九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性及系统发育学分析

【目的】结合16S rRNA基因克隆文库和nirS基因克隆文库的分析,揭示九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性。【方法】选取九龙江河口区一富营养化采样点,分别采集水样及沉积物样品,进行理化因子的测定并提取细菌总DNA。以水样DNA构建16S rRNA基因克隆文库,以沉积物DNA构建nirS基因克隆文库,分析微生物群落结构的多样性并构建系统发育树。【结果】从16S rRNA基因克隆文库中获得86条有效序列,按97%的序列相似性划分为53个OTU,分别属于Proteobacteria门、Planctomycetes门、Bacteroidetes门、Actinobacteria门、Firmicutes门和Chloroflexi门。其中属于Proteobacteria门OTU的克隆子占克隆数的62.9%,是最优势的类群,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Deltaproteobacteria纲等。从nirS基因克隆文库中获得190条有效序列,翻译为氨基酸序列后,按82%的序列相似性划分为60个OTU,并定位到属的水平。其中Proteobacteria门是最优势的类群,占文库克隆子总数的71.6%,包括Alphaproteobacteria纲(5.8%)、Betaproteobacteria纲(49.0%)和Gammaproteobacteria纲(16.9%)。nirS基因克隆文库中丰度最高的OTU与GenBank中的一株可培养反硝化菌Thauera sp. R-26906具有100%的序列相似性。【结论】九龙江河口区的微生物以及亚硝酸盐还原酶基因(nirS)具有丰富的多样性。大部分NirS序列在GenBank中的最相似序列来源于河口、海湾等相似的环境。     

大连湾原油降解菌的分离和多样性分析

[目的]研究大连湾原油污染海域可培养原油降解菌的多样性,并获得新的原油降解菌.[方法]通过大连湾海水、海泥和海绵样品采集,以原油作为唯一碳源,培养、富集、分离筛选原油降解菌,根据16S rRNA基因序列确定其系统进化地位.[结果]通过形态观察和16S rRNA基因分析,共获得22个属的50株菌.其中,有6株菌的16S rRNA序列与最相近的菌株序列一致性仅为95％-97％,可能是潜在的新菌.单菌实验表明,45株菌具有石油降解能力.[结论]揭示了大连湾可培养原油降解菌的多样性,并获得了新的原油降解菌,为海洋石油污染的生物治理提供新资源.     

菌种1137116S rRNA序列分析及鉴定

通过PCR方法扩增菌种11371的16S rRNA基因并测序,将序列提交GenBank(登录号:DQ531606),并与其他链霉菌属种进行比较,通过DNAStar软件得到菌种16S rRNA基因序列进化树。同时采用插片法、显微镜观察等方法对株菌11371进行形态特征、培养特征、生理生化特征鉴定。结果表明,11371的16S rRNA序列与其他链霉菌具有一定的同源性,结合生理、生化指标鉴定结果,进一步确定菌种为不吸水链霉菌一株新亚种(Streptomyces ahygroscopicus subsp.wuzhouensis n.sub-sp.),菌株11371 16S rRNA序列为GenBank中首例Streptomyces ahygroscopicus的16S rRNA序列。     

应用16S rRNA基因文库技术分析土壤细菌群落的多样性

[目的]土壤微生物在菜田生态系统中具有重要的生态功能,通过16S rRNA基因克隆文库技术分析典型菜田土壤细菌群落结构的组成情况,为揭示典型的菜田土壤微生物的多样性以及土地利用变化与生态环境效应之间的关系奠定基础.[方法]采用未培养技术直接从北京和山东两地典型菜田土壤样品中提取微生物总的DNA,分别构建基于通用引物PCR扩增的土壤细菌16S rRNA基因克隆文库,通过Hinf Ⅰ和Hae Ⅲ限制性内切酶对两地土壤细菌16s rRNA基因文库中的克隆进行ARDRA(Amplified Ribosomal DNA Rstriction Analysis)分析,将所有阳性克隆分为若干个可操作分类单元(OTU).[目的]通过构建两地细菌克隆文库的系统发育树,并分析主要种群的组成表明:北京和山东菜田土壤细菌克隆文库的优势种群均为γ、β、α变形细菌亚群.两地的细菌种类组成分别包括124个OTUs和92个OTUs.[结论]北京地区和山东地区典型蔬菜地土壤细菌种群中优势种群均为变形细菌,但是土壤细菌多样性降低,这可能与典型菜田的多年连作,种植蔬菜种类单一直接相关.同时,也可能是造成菜田土壤病害普遍发生,土壤退化的一个重要原因.     

