敦煌莫高窟中细菌多样性的研究

【目的】通过对敦煌莫高窟内细菌多样性及生理生化特征的分析,为壁画微生物病害防治提供试验依据。【方法】采用纯培养与16S rDNA等技术对莫高窟245#窟内空气样品、壁画样品进行分析,并在培养基中添加壁画颜料测试其对细菌生长的影响。【结果】分离出可培养细菌76株,分属于8个属。其中空气中有6个属,分别为Bacillus、Arthrobacter、Pseudomonas、Acinetobacter、Enterobacter、Kocuria,优势菌为Bacillus、Arthrobacter。壁画上有Bacillus、Arthrobacter、Paenibacillus、Erythrobacter 4个属,优势菌为Bacillus、Arthrobacter;并发现DHXJ05(Enterobacteriaceae)、DHXJ08(Bacillaceae)、DHXJ15(Erythrobacteraceae)、DHXJ16(Bacillaceae)和DHXJ17(Bacillaceae)能在含有铁红、铅丹、朱砂的环境中良好生长。【结论】为后期研究壁画颜料的变色机理及选择相应的细菌防治制剂提供了条件。     

环磷酸腺苷对太湖界面沉积物可培养细菌多样性的影响

【背景】环境细菌可培养率只有1%,菌间的信息交流是限制培养效率的一个重要原因。细胞间信息传递的"第二信使"——环磷酸腺苷(cAMP)是细菌感知和应对外界变化时使用广泛的物质。【目的】研究cAMP诱导培养下的细菌种群组成变化,以探讨对微生物可培养性的影响,为提高细菌可培养率和菌种资源开发提供参考。【方法】以太湖沉积物为对象,结合高通量测序和分离培养方法解析样品中细菌的多样性。【结果】高通量测序的物种组成分析结果表明,cAMP作用下诱导出60个不同于对照组的OTU(Operational taxonomic unit),其中显著差异的是变形菌门和拟杆菌门,前者提高4.08%,后者降低3.36%,非常显著差异的是疣微菌门。在属分类水平有8个显著差异的菌属,2个非常显著差异的菌属(气单胞菌属和Trichococcus)。分离培养结果显示,cAMP诱导下CFU(Colony-forming unit)提高至1.6倍,诱导培养出微小杆菌属(Exiquobacterium)、微杆菌属(Microbacterium)、热单胞菌属(Thermomonas)、Lacibacter、Pedobacter、Massilia、Kocuria和Arthrobacter。【结论】从高通量结果可知cAMP对变形菌门的菌株生长有显著促进作用,而分离培养结果表明,cAMP提高微小杆菌属、微杆菌属、热单胞菌属、Lacibacter、Pedobacter、Massilia、Kocuria和Arthrobacter的可培养性。     

黑龙江大豆胞囊线虫胞囊可培养细菌多样性

【目的】了解黑龙江省大豆田大豆胞囊线虫胞囊可培养细菌的多样性。【方法】运用稀释平板法和16SrDNA基因序列的系统发育分析对胞囊可培养细菌多样性进行研究。【结果】用NA培养基从胞囊上分离90株具有不同菌落形态的细菌。16S rDNA序列分析结果表明:90株菌株分属于7个属22个种。46株属于变形菌门γ亚群(Gammaproteobacteria),32株属于厚壁菌门(Firmicutes),10株属于变形菌门β亚群(Betaproteobacteria),2株属于变形菌门ɑ亚群(Alphaproteobacteria)。假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。【结果】黑龙江省大豆胞囊线虫胞囊中存在丰富的细菌物种多样性,这些细菌对大豆胞囊线虫可能具有一定的生理生态作用。     

