现代分子生物学技术在瘤胃微生态系统研究中的应用

瘤胃中栖息着大量的微生物,由于这些微生物组成复杂且有些细菌在体外无法培养,目前对这些微生物的了解仍然很少。现代分子生物学技术的发展为研究瘤胃微生物提供了有效的方法,利用核酸探针、基因序列分析、遗传指纹技术、全细胞杂交和实时定量PCR等技术可以对瘤胃微生物的分类及进化关系、区系结构图、重要酶的表达以及目的微生物的准确定量进行更为深入和透彻的研究。发展和利用这些技术不仅可以研究微生物之间的关系以及微生物与饲料颗粒之间时间与空间的关系,还能直接在细菌自然生长的环境中对其各种特征进行研究。     

超高压在工业微生物诱变选育中的应用初探

超高压对微生物有多方面的影响,它不仅可使微生物细胞组分、体积形态发生变化,还可使微生物的基因表达和核酸结构及其生物学功能发生改变。超高压的这些生物学效应,使其不仅可以应用到食品杀菌、保藏及某些加工过程,而且在微生物菌种诱变方面具有很大的应用潜力。     

肠道微生物培养的研究进展及应用

肠道中栖居着组成复杂、功能多样的微生物群,这些微生物群在宿主免疫、营养吸收、代谢调节等方面发挥着重要作用。随着测序技术的快速发展,肠道微生物研究通过16S rRNA基因测序和宏基因组测序产生了大量的数据,其中许多未组装的序列成为微生物“暗物质”。近年来,不少研究利用多种不同微生物分离培养方法,结合高通量鉴定技术,从人、小鼠、猪肠道中分离了大量的微生物,丰富了菌株资源,为解析微生物“暗物质”以及后续肠道微生物功能和应用研究提供了基础和保障。尽管微生物的可培养性受到多种因素的影响,大部分微生物尚处于“未培养”的状态,但无论是病因研究还是生理和遗传特征的解析都离不开微生物实体资源的获取。肠道微生物的分离培养对微生物研究从关联分析向菌群功能验证、因果机制解析和功能菌株开发的深入研究具有重要意义。本文旨在探讨和综述影响微生物可培养性的因素,总结回顾肠道微生物的培养方法并阐述肠道微生物培养研究的进展,以期为肠道微生物培养研究提供新的视角。     

黑水虻幼虫肠道微生物的功能及组学应用

黑水虻Hemertia illucens幼虫肠道中栖息着许多种类的微生物,这些微生物与宿主之间的相互作用极为复杂,它们可以影响宿主的生长发育、繁殖能力、营养代谢、行为偏好和寿命。此外,它们还可以调节宿主的免疫系统并保护宿主免受病原体的侵害。深入了解微生物与黑水虻的互作机制,有助于优化黑水虻的生长环境,从而实现更高效的人工繁育。相关文章对微生物与黑水虻互作机理进行了总结,但这些研究方法只能提供微生物群落的结构信息,而无法揭示微生物的功能和代谢能力。因此,宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学逐渐被应用,这些技术除了提供关于微生物种群的完整分类,还揭示了它们的功能和代谢能力。通过了解肠道菌群的组成和功能,可以有效调整黑水虻的饲料、饲养环境和生长条件,从而提升黑水虻肠道菌群的稳定,提高黑水虻的生产性能和经济效益。     

未培养的微生物研究进展*

未培养的微生物是指那些到目前为止人们还无法纯培养的微生物。这些微生物可能是以前被描述过的,更多的则是从未被了解过的。近年来,对未培养的微生物的研究方兴未艾,主要是有关环境微生物的遗传多样性分析,从特定环境中鉴定某些未知的微生物,从环境微生物中直接克隆基因以及提高环境微生物的培养率等问题。就有关这几个方面的一些研究进展作一个简要的介绍。     

未培养的微生物研究进展

未培养的微生物是指那些到目前为止人们还无法纯培养的微生物。这些微生物可能是以前被描述过的,更多的则是从未被了解过的。近年来,对未培养的微生物的研究方兴未艾,主要是有关环境微生物的遗传多样性分析,从特定环境中鉴定某些未知的微生物,从环境微生物中直接克隆基因以及提高环境微生物的培养率等问题。就有关这几个方面的一些研究进展作一个简要的介绍。     

河北兴隆中元古代古海底黑烟囱中微生物化石的发现及其意义

采用显微镜以及扫描电镜对冀东中元古代块状硫化物黑烟囱样品进行研究,首次发现了矿化微生物化石。它们为丝状体,均已黄铁矿化,经过激光拉曼光谱测试发现还保留少量有机质,可以与现代海底黑烟囱周围矿化微生物对比。这些化石微生物的鉴别基于大小、形状和群落聚集等物理标志。     