新疆乌鲁木齐10号冷泉古菌群落结构多样性

[目的]探究新疆地震断裂带含硫冷泉泉水古菌群落组成及多样性.[方法]利用酶解法直接从冷泉泉水样品中提取环境总DNA,采用古菌通用引物对16S rRNA基因进行扩增,构建16S rRNA基因克隆文库,通过Alu Ⅰ和AfaⅠ两种限制性内切酶对随机挑选的115个阳性克隆子进行酶切分型,将不同酶切带型对应的克隆子送样测序,测序结果与GenBank序列进行比对并构建16S rRNA基因系统发育树.[结果]古菌克隆文库中共得到44个不同的酶切带型,BLAST序列比对和系统发育分析将它们划分于广古菌门(Euryarchaeota,94.78％)和奇古菌门(Thaumarchaeota,4.35％).奇古菌门克隆与Nitrosopumilus.sp序列相似性达到了93％;而广古菌门类群较为多样,其中,42.61％的克隆子属于RC-V cluster,20.87％与13.91％的克隆子分别属于LDS cluster和Methanomicrobiales,4.35％的克隆子与甲烷厌氧氧化相关的类群(ANME-1a-FW)具有较高的的相似.另外,13.05％的克隆子属于广古菌门中的未知类群.[结论]乌鲁木齐10号泉水体中广古菌类群多样,可能蕴藏有大量潜在的古菌新类群.     

松材线虫伴生细菌多样性的宏基组分析

摘要：【目的】松材线虫是松材线虫病的病原,且与其伴生细菌之间存在互作关系,它们构成一个微生态系统。本研究旨在揭示松材线虫-伴生细菌群落细菌多样性。【方法】采用16S rRNA基因文库和454测序对伴生细菌群落的宏基因组进行初步分析。【结果】依据97％序列相似性划分OTU（Operational Taxonomic Unit）,构建的16S rRNA文库包含25个OTU,分别属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Bacter     

代表性差异分析比较两株来自不同地区的猪源Lactobacillus菌株

[目的]对分离自猪肠道的乳酸杆菌S1菌株进行鉴定,并比较该菌株与同种的001T菌株的基因差异.[方法]对S1菌株进行16S rRNA基因序列分析和种特异PCR检测,并且对S1菌株和Lactobacillus sobrius 001T进行代表性差异分析(Representational difference analysis,RDA).[结果]16S rRNA基因序列分析表明,与S1菌株最相似的已知菌为L.sobrius.变性梯度凝胶电泳分析显示,仔猪空、回肠细菌图谱中有一与S1菌株有相同迁移位置的优势条带,克隆、测序鉴定表明,与该条带相匹配的16S rRNA基因克隆(Clone S)的最相似已知菌也为L.sobrius.16S rRNA基因系统进化分析表明,S1菌株与Clone S和L.sobrius 16S rRNA基因序列同源性分别为99.8%和99.6%.L.sobrius特异性引物也可以扩增S1株菌的16S rRNA基因的特定片段.因此S1菌株可被确定为Lsobrius.RDA对菌株S1和同种的猪源L.sobrius 001T菌株的基因差异进行分析,未发现这两株菌的基因组差异.[结论]猪肠道乳杆酸菌S1菌株属于L.sobrius,其与猪源L sobrius 001T菌株为相似菌株.     

