山西阳泉老窑水硫酸盐还原菌的分离鉴定及其还原功能驯化

【背景】含硫煤矿开采后,地表水/地下水回流至采空区形成酸性老窑水,含有高浓度重金属离子和硫酸盐,严重危害生态系统健康。利用微生物自身生长处理老窑水具有成本低、环境友好等特点,具有良好的应用前景。目前利用的硫酸盐还原菌大多只在适宜温度和中性pH条件下具有较高活性,在北方低温和酸性条件下难以发挥作用。【目的】本研究旨在从山西阳泉山底河流域的老窑水环境中分离硫酸盐还原菌,并调节温度和pH进行驯化,从而得到高效耐低温耐酸菌株,为北方老窑水微生物治理提供可用菌种资源。【方法】对山底河流域典型老窑水样品中的微生物进行富集培养,并筛选硫酸盐还原菌。通过革兰氏染色、扫描电镜对菌株形貌特性进行表征,利用16SrRNA基因序列比对进行菌种鉴定,探究其生长特性和硫酸盐还原性能。在此基础上降低温度和pH,对高效还原硫酸盐菌株进行驯化,探讨其在北方老窑水污染治理中的应用潜力。【结果】本研究筛选得到2株硫酸盐还原菌,命名为YQ-1和YQ-2,分别属于革兰氏阴性瘤胃解蛋白质菌属(Proteiniclasticum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。在30°C、pH 7.5条件下,YQ-1和YQ-2对1 1...     

黄连木雌、雄株内源植物激素和POD同工酶的比较

为揭示黄连木（Pistacia chinensis Bunge）不同性别植株的生理差异,以雌株和雄株叶片为试材,对叶片赤霉素（GA3）、脱落酸（ABA）、吲哚-3-乙酸（IAA）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）和腐胺（Put）含量变化及过氧化物酶同工酶进行了测定。结果表明,黄连木雌、雄株叶片GA3含量在6至9月均达到极显著差异,含量均在10月8日达到最大值,分别为100.9μg/g FW和92.9μg/g FW;雄株叶片ABA含量均高于雌株,雌、雄株叶片ABA含量在5月21日和7月8日达到极显著差异,5月21日均为最小值,含量分别为222.0 ng/g FW和340.1 ng/g FW;雄株叶片IAA含量均高于雌株,雌、雄植株叶片中IAA含量在8月8日达到极显著差异,9月8日达到最大值,分别为984.8 ng/g FW和1000.6 ng/g FW;雌株GA3/ABA的比值在7月至9月极显著高于雄株,9月8日差异值最大,为42.8;雌、雄株叶片IAA/ABA在5月21日差异值最大,为0.54;雌、雄株叶片Spd含量存在显著或极显著差异,均在7月8日达到最大值,分别为47.9μg/g FW和42.8μg/g FW;雄株叶片Spm含量均大于雌株,雌、雄株叶片Spm含量在10月8日达到极显著差异,均在7月8日出现最大值,分别为24.3μg/g FW和34.5μg/g FW;雄株叶片Put含量在各个时期均低于雌株,雌、雄株叶片Put含量除5月21日外,存在显著或极显著差异,在9月8日均达到最大值,分别为156.0μg/g FW和135.1μg/g FW。雌、雄株叶片、叶柄过氧化物酶同工酶有显著差异,雌株叶片过氧化物酶同工酶有5条带,分别为POD-1、POD-2、POD-3、POD-4、POD-5;雄株叶片只有4条带,分别为POD-2、POD-3、POD-4、POD-5;雌株叶柄内的过氧化物酶同工酶有4条带,分别为POD-1’、POD-3’、POD-4’、POD-5’,雄株叶柄内的过氧化物酶同工酶有3条带,分别为POD-2’、POD-4’、POD-5’。POD-1为雌株叶片特有条带,POD-1’、POD-3’为雌株叶柄特有条带,POD-2’为雄株叶柄特有条带。通过试验得出,黄连木叶片中ABA、IAA、Spd、Spm和Put含量与性别有关,叶片和叶柄的POD同工酶条带也是鉴别黄连木性别的有效指标。     

