极地微生物资源的研究现状及挑战

南极和北极区域存在着苔原、冻土、海洋、冰川、湖泊和高山等多种地质地貌,其低温、干燥、强辐射和贫瘠等环境形成了独特而多样化的微生物群落,是微生物资源的宝库。本文对极地微生物的低温酶、多糖以及其代谢产物(抗菌活性物质、表面活性剂、色素、挥发性有机物等)的功能和应用进行了概述,综述了极地微生物及其模式菌株的种类和保藏量,以及极地微生物专利申请和相关研究机构的现况,探讨了在极地微生物勘探中关于可培养性、宏基因组方法以及大数据的挑战。     

极地陆域微生物多样性研究进展

极地是指高纬度、高海拔地区,包括南极(60°S以南)、北极(60°N以北)和被称为“第三极”的青藏高原地区(平均海拔4,500 m).这些地区气温极低、养分极度贫乏,生态系统非常脆弱,对全球气候变化极为敏感,该地区生态系统一旦破坏将很难恢复.尽管极地地区自然条件恶劣,但在这些极端环境中栖息着大量微生物,是元素生物地球化学循环的主要驱动者,对极地生态系统的构建和维持具有非常重要的作用.本文综述了极地土壤、湖泊和冰川等陆域环境微生物研究进展.在这些极地环境中,目前已发现了Acidobacteria,Actinobacteria,Bacteroidetes,Cyanobacteria和Firmicutes等类群,这些微生物具有嗜盐/耐盐及耐低温等特征.我国在极地微生物生态学研究方面落后于发达国家,建议优先发展较易到达的青藏高原地区微生物生态学长期定位观测,这将有助于较快提升我国极地微生物多样性研究水平,深入了解极端生命过程及其生态学效应.     

低温微生物修复石油烃类污染土壤研究进展

耐冷菌、嗜冷菌等低温微生物广泛存在于极地、高山以及高纬度等土壤环境中,是石油烃类污染物在低温条件下降解与转化的重要微生物资源.利用低温微生物的独特优势,石油污染土壤的低温生物修复技术的研究成为当前热点领域.本文系统综述了低温石油烃降解菌的分类及冷适机制,低温微生物对不同类型石油烃组分的降解特征和降解机理,低温环境中接种降解菌、添加营养物质和表面活性剂等强化技术在石油污染土壤中生物修复的应用.以及微生物分子生物学技术在低温微生物降解石油烃的研究现状,为拓展我国石油污染土壤生物修复技术提供参考.     

深海微生物的研究与开发

深海是全球最大的独立生态系统,其中蕴涵着丰富并且独特的微生物资源有待我们开发。对深海微生物及其所处生态系统的研究将提升我们对地球早期环境及其变化过程的认识,为研究生命起源,甚至探索域外生命或其他潜在生命形式提供新的线索。对深海微生物研究开发的历史和进展进行了概述,并对这一研究领域的前沿及影响进行了讨论。     

极端微生物及其应用研究进展

极端微生物是指在高/低温、高/低pH、高盐、高压等极端环境条件下生存的微生物.特殊的生存条件导致其具有特殊的遗传背景和代谢途径,并可产生功能特殊的酶类和活性物质.随着系统生物学和合成生物学技术的发展,极端微生物作为一类特殊的微生物群体,在生物医疗、生物能源和生物材料等领域具有巨大的应用潜力.极端微生物相关研究也对生命起...     

极地微生物 —— 新天然药物的潜在来源

微生物是极地生态系统的重要组成部分.由于极地独特的地理、气候及环境特点,极地微生物所具有的新颖性与多样性,在科学研究、应用开发等方面都具有重要价值,并逐渐受到人们的广泛关注.有关极地微生物的资源勘探与代谢活性产物研究,已成为国际微生物学研究的热点之一.结合笔者的工作实践,对近年来极地微生物资源的勘探与收集情况进行了介绍,并着重对以医药与生物农药等为目标的极地微生物产活性化合物的研究现状进行了概述,同时还对目前一些影响研究工作开展的限制因素进行了讨论.可以预见,针对极地微生物资源的研究开发工作,将会给新型天然药物的筛选与发现带来新的机遇与突破.     