堆肥生物技术治理废油泥的研究

在本刊2006年33（3）：23已报导发展堆肥生物技术治理农村有机废弃物。这里介绍堆肥生物技术治理废弃油泥的研究成果。俄罗斯喀山大学研究人员对石化生产中废弃的油泥（含有沥青、树脂、苯酚、二甲苯等有毒或致癌性的碳氢化合物）进行了治理的研究。用化学方法清除这些废弃油污是解决不了这一难题，而用堆肥生物技术途径以治理带来机会，即某些特定微生物在治理油污过程中起重要作用，如木屑作为填充物含有某些特定微生物，通过它们的分解吸收，清除转化油泥中污染物，同时使这些特定微生物能有效维持生命活力；还得向堆积物中洒些微生物所需的“养料”，     

微生物在生物能源生产中的应用(英文)

生物可再生能源是最有前景的石油替代品之一.生物能源的生产原料包括:植物、有机废弃物和微生物.微生物在生物能源生产上有着广泛的应用,利用微生物制备的主要生物能源包括:生物柴油、生物乙醇、生物甲烷等.某些微生物如微藻和真菌可以生产大量油脂,这些油脂可以转化为生物柴油;有些微生物如酵母可以将糖类、淀粉以及纤维素转化为燃料乙醇,添加乙醇的汽油或柴油燃烧排放明显降低;还有些厌氧微生物可以将有机废弃物转化为甲烷,可用做家用燃气、车用燃气或发电.除此之外微生物还具有在生产能源的同时治理环境污染的优势.总之研究开发微生物在生物能源生产中的应用有利于世界可持续发展.     

后生元的研究及应用现状专家共识

<正>人体的健康状况不仅取决于自身的遗传因素,还与人体内的微生物群的作用密切相关。正常微生物群是人体生理性组成部分。人体携带与其自身细胞相当(1∶1)的微生物细胞,这些细胞参与人体的一切生理功能,如消化、吸收、代谢、免疫、酶活性以及内分泌等,在微生态平衡时,正常微生物群对宿主具有不可替代的生理保健作用^[1]。     

《土壤微生物生态研究法》选译(二) 植物的微生物接种

在植物根和微生物之间,有共生和寄生关系,这些菌明显的定殖在根面上。有时,菌能侵入到根的内部组织,这对植物生育有明显影响。但土壤微生物中,有多数微生物还判断不出来与植物具有共生或者寄生关系。如前所述,这些菌明显地定殖在植物根面或者根内,但其作用仍不清楚。因此为了阐明微生物的作用,用分离出的单独的或多数菌进行人工接菌,阐明其对根际生态和作用是完全必要的。     

环境中微生物原位检测方法研究进展

微生物是生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,在生态系统中起着重要的作用。但在现有技术条件下可培养微生物所占比例极小,限制了微生物资源的开发利用。目前有许多方法,可以避开微生物不可培养的问题,直接对微生物进行原位检测。对此,将前人关于微生物生态的原位检测研究方法进行了综述,方便以后对这些方法的合理应用。分别从DNA水平、RNA水平和蛋白质水平,介绍了对应的原位微生物检测方法(如Brd U标记、DNA-SIP、FISH和环境转录物组等),比较了它们的优缺点,并介绍了如何将这些方法与目前流行的高通量测序、单细胞测序等技术相结合来捕获原位活性微生物组等。同时,还对这些方法的特点进行了比较,使得人们可以更清楚地了解在不同场景下对不同方法的选择。这些经过改进的新兴方法及其与其它方法的结合使用将有助于解决微生物生态学研究中出现过或即将出现的很多问题。地球上的各种生态系统复杂而庞大,包含的微生物种群也各有差异。各种原位检测方法对微生物生理生态做出了更加真实有效的描述,必将成为研究微生物生态的有力手段。     

宏基因组学在人和动物胃肠道微生物研究中的应用进展

人和动物胃肠道存在大量微生物群落,这些微生物是与宿主长期共同进化的结果,并且同宿主的健康和疾病密切相关,因此胃肠道微生物研究已成为当今的热点研究领域。宏基因组学技术在这一领域的应用,使我们不仅能够对胃肠道微生物群落结构及多样性进行分析,还能进一步深入了解其代谢功能,开发和利用潜在的微生物及其基因资源。文中结合我们的研究工作,综述了宏基因组学在人和动物胃肠道微生物研究中的应用,同时着重介绍宏基因组研究的生物信息学技术。     

追寻被“遗漏”的微生物

人类对生态环境中微生物的认识从依赖于纯培养微生物的研究阶段已进入到结合各种组学方法的微生物群落代谢机制的研究阶段.在微生物群落组成的研究中,基于“通用”引物的PCR扩增方法会“遗漏”很多种类微生物,因此需要探索一些方法,以找回这些被“遗漏”的微生物.目前生态环境中能培养的微生物种类较为有限,但是通过培养方法的改进,分离培养新的微生物或富集培养特殊功能的微生物依然是扩展微生物种类认知范围的重要途径.而且,通过元基因组数据库分析,可以了解常用的“通用”引物所不能覆盖的微生物范围,并能阐明不同生态环境中各种微生物类型的分布情况.由于元转录组中最多的是核糖体RNA,所以可通过改进的元转录组方法同时分析有活性的细菌、古生菌和真核微生物群落结构.追寻被“遗漏”的微生物不仅能扩展我们对微生物的认知范围,同时也是研究并正确理解全球物质循环过程的一个重要领域.     

