Book reviews

Terrance J. Beveridge and Ronald J. Doyle, Metal Ions and Bacteria (New York: John Wiley & Sons, 1989), 461 pp., $75.00.

A. V. Lapo, Traces of Bygone Biospheres. 2nd rev. ed. Translated from the Russian by V. A. Purto. Translation edited by T. Juswigg (Moscow, U.S.S.R.: Mir Publishers, 1987), 352 pp. Available in the U.S.A., Canada, U.K., British Commonwealth, and Nepal from Synergetic Press, Inc., London.     

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。     

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。     

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pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的加入及氧气含量对隐藏嗜酸菌Acidiphiliumcryptum 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Acry_2099在不同培养条件下的基因差异表达进行分析.[结果]pH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Acry 2099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pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度及氧气含量下Acry_2099基因表达上调情况与Cr(Ⅵ)还原速率呈一致趋势,证明Acry 2099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Acry 2099基因表达水平没有显著的影响.[结论]A.cryptumXTS对Cr(Ⅵ)的还原与pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的存在等因素有关,较低的pH和较高的初始Cr(Ⅵ)浓度对该菌还原Cr(Ⅵ)具有促进作用.     

Acidiphilium cryptum DX1-1 CO2 固定相关基因的克隆及在不同营养 方式下的差异表达研究

目的:研究Acidiphilium cryptum DX1-1 CO2固定相关基因的克隆及在不同营养方式下的差异表达。方法:以Acidiphiliumcryptum DX1-1（CCTCC M 208056）的DNA为模板,基于A.cryptum JF-5同源功能基因序列（JGI,http://genome.ornl.gov/cgi-bin/JGI_microbial/kegg_categories.cgi）设计引物,对菌株DX1-1中的CO2固定相关基因Acry₀824,Acry₀82,Acry₁067,Acry₁272,Acry₀022和Acry₀827进行了克隆和序列比对分析;并对它们在不同营养条件下的基因差异表达进行了分析。结果:从菌株DX1-1成功克隆了所选择的CO2固定相关基因,其序列与菌株JF的同源功能基因序列一致性分别达到了99.8%,99.6%,99.6%,99.5%,99.3%和99.8%;Acry₀824,Acry₁272和Acry₀827三个基因在各种混合养条件下表达均上调,说明它们在DX1-1 CO2固定中起较关键的作用。在加入0.1%的葡萄糖混合养条件下,DX1-1细胞明显利用空气中的CO2来生长和累积PHB。结论:限制性葡萄糖可以促进细胞自养生长和累积PHB。     

积累PHB菌种隐藏嗜酸菌DX1-1的诱变改良

采用紫外线照射和放射性元素钴60辐射诱变方法,对分离纯化的一株可积累聚β-羟基丁酸酯(PHB)的Acidiphilium cryptumDX1-1进行了诱变改良,以获得PHB高产菌.结果显示钴60诱变最佳诱变剂量为100 Gy,紫外诱变的最佳剂量为15 W、30 cm、60 s,紫外诱变的效果比钴60诱变的效果好.诱变后筛选得到的一株菌UV60-3,PHB含量达到28.56 g/L,是原菌株的1.45倍,并且可稳定遗传.对菌株UV60-3积累PHB的碳氮比进行了探索,结果显示在碳源浓度60 g/L,氮源浓度30 g/L,C/N为3.76时PHB含量最高,PHB含量达到30.57 g/L.     

Isolation and characterisation of the lipopolysaccharide from Acidiphilium strain GS18h/ATCC55963, a soil isolate of Indian copper mine

The lipopolysaccharide (LPS) of the Gram-negative Acidiphilium strain GS18h/ATCC55963, a new soil isolate, exhibited very low endotoxic activity as determined by Limulus gelation activity, lethal toxicity in galactosamine (GalN) sensitised mice, and level of tumor necrosis factor alpha (TNFalpha) in the blood serum of BALB/c mice. Analysis of the LPS, specially of lipid A which usually accounts for the toxicity, revealed the latter to contain glucosamine and phosphate besides fatty acids, of which 14:0(3-OH), 18:0(3-OH), 18:1 and 19:0(cyclo) are the major components, while 12:0, 16:0, 19:1, 20:0(3-OH) and 20:1(3-OH) are present in small amounts. The 14:0(3-OH) and 18:0(3-OH) fatty acids are amide-linked, whereas the rest are ester bound. Glucose, galactose, mannose, rhamnose, heptose, galacturonic acid and 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid (Kdo) were present in the polysaccharide part of this LPS. Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) of the LPS showed a macromolecular heterogeneity distinctly different from those of Escherichia coli or Salmonella. The toxicity of this LPS being extremely low attributed to fatty acid composition of its lipid A, promises potential therapeutic application.     

一株嗜酸化能异养菌Acidiphilium sp.的分离鉴定及其对Fe(Ⅲ)代谢的研究

从云南省腾冲热泉酸性泥土样品中分离得到一株好氧嗜酸异养细菌Teng-A。菌株Teng-A细胞大小0.6～0.8μm×1.0～1.5μm,单生或成链状排列,革兰氏染色反应为阴性,有周生鞭毛,不产芽孢,该菌适宜的生长温度为29～33℃、pH为3.0～4.0,可以利用许多有机物生长,但不能利用Fe(Ⅱ)、S、Na2S2O3、K2S4O6等为能源生长。菌株Teng-A基因组DNA的(G C)mol%为69.6mol%,其16S rRNA基因与Acidiphilium属菌种的16S rRNA基因的最高相似性大于99%。根据形态学、生理生化特点及系统发育分析表明,菌株Teng-A是Acidiphilium属的一个新成员,崭定名为Acidiphilium sp.strainTeng-A。厌氧条件下,菌株Teng-A可以葡萄糖或H2为电子供体,将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),还原速率分别为11.56mg/L.day与15.34mg/L.day。菌株Teng-A与Acidithiobacillus ferrooxidansLJ-1和Leptospirilum ferriphilum LJ-2共同培养,前3dFe2 氧化速度分别为0.44g/L.day和0.41g/L.day,比LJ-1(0.64g/L.day)和LJ-2(0.60g/L.day)单独培养时氧化Fe(Ⅱ)的速率稍慢,但当培养时间超过5d时,Fe(Ⅱ)最终被全部氧化,并且发现在共培养时,Fe(Ⅱ)氧化生成的沉淀物的形态不同于At.ferrooxidans和L.ferriphilum单独培养时产生的沉淀物的形态。最后讨论了Acidiphilium对生物浸矿和生物成矿作用的影响。     

氧化亚铁钩端螺旋菌在固体平板上的培养及形态观察*

用底层加入嗜酸性异养细菌Heterotroph Acidiphilium SJH的琼脂糖双层培养基,成功地培养得到氧化亚铁钩端螺旋茵(Leptospirillum ferrooxidans)的单菌落,并在电镜下观察到了该菌的形态。