南京小龙山钾矿区植物根际可培养细菌的遗传多样性分析

摘要:【目的】矿区优势植物可培养细菌生物多样性研究将有助于了解植物根际细菌与矿物,植物根系相互作用及对矿物风化和土壤形成的重要影响。【方法】采用纯培养法分离南京小龙山废钾矿区野生植物野塘蒿,千金子和栽培植物甘薯根内与根周围土壤的可培养细菌, 通过16S rDNA限制性酶切多态性分析(amplified rDNA restriction analysis, ARDRA)和16S rDNA序列分析研究了可培养细菌的多样性。【结果】分离纯化到60株具不同菌落形态的可培养细菌, 在60%相似水平上可分为18个OTU. 19株代表菌株分别属于3个门, 10个科, 11个属。多数菌株属于变形菌门(α-proteobacteria, 4株, 21.1%; β-proteobacteria, 2株, 10.5%; γ-proteobacteria, 6株, 31.6%)。假单胞菌属(Pseudomonas), 泛菌属(Pantoea)和根瘤菌属(Rhizobium)为优势种群。【结论】小龙山废矿区优势植物根围具有丰富的微生物种群多样性。     

南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教学模式的探索

借助虚拟仿真技术构建的虚实结合的虚拟仿真实验,是提高学生实践动手能力的有力补充和有效途径。本文通过对微生物学实验教学现状的分析,探讨南京农业大学微生物学虚拟仿真实验教学模式建设的意义,重点阐述建设思路、建设方案及教学特点。该仿真实验教学体系主要从基础微生物学和应用微生物学两大模块进行构建,同时将本校的污水生物处理技术、食用菌资源调查与利用等科研成果转化为教学资源,以丰富实验教学内容。     

发光酶基因lux AB标记硅酸盐细菌NBT菌株的研究

外源基因标记技术为研究土壤引入细菌的生态行为提供了有效的检测手段,通过选择不同的碳源和降低碳氮比筛选获得0．25％麦芽糖作为碳源的菌体制备培养基,对硅酸盐细菌BT菌株进行紫外诱变和抗生素抗性驯化获得—株抗利福平200μg·ml^-1的NBT-R200菌株,含发光酶基因luxAB的质粒pTR102：：luxAB在辅助质粒pRK2013的帮助下转入该菌株中,从而赋予NBT菌株以发光活性和利福平、卡那霉素、四环素三种抗生素抗性．以对数生长期的菌体制备受体细胞,发现对数生长前期的细胞转移频率最高,可达6．70×10^-5,杂交比例以1：1：1适宜．标记菌株RL85的释钾能力没有丧失且有提高,发光特性稳定,连续转接20次后仍具有发光活性和3种抗生素抗性,适用于根际微生态学研究。     

不同风化程度钾长石表面矿物分解细菌的筛选及遗传多样性

【目的】不同风化程度钾长石表面矿物分解细菌生物多样性研究将有助于了解矿物生物风化、生物成矿和土壤形成的演化规律和机理。【方法】采用纯培养法自南平钾矿区高、中、低风化度钾长石以及矿区土壤样品中分离矿物分解细菌,通过摇瓶释硅实验比较不同菌株分解矿物能力,采用16SrDNA限制性酶切多态性分析(Amplified rDNA Restriction Analysis,ARDRA)研究了供试菌株的遗传多样性。【结果】分离筛选到35株生长良好的矿物分解细菌,与对照相比,接菌处理发酵液中有效硅增加了101～206%;所有供试菌株可分为11个OTU,分别属于5个门,6个科,7个属。多数菌株(74%)属于γ-变形杆菌纲(γ-Proteobacteria)。泛菌属(Pantoea),沙雷氏菌属(Serratia),假单胞菌属(Pseudomonas)为优势种群。【结论】南平钾矿区矿物分解细菌具有丰富的微生物种群多样性,且γ-变形杆菌纲(γ-Proteobacteria)细菌在钾长石风化过程中可能起了重要的作用。     

Cd胁迫下枯草芽孢杆菌B12产表面活性素及其对生物被膜形成和Cd去除的影响

【背景】枯草芽孢杆菌可通过群集的方式形成生物被膜,而生物被膜在去除重金属方面发挥着重要作用。【目的】探究枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) B12缓解Cd (CdSO4)胁迫的机制。【方法】考察Cd胁迫对B12生物被膜形成的影响,用酸沉淀法、反相高效液相色谱和液质联用分析(LC-MS)对有无Cd胁迫条件下菌株B12分泌的脂肽化合物进行提取、纯化和主要成分鉴定,并探究该主要成分对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) B12、苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti) Mr40、解淀粉芽孢杆菌(B. amyloliquefaciens) P29生物被膜形成和吸附Cd的影响。【结果】在含Cd浓度为0-1.0 mg/L的Msgg培养基中,B. subtilis B12生物被膜干重显著增加。Cd胁迫促进菌株B12分泌脂肽化合物,其中表面活性素(Surfactin)含量增加。在含Cd浓度为0.5mg/L的Msgg培养基中添加Surfactin后,菌株B12、Mr40、P29生物被膜干重比未添加时显著增加84.1%-126.9%,浮游细胞数量显著下降46.9%-55.3%,3株菌株对Cd去除率显著增加23.0%-36.1%,浮游细胞吸附Cd比例显著下降,生物被膜吸附Cd比例显著增加了46.8%-68.1%。【结论】Cd胁迫下菌株B12通过分泌更多的Surfactin来调控自身以及其他菌株生物被膜的形成来吸附更多的Cd,从而缓解Cd胁迫。     

