微生物硫循环网络的研究进展

硫元素是所有生物的基本组成成分,是生物体必需的营养元素之一。硫氧化还原微生物的数量多、分布广、代谢途径多样化,硫化合物之间的平衡依赖于微生物代谢网络中的各种硫转化反应与代谢过程。此外,硫循环与碳、氮循环紧密相关,对地球生态循环起到了至关重要的作用。本文综述了近期微生物硫循环网络的研究进展,包括所涉及的主要微生物、硫循环的生物化学途径、硫循环的环境意义和工业应用潜能等,深入了解自然和人工生态系统中存在的硫循环过程,可为控制工农业生产中硫元素的增减与利用提供理论基础与应用方案。     

湖泊硫循环微生物研究进展

湖泊是响应气候和环境变化的关键生态系统,是研究元素(如碳、氮和硫等)生物地球化学循环的热点环境。湖泊(尤其咸盐湖)具有硫酸盐含量高且含硫化合物种类丰富的特点,因而湖泊中硫元素生物地球化学循环过程非常活跃。微生物是驱动湖泊硫循环的重要推手。因此,研究湖泊中微生物参与的硫元素生物地球化学循环过程以及相关微生物类群构成,对于深入探索微生物在湖泊生态系统中的作用具有重要意义。本文综述了湖泊中驱动硫循环的微生物(硫氧化菌和硫酸盐还原菌)种群多样性、功能基因、代谢途径、硫氧化/硫酸盐还原速率及其对环境条件变化响应等方面的研究现状,并对未来湖泊微生物驱动的硫循环研究方向进行了展望。     

川东红池坝地区红三叶和鸭茅人工草地土壤和植物营养元素含量特征的研究

川东红池坝地区红三叶（Ｔｒｉｆｏｌｉｕｍｐｒａｔｅｎｓｅ）和鸭茅（Ｄａｃｔｙｌｉｓｇｌｏｍｅｒａｔａ）人工草地土壤和植物营养元素的含量特征如下：（１）土壤中的元素含量以铁、钾和镁较高,钠、钙、氮、锰和磷较低,硫、锌、硼、铜和钼微少;（２）从元素的富集特征来看,该区土壤中的钙、硫为重度淋溶元素,钾、磷、镁、锌、钠为中度淋溶元素,铁、铜属轻度淋溶元素,锰属富集元素;（３）根据元素的生物吸收系列,红三叶属氮－钙型植物,鸭茅属氮－钾－磷型植物。（４）两种牧草的生物吸收系数,均以钙、硫、磷较高,钠、铁较低,其余７种元素介于二者之间。     

红树林沉积物中微生物驱动硫循环研究进展北大核心CSCD

红树林滨海湿地是在周期性咸水、淡水作用下形成的特殊生态系统,其沉积物中有机质含量丰富,微生物驱动的营养物质循环活跃。由于红树林沉积物中硫酸盐含量高、硫化物种类多,因此红树林是研究硫元素生物地球化学循环过程和机制的理想系统。本文综述了红树林生态系统中主要的硫元素循环过程,重点总结了硫氧化和硫酸盐还原过程及其功能微生物,分析了影响硫氧化和硫酸盐还原的主要环境因素,并对红树林沉积物中微生物驱动硫循环的重点研究方向进行了展望。鉴于微生物驱动的硫循环过程耦合碳、氮和金属元素循环,本文可为深入探究微生物驱动的生物地球化学元素循环耦合机制提供参考。     

红树林沉积物中微生物驱动硫循环研究进展

红树林滨海湿地是在周期性咸水、淡水作用下形成的特殊生态系统,其沉积物中有机质含量丰富,微生物驱动的营养物质循环活跃。由于红树林沉积物中硫酸盐含量高、硫化物种类多,因此红树林是研究硫元素生物地球化学循环过程和机制的理想系统。本文综述了红树林生态系统中主要的硫元素循环过程,重点总结了硫氧化和硫酸盐还原过程及其功能微生物,分析了影响硫氧化和硫酸盐还原的主要环境因素,并对红树林沉积物中微生物驱动硫循环的重点研究方向进行了展望。鉴于微生物驱动的硫循环过程耦合碳、氮和金属元素循环,本文可为深入探究微生物驱动的生物地球化学元素循环耦合机制提供参考。     

