秸秆还田方式对东北水稻土理化性质及微生物群落的影响

【目的】研究秸秆还田方式对东北黑土理化性质及微生物群落的影响。【方法】试验周期为2019年12月至2021年10月,秸秆还田采用2种方式： 秸秆直接还田+微生物菌剂WJ(strawdirect return+microbial agent WJ;MD),秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ(straw compost return +microbial agent WJ;MC)。分析土壤肥力、酶活和微生物群落。【结果】分析两种方式土壤有机质(SOM)、腐殖酸(HS)和富里酸有机碳(FA-C)含量,发现秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ分别增加2.28g/kg、7.82g/kg和5.26g/kg。土壤铵态氮(NH4⁺-N)、速效磷(AP)略高于秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ,均在6月份达到峰值。胡敏酸有机碳(HA-C)含量下降。此外,土壤脲酶、转化酶、纤维素酶活性和碱性磷酸酶活性对比发现,秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ分别高8.55%、15.46%、4.35%和6.19%。高通量测序结果显示,秸秆直接还田+微生物菌剂WJ中细菌和真菌的多样性均比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ丰富。其中Anaerolinea、Bacteroidetes、Pseudomonas为优势细菌,Tausonia、Mrakia、Mrakiella为优势真菌。【结论】秸秆直接还田+微生物菌剂WJ比秸秆堆肥还田+微生物菌剂WJ更有利于土壤有机质、腐殖酸、土壤酶活性和微生物多样性的增加,这说明秸秆添加WJ菌剂直接还田可以减少有机养分的流失,保持田间土壤肥力。     

生物合成聚3-羟基丙酸酯的研究进展

聚3-羟基丙酸酯(P3HP)作为聚羟基脂肪酸酯家族(PHAs)中的新型热塑性塑料,具有生物降解性和生物相容性等优点。目前,未见野生微生物可以合成P3HP的报道,生产途径主要为化学法和生物法。其中,通过化学法或添加3-HP单体及其结构类似物作为前体的P3HP合成效率低、成本高且不具环保性;而通过构建和改造工程菌的生物代谢途径,能够利用廉价、可再生的碳源,已经逐渐成为研究热点。文中综述了国内外P3HP生物合成研究进展,并对甘油途径、丙二酸单酰辅酶A(Malonyl-Co A)途径和β-丙氨酸途径等合成方法进行了优缺点分析,为生物合成P3HP的深入研究奠定理论基础。     

植物不定芽离体再生分子调控的评述

植物的不定芽再生过程涉及众多基因及其互作。细胞分裂素诱导体细胞启动、启动的体细胞进行分裂和由此引发的茎分生组织发育是这一过程中的3个重要步骤。探讨这3个步骤的相关基因表达及其关系, 有助于揭示植物不定芽再生的分子调节机制。文章就这些步骤所涉及的分子调节过程的研究成果作一评述。     

“微生物学实验”课程引入思政教育的探索

"课程思政"是对高校思政教育直接渠道"思政课程"的拓展和深化,是建构高校"大思政"教育体系的重要举措。按照所有课程都有育人功能的要求,本文积极挖掘"微生物学实验"与课程思政的融入点,从微生物学实验教学内容、教学方法、引入典型案例、教育效果等方面,对微生物学实验"课程思政"教学改革进行了探索,力求将"课程思政"元素融入到学生的学习中,构建"全员育人、全过程育人、全方位育人"的校园文化。     

“互联网+”背景下的“微生物学野外实习”课程改革的研究与实践

近年来,互联网和信息技术对教育产生了深刻影响,"互联网+"与教学紧密结合,使得教学工作发生了革命性变化。为了促进微生物学野外实习教学水平的提高,适应新时代对人才培养的要求,促进学生自主学习能力、动手能力及创新能力的发展,提高学生的综合素质。我们依托超星网络课程教学平台,师生共同参与建设微生物学野外实习在线课程来辅助课堂教学,充分发挥教师的主导性和学生的主体性。调查反馈认为互联网+实习的教育模式教学效果良好,能将掌握知识与发展能力有机结合。"互联网+"背景下微课建设的新型课堂教学模式,推动了微生物学野外实习课程的建设与发展,有效促进了本校微生物学野外实习教学水平和学生自主学习能力、动手能力及创新能力的提高。     

一组多功能细菌复合系NSC-7的培养特性及稳定性

本研究探讨了一组具有分解纤维素和农药林丹双重功能的复合菌系NSC-7的培养特性和稳定性. NSC-7在14d的培养过程中, 使稻秆分解73. 6%;用GC. MS测定结果发酵液中检测到10种化合物成分, 其中峰值较大的依次为乙酸、甘油、丁酸、丙酸:NSC. 7在. 80"C冷冻和冻干条件下保存4年后仍具有稳定的秸秆分解能力和纤维素内切酶活性;经90C高温处理30 min后, 仍能够保持分解能力,105℃处理30 min后转接2次就能恢复分解能力,显示出很高的保存稳定性和热稳定性.利用DGGE分析多次继代接种过程的培养物结果条带基本没有变化,表明NSC.7的菌种组成稳定.     

