产多不饱和脂肪酸微生物的研究与展望

二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)等ω3长链多不饱和脂肪酸(PUFAs)具有多方面的生理功能和疾病防治作用。利用转基因油料植物和油质单细胞微生物生产富含ω3 PUFAs的植物油和单细胞油,已作为可替代鱼油生产的可持续的生产方式且科学家对其展开研究并取得很大进展。亚麻芥等经代谢工程改造的植油料物,在油籽中生产和积累的ω3 PUFAs已达到类似鱼油的水平;在油质微生物方面,采用裂殖壶菌等油质微藻生产的富含DHA的藻油已被广泛应用于婴儿配方奶粉、食品、化妆品和医药等产品;一些油质真菌如高山被孢霉也已被用于富PUFAs油的商业生产;从γ-变形菌门的希瓦氏菌属和拟杆菌门的屈挠杆菌属等种群中已分离出一批能产生ω3 PUFAs的细菌;此外,真核和原核微生物中ω3 PUFAs的生物合成途径及其催化酶已被相继阐明,并形成了耶氏酵母生物技术平台。本综述对产多不饱和脂肪酸微生物近年的研究进展进行了综述并对发展前景做了展望。     

微生物单宁酶研究现状

主要介绍了微生物单宁酶的来源、生产、分离纯化及酶的生物学性质的研究,同时概括了有关单宁酶的分子生物学研究进展,为微生物单宁酶广泛的应用提供科学依据。     

聚半乳糖醛酸内切酶研究进展

论述了聚半乳糖醛酸内切酶的微生物分布、发酵机理和酶学性质、酶的固定化以及其分子生物学的研究进展。     

富含ω-3型多不饱和脂肪酸基因工程猪研究进展

我国是世界第一大生猪养殖国,猪肉在我国肉类食品组成中占有重要地位,是国人获取动物蛋白的重要来源。猪肉中ω-6多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)含量高,而ω-3 PUFAs含量少,不利于人类健康。基因工程技术可以对特定DNA片段敲除、插入和替换,在改良猪生产性状方面具有巨大潜力,采用基因工程培育富含ω-3 PUFAs猪具有巨大的市场价值。本文阐述了猪肉ω-3 PUFAs含量少的原因,并就利用基因工程技术培育富含ω-3 PUFAs猪的研究进展进行了分析,以期为提升猪肉ω-3 PUFAs含量的相关研究与实践奠定基础。     

多不饱和脂肪酸的研究进展

多不饱和脂肪酸(PUFAs)为一独特的生物活性物质,在生物系统中具有广泛的功能。过去二十年的研究已经揭示了其作用、参与类二十烷的代谢机理及在哺乳动物中的体内平衡功能。越来越多的研究认为:在类二十烷代谢系统中,采用普通的医疗条件诊治因多不饱和脂肪酸吸收和代谢紊乱所致的疾病效果甚微随着PUFAs开发应用领域的扩大,纯PUFAs脂质的需求量越来越多,而来自于植物、哺乳动物和海洋鱼的PUFAs远远不能满足市场需求,微生物特别是藻类、真菌能合成几乎所有的PUFAs并能在工业规模上培育而被视为有开发价值的可替代的生物资源 。     

湖泊微生物多样性研究进展

随着不依靠培养的分子生物学技术的迅速发展,湖泊微生物多样性研究越来越受到人们的重视并取得了较大的成果.从从古细菌域、细菌域、真核生物域3个方面概述了湖泊微生物多样性的研究进展并简单介绍了宏基因组技术在湖泊微生物多样性研究中的运用.     

