基于高通量测序技术解析浓香型白酒中窖泥臭味物质4-甲基苯酚的来源

【目的】研究浓香型白酒中主要窖泥臭味物质4-甲基苯酚的原料来源;解析窖泥菌群结构,从中分离得到产4-甲基苯酚的菌株,以明确4-甲基苯酚的微生物来源。【方法】运用气相色谱-质谱连用(GC-MS)技术对窖泥、糖化料和大曲中的4-甲基苯酚定性定量;运用高通量测序技术解析窖泥的菌群结构,并通过可培养技术从中筛选产4-甲基苯酚的微生物。【结果】糖化料和曲粉中4-甲基苯酚含量均低于检测限。窖泥中检测到4-甲基苯酚,其中窖底窖泥4-甲基苯酚含量达到24.24μg/g。测定的窖泥菌群主要包括8个纲,其中Bacteroidia、Clostridia和Methanobacteria在上中底部窖泥中含量均高于8%,为主要优势纲。窖泥中含量在1%的属有11个,主要包括Clostridium、Aminobacterium、Methanobacterium、Methanobrevibacter等。经过分离筛选,窖泥中的Clostridium aminovalericum、Clostridium ultunense和Clostridium purinilyticum可产4-甲基苯酚,与窖泥高通量测序结果比对显示,含量都在0.20%以上。【结论】4-甲基苯酚主要来源于窖泥,窖泥微生物可代谢产生4-甲基苯酚。窖泥菌群结构复杂,窖池不同深度的菌群结构并不一致,其中Clostridia及Clostridium与4-甲基苯酚的变化规律相似,含量随深度增加而升高。从窖泥中筛选得到3株产4-甲基苯酚的菌株,3株菌都属于Clostridium。Clostridium在窖泥中的含量达到4.89%,其中筛选得到的3株菌在窖泥中的总含量接近1%,综上得出Clostridium是4-甲基苯酚的主要微生物来源。     

柠檬酸废水IC反应器厌氧颗粒污泥真细菌结构分析

目的:分析柠檬酸工业废水IC厌氧反应器处理时产生的厌氧颗粒污泥中真细菌的菌群结构.方法:构建细菌的16S rDNA克隆文库,对文库中的16S rDNA基因序列进行测序,然后Blast比对,并进行分类、建系统发育树.结果:对获得的77个16S rDNA序列进行测序,按序列相似性≥97％的分类标准,这些序列可分为22个OTU,其中4个优势OTU分别与棒杆菌属(Corynebacterium)、梭菌属(Clostridium)、消化球菌属(Peptococcus)、疣微菌属(Verrucomicrobia)最为相近,其余OTU的克隆数较少.颗粒污泥中的真细菌主要为放线菌纲(Actinobacteria)、梭菌纲(Clostridia)、拟杆菌纲(Bacteroidetes)以及δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)的细菌,分别占克隆总数的34/77、31/77、6/77、6/77.结论:该文研究了柠檬酸废水处理过程中产生的厌氧颗粒污泥中细菌的菌群组成和结构,为深入了解柠檬酸废水的厌氧处理过程提供了一定的理论借鉴作用.     

豆腐废水UASB反应器中的原核生物多样性及主要功能菌群

通过构建16S rRNA基因文库,对豆腐废水UASB反应器中颗粒污泥的原核生物多样性进行了分析,并用MPN法对颗粒污泥中的互养产乙酸细菌和产甲烷菌进行了活菌数量测定。结果表明,33%的16S rRNA基因序列属于产甲烷菌,氢和乙酸盐营养型的产甲烷菌在颗粒污泥中数量最多,分别为1.1×10.9个/mL和4.5×10.8个/mL。低GC革兰氏阳性菌和δ-变形菌纲分支的细菌也是颗粒污泥中的主要菌群,它们的16S rRNA序列分别占22%和9%,其中互养产乙酸细菌在颗粒污泥中的数量可达4.5×10.7个/ml。绿色非硫细菌是另一类丰度很高的细菌,其16S rRNA序列占文库的12%。对各类微生物在颗粒污泥中可能的作用进行了讨论。通过研究不仅了解了特定环境中的微生物组成,还为从中分离特异类群的微生物提供了指导。     

