地微生物学研究热点之一

地球表层或地球内部的一切极端环境中生存微生物是一个潜在的资源宝库。曾报道在温泉、深海热液出口交接处有嗜热细菌的存在,源于这些细菌含有很强的嗜极酶、如耐热酶、蛋白质及其他细胞组分,有些嗜热酶进入实用化,商品化。有的嗜热细菌全部基因组测序工作的完成,对嗜极酶基因组的研究与探索以及对嗜热菌适应极端环境的生存和繁衍与分子机制的研究有重要价值。这是深海火山口嗜热微生物研发的一个热点,也是地微生物学研究的新领域。英国“自然”(2005．元月)报道,地中海深处含盐量极高的4个盐盆地区,有一群活着的微生物,该地区水的含盐量极高,比酱油成2倍,这些微生物照样维持它们的生命活动。     

嗜盐细菌

在讨论嗜盐菌之前,首先应该明确哪一类细菌为嗜盐菌。根据Kushner山等人的意见,把细菌与盐的关系列表1。玻1不同的.生物对盐(N.CI)的反应 分类非咯盐菌 f弱嗜盐菌生长最适NaCI浓度代表菌”·2M以下}常见细菌。.2一。.SMI海洋细菌咐盐菌中度嗜盐菌}0·,一’·’M}M‘cro‘o“二‘五“‘“”‘u‘_极端嗜盐菌12。,一5.2MIH‘oba‘,‘r,“脚sal,月ar.“娜树盐菌StaPhylo‘occ二:a二r。,s 表中把生长在0.2一5.2 M NaCI浓度中钓细菌统称为嗜盐菌。在微生物学范畴内。xtremly haloPhilie bacteria或haloPhilie七aeteri。或balobaeteria…     

嗜极微生物的多样性

嗜极微生物(extremophilicmicrobes)指的是极端条件下生存及繁衍的微生物,也称极端环境微生物。这个微生物世界的成员,有的能培养,从中获得培养物;有的则否,但它是客观存在的,通过间接的方法推断其存在。这些年来,人们较为熟悉的嗜极微生物有嗜碱微生物、嗜酸微生物、嗜高温微生物、嗜冷微生物、嗜盐微生物、嗜高压微生物;还有把抗辐射微生物、耐干旱微生物列为嗜极微生物。这充分表明,嗜极微生物生存于地球、宇宙间的多样性。就那些嗜盐微生物而言,也有它的多样性,丰富多彩。在美国,研究人员发现结晶盐中存在着微生物世界,也就是说,在大块…     

极端嗜盐菌的特性及其应用前景

主要介绍极端嗜盐菌的嗜盐机理、细菌视紫红质(bR)和嗜盐菌素的研究进展,然后对其在环境生物治理、生物电子和医药工业等领域的应用研究进行总结和展望。     

一株高乙醇耐受的嗜热细菌Anoxybacillus sp. WP06的性质研究

厌氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)的菌株WP06是一株兼性厌氧的嗜热细菌, 能利用木糖、阿拉伯糖和葡萄糖等产生乙醇。不像绝大多数嗜热细菌, WP06菌株在高温下表现出极高的乙醇耐受力, 60oC时在8%的乙醇胁迫下才出现生长抑制现象, 15%的乙醇胁迫下仍能生长, 是目前已知的乙醇耐受力最高的嗜热细菌。WP06菌株突破了人们对高温下细菌耐受乙醇浓度的极限认识, 是研究高温下乙醇耐受机制的良好出发菌株。     

一株高乙醇耐受的嗜热细菌Anoxybacillus sp. WP06的性质研究

厌氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)的菌株WP06是一株兼性厌氧的嗜热细菌, 能利用木糖、阿拉伯糖和葡萄糖等产生乙醇。不像绝大多数嗜热细菌, WP06菌株在高温下表现出极高的乙醇耐受力, 60oC时在8%的乙醇胁迫下才出现生长抑制现象, 15%的乙醇胁迫下仍能生长, 是目前已知的乙醇耐受力最高的嗜热细菌。WP06菌株突破了人们对高温下细菌耐受乙醇浓度的极限认识, 是研究高温下乙醇耐受机制的良好出发菌株。     

嗜盐菌的嗜盐机制

嗜盐菌是生活在高盐环境中的细菌。它们的细胞结构和生理机能特殊,要求有高盐浓度维持其生存;同时,它们的细胞膜结构和细胞内的溶质,都能适应高盐环境。     

一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌特性研究*

从我国煤矿废石堆分离到一株中度嗜热嗜酸铁氧化细菌MLY菌株,最适生长温度50℃－54℃,最适pH1.2-1.4。MLY菌株是兼性化能自养菌,能利用酵母粉异养生长。在自养和混合营养条件下,能氧化Fe^2 、黄铁矿(FeS2)和元素硫(S^0)。自养营养时,氧化元素硫较弱。对比研究MLY菌株和氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)A10菌株对Fe^2 和黄铁矿的氧化作用,结果表明,MLY比A10的氧化速度快1倍多。     

