中华补血草内生与根际具ACC脱氨酶活性细菌的筛选及其生物多样性

【目的】获得江苏沿海滩涂盐生药用植物中华补血草内生及根际具有1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性的细菌,研究其遗传多样性和潜在促生活性。【方法】从中华补血草和根际土壤分离筛选具有ACC脱氨酶活性的菌株,对其ACC脱氨酶活性定量检测,通过16S r RNA基因序列分析确定菌株系统发育地位。同时研究其固氮、溶磷、产植物生长素吲哚乙酸(IAA)及耐盐能力。【结果】分离筛选获得18株具有ACC脱氨酶活性的内生与根际细菌,定量检测发现其中有13株菌的ACC脱氨酶含量在20 nmolα-KA/(mg Pr·h)以上,有11株菌可以固氮,7株菌能够解磷,9株菌产生IAA。菌株的Na Cl盐耐受范围多数在0–13%之间。16S r RNA基因测序表明,活性菌株分属于7个属,多样性丰富,节杆菌属(Arthrobacter)为优势类群。其中菌株KLBMP 5180为节杆菌属的潜在新种。【结论】江苏沿海滩涂盐生药用植物中华补血草共生环境中具有丰富多样的具ACC脱氨酶活性的菌株,并存在潜在新物种资源,具有进一步研究价值。     

木质素芳香族化合物降解菌Sphingobium sp. SYK-6的研究进展

木质素是木质的主要成分之一,在自然界中,高分子木质素被真菌的胞外酶分解成低分子芳香族化合物,然后土壤细菌将其完全降解为二氧化碳。由此可见,木质素的完全降解过程是真菌和细菌的共同作用。研究细菌的降解机制,一方面可以理解芳香族化合物在生态系中的碳素循环,另一方面可以为木质素的有效利用提供基因和酶工具,将可再生资源的木质素转化成高附加价值的工业产品。Sphingobium sp.SYK-6是1987年从造纸厂废水中以木质素中的联苯化合物(5,5’-脱氢联香草酸)作为唯一碳源分离出的木质素化合物降解菌。在长达25年以上的研究中我们阐明了一系列芳香族化合物的代谢途径,克隆了相关基因,2012年随着基因组测序的完成,整个降解功能的全貌展现出来。介绍内容:(1)基因组信息;(2)芳醚化合物代谢;(3)联苯化合物代谢;(4)阿魏酸代谢;(5)木质素化合物降解过程中四氢叶酸依赖型机制;(6)原儿茶酸4,5开环途径;(7)3-甲氧基没食子酸代谢的多样性;(8)应用研究。我们希望SYK-6菌株成为一个让人们理解木质素化合物降解的模式菌株。最后结合课题组现在的研究课题展望了木质素化合物的降解研究的发展方向。     

一株对羟基苯甲酸酯海洋降解菌的关键酶基因克隆与表达

【背景】对羟基苯甲酸及其酯类常作为合成多种芳香族化合物的前体物质广泛应用于多个领域,但其难以自然降解给环境造成了污染问题,同时这些污染物随着洋流迁移到海洋中破坏海洋生态环境。【目的】从海洋环境中筛选对羟基苯甲酸酯高效降解菌,通过全基因组测序及注释分析,预测对羟基苯甲酸酯代谢通路,确定其代谢过程中的关键酶并进行功能研究。【方法】通过富集培养从海洋环境中分离对羟基苯甲酸酯降解菌,利用基因克隆技术将降解对羟基苯甲酸酯关键酶基因在大肠杆菌中高效表达,探究重组蛋白活性及酶学特征。【结果】从海底泥沙中筛选到一个菌株,经16S rRNA基因测序鉴定为硝化柠檬球菌(Citricoccus nitrophenolicus);该菌株能够利用多种对羟基苯甲酸酯类物质进行生长,在甲酯为碳源条件下生长状态最好;将羧酸酯酶基因和单加氧酶基因在大肠杆菌中进行高效表达,重组表达的羧酸酯酶最适反应条件为：pH 8.0,30℃反应30 min;重组表达的单加氧酶活性表达依赖于辅酶,Mg²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺和Fe3+可增强该酶活性;经荧光定量PCR进一步...     

生物合成对羟基苯甲酸的研究进展

对羟基苯甲酸(4-Hydroxybenzoate,4HBA)是用途广泛的有机原料,现行的生产工艺是以石油成分合成而得,在环境污染不断恶化、人类生存已经面临威胁之际,开发利用可再生资源的生产工艺已成为全球当务之急。本综述在简要介绍从石油成分合成4HBA之后,主要阐述利用植物和微生物从可再生资源合成4HBA的研究进展。莽草酸途径是生物合成芳香族化合物的重要途径,从该途径的最终产物分支酸到4HBA有两条途径。一条是分支酸裂解酶直接催化分支酸生成4HBA(莽草酸-分支酸路线)。另外一条途径是在植物细胞内引入荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens的对羟基肉桂酸-Co A裂解酶打通从苯丙素合成4HBA的通路(植物苯丙素路线)。最后介绍了一个天然合成积累4HBA的微泡菌Microbulbifer,并对其深入研究进行了展望。     

微生物降解4-羟基苯甲酸的研究进展

4-羟基苯甲酸(4HBA)是在自然界中广泛存在的芳香族化合物,也是很多天然产物和人工合成化合物的中间代谢产物。4HBA的代谢途径有原儿茶酸开环途径、脱碳酸途径和厌氧微生物的苯甲酰-CoA还原途径,以及尚未完全阐明的龙胆酸开环途径。从4HBA转化为龙胆酸的过程包含NIH重排反应步骤,本综述重点介绍NIH重排反应的研究进展并初步介绍了涉及4HBA降解过程中的酶。在本综述中,结合我们的研究工作介绍了一个嗜热Bacillus sp.B1菌株降解4HBA等芳香族化合物的代谢途径,最后对4HBA降解过程中的NIH重排反应研究进行了展望。