中国温泉微生物物种多样性及其酶活性研究进展

微生物作为生物群体的重要组成成员,其生长受外界物化条件(如温度、盐度、pH等)影响较大。温泉作为极端水生环境之一,属于相对稳定且较为特殊的生态系统,使生长于其中的微生物可能具有适应高温等特殊生境的独特生存生理机制,具体表现为微生物物种及其活性次级代谢产物呈现出一定的多样性与新颖性。本文从菌株物种多样性分析及其酶活性研究方面,综述了近5年来国内温泉微生物相关研究进展,以期为温泉等极端环境微生物资源开发与保护提供参考。     

藏猪小肠形态、消化酶及微生物多样性研究

【目的】肠道是动物的主要消化器官,同时也是机体抵抗外源病原菌的重要屏障,已有研究表明,动物的品种、饲养方式、生长阶段均会影响动物的肠道菌群结构,但对舍饲和放牧饲养条件下藏猪的肠道菌群结构,以及藏猪和长白、约克与杜洛克三元杂交猪(DLY猪)的肠道菌群结构是否有差异,尚未见报道。【方法】本研究选取6–7月龄的放牧藏猪、舍饲藏猪和DLY猪的小肠组织,分别采用组织切片法测定各试验猪的肠道形态、酶活性测定试剂盒测定肠道内容物的消化酶活性,高通量测序法测定肠道微生物。【结果】DLY猪小肠的肌层厚度和绒毛高度高于藏猪,而隐窝深度低于藏猪;舍饲藏猪和放牧藏猪的小肠形态没有显著变化。DLY猪小肠的胰蛋白酶活性高于藏猪,而淀粉酶活性低于藏猪。三组猪小肠微生物的优势菌门均为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes;藏猪的优势菌属为Ralstonia和Escherichia,而DLY猪的优势菌属为Ralstonia和Bradyrhizobium,但含量却存在显著性差异。舍饲藏猪与放牧藏猪肠道菌群结构相似度较高,而藏猪与DLY猪肠道菌群结构相似度较低。【结论】放牧藏猪、舍饲藏猪和DLY猪的小肠形态、消化酶活性和肠道菌群结构均存在显著性差异。     

云南阳宗海酵母菌种群结构及产胞外酶测试北大核心CSCD

【目的】研究阳宗海酵母菌种群结构,分析生物因子及非生物因子对酵母菌种群分布的影响;测试阳宗海酵母菌产胞外酶活性。【方法】水样用醋酸纤维素滤膜过滤,原位培养分离酵母菌;梯度稀释法分离土样和底泥样品;对分离得到的菌株进行DNA提取和测序,分析26S rDNA的D1/D2区域,并结合形态及生理生化指标进行鉴定;用产酶筛选培养基对分离得到的酵母菌进行产胞外酶活性测试。【结果】共分离得到201株酵母菌,鉴定分属于15个属48个种,其中包括10个潜在的新种;普鲁兰类酵母(Aureobasidium pullulans),库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii),胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa),Cryptococcus podzolicus是优势种;15.9%的酵母菌具有产胞外酶活性,主要是脂肪酶和淀粉酶。【结论】阳宗海酵母菌有较为丰富的多样性,人为活动对阳宗海酵母菌分布影响较大,其次浊度、电导率也是影响酵母菌种群分布的重要因素;阳宗海产胞外酶酵母菌可能参与湖泊生态系统的自然循环。     

施肥对旱地花生主要土壤肥力指标及产量的影响

大田条件下,研究了纯无机肥及不同用量有机-无机配施对旱地砂壤土花生土壤微生物种群及数量、土壤主要酶活性、土壤呼吸速率及产量的影响,结果表明:(1)土壤中细菌、放线菌和真菌数量随有机无机肥配施数量的增加而增加;单施无机复合肥对微生物数量的增加不明显,中量有机无机肥配施比单纯施中量无机肥处理的细菌、放线菌和真菌数量全生育期平均值分别提高114.9％、49.0％和29.0％.(2)施肥可以显著提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤呼吸速率,其中有机无机中、高量配施显著高于其他处理,中量纯无机肥(农民常规施肥)相近于或低于(尤其在生育后期)低量有机无机肥配施;施肥对土壤过氧化氢酶活性的影响小于其余3种酶.(3)不同类群土壤微生物数量、土壤主要酶活性及土壤呼吸作用关系密切,相互间相关系数均达到极显著水平.(4)有机无机中、高量配施花生产量显著高于其他处理,中量无机肥加中量有机肥比中量纯无机肥增产14.0％,表明在砂壤土上施用有机肥,其对土壤肥力提高的增产作用远远大于其本身所含花生生育所需营养直接供应作用.(5)兼顾土壤肥力和花生产量,肥力中等的砂壤土,可采用中量有机无机肥混配施用.     

