利用DGGE法研究不同种植体系中根际微生物群落结构

利用DGGE技术研究不同间作和轮作种植体系对作物根际细菌和真菌群落结构的影响.运用16SrDNA和18SrDNA特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:玉米-蚕豆轮作对蚕豆根际细菌和真菌群落结构影响明显,二者都与单作蚕豆有较大差异;小麦/蚕豆间作明显改变两种作物根际细菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构;玉米/蚕豆间作明显改变玉米根际细菌、真菌群落结构和蚕豆根际真菌群落结构.     

细菌人工染色体基因组文库构建方法的改进

目的:建立一种改进的更简便、易操作的细菌人工染色体(BAC)文库构建方法。方法:在构建猪霍乱沙门氏菌基因组大片段DNA的BAC文库时,对改进的基因组BAC文库构建方法和常规的BAC文库构建方法进行比较。结果:利用改进的方法可简便快速地构建猪霍乱沙门氏菌基因组BAC文库。结论:使用2种方法构建BAC文库,其转化效率,以及在BAC克隆中插入的DNA片段的大小和BAC克隆的稳定性等都相同,从而表明改进的方法更简单、更方便,它能使BAC文库的构建更为高效。     

环境因素对PlnA诱导类植物乳杆菌产生细菌素效果的影响

【目的】研究人工合成的PlnA (Plantaricin A)诱导类植物乳杆菌L-XM1细菌素合成的功能及环境条件对其诱导效果的影响。【方法】制备类植物乳杆菌L-XM1 Bac?培养物, 用人工合成的PlnA对其进行诱导, 确定PlnA在类植物乳杆菌L-XM1细菌素合成中的作用, 并通过比较不同温度、pH以及NaCl浓度、乙醇浓度条件下PlnA的诱导活性, 研究环境条件对PlnA诱导效果的影响。【结果】在不同温度及pH条件下, 自诱导肽PlnA的诱导活性有很大的差异, 较高的培养温度及pH有利于其诱导活性的发挥。不同浓度的NaCl对PlnA的诱导活性影响不大。乙醇可以减弱PlnA的诱导活性, 高浓度的乙醇完全抑制PlnA的诱导活性。6%乙醇对细菌素合成的抑制可以被700 μg/L的PlnA消除, 含有8%乙醇的培养基中, 恢复细菌素的合成需要浓度高达1 000 μg/L的PlnA。【结论】环境条件可以影响诱导肽PlnA的诱导活性, 乙醇对细菌素合成的抑制可以通过增大PlnA的浓度消除。     

对叶榕榕果内生细菌分离鉴定及抑菌活性的研究

【目的】为植物-内生细菌的生态关系研究, 以及植物内生细菌资源的利用提供一定的依据。【方法】采用微生物学传统分离培养的方法从对叶榕果实中分离到内生细菌54株, 通过限制性酶切分析(ARDRA)共有16个操作分类单元(Operational taxonomic units, OTUs), 对16株代表菌株16S rDNA序列系统发育分析。【结果】16个菌株都找到了与其相似性最高的菌株, 相似性达到95%?100%。其中6株为芽孢杆菌Bacillus属, 为对叶榕果实内生细菌优势菌属; 3株为Staphylococcus属, 2株为Pseudomonas属, 1株为Serrata属, 1株为非培养细菌的同源菌, 1株为Kocuria属, 1株为Delftia属, 还有1株为Acinetobacter属。【结论】这16株内生菌在系统发育树中明显聚为两大支; 在参与抑菌试验的14株内生菌中, 有13株对受试菌有不同程度的拮抗作用。尤其是其中的芽孢菌属的Swx15和不动杆菌属的Swx25菌株, 抑菌作用较强, 且有较广的抑菌谱性。     

水稻种子内生细菌多样性及其分泌植物生长素能力的测定

[目的]探讨水稻种子内生细菌的多样性并测定其分泌IAA能力.[方法]采用传统的可培养方法分离水稻种子内生细菌,并通过16S Rrna基因序列分析初步确定分离菌株的系统发育地位,利用比色法进一步对不同种类菌株产植物生长素(IAA)能力进行定性、定量检测.[结果]共分离纯化获得66株内生细菌菌株,分属于5个类群的15个属26个种.以26株细菌为代表对其进行分泌生长素(IAA)能力的定性及定量测定,共发现19株细菌可分泌生长素或其类似物,其中Z10、Z17、Z14和Z20 4株内生细菌具较强的分泌植物生长素能力.[讨论]分离得到的内生细菌表现了水稻种子内生细菌的多样性,其中某些细菌对植物有一定的促生功能.     

基于细菌群感效应人工构建分子开关

对生物体内已有的或者人工组装的生物合成途径进行优化操作涉及两个重要问题:代谢途径中关键酶的活性及蛋白表达水平。对于酶表达水平的研究,传统的做法是采用强启动子控制下的靶蛋白过量表达策略。靶蛋白的过量表达通常会导致细胞内积累大量的无活性包涵体,从而严重影响细胞的生理状态和相关生物途径的有效运转。针对这一问题,设计一种分子开关来精确调控生物合成过程中关键酶的表达水平,对于研究生物合成途径的代谢节律以及促进生物合成途径高效运转都具有重要的实用价值。基于细菌群落中普遍存在群感效应的基本原理并结合酶促催化的动力学特征,首先在大肠杆菌群落中建立信号分子高丝氨酸内酯(AHL)介导的细胞–细胞交流机制,将靶基因egfp置入到启动子PluxI的控制之下。在细胞生长过程中,产生的AHL累积到一定浓度启动靶基因表达。通过在细胞生长的不同阶段启动AHL降解酶AiiA的表达控制环境中信号分子AHL的浓度水平,从而控制靶基因egfp的转录效率,最终实现对靶蛋白EGFP表达水平的精确控制。通过检测细胞的生长状态、靶基因在mRNA水平、蛋白质水平的表达情况证明人工设计的分子开关可以便捷高效地控制靶基因表达水平,具有时空调节的严谨性。该分子开关有望广泛应用于代谢工程和合成生物学等研究领域中。     

