纤维素酶分子生物学研究进展及趋向

纤维素酶分子生物学研究进展及趋向吴显荣,穆小民（北京农业大学生物学院北京１０００９４）自从１９０６年从蜗牛消化液中发现纤维素酶以来,人们在纤维素的生物转化方面进行了大量的研究,但由于纤维素底物的高度复杂性等原因,纤维素的生化转化与利用与实际应用一直有相当的距离。八十年代以来,由于分子生物学的发展及生物工程技术的兴起,纤维素酶的应用又出现了新的前景。     

一株瘤胃源乳酸利用菌的分离鉴定及其体外代谢特性

【目的】从饲喂高精料的本地山羊瘤胃内分离到一株利用乳酸并能产生大量丙酸的菌株L9,并进一步研究了该菌在调控瘤胃微生物发酵中的作用。【方法】采用厌氧培养技术,结合形态、生理生化特性和16SrRNA基因序列分析结果。【结果】该菌株被鉴定为反刍兽新月形单胞菌（Selenomonas ruminantium）。该菌株体外代谢特性研究表明,L9可利用乳酸作为唯一碳源,该菌在24h内可对90mmol／L的乳酸完全降解。体外摸拟瘤胃急性酸中毒的发酵试验结果表明,以淀粉为底物时,与对照组相比,添加菌株L9可显著降低瘤胃微生物体外培养体系中乳酸浓度,提高pH值,提高总挥发性脂肪酸和丙酸浓度,并显著降低乙酸与丙酸的浓度比（P〈0．05）。【结论】结果显示,菌株L9是一株可代谢乳酸,促进丙酸生成,提高总挥发性脂肪酸浓度的有益瘤胃细菌。     

基于高通量测序的宏基因组学技术在动物胃肠道微生物方面的研究进展

微生物在自然界普遍存在,且具有降解植物细胞壁的特殊功能。动物胃肠道寄生的微生物与宿主生长发育和机体代谢密切相关,可以帮助动物将植物源性物质转化为机体所需要的营养物质。基于高通量测序的宏基因组学技术和分析方法的改进,使人们对复杂环境中微生物的研究更加方便、透彻。而宏基因组学技术应用于动物胃肠道微生物的研究,则有助于挖掘胃肠道微生物基因库并筛选其中的功能基因。这不仅对动物生长发育调控、疾病预防等基础研究具有重要意义,而且在工业生产及食品安全等领域也发挥着重要作用。就基于高通量测序技术的宏基因组技术在动物胃肠道微生物分类、功能应用等方面的研究进行了梳理和综述,旨在为动物科学生产及微生物发酵等相关领域的研究工作提供科学指导。     

瘤胃源粪臭素降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

【目的】旨在从绵羊瘤胃中分离粪臭素降解菌,并评估其粪臭素降解能力和生长性能,以期开发适用于反刍动物降臭的直接饲喂微生物。【方法】以绵羊瘤胃液为分离来源,使用含有粪臭素的MSM培养基进行富集和分离,通过细菌菌落形态观察进行初步分类;应用16S rRNA基因扩增、测序及系统发育分析进行物种鉴定;绘制菌株生长曲线,通过HPLC技术测定粪臭素降解曲线。【结果】从绵羊瘤胃液中分离出25株粪臭素降解菌,经菌落形态鉴定选出11株代表菌株进行后续研究。物种鉴定结果显示,MSML2和MSML6属于枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,MSML4、MSML5、MSML7和MSML10属于阿氏普里斯特氏菌（Priestia aryabhattai）,MSML3和MSML11属于污染伯克霍尔德氏菌（Burkholderia contaminans）,MSML1、MSML8和MSML9属于成都假单胞菌（Pseudomonas chengduensis）。其中,MSML5生长速度最快,在约12 h后进入稳定期,稳定期菌体浓度最高;MSML3和MSML8在前16 h生长缓慢,32 h后进入稳定期。在粪...     

