一株高效降解木糖的耐酸、嗜热厌氧杆菌的生理特性及产物分析

【目的】分离高效降解木糖的嗜热厌氧杆菌菌株,用于发酵生产生物燃料乙醇,为后继的构建基因工程菌株及联合生物工艺提供材料。【方法】运用亨盖特厌氧操作技术从胜利油田油层采出液两年的富集样中分离到一株嗜热厌氧杆菌xyl-d。采用形态学观察、生理生化指标鉴定及基于16S rRNA的系统发育学分析确定其分类地位。【结果】菌株xyl-d为革兰氏阴性厌氧杆菌,菌体大小为(1.35-5.08)μm×(0.27-0.40)μm,单生、成对或成簇生长,芽胞圆形,端生。温度生长范围30-85℃(最适温度65℃);pH范围3.0-10.0(最适pH 7.5);NaCl浓度范围0%-4%(最适NaCl浓度2.0%)。发酵D-木糖的产物是乙醇、乙酸、CO2及少量的异丁醇、丙酸。菌株xyl-d的(G+C)mol%含量为45.6%,与热厌氧杆菌属模式菌株威吉利热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter wiegelii)DSM10319T及嗜热乙醇杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)DSM2246T的16S rRNA序列相似性均为99.3%。菌株利用D-木糖产乙醇的最佳初始pH为8.5;少量酵母粉能刺激生长并显著提高发酵D-木糖的产醇率,使乙醇成为主要的发酵产物;培养基中乙醇浓度达到7%(V/V)时菌体生长受到抑制,最佳生长条件下D-木糖的降解率可达91.37%,最佳产醇条件下发酵1摩尔D-木糖可产生1.29摩尔的乙醇。【结论】菌株xyl-d是从特殊生境(油藏)中分离到的一株高效降解D-木糖的耐酸、嗜热的厌氧杆菌,其为半纤维素降解产乙醇的联合生物工艺提供了菌源。     

一株油藏嗜热厌氧杆菌的分离、鉴定及代谢产物特征

[目的]了解油藏环境中细菌的生理生化特性及代谢产物.[方法]采用Hungate厌氧操作技术从胜利油田罗801区块油层采出水中分离到一株厌氧杆菌SC-2.采用生理生化鉴定结合16S rDNA序列的系统发育学分析确定该菌株的系统发育地位,用气相色谱分析其代谢产物.[结果]菌株SC-2为严格厌氧的革兰氏阴性杆菌,菌体大小为0.38 um×1.7um-3.9um,单生、成对或成串生长,产端生芽孢.温度生长范围40℃-75℃(最适温度70℃);pH范围5.5-9.5(最适pH 6.5);NaCl浓度范围0%～5%(最适NaCl浓度0%).能够利用葡萄糖、麦芽糖、甘露糖、木糖等多种碳水化合物,发酵葡萄糖的产物是乙醇、乙酸、丙酸、H2、CO2及少量的乳酸.菌株SC-2的(G C)mol%含量为30.8%,与Thermoanaerobacter mathranii subsp.mathranii的16S rDNA序列相似性为99.85%.菌株利用葡萄糖产乙酸、乙醇的最佳初始pH为8.0;酵母粉能刺激生长并显著提高发酵葡萄糖的产酸、产醇率;培养基中添加4%(V/V)的乙醇能明显抑制菌体生长.[结论]菌株SC-2是从特殊生境(油层采出水)中分离到的一株嗜热、耐盐的厌氧菌,其发酵葡萄糖产生的代谢产物有利于改善油藏中的微环境.菌株SC-2与T.mathranii subsp.mathranii 11426T的最适pH和最大耐受NaCl浓度有所不同,且二者的(G C)mol%含量差异较大.     

厌氧丁草胺降解菌BAD-20的分离鉴定及降解特性研究

【目的】分离并鉴定能够降解除草剂丁草胺的厌氧微生物菌株,研究其厌氧降解丁草胺的特性和代谢途径,为深入研究丁草胺厌氧降解机制提供依据。【方法】以丁草胺为碳源作为选择压力从水稻田土壤中富集驯化丁草胺降解菌,利用16S rRNA基因系统发育分析结合菌株培养特征对降解菌株进行初步鉴定,利用液相色谱-时间飞行质谱(LC-TOF-MS)检测菌株降解丁草胺的代谢产物。【结果】筛选到一株降解丁草胺的厌氧细菌,命名为BAD-20,初步鉴定为嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum),菌株BAD-20降解丁草胺的最适条件为温度30–35℃、pH 7.5–8.0和0–0.5%NaCl,在有氧条件下该菌不能降解丁草胺。最适条件下,菌株BAD-20在10d降解90%的20mg/L丁草胺。菌株BAD-20还能降解甲草胺、乙草胺、丙草胺,降解效率从高到低依次为甲草胺乙草胺丙草胺丁草胺,对这些氯乙酰胺除草剂的降解动力学符合一级动力学方程。鉴定到2个丁草胺降解代谢产物,分别是N-(2,6-二乙基苯基)-N-(丁氧甲基)乙酰胺(DEPBMA)和N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺(DEPA),表明菌株BAD-20降解丁草胺的起始步骤为脱氯,随后脱去N-丁氧甲基。【结论】本研究富集分离到一株降解丁草胺的厌氧细菌嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum) BAD-20,为深入研究丁草胺厌氧降解机制及研发含丁草胺废水厌氧生物处理技术提供依据。     