16S rDNA序列分析在鉴定布鲁氏菌中的应用

[目的]建立布鲁氏菌的16S rDNA序列分析方法,评价该方法鉴定布鲁氏菌的特异性和实用性.[方法]用PCR扩增布鲁氏菌的16S rDNA片段,将扩增的产物纯化后测序,从GenBank下载与布鲁氏菌易发生血清学交叉反应的细菌的16S rDNA序列.使用DNAMAN软件进16S rDNA序列相似性分析.[结果]在布鲁氏菌中16S rDNA核苷酸序列相似性达到了99.74％,而与其他有血清型交叉反应的菌株相比较,16S rDNA序列间有显著差异.[结论]16S rDNA序列分析是一种快速、简便、特异的鉴定布鲁氏菌的方法之一.     

南极普利兹湾夏季海冰不同层次细菌丰度及多样性

[目的]为了解南极普利兹湾夏季海冰不同层次中细菌群落丰度及组成.[方法]利用荧光原位杂交技术对海冰不同层次中细菌进行定量研究,通过构建16S rRNA基因文库对海冰不同层次中细菌进行多样性分析,并结合环境因子进行相关性分析.[结果]荧光原位杂交结果表明,细菌占海冰总细胞数比例随着海冰层次下降呈现上升趋势,初步推断可能受海冰中总有机碳,总有机氮以及磷酸盐影响所致.16SrRNA基因文库分析结果表明,上、中、底3个海冰分层样品获得的16S rRNA基因序列归属于γ-变形细菌纲(γ-Proteobacteria),α-变形细菌纲(α-Proteobacteria)以及拟杆菌门(Bacteroidetes),多数16S rRNA基因序列与分离培养自海洋环境、南北极海冰菌株的16S rRNA基因序列相似性较高(90％-99％);在海冰底部样品中未检测到拟杆菌门;海冰不同层次中,细菌组成呈现些微的差异性,可能由铵离子在海冰不同层次的分布造成.[结论]海冰底部细菌数量最丰富.在海冰中,γ-变形细菌纲为优势类群.     

16S rRNA基因和COI基因序列分析在石斑鱼物种鉴定中的应用

对台湾海峡常见的8种石斑鱼进行了16S rRNA基因和COI基因的序列测定,并通过GenBank和BOLD两个数据库进行鱼种鉴定.序列分析表明,COI基因较16S rRNA基因有更大的分辨率;两个基因序列在GenBank中的搜索结果和COI基因序列在两个数据库的搜索结果大部分一致,但仍有部分差异.建议同时使用COI和16S rRNA两种保守基因,进行序列测定,然后在GenBank和BOLD SYSTEMS数据库进行搜索,选择一致的鉴定物种作为鉴定结果.     

A 1,1,1-trichloroethane-degrading anaerobic mixed microbial culture enhances biotransformation of mixtures of chlorinated ethenes and ethanes

1,1,1-trichloroethane (1,1,1-TCA) is a common groundwater pollutant as a result of improper disposal and accidental spills. It is often found as a cocontaminant with trichloroethene (TCE) and inhibits some TCE-degrading microorganisms. 1,1,1-TCA removal is therefore required for effective bioremediation of sites contaminated with mixed chlorinated organics. This study characterized MS, a 1,1,1-TCA-degrading, anaerobic, mixed microbial culture derived from a 1,1,1-TCA-contaminated site in the northeastern United States. MS reductively dechlorinated 1,1,1-TCA to 1,1-dichloroethane (1,1-DCA) and then to monochloroethane (CA) but not further. Cloning of bacterial 16S rRNA genes revealed among other organisms the presence of a Dehalobacter sp. and a Desulfovibrio sp., which are both phylogenetically related to known dehalorespiring strains. Monitoring of these populations with species-specific quantitative PCR during degradation of 1,1,1-TCA and 1,1-DCA showed that Dehalobacter proliferated during dechlorination. Dehalobacter growth was dechlorination dependent, whereas Desulfovibrio growth was dechlorination independent. Experiments were also performed to test whether MS could enhance TCE degradation in the presence of inhibiting levels of 1,1,1-TCA. Dechlorination of cis-dichloroethene (cDCE) and vinyl chloride (VC) in KB-1, a chloroethene-degrading culture used for bioaugmentation, was inhibited with 1,1,1-TCA present. When KB-1 and MS were coinoculated, degradation of cDCE and VC to ethene proceeded as soon as the 1,1,1-TCA was dechlorinated to 1,1-DCA by MS. This demonstrated the potential application of the MS and KB-1 cultures for cobioaugmentation of sites cocontaminated with 1,1,1-TCA and TCE.     

