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。     

钾长石矿区土壤解钾菌的分离与多样性

目的获得高效钾长石分解细菌及分析钾长石矿区土壤中解钾菌的多样性。方法采集湖南省吉首市钾长石矿区土壤,用钾长石为唯一钾源的选择性培养基筛选分离解钾细菌,采用形态特征观察、生理生化特性检测和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析初步鉴定解钾菌株,并测定菌株摇瓶条件下的解钾能力。结果分离获得38株钾长石分解细菌,分别属于13个属,其中13株菌为剑菌属,4株菌为芽胞杆菌属。菌株L17的发酵液中有效钾含量最高,为87.66 mg/L,是对照组的15.8倍。结论钾长石矿区土壤细菌种类有较好的多样性,其中剑菌属和芽孢杆菌属为优势种群,Mitsuaria属的L17解钾能力最强。     

矿物分解细菌Bacillus sp.L11对钾长石的风化作用北大核心CSCD

【目的】明确从南京钾矿区土壤中分离到的一株矿物分解细菌的分类地位,阐明其对钾长石矿物的风化效应及机制,为深入研究微生物-矿物相互作用提供参考依据。【方法】通过16S rRNA基因序列分析及其系统发育分析对菌株L11进行鉴定。采用摇瓶试验评估菌株L11对钾长石的风化能力,利用SEM/EDS观察钾长石矿物的形貌变化,使用X-射线衍射技术对小于2μm矿物进行了鉴定。【结果】菌株L11的16S rRNA基因序列与Bacillusaltitudinis的相似性最高,为99.9%,初步鉴定其为Bacillus sp.L11。摇瓶试验表明,菌株L11能够通过产生有机酸风化钾长石矿物,释放出Si、Al和Fe等元素。通过SEM发现第30 d的钾长石表明形貌发生了较大变化,表面有许多细菌存在,并形成了一些球形物质,EDS分析表明其Fe的含量较高。XRD结果表明,钾长石经菌株L11作用后可能形成了新矿物——菱铁矿。【结论】菌株Bacillus sp.L11能够加速钾长石的风化,改变其形貌,并能诱导新矿物的形成。     

北极海洋沉积物中锰细菌的分离与系统发育

对中国第二次北极科学考察采集的北极海洋沉积物中的锰细菌进行了筛选、分离和系统发育分析。根据其在筛选平板上菌落的形态学特征,分别从站位P11和S11采集的沉积物中分离到了21株和19株锰细菌。系统发育分析表明,两个站位的锰细菌群落组成有着明显的差别。站位P11分离的可培养锰细菌主要由细菌域（Bacteria）中变形杆菌门的γ-变形杆菌纲（γ-Proteobacteria）和放线菌纲（Actinobacteria）组成,二者分别占86％和14％;γ-变形杆菌纲主要包括嗜冷杆菌属（Psychrobacter）、希瓦氏菌属（Shewanella）、假交替单胞菌属（Pseudoaheromonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、海杆菌属（Marinobacter）,其中以嗜冷杆菌属为主,其比例可达67％。从站位S11分离到的可培养锰细菌主要包括细菌域中变形杆菌门的α-变形杆菌纲（α-Proteobacteria）和γ-变形杆菌纲以及拟杆菌门（Bacteroides）中的黄杆菌纲（Flavobaeteria）;γ-变形杆菌纲主要包括希瓦氏菌属、海单胞菌属（Marinomonas）和交替单胞菌属（Aheromonas）,α-变形杆菌纲主要为鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）。实验菌株均对Mn^2＋有着较强的抗性,其中以菌株Marinomonas sp．S11-S-4耐受性最高。     

