基于PCR-DGGE技术的红树林区微生物群落结构

【目的】为了解红树林沉积物中细菌的群落结构特征。【方法】应用PCR-DGGE技术对福建浮宫红树林的16个采样站位样品细菌的群落结构进行了研究。根据DGGE指纹图谱,对它们的遗传多样性进行了分析。【结果】各站位样品细菌多样性指数(H)、丰度(S)和均匀度(EH)均有所不同,这些差异与它们所处站位的不同有关,红树林区细菌多样性高于非红树林区细菌多样性。对不同站位细菌群落相似性分析,它们的相似性系数也存在一定的规律,同一断面的细菌群落结构相近性较高。对DGGE的优势条带序列分析,同源性最高的微生物分别属于变形菌门(Proteobacteria)、酸菌门(Acidobacteria)和绿菌门(Chlorobi),它们均为未培养微生物,分别来自于河口海岸沉积物。【结论】应用PCR-DGGE技术更能客观地反映红树林沉积物中真实的细菌群落结构信息。另外,研究也表明红树林区微生物多样性丰富,在红树林区研究开发未知微生物资源具有巨大的潜力。     

舌苔细菌PCR-DGGE分析条件的建立与优化

目的针对口腔舌苔细菌16S rDNA序列进行变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)适用序列的筛选及电泳条件的优化。方法以DGGE图谱的高分辨率为指标,选择舌苔细菌DGGE分离最适的16S rDNA高变区、电泳电压和电泳时间,并采用优化的条件分析健康青年人舌苔细菌群落的分布。结果舌苔细菌16S rDNA V3高变区引物序列能获得更加丰富清晰的DGGE条带;基于该区,当变性剂浓度为30%～60%、电泳温度60℃、电压60 V和电泳时间14 h时能得到分辨率最佳的DGGE图谱。运用此优化条件对12个样本舌苔细菌群落的分析表明,舌苔微生物主要由厚壁菌门、梭杆菌门、拟杆菌门和变形菌门等组成。优化后的DGGE技术对舌苔细菌多样性的分析具有准确性、灵敏性和可重复性。结论 DGGE图谱显示,不同分析条件对图谱类型和细菌多样性指数均有所差异。利用优化的DGGE条件能有效分离舌苔细菌16S rDNA V3区序列,为口腔微生物群落结构分析提供可靠的技术支持,也为其他不同生态细菌的多样性分析提供参考。     

不同富集和分离培养条件下的含酚废水处理生物膜微生物群落结构与活性比较分析

采用Biolog和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了不同苯酚浓度培养对焦化废水处理厂反硝化池生物膜样品中微生物群落结构和代谢类型的影响。DGGE结果表明, 不同浓度苯酚和不同培养方式富集培养后, 细菌16S rDNA的部分条带分布谱形发生改变, 还有部分条带只受到了苯酚浓度变化的影响; 富集培养过程中由于碳源组成相对焦化废水简单, DGGE条带所代表的优势微生物多样性有所降低。Biolog试验结果表明, 生物膜样本的细菌群落代谢能力最强; 低浓度苯酚富集后的样品能利用的底物碳源类型最丰富。对Biolog试验结果的主成分分析显示, 相同浓度苯酚富集培养后的细菌群落代谢功能多样性相似, 但从DGGE结果看出其结构组成产生了变化。富集培养使样品微生物群落的代谢功能发生改变, 低浓度的苯酚富集增加了群落中微生物的代谢类型。而不同条件获得的分离物其苯酚降解能力的初步分析也表明, 富集与分离条件对苯酚降解菌的分离能力和得到的菌株特性具有差别。     

氧化钠胁迫下苯丙烯酸对黄瓜根际细菌DNA分子水平多态性的影响

采用PCR-DGGE技术,研究了NaCl(0、292.5、585mg·kg-1土)胁迫下,不同浓度苯丙烯酸(0、25、50、100、200mg·kg-1土)对黄瓜根际细菌DNA分子水平多态性的影响.结果表明:在黄瓜幼苗的不同时期,低浓度苯丙烯酸(50mg·kg-1土)处理使DGGE图谱中的条带数和条带灰度与对照(CK,0mg·kg-1土)相近,多样性指数、均匀度指数和丰富度指数最高;高浓度苯丙烯酸(100、200mg·kg-1土)处理使土壤DGGE图谱中的条带数减少,条带灰度变暗,多样性指数、均匀度指数和丰富度指数较低.表明NaCl胁迫下,低浓度苯丙烯酸缓解而高浓度苯丙烯酸加重了盐分对土壤微生物的胁迫.对目的条带的克隆测序结果表明,受影响的主要细菌类群多数为不可培养细菌及α-、γ-和β-变形菌门,有少部分属于厚壁菌门、酸杆菌门和放线菌门.     