一株食醋污染菌CICC 10774 的鉴定及其生长代谢特性

【目的】对食醋污染菌CICC 10774进行多相分类学鉴定,并对其生长特征和代谢产物进行研究。【方法】通过16S r RNA基因序列系统发育学分析,结合形态特征和生理生化特性确定该菌株的分类学地位。通过分光光度法测定菌株生长的最适温度和最适p H值,确定其最佳培养条件。采用HPLC测定该菌株代谢产物。【结果】多相鉴定分析表明菌株CICC 10774为耐酸乳杆菌(Lactobacillus acetotolerans),革兰氏染色呈阳性,兼性厌氧生长,具有明胶酶活性,能够利用葡萄糖、果糖、甘露糖、N-乙酰葡萄糖胺、熊果苷、七叶灵、水杨苷、纤维二糖、海藻糖和龙胆二糖作为碳源底物生长。生长代谢特性研究表明,CICC 10774的最适生长温度为37°C,最适p H值为5.0,代谢产物主要为醋酸和乳酸,是一株典型的耐酸菌。【结论】对引起食醋污染的耐酸乳杆菌CICC 10774生长代谢特征进行了研究,为食醋生产企业生产过程的微生物控制提供理论基础。     

嗜热厌氧纤维素分解菌的分离、鉴定及其酶学特性

【目的】分离高效降解纤维素的嗜热厌氧菌,通过与嗜热产乙醇菌株联合培养的方式,为生产纤维素乙醇提供微生物资源。【方法】利用厌氧分离技术从降解纤维素的马粪富集物中分离到一株嗜热厌氧细菌HCp。采用形态学观察、生理生化鉴定、结合16S rDNA序列的系统发育学分析确定该菌株的分类地位,利用DNS酶活分析方法测定此分离菌株的酶学性质。【结果】分离菌株HCp革兰氏染色阴性,直杆,细胞单个或成对出现,菌体大小为(0.35-0.50)μm×(2.42-6.40)μm,严格厌氧,形成芽胞,能运动,对新霉素有一定的抗性。此菌能利用滤纸纤维素、纤维素粉、微晶纤维素、脱脂棉和水稻秸秆、明胶等,还可以利用葡萄糖、纤维二糖、木糖、木聚糖、果糖、蔗糖、核糖、半乳糖、麦芽糖、山梨糖、海藻糖、蜜二糖、甘露糖等。该菌株在pH6.5-8.5、温度35-70℃、盐浓度0%-1.0%范围内利用纤维素生长,最适pH为6.85,最适温度为60℃,最适NaCl浓度为0.2%,最佳生长条件下,在10 d内滤纸纤维素降解率可达90.40%。在HCp的纤维小体中,滤纸酶、羧甲基纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、木聚糖酶的最适作用温度分别为70℃、70℃、70℃、60℃,并且羧甲基纤维素酶具有较高的热稳定性。部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离菌株HCp与Acetivibrio cellulolyticus、A.cellulosolvens相似性为97.5%。【结论】分离菌株HCp是从马粪富集物中分离到的一株嗜热厌氧细菌,该菌具有较强的降解纤维素能力,生长温度范围广,酶的热稳定性好,纤维素底物利用广泛等特性,为纤维素降解产乙醇提供了良好的材料。     