云南温泉高温菌的研究Ⅲ保山县摆洛塘温泉中的极端嗜热细菌

用1~#、7~#PPY三种培养基,从保山摆洛塘温泉(86℃,pH7.0)分离到生长温度范围为35—75℃的极端嗜热细菌4株,即“YN8617”、“YN8618”、“YN86290”,YN86291”。经鉴定,“YN3617”和“YN86291”为Bacillus stearother mophilus,“YN86290”为Becillus caldolyticus;“YN3618”暂定为“Extremely thermophilic strains of B.Coagulans”。没有分离到水生栖热菌属(Thermus)的细菌。     

嗜碱细菌的液氮超低温冻结保藏

本文报道7株嗜碱细菌的液氮超低温快速冻结保藏的试验结果。从细胞存活率看,冻结保藏3个月,自然pH的10%甘油、5%二甲基亚砜保护剂保藏嗜碱细菌的效果相似于该方法用于一般细菌保藏的保存结果,说明液氮超低温冻结保藏法用于嗜碱细菌的保藏是安全有效的。如选择pH值接近嗜碱细菌的最适生长pH值的保护剂,则可以提高细胞存活率。     

一株极端环境光合细菌的生理特性研究

从山西运城盐厂解化池分离获得一株嗜盐嗜碱细菌,编号为Y。其纯培养物经形态学、生理生化特性和DNA G+C含量等特征分析,结果表明,该菌株可在盐度ρ(NaCl)/gL-1为160和pH9.0碱性条件下生长。单细胞为杆状,大小为0.4-0.8×0.9-1.5μm。二分裂繁殖。革兰氏阴性。光合内膜为片层堆积并与细胞质膜相连,但并不与细胞质膜平行。细胞含有细菌叶绿素a,液体培养物呈玫瑰红色。Y菌株不仅可将硫化物氧化为元素硫沉积于细胞外,也可光同化多种有机物,并具有固氮和产H2特性。DNA中 G+C含量为61.6%。根据以上鉴定特征及相关资料,Y菌株应归于嗜盐红螺菌属(Halorhodospira)。但其生长所依赖的盐度、pH、细胞内色素成分及鞭毛着生方式与该属正式承认的3个种有明显的不同。该菌株独特的生理生化特性,对于极端环境微生物的资源开发和利用有重要的理论意义和应用价值。     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌(Archaea)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1],大多生活在极端或特殊环境,主要包括产甲烷古菌(Methanogenic Achaea)、极端嗜盐古菌(Extremely Halophilic Archaea)和极端嗜热古菌(Extremely Thermophilic Archaea)等三大类.极端古菌是极端环境微生物的重要成员,也是极端环境微生物资源开发的重要领域.其中,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素,称为嗜盐菌素(halocin).     

极端嗜盐古菌蛋白类抗生素——嗜盐菌素

古菌 (Ａｒｃｈａｅａ)是一类与细菌及真核生物显著不同的生命的第三种形式[1] ,大多生活在极端或特殊环境 ,主要包括产甲烷古菌 (ＭｅｔｈａｎｏｇｅｎｉｃＡｃｈａｅａ)、极端嗜盐古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＨａｌｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)和极端嗜热古菌 (ＥｘｔｒｅｍｅｌｙＴｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｃＡｒｃｈａｅａ)等三大类。极端古菌是极端环境微生物的重要成员 ,也是极端环境微生物资源开发的重要领域。其中 ,嗜盐古菌可产生一类蛋白类抗生素 ,称为嗜盐菌素 (ｈａｌｏｃｉｎ)。与细菌素相似[2 ] ,嗜盐菌素是由质粒编码、核糖体合…     

极端环境下嗜热酸甲烷营养细菌研究进展

甲烷营养细菌能够将温室气体甲烷(CH4)转化为CO2或生物质,在碳生物地球化学循环及缓解由温室气体导致的全球气候变化方面发挥着重要的作用.甲烷营养细菌生存的条件范围较为广泛,但在中性pH (5～8)和中温(20～35℃)范围内生长最佳.系统进化分析认为,它们均属于γ-或α-变形菌门(Proteobacteria).最近3项独立完成的研究从极端热酸(pH接近1,温度高于50℃)环境中分离获得了具有甲烷氧化(营养)功能的微生物,经鉴定均属于疣微菌门(Verrucomicrobia).这些全新的、不同于以往的研究结果不仅是对现有关于甲烷营养细菌生态学认知的进一步拓展,同时也暗示着可能存在着新型的、由微生物介导的CH4氧化途径与机制. 因此,特就极端环境中嗜热嗜酸甲烷营养细菌的最新研究进展作一概述.     