硫酸铵对两株钾矿物分解细菌生长代谢和风化钾长石的影响

【目的】为了明确钾矿物分解细菌Bacillus globisporus Q12和Rhizobium sp.Q32最合适的产酸和胞外多糖条件,并进一步阐明供试菌株对钾长石的溶解效应及其机制。【方法】分别向培养基中加入0-1.2 g/L(NH4)2SO4,选择菌株最适的产酸及合成胞外多糖条件,研究菌株对钾长石的溶解效果,并采用扫描电镜(SEM)观察钾长石表面形态及菌体分布特征。【结果】0.6、0和0.3 g/L(NH4)2SO4分别能使菌株Q12、Q32和混合菌株(Q12+Q32)产生较多的有机酸、胞外多糖以及有机酸和胞外多糖的复合物。菌株Q12、Q32及其混合菌株均能够显著地溶解钾长石,并释放出矿质元素,其中混合菌株的溶解效果要优于单一菌株;SEM分析表明,混合菌株对钾长石的溶蚀作用最强。【结论】(NH4)2SO4的含量能够影响供试菌株Q12和Q32的生长代谢及其对钾长石的风化作用,混合菌株可以通过产生的有机酸和胞外多糖的联合作用加速对钾长石的风化。     

宋代海底沉船“南海Ⅰ号”出水木质文物中细菌类群

【目的】通过对"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物标本中细菌类群的分析,了解饱水木质文物中的细菌类群并推测细菌对木质文物损害的机制。【方法】应用Illumina Mi Seq测序平台对采自该沉船的10份木质文物标本中细菌V3–V4序列进行测序与分析,比较各标本中细菌群落的组成差异。【结果】根据97%序列相似性得到3 780不同的细菌OTUs,分属34目、35科的187个属;多数细菌OTU属于变形菌门(Proteobacteria)细菌,占全部细菌OTU的52.9%,在细菌纲水平上γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)(占17.9%)是丰度最高的细菌纲。德沃氏菌属(Devosia)(3.5%)是"南海一号"沉船样品丰度最高的属,其他分别属于甲基娇养杆菌属(Methylotenera)(2.4%)、鼠尾菌属(Muricauda)(1.2%)。其中氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)、中国农大湖积物杆菌(Lacibacter cauensis)、德氏食酸菌(Acidovorax delafieldii)、德沃斯氏菌属(Devosia)、沉积物杆状菌属(Sediminibacterium)、缺陷短孢单胞菌(Brevundimonas diminuta)和门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)在所有样品中均可检测到。【结论】"南海Ⅰ号"沉船出水木质文物存在着种类丰富的好氧与厌氧细菌种类,多种细菌类群具有较好的纤维素降解能力与铁硫元素转化能力,控制细菌群落中参与分解纤维素的细菌与铁硫循环菌活性对于保护木质文物有重要作用。     

茶小绿叶蝉成虫唾液细菌蛋白的鉴定

【目的】通过鉴定茶小绿叶蝉Empoasca flavescens成虫水状唾液蛋白中的细菌蛋白,解析叶蝉唾液的细菌种类。【方法】利用自制的收集装置和Parafilm膜夹营养液法对叶蝉成虫唾液进行收集,经超滤浓缩和电泳分离后,使用膜辅助样品制备技术法(filter-aided sample preparation, FASP)酶解,借助液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)检测蛋白,利用Mascot 2.2软件比对UniProt的细菌蛋白数据库进行查库分析从而鉴定唾液中的细菌蛋白。【结果】共鉴定到27个目49种细菌的142种蛋白。以变形菌门(Proteobacteria)细菌蛋白为主,共107个蛋白,其中又以α-变形菌纲(α-Proteobacteria)和γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)细菌蛋白占比最多。其次为厚壁菌门(Firmicutes)细菌蛋白,共28个蛋白,分别属于杆菌纲(Bacilli)和梭菌纲(Clostrida),这些蛋白参与氨基酸、维生素和能量代谢等。【结论】鉴定的细菌蛋白可能是叶蝉生活史的重要参与者。本研究为进一步研究共生菌、茶小绿叶蝉和茶树之间的关系提供基础信息。     