云南热带户用沼气池的原核生物群落结构研究

【目的】揭示云南热带农村户用沼气池中的原核生物(细菌和古菌)的群落结构特征。【方法】采用16S r RNA基因克隆文库技术对云南(北)热带代表性气候区的户用沼气池中的原核生物(细菌和古菌)多样性进行研究。【结果】得到细菌330条有效序列,划分为108个OTUs,文库覆盖度为81.5%;古菌有效序列185条,划分为17个OTUs,文库覆盖度为97.8%。通过Gen Bank数据库进行相似性比对与系统发育分析,结果表明:大部分细菌为未知细菌(Unclassified bacteria,占24.19%),优势细菌类群归属拟杆菌门(Bacteroidetes,占23.58%)、绿弯菌门(Chloroflexi,占21.46%)、厚壁菌门(Firmicutes,占13.91%)和变形菌门(Proteobacteria,占8.74%);古菌主要的优势类群为乙酸盐营养型的甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)的鬃毛甲烷菌属(Methanosaeta,占76.75%);此外还检测到少量未培养的泉古菌门细菌(Crenarchaeota,占9.19%)。【结论】云南(北)热带代表性气候区的农村户用沼气池中的微生物种类十分丰富,不同微生物种类的丰度存在明显差异,并存在明显优势种群,且细菌比古菌具有更丰富的多样性。     

倭蜂猴粪便微生物苯酚羟化酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因多样性研究

【目的】分析倭蜂猴粪便微生物中苯酚羟化酶(Phenol hydroxylase,PH)和邻苯二酚1,2-双加氧酶(Catechol 1,2-dioxygenase,C12O)的基因多样性。【方法】利用简并引物,以倭蜂猴粪便微生物宏基因组DNA为模板,通过PCR扩增,分别构建PH和C12O基因克隆文库,并对克隆进行测序分析。【结果】倭蜂猴粪便微生物来源的PH和C12O基因序列经BLAST比对分析,与GenBank中相应酶的序列一致性分别介于92%?100%和87%?100%。系统进化树分析表明PH基因序列与Neisseria、Burkholderia、Alcaligenes、Acinetobacter 4个属来源的PH序列相关;C12O基因序列全部与Acinetobacter来源的C12O序列相关。序列比对结果表明PH序列具有LmPH (Largest subunit of multicomponent PH)中高保守的两个DEXRH结构域;C12O序列具有能被Ag+和Hg2+抑制的位点(半胱氨酸)。【结论】倭蜂猴粪便微生物来源的PH为多组分PH,其降解苯酚的中间产物邻苯二酚可以被C12O通过邻位开环途径裂解。     

Sanger和Pyrosequencing测序法分析健康成人口腔菌群

目的对比Sanger和Pyrosequencing测序法分析健康人口腔菌群组成。方法收集6例健康成人唾液、舌背、黏膜、龈上及龈下菌斑并构建16SrRNA基因文库,分别用Sanger和Pyrosequencing测序法分析。结果 Sanger测序所得已知的序列有5,794条(占6,535总序列数88.7%)、75个属,396个序列划分操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs,占总OTUs的61.4%)。Pyrosequencing测序所得已知的序列有10,771条(占11,103总序列数97.0%)、66个属,322个OTUs(占总OTUs的68.0%)。Sanger和Pyrosequencing测序法所得口腔菌群在门、属的水平分布趋势基本一致,但在种的水平分布差异显著。Sanger和Pyrosequencing测序法构建的口腔菌群文库均匀度值分别为0.016和0.007,说明Pyrosequencing分析口腔菌群物种数量分布比Sanger测序方法的文库均匀性稍差,但优势种更显著。结论 Pyrosequencing测序时所构建基因文库能代表口腔菌群的多样性且经济、省时,可以应用于口腔细菌物种的分析。     