织金洞钟乳石沉积物表面可培养细菌多样性和网络分析

【背景】洞穴环境中蕴含丰富而独特的细菌资源,对洞穴环境中细菌的分离培养有助于了解洞穴细菌多样性及细菌资源的挖掘和利用。【目的】利用不同培养基分离细菌,探究钟乳石表面可培养细菌的多样性及其种间互作关系。【方法】通过11种培养基对织金洞内钟乳石沉积物表面的细菌进行分离纯化,并利用16S rRNA基因序列分析初步确定分离菌株的分类地位。在R软件下,通过Bipartite包分析可培养细菌属间的相互作用。【结果】从钟乳石沉积物表面共分离出206株细菌,它们隶属于4门25属45种,香农(Shannon)指数为4.78,辛普森(Simpson)指数为0.95。变形菌门(Proteobacteria)和芽孢杆菌属(Bacillus)分别为样品中可培养细菌的优势门(47.09%)和优势属(29.61%)。无机寡营养培养基有助于洞穴钟乳石沉积物细菌的分离。属水平-采样点网络分析表明,可培养细菌分布具有非随机、显著的嵌套性。芽孢杆菌属(Bacillus)、德沃斯氏菌属(Devosia)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、节杆菌属(Arthrobacter)和短杆菌属(Brevibacterium)在细菌群落中存在较多的有效合作值(Effective Partners)和亲密度(Closeness),被其他细菌所依赖程度(Species Strength)较高,是该群落中的重要组成类群。【结论】织金洞内钟乳石沉积物表面存在丰富的细菌资源,分析细菌类群在群落中的作用应结合细菌相对丰度和网络分析。     

南京小龙山钾矿区植物根际可培养细菌的遗传多样性分析

摘要:【目的】矿区优势植物可培养细菌生物多样性研究将有助于了解植物根际细菌与矿物,植物根系相互作用及对矿物风化和土壤形成的重要影响。【方法】采用纯培养法分离南京小龙山废钾矿区野生植物野塘蒿,千金子和栽培植物甘薯根内与根周围土壤的可培养细菌, 通过16S rDNA限制性酶切多态性分析(amplified rDNA restriction analysis, ARDRA)和16S rDNA序列分析研究了可培养细菌的多样性。【结果】分离纯化到60株具不同菌落形态的可培养细菌, 在60%相似水平上可分为18个OTU. 19株代表菌株分别属于3个门, 10个科, 11个属。多数菌株属于变形菌门(α-proteobacteria, 4株, 21.1%; β-proteobacteria, 2株, 10.5%; γ-proteobacteria, 6株, 31.6%)。假单胞菌属(Pseudomonas), 泛菌属(Pantoea)和根瘤菌属(Rhizobium)为优势种群。【结论】小龙山废矿区优势植物根围具有丰富的微生物种群多样性。     

东南极格罗夫山土壤可培养细菌的分离鉴定及其产胞外酶和抗菌活性北大核心CSCD

【目的】获得东南极格罗夫山地区土壤中可培养细菌组成信息,分析菌株胞外水解酶产生及抗菌活性情况。【方法】稀释直接涂布平板法获得可培养细菌菌株并根据其16S rRNA基因序列对其进行系统发育分析。平板法初步鉴定菌株的胞外酶产生情况,琼脂块法分析菌株对5种供试菌的抗性。【结果】所有土壤样品共分离出39株可培养细菌,分属于厚壁菌门(Firmicutes,19株,48.7%)、变形菌门(Proteobacteria,分属于α-、β-、γ-变形菌纲,共计10株,25.6%)、放线菌门(Actinobacteria,8株,20.5%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,1株,2.6%)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus,1株,2.6%)等5门20个菌属,优势菌属为芽孢杆菌(Bacillus)。不同冻存温度的土壤样品分离菌株有所不同。33株细菌具有至少一种的胞外酶活力,其中产淀粉酶的菌株最多(25株,64.1%)。6株细菌可抑制至少一种供试菌的生长。【结论】格罗夫山土壤可培养细菌组成在大分类上与南极其他地区一致,但在属的水平上有所不同。分离出的具有胞外酶活性和抗菌活性的适冷菌株为进一步开发利用南极低温酶和抗菌活性物质提供了良好的菌种资源。     