环境微生物培养新技术的研究进展

遍布于地球上各种生境中的微生物具有丰富的物种多样性.迄今为止,能够在实验室条件下培养的微生物仅仅是其中的一小部分,微生物物种的绝大多数还都难以在现有培养技术和条件下进行繁殖和生长.人们把那些尚未在实验室获得培养生长的微生物称之为未培养微生物(Uncultured microorganisms).本文概述了一些制约微生物培养生长的影响因素,重点介绍了近年来出现的一些新颖独特的环境微生物培养技术和方法,包括稀释培养法、高通量培养技术、模拟自然环境的扩散盒技术、土壤基质膜装置、细胞微囊包埋技术等.此外,本文还总结了通过改善微生物培养条件、设计开发新型的微生物培养基等方面取得的令人瞩目的进展.这些新颖培养技术和培养方法的出现,显著提高了微生物的可培养性,发现和鉴定了许多新的微生物物种,极大地丰富了可培养微生物的多样性和微生物资源,并为深入研究和开发微生物奠定了良好的资源研究基础.     

微生物在石油化工中的应用

由于石油化工产业的高速发展,石油化工带来的问题也越来越多,对这些问题使用以往的解决方法不仅不能让问题的到有效解决,而且还使解决过程中产生严重的二次污染。所以就需要研究出一个切实可行的解决方法,于是,在科研机构的大量尝试下,发现微生物技术可以有效处理石油化工的一些问题,于是微生物技术在石油化工中的应用也就越来越受到重视。本文就正是对微生物技术进行分析,针对微生物技术的发展趋势,概括地阐述了微生物技术与石油化工的关系,介绍了微生物技术在石油化工中的应用。     

微生物单细胞分离方法研究进展

自然界中大多数微生物处于未培养状态,被称为“微生物暗物质”。随着微生物单细胞分离方法的不断更新,利用新技术、新方法应对微生物纯培养的挑战获得了重要进展,这些新的分离及培养策略对推动微生物资源学的发展具有重要意义。尽管宏基因组学和基因组学数据相关成果日益增多,但微生物单细胞的分离与培养对于系统研究微生物的生态功能、遗传进化等仍至关重要。本文主要概述了目前使用的或正在研发的膜扩散培养法、微流控分选、荧光激活细胞分选、单细胞拉曼分选、光镊技术、显微操作技术等单细胞分离技术的原理与应用,及其在微生物单细胞分离和培养方面的优点与不足,同时展望了这些单细胞分离技术未来的发展和应用前景。     

（超）高压对微生物的影响及其诱变效应探讨

(超)高压对微生物有多方面的影响,它不仅可使微生物细胞体积形态、细胞组分发生变化,还可使微生物的基因表达和核酸结构及其生物学功能发生改变。(超)高压的这些生物学效应,使其不仅可以应用到食品杀菌、保藏及某些加工过程,而且在微生物菌种诱变方面具有很大的应用潜力。这是因为(超)高压既然可以使核酸发生变化,那么它诱导微生物发生突变就很有可能。现从(超)高压对微生物的影响出发,并结合国内外有关实例及作者的研究工作,初步探讨其诱变育种的可行性。     

微生物源挥发性物质及其生物防治作用研究进展

近年来,人们对微生物源挥发性有机物的研究日益感兴趣,不仅因为释放挥发性物质的微生物种类超出人们现有的认识,而且这些微生物挥发性物质成分复杂、功能多样。本文从现有微生物挥发性物质收集、分析方法以及微生物挥发性物质在植物病害生物防治方面的研究进展进行综述。针对释放挥发性物质真菌和细菌的种类多样性、抗菌挥发性物质成分的多样性以及在生物防治中的应用进行了系统阐述。此外,作者还对产生挥发性物质的微生物新种类,特殊生物活性物质结构、功能、作用机制以及应用前景等研究方面提出了展望。     

未培养微生物原位培养技术研究进展

近几十年来,可培养微生物被不断重复培养和筛选,从中分离结构新颖、活性显著的化合物越来越困难,而这些可培养微生物却仅占微生物总数的1%。未培养微生物是指迄今为止在实验室中还无法纯培养的微生物(占99%)。为了解决未培养微生物问题,科学家们突破了传统的培养方式建立了新型原位培养技术。文章详细介绍了未培养微生物在自然环境中的多样性及重要性、微生物不可培养的原因,重点介绍研究策略以及基于原位培养技术原理发展起来的5种未培养微生物培养分离方法,指出了未培养微生物培养技术的发展方向以进一步促进难培养微生物资源的开发与利用。