西太平洋多金属结核区12个站位沉积物中可培养潜在腐殖质转化菌的多样性

【背景】海洋环境作为地球上最大的有机碳库贮藏着大量腐殖质,其中可能蕴藏着丰富的腐殖质转化菌。【目的】从深海沉积物环境中分离具有潜在腐殖质转化能力的细菌,为难降解天然有机多聚物的生物转化提供菌种资源。【方法】利用以腐殖质为唯一碳源的培养基,对西太平洋多金属结核区12个站位沉积物样品中的腐殖质转化菌进行富集培养和纯化,通过16S rRNA基因测序分析比对初步确定分离菌株的分类地位,并利用含苯胺蓝的培养基筛选潜在的腐殖质转化菌。【结果】从12个沉积物样品中共分离获得菌株276株,隶属于放线菌纲(Actinobacteria)、纤维粘网菌纲(Cytophagia)、黄杆菌纲(Flavobacteria)、 α变形菌纲(Alphaproteobacteria)和γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)中的14个目37个属56个种(含1个潜在新属和2个新种),其中49个种呈现木质素修饰酶阳性。【结论】利用以腐殖质为唯一碳源和能源的培养基可以分离获得具有较高多样性的潜在腐殖质转化菌。     

松嫩平原盐碱地中耐(嗜)盐菌的生物多样性

【目的】分离纯化松嫩平原盐碱地中可培养的耐盐菌和嗜盐菌,并分析其生物多样性。【方法】采用纯培养法和定向富集法从该地区盐碱土样中分离耐盐菌和嗜盐菌,然后通过16S rRNA基因同源性比对鉴定所分离细菌的系统发育学地位,从而获取松嫩平原盐碱地中耐盐菌和嗜盐菌的多样性信息。【结果】共分离到细菌40株,分属于细菌域中3个门(Actinobacteria,Firmicutes,γ-Proteobacteria)、8个科、16个属、34个种。其中多数菌株属于厚壁菌门(Firmicutes),最优势属为葡球菌属(Staphylococcus)(8株,占总菌株的20%),其次依次为盐单胞菌属(Halomonas)(5株,12.5%)、芽胞杆菌属(Bacillus)(4株,10%)、大洋芽胞杆菌属(Oceanbacillus)(4株,10%)、库克菌属(Kocuria)(4株,10%)和假单胞菌属(Pseudomonas)(3株,7.5%)等。其中9株细菌的16S rRNA基因序列与最近缘种的同源性在97.2%-99.0%之间,可能为新种。菌株耐盐能力主要在5%-10%之间,其中62.5%的菌株为耐盐菌,其余则为中度嗜盐菌。所有菌株的耐碱能力在pH 9-12之间,其中60%的菌株耐碱能力则高达pH 12,除两株为嗜碱菌,其余均为耐碱菌。【结论】研究结果表明,松嫩平原盐碱地中耐盐菌与嗜盐菌种群丰富,主要以葡萄球菌和盐单胞菌为主,菌株不仅耐盐能力高而且耐碱能力也高,并且该地区可能含有丰富的耐盐菌和嗜盐菌的新物种。     

远海50个站位沉积物中潜在木质素降解菌的分离与鉴定

【背景】微生物在海洋木质素的降解过程中发挥了至关重要的作用,然而来源海洋环境的木质素降解菌的相关研究报道却很少。【目的】从远海沉积物环境分离潜在的木质素降解菌,为木质素的可再生化学物质转化提供菌种资源。【方法】利用以木质素为唯一碳源的培养基,对50个远海沉积物样品中的木质素降解菌进行富集培养与纯化,并利用含苯胺蓝的脱色培养基筛选潜在木质素降解菌,继而通过16S rRNA基因测序与序列比对初步确定潜在木质素降解菌的分类地位。【结果】从50个沉积物样品中共分离获得菌株283株,其中潜在木质素降解菌263株,它们隶属于α-变形杆菌纲(Alphapreobacteria)、γ-变形杆菌纲(Gamaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、放线杆菌纲(Actinobacteria)和黄杆菌纲(Flavobacteriia)中的32个属。【结论】远海沉积物环境中蕴含着丰富的木质素降解菌,为海洋生物资源的开发利用提供了新的参考。     