食细菌线虫对热或铜胁迫下土壤功能稳定性的影响

在室内模拟重金属铜的持续胁迫或者短期加热(18 h,40℃)的瞬时胁迫条件下,以大麦叶粉短期分解过程代表土壤功能,研究了土壤食细菌线虫对土壤生态功能稳定性(抗性和恢复力)的影响.结果表明,在未施加任何胁迫对照处理中和铜胁迫条件下,食细菌线虫在一定程度上有促进土壤微生物活性的趋势.在施加铜胁迫后第15天,接种食细菌线虫导致土壤基础呼吸显著增加,并且接种食细菌线虫处理的土壤功能抗性显著高于未接种线虫处理.而在热胁迫条件下,接种食细菌线虫对土壤基础呼吸和土壤微生物活性没有显著影响,且接种食细菌线虫处理的土壤功能抗性低于未接种线虫处理.在两种胁迫条件下,接种食细菌线虫反而降低了土壤功能的恢复力.     

人工湿地中指示与病原微生物动态分布及相关性分析

选择总大肠菌群(total coliforms)、粪大肠菌群(fecal coliforms)、粪链球菌(fecal streptococci)、大肠杆菌(Escherichia coli)、产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)和沙门氏菌(Salmonella spp.)6种指示和病原微生物,采用多管发酵法和倾注平板法研究其在自由表面流人工湿地中的去除效果、相关性及动态分布特征.结果表明:人工湿地进水中沙门氏菌数量最多,其次为总大肠菌群、粪大肠菌群、产气荚膜梭菌和大肠杆菌,粪链球菌数量最低;人工湿地对不同指示和病原微生物去除效果存在差异,对总大肠菌群、粪大肠菌群和大肠杆菌去除效果最好,年平均去除率分别为94.1％、93.4％和84.0％;对沙门氏菌和产气荚膜梭菌去除效果较差,年平均去除率分别为55.8％和63.6％,并且存在较大波动;出水中粪链球菌数量高于进水;人工湿地对指示和病原微生物的去除效果在不同季节间无显著差异,但迸水中总大肠菌群数量、进出水中沙门氏菌数量及进水中产气英膜梭菌数量在不同季节间存在差异.相关性分析表明,总大肠菌群、粪大肠菌群以及大肠杆菌之间存在较强相关性,沙门氏菌和粪大肠菌群以及产气荚膜梭菌和总大肠菌群、粪大肠菌群间存在弱相关性.     

湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进展

维护湖泊生态系统健康发展是一个全球关注的热点问题.细菌不仅是湖泊系统食物网的重要组成部分,同时在控制和调节湖泊水质方面发挥着重要作用.本文对于细菌多样性的相关概念和评价方法、细菌群落在湖泊水体中的分布特征、形成机制及其生态功能等方面进行了综合论述和分析.目前,在湖泊水体中共发现21个典型的淡水细菌门类,其中变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)是最主要的5个门类.Beijerinck和Baas-Becking的观点及Meta-群落假说,均表明湖泊水体细菌群落多样性和物种分布特征是“随机分布”和“环境决定”两种过程共同作用的结果.对湖泊细菌功能的研究,主要集中于细菌参与下的湖泊水体生产力和元素的生物地球化学循环过程.尽管经过十几年的不懈努力,人们对湖泊细菌群落多样性和功能的认识还十分有限,湖泊细菌生态学仍是一门年轻的科学,限制着人们对湖泊微生物群落的进一步认识.未来研究者们需要在以下4个方面重点开展工作:(1)综合细菌表型、基因型、系统发育史及生态特征的一致性来界定细菌“种”的概念;(2)在区域尺度上研究细菌在不同斑块间的扩散作用;(3)在微观尺度上研究细菌群落多样性及功能特征;(4)提出或验证湖泊细菌群落多样性的生态理论及假说,完善微生物生态学相关理论框架.     

低温细菌与古菌的生物多样性及其冷适应机制

低温细菌与古菌广泛分布于地球的低温环境,包括南极、北极及高山地带的冻土、低温土壤和荒漠、冰川、湖泊、海冰,以及深海、冰洞和大气平流层等.栖息在这些低温环境中的细菌与古菌具有丰富的多样性,主要为α,p和γ-Proteobacteria分支、CFB类群分支和革兰氏阳性细菌分支等.由于低温环境中的微生物流动性低,因而是研究微生物地理学理想的生态系统,有助于理解地球微生物的多样性、分布规律乃至形成机制.由于长期生活在冰冻环境中,低温细菌与古菌形成了多种适应低温环境的生理机制,如它们通过细胞膜脂类的组成来调节膜的流动性以维持正常的细胞生理功能;利用相容性溶质、抗冻蛋白、冰核蛋白及抗冰核形成蛋白等实现低温保护作用;产生冷激蛋白、冷适应蛋白和DEAD-box RNA解旋酶保持低温下RNA的正确折叠、蛋白质翻译等重要的生命活动;另外还产生低温酶,提高能量产生和储存效率等以适应低温环境.随着DNA序列分析技术的飞速发展,各类组学方法也用于揭示微生物全局性的冷适应机制.