糙皮侧耳和鞘脂菌NS7对多环芳烃污染土壤的生物强化与协同作用

[背景] 真菌和细菌被认为在多环芳烃污染土壤生物修复过程中发挥协同作用,目前在真实土壤体系中开展真菌-细菌协同降解研究较少。[目的] 研究真菌和细菌对不同种类多环芳烃降解的差异及对蒽和苯并[a]蒽的生物强化与协同作用。[方法] 选用多环芳烃降解真菌和细菌各一株,在液体纯培养体系下分析它们对不同种类多环芳烃降解的差异,在土壤体系中采用放射性同位素示踪技术研究2种微生物对蒽和苯并[a]蒽的生物强化与协同作用。[结果] 供试细菌鞘脂菌NS7能够很好地降解低环种类多环芳烃,以蒽作为唯一碳源时可以将其完全降解,在复合污染条件下对菲、蒽、荧蒽、芘等降解效果突出（>90%）,对苯并[a]芘降解效果较差（9.76%）。相比而言,供试真菌糙皮侧耳菌对苯并[a]芘具有更好的降解效果（21.18%）,对低环多环芳烃降解效果明显不如降解菌NS7。在自然土壤中,蒽和苯并[a]蒽具有明显不同的矿化效率,分别为18.61%和4.28%,在蒽污染土壤中加入鞘脂菌NS7并未显著提高蒽的矿化率（P>0.05）,相比而言,苯并[a]蒽污染土壤中加入糙皮侧耳显著提高了污染物矿化效率（2.24倍）,表明真菌和细菌在土壤环境中的定殖存活能力可能影响了生物强化效果。采用灭菌土壤排除土著微生物的竞争排斥作用,研究了真菌菌丝对生物强化降解的影响,发现在蒽污染土壤中,真菌菌丝的迁移作用显著提高了细菌鞘脂菌NS7对污染物的矿化率,从1.75%提高到5.91%;而在苯并[a]蒽灭菌污染土壤中,接种糙皮侧耳却没有发现苯并[a]蒽矿化率提高的现象,表明自然土壤中真菌强化降解苯并[a]蒽的作用可能是源于真菌菌丝促进污染物和土著降解菌的接触,而非直接来自真菌本身。[结论] 细菌能够很好地降解低环种类多环芳烃,而真菌对高环种类多环芳烃降解效果较好。真菌可能通过菌丝促进土著微生物在土壤中的迁移,增大多环芳烃和土著降解菌的接触,从而促进了多环芳烃降解。研究加深了对多环芳烃污染土壤生物强化修复的认识,对发展基于真菌-细菌协同作用的生物强化与调控技术提供理论指导。     

出芽短梗霉细胞多形性及影响细胞分化因素探索

【背景】出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)是在生活史中有酵母状细胞生长阶段,并合成黑色素的一种黑酵母(Black yeast),具有典型的细胞多形性,可分化形成酵母状细胞(Yeast-like cell,YL)、膨大细胞(Swollen cell,SC)、厚垣孢子(Chlamydospore,CH)、菌丝(Hyphae,HY)、念珠状菌丝(Monilioid hyphae,MH)、有隔膜膨大细胞(Septate swollen cell,SSC)、分生组织状结构(Meristematic structure,MS),其中膨大细胞既可以作为生长的细胞类型,也可分化为其他的细胞类型。出芽短梗霉的形态分化是可调控的,调控因子有pH、温度、营养条件等。【目的】探究不同的氧气浓度、温度、盐浓度、营养水平对出芽短梗霉细胞形态的影响。【方法】利用显微镜、美兰染色等技术观察不同条件对出芽短梗霉细胞形态的影响。【结果】在完全无氧的试管底部菌体不能生长;在高层半固体表层(高氧气浓度),酵母状细胞(YL)在营养丰富的生长初期出芽繁殖,在养分匮乏的培养后期诱导酵母状细胞(YL)经过膨大细胞(SC)形成厚垣孢子(CH)并合成黑色素;在营养丰富的生长初期,半固体试管浅表层和中间层(微好氧)低浓度氧气诱导YL经过SC形成HY侵入性生长。养分差异对菌体细胞多形性分化影响显著,环境适宜养分丰富(Yeast extract peptone dextrose medium,YPD),以YL生长,不需要分化成HY;环境适宜养分不丰富(Potato dextrose agar,PDA),分化成SC或HY以适应或逃离环境;环境不适宜养分匮乏时(Malt extract agar,MEA),SC或HY分化成CH或MH进入休眠阶段。10%NaCl胁迫降低菌体生长速度,抑制色素合成、HY和MH的形成,并且细胞主要以YL生长繁殖。在相同质量浓度(10%)的KCl或Na2SO4渗透胁迫条件下,细胞多形性表型均为YL发达,HY及MH被抑制,说明高渗胁迫阻止了酵母状细胞向菌丝和厚垣孢子的分化。温度实验中,SC比YL耐高温,MS比SC耐高温。【结论】营养状态对出芽短梗霉细胞分化影响最大。     