海洋沉积物中铁还原细菌组成及异化铁还原与产氢性质分析

【背景】一些铁还原细菌具有异化铁还原与产氢的能力,该类细菌在环境污染修复的同时能够解决能源问题。【目的】从海洋沉积物中富集获得异化铁还原菌群,明确混合菌群组成、异化铁还原及产氢性质。获得海洋沉积物中异化铁还原混合菌群组成,分析菌群异化铁还原和产氢性质。【方法】利用高通量测序技术分析异化铁还原菌群的优势菌组成,在此基础上,分析异化铁还原混合菌群在不同电子供体培养条件下异化铁还原能力和产氢性质。【结果】高通量数据表明,在不溶性氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体厌氧培养条件下,混合菌群的优势菌属主要是梭菌(Clostridium),属于发酵型异化铁还原细菌。混合菌群能够利用电子供体蔗糖、葡萄糖以及丙酮酸钠进行异化铁还原及发酵产氢。葡萄糖为电子供体时,菌群累积产生Fe(Ⅱ)浓度和产氢量最高,分别是59.34±6.73 mg/L和629.70±11.42 mL/L。【结论】异化铁还原混合菌群同时具有异化铁还原和产氢能力,拓宽了发酵型异化铁还原细菌的种质资源,探索异化铁还原细菌在生物能源方面的应用。     

北黄海沉积物可培养产蛋白酶细菌分离鉴定

【目的】揭示北黄海沉积物中可培养产胞外蛋白酶细菌及蛋白酶多样性,增加人们对北黄海生态系统中产蛋白酶菌多样性的认识,为海洋产蛋白酶微生物的挖掘提供菌群资源。【方法】分别将5个北黄海沉积物样品梯度稀释涂布至酪蛋白明胶筛选平板,选择性分离产蛋白酶细菌;并通过分析基于16S rRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;分别测定胞外蛋白酶活性并对酶活较高的39株菌进行基于苯甲基磺酰氟(PMSF,丝氨酸蛋白酶抑制剂)、邻菲罗啉(o-phenanthroline,O-P,金属蛋白酶抑制剂)、E-64(半胱氨酸蛋白酶抑制剂)和pepstatin A(天冬氨酸蛋白酶抑制剂)4种抑制剂的酶活抑制实验以及所有菌株对3种底物(酪蛋白、明胶、弹性蛋白)的水解能力;分析这些细菌所产胞外蛋白酶的特性及多样性。【结果】从5个北黄海沉积物样品中分离获得66株产蛋白酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes 4个门的7个属,其中Pseudoalteromonas(69.9%)、Sulfitobacter(12.1%)和Salegentibacter(10.6%)是优势菌群;沉积物中可培养的产蛋白酶细菌的丰度为104 CFU/g;蛋白酶酶活抑制实验表明所有测定菌株产生的胞外蛋白酶属于丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶,仅有少数菌株所产蛋白酶具有半胱氨酸蛋白酶或天冬氨酸蛋白酶活性。【结论】北黄海沉积物中可培养产蛋白酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Sulfitobacter和Salegentibacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外蛋白酶主要是丝氨酸蛋白酶和/或金属蛋白酶。     

秦岭地区野生细鳞鲑肠道微生物多样性及产酶活性分析

为探究秦岭地区野生细鳞鲑(Brachymystax lenok)肠道细菌组成多样性,筛选出产胞外酶菌株,利用传统分离培养并分子鉴定的方法和基于16S r RNA基因克隆的现代分子生物技术相结合测定秦岭野生细鳞鲑肠道细菌菌群多样性并构建系统发育树,利用淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶及脂肪酶4种胞外酶筛选培养基筛选出产上述酶的细菌。细菌传统分离培养并分子鉴定法从细鳞鲑肠道获得18个属的细菌类群,分别归属于变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门,其中,气单胞菌属(Aeromonas)为优势菌群。基于16S r RNA基因克隆的现代分子方法获得22个属的细菌类群,分别归属于变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门,其中,鞘氨醇杆菌属(Sphingomonas)为优势菌群。4种胞外酶筛选获得53株细菌产胞外酶,其中21株可在低温(10℃)环境下产胞外酶。结果表明,传统分离培养法与基于16S r RNA基因克隆的现代分子生物技术相结合能够更有效全面地分析细鳞鲑鱼肠道微生物的多样性,并且细鳞鲑肠道微生物具有一定的产酶活性。     

