生物冶金过程中的关键微生物及其碳循环代谢途径研究

【目的】深入研究极端酸性环境中微生物的碳循环过程。【方法】应用16S r RNA高通量测序和功能基因芯片技术对德兴铜矿中浸矿堆(LH)和积液池(LS)两个子系统中的微生物群落结构组成和功能基因组成进行分析;并运用PICRUSt功能基因预测的方法对群落功能进行预测。【结果】功能基因芯片和功能预测分析都表明碳循环基因在子系统间存在显著差异(P0.05),且碳固定相关的卡尔文循环、还原性三羧酸循环等基因以及碳降解相关的己聚糖和纤维素等基因在LS系统中都要明显高于LH系统。碳循环功能基因在子系统之间的差异与环境条件相关,其中TON、Ca、ES、Fe3+和P作用显著。【结论】在极端酸性环境中,环境条件的差异会对微生物群落碳循环功能基因产生筛选作用,参与碳循环的微生物的种类和相对丰度都发生变化,最终改变了群落碳循环模式。     

CCL20在脑卒中的发病机制及临床意义

CCL20(C-C chemokine ligand 20)是CC亚族的趋化因子,曾被称为巨噬细胞炎症蛋白3α(MIP-3α)、肝脏活化调节趋化因子(LARC)和Exodus-1,与其唯一受体CC趋化因子受体6(CC chemokine receptor 6,CCR6)特异性结合,调节细胞的激活、趋化和迁移,参与形态发生、组织稳态、固有和获得性免疫以及许多疾病的炎症病理过程。在中枢神经中,CCL20与CCR6结合后激活小胶质细胞,其可应激相关性蛋白,形成持续性神经毒性级联反应,从而进一步损害周围神经元和脑组织,进而引起一系列的神经功能损伤症状。目前有关CCL20在脑卒中的日益引起人们的关注,深入研究其在脑卒中的作用,有可能为进一步揭示脑卒中的发病机制并为寻求有效的防治措施提供重要的理论基础。本文概述了CCL20的作用,重点阐述了其在脑卒中的作用。     

硝化抑制剂对蔬菜土硝化和反硝化细菌的影响

土壤N素循环主要是微生物驱动的转化过程,然而对其的驱动与调控机理了解还很不够。选取长沙黄兴镇蔬菜基地两种蔬菜土研究硝化抑制剂(DCD)对N素转化过程及功能微生物的影响。试验通过室内土壤培养,处理为单施尿素(CK)和尿素与硝化抑制剂双氰胺配合施用(DCD),重复3次。在培养过程中系统监测了土壤中NH₄⁺-N、NO₃^--N含量变化,同时采用荧光定量PCR(real-time PCR)方法研究硝化抑制剂对土壤中氮素转化功能基因丰度的影响。结果表明:在培养过程中DCD处理使两个供试土壤的NH₄⁺浓度稳定在较高水平,而NO₃^-浓度则明显低于对照;施用DCD导致土壤中硝化基因amoA丰度显著减少,而对16S rRNA和反硝化基因nirK丰度没有产生明显影响。因此,DCD在菜地土壤中主要通过抑制氨氧化细菌的繁衍来抑制硝化作用。     

铁锰氧化物提高巴斯德梭菌电子输出率

[背景]发酵型异化金属还原菌通过发酵获取能量,同时也具有一定的异化还原变价金属氧化物的能力,关于变价金属氧化物对发酵型异化金属还原菌电子输出率的影响还知之甚少。[目的]探究铁锰氧化物(Fe2O3/MnO2)对发酵型异化金属还原菌Clostridium pasteurianum电子输出率的影响。[方法]将不同浓度Fe2O3/MnO2添加到以葡萄糖为底物并接种5%C.pasteurianum的发酵体系中,利用电化学工作站检测C.pasteurianum电化学特性;以菲啰嗪(Ferrozine)显色法和甲醛肟法分别测定发酵体系中Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)含量;气相色谱、高效液相色谱检测发酵底物葡萄糖及代谢产物(乙酸、丁酸、CO2和H2)随发酵时间的变化情况;最后计算发酵过程的电子输出率。[结果]研究表明,接种C.pasteurianum的微生物燃料电池可以检测到电流的产生,最大电流密度为0.93 mA/m^2;随着发酵时间的推移,反应体系中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的浓度逐渐增高;Fe2O3/MnO2的添加使发酵体系中葡萄糖消耗量提高了9.4%/7.7%,同时,乙酸产量提高了37.5%/25.0%,丁酸产量提高了22.7%/6.8%,氢气产量提高了21.6%/9.8%,而总的电子输出率则提高了24.27%/10.82%;添加铁锰氧化物的实验组pH值与对照组相比无显著差异。[结论]铁锰氧化物的添加可以提高C.pasteurianum的电子输出率,其原因可能是增加了葡萄糖消耗和缓冲pH值。研究结果为揭示变价金属氧化物影响发酵型异化金属还原菌电子输出的规律提供了证据,并进一步拓展了对变价金属氧化物与发酵型异化金属还原菌之间相互作用机制的认识。