八氢番茄红素脱氢酶的研究进展北大核心CSCD

类胡萝卜素是一类超过700种的萜烯基团类不饱和化合物的总称,根据结构可分为胡萝卜素族和叶黄素族,具有较高的营养价值。八氢番茄红素脱氢酶是类胡萝卜素生物合成途径中的首要限速酶,它参与催化无色的八氢番茄红素转变成有色类胡萝卜素,发挥着中心调控作用。不同生物源的八氢番茄红素脱氢酶在功能上呈现多样性,在大多数蓝细菌,藻类和高等植物的类胡萝卜素生物合成途径中,由Crt P,Crt Q和异构酶Crt H或PDS,ZDS和异构酶Z-ISO、Crt ISO共同参与番茄红素的形成,而在大多数微生物中只有Crt I-type一种酶来完成八氢番茄红素的脱氢反应,且根据脱氢步骤的不同分别可生成链孢红素、番茄红素或脱氢番茄红素。本文阐述了不同生物源八氢番茄红素脱氢酶的基因分离与鉴定,功能多样性及表达调控机制等最新研究进展,并进行了进化分析,为八氢番茄红素脱氢酶的深入研究及利用基因工程策略生产类胡萝卜素的应用提供重要信息。     

蓝光光照对蛹虫草子实体生长和主要活性成分的影响

光作为一种重要的环境因子,可影响真菌的生长发育、生理周期、形态变化及次级代谢产物的产生,对于蛹虫草而言,光照还是其子实体生长发育的必要条件。选择2株不同来源的蛹虫草菌株,研究了自然光照和蓝光光照条件下,其子实体生长、抗氧化酶活性和主要活性成分的变化。结果表明蓝光光照对于蛹虫草子实体产量没有明显的促进和抑制作用。自然光照条件下成熟子实体的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著高于蓝光光照,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性没有明显差别,而过氧化物酶(peroxidase,POD)活性则表现出菌株差异。子实体主要活性成分方面,腺苷、甘露醇含量不受蓝光影响,类胡萝卜素在蓝光光照条件下含量极显著高于自然光光照,蓝光对子实体、虫草素、粗多糖含量的影响则存在菌株差异。研究为蛹虫草子实体的栽培条件优化,提高蛹虫草子实体质量提供依据。     

花生植株和土壤水浸液自毒作用研究及土壤中自毒物质检测

通过盆栽试验及生物测试研究花生植株、土壤水浸液对其种子萌发和幼苗生长的自毒作用,利用单因子方差分析结合多重比较分析各处理组生物活性差异;采用液相色谱法(HPLC)对正茬、连作2、4 a和6 a的花生根际土壤中酚酸类物质进行定性和定量分析。结果表明:花生植株不同部位及根际土壤水浸液对花生种子萌发和幼苗生长均具有不同程度的抑制作用,且抑制作用具有浓度梯度效应,浓度越高抑制作用越强,16 g/10 mL水浸液的抑制作用最大。花生生长受自毒物质的影响,此影响作用强度因自毒物质的来源部位不同而存在差异。种子萌发以茎水浸液的自毒作用最为明显。但针对幼苗生长的不同测定指标其部位差异不一致,其中以茎水浸液对幼苗株高和叶面积的自毒作用最为明显,根际土壤水浸液对幼苗主根长、单株鲜重和单株干重的自毒作用最为明显。在根际土壤水浸液中鉴定到4种酚酸物质,分别为对羟基苯甲酸、香草酸、香豆酸和香豆素,其中香草酸和香豆素含量较高且变化规律性明显,在土壤中的含量随连作年限的增加而上升,连作6 a后土壤中的含量达到0.289μg/g和0.025μg/g干土。     