一组纤维素分解菌复合系NSC-7的酶活表达特性

为了揭示一组具有降解纤维素和林丹双重功能的细菌复合系NSC-7的降解活性, 本文对该菌系的分解能力、纤维素酶活性和半纤维素酶活性进行测定.结果表明,NSC-7在14d内,可降解稻秆干重的73.6%,其中降解纤维素82.1%,半纤维素58.2%,木质素5.4%.用广泛采用的酶活测定方法测定了4种纤维素酶和半纤维素酶活性,在培养的第8天,内切酶、总纤维素酶、外切酶和B.糖苷酶活性都达到最大值,分别为4.48U/mL、7.51U/mL、15.83U/mL和25.78U/mL.在培养的第5天,半纤维素酶活性达到最高值为280.9U/mL,其平均值比纤维素酶活性高43.71倍.     

生物合成3-羟基丙酸的代谢工程研究进展

3-羟基丙酸(3-HP)作为一种重要的平台化合物,以此为底物能够合成多种具有商业潜质的生物制品。野生菌合成3-HP产量较低,严重限制3-HP的大规模应用与生产,通过改造合成代谢通路的相关基因,构建以廉价底物为碳源的工程菌株,实现降低生产成本提高产量的目的。文中将对近年来国内外通过代谢工程合成3-羟基丙酸的研究进展进行概述,并对甘油途径、丙二酸单酰辅酶A途径、β-丙氨酸等途径合成3-HP的优缺点进行总结分析,对3-HP未来发展前景进行展望。     

微生物菌群协同提高水稻秸秆转化机制的解析

单一微生物降解水稻秸秆效果不明显,多种微生物组合在一起的微生物菌群能够有效降解水稻秸秆,是当前降解秸秆类废物的首要选择。【目的】探究微生物菌群比单一菌株转化秸秆效率提高的种间协作机制,为改善秸秆类物质的生物降解过程提供理论参考。【方法】通过菌种组合,以水稻秸秆减重率为指标人工构建出降解效果优于单菌培养的微生物群体组合,利用分子生物学方法对实验菌株进行鉴定,结合纤维素酶活性、发酵产物GC-MS分析等指标得出水稻秸秆降解时微生物群体的种间协作机制。【结果】菌株B (Bacillus cereus)在30℃培养8 d水稻秸秆降解率为50.9%,菌株B与菌株D_2(Bacillus amyloliquefaciens)、W_1(Ochrobactrum intermedium)、G_1降解(Bacillus licheniformis)组合构成4株菌BD_2W_1G_1的复合菌群,在30℃培养8 d水稻秸秆降解率为73.3%,比B单菌株分解能力提高22.4%。发酵产物分析结果表明,菌株B单独培养产生大量酸、酚等物质。B+D_2联合培养,发酵液内酸类相对减少87.4%,酚类相对减少61.9%(十五烷酸、正十六烷酸、2,4二叔丁基酚和6-叔丁基对甲酚减少明显),水稻秸秆降解率为64.6%。当B+D_2+W_1联合培养,发酵液内酚类进一步减少15.7%(6-叔丁基对甲酚减少明显),水稻秸秆降解率为71.0%。当B+D_2+W_1+G_1联合培养,酚类继续减少10.7%,水稻秸秆降解率为73.3%。【结论】十五烷酸、正十六烷酸、2,4二叔丁基酚和6-叔丁基对甲酚等酸、酚类物质会抑制菌株B分解水稻秸秆的效率,菌株D_2、W_1、G_1能够减少包括4种物质在内的酸、酚类含量(酸类共减少82.9%,酚类共减少88.2%),来提高分解效率(共提升22.4%的分解效果)。水稻秸秆成分复杂,具有不同功能的菌种组合成复合菌剂,减少反馈抑制形成代谢互补,能有效提高水稻秸秆生物降解效果。     

嗜盐菌生物合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究进展

微生物体内积累的聚羟基脂肪酸酯(PHAs)是一种可降解的生物塑料,利用微生物合成绿色环保的PHAs替代石化塑料可减少白色污染。嗜盐菌合成PHA可省略繁琐的灭菌和无菌条件培养的苛刻条件,较其他微生物更具有经济效益和竞争性。结合目前国内外嗜盐菌合成PHA的研究进展,对嗜盐菌合成的PHA进行分类,并对由嗜盐菌合成PHA的影响因素进行总结分析。同时,对嗜盐菌合成PHA的发展前景进行了展望。