合成生物制造2022

本文对2022年《生物工程学报》发表的与合成生物制造相关的综述和研究论文进行了评述,重点讨论了DNA测序、DNA合成、DNA编辑、基因表达调控和数学细胞模型等底层技术,酶的设计、改造和应用技术,化学品生物催化、氨基酸及其衍生物、有机酸、天然化合物、抗生素与活性肽、功能多糖、功能蛋白质等重要产品的生物制造技术,一碳化合物和生物质原料利用技术以及合成微生物组技术,以帮助读者从一个侧面了解合成生物制造相关技术和产业的发展情况。     

高原鼢鼠土丘对矮嵩草草甸植被演替及土壤营养元素的作用

本文研究了矮蒿草草甸上高原酚鼠土丘的出现率及其对植被的覆盖状况,土丘高度的下降及其直径的变化,土丘植物地上生物量和土丘营养元素含量。高原鼢鼠土丘出现率为242个/只/年,合土壤干重为1023.82公斤/只/年,对植被的覆盖面积高达22.53平方米/只/年。土丘在地表滞留时间约1年,处于不同演替阶段植被区域内出现的土丘,其植物地上生物量间的差异显著。5月前,在原生植被区出现的土丘,经4个月后,土丘边缘形成环状富草区,士丘边缘至中心区形成环状贫草区,而土丘中心仍处于无草状况。在次生植被区上的土丘则无此现象。新土丘除速效钾的含量与对照区无显著差异外,速效氮、磷的含量显著地高于对照区。旧土丘土壤中的速效氮、磷、钾含量均低于新土丘,但氮、磷的含量仍高于对照区。     

宁夏云雾山典型草原灌丛化过程中植被和土壤演变特征

干旱半干旱区灌木、半灌木等木本植物的分布面积持续增加(灌丛化)显著改变了原有植被景观及生态过程,但缺乏对长期封育过程中灌木物种取代草本物种进而影响草地群落组成、结构和功能的研究。为揭示长期封育措施下典型草原灌丛化特征及地上/地下植物群落的响应规律,研究通过对宁夏云雾山典型草原同一封育草地不同时间(2010年、2016年、2021年)植物群落(物种重要值、丰富度、多样性和生物量)和土壤特性(土壤容重、土壤水分及储水量、养分、pH)的定点观测,探讨了长期封育过程中灌木物种矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)驱动的植被和土壤特性变化。结果表明,(1)灌木矮脚锦鸡儿已经取代草本植物成为封育草地的优势种,群落中灌木生物量、总生物量以及盖度、高度显著增加,但对植物密度的影响较小;(2)灌丛化过程中草地群落Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著降低,而Pielou均匀度指数显著增加;(3)灌丛化引起土壤深层(60-100 cm)容重显著增大,土层储水量随土层深度的增加呈先减少后增加的趋势;(4)灌丛化使得土壤有机碳含量在浅层(0...     

基于植物-土壤反馈的不同绿肥驯化微生物对玉米生长的影响

【背景】在农田生态系统中,土壤微生物与植物互作的机制仍不清楚。【目的】进一步加强对植物-微生物互作的认识,筛选出引起不同反馈作用的关键微生物或微生物类群。【方法】采集豆科绿肥救荒野豌豆(Vicia sativa, V)、十字花科绿肥油菜(Brassica napus, N)和荒坡土壤(remnant prairie, R)驯化的田块土壤0-20 cm作为菌剂在温室进行植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)试验。土壤菌剂的接种量为10%,即有90%理化性质一致的灭菌土壤作为背景土,同时设置灭菌土壤菌剂作为对照(CK),种植玉米。每组土壤菌剂处理均分为50 mg/kg高磷(high phosphorus,HP)和5 mg/kg低磷(low phosphorus, LP)两个磷浓度处理。玉米收获后,测定产量和植株地上部磷含量,并取土壤样品进行高通量测序,解析不同养分供给情况下微生物对作物生长的反馈效应。【结果】高磷和土壤反馈效应均促进了玉米的生长。在低磷水平下,V、N和R处理的玉米地上部生物量均高于CK处理,但N处理的玉米地上部生物量增加最多(38%),且增幅显著高...     

乌鲁木齐市道路林带土壤抗重金属细菌的筛选及重金属去除能力

【背景】道路重金属污染问题日益严峻,寻找高效的微生物资源用于环境修复已迫在眉睫。【目的】从乌鲁木齐市道路林带土壤中筛选抗重金属菌株,并对其重金属去除能力进行探究。【方法】使用含5种重金属离子(铅、镉、锌、铜、镍)的4种培养基进行抗性菌株筛选,通过形态学特征和16S rRNA基因序列进行鉴定,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)检测分离株对重金属离子的去除情况。【结果】4种分离培养基中,TSA是抗重金属菌株筛选的最适培养基,共筛选出16株抗重金属菌,其中4株抗Pb菌、4株抗Cd菌、4株抗Zn菌、3株抗Cu菌和1株抗Ni菌,其抗性分别高达3 000、800、600、300和400mg/L,16株菌中以芽孢杆菌属(Bacillus)数量最多。在初始浓度为700mg/L Pb²⁺下,菌株Pb6的去除率高达92.48%,菌株Pb11、Pb3和Pb9的去除率分别为27.70%、40.37%和58.88%;在200mg/L Cd²⁺...     