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。     

新疆石油污染土壤苯并(a)芘降解微生物多样性研究

为研究新疆石油开采区污染土壤中苯并(a)芘降解微生物的群落结构特点,采集克拉玛依石油开采区受污染程度不同的土壤样品,以苯并(a)芘为唯一碳源、氮源的无机盐培养基五代富集培养,采用PCR-DGGE技术对第五代富集培养物的微生物群落结构开展研究,根据DGGE指纹图谱分析它们的遗传多样性。研究显示:三个不同污染样品微生物多样性指数(H)丰度(S)和均匀度(EH)均有所不同,重度污染土样降解苯并(a)芘的微生物类群最为丰富,其次是中度污染土样,最少的是轻度污染土样;并且三个样品微生物类群种类差异较大,菌落相似性低。对DGGE的优势条带序列分析,同源性最高的微生物分别属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。研究表明新疆石油开采区污染程度不同土壤中降解苯并(a)芘的微生物群落结构不同,提示污染严重的环境里可能蕴藏着高效降解苯并(a)芘的微生物资源。     

新疆一号冰川土壤细菌多样性的研究*

应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分离PCR扩增的16S rDNA来研究土壤微生物的多样性。直接从新疆一号冰川不同海拔高度的土壤样品中提取总DNA。用两套细菌通用引物分别扩增16S rDNA的V3和V6/V9高变区的特异性片段,PCR产物进行DGGE分析。PCR-DGGE图谱表明,PCR产物经DGGE检测到的条带清晰且分离效果好。结果表明,PCR-DGGE是一种快速研究微生物群落结构的有效方法。     

南极中山站长城站土壤及海洋沉积物可培养细菌多样性

南极地区具有气候酷寒干燥、强紫外(UV)辐射和季节性光照与温度波动等恶劣的极端环境条件,孕育了大量微生物资源和潜在新物种。为了挖掘南极不同生境样品蕴含的微生物菌种资源,更好地认识和探索南极地区微生物资源多样性,利用低温寡营养富集结合梯度稀释涂布的方法,对南极长城站、中山站土壤和近海表层沉积物3个生境的样品进行细菌分离和16S rRNA基因序列相似性分析以确定南极细菌分类学地位。结果表明,共获得482株纯培养细菌,有54个属,142个种,分布于变形菌门(Proteobacteria,42%),放线菌门(Actinobacteria,40%),厚壁菌门(Firmicutes,12%),拟杆菌门(Bacteroidetes,4%)和异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus,1%)。优势属为嗜冷杆菌属(Psychrobacter,12%)、假单胞属(Pseudomonas,10%)和节杆菌属(Arthrobacter,9%)。不同生境样品中纯培养细菌多样性存在较大差异。中山站干燥土壤样品中放线菌门比例明显高于变形菌门,有13个特有属,嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、红球菌属(Rhodococcus)为优势菌;长城站近岸砂土样品中变形菌门菌株最多,拟杆菌门比例高于中山站样品,有高比例的假单胞菌,分离到12个特有属;近海沉积物样品细菌群落结构最简单,分离到9个特有属。经16S rRNA基因序列对比发现,有7株菌为潜在新种。     

昆明盐矿古老岩盐沉积中的原核生物多样性

应用PCR-DGGE和rRNA分析法研究了昆明盐矿古老岩盐沉积中的原核生物多样性。样品的细菌DGGE分析得到27条带,古菌得到18条带。样品与纯培养得到的19个属菌株的DGGE图谱对比分析发现,细菌18个属菌株,只有1个属菌株与样品中的1条带迁移位置都不一致;古菌1个属的菌株不与样品中任何条带迁移位置一致。表明纯培养所得菌株并非该环境中的优势类群。同时,建立了样品细菌和古菌的16S rDNA克隆文库,从中分别挑取36个细菌克隆和20个古菌克隆进行ARDRA分析。细菌可分为10个OTUs,其中3个OTUs是优势类群,分别占38.9%,25.0%,16.7%,其余7个OTUs各含有1个克隆。古菌分为8个OTUs,没有明显的优势类群。每个OTU的代表克隆16S rDNA序列分析表明,细菌分属3大类群:α-Proteobacteria,γ-Proteobacteria和Actinobacteria,以Pseudomonas属菌为优势,含有其它岩盐沉积中没有发现的Actinobacteria。古菌主要是Halorubrum属、Haloterrigena属菌和未培养古菌。本研究表明,昆明盐矿古老岩盐沉积具有较丰富的原核生物多样性,含有大量未知的、未培养或不可培养的原核生物,但在原核生物物种组成和丰度上,免培养与此前的纯培养研究结果存在一定差异。因此,结合使用两类方法才能较全面地认识高盐极端环境微生物的多样性。     

