广西蚕沙细菌组成多样性解析和VBNC菌群的发掘

【目的】解析广西蚕沙中细菌群落组成与多样性,为蚕沙中菌种资源发掘和蚕沙的综合利用提供科学依据。【方法】通过高通量测序技术研究细菌群落组成特征,同时利用常规稀释涂布平板法和基于复苏促进因子(Rpf)的MPN培养系统解析并筛选蚕沙中可培养和活的非可培养(VBNC)状态的优势菌群,并经16SrRNA基因测序对筛选得到的菌株作初步分类鉴定。【结果】高通量测序表明,广西蚕沙样品中细菌归属于10个门、18个纲、27个目、57个科、96个属,其中4个属的丰度达1%以上,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌属(Enterobacter);通过稀释涂布平板法共获得14个属的33株可培养细菌,其中4个属(Citrobacter、Weissella、Chitinophaga、Pseudoclavibacter)在高通量测序中未被检测到;而在MPN培养系统中,基于复苏促进因子的处理组细菌总数最大检出丰度提高了100倍,并从中共检出21株对Rpf敏感的VBNC菌株,其中6个属(Paenibacillus、Caulobacter、Roseomonas、Pantoea、Erwinia、Acinetobacter)为传统分离法中未能获得的菌属,2个属(Paenibacillus和Caulobacter)在高通量测序中未被检测到。【结论】蚕沙细菌多样性丰富,不同方法解析蚕沙细菌组成多样性存在一定差异,而且通过添加Rpf首次发现了蚕沙中存在大量过去未被认知的VBNC状态细菌,其中从16S rRNA基因序列同源性推测有3个VBNC菌株为潜在新种。此研究结果为深入挖掘蚕沙中微生物资源提供了新的视角与途径,为蚕沙的综合处理提供了研究基础。     

藕莲根状茎表面的铁膜特性和成分分析

以10个藕莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)品种为材料,比较分析了其根状茎表面的铁膜厚度及化学组成。结果显示:总Fe含量最高的是‘尖头白荷’,其次是‘鄂莲6号’和‘温州山东藕’,最低的是‘鄂莲7号’和‘苏州花藕’;根状茎表面的铁膜中Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)分别占总Fe含量的64.1%~85.8%和14.2%~35.9%。扫描电子显微镜(SEM)观察发现,铁膜表面呈絮状或颗粒状;能谱分析(EDX)检测到铁膜中存在Fe、C、O、Al、Si,随着铁膜增厚还在‘尖头白荷’根状茎表面的铁膜中检测到K、P和Ca。本研究通过对藕莲根状茎表面的铁膜特性及成分比较,发现供试的10个品种中‘鄂莲7号’和‘苏州花藕’属于铁膜低沉积品种。     

活的但非可培养功能菌群对多氯联苯降解的探索进展

活的但非可培养(“viable but non-culturable”,简称VBNC)状态是微生物应对各种环境压力的一种生存机制.面对日益严重的异生质污染问题,研究污染胁迫下VBNC状态菌的潜在环境功能具有重要意义.该文阐述了VBNC状态菌的研究现状,针对多氯联苯微生物降解存在的问题,重点介绍环境中潜在VBNC功能菌群的复苏培养.提出利用藤黄球菌(Micrococcus luteus)复苏促进因子(resuscitation-promoting factor,简称Rpf)探索具有潜在多氯联苯降解功能的VBNC状态菌群,为多氯联苯高效降解菌群的筛选提供新思路.同时,结合VBNC状态菌絮凝、硝化除臭等方面的探索研究,对VBNC状态菌的潜在环境功能进行了展望.     

活的但非可培养(VBNC) 状态菌的研究进展

VBNC(viable but non-culturable)是指处于"活的但非可培养"状态的微生物,此微生物体的细胞仍有代谢活性,但用常规方法无法分离培养.本文阐述了VBNC状态菌的形成机理、转变与种类、复苏、研究意义及其应用展望.并报道了我们在十余年间针对生态环境中处于VBNC状态菌的复苏、可培养化、系统进化关系及潜在功能等方面的一些研究成果,拟为微生物资源的开发与应用提供新的科学依据.     