西南印度洋深海热液羽流海水细菌的多样性

[目的]分析西南印度洋深海热液羽流细菌的多样性特点,为认识该特殊环境微生物对大洋生态系统的影响,以及获得特殊的微生物资源奠定基础.[方法]将西南印度洋深海热液羽流海水进行原位浓缩,对获得的1000倍浓缩海水样品进行富集培养和微生物纯培养 ;通过构建原始海水浓缩样品和富集培养物的16S rRNA基因克隆文库,结合纯培养获得的微生物菌株的16S rRNA基因,分析该样品的细菌多样性结构和特点.[结果]共获得104个16S rRNA基因,其中50个来自原始热液羽流浓缩海水样品,40个来自富集培养物,14个来自分离获得的纯培养,它们分属于γ-变形菌群(γ-Proteobacteria)(74个),α-变形菌群(α-Proteobacteria)(14个),β-变形菌群(β-Proteobacteria)(5个),拟杆菌群(Bacteroidetes)(4个),厚壁菌群(Firmicutes)(2个),浮霉状菌(Planctomycetes)(2个),疣微菌(Verrucomicrobia)(2个)以及放线菌(Actinobacteria)(1个),共29个不同的操作分类单元(Operational Taxonomic Units,OTUs).26个序列与已知微生物16S rRNA基因相似性低于97％,最低的只有86％.[结论]西南印度洋热液羽流存在较丰富的微生物多样性,以γ-Proteobacteria为优势类群,其次为α-Proteobacteria ;该环境中存在较多尚未获得分离培养的微生物新属种.     

大港孔店油田水驱油藏微生物群落的分子分析

通过多聚酶链式反应温度梯度凝胶电泳（PCRTGGE）和构建16S rRNA基因克隆文库两种方法对比研究了大港油田孔二北断块注水井和采油井的微生物群落结构。16S rDNA V3区PCR扩增产物的TGGE图谱分析表明,这两个油井的微生物群落结构差异很大。注水井样品的TGGE图谱中有6条主要条带,而采油井样品中只有一个条带占绝对优势。同时,建立了两个样品的16S rRNA基因克隆文库,从中分别挑选了108和50个克隆进行限制性酶切片段长度多样性分析（ARDRA）。注水井样品有33个操作分类单元（OUT）,其中6个OUT是优势类型;而采油井样品只有8个OUT,有1个OUT在文库中占绝对优势。克隆文库和TGGE的研究结果一致,均表明注水井样品的微生物多样性比采油井丰富很多。每个OUT的代表克隆序列分析结果表明,注水井样品中的细菌主要属于α、β、γ变形菌纲和放线菌纲,尤其是红细菌亚纲（47%）。采油井样品的细菌主要属于α、β、γ变形菌纲,尤其是假单胞菌属（62%）。油藏微生物多样性的分子分析可为开展微生物采油技术研究奠定基础。     

16S rRNA基因高通量测序分析水性涂料微生物群落结构及多样性

微生物对水性涂料产品的稳定性起着重要作用,本实验以广东省某涂料厂的水性涂料为研究对象,利用16S rRNA基因高通量测序技术检测其微生物群落结构及多样性。结果表明5个水性涂料样本在97%的相似水平下共获得有效序列总数224 801,涵盖了10门16纲30目46科59属的细菌;物种组成与相对多样性由高到低依次分别为A4、A5、A1、A2和A3;水性涂料样本A1、A2和A3微生物群落结构与聚集规律较为相似,优势菌群均为类芽孢杆菌门、芽胞乳杆菌属和固氮菌;水性涂料样本A5中相对丰度为57.3%的产己酸细菌属于特异菌群。本研究解析了水性涂料中微生物群落结构、相对丰度及多样性,为建立和完善水性涂料中微生物防控体系提供理论支撑。     