分子微生物生态学及其研究进展

分子微生物生态学是分子生物学实验技术应用于微生物生态学研究领域而发展形成的一门交叉学科,在研究微生物生态系统组成结构、功能的分子机理以及微生物与生物和非生物环境之间相互关系等方面显示了巨大的潜力．十几年来分子微生物生态学研究所取得的成就证明：分子生物学研究技术向微生物生态学领域的不断渗透,为微生物生态学研究领域注入了新的活力,尤其在微生物多样性、微生物区系分子组成及变化规律以及微生物系统进化研究方面取得了重大突破．本文根据近年分子微生物生态学的研究进展,就分子微生物生态学概念的提出、发展历程、主要研究领域、主要研究方法以及未来研究热点领域作以简要综述。     

利用分子生物学技术提高微生物有机溶剂耐受性的研究进展

耐有机溶剂微生物是一类能够在较高浓度有机溶剂中存活或者生长的微生物,其在非水相生物催化等领域表现出巨大的应用优势。与自然筛选、长期驯化和传统诱变等方法相比,利用分子生物学技术获得微生物有机溶剂耐受菌株是一种更为理性且高效的手段。主要综述了近年来利用分子生物学技术对耐性相关功能基因和转录因子进行改造,提高微生物有机溶剂耐受性的研究进展,并展望了有机溶剂耐受菌株的应用前景。     

微生物分子生态学技术在污水处理系统中的应用

微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉而形成的学科,在污水处理方面广泛应用。本文从分子生态学实验技术角度,综述了目前污水处理系统中微生物群体结构、多样性及其与功能相关性的研究进展,探讨了分子生态学技术的发展与应用前景,并指出研究该体系微生物对于认识微生物系统发育地位具有重要意义。     

分子生物学技术对肠道菌群检测分析的研究现状

分子生物学检测技术被应用于检测各种微生物存在近几年已有长足的研究进展,这为研究肠道菌群多样性及其细微变化提供了更加准确可靠、重复性好和更加省时省力的检测技术。现将近5年有关各种分子生物学技术检测分析肠道菌群的研究现状作文献综述。     

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．     

极端酸性矿山环境微生物基于CRISPR系统的适应性免疫机制

【目的】通过对酸性矿山环境中嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、钩端螺旋菌属(Leptospirillum)、硫化杆菌属(Sulfobacillus)、酸原体属(Acidiplasma)和铁质菌属(Ferroplasma)的100株冶金微生物基因组中CRISPR-Cas系统的结构特征和同源关系进行生物信息学分析,在基因组水平上解析冶金微生物基于CRISPR系统对极端环境的适应性免疫机制。【方法】从NCBI网站下载基因组序列,采用CRISPR Finder定位基因组中潜在的CRISPR簇。分析CRISPR系统的组成结构与功能:利用Clustal Omega对重复序列(repeat)分类;将间隔序列(spacer)分别与nr数据库、质粒数据库和病毒数据库比对,获得注释信息;根据Cas蛋白的种类和同源性对酸性矿山环境微生物的CRISPR-Cas系统分型。【结果】在100株冶金微生物基因组中共鉴定出415个CRISPR簇,在176个c CRISPR簇中共有80种不同的重复序列和4147条间隔序列。对重复序列分类,发现12类重复序列均能形成典型的RNA二级结构,Cluster10中的重复序列在冶金微生物中最具有代表性。间隔序列注释结果表明,这些微生物曾遭受来自细菌质粒与病毒的攻击,并通过不同的防御机制抵抗外源核酸序列的入侵。冶金微生物细菌的大部分CRISPR-Cas系统属于I-C和I-E亚类型,而古菌的CRISPR-Cas系统多为I-D亚类型,两者基于CRISPR-Cas系统的进化过程中存在显著差异。【结论】酸性矿山环境微生物的CRISPR结构可能采用不同免疫机制介导外源核酸序列与Cas蛋白的相互作用,为进一步揭示极端环境微生物的适应性进化机理奠定了基础。     

Biogenic Origin of Polymetallic Nodules from the Clarion-Clipperton Zone in the Eastern Pacific Ocean: Electron Microscopic and EDX Evidence

