一株嗜松青霉JP-NJ4的解磷特性

【目的】土壤中磷素供应不足是造成马尾松林地力衰退的原因之一。本研究对前期从马尾松根际土样中分离筛选出的一株解磷能力较强的嗜松青霉JP-NJ4的解无机磷及解有机磷能力进行探讨。【方法】探究嗜松青霉JP-NJ4对4种无机磷源及2种有机磷源的降解能力,并对其分泌的有机酸和酶类进行测定,对其解磷特性进行初步分析。【结果】表明JP-NJ4菌株可在4种不同无机磷源的培养基中生长,其中对磷酸钙[Ca3(PO4)2]的解磷效果最好,对4种磷源的解磷能力大小为:磷酸钙磷酸铝磷酸氢钙磷酸铁;其分泌的有机酸种类主要为葡萄糖酸、草酸及丙二酸;JP-NJ4菌株的磷酸酶活性较高,并具有一定的植酸酶活性;同时对草甘膦具有较好的生物降解功能,降解率达49.6%。【结论】嗜松青霉JP-NJ4解磷能力受磷源的结构组成影响,且解磷能力与发酵液pH值呈负相关关系;该菌株分泌的葡萄糖酸和草酸对磷酸钙及磷酸铝的溶解效果较明显。本研究供试菌株嗜松青霉JP-NJ4具有良好的解磷功能,在作为林业生物菌肥方面具有极大的应用潜力。     

纳豆芽孢杆菌产VK2菌株的NTG与N＋注入复合诱变选育

以纳豆芽孢杆菌BN-2-6为出发菌株,利用亚硝基胍（NTG）和N＋注入复合诱变选育产维生素K2的突变株。经过NTG诱变后得到突变株BN-N30—1,其维生素K2的产量提高了53％,继而采用低能N＋注入技术进行处理得到突变株BN-P15—11-1,维生素K2的产量比BN—N30—1提高了96％,比原始菌株提高了166％。结果表明,对纳豆芽孢杆菌BN-2-6进行NTG和低能N＋注入复合诱变的效果明显,突变菌株维生素K2的产量显著提高。     

高产不饱和油脂海鞘真菌桔青霉Asc-2-4的诱变选育

诱变育种是获得高产菌株,实现微生物工业化生产油脂的重要措施。以前期获得的高产不饱和油脂菌株桔青霉（Penicillium citrinum）Asc-2-4为出发菌株,利用丙二酸建立快速筛选高产不饱和脂肪酸突变菌的方法,通过紫外线 氯化锂复合诱变得到1株高产油脂突变菌Asc-2-4-1,油脂含量比出发菌株提高了92.98%。经过初步的培养基无机盐优化,其油脂得率和不饱和脂肪酸产量达到了7.10 g/L和3.84 g/L,与Asc-2-4相比,分别提高了84.42%和77.78%。结果表明,通过复合诱变选育技术可选育出高产突变菌株,选育的Asc-2-4-1可望作为产油微生物被开发利用。     

一株高效解磷肠膜明串珠菌的分离鉴定及解磷能力研究

【背景】植物根际土壤含有多种溶磷微生物,但是具有溶磷能力的肠膜明串珠菌未见报道。【目的】从脐橙根际土壤分离高效解磷菌,研究其解磷应用。【方法】通过初筛和复筛从23株菌中筛选解磷能力较强的菌株,同时采用钼蓝比色法测定磷含量。通过测定发酵液中小分子有机酸含量、磷酸酯酶酶活及pH值的变化,探究菌株的解磷机理。【结果】经过筛选得到9株具有一定解磷能力的菌株。通过菌种16S rRNA基因序列分析和生理生化实验确定其中一株菌为肠膜明串珠菌,命名为肠膜明串珠菌G7。培养基初始pH6.0、碳源为葡萄糖、氮源为硫酸铵时G7的解磷能力较佳。G7发酵过程中产生大量有机酸,而其酸性磷酸酯酶活性高于碱性磷酸酯酶。【结论】碳源、氮源以及初始pH值都能影响G7的解磷能力,其解磷能力主要缘于在发酵过程中产生了大量小分子有机酸,关于G7的解磷机理还需要更深入的研究。     

采用复合诱变方法选育高产β-半乳糖苷酶菌株

目的:研究复合诱变方法选育高产β-半乳糖苷酶菌株.方法:以马克斯克鲁维酵母为出发菌株,经过紫外线诱变及硫酸二乙酯、亚硝基胍复合诱变,从大量突变株中进行筛选.结果:成功地选育出一株高产、稳定的菌株15D,其产酶活力由出发菌的124.5U/mg提高到172.4U/mg,酶活力提高了约1.4倍.结论:该方法选育β-半乳糖苷酶菌株是有效的.     

