影响微生物接种剂发挥作用的因素

大量施用化肥不仅造成了环境污染,而且也是一个能源消耗的问题.在生态农业中,通过向土壤中接种有益微生物部分替代化肥已是科学家研究的热点.微生物通过活化土壤养分、抑制病原菌、降解有毒污染物等方式发挥作用,然而,微生物要发挥功效必须在土壤中能够定殖.本文主要针对国内外在影响微生物根际定殖的因素以及影响引入微生物活性的因素两方面的研究进行综述,同时强调对接种剂引入所引起的生物种群及生态环境变化应予以重视.     

土壤有益细菌在植物根际竞争定殖的影响因素

在土壤有益微生物应用于生物肥料、生物杀虫剂、植物生长刺激剂和生物处理剂的过程中,根际定殖具有重要作用。细菌在植物根际定殖是一个比较复杂的过程,影响定殖能力的因素也是复杂多样的。本文综述了参与根部竞争定殖的生物因素,包括受细菌遗传控制的某些特性如鞭毛/运动性、趋化性、多糖、位点特异重组酶/菌落阶段变异、NADH脱氢酶,植物根的分泌物和植物种类等;影响微生物根际定殖的非生物因素如土壤类型、土壤特性和土壤温度等,探讨了影响微生物根际定殖的主要研究方向。     

恶臭假单胞细菌与紫花苜蓿在泥炭培养体中结合定殖研究

在植物根系定殖外源微生物是促进植物健康生长和污染土壤修复的重要方法,而植物根部存在适宜的生长空间是外源微生物定殖的关键。利用泥炭是植物和微生物优良的培养基质的特点,将泥炭作为外源微生物和植物根部的结合体,研究在播种时期接种和露根时期接种条件下,恶臭假单胞细菌(AB-92019)在泥炭与苜蓿根系构成的定殖环境中的定殖动态和定殖密度。结果表明:2种定殖时期在泥炭体的定殖效果有明显不同,露根时期接种后第20 d的定殖密度为6.10 logcfu/g干泥炭;播种时期接种定殖密度下降较快,第20 d的定殖密度为5.62 logcfu/g干泥炭。而在苜蓿根系20 d后的定殖密度,播种时期接种(3.90 logcfu/g鲜根)高于露根时期接种(3.03 logcfu/g鲜根)。并且2种时期定殖都不影响苜蓿正常的生长。     

影响引人微生物根部定殖的因素

从外界引入的各类有益微生物如生防菌(BCA)和根际促生菌或增产菌(PGPR,YIB)到种子表面随其生根发芽而蔓延或直接到根表沿根分布定殖．外来微生物在根际定殖的过程为与根尖接触,沿根分布,最后在根际建立自己的种群．定殖的位点以PGPR为例,是表皮细胞间隙,或侧根、根毛基部．外来微生物在根际定殖动态变化的原因,由于根际生物的和非生物的因素引起的．生物因子除去外来微生物本身的生理特性,还有根际土著微生物与外来微生物的相互作用,更重要的是植物基因型对微生物定殖的影响．非生物因子包括土壤环境、土壤结构和含水量,土壤温度和土壤pH值均能影响外来微生物在根部的定殖．     

巨大芽胞杆菌luxAB标记菌株的根际定殖研究

通过三亲本杂交方法成功地用发光酶基因luxAB标记巨大芽胞杆菌ATCC1 4581 ,所获得的标记菌株ATCC1 45 81 L在不同的条件下能稳定发光。将该标记菌株制成微生物接种剂 ,并利用土壤微缩系统将其接种小麦进一步研究它在小麦根际的定殖动态和散布规律。结果发现 ,ATCC1 45 81 L在灭菌土壤中的定殖水平高于不灭菌土壤 ,在垂直方向上主要的定殖在 0～ 7cm根段间 ,且随深度增加而降低。ATCC1 45 81 L在小麦种后第 7d之前就已达到最高定殖水平 ,在初始接种量为 3     

巨大芽胞杆菌luxAB标记菌株的根际定殖研究

通过三亲本杂交方法成功地用发光酶基因luxAB标记巨大芽胞杆菌ATCC14581,所获得的标记菌株ATCC14581-L在不同的条件下能稳定发光.将该标记菌株制成微生物接种剂,并利用土壤微缩系统将其接种小麦进一步研究它在小麦根际的定殖动态和散布规律.结果发现,ATCC14581-L在灭菌土壤中的定殖水平高于不灭菌土壤,在垂直方向上主要的定殖在0～7cm根段间,且随深度增加而降低.ATCC14581-L在小麦种后第7d之前就已达到最高定殖水平,在初始接种量为3.40×107cfu/g根情况下,第7d时灭菌土壤处理的根际菌数为2.54×105cfu/g根,而不灭菌土壤的根际菌数为8.87×104cfu/g根;随着时间的增长,定殖数量明显降低.     

