瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅰ及其CBD的噬菌体表面展示系统的构建

为研究纤维素酶的酶活性和吸附特性之间的关系,将瑞氏木霉内切葡聚糖酶Ⅰ(endoglucanaseⅠ,EGⅠ)和其吸附结构域(cellulose-binding domains,CBD)的基因经PCR扩增后,连接到载体pCANTAB5E上,构建成噬菌粒展示载体pCANTAB5E-egⅠ和pCANTAB5E-egⅠ-cbd。将这些噬菌体展示载体转化到大肠杆菌TGⅠ中,在辅助噬菌体M13KO7的帮助下得到重组噬菌体。用ELISA和Somogyi方法分别测定了EGⅠ及其CBD的表面展示噬菌体对纤维素的亲和性和EGⅠ的CMC活性,结果显示EGⅠ及其CBD已功能展示于噬菌体表面。该系统的成功构建为今后利用噬菌体展示的方法进行纤维素酶的酶分子改造提供了基础。     

重金属抗性菌HQ-1生物吸附镉与银的比较研究

从北京市远郊东三岔地区一处废弃的铅锌尾矿中筛选到一株对铅、锌、铜、钴、银、镉等重金属均有很好抗性的蜡状芽胞杆菌Bacillus cereus HQ-1。特别是对镉的抗性高达1200mg/L,具有很高的应用价值。比较研究了HQ-1菌株吸附重金属银和镉的情况与机理,发现该菌株对两种重金属离子都有较强的吸附能力。对镉的吸附行为符合Langmuir模型,对银的吸附行为符合Freundlich模型。通过红外光谱和X射线能谱对其吸附机理做了初步推断。并通过质粒消除试验证明该菌株的重金属抗性与抗性质粒存在有关。     

纤维素酶基因在毕赤酵母中的拷贝数对其表达的影响

将PCR扩增得到的瑞氏木霉纤维素内切酶Ⅲ(Endo--β1,4-glucanaseⅢ,EGⅢ)基因片段插入巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)质粒pPIC9K中,构建了EGⅢ的分泌表达质粒pPIC9K-eg3,然后经线性化后电转化导入P.pastorisGS115受体菌中。获得的阳性克隆经SDS-PAGE和酶活检测,证明工程菌株发酵上清液中含有表达的EGⅢ蛋白并具有纤维素内切酶酶活。通过荧光定量PCR确定了各菌株的拷贝数并对不同拷贝数范围的菌体生长和EGⅢ的表达做了比较。实验结果表明,低拷贝重组菌有着相对较好的EGⅢ表达量。     

非培养方法解析北京地区甘薯叶际细菌的群落结构

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术和磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法,比较了北京通州、顺义、昌平、延庆地区甘薯叶际细菌的多样性和生物量,并调查了通州地区甘薯叶际细菌群落在不同生长季节的变化情况。PLFA分析结果发现所有检测样品中,革兰氏阳性细菌生物量均高于革兰氏阴性细菌生物量。PCR-DGGE方法与PLFA方法聚类分析结果较一致,甘薯叶际细菌群落结构受到时空因素、甘薯生理特性等的影响,不同地点、不同生长季节甘薯叶际细菌群落结构有较大差异,DGGE条带测序分析表明,Pseudomonas sp.在不同地点的甘薯叶际均为保守菌群,Bacillus sp.,Acinetobacter sp.,     

叶际微生物研究进展

植物的叶际是一个复杂的生态系统,微生物的生存环境条件严苛。其可被利用的营养成分较少,温湿度波动大。此外,较强的紫外线辐射对于叶际微生物的生存也有很大影响。但是植物叶际却有着丰富的微生物多样性,其中还有许多有益细菌和真菌。它们通过和植物寄主的互作,改善着叶际微生物的栖居环境;其对植物病原体的拮抗亦可提高植物的抗病性。植物叶际的微生物还可以产生激素以促进植物生长,还有一些微生物可以利用农药等污染有机物作为营养物质,在污染物的环境生物修复方面显示巨大的潜力。此外,叶际微生物作为一种生态学指标在生态稳定与环境安全评价中开始发挥显著的作用。     

全氟辛烷磺酸生物降解研究进展

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)是碳氢类化合物及其衍生物中氢原子全部被氟原子取代后形成的一类化合物。全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)是一种典型的全氟化合物,对于生物具有多方面的毒性。研究发现,PFOS广泛存在于环境中,造成了一定的污染,PFOS的降解成为亟待解决的问题。但是由于PFOS稳定性高,降解较为困难,尤其是在生物降解方面的研究较少。本文主要介绍了PFOS降解技术的发展现状以及存在的问题,并提出PFOS生物降解的可能途径。     