盐碱土壤PAHs 降解菌的筛选鉴定及其降解特性

采用富集培养的方法,从天津大港油田PAHs污染盐碱化土壤中分离出一株能以菲、芘为唯一碳源和能源的优势菌TJB5。经形态观察和16S rDNA序列分析结果表明,该菌株为成团泛菌(Pantoea agglomerans)。采用液体培养的方法,研究了pH、盐度、菲芘的初始浓度对TJB5菌株降解菲芘效果的影响,确定了最佳降解条件。结果表明,该菌对菲、芘的降解具有较广泛的pH、盐度范围和良好的降解效果。在菲、芘浓度分别为50 mg/L、pH 6.8-9.5、盐度2%-3%、温度30°C条件下,接种15 d后菲降解率在93.3%以上,芘降解率在20%以上。     

矿区分离丛枝菌根真菌对万寿菊吸Cd潜力影响

盆栽试验研究土壤不同施Cd水平(0、5、20、50μg/g)下,接种矿区污染土壤中丛枝菌根真菌对万寿菊根系侵染率、植株生物量及Cd吸收与分配的影响。结果表明:接种丛枝菌根真菌显著提高Cd胁迫下万寿菊的根系侵染率和植株生物量;随着施Cd水平提高,各处理植株Cd浓度显著增加。各施Cd水平下万寿菊地上部Cd吸收量远远高于根系Cd吸收量,在土壤施Cd量达到50μg/g时,接种处理地上部Cd吸收量是根系的3.48倍,对照处理地上部Cd吸收量是根系的1.67倍;同一施Cd水平下接种处理植株Cd吸收量要显著高于对照。总体上,试验条件下污染土壤中分离的丛枝菌根真菌促进了万寿菊对土壤中Cd的吸收,并在一定程度上增加Cd向地上部分的运转,表现出植物提取的应用潜力。     

不同稻蟹生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响

采取田间定位试验与室内分析相结合的方法,研究了有机稻蟹、常规稻蟹与单作水稻生产模式对土壤活性有机碳和酶活性的影响。结果表明,与单作水稻模式相比,有机稻蟹模式下的土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、中活性有机碳(MLOC)、高活性有机碳(HLOC)含量及碳库管理指数(CMI)均显著或者极显著提高,且有机肥用量越大,效果越显著;有机稻蟹模式显著提高了土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶及碱性磷酸酶活性,与2009年相比,2010年中量有机肥稻蟹模式(M3)的LOC和MLOC含量增幅最高,分别达10.11%和5.14%;低量有机肥稻蟹模式(M4)的脲酶和碱性磷酸酶活性增幅最为明显,分别达80.25%和46.62%;常规稻蟹模式各指标的变化也有其类似的规律,但均明显低于有机稻蟹模式。相关分析表明,TOC、LOC、MLOC与4种土壤酶活性呈显著或者极显著正相关,相关系数最低为0.584*(P<0.05),最高可达0.940**(P<0.01)。因此,有机稻蟹生产模式不仅能显著提高土壤有机质的数量和质量,而且能增加土壤酶活性,提高土壤肥力。     

人工栽培绣球菌的鉴定及其子实体β‐葡聚糖含量的酶法测定

在对中国福建省栽培的绣球菌进行种类鉴定的基础上,采用国际通用的酶法测定绣球菌子实体β‐葡聚糖含量,研究了干燥方式对其含量的影响,并与一些常见食药用真菌的β‐葡聚糖含量进行比较。结果显示该栽培绣球菌为广叶绣球菌Sparassis latifolia,子实体柄部和瓣片部分的β‐葡聚糖含量均超过了40%,柄部的含量显著高于瓣片部分,冻干或烘干对其含量没有显著影响。广叶绣球菌β‐葡聚糖含量极显著高于猴头、香菇、蛹虫草和草原黄蘑菇。     

微生物异戊烯基转移酶研究进展

类异戊二烯(isoprenoids)是最具化学多样性的一种天然分子家族，参与微生物中类胡萝卜素、甾醇等次生代谢物的合成，这类物质在工业大规模生产中具有广阔的商业前景。异戊烯基转移酶是类异戊二烯合成途径中的关键酶，其活性及编码基因的转录水平参与调节次生代谢物产量，在类异戊二烯化合物生物合成途径中发挥重要作用。本文重点归纳了微生物中异戊烯基转移酶的发现与鉴定，分析其结构特点与链长决定机制，讨论异戊烯基转移酶家族之间的复杂进化，概述酶基因表达调控的应用以及生物合成研究现状，为深入研究异戊烯基转移酶作用机理及各领域中的应用提供思路。