一株产β-葡萄糖苷酶甘草内生菌的筛选、全基因组分析及产酶优化

【背景】从健康甘草须根中分离获得的一株芽孢杆菌具有高产β-葡萄糖苷酶的活性。【目的】探究分离菌株潜在的产酶遗传信息,为该菌深入研究与工业应用提供数据支撑。【方法】利用七叶苷培养基进行产β-葡萄糖苷酶的益生菌筛选,筛到一株产β-葡萄糖苷酶的芽孢杆菌,采用三代Nanopore PromethION和二代Illumina NovaSeq平台对菌株进行基因组测序与组装、并通过基因预测与功能注释等生物信息分析预测菌株潜在的β-葡萄糖苷酶基因。另外,以β-葡萄糖苷酶活性为指标,研究碳源、氮源、接种量、温度和起始pH对菌株产酶活性的影响。【结果】从甘草须根中分离得到一株具有β-葡萄糖苷酶活性的菌株,通过形态学观察、生理生化和分子生物学试验鉴定为芽孢杆菌属菌株,并命名为Bacillus rugosus A78.1。该菌株基因组大小为4 146 938 bp,G+C含量为43.86%,共编码4 255个基因。在基因组中,共注释到碳水化合物活性酶基因192个,其中β-葡萄糖苷酶基因10个,分别属于GH1和GH3家族基因。在基因本体（GO）、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和同源基因簇（clusters of orthologous groups of proteins,COG）数据库分别注释到2 896、4 019和3 657个基因。该菌株基因组测序结果上传至NCBI获得GenBank登录号为CP096590。菌株A78.1产β-葡萄糖苷酶的最佳碳、氮源分别为0.5%葡萄糖、1.0%酵母浸粉,最佳培养条件为温度37℃、3%接种量、pH 6.0,此条件下β-葡萄糖苷酶活力可达到（5.640±0.085） U/mL。【结论】通过全基因组测序分析及产酶优化试验确定了Bacillus rugosus A78.1优良的产β-葡萄糖苷酶能力及在碳水化合物代谢方面的潜力,为该菌株在纤维素分解、糖苷类化合物水解等生物、化工和食品领域的研究与应用提供基础。     

根际促生微生物对作物农残影响的研究进展

大多数农药具有较高的土壤持久性和对非目标物种的毒性,农药残留污染已成为人们日益关注的问题。作物中农药残留会对人体造成伤害,有效降低农药残留对保证食品安全至关重要。该文从植物根际促生微生物(Plant Growth Promoting Rhizo-microorganisms,PGPR)的概述、PGPR对土壤及农药残留等方面的作用和实际应用等方面,系统阐述了PGPR提高作物抗性的作用机理、降低作物中农药残留、防治农药污染、提高地力及土壤修复的研究进展。并对目前PGPR存在的问题、解决的方法及研究的方向进行了展望。     

降解棉秸秆耐热菌株的鉴定及降解条件优化

【目的】鉴定从新疆棉花秸秆高温堆肥中分离出的两株耐热真菌Z1、Z2的属种,并通过优化影响菌株产生纤维素酶的因素来提高菌株对秸秆的降解率。【方法】经形态学和菌株的ITS区克隆与序列分析确定属种,以液体摇瓶发酵产滤纸酶活性(FPA)变化为衡量指标,对Z1、Z2以及二者混合菌(MS)的纤维素酶产生条件进行优化。【结果】菌株Z1为曲霉属烟曲霉(Aspergillus fumigatus Fresen),Z2为蚀丝霉属(Myceliophthora Cost.)。确定Z1以棉秸秆为碳源、以NaNO3为氮源、起始pH 9.5、接种量11%、50°C摇床培养10 d,对棉秸秆降解率为10.19%;Z2以麦秸秆为碳源、以NaNO3为氮源、起始pH 5.5、接种量9%、50°C摇床培养10 d,对麦秆降解率为27.50%;MS以棉花秸秆为碳源、以蛋白胨为氮源、起始pH 5.5、接种量11%、50°C摇床培养10 d,对棉秸秆的降解率为53.45%。【结论】实验表明,MS(Z1、Z2混合)对秸秆的降解效果优于单株菌,降解率达到一半以上,本研究中的两株耐热真菌在降解棉花秸秆、小麦秸秆等农作物废弃秸秆中具有较高的应用价值。     

