嗜中高温嗜酸古菌Ferroplasma thermophilum的培养条件优化

在中高温和较低pH条件下, Ferrroplasma spp. 是进行硫化矿生物浸出的重要微生物。Ferroplasma spp.为古菌,无细胞壁, 对矿浆浓度、搅拌剪切力以及溶液中的重金属离子等敏感, 很难得到高密度的纯培养, 给大规模的工业应用带来了一定难度。研究了F. thermophilum摇瓶培养时的最佳生长条件, 单因素考察结果表明最适培条件为: 温度50oC, 初始pH 0.5, 250 mL的摇瓶装液量为50 mL, 无机氮源(NH4)2SO4。通过正交试验确定了FeSO4·7H2O、酵母粉和蛋白胨最适组合为FeSO4·7H2O 40 g/L, 酵母粉0.3 g/L, 蛋白胨0.2 g/L。优化培养后, F. thermophilum 浓度达到了6.3×107个/mL, 40 g/L的FeSO4·7H2O在72 h内全部氧化完全。该结果可为该类古菌的扩大培养以及工业应用提供参考。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌doxDA操纵元的鉴定与分析

本文利用RT-PCR方法从转录水平上分别对A.ferrooxidans ATCC 23270基因组中可能编码硫酸盐-硫代硫酸盐结合蛋白基因sbp、膜结合硫代硫酸盐-辅酶Q氧化还原酶基因doxDA以及类硫氰酸酶基因p21等开放阅读框所在的基因座之间的联系进行了鉴定和分析,结果表明它们分别从属于预测的doxDA-1操纵元和doxDA-2操纵元.在此基础上,本文对doxDA操纵元的可能启动子序列也进行了预测和分析.     

葡萄糖对嗜酸氧化亚铁硫杆菌与Acidiphilium acidophilum共培养的影响

【目的】深入了解自养的嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)与异养的Acidiphilium acidophilum之间的协同作用, 为嗜酸异养微生物在生物浸出体系和酸性矿坑水(AMD)等极端酸性环境中的生态功能研究提供基础, 并为AMD环境的修复提供参考。【方法】应用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)及特异性引物, 定量At. ferrooxidans与Aph. acidophilum在类似自然状态下的共培养物受葡萄糖抑制时的生物量变化, 同时检测其生长过程中Fe2+氧化和pH值的变化。【结果】无论是否加入葡萄糖, 共培养对Fe2+氧化的效率均较At. ferrooxidans纯培养高。当葡萄糖浓度为5 g/L时, At. ferrooxidans纯培养失去对Fe2+的氧化能力, 而共培养仍能在100 h内将所有的Fe2+氧化完, 且加入葡萄糖越多的培养体系氧化终点的pH值也越高。在不加入葡萄糖的条件下, At. ferrooxidans 与Aph. acidophilum 数量比在100:1的数量级, 表明以这两种菌为代表的自养菌和异养菌在自然条件下生物量的比例。无论纯培养还是共培养的At. ferrooxidans数量均随葡萄糖浓度的提高而减少, 且延滞期则变长; 而异养生长的Aph. acidophilum则相反。【结论】适合进行Fe2+氧化的At. ferrooxidans与Aph. acidophilum的数量比例范围应在100:1的数量级。由于Aph. acidophilum能促进At. ferrooxidans对亚铁的氧化, 并能缓解或消除葡萄糖对At. ferrooxidans的抑制, 所以不能以加入类似于葡萄糖的有机物作为AMD环境生物修复的手段。     

RT-PCR检测毕赤酵母外源β-甘露聚糖酶基因拷贝数

利用荧光定量PCR方法检测毕赤酵母外源β-甘露聚糖酶基因(man)拷贝数。以毕赤酵母中高度保守基因三磷酸甘油醛脱氢酶基因(gap)为内参基因,分别构建含有gap和man的克隆质粒,进行RT-PCR反应构建gap和man双标准曲线;获得的双标准曲线具有良好的重复性,其相关系数(R2)均为0.999,其扩增效率分别为105.1%和102.2%。提取含有外源man基因的毕赤酵母基因组进行RT-PCR检测,通过双标准曲线计算出外源man基因的拷贝数。结果显示:预先经过博莱霉素(Zeoicn)抗性筛选得到的10株毕赤酵母重组菌株中含有1、2、3、4、5和7个不等拷贝的β-甘露聚糖酶基因。结果表明该方法能够高效快速筛选和鉴定出含有不同外源β-甘露聚糖酶基因拷贝数的毕赤酵母重组菌株。     