杨树根际解无机磷细菌Mp1-Ha4的鉴定及其解磷机理

解无机磷细菌能够溶解土壤中的难溶性磷酸盐,增加土壤有效磷含量,促进植物生长。以一株杨树根际土壤中筛选得到的解无机磷细菌Mp1-Ha4为研究对象,利用分子生物学的方法对该菌株进行鉴定,测定了其对磷酸钙、磷酸铝和磷酸铁的解磷能力,并对该菌株9 d内的磷酸钙溶解动力学进行了研究。结果表明,解无机磷细菌Mp1-Ha4为一株西地西菌Cedecea sp.,其对磷酸钙的溶解能力远强于对磷酸铝和磷酸铁的溶解能力。在NBRIP液体培养基中,该菌株对磷酸钙的溶解能力达到了497.4 mg/L,在其对磷酸钙解磷过程中,培养基pH及可滴定酸度与解磷量分别呈显著负、正相关。高效液相色谱分析显示,该菌株在解磷过程中分泌了大量有机酸,主要包括α-酮戊二酸,酒石酸和苹果酸。分泌有机酸,降低环境pH可能是解无机磷细菌西地西菌(Cedecea sp.)Mp1-Ha4溶解难溶性磷酸盐的主要机制,同时该菌株对磷酸钙的高效溶解作用使其具有较大的研究和应用前景。     

草酸青霉中一个编码锌指蛋白的基因的功能鉴定

草酸青霉是自然界中常见的产纤维素酶的丝状真菌,其基因组含有多个纤维素酶基因,能够分泌完整的纤维素酶系。真菌纤维素酶基因的表达主要是在转录水平上受到调控。通过对草酸青霉野生菌株HP7-1及其高产纤维素酶突变株EU2106的转录组以及基因组进行分析,获得了一批可能与突变株酶活变高有关的候选基因。HP7A1874是其中的一个候选基因,该基因在EU2106中的表达水平下降了82%。HP7A1874编码一个锌指蛋白,锌指结构域是转录因子所具有的典型结构之一。本研究通过基因敲除获得该基因的缺失突变株△HP7A1874,测定了突变株的纤维素酶和木聚糖酶活性。结果表明,HP7A1874缺失突变株的纤维素酶和木聚糖酶活与野生型菌株相比并无显著差异,说明HP7A1874与草酸青霉纤维素酶基因的表达调控无关。     

常压室温等离子体-紫外复合诱变选育β-法尼烯高产菌株

【背景】大肠杆菌(Escherichia coli)由于生长性能优良、遗传背景清楚、遗传操作手段成熟,是合成β-法尼烯的合适生产菌,但其合成β-法尼烯的产量目前仍不能满足工业化生产的需求。【目的】通过诱变筛选技术选育β-法尼烯高产突变株。【方法】采用常压室温等离子体(atmosphericand room temperature plasma,ARTP)诱变技术和紫外线照射对出发菌株大肠杆菌EC-16进行复合诱变,并以异戊烯焦磷酸耐受性为选择压力进行平板初筛,之后进行摇瓶复筛,最后进行发酵罐验证。通过连续多代培养筛选到的高产突变菌株,观察其遗传稳定性。【结果】经复合诱变选育筛选出一株β-法尼烯高产突变株E.coliHVK-9,其产量高达22.1g/L,相比出发菌株提高了168.74%。【结论】采用ARTP-紫外复合诱变,再结合异戊烯焦磷酸抗性筛选的集成方法,使得诱变菌株的正突变率大大提高,可以有效地提高诱变菌株的β-法尼烯产量。突变株HVK-9作为工业化发酵生产菌种具有较好的遗传稳定性,为β-法尼烯的工业化生产和应用奠定了良好的基础。     

结合缺陷型菌株显色法采用离子束诱变筛选高产L-精氨酸突变株

为快速高效筛选L-精氨酸高产突变株,建立一种缺陷菌株平板显色法并采用低能N+离子束对L-精氨酸生产用菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5进行诱变处理,通过上述平板显色法筛选获得高产突变株.对突变株进行摇瓶发酵实验,最终选育出一株L-精氨酸产量较高且产酸性能比较稳定的突变菌株钝齿棒杆菌SYPA5-5-36.该菌株摇瓶发酵L-精氨酸产量可达35.85 g/L,比出发菌株提高了19.5％.因此,缺陷型菌株平板显色法可以用于快速、高效筛选高产L-精氨酸突变株.     