Characterization of Rhizobium sp. Q32 Isolated from Weathered Rocks and its Role in Silicate Mineral Weathering

One mineral-solubilizing strain was isolated from weathered potassic trachyte surfaces and identified as Rhizobium sp. Q32 based on the 16S rRNA gene sequence analysis. The mineral (feldspar and biotite) dissolution potential and the physiological characteristics of the bacterium were investigated. Laboratory mineral dissolution experiments indicated that inoculation with the live bacterium significantly increased feldspar and biotite dissolution by a factor of 1.2–4.7 for Si and 1.2–1.5 for K in comparison with the dead bacterium inoculated controls. In addition, extracellular polysaccharide production by the bacterium increased with time but the bacterium produced small pH changes (6.0–6.5) in the course of mineral dissolution experiment. The bacterium was found to produce siderophores and have the characteristics of acid or alkali and salt tolerance and temperature resistance. The result suggested that feldspar and biotite dissolution may be mainly caused by extracellular polysaccharide and/or siderophores produced by the bacterium.     

高效钾长石分解菌株的筛选、鉴定及解钾活性研究

目的 筛选高效的钾长石分解细菌,并进行初步鉴定和解钾活性测定.方法 采集湖南省桂东县钾长石开采区土壤,利用钾长石为唯一钾源的选择性培养基筛选分离解钾细菌,通过摇瓶释钾试验复筛高效解钾菌株;同时,利用ICP-OES测定解钾菌的释钾效率.采用形态特征观察、生理生化特性检测和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析初步鉴定高效解钾菌株.结果 分离获得11株生长良好的钾长石分解细菌,其中菌株JKC1、JKC2、JKC5和JKC7的解钾能力较强,解钾率分别为11.00％、11.50％、12.70％和11.70％.经初步鉴定JKC1为Bacillus megaterium,JKC2为Bacillus aryabhattai,JKC5为Azotobacter chroococcum,JKC7为Microbacterium trichothecenolyticum.结论 菌株JKC1、JKC2、JKC5和JKC7是高效的钾长石分解菌,可作为微生物浸矿(钾长石)机制研究的候选菌株.     

挥发性物质诱吸线虫的土壤细菌系统多样性特征及其活性挥发物鉴定

摘要:【目的】明确有机挥发物诱吸线虫的土壤细菌种群多样性及其活性挥发物,有助于了解线虫与土壤微生物间的互作关系,为利用诱吸性物质与杀线虫剂配合使用,提高防治寄生线虫效果奠定基础。【方法】通过双培养皿倒扣法筛选我国26 个省市的187 份农业土壤中挥发性诱吸线虫的细菌资源、测定其诱吸活性,并结合RFLP-16S rRNA 方法分析活性细菌的系统亲缘关系;采用SPME-GC /MS 方法鉴定其挥发物的类型,并通过纯品进行诱吸功能验证。【结果】从分离自187 份土样的3800 株细菌中,筛选出诱吸活性(AN)≥     

南极恩克斯堡岛土壤中可培养细菌多样性

【背景】南极地区环境苛刻植被稀少,无冰区面积约占其总面积的0.4%,但是土壤中存在着丰富的微生物群落,对于极地微生物资源仍需要进一步挖掘。【目的】获得南极恩克斯堡岛土壤中可培养细菌多样性信息。【方法】对来源于南极恩克斯堡岛的5个土壤样品采用直接涂布、微好氧富集和有氧富集后涂布3种方法进行细菌分离培养。【结果】共获得144株可培养细菌,分布于5门30个属。这些菌株来自变形菌门(Proteobacteria,38.9%)、放线菌门(Actinobacteria,34.0%)、厚壁菌门(Firmicutes,22.2%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus,3.5%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,1.4%)等。不同土壤样品中可培养细菌多样性存在差异。企鹅粪土中Bacillus是主要属类;Pseudomonas、Streptomyces在植被覆盖区土壤中是优势菌属;Psychrobacter在湖水边土壤中是优势属类,Flavobacterium、Chryseobacterium仅从该样品中分离得到;放线菌门类在干燥土壤样中占优势,Pseudarthrobacter、Rhodococcus、Microbacterium等属仅从这类干燥样品中分离出。经16S rRNA基因序列对比发现,有2株菌为潜在新种。【结论】南极恩克斯堡岛土壤中存在可开发利用的菌种资源,本文为研究该地细菌多样性提供一定的基础数据。     