乡村沼气池污泥微生物多样性的研究

为了优化沼气池产气效率和开展污泥微生物多样性研究,通过对PCR-DGGE条件的优化,建立了农村户用沼气池污泥微生物16S r DNA V3区DGGE分析技术,通过DGGE技术分析了沼气池污泥中细菌和古细菌微生物多样性随沼气池深度的变化规律。同时通过构建污泥样品mcr A功能基因克隆文库,应用RFLP技术,开展了农村户用沼气池污泥样品中与次级代谢产物相关基因的功能基因多样性研究。结果显示,农村户用沼气池污泥中含有丰富的微生物资源,其中细菌群落受污泥深度因素影响小,而浅层污泥中古细菌群落与深层污泥中古菌群落却存在明显差异。所采集的沼气池污泥中含有较为丰富的产甲烷菌资源,其中可能存在类似功能或产生类似代谢物质的产甲烷菌。该结果为进一步优化群落结构、筛选功能基因提供了科学依据。     

植物细胞中蓝光诱导ROS生成的识别和亚细胞定位检测

以2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酯(dichlorofluorescein diacetate,H2DCF-DA)为荧光探针孵育拟南芥叶表皮条,利用荧光光谱和激光共聚焦扫描显微技术,对高辐照蓝光诱导下叶肉细胞活性氧(reactive oxygen spe-cies,ROS)的生成,进行了分子识别和亚细胞定位检测。结果表明:植物细胞在蓝光诱导下,可以产生大量的ROS。过氧化氢酶清除实验表明:高辐照蓝光诱导产生的ROS,主要成分是H2O2,并且主要定位在叶绿体和细胞膜上。     

外源H2O2对湖北海棠根系线粒体膜透性和细胞核DNA的影响

用0．024％（V／V）H2O2处理湖北海棠（Malus hupehensis Rehd．）实生苗根系,30min后,根系线粒体膜通透,陛明显增大,线粒体膜电位（△ψm）和线粒体内Cyt c／a吸光度比值下降;60min后,根系细胞核DNA发生片段化降解。经荧光染料吖啶橙染色后,可见H2O2处理60min以上的根系压片中出现了清晰致密的黄绿色荧光宽,呈现出细胞程序,陛死亡（PCD）的特征。     

槲皮素对氧化应激大鼠肝细胞氨基酸代谢的影响

通过检测原代培养的大鼠肝细胞培养液中18种氨基酸含量的变化情况,探讨槲皮素对氧化应激大鼠肝细胞氨基酸代谢的影响。结果表明,与对照组相比,槲皮素组氨基酸质量浓度无明显变化;H2O2组、槲皮素+H2O2组培养液中丙氨酸、蛋氨酸和组氨酸的质量浓度显著减少(P<0.05),而牛磺酸的质量浓度显著增加(P<0.05),上述变化槲皮素+H2O2组较H2O2组更明显,槲皮素+H2O2组M et和H is的质量浓度显著低于H2O2组(P<0.05)。说明槲皮素可影响氧化应激肝细胞某些氨基酸,尤其是含硫氨基酸的代谢。这种影响可能是槲皮素抗氧化应激作用的机制之一。     

小麦与叶锈菌互作过程中的H2O2与HR

以小麦品种洛夫林10为材料,与叶锈菌生理小种165和260分别组成亲和组合和不亲和组合.以荧光探针DCFHDA标记H2O2的变化,并借助荧光显微镜原位地直观显现了叶锈菌侵染过程中小麦叶片中H2O2的动态变化.结果表明,亲和组合中H2O2爆发表现为单峰曲线,峰值出现在接种后12h;不亲和组合中表现为双峰曲线.峰值分别出现在接种后12h和20h,第二个峰比第一个高约一倍,且不亲和组合中H2O2爆发的强度远远大于亲和组合.另外,通过药理学试验,采用活体注射法对小麦叶片在接种叶锈菌小种260之前分别预注射抗氧化药物AsA、DTT以及NADPH氧化酶抑制剂DPI和咪唑.观察这些药物对不亲和组合中寄主叶片产生的H2O2和HR的影响.结果表明,抗氧化药物和NADPH氧化酶抑制剂均使寄主叶片中H2O2爆发的强度降低,表现在两个H2O2峰均受到抑制,其中第二个峰受抑制的程度更明显,同时寄主细胞发生HR的面积减小.     