芝麻诱发突变技术育种研究进展

近年来,空间环境诱变、离子束辐照及核辐射传统诱变技术在我国改良农作物和发掘新基因中应用日趋活跃。诱发突变技术应用于芝麻新材料创制及新品种选育始于1950年,据国际诱变育成品种数据库的不完全统计,截至2017年3月,世界上60多个国家在217种植物上诱变了3 246个正式发布的突变品种,8个国家诱变了25个芝麻突变体,其中我国诱变5个芝麻突变体,占总量20%而位居世界第二。综述了芝麻诱变育种的成果及诱变获得的芝麻农艺性状、抗病性等性状突变,并对今后芝麻诱变育种的目标及方法进行了展望,以期为研究芝麻功能基因组学提供丰富的多样材料及芝麻种质创新提供重要的理论参考。     

一株高效溶磷伯克霍尔德菌的筛选鉴定及对马尾松幼苗的促生作用

采用标准稀释平板法从马尾松根际土中分离溶磷细菌,利用钼锑抗比色法测定溶磷细菌的溶磷特性;通过分析溶磷菌的溶磷能力与发酵液pH的关系,以及液相色谱-质谱 (HPLC-MS)联用对发酵液中有机酸的测定,探究其溶磷机制;通过对接种溶磷菌马尾松盆栽苗生长、生理、土壤养分和土壤酶活性的测定,明确溶磷菌对马尾松生长和生理的影响。结果表明: 由马尾松根际土壤中共筛选到溶磷细菌16株,其中菌株WJ27溶磷效果最优,液体培养5 d时的溶磷量达411.98 mg·L^-1。经过表型观察、生理生化鉴定和系统发育树分析,发现菌株WJ27属于伯克霍尔德菌属;其对不同磷源的溶磷特性存在差异,溶磷能力依次为: Ca₃(PO₄)₂(220.85 mg·L^-1)＞AlPO₄(182.33 mg·L^-1)＞FePO₄·2H₂O(129.19 mg·L^-1)＞CaHPO₄·2H₂O (115.23 mg·L^-1)。胞外有机酸测定结果表明,该菌株通过分泌柠檬酸、丙二酸等有机酸降低发酵液中pH,进而发挥溶磷作用;盆栽试验结果表明,接种菌株WJ27对马尾松幼苗生长、生理、土壤养分和土壤酶活性有积极作用。与对照相比,接种WJ27的马尾松的苗高、主根长、侧根数量、地上部(茎、枝、叶)鲜重、干重和根系鲜重、干重分别增加了14.3%、36.9%、56.1%、44.7%、60.0%、158.3%和100.0%;叶绿素b、总叶绿素、地上部可溶性蛋白和可溶性糖、根系活力和根系可溶性蛋白分别增加了145.8%、45.2%、206.3%、59.4%、80.5%和260.0%;根系超氧化物歧化酶、过氧化物酶和地上部过氧化氢酶的活性分别提高了71.2%、197.5%和36.6%;根际土壤中速效氮、速效钾、速效磷含量和土壤脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性分别较对照土壤显著增加18.1%、17.0%、11.9%和34.3%、45.5%、62.6%。说明接种WJ27可以改善土壤养分和土壤酶活性,进而促进马尾松幼苗的生长。     

一株高效解磷真菌新菌株的筛选鉴定及解磷特性

从辽宁省辽中县多年耕种的日光温室番茄根际土壤中筛选出一株解磷真菌,通过菌落形态特征和ITS rDNA序列对比,鉴定该菌株为草酸青霉菌的一株新菌株,将其命名为PSF1.该菌株能利用葡萄糖、蔗糖、乳糖、半乳糖、可溶性淀粉等多种碳源和硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾、尿素等多种氮源进行生长代谢并表现出较强的解磷能力,在C/N 10∶1~60∶1、初始pH 7~8的条件下生长情况较好且解磷能力较高.该菌株有很强的产酸能力,在培养过程中培养液pH由7.00~7.50下降至2.06~4.87;在4种磷源培养液中的最高解磷量分别为磷酸三钙(869.62 mg·L^-1)>磷矿粉(233.56 mg·L^-1)>磷酸铝(44.77 mg·L^-1)>磷酸铁(28.42 mg·L^-1).Pearson相关分析表明,菌株在磷酸三钙、磷矿粉和磷酸铁培养液中的解磷量与pH的变化之间呈极显著负相关关系,在磷酸铝培养液中无显著相关关系.菌株PSF1解磷能力强,生长条件广,推测其在土壤中有较强的解磷能力.     