植物根际促生细菌定殖研究进展

植物促生菌(plant grwth-promoting bacterium,PGPB)因可有效抑制根际病原菌,促进植物生长,增加作物产量等作用,在农业生产领域展现出巨大前景。以了解植物根际促生细菌的种类,理解定殖相关的促生机制为目的,展示了根际细菌的定殖过程及影响细菌在根部定殖的因素,通过抗生素标记、免疫学方法、外源基因标记等方法进行定殖微生物的检测,以高通量测序技术在根际定殖中的广泛应用为结果,得出结论应从遗传水平上对菌株进行解读,获得植物根际土壤微生物群落多样性,功能基因等研究,这项工作对预测根际促生细菌与植物的交互作用,生物菌剂的田间应用有重要意义,应是植物根际促生细菌今后的研究方向。     

Research and Analysis of Microorganisms in Returning the Corn Straw to Field

以玉米秸秆中木质纤维素的基本结构与组成和降解木质纤维素的微生物与酶类为依据,以解决秸秆还田过程定向快速腐熟关键技术为主,通过对微生物腐熟剂在秸秆腐解过程中定殖能力和腐解率的研究,确立了微生物腐熟剂在玉米秸秆还田中的作用,观察测试了人工加入的微生物菌群对土壤微生物种群数量及土壤酶活性的影响,对其研究测试结果进行了分析。     

微生物在玉米秸秆还田中的作用研究与分析

以玉米秸秆中木质纤维素的基本结构与组成和降解木质纤维素的微生物与酶类为依据,以解决秸秆还田过程定向快速腐熟关键技术为主,通过对微生物腐熟剂在秸秆腐解过程中定殖能力和腐解率的研究,确立了微生物腐熟剂在玉米秸秆还田中的作用,观察测试了人工加入的微生物菌群对土壤微生物种群数量及土壤酶活性的影响,对其研究测试结果进行了分析。     

两株PGPR菌株的花生定殖及对根际细菌群落结构的影响北大核心CSCD

为探讨2株根际促生菌耐酪氨酸束村氏菌P9和吡咯伯克霍尔德氏菌P10对花生的促生机制。利用GFP及利福平对2个菌株进行标记、结合扫描电镜观察,追踪了2株PGPR菌株在花生组织中的定殖动态;并通过16S rRNA全长测序对菌株接种花生根际土壤的细菌多样性进行分析。结果表明,利福平标记的P9和P10菌株具有良好的遗传稳定性,其生长和促生特性与原始菌株基本一致。GFP标记菌株可在花生的根尖及其分生区定殖;利福平标记菌株可稳定定殖在土壤及花生的根、茎部,且接菌30 d后定殖数仍保持在10CFU/g数量级。与未接菌植株根际土壤相比,P9、P10及混合菌株接种组的细菌群落相似性更高;接菌组的Flavihumibacter、unidentified_Rhizobiaceae的相对丰度显著增加,芽孢杆菌属、链霉菌属等的丰度较CK有不同程度增加,溶杆菌属、无色杆菌属及假黄单胞菌属等的丰度降低。2株PGPR菌株均可通过直接定殖在植株组织中、间接影响土壤细菌群落结构而发挥对花生的促生作用,混合菌株接种效果更优。研究结果明析了2株促生菌的促生机制,并为菌株的应用提供了科学依据。     

细菌VI型分泌系统调节因素的研究进展

细菌的VI型分泌系统(type VI secretion system,T6SS)是一种新发现的分泌系统,在病原菌对宿主黏附、侵入及杀伤等方面均发挥了重要作用。目前的研究主要集中在T6SS在细菌致病、细菌间竞争等作用方面。然而对于其调控因素的研究尚处于初级阶段。对于大多数细菌而言,T6SS的表达并不是恒定的。现已发现温度、渗透压、抗生素、离子等环境因素均可调节T6SS。此外,在分子层面,H-NS蛋白、RpoN转录因子、c-di-GMP等也可发挥对T6SS的调节作用。在这些调控因素的调节下,细菌可以适时地开启或关闭其T6SS的表达,从而更好地感知并适应环境。对T6SS调控因素的研究对于充分认识细菌致病性并进行有效控制至关重要。本文将对调节T6SS的环境因素与调节因子做一综述。     

The role of Dsb proteins of Gram-negative bacteria in the process of pathogenesis

Tertiary and quaternary structures of extracytoplasmic proteins containing more than one cysteine residue often require introduction of disulfide bonds. This process takes place in an oxidative environment, such as the periplasm of Gram-negative bacteria, and is catalyzed by Dsb (disulfide bond formation) proteins. Mutations in dsb genes influence the conformation and stability of many extracytoplasmic proteins. Thus, many pathogens become partially or fully attenuated due to improper folding of proteins that act as virulence factors. This review summarizes the current knowledge on Dsb proteins and their effect on the pathogenicity of Gram-negative bacteria. The potential application of Dsb proteins in biotechnology is also discussed.     