Minerals Affect the Specific Diversity of Forest Soil Bacterial Communities

Minerals constitute an ecological niche poorly investigated in the soil, in spite of their important role in biogeochemical cycles and plant nutrition. To evaluate the impact of minerals on the structure of the soil bacterial communities, we compared the bacterial diversity on mineral surfaces and in the surrounding soil. Three pure and calibrated minerals (apatite, plagioclase and a mix of phlogopite-quartz) were buried into the organo-mineral layer of a forest soil. After a 4-year incubation in soil conditions, mineral weathering and microbial colonization were evaluated. Apatite and plagioclase were the only two significantly weathered minerals. The analysis of the 16S rRNA gene sequences generated by the cloning-sequencing procedure revealed that bacterial diversity was higher in the surrounding soil and on the unweathered phlogopite-quartz samples compared with the other minerals. Moreover, a multivariate analysis based on the relative abundance of the main taxonomic groups in each compartments of origin demonstrated that the bacterial communities from the bulk soil differed from that colonizing the minerals. A significant correlation was obtained between the dissolution rate of the minerals and the relative abundance of Beta-proteobacteria detected. Notably, many sequences coming from bacteria colonizing the mineral surfaces, whatever the mineral, harbored high similarity with efficient mineral weathering bacteria belonging to Burkholderia and Collimonas genera, previously isolated on the same experimental site. Taken together, the present results provide new highlights concerning the bacterial communities colonizing minerals surfaces in the soil and suggests that the minerals create true ecological niches: the mineralosphere.     

一株产冠菌素新菌种的分离与鉴定

【目的】从不同样本中分离筛选性能稳定的产冠菌素菌株。【方法】根据冠菌素引起植物叶片产生弥散性黄萎病、块茎膨大的特性,采集各种植物病叶、病枝及感病植物的土壤,采用穿刺法与系列稀释法分离筛选菌株;液相色谱测定菌株产生的冠菌素;在电子和光学显微镜下观察菌体形态;根据生理生化试验、(G+C)mol%含量、16S rDNA序列分析等对菌株进行鉴定;对分离提纯的发酵产物进行紫外、质谱和红外分析。【结果】菌株BBC933为革兰氏阴性菌,端生鞭毛,短杆状,无芽孢。在41℃下不生长,细胞内有聚β-羟基丁酸盐颗粒积累,没有精氨酸双水解酶和氧化酶,不能水解淀粉、明胶,不进行硝酸还原及反硝化作用,过氧化氢酶反应呈阳性。菌株的(G+C)mol%含量为67.2%,根据该菌株16S rDNA序列的同源性分析,构建系统发育树。【结论】菌株BCC933鉴定为洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholder cepacia),具有产冠菌素性能。国内外未曾见报道洋葱伯克霍尔德氏菌产冠菌素。     