分子生态网络揭示冶金微生物对能源底物的响应

通过分析不同铁硫比的能源底物驯化下冶金微生物群落的演替过程,基于分子生态网络揭示冶金微生物对能源底物的响应特征。对富铁少硫、富硫少铁条件下不同驯化批次的微生物样本进行高通量测序,分析物种组成,比较冶金微生物群落的α多样性和β多样性,并构建分子生态网络,探究驯化过程微生物之间的相互作用关系。鉴定关键物种,分析冶金微生物群落对能源底物的响应。研究发现在基于不同能源底物驯化过程中,富铁少硫群落的优势物种为嗜酸氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans和铁氧化嗜酸硫杆菌A. ferriphilus;而富硫少铁群落经过3个批次的驯化,氧化硫硫杆菌A. thiooxidans占比高达90%。α、β多样性分析结果表明,富硫少铁能源底物驯化过程使冶金微生物群落多样性降低,且随着驯化批次的增加群落组成发生显著变化。分子生态网络分析显示关键物种均为低丰度稀有物种,富硫少铁条件下菌种间具有更紧密的互作共生关系,群落更加稳定。通过该驯化实验,明确了不同能源底物对冶金微生物群落的影响。采用富硫少铁能源底物驯化冶金微生物,使冶金微生物群落更加稳定,有助于优势物种高效发挥铁、硫氧化功能,促进硫化矿物的氧化溶解,为生物冶金工业育种微生物群落的定向驯化提供理论基础。     

极端酸性矿山环境微生物基于CRISPR系统的适应性免疫机制

【目的】通过对酸性矿山环境中嗜酸硫杆菌属(Acidithiobacillus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、钩端螺旋菌属(Leptospirillum)、硫化杆菌属(Sulfobacillus)、酸原体属(Acidiplasma)和铁质菌属(Ferroplasma)的100株冶金微生物基因组中CRISPR-Cas系统的结构特征和同源关系进行生物信息学分析,在基因组水平上解析冶金微生物基于CRISPR系统对极端环境的适应性免疫机制。【方法】从NCBI网站下载基因组序列,采用CRISPR Finder定位基因组中潜在的CRISPR簇。分析CRISPR系统的组成结构与功能:利用Clustal Omega对重复序列(repeat)分类;将间隔序列(spacer)分别与nr数据库、质粒数据库和病毒数据库比对,获得注释信息;根据Cas蛋白的种类和同源性对酸性矿山环境微生物的CRISPR-Cas系统分型。【结果】在100株冶金微生物基因组中共鉴定出415个CRISPR簇,在176个c CRISPR簇中共有80种不同的重复序列和4147条间隔序列。对重复序列分类,发现12类重复序列均能形成典型的RNA二级结构,Cluster10中的重复序列在冶金微生物中最具有代表性。间隔序列注释结果表明,这些微生物曾遭受来自细菌质粒与病毒的攻击,并通过不同的防御机制抵抗外源核酸序列的入侵。冶金微生物细菌的大部分CRISPR-Cas系统属于I-C和I-E亚类型,而古菌的CRISPR-Cas系统多为I-D亚类型,两者基于CRISPR-Cas系统的进化过程中存在显著差异。【结论】酸性矿山环境微生物的CRISPR结构可能采用不同免疫机制介导外源核酸序列与Cas蛋白的相互作用,为进一步揭示极端环境微生物的适应性进化机理奠定了基础。     

芝麻油提取方法研究进展

综述了芝麻不同的提油工艺,重点介绍了水代法、热榨法、冷榨法、水酶法、超临界流体萃取法、亚临界流体萃取法等方法的研究现状,并对芝麻提油工艺的进一步研究和工业化应用前景进行了展望,并对比总结了不同方法提取的芝麻油的品质。