山东结缕草资源开发利用研究

经调查统计,山东结缕草属优势群落47 000 hm2,其中结缕草30 000 hm2,中华结缕草9 000 hm2,大穗结缕草8 000 hm2,资源十分丰富.在详细论述其抗旱、耐瘠、抗盐碱和适生范围广泛的生态分布后,提出了采籽、挖草皮铺建人工草坪的经济值和生态效益,并建议在保护的前提下搞好持续开发.     

不同饲喂下棉铃虫肠道内生菌的分离鉴定及脱毒效果研究

[目的]本研究对比饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫(Helicoverpa armigera)肠道中可培养微生物的异同,并对筛选菌株进行棉酚耐受及降解作用的研究,为棉铃虫肠道微生物在棉源饲料中的脱毒作用提供理论和实验支持.[方法]通过饲喂不同饲料、醋酸棉酚单一碳源微生物选择性培养,分离饲喂正常饲料和棉粕饲料下棉铃虫肠道可...     

玉米青贮过程中乳酸菌动态变化

为了揭示青贮玉米在发酵过程中乳酸菌数量及种群的动态变化,以及微生物添加剂对乳酸菌种群变化的影响,采用了培养方法计数发酵过程中乳酸菌数目的变化,利用16S rRNA基因序列比对方法分析青贮玉米中乳酸菌的多样性及种群变化趋势。经过对15d时间内青贮玉米中乳酸菌变化趋势的分析显示:一周后对照组乳酸菌数最高达到2.1×106CFU/g,两处理组中处理组Ⅱ乳酸菌数达到最高5.5×107CFU/g;利用MRS平板分离、培养出典型乳酸菌菌落152株,经16S rRNA基因序列比对分析为乳杆菌属和片球菌属,其中86%的菌株属于乳杆菌属。此研究表明微生物添加剂有利于青贮玉米发酵过程中乳酸菌的快速增殖,乳杆菌属和片球菌属都是青贮玉米发酵的启动菌之一,在发酵前期一直存在,但发酵后期乳杆菌属是玉米青贮过程中乳酸菌的主要菌群。     

从新疆吉木乃地区冬季泌乳双峰驼中培养的细菌多样性及产酸、产酶活效果

[目的]本研究拟通过可培养获得驼源细菌,分析菌种分布规律,获得产酸、产酶特性的菌株资源,为驼源益生细菌的开发和利用提供资源和技术支撑。[方法]采用稀释法筛选新疆吉木乃地区冬季养殖双峰泌乳骆驼驼乳、唾液及直肠粪便中的细菌,通过16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定;透明圈法对产酸和产酶的菌株进行初筛,并对菌株产有机酸能力及产淀粉酶、纤维素酶和蛋白酶活力进行复筛。[结果]共培养出63株细菌菌株,经分子鉴定得知,从驼粪中分离的35株菌以嗜冷杆菌属和不动杆菌属为主;驼乳中分离出的21株菌以假单胞菌属和明串珠菌属为优势菌属;唾液中分离纯化出7株,主要为芽孢杆菌属;平板初筛得到产酸菌共有11株,1株粪源肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides) 2F11M乳酸产量最高,达到3.93 mg/mL;1株奶源乳酸明串珠菌(Leuconostoc lactis) 2N5M乙酸产量最高,达到12.73 mg/mL;1株粪源蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtii) 2F17M丙酸产量最高,达到10.36 mg/mL;根据初筛产透明圈,产酶菌株主要分离自驼粪和驼奶,其中产淀粉酶的菌株17株,产纤维素酶的菌株10株,产蛋白酶的菌株15株;1株奶源的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) Nai1的淀粉酶活性最高,为509.07 μg/(min·mL),1株粪源鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii) 2F5N的纤维素酶活性最高,为156.87 μg/(min·mL),1株奶源枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) 2N2N产蛋白酶活性最高,为3.59 μmol/(min·mL)。[结论]从新疆泌乳双峰骆驼中筛选出了多种产酸、产酶菌株,且活力都较好,具有制备微生态制剂的潜力。     