不同分离方法对子实体形成和粘细菌分离的影响

【目的】基于模拟原位环境策略、可培养粘细菌的营养策略及细菌互作网络,改良分离培养基,以提高分离粘细菌的多样性。【方法】通过添加土壤浸提液、使用不同种类的诱导菌和改变诱导菌的接种方式设置分离方法,同时以传统的分离方法作对照。【结果】改良的分离方法比对照组诱导出了更多粘细菌子实体种类,采自4个地区的9份样品共分离纯化出40株粘细菌,按形态学和分子生物学,将其归类于原囊菌属(Archangium)、珊瑚菌属(Corallococcus)、软骨霉状菌属(Chondromyces)、粘球菌属(Myxococcus)、侏囊菌属(Nannocystis)、多囊菌属(Polyangium)、匣状球菌属(Pyxidicoccus)。【结论】与传统分离方法相比,添加土壤浸提液,诱导菌点接法能大大提高诱导出的粘细菌子实体种类的数目,革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌作为诱导菌对子实体种类影响较小,但是也发现革兰氏阳性菌特异性诱导出的子实体。虽然本研究通过对分离培养基的改良大大增加了子实体种类,但是纯化出的粘细菌种类远少于观察到的子实体种类,说明除改良分离方法外,还需进一步研究粘细菌的纯化方法,提高分离所得粘细菌的多样性,获取更多粘细菌新资源。     

半褶织纹螺(Nassarius semiplicatus)及其生活环境中分离培养的细菌毒性测试与种类分析

在中国沿海地区,因食用织纹螺导致的中毒事件时有发生.最近的研究表明,河豚毒素及其衍生物是织纹螺中主要的致毒成分.但是,对于织纹螺中河豚毒素的来源还不清楚.[目的]本研究尝试分离、培养和鉴定织纹螺及其生活环境中的细菌,并对其毒性进行分析,为探明织纹螺中河豚毒素的可能来源提供科学依据.[方法]先后于2006年6月13日和19日在江苏省盐城采集织纹螺样品,应用小鼠生物法对织纹螺样品的毒性进行了测试;从织纹螺体内及其生活环境中分离细菌,并选择部分菌株进行了室内培养;以直接竞争酶联免疫分析方法(ELISA)对培养菌株中的河豚毒素进行了检测;通过对细菌16S核糖体DNA(rDNA)部分序列的测定,对有毒菌株进行了初步的种灯分析.[结果]实验结果表明,采集的织纹螺为半褶织纹螺,两次采集样品的毒性分别为247 MU(mouse unit,小鼠单位)和270MU/100g组织(湿重).对14个菌株进行了毒性检测,其中有毒细菌9株.产毒菌株的毒性普遍较低,毒性范围为15～96 ng/g.有毒菌株核糖体序列与弧菌(Vibrio)、希瓦氏菌(Shewanella)、动性球菌(Planococcus)、海单胞菌(Marinomonas)、发光杆菌(Photobacterium)等菌属有较高的相似性,可能具有较近的亲缘关系.[结论]研究发现半褶织纹螺体内及其生活环境中存在能够产生河豚毒素的细菌,说明织纹螺中的河豚毒素可能与其体内及其生活环境中的细菌有关,有必要进行深入研究.     

北极苔原土壤中可培养细菌的分离及其抗菌活性测定

【目的】北极地区具有高纬度、低温、高辐射等独特的环境条件。北冰洋及周围大面积的陆地区域鲜有人类踪迹,其中微生物数量不可低估。本研究旨在了解北极土壤中的可培养微生物的多样性及其抗菌活性。【方法】对来源于北极黄河站附近的7份不同植物根下苔原土壤进行直接涂布和富集培养后涂布。【结果】共获得细菌菌株721株,对其中608株进行细菌16S rRNA基因序列测定,归属于86个属,229个种,主要分布于变形菌门(Proteobacteria,54.3%)、放线菌门(Actinobacteria,21.2%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,12.8%)、厚壁菌门(Firmicutes,10.0%)和奇异球菌门(Deinococcus-Thermus,1.6%)。其中从16S rRNA基因序列同源性推测有22株细菌菌株为潜在新种/属。从分离菌株中筛选出16株可抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)或鲍氏不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)生长的拮抗菌。【结论】获得了北极土壤地区特有的微生物菌株资源,为进一步筛选拮抗菌的活性物质提供了菌株基础。