白云岩形成研究的新进展

据统计,全世界50%的碳酸盐岩储层是白云岩,80%以上北美油气碳酸盐岩储存在白云岩中[1-2]。但在现代沉淀环境中几乎找不到原生的白云石踪迹[3],白云石的成因也一直是困扰地质学家们的问题。因此,研究白云石的成因对油气勘探和开发具有战略学意义。近年来,"微生物白云石模型"的提出[4],为解开白云石成因之谜开启了一扇新的窗户。陆续有报道多种微生物的代谢能够介导白云石的形成,但已有研究是在常压下进行,所得到白云石晶体不是天然的菱面型。本期介绍了宋泉颖、张宇等发表的论文"球形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sphaericus)和嗜冷芽孢八叠球菌(Sporosarcina psychrophila)介导形成白云石晶体"[5],作者首次将压力因素引入白云石成因的研究,并结合微生物菌株的生理特性,综合考察了多重因子对微生物介导形成白云岩的影响,发现球形赖氨酸芽孢杆菌在低温高压微氧条件下,通过尿素水解活性能够介导形成类似于菱面形白云石晶体。该研究是"微生物白云石模型"研究的一个重要进展,也是微生物和地质学交叉研究的一个成功实例。尽管该研究获得了菱面型白云石晶体,但与天然样本尚有差距,分析原因可能是目前的实验条件与自然环境中的白云石形成条件还有所区别,因此,还需要深入地研究才能进一步完善"微生物白云石模型"。     

赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株作用下碳钙镁石的形成

摘要:【目的】微生物诱导碳酸盐矿物沉淀机理的研究有可能为CO2的矿物捕获提供科学依据。【方法】本研究在Mg/Ca 为2的B4培养基中对赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株进行了为期50天的培养实验,同时完成了一组无菌对照实验。在实验过程中,对沉淀物重量、培养液的pH值、电导率及其中细菌数量、Ca2+ 和Mg2+浓度等进行了动态监测。利用扫描电子显微镜对矿物形态进行了跟踪观察,利用X-射线衍射仪对矿物成分进行了测定。【结果】(1)在对GW-2菌株进行培养的过程中发现,沉淀物的质量随着培养时间的延长而逐 渐增加,而在无菌对照实验中未收集到沉淀物;(2)各时间段平均沉淀速率与细菌数量之间(r=0.67,P＜0.05)、沉淀物质量与培养液pH值之间(r=0.79,P＜0.05)均具有显著的正相关关系;(3)沉淀物质量与电导率、Ca2+和Mg2+浓度均呈极显著的负相关关系(r分别为0.89、0.93和0.98,P＜0.001);(4)在赖氨酸芽孢杆菌作用下,3种碳酸盐矿物按如下顺序先后形成:非晶态碳酸钙→碳钙镁石→高镁方解石。【结论】(1)赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株具有诱导碳酸盐矿物形成的能力;(2)细菌数量是控制碳酸盐矿物沉淀的直接因素,而较高的pH值是碳酸盐沉淀的必要条件;(3)电导率以及Ca2+和Mg2+浓度的明显降低可以间接地指示碳酸盐矿物沉淀的发生;(4)碳钙镁石可能主要是非晶态碳酸钙经过老化作用而形成,碳钙镁石可能经脱镁作用转变为高镁方解石。     

鲟源嗜水气单胞菌拮抗解淀粉芽孢杆菌微胶囊的制备工艺及其特性

【目的】优化鲟源嗜水气单胞菌拮抗解淀粉芽孢杆菌微胶囊的制备工艺,并观察其特性。【方法】以明胶为壁材,采用单因素法,考察了明胶浓度、进风温度、进料速度、空气流量等因素对解淀粉芽孢杆菌微胶囊有效含菌量的影响,并进一步通过正交试验设计优化制备解淀粉芽孢杆菌微胶囊的喷雾干燥工艺参数,观察其微胶囊颗粒形态以及对人工模拟胃液和肠液的耐受力。【结果】解淀粉芽孢杆菌微胶囊喷雾干燥的最佳制备工艺条件为:明胶浓度为3%,进风温度为155°C,进料速度为8 mL/min,空气流量为700 L/h,各因素对其喷雾干燥工艺的影响程度为:明胶浓度进料速度空气流量进风温度。此外,解淀粉芽孢杆菌微胶囊的颗粒呈球形,表面有凹陷,但没有孔和裂纹,颗粒粒径分布基本均匀,平均大小为9.22μm,对人工模拟胃液和肠液具有较好的耐受力,对鲟源嗜水气单胞菌具有良好的生长抑制效果。【结论】本研究结果为鲟源嗜水气单胞菌拮抗解淀粉芽孢杆菌微胶囊的工业化生产奠定了基础。     