拟南芥神经酰胺酶基因对氧化胁迫的响应

以拟南芥哥伦比亚生态型（Col）和神经酰胺酶突变体为实验材料,通过对突变体的一系列生理生化指标的测定,来研究拟南芥神经酰胺酶基因（AtCER）对H2O2的响应。利用PCR和Northern blot获得了9个AtCER纯合单突变体。不同浓度H2O2处理野生型和突变体后,发现突变体对H2O2的反应比野生型更加敏感。H2O2处理后突变体叶片出现比野生型更严重的黄化现象和坏死斑点,总叶绿素含量也比野生型下降的更快,电导率测定也发现突变体比野生型的电导率增加得更多。抗氧化酶活性的分析结果发现H2O2处理后,突变体的抗氧化酶活性比野生型提高了1．5～3倍。上述研究结果说明AtCER参与了H2O2诱导的氧化胁迫反应。     

植物细胞的氧化猝发和H2O2的信号转导

概述了植物细胞氧化猝发的特性、产生机理、生理作用以及Ｈ２Ｏ２信号转导途径及其对基因表达的调控等的研究进展。     

低氧胁迫下钙对网纹甜瓜幼苗多胺含量及多胺氧化酶活性的影响

以低氧性敏感的网纹甜瓜(Cucumis melo var. raticulalus)品种`西域一号'(Xiyu 1)为材料,研究了钙对低氧胁迫下幼苗生长、游离态、结合态和束缚态的腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)含量、二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性、H₂O₂含量的影响。结果表明:与通气对照相比,低氧胁迫处理幼苗鲜重和干重显著降低,根、叶中3种形态的Put、Spd、Spm含量显著增加,DAO和PAO活性、H₂O₂含量显著提高;营养液加钙处理不但缓解了低氧胁迫对幼苗生长的抑制作用,而且幼苗游离态、结合态和束缚态Put、Spd、Spm含量显著高于单纯低氧胁迫处理,DAO和PAO活性、H₂O₂含量显著低于低氧胁迫处理;低氧胁迫下缺钙处理加重了低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗的伤害。表明在低氧胁迫下,钙参与了网纹甜瓜幼苗多胺的代谢过程,对增强幼苗耐低氧性起着重要的作用。     

褐飞虱刺吸诱导的水稻一些防御性酶活性的变化

褐飞虱刺吸导致稻株体内丙二醛含量迅速上升,表明褐飞虱刺吸引起了水稻植株膜脂的过氧化;抗虫和感虫品种植株体内脂氧合酶(LOX)、脂氢过氧化物裂解酶(HPL)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性均显著升高;而过氧化氢酶(CAT)活性在抗虫品种稻株体内明显受抑制,H2O2含量提高,但在感虫品种植株体内CAT的活性略有提高,H2O2含量略有下降.对抗虫品种植株不同器官的测定结果表明,褐飞虱刺吸对PAL和H2O2的影响是系统性的,而对LOX的影响则仅局限于褐飞虱刺吸部位的茎杆中.     

外源一氧化氮供体硝普钠对红树植物桐花树气孔运动的调控效应

探索一种用材简单、操作方便、真实性强的观察红树植物桐花树叶片气孔的制片技术,并利用该技术研究不同浓度、不同处理时间的一氧化氮（NO）供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对桐花树气孔开闭的影响,探讨了NO调控的气孔运动与外源Ca^2＋的关系以及NO与H202在调节气孔运动过程中的关系。结果表明：在搅碎法、指甲油印迹法、牛皮胶印迹法三种观察气孔方法中,牛皮胶印迹法是观察气孔开度变化的最佳方法。NO能够诱导桐花树气孔快速关闭,且表现出明显的时间效应与浓度效应。NO导致的气孔关闭与Ca^2＋的参与有密切关系,NO与H,q存在明显的协同效应,可以促进气孔关闭。     

烟草叶片发育过程中光合功能衰退与H2O2积累的关系

以烟草（Nicotiana tabacum L．cv NC89）为材料,研究了叶片发育过程中H2O2积累与叶绿体光合功能衰退、抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA—GSH）循环的关联。结果表明,光合功能衰退过程中,各光合参数均表现为先缓慢后快速的下降趋势,核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶（RuBPCase）活性下降较电子传递活性下降迅速,H2O2含量与叶绿素含量、光合速率、RuBPCase活性、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著负相关。H2O2的定位染色也证实光合功能衰退与H2O2积累密切相关。APX和GR在光合功能可逆衰退阶段维持较高水平,不可逆衰退阶段下降稍快。烟草叶片光合功能衰退快于AsA—GSH循环运转的下调。