隐藏嗜酸菌Acidiphilium cryptum XTS的Cr(VI)还原特性及相关基因的差异表达

【目的】考察p H值、初始Cr（VI）浓度、Fe（III）的加入及氧气含量对隐藏嗜酸菌Acidiphilium cryptum XTS还原Cr（VI）的影响及其六价铬还原相关基因在不同培养条件下的差异表达。【方法】采用正交试验法L9（34）优选Cr（VI）还原最适条件;根据模式菌A.cryptum JF-5同源功能基因序列设计引物,对菌株XTS中的六价铬还原相关基因Acry₂099在不同培养条件下的基因差异表达进行分析。【结果】p H为2.9,初始Cr（VI）浓度为80 mg/L,Fe（III）浓度为100 mg/L的条件是该菌株还原Cr（VI）的最优化配合比,在该条件下处理24 h,Cr（VI）的还原率达到67.48%;从菌株XTS中成功克隆了Acry₂099基因,其序列与模式菌A.cryptum JF-5的同源功能基因序列一致性达到了99.7%;在不同p H值、初始Cr（VI）浓度及氧气含量下Acry₂099基因表达上调情况与Cr（VI）还原速率呈一致趋势,证明Acry₂099很可能参与还原Cr（VI）的代谢途径。虽然加入Fe（III）能促进Cr（VI）的还原,但是铁的加入对Acry₂099基因表达水平没有显著的影响。【结论】A.cryptum XTS对Cr（VI）的还原与p H值、初始Cr（VI）浓度、Fe（III）的存在等因素有关,较低的p H和较高的初始Cr（VI）浓度对该菌还原Cr（VI）具有促进作用。     

报告基因及其应用研究进展

报告基因是现代分子生物学研究领域中用于分析结构基因旁侧区域潜在的顺式元件(如启动子、增强子和沉默子等)和反式作用因子相互作用关系的一种重要工具,在解析基因时空表达调控的内在规律中发挥着重要作用,它具有便捷、可靠、灵敏度高和适用于大规模检测等优点.对目前已发展的多种报告基因(氯霉素转乙酰酶、β-半乳糖苷酶、荧光素酶以及荧光蛋白等)在动物、植物、微生物以及医学等领域的应用情况进行综述,为该技术的进一步拓展应用提供新线索和新思路.     

MATLAB 7.X生物信息工具箱的应用———聚类分析（七）*

本文主要介绍MATLAB生物信息工具箱的数据聚类分析功能,该功能主要用于基因芯片数据的分析。将要分析的数据先转化成XLS格式的文件,通过函数xlsread读入MATLAB Workspace,存储为两个变量。对缺失数据进行估算,从而减小结果误差。函数clustergram对数据分级聚类,并产生数据的热红外分布图和树状图。通过更改相关参数可以改变其颜色配置,距离算法,并可做双向聚类。     

一株硫酸盐还原菌的分离鉴定及生物学特性研究

从处理硫酸盐废水厌氧折流板反应器（Anaerobic battqe reactor,ABR）的污泥中分离到1株硫酸盐还原菌,对该菌株进行了形态、生理生化特性方面的研究,并对16S rDNA序列进行了分析。该菌株为杆状或弧状,大小为（0．5～0．7）μm×（1．4～1．9）μm,革兰染色阴性,芽胞染色阴性,能运动,具有硫酸盐还原功能。菌株最适生长pH为7．0～8．0,喜中性偏碱环境;初始[SO4^2-]为2000mg／L,OD600nm。值为1．206,SO4^2-去除率达到71％;该菌株能分别利用乳酸、丙酮酸、丁酸、乙酸、乙醇、甲醇、葡萄糖作为电子供体,进行硫酸盐异化还原,乳酸最有利于该菌SO4^2-的去除,SO4^2-去除率为91．4％,其次为丙酮酸,达到51．2％。基于16SrDNA序列同源性构建了系统发育树,结果表明此株菌是属于脱硫弧菌属（Desulfovibrio）的硫酸盐还原菌,与Desulfovibrio具有96．0％的序列相似性。     

中等嗜热细菌浸出黄铜矿过程中pH对群落结构的影响

为了优化浸出工艺,研究了pH对浸矿过程主要微生物种群结构的影响。用中度嗜热混合菌槽浸黄铜矿精矿,在不控制pH,控制pH为2．5及控制pH为1．2时,应用PCR-RFLP（限制性酶切片段长度多态性）方法对上述浸出条件下的细菌群落动态变化进行研究。结果表明,浸出体系只有两种微生物,一种为Acidithiobacillus Caldus,一种为Leptospirillum ferriphilum。pH对群落结构有明显影响。不控制pH时,浸出开始阶段At．caldus是优势种群,占群落的96％,随着浸出的进行,L．ferriphilum增多,在浸出后期代替At．caldus成为优势菌种,占69％。控制pH时,L．ferriphilum始终占主导地位,同时发现pH为2．5时At．caldus在群落中的丰度比pH为1．2时高。     

重金属污染对土壤微生物生态的影响

土壤重金属污染面积大,波及范围广,是一个全球性的环境问题。重金属的大量积累会降低土壤中微生物的生物量和活性,甚至会影响微生物群落的结构和多样性。土壤微生物由于其高灵敏度和及时对环境因素作出变化而越来越多地被用作监控土壤质量的生物指标。现主要针对土壤中重金属污染在土壤微生物活性、生物量、微生物群落结构等方面的影响进行综述。结合现有研究因素综合考虑,对微生物生态学研究指标在重金属土壤修复领域进行展望,为重金属污染土壤研究提供更为全面的质量评价和有效指标。