2%)和新霉素(21.4%)的中间易感性。的重要性是检测两个产生ESBL的分离株,这些分离株表现出对阿莫西林 - 克拉维酸,链霉素,四环素,头孢霉素,头孢菌素,头孢霉素和头孢菌素的抗性性。
摘要:数十年来破坏自然资源的工业活动一直是环境破坏中最重要的因素之一。由于工业化,环境污染物成为生物圈最大的威胁之一。重金属,其中一种是这些环境污染物之一,已通过形成金属在水和土壤中的金属积聚而成为生物体的重大健康威胁。除了现有的研究人员外,大多数研究人员都认为,替代生物学过程非常需要用于控制重金属污染。生物修复是去除各种有毒污染物的过程,例如来自环境的重金属,尤其是在真菌和细菌微生物的帮助下,有时是植物和earth。在生物修复过程中使用细菌很普遍。在这项研究中,研究了从根和兰花植物的根部土壤和兰花植物中分离出的芽孢杆菌的金属耐受性和植物生长的特性。除了测试了两种细菌耐受铜,铅,铁,银和锌的能力,并确定其吲哚乙酸的产生(IAA),铁载体的产生,磷酸盐溶解度和氨基丙烷1-氯丙烷-1-羧酸盐 - 辅助酸酯 - 脱氨基氨基氨基酶(ACC-脱氨酸酶)的活性。这两个分离株对不同的pH水平,温度范围和金属浓度表现出很高的耐受性。结果表明,金属芽孢杆菌和苏云金分离株可用作金属污染土壤中的生物固定剂,并且由于其植物生长促进特性而被用作生物肥料。
具有对植物致病真菌的拮抗活性的植物生长根瘤菌(PGPR)是基于生物防治活性开发新型植物保护产品的宝贵候选者。这种产品制定的第一步是筛选所选微生物的潜在效果。在这项研究中,从番茄植物的根际分离了非致病性根瘤菌,并评估了其对三种产生霉菌毒素的替代品的生物防治活性。对其生物防治潜力的评估涉及研究真菌生物量和替代毒素的减少。开发的排名系统允许在最初的85个分离株中识别12种表现最佳菌株。几个根瘤菌显示出真菌生物量(高达76%)和/或霉菌毒素产生(高达99.7%)的显着降低。此外,相同的分离株还表现出植物生长促进(PGP)特征,例如铁载体或IAA产生,无机磷酸盐溶解和氮固定,从而确保PGPR的多面性质。芽孢杆菌种,尤其是双链球菌和两种枯草芽孢杆菌菌株,在减少真菌生物量方面表现出最高的效率,并且在降低霉菌毒素的产生方面也有效。分离物,例如肠杆菌Ludwigii,肠杆菌,肠杆菌,Nematodiphila,Pantoea groglomerans和Kosakonia cowanii表现出适度的效果。结果表明,通过利用不同微生物菌株的多种能力,一种基于财团的方法将提供更广泛的效果,从而为可持续农业提供了更令人鼓舞的解决方案,并解决了与作物相关的生物挑战的多面性质。
摘要:α-葡萄糖苷酶(AGS)抑制剂被认为是管理2型糖尿病(T2DM)的理想目标,因为它们可以通过延迟碳水化合物的消化并减少单糖的吸收来维持可接受的血糖水平。在我们从天然来源的采矿Ag抑制剂中努力的过程中,两个红树林衍生的放线菌的培养汤WHUA03267和链霉菌sp。WHUA03072对AGS表现出明显的抑制活性。A subsequent chemical investigation into the two extracts furnished 28 secondary metabolites that were identified by spectroscopic methods as two previously undescribed linear polyketides 1 – 2 , four benzenoid ansamycins 3 – 6 , fourteen cyclodipeptides 7 – 18 , one prenylated indole derivative 19 , two fusicoccane-type diterpenoids 20 – 21 , two羟氨酸铁载体22 - 23,其他五五个24 - 28。在所有分离株中,第一次从放线菌获得了11和24,而以前从未有20-21个以前发生在海洋衍生的微生物中。在体外AG抑制性测定中,化合物3、8、9、11、14、16和17在中度活性上表现出效果,IC 50值在35.76±0.40至164.5±15.5 µm之间,与Acarbose相比(IC 50 = 422.3±8.4 µm)。第一次报告了3、9、14、16和17的AG抑制活性。特别是,自溶(3)代表了据报道具有AGS抑制活性的第一个Ansamycin衍生物。动力学分析和分子对接,以分别确定这些抑制剂的抑制类型和结合模式。在MTT分析中,3、8、9、11、14、16和17对人正常肝细胞(LO2)细胞没有明显的细胞毒性,这表明这些AG抑制剂的安全性令人满意。
冷适应的微生物可以繁衍并定居地球上可用的每个低温栖息地,包括极地区域,非极性山脉和深海环境。它们是这种极端栖息地的先驱殖民者之一,可能包括多种古细菌,细菌,真菌,藻类和其他微核生物。这些微生物显示出对农业环境可持续性的巨大生态,农业和生物技术潜在的应用。它们是商业上重要的防冻剂化合物(Eskandari等,2020),冷活动酶,冷休克蛋白(Mesbah,2022)和代谢产物(Styczynski等,2022)。冷适应的微生物,以促进植物生长,生物修复和废物管理(Suyal等,2022; Kour和Yadav,2023)。精神病微生物已使用多种机制适应在低温条件下生存。在分子和生物化学水平上进行了几种适应,有助于精神分裂和基质营养的微生物,在寒冷环境中盛行的多种非生物胁迫下进行重要的细胞过程(图1)。冷适应的农业重要的微生物是“农业化学物质的成本效率和环境友好的替代品(Rawat et al。,2019; Goel等,2022)。从这些冷栖息地中鉴定出了节肢动物,芽孢杆菌,Paenibacillus,Paenibacillus,Pseudomonas和Rhodococcus(Soni等,2015; Joshi等,2019)。他们已经显示出多功能性状,包括大气氮固定,磷溶解,铁载体的产生,钾溶解和动员,植物激素的产生以及其他植物性活性(Suyal et al。,2022)。然而,没有充分探索冷适应的微生物出于农业目的的全部潜力。因此,必须对其植物生长促进能力,社区结构和时间以及空间领域试验进行详细研究。