一株伯克霍尔德菌的筛选鉴定及溶磷性能优化

为解决我国大部分耕地土壤中可溶性磷含量不足、植物生长困难的问题,本研究对一株溶磷微生物(PB)进行了筛选鉴定及溶磷性能优化。结果表明: 菌株PB属于伯克霍尔德菌。该菌具有固氮和分泌吲哚-3-乙酸(IAA)等植物促生能力,对大肠杆菌也表现出一定的抑制效果;在pH 8.0～10.0范围内,菌株PB仍然能够保持较高的活性和溶磷能力,具有良好的耐碱性;溶磷性能优化结果表明,在30 ℃、pH 7.0、180 r·min^-1条件下,以葡萄糖为碳源、硫酸铵为氮源、磷酸三钙为磷源和添加50 μmol·L^-1赖氨酸时,菌株PB的溶磷能力达到最优,溶磷量为569.33 mg·L^-1,是优化前的1.9倍。该菌代谢过程中主要分泌柠檬酸、丙二酸和葡萄糖醛酸,添加赖氨酸后其分泌的有机酸种类不变,含量明显增加。盆栽试验表明,施用 PB菌肥能够显著促进大蒜幼苗的生长,而添加赖氨酸后促进效果更明显。与对照相比,PB加赖氨酸处理苗高增长18.6%,苗直径增长16.7%,地上部分鲜重和干重分别增长15.7%和22.1%,地下部分鲜重和干重分别增长22.0%和28.7%。土壤磷含量检测结果表明,PB和PB加赖氨酸处理土壤速效磷含量分别为对照的2.1和2.3倍,表明施用PB菌肥能够提高土壤中可溶性磷含量,而添加赖氨酸可以进一步强化PB菌肥的溶磷性能。     

一株红壤溶磷菌的分离、鉴定及溶磷特性

【目的】为了提高红壤磷素利用率,探讨溶磷菌溶磷机理。【方法】利用难溶性无机盐培养基从花生根际土壤样品中分离到一株溶磷菌C5-A,结合菌落形态特征、生理生化和16S rRNA序列确定该菌株的系统发育地位;通过菌株C5-A在NBRIP液体培养基培养过程中培养液pH变化确定其溶磷能力;利用液体发酵实验测定不同的碳源、氮源对菌株C5-A溶磷的影响;通过高效液相色谱检测C5-A在不同氮源培养液中有机酸的种类和浓度。【结果】菌株C5-A鉴定为洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia),遗传稳定性较好。在FePO4和AlPO4培养液中,菌株C5-A的溶磷量和pH变化呈显著负相关;菌株C5-A对磷酸三钙、磷酸铝、磷酸铁、磷矿粉均有较强的溶解能力,最高溶磷量分别为125.79、227.34、60.02和321.15 mg/L;菌株C5-A对不同浓度的两种磷矿粉有较强的溶解能力;分别以麦芽糖和草酸铵为碳源和氮源时溶磷量最高。高效液相色谱检测出10种有机酸,分别为草酸(葡萄糖酸)、乙酸、苹果酸、琥珀酸和5种未知有机酸,然而,乙酸而非草酸似乎是影响C5-A溶磷的重要有机酸。【结论】从红壤花生根际土壤中筛选到一株对难溶性无机盐具有较强溶解能力溶的菌株C5-A,有望为开发高效红壤微生物磷肥提供种质资源。     

农杆菌介导海洋草酸青霉转化体系及聚酮合酶Pks生物学功能*

为研究南海柳珊瑚共附生草酸青霉SCSGAF0023的聚酮合酶(PKS)生物学功能,采用农杆菌介导法构建草酸青霉SCSGAF0023的Pks敲除株ΔPks,比较野生菌株及ΔPks的生长发育及环境适应性差异。以草酸青霉SCSGAF0023分生孢子为受体,p0380-hygB为双元载体,成功实现草酸青霉SCSGAF0023的遗传转化。结果表明:农杆菌浓度为OD₆₀₀=0.5,在200μmol/L 乙酰丁香酮(AS)诱导下与10⁷个/ml草酸青霉SCSGAF0023孢子于25℃共孵育时转化效率最高。基于上述转化体系,成功获得Pks敲除株ΔPks,并首次证实Pks正向调控草酸青霉SCSGAF0023产孢,但不影响其对环境的适应性。这为进一步系统研究真菌PKSs及聚酮化合物对真菌生长发育与环境适应性的影响提供素材。     

