放线菌分类地位的变迁及其系统学研究最新进展

放线菌是目前细菌域最大的谱系之一,门下物种繁多。放线菌作为人类生产和生活极为密切的微生物类群,其强大的代谢产物编码能力为人们所共识。放线菌系统学是以实现对放线菌进行分类、鉴定、命名为目标的基础学科,因此它是放线菌资源研究和开发利用的重要理论基础。近期,我们放线菌资源与利用团队对2009年版放线菌分类系统再次进行了更新和修订,并被国际权威分类学期刊IJSEM杂志接受发表,进一步巩固了我国在本领域的国际领先地位。重点对放线菌的概念演变、分类地位变迁,以及放线菌系统学研究的最新进展做全面概述,并对其未来发展方向进行了展望,以供国内从事本领域研究的同行参考。     

珠江口城市段近岸表层水体浮游细菌分离方法比较

为了更好地分离珠江口未/难培养的浮游细菌,本研究以珠江河口三个样点的水体为研究对象,同时采用了纯培养和免培养的方法,对不同培养基的分离效果进行了探索。在纯培养实验中,本研究选择了7种不同的分离培养基,共分离获得153株菌;同时,将扩增子分析结果作为分离效果的参考,所有环境样品中共包含3 553个操作分类单元（operational taxonomic units,OTUs）。对三个样点微生物类群的多样性进行比较,纯培养结果显示珠江口下游珠海样点多样性最高,其次为中大和虎门样点;免培养则显示虎门样点多样性最高;对比7种不同的分离培养基,Z7（R₂A）培养基的分离效果最好,分离菌株数和分离类群的α多样性最高,Z1（改良ISP 2）次之;主坐标分析结合韦恩图的结果表明相比其余的培养基,Z1和Z7培养基分离获得的菌群兼具普遍性和特异性,进一步证明了这两种培养基的分离效果较佳;冗余分析结果表明K₂HPO₄、酵母粉、可溶性淀粉、MgSO₄·7H₂O、麦芽膏和葡萄糖与特定类群的分离有相关关系,其中K₂HPO₄的影响最为显著（P<0.05）。本文通过7种不同培养基对河口微生物分离效果的探究,有助于我们在研究未知微生物的营养特性时,选择成分和组成更合理的培养基来提升河口微生物纯培养的分离效率。     

广东从化温泉水体原核微生物多样性及其酶活筛选

为了解广东从化温泉的原核微生物多样性及其产纤维素酶、淀粉酶的能力,选取从化3个地热区的7个温泉样点,现场测量各采样点的水体理化参数,并采集温泉水样品。利用免培养技术对从化温泉环境样品基因组的16S rRNA基因进行扩增,利用高通量测序技术,分析从化温泉环境原核微生物群落结构及多样性。同时,借助纯培养技术,对7个样点的微生物进行分离纯化,并将菌株接种于以微晶纤维素或淀粉为唯一碳源的培养基中,检测其纤维素酶、淀粉酶活性。免培养结果显示,广东从化温泉环境原核微生物群落以细菌为主,群落结构与总碳含量相关性最大。通过选择性分离培养,共获得71株细菌,分属于17个不同的属,其中有9株属于潜在新分类单元,其中67.61%有纤维素酶活性,18.31%有淀粉酶活性。广东从化温泉中存在丰富多样的原核微生物类群,且蕴藏大量具有产生纤维素酶、淀粉酶活性的菌株,极具进一步发掘和研究的价值。     

我国放线菌系统学研究历史、现状及未来发展趋势

放线菌系统学是以实现对放线菌进行分类、鉴定、命名为目标的基础学科, 因此它是放线菌资源研究和开发利用的重要理论基础。自20世纪50年代起, 我国放线菌系统学的奠基人阎逊初院士及同事们就开创了我国放线菌系统学的研究, 经过近六十年、几代人的艰苦努力, 我国放线菌系统学工作者在国际微生物系统学权威杂志(International Journal of Systematics and Evolutionary of Microbiology, IJSEM)发表的有关放线菌新分类单元的论文数量连续十年排名稳居前列, 部分学者在国际上发表的某些改良的分类技术和新修订的分类系统等为国际同行所广泛采用, 这些均标志着我国放线菌系统学研究在国际上已成为微生物系统学界的一支重要力量。本文全面介绍了我国放线菌系统学研究的发展历程, 同时对其发展现状给予理性分析, 并就未来发展方向进行了展望。     