基于菌植互作的植物根际细菌钝化镉作用和机制研究进展

土壤重金属镉(Cd)污染严重危害农产品安全生产,植物根际细菌在钝化土壤Cd和帮助作物抵御Cd胁迫方面发挥重要作用。本文首先概括在修复Cd污染土壤中得到广泛应用的植物根际细菌种类,并从根际细菌直接吸附Cd、调整土壤理化特性、调控土壤微生物群落和其他作用4方面阐述了植物根际细菌对Cd的钝化作用,其次从菌植互作角度阐述植物根系分泌物与根际细菌群落相互影响对土壤Cd的钝化作用。最后展望重金属胁迫下植物根际钝化Cd核心菌群的构建,以在新兴学科与技术的快速发展中探明植物根系-微生物互作体系的分子机制,深入开展植物根际细菌钝化修复重金属污染土壤的理论研究和实践。     

一株硅酸盐细菌的鉴定及其系统发育学分析

从南京地区黄棕壤中分离的一株好氧、革兰氏阴性、产芽孢的硅酸盐细菌NBT菌株,能产生丰厚的荚膜,具有鞭毛,能水解淀粉、产生吲哚、液化明胶,全细胞脂肪酸为硬脂酸C16∶0、软脂酸C18∶1(Δ9)和anteisoC15,DNA的G+C mol%为537%。16S rRNA基因测序和系统发育学分析的结果表明,该菌株与胶质芽孢杆菌B7519（Bacillus mucilaginosus）、土壤芽孢杆菌B7517（B. edaphicus）亲缘关系最近。该菌株与B. edaphicus B7517的总DNA杂交率为69%,在形态、生理生化特征上有差异,故可把NBT菌株定为Bacillus edaphicus的一个亚种。     

矿物分解细菌Bacillus sp.L11对钾长石的风化作用北大核心CSCD

【目的】明确从南京钾矿区土壤中分离到的一株矿物分解细菌的分类地位,阐明其对钾长石矿物的风化效应及机制,为深入研究微生物-矿物相互作用提供参考依据。【方法】通过16S rRNA基因序列分析及其系统发育分析对菌株L11进行鉴定。采用摇瓶试验评估菌株L11对钾长石的风化能力,利用SEM/EDS观察钾长石矿物的形貌变化,使用X-射线衍射技术对小于2μm矿物进行了鉴定。【结果】菌株L11的16S rRNA基因序列与Bacillusaltitudinis的相似性最高,为99.9%,初步鉴定其为Bacillus sp.L11。摇瓶试验表明,菌株L11能够通过产生有机酸风化钾长石矿物,释放出Si、Al和Fe等元素。通过SEM发现第30 d的钾长石表明形貌发生了较大变化,表面有许多细菌存在,并形成了一些球形物质,EDS分析表明其Fe的含量较高。XRD结果表明,钾长石经菌株L11作用后可能形成了新矿物——菱铁矿。【结论】菌株Bacillus sp.L11能够加速钾长石的风化,改变其形貌,并能诱导新矿物的形成。     

Pseudomonas azotoformans F77和Pseudomonas paracarnis P1风化黑云母的效应及机制比较

【目的】比较高效矿物风化固氮假单胞菌(Pseudomonas azotoformans) F77及其亲缘关系较近的假单胞菌(Pseudomonas paracarnis) P1风化黑云母的效应和机制。【方法】通过检测两株菌在不同时间点的发酵液中细胞数量、pH值、葡萄糖剩余量、葡萄糖酸浓度和可溶性Fe、Al释放量,比较它们对黑云母的风化效果与生理机制。采用RNA-seq技术研究这两株菌风化黑云母过程中出现差异的分子机制。【结果】在持续5 d的风化试验中,菌株F77发酵液中的细胞数量和pH值低于菌株P1,葡萄糖酸浓度是菌株P1的27.3-53.9倍,Fe和Al元素的释放量是菌株P1的3.3-23.3倍。比较转录组数据表明,菌株F77特有的基因数量(2 872)和差异基因数量(1 832)均多于菌株P1 (分别为1 903和1 258)。菌株F77在胞内物质跨膜转运与碳代谢、细胞运动、趋化与信号诱导等途径中基因数量也高于菌株P1。此外,菌株F77的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶基因差异表达倍数、葡萄糖酸合成基因数量和差异表达倍数也明显高于菌株P1。【结论】菌株F77风化黑云母以及合成葡萄糖酸的能力显著高于菌株P1。菌株F77通过产生葡萄糖酸来促进黑云母的风化。添加黑云母显著促进了菌株F77胞内与矿物风化相关基因的表达,如物质跨膜转运、细胞运动与趋化、信号诱导、碳代谢及能量代谢等途径基因。此外,葡萄糖酸合成途径基因、超氧化物歧化酶基因以及过氧化氢酶基因在矿物风化中可能发挥重要作用。