反硝化反应器喹啉降解相关基因多样性与定量分析

【目的】本文旨在探讨喹啉驯化的反硝化反应器微生物群落中苯甲酰辅酶A还原酶基因(bcrA)和8-羟基-2(1H)喹喏酮基因的加氧酶组分(oxoO)基因的多样性与分布。【方法】根据GenBank数据库oxoO基因序列的保守区设计了oxoO基因专一性引物。扩增采用机械击打与酚-氯仿抽提相结合的方法从反应器生物膜样品中提取微生物总DNA,对oxoO基因和bcrA基因进行基因扩增,并构建oxoO和bcrA基因克隆文库。采用荧光实时定量PCR方法对反应器微生物群落中bcrA和oxoO基因进行定量分析。【结果】定量分析结果表明,在反应器运行过程中,bcrA基因数量逐渐增多,而oxoO基因数量逐渐减少。克隆文库基因序列的系统发育分析表明,bcrA基因克隆文库中部分序列与Thauera等菌株的bcrA基因的相似性为97%以上,其余序列与已知bcrA基因序列的相似性为74%-86%;oxoO基因克隆文库中部分序列与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的oxoO基因相似性为99%,而其余序列和已知的oxoO基因的序列相似性较低。【结论】喹啉驯化的反硝化反应器系统中,bcrA和oxoO基因的多样性较丰富,且具有一些新的未知的类型。bcrA和oxoO基因的数量随反应器的运行状况而发生变化,显示出其与反应器中微生物种群构成及功能之间的密切关系。这两个基因可以作为一种潜在的生物分子标记,用于监测含喹啉废水反硝化反应器的运行状态。     

A 1,1,1-Trichloroethane-Degrading Anaerobic Mixed Microbial Culture Enhances Biotransformation of Mixtures of Chlorinated Ethenes and Ethanes

1,1,1-Trichloroethane (1,1,1-TCA) is a common groundwater pollutant as a result of improper disposal and accidental spills. It is often found as a cocontaminant with trichloroethene (TCE) and inhibits some TCE-degrading microorganisms. 1,1,1-TCA removal is therefore required for effective bioremediation of sites contaminated with mixed chlorinated organics. This study characterized MS, a 1,1,1-TCA-degrading, anaerobic, mixed microbial culture derived from a 1,1,1-TCA-contaminated site in the northeastern United States. MS reductively dechlorinated 1,1,1-TCA to 1,1-dichloroethane (1,1-DCA) and then to monochloroethane (CA) but not further. Cloning of bacterial 16S rRNA genes revealed among other organisms the presence of a Dehalobacter sp. and a Desulfovibrio sp., which are both phylogenetically related to known dehalorespiring strains. Monitoring of these populations with species-specific quantitative PCR during degradation of 1,1,1-TCA and 1,1-DCA showed that Dehalobacter proliferated during dechlorination. Dehalobacter growth was dechlorination dependent, whereas Desulfovibrio growth was dechlorination independent. Experiments were also performed to test whether MS could enhance TCE degradation in the presence of inhibiting levels of 1,1,1-TCA. Dechlorination of cis-dichloroethene (cDCE) and vinyl chloride (VC) in KB-1, a chloroethene-degrading culture used for bioaugmentation, was inhibited with 1,1,1-TCA present. When KB-1 and MS were coinoculated, degradation of cDCE and VC to ethene proceeded as soon as the 1,1,1-TCA was dechlorinated to 1,1-DCA by MS. This demonstrated the potential application of the MS and KB-1 cultures for cobioaugmentation of sites cocontaminated with 1,1,1-TCA and TCE.     