一株分离自西藏高山草甸土壤的肠球菌的分离鉴定及代谢特征

[目的]了解高海拔低温缺氧条件下土壤环境中微生物生理生化特性及代谢产物[方法]采用Hungate厌氧操作技术从西藏纳木措高山草甸土壤中分离到一株肠球菌C J-1.通过生理生化特征分析和16S rRNA基因序列的系统发育学分析确定该菌株的系统发育学地位.[结果]菌株C J-1为兼性厌氧的革兰氏阳性菌,菌体呈不规则球形,大小为直径约1 μm-1.5 μm,无鞭毛,不运动,成串珠型或成对排列.生长温度范围为10℃-50℃(最适温度为25℃) ;pH范围为5.0-8.5(最适pH为7.0) ;NaC1浓度为0％ -7％(最适NaC1浓度为5％).能够利用葡萄糖、核糖、松三糖以及纤维二糖等多种碳水化合物,发酵纤维二糖的产物是乳酸、乙酸、丙酸、CO2、H2以及少量的丁酸.菌株CJ-1的(G+C)Mo1％为39.2％.与Enterococcus aquimarinus( CCM7283)的相似性达95.9％.菌株可利用纤维二糖,其在沼气发酵过程中充当中间代谢物.[结论]菌株CJ-1为耐低温肠球菌,可以降解纤维二糖等,且适应性较强,在发酵过程中具有重要意义,将其暂定命名为Enterococcus namtsoensis,模式菌株DSM23475T(=ACCC 00521T).     

一株油藏嗜热厌氧杆菌的分离鉴定和代谢特征的分析

摘要：【目的】从高温油藏中发掘新的微生物种质资源。【方法】采用 Hungate 厌氧操作技术从大港油田采出水中分离到一株厌氧杆菌 HL-3。通过生理生化特征比较和16S rRNA序列比对,确定HL-3的分类地位。【结果】菌株HL-3为严格厌氧的革兰氏阴性杆菌。生长温度范围 40℃－75℃（最适温度 60℃）;pH 范围 5.0－8.0（最适 pH 6.5）;NaCl 浓度范围 0%－3.2%（最适NaCl浓度0.25%）。能够利用葡萄糖、核糖、甘露糖、木糖、纤维二糖等多种碳水化合物,发酵葡萄糖的产物是乙醇、乙酸、CO2及少量丙酸和丁醇。菌株HL-3的（G+C）mol%含量为 33.9%,与Thermoanaerobacter（嗜热厌氧杆菌属）中模式菌株T.uzonensis DSM18761T (EF530067)的16SrRNA 序列相似性为98.8%,与T.sulfurigignens DSM17917T (AF234164)的相似度次之为98.1％。菌株能够耐受浓度较高的亚硫酸根（0.1 mol/L）离子和浓度极高的硫代硫酸根（0.8 mol/L）。当硫代硫酸根浓度高于0.075 mol/L时,菌体内产生硫单质颗粒;同时,在培养血清瓶顶空中检测到硫化氢气体。菌株 HL-3与T.uzonensis DSM18761T对硫代硫酸根和亚硫酸根的耐受程度有很大不同。菌株HL-3对硫代硫酸根和亚硫酸根耐受程度及对硫代硫酸根的代谢机制与T.sulfurigignens DSM17917T(AF234164)极为相似,但二者代谢葡萄糖的产物却极不相同。【结论】所以菌株HL-3可能是Thermoanaerobacter属中的一个新种,其确切分类地位还有待用DNA分子杂交[1]的技术手段做进一步的鉴定。     

一株新型同型产乙酸菌Clostridium sp.的自养和异养生长特性

【背景】同型产乙酸菌是一类利用乙酰辅酶A途径固定CO_2合成自身细胞物质并生成乙酸、乙醇等代谢产物的厌氧菌群,其分布广泛、种类繁多且代谢多样。深入研究同型产乙酸菌菌株的代谢能力及特性,对探索该种群的生理生化特性及其环境作用至关重要。【目的】研究一株同型产乙酸菌Clostridium sp. BXX的最适培养条件及其自养与异养生长特性。【方法】设置BXX菌株培养温度10-55°C、初始pH 6.0-9.0、NaCl浓度0-2.0%、不同氮源,测定菌体细胞含量和产物生成浓度,确定菌株最适培养条件。研究BXX菌株分别以H_2/CO_2、合成气、CO、葡萄糖、1,2-丙二醇、甲酸钠、乙二醇甲醚、甘油、丙酮酸和乳酸为底物时的底物消耗、产物生成、菌体细胞含量和pH等,探究其自养和异养生长特性。【结果】BXX菌株的最适培养温度为30°C,初始pH为7.0,NaCl浓度为1.0%,氮源为酵母粉。BXX菌株能以H2/CO2、合成气、葡萄糖、1,2-丙二醇、甲酸钠、乙二醇甲醚和甘油为底物生长,不能以CO、丙酮酸或乳酸为底物生长。【结论】BXX菌株既能自养生长产乙酸,又能异养生长产乙醇。BXX菌株是乙酸发酵的优良菌种资源,有较好的工业应用潜力。     