棉秸秆降解高温菌株的筛选及产酶分析

从新疆地区分离具有降解棉秸秆纤维素功能的菌株,得到4株耐高温真菌(50°C)。纤维素酶学性质分析表明,该4株菌的纤维素酶具有良好的耐酸性(最适pH为4.5)和耐高温性(最高达60°C)。以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、微结晶纤维素、棉花、滤纸、淀粉、果胶为底物测定酶活力,滤纸酶活力(FPA)最高达2.63 U/mL、淀粉酶活力最高达6.17 U/mL、果胶酶活力最高达5.86 U/mL。4株真菌酶学特性分析表明,该系列菌株在秸秆生物质利用方面有很大的应用潜力。     

盐爪爪根部微生物分布特征及盐浓度对碳源代谢分析的影响

【背景】耐盐植物盐爪爪广泛分布于盐碱荒漠区域,其根际存在明显的盐离子富集,形成"盐岛效应",研究此过程中微生物如何演替和适应,对揭示盐爪爪根际微生物的分布及其耐盐特性、"盐岛"的形成具有重要科学意义。【目的】揭示盐爪爪根际、根区及其周围环境土壤中微生物分布特征,确定不同盐浓度处理对根际微生物Biolog Eco微平板碳源代谢多样性的影响。【方法】采用Biolog Eco微平板技术,对采自新疆和硕地区的盐爪爪根际、根区和环境土壤微生物碳源利用情况进行分析,并采用不同浓度NaCl溶液对盐爪爪根际土壤样品进行稀释加样,评估盐浓度对根际微生物活性及多样性分析的影响。【结果】样品微生物代谢活性总体呈现根际根区环境的趋势;随着与根部距离的增加,样品中利用氨基酸、胺类碳源微生物所占比例明显降低,而利用吐温和肝糖等多聚化合物类碳源微生物所占比例明显增加;多样性分析表明,随着与根部距离的增加,Shannon指数(H)随之降低且存在明显差异。不同浓度NaCl溶液对采用BiologEco微平板技术分析盐爪爪根际微生物的代谢活性和代谢多样性有着明显的影响,其中采用5%NaCl溶液作为稀释加样液的根际微生物活性最高。【结论】盐爪爪根部微生物组成和分布有着明显的演变规律,且采用Biolog Eco微平板技术分析微生物代谢多样性时需进行培养条件的优化。     

比什凯克盐碱土壤可培养细菌的多样性

【目的】通过对吉尔吉斯共和国比什凯克地区一处盐碱土壤样品可培养细菌的分离筛选,初步了解该地区土壤微生物生理多样性和系统发育多样性。【方法】利用加盐(NaCl 5%)的R2A、TSB、1/4×NA和Gause No.1培养基筛选耐盐碱菌株。对部分分离菌株的革兰氏染色、耐盐性、生长温度范围、pH耐受、产酶性能进行了比较,进而采用核糖体DNA扩增片段限制性酶切分析(ARDRA)研究了比什凯克地区耐盐碱细菌的群落结构和多样性。【结果】从比什凯克地区盐碱土样中分离得到120株耐盐碱细菌,通过限制性内切酶Hae III对纯化菌株的16S rRNA基因进行酶切分型,根据ARDRA的酶切图谱,将其划分为19个操作分类单元。16S rRNA基因序列测定和系统发育分析结果显示,分离菌株分布于厚壁菌门、放线菌门、变形菌门下的17个种属,且部分菌株的16S rRNA基因序列同源性低于97%,可能是潜在的新种。【结论】比什凯克地区盐碱土样中的耐盐碱细菌不仅具有丰富的多样性,还蕴藏着具有地域特点的新菌种资源。