初始底物浓度及pH对丁酸梭菌T4发酵木糖产氢的影响

本研究采用间歇培养方式对丁酸梭菌T4发酵木糖进行产氢研究,考察初始pH和初始底物浓度对其产氢特性的影响。结果表明,菌株T4在初始pH5.0～8.5及初始底物浓度5～40g/L时均可以产氢,其累积产氢量和最大比产氢速率随着pH及底物浓度的增加均呈现先增加后减少的趋势。在pH6.5和底物浓度20g/L时,比产氢速率和累积产氢量达到最大,分别为4.26L/L和18.86mmol-H2/hg-DCW,而后随着pH或者底物浓度的增加二者均呈现减少的趋势;在pH6.5和底物浓度15g/L时,得到最大值比产氢量为2.17mol/mol-木糖。而在不同的pH下,发酵产生的液态产物主要是乙酸和丁酸,其中在pH小于6.0时,有少量的丙酸生成,而在pH大于6.0时,则有乙醇生成。     

高效产氢菌B49菌株adh和L-ldh基因克隆及序列分析

设计细菌adh基因和L-ldh基因简并引物, 采用降落PCR并结合Cassette PCR方法从高效产氢菌B49中扩增全长基因。共获得两段基因组DNA片段。其中一段序列长1902 bp, 包括adh基因开放阅读框1101 bp, 共编码366个氨基酸, 编码产物分子量为39.71 kD, 理论等电点为pH 5.93。该基因与Clostridium thermocellum ATCC 27405的adh位点序列一致性为73%。另一段序列长2490 bp, 包括L-ldh基因开放阅读框951 bp, 共编码316个氨基酸, 编码产物分子量为34.23 kD, 理论等电点为pH 6.09。该基因与Bacillus megaterium的L-ldh位点一致性为74%。试验结果表明, 采用CodeHop和Genefisher程序化设计的简并引物可信性强, 阳性率高, CodeHop设计简并引物效果要好于Genefisher。adh和L-ldh的成功克隆为通过代谢工程手段敲除adh和L-ldh基因提供了科学依据, 从而为进一步提高B49产氢能力的代谢工程研究奠定基础。     

耕作和施肥对不同深度黑土中细菌群落结构的影响

【目的】为探讨耕作和施加有机肥、化肥对黑土表层(0-30cm)、中层(100-130cm)及深层(200-230cm)细菌群落结构的影响,【方法】应用DGGE技术对相应土层中细菌群落结构进行了解析。【结果】结果表明,与对照相比,耕作和施加有机肥、化肥对表层黑土细菌群落结构影响较大,二者差异度为4%;而对中层和深层细菌群落结构影响较小,二者差异度为2%。对于细菌群落结构的垂向变化,中层和深层中细菌群落结构的相似性远远高于同表层的相似性。【结论】可见,耕作和施加有机肥、化肥仅对黑土表层土壤(0-30cm)具有一定的影响,而对100cm以下土壤细菌群落影响较小,细菌群落随土壤深度不同的垂向变化要远高于土壤管理措施造成的影响。     

一株芽孢杆菌的分类鉴定及其抑菌产物特性

为挖掘用于生物防治的微生物资源,从土壤中分离到1株芽孢杆菌,经16S rRNA基因序列及16S-23S rRNA间隔区测序比较分析,表明该菌同枯草芽孢杆菌菌株168的相似达100%。该菌株在产生水解酶、最大积累生物量方面远高于同种对照菌株,而且在发酵过程中能够产生抗生素类物质,对农林业危害真菌链格孢具有强烈的抑制作用。研究表明,在Martin液体培养基中发酵时,进入稳定生长期后开始产生抑菌物质,72 h时积累达到最大值。这种抑菌物质的特性为外泌型、脂溶性,可透过孔径0.22μm的微孔滤膜,可耐受100℃5 min,80℃10 min的高温,微碱性条件不影响其生物活性。     

提高复合型产絮菌F2-F6产絮能力的驯化方法

为了提高复合型产絮菌F1-F6的产絮能力,采用贫富营养交替的方法,利用发酵法生物制氢反应器排放的废液连续驯化复合型产絮菌F1-R。试验结果表明,此驯化方法可以有效地促进复合型产絮菌F1-R利用生物制氢废液产絮,絮凝率由11.4％提高到92．4％。调节高岭土悬浊液pH值的顺序对絮凝率有较大影响,后调节pH值比先调可以获得更高的絮凝率。生物絮凝剂与无机絮凝剂AlCl3结合有更好的絮凝效果。     