胆固醇转化菌株的筛选及发酵条件优化

【目的】从土壤中筛选及鉴定具有转化胆固醇能力的菌株SE-1,对转化产物进行结构鉴定,并通过一定的工艺条件优化提高转化产率。【方法】利用胆固醇为唯一碳源筛选能转化胆固醇的菌株SE-1,对菌株进行形态、生理生化特征试验及16S rRNA基因序列同源性分析确定该菌株的系统发育学地位。发酵转化产物经氯仿萃取,对转化产物进行硅胶板薄层层析法分析,用硅胶柱层析法、Sephadex LH20分离产物,通过1H-NMR、13C-NMR分析确定转化产物的化学结构。对菌株转化胆固醇的发酵培养基的碳源、氮源、底物添加方式及发酵条件进行优化。【结果】菌株SE-1为革兰氏阴性菌,生理生化特征与洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)相似,16S rRNA序列与洋葱伯克霍尔德氏菌(GenBank No.U96927)相似性为99%。硅胶薄层层析显示转化产物为两种产物。发酵转化时,在胆固醇-吐温乳化液的添加量为1 g/L,碳源糖蜜5%,氮源(NH4)2SO40.3%,接种量4%,发酵液pH7.5,36℃发酵的条件下,7β-羟基胆固醇的产率最高,达到34.4%。【结论】分离得到的菌株SE-1鉴定为Burkholderia cepacia。菌株SE-1转化胆固醇的主产物为7β-羟基胆固醇,次产物为7-酮基胆固醇,胆固醇7β-羟基化转化率在最适的转化条件下比优化前提高了20.8%。     

河南省白龟山水库下游水体氨化细菌分离鉴定及其降解有机氮条件

【目的】从河南省白龟山水库下游水体中分离筛选氨化细菌,并研究其降解有机氮的条件。【方法】利用选择性培养基从微污染水源水中筛选氨化细菌,进一步比较了不同氨化细菌降解有机氮的效果;采用单因子法研究菌株N24降解有机氮的条件;通过形态、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析对菌株N24进行鉴定。【结果】从微污染水源水中分离筛选到4株氨化细菌,其中菌株N24培养48 h后氨氮浓度较高,达到138.926 mg/L。菌株N24降解有机氮最适温度为30-35°C,最适初始pH值为6.0,500 mL摇瓶最适装液量75 mL。菌株N24被鉴定为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus,GenBank登录号:JX291240.1),其16S rRNA基因序列与基因库中芽孢杆菌属菌株的16S rRNA基因序列有99%-100%的相似性,与弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus IFO15717T,GenBank登录号:NR024691.1)的遗传距离最近。【结论】菌株N24是一株高效降解有机氮的弯曲芽孢杆菌;本研究丰富了降解有机氮菌种资源,可为该菌在环境工程领域的实际应用提供理论基础。     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

Entwicklungsgeschichte und Ultrastruktur von Pollenkitt und Exine bei nahe verwandten entomophilen und anemophilen Angiospermensippen derAlismataceae,Liliaceae, Juncaceae,Cyperaceae, Poaceae undAraceae

Some closely related members of the monocotyledonous familiesAlismataceae, Liliaceae, Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae andAraceae with variable modes of pollination (insect- and wind-pollination) were studied in relation to the ultrastructure of pollenkitt and exine (amount, consistency and distribution of pollenkitt on the surface of pollen grains). The character syndromes of pollen cementing in entomophilous, anemophilous and intermediate (ambophilous or amphiphilous) monocotyledons are the same in principal as in dicotyledons. Comparing present with former results one can summarize: 1) The pollenkitt is always produced in the same manner by the anther tapetum in all angiosperm sub-classes. 2) The variable stickiness of entomophilous and anemophilous pollen always depends on the particular distribution and consistency of the pollenkitt, but not its amount on the pollen surface. 3) The mostly dry and powdery pollen of anemophilous plants always contains a variable amount of inactive pollenkitt in its exine cavities. 4) A step-by step change of the pollen cementing syndrome can be observed from entomophily towards anemophily. 5) From the omnipresence of pollenkitt in all wind-pollinated angiosperms studied one can conclude that the ancestors of anemophilous angiosperms probably have been zoophilous (i.e. entomophilous) throughout.

     

Identification and Characterization of the First Equine Parainfluenza Virus 5

正Dear Editor,Parainfluenza virus 5 (PIV5), known as canine parainfluenza virus in the veterinary field, is a negative-sense,nonsegmented, single-stranded RNA virus belonging to the Paramyxoviridae family (Chen 2018). The virus was first reported in primary monkey kidney cells in 1954 (Hsiung1972), then it has been frequently discovered in various