Polymetallic/ferromanganese nodules (Mn-nodules) have been assigned a huge economic potential since they contain considerable concentrations of manganese, copper, nickel, iron, and cobalt. It has been assumed that they are formed by, besides hydrogenous, nonbiogenic processes, biogenic processes based on metabolic processes driven by microorganisms. In the present study, we applied the techniques of digital optical microscopy and high-resolution scanning electron microscopy to search for microorganisms in Mn-nodules. They were collected from the Clarion-Clipperton Zone in the Eastern Pacific Ocean and are composed of Mn (23.9%), Cu (0.69%), Ni (1.02%), Fe (10.9%), and Co (0.29%). These Mn-nodules, between 2.3 and 4.8 cm, show a distinct lamination; they are composed of small-sized micronodules, 100 to 450 μm in size, which are bound together by an interstitial whitish material. In the micronodules, a dense accumulation of microorganisms/bacteria could be visualized. Only two morphotypes exist: (1) round-shaped cocci and (2) elongated rods. The cocci (diameter: ≈3.5 μm) are arranged in bead-like chains, while the rods (≈2 × 0.4 μm) are arranged either as palisades or in a linear row. Energy-dispersive X-ray spectroscopy analyses showed that the areas rich in microorganisms/bacteria are also rich in Mn, while in regions where no microorganisms are found, the element Si is dominant. We suggest that growth of the Mn-nodules starts with the formation of “micronodules.” The formation of micronodules is assumed to be mediated by microorganisms. After accretion of biogenic and additional nonbiogenic minerals, the micronodules assemble to large nodules on the sea floor through additional inclusion of nonbiogenic material.     

Short-term temperature effects on the anaerobic metabolism of glycogen accumulating organisms

Proliferation of glycogen accumulating organisms (GAO) has been identified as a potential cause of enhanced biological phosphorus removal (EBPR) failure in wastewater treatment plants (WWTP). GAO compete for substrate with polyphosphate accumulating organisms (PAO) that are the microorganisms responsible for the phosphorus removal process. In the present article, the effects of temperature on the anaerobic metabolism of GAO were studied in a broad temperature range (from 10 to 40 degrees C). Additionally, maximum acetate uptake rate of PAO, between 20 and 40 degrees C, was also evaluated. It was found that GAO had clear advantages over PAO for substrate uptake at temperatures higher than 20 degrees C. Below 20 degrees C, maximum acetate uptake rates of both microorganisms were similar. However, lower maintenance requirements at temperature lower than 30 degrees C give PAO metabolic advantages in the PAO-GAO competition. Consequently, PAO could be considered to be psychrophilic microorganisms while GAO appear to be mesophilic. These findings contribute to understand the observed stability of the EBPR process in WWTP operated under cold weather conditions. They may also explain the proliferation of GAO in WWTP and thus, EBPR instability, observed in hot climate regions or when treating warm industrial effluents. It is suggested to take into account the observed temperature dependencies of PAO and GAO in order to extend the applicability of current activated sludge models to a wider temperature range.     

重金属对土壤微生物的生态效应

通过分析重金属对土壤微生物生化过程与数量、种群及群落的影响、影响重金属对土壤微生物毒性的因素、重金属对土壤微生物毒性的评价指标、微生物对重金属的耐性与适应性以及重金属毒性的差异 ,综合评述了重金属对土壤微生物的生态效应 .     