中国微生物生态学的进展——《微生物生态学专刊》序言

2014年10月在北京召开的“2014年中国生态学会微生物生态专业委员会暨国际学术研讨会”标志着我国微生物生态学研究专业学术组织已经走过了30年的历程。经过几代微生物生态学研究者的不懈努力,我国的微生物生态学从无到有,不断开拓和发展,使得我国微生物生态学研究的队伍不断壮大,在若干方向的研究水平处于国际前沿。为了展现我国微生物生态学研究的最新进展,《微生物学通报》针对本次研讨会组织出版了本期“微生物生态学专刊”,以期促进微生物生态学及相关交叉研究领域的发展。     

合成微生物体系研究进展

合成微生物体系作为自下而上构建的人工合成微生物群落,相比于自然微生物群落具有复杂度低及可控性、可操作性强等特点。其作为新兴的生物技术,综合借鉴了合成生物学、系统生物学、生物进化等知识,通过合理的设计、规划与调控,成为研究微生物生态学理论的实验平台,以及验证已知理论的微生物系统。本文首先简单介绍了合成微生物体系的概念及其由来,阐述了其基本构建原则,随后介绍了其生态学理论基础,并总结概括了近年来的实际应用,最后提出合成微生物体系的发展前景,包括需要设计构建更为复杂的人工合成微生物群落,以及优化生态模型。     

冰川消退带微生物群落演替及生物地球化学循环

冰川是生物圈重要组分之一。由于全球气候变化世界多地冰川加速消融,暴露原本被冰盖覆盖的区域,这些区域被称为冰川消退区域(glacier retreat area)或冰川前部区域(glacier foreland)。自暴露开始消退区随即发生初生演替,随着演替进行,物质循环逐步建立,生物量和土壤C、N总量逐步增加。生态系统C、N输入最初以矿化外来物为主,逐渐转变为以生物固C、固N为主。演替早期生态系统的发育主要受土壤C、N含量的限制,而演替后期的限制性营养物转变为P。演替区域土壤逐渐发育并促进生态位的分化,细菌、真菌、古菌,病毒及其他微生物群落的生物量和多样性不断增加直至达到该地区可承受的极值。随着生存条件的改善,不同生态策略物种的更替导致每个演替阶段微生物群落结构的差异。整体上,伴随演替进行微生物群落丰度、结构和活性呈现梯度性变化。气候变化对冰川消退带生态演替结果产生多方面的影响,而这些影响结果又综合反馈气候变化,因此目前难以准确估计气候变化对消退带生态演替的净效应。综述了近年冰川消退带微生物群落演替方面相关的研究结果,同时分别对该区域物质循环的建立、微生物群落演替和气候变化造成的影响这三个方面进行详细描述,并指出当前研究的不足。     

纳米零价铁耦合假单胞菌协同高效降解五氯苯

【背景】氯苯类化合物广泛应用于工业化合物的生产,由于其具有高毒性和环境持久性的特点,对人类健康和生态环境造成严重威胁,寻找高效降解这类化合物的新方法成为研究热点。【目的】将纳米零价铁与假单胞菌耦合,探究其在好氧条件下对五氯苯的降解效果和降解机理。【方法】建立纳米零价铁和假单胞菌降解五氯苯的反应体系,通过测定各反应体系中五氯苯及其中间产物的浓度,以及观测细菌的生长状况变化等,分析反应体系的降解效果及其可能的降解机理。【结果】纳米零价铁耦合假单胞菌的反应体系相对于两者的单一体系表现出更好的降解效果,36h的降解率可达55.4%,反应过程符合伪一级反应动力学,速率常数为0.02048h~(-1)。根据GC-MS所测的中间产物推测,该体系的反应机理为纳米零价铁在好氧条件下反应产生羟基自由基,攻击五氯苯使其变为低氯苯类化合物,假单胞菌进一步利用这些低氯苯类化合物;同时,假单胞菌又为纳米零价铁提供附着位点,有效地降低了纳米零价铁的聚集性,提高了反应活性。【结论】研究建立的纳米零价铁耦合假单胞菌反应体系对五氯苯具有较好的降解效果,为含有高氯代苯类等有机污染物的复杂环境的修复提供参考。