嗜碱放线菌的分离方法

嗜碱放线菌是一类嗜好碱性生活环境的特殊资源微生物。近年来,从嗜碱放线菌中发现多个新分类单元和结构新颖、活性独特的天然产物,由此引起人们的极大兴趣。有效的选择性分离方法是收集与挖掘嗜碱放线菌物种资源的关键。本文分析了嗜碱放线菌的生理特点,归纳了嗜碱放线菌的分离方法及存在问题,并探讨了未来的发展趋势。     

云南地区热泉中氨氧化菌丰度对环境条件的响应

【目的】研究热泉中的氨氧化菌对于理解全球氮循环作用至关重要,而人们对于热泉中环境条件对氨氧化菌丰度分布的影响还知之甚少。本研究旨在研究云南热泉中氨氧化菌的丰度以及热泉环境因子(例如:温度、氨浓度及pH等)对氨氧化菌丰度的影响。【方法】在所选取的热泉中,采集沉积物、菌席或泉华样品。使用RNA逆转录、定量聚合酶链式反应及荧光原位杂交等技术对样品中各微生物种群进行定量分析。【结果】所选取的热泉沉积物、菌席或泉华中微生物总量大约为108-109细胞/g。其中,氨氧化古菌(AOA)占样品中微生物总量的0.02-1.32%,而氨氧化细菌数量低于检测下限。地球化学参数和AOA相对丰度的相关性统计分析显示,氨氧化古菌相对丰度值与NH3、NO2-、NO3-浓度和温度等具有统计学意义上的相关性,而其与Fe2+和及盐度无统计学意义上的相关性。【结论】在所调查的热泉中,氨氧化微生物种群主要由AOA组成,AOA在热泉中的氨氧化生物地球化学过程中起着重要作用。热泉中多个环境因子一起控制着AOA丰度在不同热泉中的分布特征,而某些环境因子,如盐度-和Fe2+浓度,可能不是控制AOA分布特征的关键因素。     

小溪自然保护区非盐环境土壤中嗜盐和耐盐菌多样性

【目的】研究湖南小溪国家级自然保护区普通非盐环境(ordinary non-saline environment)土壤样品中可培养嗜盐及耐盐细菌(含放线菌)多样性。【方法】采用纯培养法和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析对样品中嗜盐及耐盐细菌多样性进行研究。【结果】用补充5%-20%(w/v)NaCl的MA、ISP2、ISP5、NA和HAA培养基从土壤样品中分离到114株细菌,其中8株为中度嗜盐菌,19株为轻度嗜盐菌,87株为耐盐菌。根据形态观察和部分生理生化实验结果去冗余,选取61个代表性菌株进行基于16S rRNA基因序列的系统发育多样性分析。结果表明,这些菌株属于细菌域(Bacteria)的3个大的系统发育类群(门;phylum)(Actinobacteria,Firmicutes,Proteobacteria)的16个科、18个属,代表了41个物种。多数菌株属于Firmicutes门(38株,62.3%)和Actinobacteria门(18株,29.5%)。大多数菌株与其系统发育关系最密切的已知物种的典型菌株之间存在一定的遗传差异(16S rRNA基因序列相似性为96.9%-99.8%),其中有7个菌株(JSM070026,JSM081004,JSM081006,JSM081008,JSM083058,JSM083085,JSM084035)代表7个潜在新种(potential novel species)。【结论】研究结果表明,湖南小溪国家级自然保护区普通非盐环境土壤中存在较为丰富的可培养嗜盐及耐盐细菌多样性,并且潜藏着较多新的微生物类群(物种)。     