施用棉秆炭对新疆连作棉花根际土壤微生物群落结构和功能的影响

以棉秆移除(NPK)和棉秆还田(NPKS)为对照,采用平板计数、Biolog和DGGE等3种方法,研究了棉秆移除基础上施用常量棉秆炭(22.50 t·hm~(-2),NPKB_1)和增量棉秆炭.(45.00 t·hm~(-2),NPKB_2)对新疆连作棉花根际土壤微生物数量、群落功能和结构多样性的影响.结果表明:与NPK和NPKS处理相比,棉秆炭施用显著增加了连作棉田根际土壤中细菌和放线菌数量;NPKB_1处理真菌数量显著高于NPK处理,但增量棉秆炭NPKB_2处理与NPK处理差异不显著;2个棉秆炭处理的真菌数量均低于NPKS处理.棉秆炭处理AWCD值较高显著提高了微生物丰富度指数,可促进利用糖类、氨基酸类和羧酸类碳源的微生物生长,尤其是利用与根系分泌物相关的酚酸类碳源的微生物.DGGE电泳结果表明,施用棉秆炭(尤其是增量棉秆炭)后,土壤细菌DGGE图谱条带数增多,增加了土壤中芽单胞菌门、酸杆菌门、变形菌门和放线菌门中一些菌群的丰度.UPGMC聚类分析表明,NPKB_2处理明显区别于其他处理,而NPKS、NPK和NPKB_1处理细菌群落结构相似.表明高量施用棉秆炭可显著提高棉花根际土壤微生物多样性,并明显改变土壤细菌群落结构,对连作棉田生态系统健康有改善作用.     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Shapes of curves of pH-dependence of reactions

A simple case is considered in which the rate of a two-step reaction depends on pH because the intermediate formed in the first step has to gain (or lose) a proton before it can react in the second step, and in which the rate-determining step therefore changes with pH. The curves of reaction rate against pH are shown to be symmetrical, and the sharpest peak possible has a width at half its height of 1.53pH units, i.e. of 2log(3+2 radical2). Any particular curve for this situation proves to be identical with a curve that could be generated for the pH-dependence of a single-step reaction in which the rate is proportional to the concentration of a particular ionic form of a reactant. Curves for the latter situation, however, can have forms impossible for the former case in which the rate-determining step changes, but only if the protonations that activate and deactivate the reactant are co-operative. The peak can then become even sharper, and its width at half its height can fall to 1.14pH units, i.e. to 2log(2+ radical3).     

Overview of mechanisms of action of lycopene

Dietary intakes of tomatoes and tomato products containing lycopene have been shown to be associated with decreased risk of chronic diseases such as cancer and cardiovascular diseases in numerous studies. Serum and tissue lycopene levels have also been inversely related to the risk of lung and prostate cancers. Lycopene functions as a very potent antioxidant, and this is clearly a major important mechanism of lycopene action. In this regard, lycopene can trap singlet oxygen and reduce mutagenesis in the Ames test. However, evidence is accumulating for other mechanisms as well. Lycopene at physiological concentrations can inhibit human cancer cell growth by interfering with growth factor receptor signaling and cell cycle progression specifically in prostate cancer cells without evidence of toxic effects or apoptosis of cells. Studies using human and animal cells have identified a gene, connexin 43, whose expression is upregulated by lycopene and which allows direct intercellular gap junctional communication (GJC). GJC is deficient in many human tumors and its restoration or upregulation is associated with decreased proliferation. The combination of low concentrations of lycopene with 1,25-dihydroxyvitamin D3 exhibits a synergistic effect on cell proliferation and differentiation and an additive effect on cell cycle progression in the HL-60 promyelocytic leukemia cell line, suggesting some interaction at a nuclear or subcellular level. The combination of lycopene and lutein synergistically interact as antioxidants, and this may relate to specific positioning of different carotenoids in membranes. This review will focus on the growing body of evidence that carotenoids have unexpected biologic effects in experimental systems, some of which may contribute to their cancer preventive properties in models of carcinogenesis. Consideration of solubility in vitro, comparison with doses achieved in humans by dietary means, interactions with other phytochemicals, and other potential mechanisms such as stimulation of xenobiotic metabolism, inhibition of cholesterogenesis, modulation of cyclooxygenase pathways, and inhibition of inflammation will be considered. This review will point out areas for future research where more evidence is needed on the effects of lycopene on the etiology of chronic disease.