藤黄微球菌Rpf活性蛋白的制取及其对红球菌VBNC菌体的复苏作用

【目的】克隆藤黄微球菌Micrococcus luteus IAM 14879(=NCIMB 13267)的复苏促进因子Rpf(resuscitation promoting factor)的基因,在大肠杆菌中表达获取基因重组蛋白,考察对近缘高GC革兰氏阳性菌红球菌Rhodococcus sp.DS471活的非可培养VBNC(viable but non-culturable)菌体的复苏促进生长能力。【方法】抽提制备藤黄微球菌的DNA,确定rpf基因引物进行PCR扩增,利用pET15b质粒载体并转化大肠杆菌DE3表达,以SDS-PAGE检验获取纯化重组蛋白;在培养基中添加Rpf,以MPN(most probable number)法计数、评价对VBNC状态菌体的复苏促进生长效果。【结果】基因测序证实获得藤黄微球菌的rpf基因并在大肠杆菌中表达;SDS-PAGE分析表明获得rpf基因的重组蛋白;该蛋白对处于VBNC状态的红球菌具有近100倍的复苏促进生长能力。【结论】成功克隆了藤黄微球菌的rpf基因,在大肠杆菌中获得了表达,表明了Rpf蛋白对处于VBNC状态的红球菌具有复苏促进生长效果。     

微生物VBNC状态形成及复苏机制

99%以上的微生物因处于活的但非可培养(viable but non-culturable,VBNC)状态而无法分离培养。复苏促进因子(resuscitation-promoting factors,Rpfs)是培养获取VBNC菌的最重要突破。结合课题组近十余年从环境功能视角利用Rpf复苏培养VBNC菌的研究,本文在阐述微生物VBNC状态的形成及复苏进展的基础上,从VBNC菌形成及复苏过程出发,探究"探索因子"与群体感应的内在关系。并总结了课题组利用Rpf所复苏培养的具有潜在环境功能的VBNC菌种。本论文将为揭示微生物VBNC状态的形成及复苏机制提供新的思路,并为认识和重新评价Rpf法复苏培养VBNC菌在污染环境微生物修复中的作用提供理论依据。     

来源于Micrococcus luteus的复苏促进因子异源表达及其对活性污泥中休眠细菌的促生长作用

【背景】复苏促进因子(Resuscitation promoting factor,RPF)是由某些放线菌分泌的一类活性蛋白质,最初在Micrococcusluteus中被发现。它不但能够复苏休眠细菌恢复生长,而且对正常的细菌也有促生长效果。然而关于RPF对于环境样品中除原始宿主以外细菌的复苏促进作用研究还鲜有报道。【目的】以寻找新的菌种资源、开发环境功能菌角度研究了RPF对环境样品中潜在休眠菌群的复苏促进作用。【方法】首先对来源于Micrococcus luteus IAM 14879的RPF(Ml RPF)蛋白序列进行生物信息学分析和同源模建;随后克隆了Ml RPF编码基因并在大肠杆菌中异源表达;最后利用重组Ml RPF对活性污泥样品中潜在的休眠细菌开展了复苏促生长研究。【结果】Ml RPF在进化树上处于单独分支,远离其它RPF家族成员;模建结构分析表明Ml RPF具有与C型溶菌酶相似的催化结构域,这有助于解释RPF家族蛋白具有溶解酶活性;重组Ml RPF在大肠杆菌中获得了可溶性表达,它能够促进休眠态M. luteus IAM 14879生长,保留了其生理活性;利用重组Ml RPF从某污水厂活性污泥样品中分离获得了Dietzia、Paracoccus、Rhodococcus和Brevundimonas菌株。【结论】为环境样品中微生物多样性研究及特殊微生物资源的发掘提供新的方法,也为基于Ml RPF的废水生物强化处理技术研发提供理论依据。