高效产氢菌B49菌株adh和L-ldh基因克隆及序列分析

设计细菌adh基因和L-ldh基因简并引物,采用降落PCR并结合Cassette PCR方法从高效产氢菌B49中扩增全长基因.共获得两段基因组DNA片段.其中一段序列长1902 bp.包括adh基因开放阅读框 1101 bp,共编码366个氨基酸,编码产物分子量为 39.71 kD,理论等电点为pH5.93.该基因与Clostridium thermocellum ATCC 27405的adh位点序列一致性为73%.另一段序列长2490bp,包括L-ldh基因开放阅读框951 bp,共编码316个氨基酸,编码产物分子量为34.23 kD,理论等电点为pH 6.09.该基因与Bacillus megaterium的L-ldh位点一致性为74%.试验结果表明,采用CodeHop和Genefisher程序化设计的简并引物可信性强,阳性率高,CodeHop设计简并引物效果要好于Genefisher.adh和L-ldh的成功克隆为通过代谢工程手段敲除adh和L-ldh基因提供了科学依据,从而为进一步提高B49产氢能力的代谢工程研究奠定基础.     

FISH技术在微生物生态学中的研究及进展

分子生物学技术在微生物生态学研究中具有灵敏、精确和快速的优势,但不能提供微生物的形态学、数量性状、空间分布等信息。荧光原位杂交技术结合了分子生物学的精确性和显微镜的可视性信息,可以在自然生境中监测和鉴定不同的微生物个体,尤其是对难培养和未被培养的微生物进行检测。荧光原位杂交技术被广泛用于微生物群落结构诊断和评价,现已成为微生物分子生态学研究中的热点技术。对荧光原位杂交技术的发展和在微生物分子生态学中的应用进行了综述,探讨了该技术应用中存在的问题和发展前景。     

PCR-SSCP技术分析碱度影响下硫酸盐还原反应器中微生物群落动态

采用PCR-单链构象多态性(SSCP)技术和杂交技术, 分析进水碱度降低引起的产酸-硫酸盐还原反应器中微生物群落动态. 试验结果表明, 碱度人为控制在4000 mg/L, 硫酸盐负荷率为4.8 kg/(m³·d)时, 反应器25天启动成功, 硫酸盐去除率达87%, 此时Lactococcus sp., Anaerofilum sp.和Kluyvera sp.等占优势. 当短时间降低进水碱度至1000 mg/L以下时, 硫酸盐去除率迅速降到35%; 继而提高并稳定进水碱度为3000 mg/L时, 硫酸盐去除率稳定在55%, Dysgonomonas sp., Sporobacte sp., Obesumbacterium sp.和Clostridium sp.得以富集, 同Lactococcus sp., Anaerofilum sp.和Kluyvera sp.一起构成优势菌群. 碱度继续降低并稳定至1500 mg/L时, 硫酸盐的去除率上升并稳定在70%, Dysgonomonas sp., Sporobacter sp.和Obesumbacterium sp.消亡, 而Desulfovibrio sp.和Clostridium sp.的某些菌种得以大量富集. 为探讨系统所能承受的最低碱度阈值, 再次将碱度降低至400 mg/L, 发现硫酸盐去除率、pH值和出水碱度迅速下降, Petrotoga sp., Prevotella sp., Kluyvera sp.和Neisseria sp.的数量水平明显降低, 杂交显示硫酸盐还原菌(SRB)的数量也随之降低. 微生物群落结构特征和多样性分析表明, 种泥中的SRB种群异常丰富, 碱度降低使种群的丰度逐渐趋于单一. 常驻种群绝大多数为发酵产酸菌(FAB), 其中Firmicute门所占的比例最大, 而SRB所占数量比例极少. 这种群落结构体现了FAB与SRB之间的协同代谢作用, 从而维持着系统硫酸盐较高去除率和运行稳定性.     

DG-DGGE分析产氢发酵系统微生物群落动态及种群多样性

应用双梯度-变性梯度凝胶电泳(DG-DGGE)对生物制氢反应器微生物种群的动态变化及多样性进行监测。间隔7d从反应器取厌氧活性污泥,以细菌16SrDNA通用引物进行V2～V3区域PCR扩增,长约450bp的PCR产物经DGGE分离后,获得污泥微生物群落的16SrDNA指纹图谱。污泥接种到反应器后微生物群落中既有原始种群的消亡和增长,也有次级种群的强化和演变。反应器在运行初期群落演替迅速,15d时微生物群落结构变化最大。群落结构的相似性随着演替时间的增加而逐渐升高,种群动态变化后形成稳定的群落结构。29d时微生物多样性基本保持不变,微生物优势种属达到19个OTU。在细菌竞争和协同作用制约下,种群多样性降低后趋于稳定,形成顶级群落。有些种群在群落结构中一直存在,是群落建成的原始种群,原始种群与次级种群在代谢过程中具有协同作用,表现出群落的综合生态特征。     

主编寄语

近年来,在一批生物信息学先锋学者的大力推动下,随着国家层面支持力度的不断加大,我国生物信息学科已经有了长足的发展。为了科学、准确地报道我国生物信息理论与技术研发的重要成果和国内外生物信息技术及其产业化的最新进展,2003年经国家新闻出版