外源NO对2+胁迫下小桐子幼苗抗氧化能力的影响

为探讨外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对铜(Cu2+)胁迫的缓解效应,该试验以小桐子幼苗为材料,先通过小桐子幼苗根茎生长指标的变化筛选出后续实验适宜的SNP(0.2mmol/L)和Cu2+浓度(90mmol/L),再进一步考察SNP预处理对Cu2+胁迫下幼苗脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)的含量及抗氧化酶活性的影响。结果显示:(1)Cu2+处理能诱导小桐子幼苗叶片中Pro和MDA含量显著升高,且过氧化氢酶(CAT)、超氧物歧化酶(SOD)、愈创木酚过氧化物酶(POD)及抗坏血酸专一性过氧化物酶(APX)的活性增强。(2)用SNP预处理能显著提高Cu2+胁迫下幼苗叶片Pro的含量,进一步增强叶片中CAT、SOD、POD和APX活性,降低MDA的含量。研究表明,0.2mmol/L的SNP能够通过提高小桐子幼苗的抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量来增强其抗氧化胁迫能力,从而显著缓解Cu2+胁迫对幼苗造成的氧化伤害,维持其正常生长发育。     

菘蓝铁型超氧化物歧化酶基因IiFeSOD的克隆与胁迫表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内超氧阴离子自由基的清除剂,可有效地防止它们对生物体的损害。从菘蓝中经RT-PCR方法扩增得到SOD基因,命名为IiFeSOD,其全长882 bp,包含一个834 bp的ORF,编码277个氨基酸,分析其编码的蛋白质序列显示其属于铁型超氧化物歧化酶,具有线粒体导肽,定位于线粒体中。实时荧光定量PCR技术分析结果表明,IiFeSOD在菘蓝各个组织中均有表达,但表达量高低不同,在叶中表达最高、茎次之、根中最低; 该基因受盐胁迫的诱导,随着盐胁迫强度的加强基因表达量迅速升高而后下降。同时SOD酶活性在盐胁迫处理下表现出类似的变化规律。说明SOD的大量积累与植物的耐逆性密切相关。     

磷石膏浸提液对豌豆种子生理及幼苗生长的影响

利用不同浓度的磷石膏浸提液处理豌豆种子,测定豌豆种子淀粉酶活性、可溶性糖、种子生命力、吲哚乙酸含量、吲哚乙酸氧化酶活性和发芽率、苗高、植株鲜重。结果表明:磷石膏浸提液处理后,豌豆种子可溶性糖含量和吲哚乙酸含量分别比对照增加6.7%～43.3%和9.4%～40.8%。豌豆幼芽中α-淀粉酶活性和吲哚乙酸氧化酶活性分别比对照高出8%～64%和15.2%～30.9%;发芽率、苗高和植株鲜重分别比对照提高10%以上。表明磷石膏能促进豌豆萌发和生长。     

呼伦贝尔典型退化草原土壤理化与微生物性状

以内蒙古克鲁伦河流域呼伦贝尔典型草原为对象,设置了轻度、中度和重度退化3种类型样地,研究不同程度退化草原的物种组成、地上生物量、土壤理化性状、土壤微生物数量和酶活性,以及微生物生物量的变化.结果表明: 中度退化样地的群落物种丰富度最大,轻度退化样地的地上生物量显著高于重度退化样地.退化样地的土壤水分、养分(有机质、全氮),微生物量碳、氮,以及微生物数量和酶活性显著下降,土壤容重显著增加.退化样地的土壤微生物生物量碳、氮在128～185和5.6～13.6 g·kg^-1,土壤脱氢酶和脲酶活性均与土壤容重呈显著负相关,与土壤全氮、有机质、微生物数量以及微生物生物量碳、氮呈显著正相关,地上生物量与土壤细菌和真菌数量呈不同程度的正相关.     

下辽河平原杨树连栽对土壤养分、微生物生物量和酶活性的影响

以下辽河平原地区农田和不同退耕年限杨树林(一代10年生林,二代6年生林,二代15年生林)为对象,开展了退耕还林对土壤养分含量、微生物生物量和酶活性的研究.结果表明:1)土壤退耕还林后,除pH表现出一直上升趋势外,大部分养分含量和微生物生物量均在退耕初期表现出下降趋势,但随着退耕年限延长又逐渐恢复并呈现升高趋势.2)土壤基础呼吸和土壤过氧化氢酶活性均表现为林地显著大于农田水平,而磷酸酶和脲酶表现出相反趋势;3)垂直方向上,除了pH表现为表层低于下层外,其他大部分指标均为表层高于下层.结果表明,退耕还林初期,土壤肥力呈下降态势,但随着退耕年限的延长有恢复的趋势.该研究可为中国东北地区退耕还林工程提供参考.     

长白山原始红松林次生演替过程中土壤微生物生物量和酶活性变化

采用空间代替时间的方法,以我国东北地区温带森林长白山原始阔叶红松林成熟林(200年)和过熟林(＞200年)及其次生演替不同阶段——白桦幼龄林(20年)、白桦中幼龄林(30年)、白桦中龄林(50年)、白桦成熟林(80年)和白桦过熟林(100年)为研究对象,分析了长白山原始阔叶红松林次生演替过程中土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮、磷及土壤酶活性变化.结果表明:白桦幼龄林和白桦成熟林的土壤腐殖质层(A层)有机碳含量最高,分别为154.8和154.3 g·kg-1,而顶极群落原始阔叶红松林A层有机碳含量相对较低,成熟林和过熟林分别为141.8和133.4 g·kg-1.白桦中龄林和白桦成熟林的微生物生物量碳和微生物熵均高于其他林地,纤维素酶、过氧化物酶、酸性磷酸酶和纤维二糖酶的活性到中龄林和成熟林达到最高,而此阶段的多酚氧化酶活性最低,提示白桦中龄林及白桦成熟林土壤有机碳周转速度快,土壤有机碳可能处于较强的积累过程中.统计分析表明,土壤微生物生物量碳与土壤有机碳、全氮和有效磷含量之间呈极显著正相关(r分别为0.943、0.963和0.953,P＜0.01).