冷激蛋白在极地微生物冷适应中的作用

冷激蛋白对极地微生物的低温生境适应性起着重要作用。该介绍了冷激蛋白的广泛性、冷激特性与功能,以及冷诱导调控研究的最新进展。     

低温微生物及其酶类的研究概况

广泛分布在地球寒冷生境 ,如南北两极、高山、深海以及冰川中的低温微生物 ,不但为研究低温生态系统、生命起源与进化以及生物适冷机制提供了丰富的材料 ,同时在生物工程方面也具有潜在的巨大开发价值。国内外越来越多的科研人员对低温微生物及其产物的研究表现出了浓厚的兴趣。关于细胞膜和低温酶的研究 ,是目前微生物适冷机制研究中的 2个热点。就低温微生物的研究现状和适冷机制以及低温酶类的研究进行了综述。     

低温微生物的冷适应机理及其应用

低温微生物广泛分布于极地、冰川、永久冻土和深海等寒冷环境,其冷适应能力是多种机理共同作用的结果,包括酶的低温催化活性、低温下膜流动性的保持、冷休克蛋白、抗冻蛋白以及抗冻保护剂等.低温微生物主要应用于催化低温发酵、表达热不稳定蛋白质、生产抗冻保护剂和冬季治理污水等领域.     

海绵微生物生物活性物质的研究进展

海绵独特的摄食、滤食系统使其体内体表富集了大量的微生物,这些微生物能够产生多种结构新颖的生物活性物质,对海绵微生物的研究正在成为开发海洋药物资源的重要内容之一。本文概述了近十年来对海绵微生物生物活性物质的化学成分和生物活性的研究进展。     

海洋微生物资源及其产生生物活性代谢产物的研究

海洋微生物,尤其海洋细菌以其分类的多样性和规模而言,作为生物活性物质产生菌的潜力是巨大的。海洋微生物研究依据分离菌的生境来源可分为海水、沉积物、共栖、共生和深海菌群。生境的不同,不但影响菌群的分布,而且影响微生物代谢产物的合成。从报道的研究结果看,沉积物细菌、共栖细菌和共生细菌是海洋微生物天然药物筛选的重要来源。目前海洋微生物生物活性代谢产物资源的研究仍主要限制在那些在“标准”条件下易于生长和培养的微生物类群。本文对海洋微生物资源产生的生物活性物质的研究进展进行了综述。     

土壤中的微生物

在初中生物学教学中 ,微生物知识的教学一直注重教师简单的介绍和学生表面化的了解上 ,学生只能通过装片的显微观察和挂图来了解微生物是一种身体微小 ,结构简单的生物。这样的学习很难让学生认识到微生物也像其他生物一样有着各种形式的生命活动 ,也有新陈代谢 ,也会吸入 O2 ,呼出 CO2 。同时这样的学习也很难让学生将所学的知识与生活实际相结合 ,比如真正了解微生物与人类生活的关系 ,微生物与土壤的关系 ,为什么过多化学药品的使用既威胁到微生物也威胁了人类的生活。为了改变这种介绍微生物学的方式 ,达到学习与动手实践相结合的目的…     

海洋微生物资源的开发与利用

21世纪人类社会面临“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战 ,随着陆地资源的日趋减少 ,开发海洋 ,向海洋索取资源 ,尤其是海洋微生物资源越来越受到人们关注。将从海洋微生物多样性、海洋药物及保健功能的生物活性物质、海洋极端酶、海洋微生物在消除海洋污染物等方面给予介绍。     