乳酸菌在肠道内黏附定殖的研究进展

乳酸菌是一类无芽孢的革兰氏阳性菌,能利用碳水化合物发酵产酸。由于其具有安全高效,易获取的优势,在食品、医疗及动物生产方面得到广泛运用。在动物肠道内,它利用糖类物质,生成酸性代谢物,降低肠道pH,改善肠道微生物环境。要实现乳酸菌在动物体内的良好定殖,首先要实现黏附,而黏附过程主要分为特异性结合与非特异性结合。黏附机制的相关研究中黏附素理论被普遍认可,包含了粘附蛋白学说、磷璧酸学说及细菌表面分子学说。本文就乳酸菌的黏附相关因子,体外黏附模型及黏附的影响因素做了阐述。     

ENVIRONMENTAL VISCOSITY DOES NOT AFFECT THE EVOLUTION OF COOPERATION DURING EXPERIMENTAL EVOLUTION OF COLICIGENIC BACTERIA

Cooperation should be favored under environmental conditions allowing the preferential interaction of cooperators among themselves and limiting interactions with defectors. Bacteria cooperating to kill competitors by secreting a toxin evolved during several hundred generations in two environments: a viscous environment that should promote cooperator assortment, and a nonviscous environment that should not allow such preferential interaction. A quantitative decrease in cooperation was observed in all populations, but as expected, cooperation was maintained at a higher level in the viscous environment. Mutants that are resistant against but not producing the toxin were identified at a low frequency in a few populations from the viscous environment and at a high frequency in all the populations from the nonviscous environment. The underlying mutations were identified. Relative fitness of the cooperator and mutant genotypes were obtained with bacteria that were isogenic, except for the identified mutations. Competition experiments indicated that cooperation is not favored by environmental viscosity as imposed in our system and suggested that when it comes to cooperation, environmental viscosity should be considered not only in terms of individual movement, but also in terms of the distribution of the public good.     

Bacterial morphology: why have different shapes?

The fact that bacteria have different shapes is not surprising; after all, we teach the concept early and often and use it in identification and classification. However, why bacteria should have a particular shape is a question that receives much less attention. The answer is that morphology is just another way microorganisms cope with their environment, another tool for gaining a competitive advantage. Recent work has established that bacterial morphology has an evolutionary history and has highlighted the survival value of different shapes for accessing nutrients, moving from one place to another, and escaping predators. Shape may be so important in some of these endeavors that an organism may change its morphology to fit the circumstances. In short, if a bacterium needs to eat, divide or survive, or if it needs to attach, move or differentiate, then it can benefit from adopting an appropriate shape.     

Combined anaerobic ammonium and methane oxidation for nitrogen and methane removal

Anammox (anaerobic ammonium oxidation) is an environment-friendly and cost-efficient nitrogen-removal process currently applied to high-ammonium-loaded wastewaters such as anaerobic digester effluents. In these wastewaters, dissolved methane is also present and should be removed to prevent greenhouse gas emissions into the environment. Potentially, another recently discovered microbial pathway, n-damo (nitrite-dependent anaerobic methane oxidation) could be used for this purpose. In the present paper, we explore the feasibility of simultaneously removing methane and ammonium anaerobically, starting with granules from a full-scale anammox bioreactor. We describe the development of a co-culture of anammox and n-damo bacteria using a medium containing methane, ammonium and nitrite. The results are discussed in the context of other recent studies on the application of anaerobic methane- and ammonia-oxidizing bacteria for wastewater treatment.     

多环芳烃厌氧生物降解研究进展

多环芳烃（PAHs）是环境中广泛分布的一类持久性有机污染物,对生态环境和公众健康具有极大危害。微生物降解是环境中去除多环芳烃污染的有效途径,近年来PAHs厌氧生物降解研究逐渐取代好氧降解成为人们关注的重点。本文从PAHs厌氧生物降解的研究背景出发,从不同厌氧还原反应体系、厌氧降解微生物、PAHs厌氧生物转化途径等方面阐述了PAHs厌氧生物降解的研究概况,归纳了对PAHs厌氧生物降解有积极作用的影响因素,提出了PAHs厌氧降解研究目前存在的问题,并对该领域未来研究方向作了简述和展望。希望为多环芳烃厌氧生物降解与环境修复研究与实践提供参考。     

旅游开发及其对生态系统和景观的影响

概括了国内外关于旅游开发和环境关系的研究进展。国外研究主要包括对旅游环境概念和旅游环境质量标准的探讨,旅游对自然环境影响的研究,旅游环境容量的研究,旅游对社会文化环境影响的研究及旅游环境保护对策研究等;国内的有关科研工作滞后于国外,但是旅游与环境的关系从20世纪70年代开始就受到重视。由于国内研究者广泛吸收国外的研究成果,研究起点较高,使这一领域取得了长足发展。还介绍了旅游对生态系统组成和景观的负面影响研究,如旅游对植被的局部性破坏,造成土壤侵蚀和理化性质的变化,减少野生动物的数量,增加空气中细菌、灰尘和废气的含量,造成水体污染等。今后的研究要处理好开发与保护两者间的矛盾,将景观生态学的观点应用到旅游区规划和保护之中。