巴氏芽孢八叠球菌及相关微生物的生物矿化的分子机理与应用

巴氏芽孢八叠球菌是迄今为止所知的利用尿素降解进行生物矿化的最为高效的微生物系统之一,基于其碳酸钙生物矿化形成的"超强能力",巴氏芽孢八叠球菌已经被成功地应用于沙石、土壤等生物固化中,成为一种全新的、具有极大潜力的生物建筑辅助技术,被称为"生物水泥"。由于巴氏芽孢八叠球菌分离自土壤,没有病原性并具有极好的环境友好性。近年来,其应用领域被拓展到环境治理乃至健康医疗领域,成为全新的研究热点。然而,与应用研究相比,人们对巴氏芽孢八叠球菌生物矿化背后的分子机理还知之甚少。因此,这里针对迄今为止国内外对于巴氏芽孢八叠球菌生物矿化相关的分子机理的研究进行分析介绍,在此基础上综述了包括建工、环境、及医疗健康领域在内的巴氏芽孢八叠球菌的应用,希望能够促进对于该球菌矿化的研究。     

武夷山地衣表生和内生芽孢杆菌种群的多样性

摘要:【目的】分析武夷山地衣表生和内生芽孢杆菌种群的多样性。【方法】从武夷山自然保护区采集扁枝衣属(Evernia)、珊瑚枝属(Stereocaulon)、孔叶衣属(Menegazzia)等分属于7科9属的地衣样品9份,分离地衣表面附生(表生)和内生芽孢杆菌,并根据16S rRNA基因序列同源性对分离得到的芽孢杆菌进行种的鉴定。【结果】未从扁枝衣属、树花属(Ramalina)和茶渍属(Lecanora)的3个样品中分离出表生或内生芽孢杆菌,从另外6个样品中分离出芽孢杆菌34株,分别鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)和绿芽孢杆菌属(Viridiibacillus)的24个种。类芽孢杆菌属、芽孢杆菌属是这些地衣表生、内生芽孢杆菌的优势种群,分别占分离得到菌株的41.2%(14株)和35.3%(12株);短芽孢杆菌属、赖氨酸芽孢杆菌属和绿芽孢杆菌属为首次报道从地衣中分离获得。从不同的地衣样品分离的表生和内生芽孢杆菌的种类、数量存在差异。蜈蚣衣属(Physcia)表生的芽孢杆菌数量最多、可达3.85×106 cfu/g,而珊瑚枝属表面附生和内生芽孢杆菌的种类最多、共有12个种。分离到的芽孢杆菌大部分来自单独的一种地衣;台中类芽孢杆菌(Paenibacillus taichungensis)、土壤短芽孢杆菌(Brevibacillus agri)等4个种存在于2－3种地衣中;蕈状芽孢杆菌(Bacillus mycoides)分布最广,在蜈蚣衣属、珊瑚枝属等4种地衣中都有存在。【结论】武夷山地衣表生和内生芽孢杆菌存在种类和数量的多样性。     

一株深海热液口嗜热芽孢杆菌SY27F代谢产物活性的研究

【目的】对一株来源于深海热液口嗜热芽孢杆菌的次生代谢产物进行抑菌活性和抗肿瘤活性的初步研究。【方法】采用纸片法和微量肉汤稀释法检测嗜热芽孢杆菌SY27F次生代谢产物的抑菌活性,采用CCK-8法测定其次生代谢产物的抗肿瘤活性。【结果】抑菌实验表明,嗜热芽孢杆菌代谢产物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有抑菌作用,其最低抑菌浓度分别为1.56 mg/mL和3.13 mg/mL;细胞实验表明,其代谢产物对肿瘤细胞A549、HepG2、HeLa、MCF-7均有一定的抑制作用,其半致死浓度分别为0.390、0.451、0.704、1.105 mg/mL;与人肝肿瘤细胞(HepG2)相比,其对人正常肝细胞(L02)表现出良好的生物相容性。【结论】嗜热芽孢杆菌SY27F次生代谢产物具有一定的抑菌和抗肿瘤活性,可为寻找新型抑菌抗肿瘤活性物质提供优质资源。     

酱香型白酒发酵中地衣芽孢杆菌与酿酒酵母的相互作用

【目的】为解析酱香型白酒酿造群体微生物的发酵过程, 研究了酱香型白酒酿造中重要微生物地衣芽孢杆菌与酿酒酵母之间的相互作用, 并对它们之间的作用机制进行初步探讨。【方法】通过地衣芽孢杆菌与酿酒酵母共培养体系的构建, 认识了两者的相互作用, 初步分析了酿酒酵母产生抑制物的分子量, 耐热性及对蛋白酶敏感性等特性。【结果】研究表明, 酿酒酵母发酵造成的酸性环境以及某些代谢物质能够抑制地衣芽孢杆菌的生长, 这些物质分子量大于10 kD, 对热和蛋白酶敏感。【结论】白酒酿造中酿酒酵母通过产酸以及大分子的蛋白质类物质对地衣芽孢杆菌生长形成抑制, 该研究促进了对白酒酿造群体微生物发酵过程的解析。     