一株极端嗜热木聚糖分解细菌的分离及特性

从四川康定热温泉中分离出一株厌氧、极端嗜热的木聚糖分解细菌、该菌株革兰氏染色阴性 ,不运动 ,不形成芽孢 ,细胞呈杆状 ,单个或成对排列 ,宽 0. 7～ 1.0μm ,长 2 .0～ 5 .0μm .在木聚糖琼脂滚管上 75℃培养 3 d以后的菌落呈圆形、凸状、边缘整齐、透明、不产色素、发酵木聚糖产生二氧化碳、氢、乳酸、乙酸及微量乙醇 .     

安徽定远盐矿可培养嗜盐微生物多样性

【背景】嗜盐微生物多生活于高盐环境,具有独特的生理代谢特征,是一类重要的极端环境微生物资源。【目的】为更好地认识我国陆相盐矿的嗜盐微生物多样性组成,更好地开发利用嗜盐微生物资源积累丰富的微生物菌种。【方法】对安徽定远盐矿盐芯样品进行嗜盐微生物的纯培养分离,并对所分离菌株进行基于16SrRNA基因的测序和序列相似性分析,并对所分离菌株进行物种多样性分析。在此基础上,对代表菌株进行菌落形态和耐盐度及酶活测定。【结果】通过纯培养共分离获得了嗜盐微生物264株,其中嗜盐古菌150株,占56.8%;嗜盐细菌114株,占43.2%。嗜盐古菌物种分别来自于Halorubrum、 Halopenitus、 Haloterrigena、 Natrinema、 Natronoarchaeum和Natronomonas等6个属;嗜盐细菌物种分别来自于Pseudomonas、Aliifodinibius、Halobacillus、Halomonas和Halospina等5个属。通过代表菌株的酶活平板检测,发现产胞外蛋白酶菌株1株,酯酶1株,淀粉酶2株;能液化明胶菌株2株。在物种多样性组成方面,发现嗜盐古菌的物种多样性指数高于嗜盐细菌。【结论】本研究对我国安徽定远陆相盐矿的可培养嗜盐微生物多样性进行探究,积累了丰富的嗜盐微生物菌株资源。     

古老的嗜极微生物

在极端环境条件下生存的微生物又有古微生物之称，主要是古菌，所谓“古”，即有些细菌几千万年来一直生活在地球表面下层几万公里的深处，它们生活在没有阳光的黑暗深处，靠什么来维持其生存呢？研究人员（LIN Li-Hung）极其同事在南非一个金矿钻到2．8km深处的一个水层中对其有水、有矿的地方进行采样，发现一类靠分解硫酸盐化合物获得能源以维持生存的细菌。     

极端嗜热古菌尿嘧啶DNA糖苷酶的研究进展

高温会加快碱基脱氨基反应形成损伤碱基的速率,进一步对脱氨基的碱基进行复制会导致突变。因此,极端嗜热古菌基因组的稳定性面临着其生存高温环境的挑战。胞嘧啶脱氨基形成尿嘧啶,是常见的脱碱基类型,复制DNA中尿嘧啶会造成GC→AT的突变。尿嘧啶DNA糖苷酶(Uracil DNA glycosylase,UDG)是修复DNA中尿嘧啶的关键酶。基于识别底物的特异性,UDG分为6个家族,广泛分布在细菌、古菌、真核生物以及一些病毒中。基因组序列显示,极端嗜热古菌至少编码一种UDG。目前,对于细菌和真核生物的UDG已进行了大量的研究,但是关于极端嗜热古菌UDG的研究相对较少,尚处于初期阶段。本文综述了极端嗜热古菌UDG的研究进展,并对今后的研究提出了展望。     

嗜极性木聚糖酶

木聚糖酶内切水解木聚糖主链的1,4-β-D-糖苷键,木聚糖是植物细胞壁中一种主要的多糖。自然界中木聚糖是多种糖类的复合体,这就使得木聚糖酶呈现多态性和多域性,由此需将繁多的木聚糖酶进行归类。木聚糖酶的催化反应属于双置换机制。在已研究的真菌或细菌性木聚糖酶中,大多数在温和的条件下表现出最佳活性,但有很多在极端环境下生长的生物体,为了适应极端环境而产生嗜极性的酶,其中嗜酸的、嗜碱的、嗜热的木聚糖酶,现在已有广泛的研究。对嗜极性木聚糖酶的研究进展作了论述。     

嗜盐微生物

高盐环境通常是指那些盐浓度高于海水的环境．在这些环境中能够生存的微生物可划分为三类：一“类是能耐受一定浓度的盐溶液,但在无盐存在条件下生长最好的菌称为耐盐菌．第二类是一定浓度的盐为菌体生长所必需,且在一定浓度的盐溶液中生长最好,称为嗜盐菌．在盐浓度从零至饱和的盐溶液中均能生长,在一定浓度的盐溶液中生长最好的特殊类群称为多能盐生苗。依据嗜盐浓度的不同,嗜盐菌又可分为轻度嗜盐菌（最适盐浓度0．2—0．smol／L）、中度嗜盐菌（最适盐浓度0．5—2．omol／L）和极端嗜盐菌（最适盐浓度＞3mol／U,其中部分极端嗜…