免培养法研究野生川金丝猴肠道内生细菌多样性

【目的】了解野生川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)肠道内生细菌的组成及其多样性。【方法】提取川金丝猴肠道内生细菌总DNA,选用细菌通用引物799F和1492R对总DNA进行16S rRNA基因特异性扩增,构建川金丝猴肠道内生细菌16S rRNA基因克隆文库,对阳性克隆进行限制性内切酶片段长度多态性(PCR-RFLP)分析,并对HaeⅢ酶切带谱菌株进行测序,构建系统发育树。【结果】根据酶切带谱分析和测序结果,将随机挑取的157个阳性克隆归为27个不同的可操作分类单元(OTUs)。系统发育分析表明这些克隆序列有62.10%属于厚壁菌门(Firmicutes),其中包括梭菌属(Clostridium)、Cellulosilyticum属、Robinsoniella属、Anaerofustis属、Blautia属和Anaerovorax属,有37.90%属于未培养细菌。【结论】川金丝猴肠道内生细菌多样性丰富,并且可能存在新的分类单元。     

对叶榕榕果内生细菌分离鉴定及抑菌活性的研究

【目的】为植物-内生细菌的生态关系研究, 以及植物内生细菌资源的利用提供一定的依据。【方法】采用微生物学传统分离培养的方法从对叶榕果实中分离到内生细菌54株, 通过限制性酶切分析(ARDRA)共有16个操作分类单元(Operational taxonomic units, OTUs), 对16株代表菌株16S rDNA序列系统发育分析。【结果】16个菌株都找到了与其相似性最高的菌株, 相似性达到95%?100%。其中6株为芽孢杆菌Bacillus属, 为对叶榕果实内生细菌优势菌属; 3株为Staphylococcus属, 2株为Pseudomonas属, 1株为Serrata属, 1株为非培养细菌的同源菌, 1株为Kocuria属, 1株为Delftia属, 还有1株为Acinetobacter属。【结论】这16株内生菌在系统发育树中明显聚为两大支; 在参与抑菌试验的14株内生菌中, 有13株对受试菌有不同程度的拮抗作用。尤其是其中的芽孢菌属的Swx15和不动杆菌属的Swx25菌株, 抑菌作用较强, 且有较广的抑菌谱性。     

中国南海沉积环境可培养细菌多样性研究

【目的】探索海洋沉积环境中可培养细菌的多样性。【方法】采用纯培养分离及16S rRNA基因序列鉴定的方法,对我国南海海域20个沉积物样品进行细菌多样性分析。【结果】共获得200株细菌,分属于47个属,99个种。经系统进化分析,可培养菌株主要分布于4个类群:厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),优势类群为Firmicutes,其中芽孢杆菌属(Bacillus)所占比例为55.6%;而Actinobacteria和Bacteroidetes两个类群获得菌株较少;在Firmicutes和Actinobacteria两个类群中发现8个潜在新种和3个潜在新属级类群。【结论】初步研究结果表明,南海海洋沉积环境可培养微生物资源丰富,新物种资源多样;其中,芽孢杆菌为海洋沉积环境中的优势类群,随着样品深度的增加,细菌多样性呈现递减的趋势,深度可能是影响细菌多样性的一个重要因素;其次,分离培养基和分离方法直接关系到样品中可培养微生物多样性的发现,有待深入研究。     

