中国微生物物种多样性研究进展

微生物是分布最为广泛的生命形式,几乎分布到地球上的所有生境,具有丰富的物种多样性。我国地域辽阔,跨越热带至寒温带,气候条件多样,地理环境与生态系统类型复杂,是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国已开展了大量微生物多样性研究,并证实我国多样的生境蕴藏着丰富的微生物物种多样性。目前我国已报道真核微生物(菌物)约14,700种,其中包括真菌约14,060种、卵菌约300种、黏菌约340种,而真菌中有药用菌473种、食用菌966个分类单元。特别是近年来通过免培养的分子生物学技术发现我国存在丰富的原核微生物多样性。本文概述了传统方法和现代分子生物学技术在我国原核微生物(古菌、细菌)和真核微生物(真菌、卵菌、黏菌)物种多样性研究的最新进展。     

云南温泉蓝藻多样性研究*

云南温泉数量多,分布广,可划分为低温温泉、温泉、热泉和沸泉4种类型。生活在这些温泉中的蓝藻不仅群落类型不同,而且蓝藻区系与西藏、四川、印度等热带和亚热带地区具有一定的相似性。本文报道云南温泉蓝藻89种,分录于3纲4目7科21属。 根据不同温泉类型的生态环境,初步分析了温泉蓝藻的群落结构、区系组成、分布特点,并对生物物种多样性和环境因素的关系进行了讨论。     

温泉微生物多样性与酶类分析

温泉微生物多样性包括物种多样性、遗传多样性、生理多样性和生态多样性。温泉微生物多样性受地理位置、温度和酸碱度、水化学成分(硫、硼、铁、砷等离子和化合物)及氧气和光照等生态因子的影响。目前已经从温泉微生物中筛选出了许多具有热稳定性的酶。本文分析了温泉微生物多样性及其影响因素,并讨论了具有广泛应用价值的温泉微生物酶,为拓展我国温泉微生物多样性研究、深入认识和开发温泉微生物资源提供基础。     

微生物的多样性及其某些特征

微生物的多样性及其某些特征陈健斌（中国科学院微生物研究所,北京１０００８０）生物,形形色色,千姿百态。地球上已被描述和命名的生物约有１４４万种￣［１］或１７０余万种￣［２］,而更多的生物物种尚未被认识。所谓生物多样性（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｖｅｒｓ...     

微生物物种多样性的保护与其资源保藏

从微生物物种多样性的保护以及微生物物种资源的保藏等方面较全面地阐述了微生物物种资源保护与保藏的重要性及其相互关系 ,阐明了微生物菌种保藏的原理及方法 ,同时介绍了保藏技术领域的研究动向和保藏机构或组织在微生物资源的保藏、开发和交流等方面所起的重要作用     

物种与物种多样性

本文首先讨论生物物种的科学概念和生物学本质，分析物种客观存在的自然属性和物种概念的局限性，认为物种的生物学属性和物种多样性的科学属性之间有着本质联系。物种多样性研究的实质是研究生物物种的生物学多样性。度量物种多样性程度有多种方法，但物种数目是物种多样性程度最直接、也是最基本的表达，估计物种多样性数目是当前国际上物种多样性研究的核心与热点内容。物种多样性产生的根源是物种形成，物种绝灭速率是维持物种多样性的关键因素。本文简要总结了物种形成与绝灭的基本模式和机制，通过分析生物地理区系与物种多样性研究的密切关系，说明物种的区系成份分析是物种多样性大尺度格局研究的重要内容。     

宁南山区典型草本植物茎叶分解对土壤酶活性及微生物多样性的影响

采用凋落物分解袋法,以宁南山区典型草本植物长芒草、铁杆蒿、百里香为研究对象,分析了3种植物茎叶分解过程中土壤酶活性变化特征和分解后期微生物多样性特征,以及土壤酶活性与初始土壤化学性质的关系.结果表明: 植物茎叶分解480 d后,各处理土壤酶活性均有不同程度的增加,且长芒草处理土壤蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性最高,分别为32.40和1.99 mg·g^-1·24 h^-1,百里香处理土壤脲酶活性最高(2.66 mg·g^-1·24 h^-1),铁杆蒿处理土壤纤维素酶活性最高(1.42 mg·g^-1·72 h^-1).分解末期土壤纤维素酶活性与土壤初始微生物生物量碳呈显著正相关;分解末期土壤纤维素酶活性与土壤初始硝态氮含量呈显著负相关.添加植物茎叶处理土壤细菌和真菌的Ace指数、Chao指数和Shannon指数均显著大于对照,Simpson指数显著小于对照.植物茎叶的分解显著提高了土壤细菌和真菌的丰度及多样性,进而提高了植物茎叶的分解速率,促进了生态系统营养物质的循环与转化.     