黄土高原天然和人工油松林根际土壤解磷细菌群落特征及其功能

为了揭示油松-根系微生物的互作关系及其对油松林分稳定性的影响,本研究选择陕西省黄龙县天然和人工油松林,采集油松根际与非根际土壤,测定非根际土壤化学特性,分离纯化根际土壤解磷(有机磷和无机磷)细菌,通过DNA基因测序鉴定解磷细菌,并测定解磷细菌的解磷能力。结果表明: 天然油松林非根际土壤中全碳(TC)、全氮(TN)含量以及C/N、N/P极显著高于人工油松林。2种油松根际土壤中共鉴定出20属65种解磷细菌,其中以芽孢杆菌属、链霉菌属和假单胞菌属为优势菌群;天然油松林根际解磷细菌多样性、丰富度和均匀度指数均高于人工油松林,而优势度指数低于人工油松林。链霉菌属与非根际土壤TC、TN和C/N、N/P呈正相关,而芽孢杆菌属和假单胞菌属与非根际土壤硝态氮、铵态氮、有效磷及全磷含量呈正相关。2种油松林根际土壤不同解磷细菌的解磷能力存在差异,其中天然和人工油松林根际共有的解磷细菌为假单胞菌Pseudomonas sp.34-5,其对磷酸钙的解磷能力最高,为11.40 μg·mL^-1;天然油松林根际独有的解磷细菌蕈状芽胞杆菌BF1-5对卵磷脂的解磷能力最高,为4.58 μg·mL^-1。该林区2种油松林根际解磷细菌菌群结构存在显著差异。与人工油松林相比,天然油松林根际土壤解磷细菌群落多样性更丰富且分布更均匀,解磷能力普遍高于人工林。     

Phosphonoacetic acid utilization by fungal isolates: occurrence and properties of a phosphonoacetate hydrolase in some penicillia

Among a collection of 18 fungal strains representing eight genera, only two strains (Penicillium oxalicum and P. minioluteum) were capable of growth on phosphonoacetic acid as sole phosphorous source. Enrichment liquid cultures in minimal medium with the compound as the only P-source selected four isolates, that were also identified as Penicillium spp. Phosphonoacetate metabolism did not lead to extracellular release of inorganic phosphate. In all cases phosphonoacetate hydrolase activity was detected in partially purified extracts, and a protein of the expected molecular mass reacted with polyclonal antibodies raised against the enzyme from P. oxalicum. There was no relation between phosphonoacetate hydrolase specific activity and growth rate or yield. Phosphonoacetic acid was the inducer of the hydrolase, independently of the concurrent availability of inorganic phosphate. Notwithstanding this, the utilization of the phosphonate was significantly inhibited in the presence of phosphate, suggesting an interference of the latter with phosphonoacetic acid uptake.     

拉恩氏菌W25对缓冲容量的响应及其产酸特性

【目的】进一步了解拉恩氏菌W25的溶磷机理和对土壤缓冲容量的响应。【方法】在液体摇瓶培养过程中,采用调节培养液pH的方法研究模拟土壤的缓冲容量对拉恩氏菌W25溶磷量的影响;通过单因子试验和HPLC相结合的方法,研究不同碳源、磷源条件下W25的溶磷能力及产酸特性。【结果】拉恩氏菌W25在磷酸三钙培养液中培养120 h后有效磷含量达到最大值,培养液有效磷含量与培养液pH变化之间呈极显著负相关性(P<0.01);W25在培养第48?96 h具有较强的缓冲能力,培养液有效磷含量加碱处理与未加碱处理差异不显著(P<0.05),从第120 h开始,缓冲能力开始减弱,在168 h后基本丧失了缓冲能力;W25在不同碳源条件下溶磷能力差异显著(P<0.05),依次为葡萄糖>乳糖>蔗糖>甘露醇>淀粉,不同磷源中培养液有效磷含量差异极显著(P<0.01),依次为磷酸三钙>磷酸铁>磷酸铝>磷矿粉;不同碳源、磷源条件下W25培养液中有机酸的种类和浓度差异较大,W25溶磷能力的大小不仅与产酸的种类有关,而且也与产酸的浓度有关。【结论】研究结果为更深入研究拉恩氏菌溶磷机理提供条件,为拉恩氏菌的应用提供理论基础。