极端环境中的低温微生物及其应用

在地球这个大的生态系统中存着着广泛的低温环境,低温微生物就生活在这些特殊的生态环境中,对其进行研究既可丰富生物多样性的研究内容,还可以利用其特殊的基因及产物服务于人类,也是利用生物资源的重要方面,简述了低温微生物的生态分布,适用低温的分子机制及其环境保护、食品、医药等从个领域中的开发应用前景。     

黑茶微生物学研究进展

黑茶中存在着大量的生物活性物质,主要是黑茶加工过程中微生物作用所致。就黑茶加工过程中的主要微生物、微生物的酶促作用及其品质形成机理进行综述。     

产低温蛋白酶极地菌株的筛选及Pseudoalteromonas sp. QI-1产蛋白酶粗酶性质

通过酪蛋白平板法从实验室极地微生物资源库中筛选到130株在低温条件(4℃)下具有蛋白酶活性的菌株,并对部分酪蛋白水解圈较大的菌株进行了酶活测定和系统发育分析。发现酶活较高的8株菌分别属于假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、科尔韦尔氏菌属(Colwellia)、希瓦氏菌属(Shewanella)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)。选择低温蛋白酶活性较高的菌株Pseudoalteromonas sp.QI-1为研究对象,以酪蛋白为反应底物对其所产低温蛋白酶粗酶酶性质进行初步研究。结果表明:QI-1低温蛋白酶酶活最适反应温度为40℃,在0℃时保持10%的相对酶活,酶活最适反应pH为10.0;其催化作用不需要金属离子的参与;热稳定性极差,在60℃放置15 min即完全失活。     

低温微生物适应低温的分子机制

根据Ｍｏｒｉｔａ和Ｒｕｓｓｅｌ的定义 ,低温微生物可分为两类 :一类是其最高生长温度低于2 0℃的微生物称嗜冷菌 (ｐｓｙｃｈｒｏｐｈｉｌｅｓ) ,另一类是指在 0～ 40℃可以生长的微生物称耐冷菌 (ｐｓｙｃｈｒｏｔｒｏｐｈｓ)。这些微生物体内的温度与环境温度很接近。尽管低温对生化反应有着强烈的负效应 ,但低温微生物在低温下却能成功地生长与繁殖 ,它们因此产生了各种各样的适应机制 ,主要是细胞膜、蛋白质、酶分子水平上发生了精细的组成和结构的变化[1] ,因此弥补了低温对生长的有害影响。催化生物体内所有生化反应的酶是生物体适…     

海洋微生物生物活性物质的研究进展

海洋微生物是海洋生物的重要组成部分.研究结果表明,海洋微生物产生的生物活性物质种类丰富, 主要包括抗肿瘤抗病毒物质、抗生素、生物毒素、酶类、酶抑制剂、多糖、不饱和脂肪酸等等.对海洋细菌、海洋真菌和海洋放线菌所产生的抗菌活性物质和抗肿瘤活性物质进行了综述.     

海洋微生物学：新机遇，新挑战

海洋占地球表面积的71%,海洋微生物对海洋及人类的生活有重大影响。由于特殊的生存环境,海洋微生物能产生陆栖微生物所不能产生的结构新颖、作用特殊的生物活性物质,有潜力应用于医疗、食品、环境保护等各个领域。海洋微生物研究充满了新的机遇,同时也面临着新的挑战。《微生物学通报》本期推出了"海洋微生物学主题刊",旨在展现我国海洋微生物学研究的最新进展和成果,促进我国海洋微生物学的交流和发展。     

低温微生物在污水处理中的应用分析

低温微生物作为极端环境微生物研究的一大热点,自20世纪70年代以来,其研究应用就得到了越来越广泛的关注。低温微生物凭借一系列耐冷机制,可有效抵御低温对其细胞生存生长的胁迫,保障其在低温环境下仍能够生存繁殖。文章首先阐述了低温微生物的相关内涵及其适冷机制,然后探讨了低温微生物在污水处理中的实际应用,以期为低温微生物在实际生产生活中的应用提供参考。