一株凝结芽孢杆菌的分离筛选及产孢条件优化

【背景】凝结芽孢杆菌除了具有一般乳酸菌的益生功能外,还具较强的耐酸、耐胆盐、耐高温、易贮存等生物特性。【目的】从泡菜中筛选一株性能优良的凝结芽孢杆菌用于微生态制剂的制备,并对其产孢率进行优化,为该菌株的进一步工业化生产提供参考依据。【方法】采用选择性培养基通过特定的培养条件,筛选到一株抑菌效果良好的产酸芽孢杆菌,并对其进行特异性引物的鉴定、16S rRNA基因序列分析及生理生化实验。通过单因素及正交试验对菌株的产芽孢条件进行优化。【结果】筛选得到一株凝结芽孢杆菌BC01,该菌株对大肠杆菌(Escherichia coli CVCC 1527)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium CVCC 2228)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens CVCC 46)、猪霍乱沙门氏菌(Salmonella choleraesuis CVCC 503)等均有较强的抑制作用;模拟胃液处理120 min存活率达到94%;0.3%的胆盐存活率达到84.3%。单因素及正交试验优化后的最适培养基配方:糖蜜10.0 g/L,酵母浸出粉20.0 g/L,NaCl 5.0 g/L,K_2HPO_4 5.0 g/L,MnSO_4 10.0 mg/L;最适培养条件:接种量4%,温度45°C,初始pH 7.0,转速200 r/min,培养时间36 h。在该优化条件下,其活菌数最高达到6.7×10~9 CFU/mL,产孢率达到89.2%。【结论】筛选得到一株可用于微生态制剂的菌株——凝结芽孢杆菌BC01,对其产孢率进行了优化,为工业化生产奠定了基础。     

细菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的诱导型异源表达

【目的】实现地衣芽孢杆菌麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效异源表达,并研究该重组酶的酶学性质。【方法】克隆巨大芽孢杆菌木糖异构酶基因的启动子区域及其调控蛋白,构建一个大肠杆菌/芽孢杆菌穿梭型诱导表达质粒,使用该诱导型启动子介导麦芽糖淀粉酶编码基因,实现其在枯草芽孢杆菌中的功能表达。对重组枯草芽孢杆菌的诱导条件进行优化,提高麦芽糖淀粉酶的产量。【结果】获得了诱导表达麦芽糖淀粉酶基因的重组枯草芽孢杆菌菌株。最适诱导温度为45°C,最适诱导剂添加浓度为1%,最适添加诱导剂时间为接种培养9 h后。重组酶蛋白分子量大小为67 k D,对该酶的酶学性质研究发现,以可溶性淀粉为底物,反应生成麦芽糖和葡萄糖,其中麦芽糖含量为60.42%。重组酶最适作用温度为45°C,最适作用p H为6.5,Ca2+、Co2+、EDTA对该重组麦芽糖淀粉酶具有激活作用。【结论】通过木糖诱导表达系统可以实现麦芽糖淀粉酶在枯草芽孢杆菌中的高效诱导型表达,酶活最高可达296.64 U/m L发酵液,在工业上有着较好的应用前景。     

不同年龄大熊猫肠道可培养芽孢杆菌的多样性及部分功能特性分析

【背景】大熊猫的肠道内微生物类群丰富,种群结构与宿主的年龄、生存环境、季节变化等因素有关,其中年龄是影响肠道菌群组成的重要因素之一。【目的】以不同年龄阶段的大熊猫粪便为研究对象,旨在了解不同年龄大熊猫肠道内芽孢杆菌的多样性,探究大熊猫肠道芽孢杆菌种类与年龄段之间的关系,并为优良益生菌剂的开发提供菌种资源。【方法】用稀释涂布法分离大熊猫粪便中的芽孢杆菌,对分离的菌株进行BOXA1R-PCR、16S rRNA基因系统发育及主成分分析,揭示大熊猫肠道中可培养芽孢杆菌的多样性;采用对峙生长法和药敏纸片琼脂扩散法分别检测菌株的抗菌能力和药敏性。【结果】从大熊猫粪便中共分离出90株芽孢杆菌,基于BOXA1R-PCR分析菌株的遗传多样性并从中选取41株代表菌株,经16Sr RNA基因测序分析后,结果显示归属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)、贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillusmethylotrophicus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)和短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)6个种;主成分分析结果表明大熊猫肠道芽孢杆菌种群组成与年龄存在一定的相关性。所有的供试菌株都具有纤维素降解潜力,大部分菌株对病原菌具有不同程度的抑制作用;除对青霉素具有耐药性外,供试菌株对常见的抗生素耐受性低。【结论】年龄是影响大熊猫肠道芽孢杆菌分布的重要因素,成年大熊猫肠道芽孢杆菌种类多样性最丰富,这为大熊猫益生菌制剂的开发提供了菌种资源。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.