基于双重芯片式数字PCR快速鉴定KPC型碳青霉烯耐药肺炎克雷伯菌的方法

【背景】由于碳青霉烯类药物的泛用和滥用,致使肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株与日俱增,产碳青霉烯酶是肺炎克雷伯菌对碳青霉烯类药物耐药的主要原因。目前对肺炎克雷伯菌碳青霉烯耐药株的检测方法存在费时费力、特异性差、灵敏度低等问题。【目的】建立一种能同时检测肺炎克雷伯菌和碳青霉烯酶基因bla_KPC的双重芯片式数字PCR方法。【方法】依据肺炎克雷伯菌的特有基因yhaI和碳青霉烯耐药基因bla_KPC保守序列设计特异性引物和探针,确定双重芯片式数字PCR同时对yhaI和bla_KPC两个基因核酸浓度绝对定量的检测范围、检出限和最佳实验体系,并进行方法特异性、灵敏度、重复性分析及临床菌株的检测。【结果】双重芯片式数字PCR检测灵敏度比双重实时荧光定量PCR提高了约1.5个数量级,在两基因同时检出的情况下,最低检出限分别为3.74 copies/μL (yhaI基因)和1.93 copies/μL (bla_KPC基因);优化后的双重芯片式数字PCR对参考菌株检测特异性的结果与双重实时荧光定量PCR结果一致;利用优化后的双重芯片式数字PCR方法共检测58株临床菌株,其中肺炎克雷伯菌43株,属肺炎克雷伯菌且含有bla_KPC基因的菌株13株,这与质谱及耐药谱检测结果一致。【结论】利用双重芯片式数字PCR技术建立了产KPC型碳青霉烯酶肺炎克雷伯菌的绝对定量检测方法。该方法特异性强、灵敏度高、准确度好,可用于检测具有碳青霉烯酶基因bla_KPC的肺炎克雷伯菌的核酸检测和定量分析,也为产其他类型碳青霉烯酶的病原菌检测提供了新的技术参考。     

集约高产过程中土壤有机质动态初探

集约高产过程中土壤有机质动态初探崔玉亭,韩纯儒（北京农业大学,１０００９４）ＤｙｎａｍｉｃｓｏｆＳｏｉｌＯｒｇａｎｉｃＭａｔｔｅｒ（ＳＯＭ）ｉｎｔｈｅＰｒｏｃｅｓｓｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＩｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ￥．ＣｕｉＹｕｔｉｎｇ;ＨａｎＣｈｕｎｒｕ（ＢｅｉｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,１０００９４）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（２）：３７—３８．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ,ｔｈｅｂａｌａｎｃｅｏｆｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒ（ＳＯＭ）ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｉｎｔｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎＣｈａｎｇｚｈｏｕｒｅｇｉｏｎｉｓｓｔｕｄｉｅｄａｎｄａｍｅｄｉｕｍ－ａｎｄｌｏｎｇ－ｔｅｒｍｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｓｉｓｍａｄｅ。Ｔｈｅｒｅ－ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ,ｔｈｅｂａｌａｎｃｅｏｆＳＯＭｉｓｇｅｔｔｉｎｇｂｅｔｔｅｒ,ａｎｄａｆｔｅｒａｍｅｄｉｕｍｏｒｌｏｎｇｐｅ－ｒｉｏｄ（ｅ．ｇ,１０—２０ｙｅａｔｓ）,ｔｈｅＳＯＭｃｏｎｔｅｎｔｃａｎｇｅｔｔ     

浸润垄作稻田土壤生态系统的研究

浸润垄作稻田土壤生态系统的研究魏朝富,高明,车福才,邓春（西南农业大学土化系重庆６３０７１６）ＡＳｔｕｄｙｏｎＩｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ－ＲｉｄｇｅｄＰａｄｄｙＳｏｉｌＥｃｏｓｙｓｔｅｍ￥．ＷｅｉＣｈａｏｆｕ;ＧａｏＭｉｎｇ,ＣｈｅＦｕｃｈａｉ;ＤｅｎｇＣｈｕｎ（ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＡｇｒｉｃｕｌｌｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（３）：２６－３０;Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅａｌｓｗｉｃｈａｎｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ－ｒｉｄｇｅｄｐａｄｄｙｓｏｉｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｒｉｄｇｉｎｇａｎｄｃｏｎ－ｔｉｎｕｏｕｓｆｕｒｒｏｗｉｎｆｉＩｔｒａｔｉＯｎｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ,ＣｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｌｅｖｅｌｉｎｆｉＩｔｒａｔｅｄｐａｄｄｙｓｏｉｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍ,ｔｈｉｓｅｃｏｓｙｓ－ｔｅｍｈａｓｃｏｅｘｉｓｔｅｄｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄ,ｇａｓ－ｓｏｌｉｄａｎｄｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ,ｅｎｌａｒｇｅｓｓｏｉｌｓｕｒｆａｃｅｂｙ３８％ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｃｕＩｔｉｖａｔｅｄｌａｙｅｒｂｙ５－１０ｃｍ．     

黄土高原的土壤水分利用与生态环境的关系

黄土高原的土壤水分利用与生态环境的关系韩仕峰,黄旭（中国科学院西北水土保持研究所,陕西杨陵７１２１００）（水利部西北水土保持研究所,陕西杨陵７１２１００）ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎＳｏｉｌＷａｔｅｒＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ￥ＨａｎＳｈｉｆｅｎｇ;ＨｕａｎｇＸｕ（ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｅａｔｉｏｎ,ＡｃａｄｅｍｉａＳｉｎｉｃａ,Ｙａｎｇｌｉｎｇ,ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ７１２１００）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ,１９９３,１２（１）：２５－２８。Ｉｔ＇ｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｂｙｔｈｅａｕｔｈｏｒｓｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｗａｔｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅＬｏｅｓｓＰｌａｔｅａｕ：１．ｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｄｅｆｉｎｉｔｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｄｒｙｓｏｉｌｌａｙｅｒｄｕｅｔｏｉｎｔｅｎｓｉｖｅｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐ－ｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