乌勇布拉克盐湖嗜盐古菌絮凝效果筛选及活性检测

【目的】从嗜盐古菌中筛选可产生生物絮凝剂的菌株,对发酵液、上清液、菌悬液、胞外聚合物的絮凝作用进行检测,筛选能够适应高盐废水处理,且具有广谱盐度及pH作用范围的微生物絮凝剂。【方法】以新疆乌勇布拉克干盐湖沉积物为研究对象,利用纯培养方法对嗜盐古菌进行分离,对絮凝菌株进行初筛及16S rRNA基因测序,构建系统进化树,初步判断菌株分类地位;复筛检测不同生物材料的絮凝效果;选择絮凝效果较好的生物材料,检测其盐度、pH的絮凝效果稳定性。【结果】采用纯培养方法共分离到28株嗜盐古菌,絮凝初筛共筛选出16株嗜盐古菌,分布于碱线菌属(Natrinema)、盐缓长菌属(Halopiger)和盐土生菌属(Haloterrigena)。菌株发酵液、上清液、菌悬液、胞外聚合物具有不同程度的絮凝效果。菌株A279-1、A133、RP33、NGA0064、RM-152、A389的发酵液、上清液的絮凝效果较好,其中菌株A389的发酵液絮凝率为61.06%,上清液为67.92%。所有菌株菌悬液的絮凝率达到80%以上。菌株所产胞外聚合物表现出较好的絮凝效果,菌株RM-152所产胞外聚合物的絮凝率最高,达89.86%,其次是A389 (81.53%)。菌株A389所产胞外聚合物的产量最大,达12.53 g/L,具有广泛的盐度和pH适应性。【结论】乌勇布拉克干盐湖沉积物中蕴含丰富的可产生微生物絮凝剂的嗜盐古菌资源。嗜盐古菌菌株发酵液、上清液、菌悬液及胞外聚合物均具有良好的絮凝作用,尤其是胞外聚合物表现出较好的絮凝效果,具有广谱的盐度和pH耐受性。嗜盐古菌所产生物絮凝剂的发现对于后续高盐废水功能材料开发具有重要应用价值。     

硇洲岛牡蛎相关细菌抗菌筛选及系统发育分析

以8个敏感菌株作为指示菌,采用管碟法对分离自湛江硇洲岛（20°52′N～20°56′N,110°33′E～110°38′E）潮汐带香港巨牡蛎(Crassostrea hongkongensis)中的72株细菌的发酵液进行抗菌筛选,并对阳性菌株进行基因组DNA提取、16S rRNA基因PCR扩增和序列测定,继而进行系统发育分析。抗菌实验结果表明,受试菌株中有23株菌的发酵产物具有抗菌活性（阳性率31.9%）,其中有5个菌株（JSM 111024、JSM 111027、JSM 111029、JSM 111076、JSM 111083）具有较强的抗菌活性。基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明,这23株菌具有较高的类群多样性和物种多样性,属于3个系统发育群/门(Alpha Proteobacteria、Gamma Proteobacteria、Bacteroidetes)中的8个科(Aeromonadaceae、Flavobacteriaceae、Halomonadaceae、Idiomarinaceae、Phyllobacteriaceae、Pseudoalteromonadaceae、Shewanellaceae、Xanthomonadaceae)的8个属(Idiomarina、Halomonas、Myroides、Nitratireductor、Oceanimonas、Pseudoalteromonas、Shewanella、Wohlfahrtiimonas),可分为11个物种。优势类群为Gamma Proteobacteria亚门（14株）,其中优势属为Oceanimonas属（6株）;第二大类群为Bacteroidetes门（7株）,都属于Flavobacteriaceae科的Myroides属。具有较强抗菌活性的5个菌株中,有4个菌株（JSM 111024、JSM 111027、JSM 111029、JSM 111083）属于Alpha Proteobacteria 亚门Phyllobacteriaceae科〖WTBX〗Oceanimonas属,而菌株JSM 111076属于Gamma Proteobacteria 亚门Aeromonadaceae科Nitratireductor属。