原核微生物的硫功能菌

总结迄今已经发现鉴定的原核微生物中磂菌48属150多种,绿硫菌6属20余种,紫硫菌33属近百种,硫菌23属56种,脱硫化功能菌50属210多种,脱硫和脱硫化物功能菌20多属50多种,硫歧化菌1属3种,共计170余属600余种。这些硫菌根据功能分类,大致上可以分成硫氧化、硫还原和硫歧化菌,对于自然界硫循环起着至关重要的作用。     

无机硫化合物的微生物氧化

无机硫化合物的微生物氧化徐海岩,颜望明（山东大学微生物研究所,济南２５０１００）硫是自然界存在的重要元素之一,也是构成生物有机体必不可少的一种元素。自然界硫的转化主要是在微生物直接或间接参与下完成的。在这些微生物中,有异养菌,也有自养菌。自养菌主要是...     

嗜酸硫杆菌在工农业中的应用

嗜酸硫杆菌(属)(Acidithiobacillus spp.)能够氧化亚铁、硫或还原性无机硫化合物(reduced inorganic sulfur compounds,RISCs)获得能量,固定二氧化碳,是一类典型的嗜酸性化能自养微生物。嗜酸硫杆菌广泛分布于酸性矿水、热泉等酸性环境中,是地球生态系统硫和铁元素循环的主要推动者。嗜酸硫杆菌独特的生理代谢特征和极端环境适应性,使其广泛应用于生物浸出领域。本文综述了嗜酸硫杆菌的生理代谢特征和极端环境下的适应机制,阐述了嗜酸硫杆菌在工农业中的应用,讨论了面向国家重大需求,嗜酸硫杆菌在今后的主要研究方向和需要解决的关键科学问题,为嗜酸硫杆菌在生理代谢、环境适应和工农业应用的研究提供重要的线索和启示。     

硫氧化细菌的种类及硫氧化途径的研究进展

硫,作为生物必需的大量营养元素之一,参与了细胞的能量代谢与蛋白质、维生素和抗生素等物质代谢。自然界中,硫以多种化学形态存在,包括单质硫、还原性硫化物、硫酸盐和含硫有机物。硫氧化是硫元素生物地球化学循环的重要组成部分,通常是指单质硫或还原性硫化物被微生物氧化的过程。硫氧化细菌种类繁多,其硫氧化相关基因、酶和途径也多种多样。近几年,相关方面的研究已取得很多进展,但在不同层面仍存在一些尚未解决的科学问题。本文主要围绕硫氧化细菌的种类及硫氧化途径的研究进展进行了综述。     

海河流域植物硫素含量特征的研究

本文研究了海流域各类植物硫元素含量特征及与土壤硫素的关系,结果表明：海河流域植物全硫量平均值为０．２３２％,为正常含量的下限值,与我国南,北方一些地区比较属中等水平,其中栽培植物略高于野生植物,植物硫含量范围差别悬殊,最大值可为最小值的２６倍,以沿大城市的水系和地区的植物含硫量高,海流域的土壤全硫含量平均值为０．０４３％（指耕地和天然植被的土壤）,为正常土壤含量的中上水平,植物硫元素含量与土壤硫含     

冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌多样性及其硫氧化特性

冲绳海槽热液区独特的地质环境孕育了特殊的生物群落,硫氧化细菌作为生物地球化学循环的重要参与者在热液生态系统中发挥着至关重要的作用。【目的】通过硫氧化菌株的分离培养揭示冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌的多样性和硫氧化活性。【方法】采用多种培养基对冲绳海槽热液区不同沉积物样品中的硫氧化细菌进行富集培养和分离纯化;利用16S rRNA基因序列确定硫氧化细菌的分类地位并进行系统发育分析;采用碘量法对典型硫氧化菌株硫氧化活性进行检测。【结果】本研究从冲绳海槽热液区样品中共分离鉴定85株硫氧化细菌,分属于α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌门和厚壁菌门,优势属为氢弧菌属(Hydrogenovibrio)、拉布伦氏菌属(Labrenzia)、深海海旋菌属(Thalassospira)和海杆状菌属(Marinobacter)。硫氧化活性检测结果表明,7株典型硫氧化菌株对硫代硫酸钠的降解活性介于31%–100%之间,其中泰坦尼克号盐单胞菌SOB56 (Halomonas titanicae SOB56)、南极海杆状菌SOB93(Marinobacter antarcticus SOB93)、印度硫氧化粗杆菌SOB107 (Thioclava indica SOB107)和嗜温氢弧菌CJG136 (Hydrogenovibrio thermophiles CJG136)可以完全降解硫代硫酸钠。【结论】冲绳海槽热液区可培养硫氧化细菌的多样性丰富,为研究该热液区的硫循环过程提供了实验材料和理论基础,多种硫氧化活性菌株的获得极大地丰富了菌种资源,为探究深海热液区硫循环的能量代谢途径和分子机制奠定基础。     

海岸盐沼湿地土壤硫循环中的微生物及其作用

硫及硫化合物的动态循环是海岸盐沼湿地的重要组成部分,硫酸盐还原菌(SRB)和硫氧化菌(SOB)是推动硫循环的重要微生物。硫酸盐还原菌把硫酸盐还原为硫化物,同时消耗土壤中的有机物质;硫氧化菌把还原性硫化合物氧化为硫酸盐,缓解土壤中硫化物的积累,它们共同维持硫循环的动态平衡。本文综述了海岸盐沼湿地土壤中硫的存在形式、硫的地球化学循环以及在硫循环过程中扮演重要角色的硫酸盐还原菌和硫氧化菌的生物多样性、活性测定方法及其生态学意义等的最新研究进展,并提出了存在的问题及研究展望。     

干旱胁迫下硫营养对小麦光合色素及MDA含量的影响

选用郑引1号（高水肥型）和陕合6号（抗旱型）2个小麦品种,通过室内盆栽试验比较了干旱及硫胁迫情况下小麦苗期功能叶片中叶绿素（Chla和Chlb）及丙二醛（MDA）含量的变化。采用自然渐进干旱法控制水分,每天称重。结果表明：无论在正常供水还是干旱胁迫时,供硫处理的叶绿素含量始终高于无硫处理,郑引1号的这种优势明显优于陕合6号,硫营养显示出对叶绿素含量的调节能力。干旱胁迫下,供硫处理的小麦叶片MDA含量始终低于无硫处理。两个试验结果均证实了硫营养能通过调节光合色素及MDA的含量增强作物的抗旱能力。     

微生物硫代谢及其驱动下建立的生物生态关系

硫在环境中广泛存在,是生物细胞的主要构成元素,微生物、动物和植物的硫基础代谢途径之间存在着广泛联系.本文以微生物硫代谢为主线,全面总结了硫在3类生物中的4条主要代谢途径,并重点阐明了其共性、区别及联系.微生物参与了所有硫的主要代谢,是驱动硫生物循环的主要动力.微生物异化硫还原降低了环境中甲烷的挥发,微生物、植物实施的同...     

嗜酸硫氧化细菌消解元素硫的研究进展

浸矿酸性环境下,金属硫化矿在Fe3+作用下,经过硫代硫酸盐途径或多聚硫化氢途径而分解的过程中导致大量元素硫的累积,进而可能在金属硫化矿表面形成疏水元素硫层,阻碍金属离子的进一步浸出。酸性环境下,惰性元素硫的消解必须借助嗜酸硫氧化细菌来实现。该消解过程包括嗜酸硫氧化细菌对元素硫的吸附、转运以及氧化转化等过程。本文对近年来嗜酸硫氧化细菌消解元素硫过程的相关研究进行了全面评述,认为有关嗜酸硫氧化细菌消解元素硫的分子机制的清晰阐述还有待人们通过对消解过程的各个环节的分子机制进行大量研究来实现。     