四种红树植物根际土壤微生物Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因的检测与多样性分析

[目的]探究红树林土壤中聚酮合酶(Polyketide synthase,PKS)基因的多样性和新颖性.[方法]用Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因酮基合成酶(Ketosynthase,KS)域的简并引物对海南清澜港红树林海莲、黄槿、银叶、老鼠簕4种红树根际土壤样品中DNA进行PCR扩增,之后利用PCR-限制性酶切片段多样性(PCR-RFLP)和测序分析法对Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因的多样性进行探讨.[结果]对得到的72条Ⅰ型PKS基因的酮基合成酶(Ketosynthase,KS)域DNA序列进行PCR-RFLP分析,共得到51个可操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTUs),其中37个OTUs为单克隆产生,没有明显的优势OTU.选取了26个代表不同OTU的克隆进行测序分析,这些序列与GenBank中已知序列的最大相似率均未超过85％. KS域氨基酸序列的系统发育分析显示,所得KS域来源广泛,包括蓝细菌门(Cyanobacteria)、变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和一些未可培养细菌;对55条PKSⅡ基因KS域DNA序列的PCR-RFLP分析后共得到25个OTUs,有两个明显的优势OTUs,代表的克隆子数所占比例超过10％.[结论]PCR-RFLP分析表明红树林根际土壤中存在着丰富多样的Ⅰ型和Ⅱ型PKS基因,且前者多样性更高;低的序列相似度表明所获得的PKSⅠ基因KS域序列独特;系统发育分析表明得到的PKSⅠ基因来源广泛.     

16S rRNA Gene Sequence Analysis of Drinking Water Using RNA and DNA Extracts as Targets for Clone Library Development

The bacterial composition of chlorinated drinking water was analyzed using 16S rRNA gene clone libraries derived from DNA extracts of 12 samples and compared to clone libraries previously generated using RNA extracts from the same samples. Phylogenetic analysis of 761 DNA-based clone sequences showed that unclassified bacteria were the most abundant group, representing nearly 62% of all DNA sequences analyzed. Other phylogenetic groups identified included Proteobacteria (20%), Actinobacteria (9%), Cyanobacteria (4%), and Bacteroidetes (2%). The composition of RNA-based libraries (1122 sequences) was similar to the DNA-based libraries with a few notable exceptions: Proteobacteria were more dominant in the RNA clone libraries (i.e., 35% RNA; 20% DNA). Differences in the Proteobacteria composition were also observed; alpha-Proteobacteria was 22 times more abundant in the RNA-based clones while beta-Proteobacteria was eight times more abundant in the DNA libraries. Nearly twice as many DNA operational taxonomic units (OTUs) than RNA OTUs were observed at distance 0.03 (101 DNA; 53 RNA). Twenty-four OTUs were shared between all RNA- and DNA-based libraries (OTU_0.03) representing only 18% of the total OTUs, but 81% (1527/1883) of all sequences. Such differences between clone libraries demonstrate the necessity of generating both RNA- and DNA-derived clone libraries to compare these two different molecular approaches for community analyses.     

新疆断裂带含硫冷泉泉水细菌群落结构多样性

摘要：【目的】为了解新疆断裂带含硫冷泉泉水中细菌群落结构的组成和物种多样性。【方法】采用免培养法直接从冷泉水中提取环境总DNA,采用细菌通用引物对泉水中细菌的16S rRNA基因进行PCR扩增,构建16S rRNA基因克隆文库。使用限制性内切酶Hae Ⅲ对随机挑选的阳性克隆子进行限制性片段长度多态性分析(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP),选出具有不同酶切图谱的序列进行测序、BLAST比对和构建16S rRNA基因系统发育树。【结果】共从细菌16S rRNA基因文库中筛选了228个阳性克隆,RFLP分型得到33个不同的操作分类单元 (Operational Taxonomic Unites, OTUs),覆盖度 (Coverage C) 为92%。BLAST比对、RDP归类及系统发育分析将这33个OTUs归为：变形菌门 (Proteobacteria)、拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和厚壁菌门 (Firmicutes)。变形菌门为绝对优势类群,占整个细菌克隆文库的98%,,其中20%左右的类群与硫化物代谢相关的光合自养和化能自养类群纯培养菌具有高的相似性 (>97%)。此外,还发现大量类群 (总文库的64%,其中57%为军团菌属Legionella spp., 类群)与GenBank中已存细菌16S rRNA基因相似性小于96%。【结论】新疆断裂带含硫冷泉泉水中细菌类群的多样性较低,但可能存在大量潜在细菌新种和新分类。另外,该泉水可能是潜在的新军团菌病传播源,因而可能对下游人畜健康存在潜在威胁。