宏基因组学技术在反刍动物瘤胃微生态系统上的应用研究进展

微生物在自然界中广泛存在,除土壤和水中的微生物最多外,其次在农业畜牧业中反刍动物的瘤胃微生态系统中的微生物中所占比例最多。反刍动物瘤胃微生物由于种类繁多,数量巨大,微生物区系之间关系非常复杂,它们之间寄生共生,共同影响宿主的生长发育和机体代谢,所以是反刍动物营养学研究的热点之一。随着分子生物学技术的发展,宏基因组学技术帮助我们揭开了瘤胃微生物群落的真实面貌,有助于挖掘瘤胃微生物基因库并筛选其中的功能基因,使人们对反刍动物瘤胃微生物群落的研究更加方便、透彻。本文综述了近些年应用宏基因组学技术在反刍动物瘤胃微生态群落系统的应用,旨在对瘤胃微生物功能特征进行更深入的研究,为畜牧科学生产及微生物发酵等相关领域的研究提供科学指导。     

基于树叶凋落物分解速率的溪流生态系统健康评价——以广东横石水河为例

用Gessner等提出的树叶凋落物分解模式对横石水河的功能完整性和生态系统健康进行评价,对比了藜蒴和荷木2个树种的树叶凋落物在横石水河各污染样点和未受污染样点的分解速率.结果表明：藜蒴和荷木树叶凋落物在研究区污染样点的分解速率均显著低于清洁样点（P<0.05）;根据Gessner模式,各污染样点的环境得分均为0,而各清洁样点的环境得分均为2,表明横石水河污染河段的健康状态已受到严重破坏.研究区生态系统健康的生物学评价与水质分析结果一致,表明树叶凋落物分解模式是一个合适的评价河流状态的指数.     

瘤胃甲烷菌第七目的研究进展

随着测序技术和体外培养技术的进步,越来越多的未知甲烷菌被发现。近年来,第七个甲烷菌目"Methanomassiliicoccales"(简称Mmc)被发现并建立。这一目甲烷菌在进化关系上与热原体古菌相近,但又存在较远距离,独立成簇。Mmc分布广泛,遍布哺乳动物和昆虫的消化道以及稻田、湿地等环境,但不同来源菌株表现出生境偏好性。Mmc缺少将CO2还原为甲基辅酶M的完整代谢途径,导致它们严格利用氢气还原甲基底物生成甲烷。全面深入地了解Mmc在反刍动物瘤胃中发挥的功能,将有助于新型高效反刍动物甲烷减排策略的提出。因此,本文主要综述了Mmc菌株的分离培养、生理生化和基因组特性及其在瘤胃甲烷生成中的作用。     

瘤胃真菌的营养功能及其应用

在过去几十年里,人们对反刍动物胃肠道消化功能起主导作用的微生物区系的研究取得很大的进展,但主要集中在细菌和纤毛虫上,对瘤胃真菌的描述却很少,这是因为,以前在研究瘤胃微生物时,人们往往采用经纱布或尼龙网过滤后的瘤胃液.这样正好把粘在固体残渣上的真菌滤掉了,因此,看到的只是有鞭毛的细胞,这些细胞被误认为原虫.近年来人们开始转向瘤胃真菌的研究.得知,瘤胃真菌在降解饲料,特别是大颗粒、大片段、植物纤维过程中起着重要作用.本文就瘤胃真菌的特点、形态、在饲料降解中的作用及其应用前景做一综述.     

一株产共轭亚油酸瘤胃细菌Streptococcus infantarius RB111的筛选与鉴定

从内蒙古鄂尔多斯山羊瘤胃中分离筛选到1株产共轭亚油酸的瘤胃细菌RB111,该菌株的cis9,trans11-CLA和trans10,cis12-CLA总产量为269.2 mg/L,其中cis9,trans11-CLA占52.64%,trans10,cis12-CLA占47.36%。对菌株RB111进行了形态学观察、生理生化鉴定、脂肪酸组成分析以及16S rRNA基因序列分析。16S rRNA基因序列分析结果表明该菌株与婴儿链球菌(Streptococcus infantarius)的模式菌株NCDO 599的序列相似性为99%,该菌株的形态特征及生理生化特性与文献报道的Streptococcus infantarius一致。脂肪酸组成分析结果显示,菌株RB111的细胞脂肪酸主要成分是C16:0、C18:1ω9c和C18:0,3种脂肪酸占脂肪酸总量的60.64%。综合以上结果,菌株RB111被鉴定为婴儿链球菌Streptococcus infantarius。     

动物胃肠道微生物元基因组学研究进展

动物胃肠道中寄居着庞大复杂的微生物,它们对宿主营养、健康和生产有着重要的作用.随着分子生物学的发展,未培养微生物的研究越来越被重视,宏基因组学方法研究胃肠道微生物不仅能了解未培养微生物多样性,还能获得微生物的遗传、代谢和生理等方面的信息.探讨了元基因组文库的构建和分析方法,并重点介绍了元基因组学在动物胃肠道尤其是反刍动物瘤胃微生物研究中的应用.