以“环境微生物学”为载体的环境生态工程专业本科生科创能力培养

环境生态工程是一个设立较晚的新专业,其基本的教学体系和专业课程设计还有待摸索和完善。"环境微生物学"作为环境生态工程专业普遍设置的专业必修课,其授课内容和形式如何适应专业整体的培养需求是一个值得探讨的问题。我们结合所在学校、学院的特点和优势,提出将融入海洋特色和生态学思想的"环境微生物学"作为载体,结合课上理论教学、学生课堂报告、课下专题培训和实验技能培养等形式,培养环境生态工程专业本科生的科创能力。这可为同专业开设"环境微生物学"课程的教师提供教学参考,也可以为其他院校环境生态工程专业本科生科创能力的培养提供借鉴。     

吲哚——种间及跨界信号分子新成员

吲哚作为一种典型的氮杂环芳烃化合物,在自然界中广泛存在。近年来,越来越多的研究表明吲哚具有一定的生物活性,是一种新型种间及跨界的信号分子。研究发现,吲哚不仅可以调节微生物的毒性、耐药性、生物膜形成以及群感效应等生理生化行为,调控植物生长发育和防御系统的形成过程,还能够影响动物的肠道炎症、细胞氧化压力及荷尔蒙分泌等生理健康。因此吲哚在微生物代谢、动物健康和植物生长等多个方面扮演了重要角色,具有重要的生物学及生态学双重意义。文中综述了吲哚从生物代谢到信号传递的研究历史,及其在微生物种内或种间以及微生物-动植物之间跨界的信号传导与调控作用的研究进展,旨在为揭示复杂环境中吲哚生物代谢及信号调控的生物学意义与生态学机制提供重要的理论指导。     

Trichosporon montevideense WIN合成纳米金的催化特性

【目的】考察菌株Trichosporon montevideense WIN合成纳米金的催化特性及应用。【方法】利用活性WIN菌作用不同浓度HAu Cl_4(1、2和4 mmol/L)合成纳米金的特性,分别利用活性WIN菌和灭活WIN菌合成纳米金,分析合成纳米金的形貌、粒径及其催化特性。【结果】HAu Cl_4浓度为1 mmol/L时,菌株WIN合成了纳米金,HAu Cl_4浓度为2 mmol/L和4 mmol/L时,菌株WIN合成了纳米金及较大尺寸的金颗粒。通过紫外-可见光谱扫描、透射电子显微镜分析,发现活性和灭活WIN菌均能还原Au~(3+)合成纳米金,合成的纳米金均以球形为主,还有少量三角形、四边形及六边形。活性WIN菌合成的纳米金粒径范围为3 nm-252 nm,平均粒径为45.2 nm,而灭活WIN菌合成的纳米金为1 nm-271 nm,平均粒径为38.3 nm。活性和灭活WIN菌合成的纳米金对还原4-硝基苯酚的催化速率分别为2.76×10~(-3)s~(-1)和4.84×10~(-3)s~(-1)。【结论】菌株Trichosporon montevideense WIN的活性及灭活细胞均可以合成纳米金,且合成的纳米金具有良好的催化特性,在催化去除环境中难降解污染物中具有一定的应用前景。     

Burkholderia sp. IDO3中靛蓝合成基因的克隆表达及其合成特性

【目的】克隆和表达靛蓝合成基因,并将其用于靛蓝合成研究。【方法】对菌株Burkholderia sp.IDO3中靛蓝合成基因进行克隆和大肠杆菌异源表达,构建能合成蓝色色素的基因工程菌。利用液相色谱和质谱对产物进行分析,采用单因素法对培养温度、转速、培养基成分等进行优化,并考察优化条件下的靛蓝合成曲线。【结果】构建了一株重组大肠杆菌E.coli IND_AB,该菌株能够在LB培养基生长的过程中合成蓝色色素,产物分析表明该色素为靛蓝;菌株IND_AB在30°C和150 r/min条件下能在LB培养基中合成22.9 mg/L靛蓝,优化培养条件后产量达到25.4 mg/L;优化LB培养基各组分浓度后产量可提高到35.1 mg/L;外加50.0 mg/L吲哚或0.1 g/L色氨酸后靛蓝产量可分别提高到57.7 mg/L和64.4 mg/L,相比初始产量提高了152.0%和181.2%;靛蓝合成曲线表明在添加吲哚或色氨酸的培养基中,菌株IND_AB前6 h没有靛蓝生成,6-15 h为靛蓝合成加速期,18 h达到产量平衡。【结论】重组大肠杆菌IND_AB可用于生物合成高纯度靛蓝,为靛蓝的微生物合成提供了有效的基因资源。