黄瓜初花期与结瓜期叶片可培养内生细菌多样性研究

【目的】研究黄瓜初花和结瓜两个生长期叶片可培养内生细菌的多样性。【方法】采用叶片表面消毒、菌种分离、16S rDNA序列扩增和系统发育分析进行了系统研究。【结果】两时期黄瓜内生细菌的种类、数量及优势菌的种类都有明显差异。初花期叶片含菌量为(2.6±0.18)106CFU/g鲜重,分离出的38株内生细菌分别属于短小杆菌属(Curtobacterium sp.)、节杆菌属(Arthrobacter sp.)、微杆菌属(Microbacterium sp.)等14个已知属,其中优势种类为短小杆菌属菌株;结瓜期叶片含菌量为(5.2±0.42)105CFU/g鲜重,分离出的43株内生菌分别属于泛菌属(Pantoea sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)等11个已知属,其中优势种类为泛菌属菌株。【结论】初花期内生菌含量是结瓜期的5倍,两时期内生菌的种类表现出很强的差异,体现出黄瓜不同生育期可培养内生菌数量和种类的多样性,相关研究为黄瓜促生内生细菌的理论探索和生产应用提供一定的研究基础。     

泥浸汁对太湖沉积物中的好氧可培养细菌多样性的影响

【目的】研究添加泥浸汁与否对太湖沉积物中可培养细菌的影响。【方法】采用R2A培养基和添加泥浸汁R2A培养基对沉积物中细菌进行分离培养,16S r RNA基因系统发育分析比较种群结构。【结果】培养基中添加泥浸汁,可使可培养细菌的种类数量增加到1.6倍。16S r RNA基因序列分析表明,培养的优势细菌类群存在明显差别。R2A培养基上生长的细菌主要为厚壁菌门(52%)、放线菌门(24%)、变形菌门(20%)和拟杆菌门(4%),其中大部分细菌与芽孢杆菌属、假单胞菌属、节杆菌属等关系密切;而添加泥浸汁的R2A培养基上生长的细菌则主要为变形菌门(40%)、放线菌门(35%)、厚壁菌门(22.5%)和拟杆菌门(2.5%),与鞘脂单胞菌属、芽孢杆菌属、副球菌属、节杆菌属等关系密切。【结论】添加泥浸汁原始营养因子可提高沉积物中可培养细菌的多样性,提高菌种可培养效率。     

橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构分析

【目的】研究橘小实蝇(Bactrocera dorsalis) 3个种群(实验室正常喂养种群、实验室无菌糖水喂养种群和野生种群)成虫肠道可培养细菌的群落结构组成。【方法】利用16S rRNA基因的聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析技术,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定细菌种类。【结果】从橘小实蝇3个种群成虫肠道600株可培养细菌得到53种不同细菌遗传型,分属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)和芽孢杆菌科(Bacillaceae)等3个科。其中肠杆菌科是肠道可培养细菌最优势的细菌种类。同样以序列相似性大于97%的菌株归为相同的细菌种类为标准,找到了橘小实蝇3个种群可培养细菌的共有菌种,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定,确定共有菌种为肠杆菌属5株,克雷伯氏菌属2株,柠檬酸杆菌属1株,泛菌属1株,肠球菌属2株,以及芽孢杆菌属4株。【结论】通过研究橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构组成,可为探讨肠道菌群对寄主的生理功能和生态学意义奠定基础,最终为利用微生物防治此类害虫提供新思路。     

Bacterial Diversity in Linglong Gold Mine,China

Bacteria have been actively regulating cycles of various elements in the environment. To explore the potential bacterial role in gold biogeochemical cycling, this study analyzed the bacterial diversity of mine rock (MR) and surface soil (SS) samples from Linglong gold mine using 16S rRNA gene clone library analysis and cultivation method. From MR, 24 operational taxonomic units (OTUs) were identified from MR, covering 3 phyla and 18 genera. Meanwhile, 24 OTUs were identified from SS, including 4 phyla and 18 genera. Compared with 16S rRNA gene clone library analysis, 28 aerobic and 34 anaerobic isolates were obtained, whereas 26 aerobic and 71 anaerobic strains were isolated from SS. The cultivable bacteria were affiliated with Firmicutes, Proteobacteria and Actinobacteria phyla, and dominated by Firmicutes. These results underscore the high level of bacterial diversity in the gold mine. Our study provides information on the microbial diversity in Linglong gold mine and sheds light on the existence and potential function of bacteria in the gold biogeochemical cycling.     