羧酶体的组成、结构、功能和检测及其在脱氮细菌中的意义

羧酶体(Carboxysome)是一种具有CO2浓缩功能的"类细胞器",它存在于自养型脱氮细菌中,可增强细菌的自养生长能力。硝化细菌、厌氧氨氧化细菌和部分反硝化细菌都是重要的自养型脱氮细菌,探明其羧酶体的组成、结构和功能,将有助于揭示自养型脱氮菌的生长规律,进而强化生物脱氮过程。基于文献阅读和相关研究,本文对自养型细菌中羧酶体在组成、结构、功能和检测等方面的研究进展进行综述,以期为自养生物脱氮过程的深入理解和优化改进提供参考。     

荧光原位杂交技术(FISH)及其在环境微生物学中的应用

微生物对整个生态系统具有重要的影响,了解和检测微生物的种类具有十分重要的意义。但是传统的培养方法又不能满足科学研究的需要,荧光原位杂交技术（FISH）就是近年发展起来的一种快速准确检测微生物的方法,作者较全面地介绍了FISH技术的优点、微生物的分离和固定方法,以及原位杂交过程,同时对FISH技术在环境微生物学中的应用及其前景作了展望。     

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱在微生物鉴定中的研究进展

与传统的微生物鉴定技术相比，基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)是一种准确、可靠和快速的鉴定和分型的技术。本文通过检索近年来国内外相关研究论文，总结最新的研究进展，发现MALDI-TOF MS在临床病原微生物、食源性微生物以及环境微生物等鉴定中有较大的优势，加快了微生物鉴定的进程，同时探索该技术在新领域的最新进展和面临的挑战，以期为我国基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术的发展提供参考。     

Indole-3-acetic acid: A widespread physiological code in interactions of fungi with other organisms

Plants as well as microorganisms, including bacteria and fungi, produce indole-3-acetic acid (IAA). IAA is the most common plant hormone of the auxin class and it regulates various aspects of plant growth and development. Thus, research is underway globally to exploit the potential for developing IAA-producing fungi for promoting plant growth and protection for sustainable agriculture. Phylogenetic evidence suggests that IAA biosynthesis evolved independently in bacteria, microalgae, fungi, and plants. Present studies show that IAA regulates the physiological response and gene expression in these microorganisms. The convergent evolution of IAA production leads to the hypothesis that natural selection might have favored IAA as a widespread physiological code in these microorganisms and their interactions. We summarize recent studies of IAA biosynthetic pathways and discuss the role of IAA in fungal ecology.     

多功能农药降解基因工程菌株m-CDS-1环境释放安全评价

[目的]为了评价多功能农药降解基因工程菌株m-CDS-1的环境释放中间试验水平的安全性.[方法]通过农药检测、平板计数、Most probable number-PCR(MPN-PCR)和Denaturing Gradient GelElectrophoresis(DGGE)等方法在江苏大丰进行了工程菌株m-CDS-1田间降解农药效果、定殖动态和对土壤微生物群落结构影响的研究.[结果]投加1.01×107CFU/g干土的工程菌株m-CDS-1在30 d时均能完全降解10.71 mg/kg的甲基对硫磷和1.29 mg/kg的呋喃丹.平板计数表明工程菌株m-CDS-1在土壤中快速下降;MPN-PCR检测结果显示,在4 d,15 d和30 d时,0～10 cm混合土壤中该工程菌株的数目分别为2.15±0.98×106CFU/g干土,3.70±4.66×106 CFU/g干土和检测不出.工程菌株m-CDS-1的投加不会对土壤可培养三大微生物菌群数量产生显著影响;基于细菌16S rDNA V3区的DGGE分析结果表明,施加农药对细菌菌落结构有显著影响,4 d,11 d,30 d时农药施用区与空白对照区的图谱相似性分别为17.16%,49.81%和75.01%,但到60 d时的相似性为98.62%.工程菌株m-CDS-1释放在前期对细菌群落结构有一定影响,4 d,11 d和30 d工程菌株释放区相对于空白的相似性分别为49.57%,38.30%和83.30%.在60 d时,空白、施药和施菌小区的图谱相似性都在90%以上.[结论]工程菌株m-CDS-1不仅可同时高效降解甲基对硫磷和呋喃丹,仍保持了实验室内的原有特性,而且不会成为优势菌群长期在土壤环境中存在,也不会对土壤微生物群落结构造成长期影响.