红树林湿地硫酸盐还原菌的多样性及其参与驱动的元素耦合机制

红树林生态系统是热带和亚热带地区重要的滨海湿地,具有营养物质形态多样化和高效动态变化的特征,是驱动碳、氮、硫等元素循环的热区。硫酸盐还原菌(sulfate-reducing prokaryotes,SRPs)是地球最古老的微生物生命形式之一,在推动早期地球地质演化以及现代生物地球化学循环中发挥关键作用,但其在红树林湿地还缺乏全面深入研究。本文基于Genome Taxonomy Database中原核生物基因组的挖掘,系统总结了硫酸盐还原菌的类群,梳理了近年来国内外红树林中硫酸盐还原菌的分布情况及影响其分布的因素,分析了硫酸盐还原菌在红树林生态系统的碳、氮、硫及铁等元素地球化学循环中的作用,并对硫酸盐还原菌未来的研究方向进行了展望,以期为深入研究硫酸盐还原菌参与驱动的元素生物地球化学循环及其耦合机制提供参考。     

川东红池坝地区红三叶和鸭茅人工草地土壤和植物营养元素含量特征的研究

川东地区池坝地区红三叶（Ｔｒｉｆｏｌｉｕｍｐｒａｔｅｎｓｅ）和鸭茅（Ｄａｃｔｙｌｉｓｇｌｏｍｅｒａｔａ）人工草地土壤和植物营养元素的含量特征如下;（１）土壤中的元素含量以铁,钾和镁较高,钠,钙,氮,锰和磷较低,硫,锌,硼,铜和钼微少;（２）从元素的富集特征来看,该区土壤中的钙,硫为重度淋溶元素,钾,磷,镁,锌,钠为中度淋溶元素,铁,铜属轻度淋溶元素,锰属富集元素;（３）根据元素的生物吸收系列,红三     

施硫对'豫麦50'籽粒灌浆特性及产量的影响

选用弱筋小麦品种‘豫麦50’为材料,通过大田试验研究了较高供氮水平下（施纯氮330kg／hm^2）施用低量（S20kg／hm^2）、中量（S60kg／hm^2）和高量（S100kg／hm^2）硫肥对小麦籽粒灌浆特性和产量的影响。结果显示,不同施硫处理的小麦籽粒灌浆进程均呈“慢-快-慢”的S型曲线,拟合的Logistic方程决定系数均大于0．9932,并达到极显著水平;灌浆持续期（T）、渐增期平均灌浆速率（V1）,快增期和缓增期持续期（T2、T3）、灌浆期各阶段干物质积累量（m1、m2、m3）和理论最大千粒重（K）均随施硫量增加而提高,并以中硫处理的各项灌浆参数表现较优;中硫处理的千粒重（46．47g）和籽粒产量（7416．0kg／hm^2）显著高于低硫处理,极显著高于对照（不施硫）和高硫处理。表明在当前较高施氮水平下,每公顷施纯硫60kg可有效改善小麦灌浆特性,显著提高籽粒产量。     

硫代葡萄糖苷及其降解产物异硫代氰酸盐

硫代葡萄糖苷是一种含硫的次级代谢产物,广泛分布于十字花科植物中。不同的栽培种、不同的生理阶段、不同的组织部位以及不同的栽培条件,都会使植物中含有的硫代葡萄糖苷的含量和成分有所变化。当硫代葡萄糖苷经葡萄糖硫苷酶作用时会发生降解,生成异硫代氰酸盐等产物。采后的一系列处理会影响植物中硫代葡萄糖苷的含量。硫代葡萄糖苷的降解产物异硫代氰酸盐作为一种化学预防剂,能抑制阶段Ⅰ酶（phase Ⅰ enzyme）,诱导阶段Ⅱ酶（phaseⅡenzyme）,从而防止癌症的发生。目前对硫代葡萄糖苷的鉴定方法主要是高效液相色谱法,气相色谱法等。     

金属硫蛋白的生物学特性及生理作用

金属硫蛋白的生物学特性及生理作用朱赓伯（苏州医学院生化教研室,苏州２１５００７）关键词金属硫蛋白金属硫蛋白又名金属硫组氨酸甲基内盐（ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎｓ,ＭＴ）。三十年前美国哈佛大学的Ｂ．Ｌ．Ｖａｌｌｅｅ首次在马的肾脏中发现Ｃｄ－ＭＴ和Ｚ...