河南叶县岩盐可培养中度嗜盐菌的多样性

【背景】嗜盐微生物因为独特的生理和代谢特征而对高盐环境有着良好的适应能力,在环境污染治理、酶制剂等领域具有很高的应用和研究价值,是一类重要的极端环境微生物资源。【目的】为了更好地认识我国岩盐微生物的多样性,开发和利用嗜盐微生物资源,积累丰富的微生物菌种资源。【方法】在5%和10%的盐度下,使用Alkaline oligotrophic medium (AOM)、Neutral haloarchaeal medium (NHM)、diluted modified marine agar (dmMA)和ISP3 medium (ISP3)四种培养基,分离和纯化河南叶县岩盐矿的卤水和盐土中的嗜盐菌,使用细菌通用引物27F和1492R扩增和测序纯化菌株的16S rRNA基因,使用EzBioCloud和NCBI上的Blast比对进行分子鉴定,使用Mega 5.0进行遗传进化分析。【结果】从河南叶县岩盐卤水和盐土中一共分离和纯化到78株细菌,菌株16S rRNA基因序列显示它们来自3个门：厚壁菌门(Firmicutes)的Bacillus 26株、Halobacillus 30株、Oceanobacillus 10株和Staphylococcus 1株;变形菌门(Proteobacteria)的Sphingomonas 3株和Halomonas 5株;放线菌门(Actinobacteria)的Brevibacterium 3株。Halobacillus和Bacillus的细菌在叶县岩盐可培养中度嗜盐菌中具有较高的丰度。AOM培养基分离出了最多5个属的细菌,并且仅从AOM培养基分离出了Sphingomonas和Brevibacterium的细菌;另外,仅从ISP3分离出了Oceanobacillus的细菌;4种培养基都培养出了Halobacillus和Bacillus的细菌。来自卤水的有Bacillus、Halobacillus、Oceanobacillus、Sphingomonas和Staphylococcus;来自盐土有Bacillus、Brevibacterium、Halomonas。另外,5%和10%两个盐度下都纯化出Bacillus、Brevibacterium、Halobacillus和Sphingomonas;仅在10%的盐度下纯化到Halomonas和Oceanobacillus的细菌;仅在5%的盐度下培养出一株Staphylococcus。【结论】揭示了河南叶县岩盐可培养中度嗜盐菌的多样性,发现Halobacillus和Bacillus在可分离培养的中度嗜盐菌中具有较高的丰度,为深入开展岩盐嗜盐微生物研究积累了较为丰富的微生物菌株资源。     

安徽定远盐矿可培养嗜盐微生物多样性

【背景】嗜盐微生物多生活于高盐环境,具有独特的生理代谢特征,是一类重要的极端环境微生物资源。【目的】为更好地认识我国陆相盐矿的嗜盐微生物多样性组成,更好地开发利用嗜盐微生物资源积累丰富的微生物菌种。【方法】对安徽定远盐矿盐芯样品进行嗜盐微生物的纯培养分离,并对所分离菌株进行基于16SrRNA基因的测序和序列相似性分析,并对所分离菌株进行物种多样性分析。在此基础上,对代表菌株进行菌落形态和耐盐度及酶活测定。【结果】通过纯培养共分离获得了嗜盐微生物264株,其中嗜盐古菌150株,占56.8%;嗜盐细菌114株,占43.2%。嗜盐古菌物种分别来自于Halorubrum、 Halopenitus、 Haloterrigena、 Natrinema、 Natronoarchaeum和Natronomonas等6个属;嗜盐细菌物种分别来自于Pseudomonas、Aliifodinibius、Halobacillus、Halomonas和Halospina等5个属。通过代表菌株的酶活平板检测,发现产胞外蛋白酶菌株1株,酯酶1株,淀粉酶2株;能液化明胶菌株2株。在物种多样性组成方面,发现嗜盐古菌的物种多样性指数高于嗜盐细菌。【结论】本研究对我国安徽定远陆相盐矿的可培养嗜盐微生物多样性进行探究,积累了丰富的嗜盐微生物菌株资源。     

不同品种苹果树内生细菌群落多样性及功能

【背景】目前苹果树内生细菌的研究较多,但对不同品种苹果树内生细菌群落多样性分析比较的相关报道还较少。【目的】通过分析比较新疆本地和吉尔吉斯斯坦引进的8个不同品种苹果树内生细菌群落多样性的差异,可以充分挖掘其蕴含的丰富微生物资源。【方法】采用MiSeq高通量测序技术分别测定不同品种苹果树内生细菌群落16S rRNA基因V3-V4区序列并进行生物信息学分析。【结果】不同品种苹果树中获得的V3-V4区有效序列数在61487-71583条之间,聚成24-92个操作分类单元(operationaltaxonomicunit,OTU),Shannon指数和Simpson指数分别在0.729-1.177和0.265-0.457之间,新疆本地品种的苹果树内生细菌种类和多样性高于吉尔吉斯斯坦品种。内生细菌种群分析结果表明,变形菌门和放线菌门的OTU总计分别覆盖了不同品种苹果树内生细菌的61.16%-97.08%,为苹果树的主要优势细菌门。优势细菌属数目、组成及其丰度随苹果品种的不同而有所差异。马赛菌属(Massilia)和节杆菌属(Arthrobacter)的总丰度最高,其丰度分别在6.06%-71.37%、1.29%-17.86%之间,且优势细菌属中存在具有一定促生抗逆或与降解环境有毒有害物质相关的有益功能性状的微生物类群。群落功能预测分析初步显示不同品种的苹果树内生细菌群落功能有所差异,新疆本地品种微生物群落的功能信息多于吉尔吉斯斯坦品种,主要体现在化能异养、需氧化能异养、尿素分解、砷酸盐解毒和异化砷还原等功能方面。此外,这8个品种苹果树内生菌中可能还存在大量的未知属,其范围在13.74%-69.60%之间。【结论】不同品种苹果树内生细菌群落多样性较为丰富,种群组成和功能存在较大差异,且潜在分类信息也给新的微生物资源挖掘和功能分析提供线索,值得进一步研究。     

Bacterial Diversity in Mine Tailings Compared by Cultivation and Cultivation-independent Methods and their Resistance to Lead and Cadmium

To examine bacterial community composition in rhizosphere of plants colonizing on mine tailings and phylogenetic differences between subcommunities resistant to different metals, we constructed four clone libraries of 16S rDNA sequences. One was amplified directly from tailing microbial DNA (named as Ci library) and three from cultures on the plates containing of 0.5 mM CdCl(2) (Cd library), 2 mM Pb (NO(3))(2) (Pb library), and without any metals (Cw library). In total, nine bacterial divisions and two unclassified groups were identified from 352 clones of these libraries. Ci clones covered eight divisions, whereas all cultivable clones only covered four divisions. Thus, Ci library provided more phylogenetic diversity than cultivable libraries. However, the microbes represented by the cultivable clones were more similar to previously described bacteria than those represented by Ci clones. All Ci clones were not found in three cultivable libraries. Cd library were exclusively Gram-negative bacteria of Acinetobacter, Ralstonia, Comamonas, and Chryseobacterium. Meanwhile, dominant Gram-positive bacteria in Pb library, Paenibacillus and Bacillus, were also not found in Cd library. Our data indicate that phylogenetic structure was very different from those in acid mine drainage. Meanwhile, tailings harbored phylogenetically distinct subcommunities resistant to Pb and Cd.