原核微生物的多样性

微生物是一群以分解代谢为主的重要生物类群,其生物学多样性十分丰富。但由于它们的微观性,尤其原核微生物简单的单细胞结构、以无性方式进行快速地繁殖而造成的无准确的基线难以对其进行种群数目和数量的统计,因而对微生物的多样性研究远没有宏观生物那样深入和受到重视。本文根据原核微生物的特性,从其物种、所代表的进化分支、生理代谢类群及遗传背景几个方面简述了它们的多样性及重要意义,意在引起科学界和全社会对这类生物资源的认识和保护的重视。     

海洋微生物多样性及其分子生态学研究进展

海洋微生物多样性的深入研究将有助于微生物资源更好的开发和利用,海洋微生物多样性有很大的研究价值和研究空间。海洋中大多数微生物处于未可培养状态,在分子生态学基础上对海洋未可培养微生物进行研究是当今微生物多样性研究的主要方向。近年来相关研究进展迅速,研究方法不断更新。主要从分子生态学角度对微生物多样性研究现状进行概述并详细分析探讨了相关的研究方法,而且从分子生态学与海洋微生物多样性研究相结合的层面,对本领域的研究进行展望。旨在为海洋微生物多样性的研究及海洋资源的可持续开发与利用提供参考。     

土壤微生物多样性及其环境影响因子研究进展

土壤中存在丰富的微生物资源,不同土壤系统具有不同的微生物群落,微生物多样性既依赖于生态系统又服务于生态系统。本文从物种多样性、遗传多样性、生态类型多样性、功能多样性四个方面对土壤微生物多样性进行了新的诠释,总结论述了土壤微生物多样性与环境因子如土壤、植物群落和气候条件之间的关系,并对目前存在的问题和今后面临的挑战提出几点看法。     

河北承德地区两个温泉中细菌的多样性分析

通过构建16S rDNA克隆文库,对承德地区两温泉中的细菌多样性水平及系统发育关系进行了初步研究。研究表明:68°C的A11文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属5个细菌类群,分别为Firmicutes(6.25%)、Deinococcus-Thermus(25.0%)、Gammaproteobacteria(12.5%)、Betaproteobacteria(50.0%)、Alphaproteobacteria(6.25%);而74.5°C的A12文库仅属于一个细菌类群:厚壁菌门(Firmicutes)。两温泉中细菌多样性的差异表明,温度是影响温泉中细菌多样性水平的重要因素。此外,A11文库中克隆的16S rDNA序列与许多已知的可产色素的好氧菌相似性很高,而A12文库中的细菌多数为专性厌氧或兼性厌氧型,其中厌氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)中的Anoxybacillus flavithermus可以作为研究泉华形成的理想材料。     

Microbial diversity of soil from two hot springs in Uttaranchal Himalaya

Soil samples collected from two hot springs, Soldhar and Ringigad, both located in the Garhwal region of Uttaranchal Himalaya were analysed for their physical, chemical and microbial components. The alkaline pH, total absence of carbon and nitrogen, and high temperature were features common to soil samples from both sites. The Soldhar samples contained higher amounts of Cu, Fe and Mn. Ringigad soil was devoid of Cu, but had much higher phosphate. While the optimum incubation temperature for isolating the maximum microbial counts from soil samples from the two sites was 50 degrees C, microbial growth in broth was also observed when incubated at 80 degrees C. Microscopic examination revealed three types of microbial populations, i.e., bacteria, yeast and filamentous organisms. The soil samples were found to be dominated by spore forming rods. Out of 58 aerobic isolates, 53 were gram positive bacilli. Gram positive anaerobic oval rods were also observed up to 60 degrees C. Soil dilution plates revealed the presence of antagonistic and phosphate solubilizing populations.     

高通量测序分析云南腾冲热海热泉真菌多样性

【目的】本研究揭示云南腾冲热海热泉真菌多样性及群落分布格局,探讨其理化因子对真菌群落结构的影响。【方法】利用Illumina Hi Seq2500高通量测序平台对腾冲热海热泉沉积物宏基因组ITS基因进行测序,并进行生物信息分析。【结果】从5个热泉样品中共检测到343484条有效序列,包括5个真菌门,20个纲,66个目。右姐妹泉(JMQR)、左姐妹泉(JMQL)、蛤蟆嘴泉(M)、桥泉(QQ)及鼓明泉(GMQP)分别以Agaricales、Eurotiales、Capnodiales和Hypocreales等为优势目。在属水平上,共获得365个属,从JMQR中检测到212个属,以裂褶菌属(Schizophyllum)为最优势;从JMQL中挖掘到197个属,以青霉属(Penicillium)为最优势类群;从M和QQ中分别获得222个和270个属,均以枝孢属(Cladosporium)为最优势;从GMQP中发现179个属,以侧齿霉属(Engyodontium)丰度最高。NH4+含量、温度及pH影响不同优势真菌的分布,其中以pH与优势类群(OTU1%)结构变化显著性最高(P=0.05)。【结论】云南腾冲热海高温热泉蕴藏着极其丰富的真菌物种,其不同样品真菌分布具有差异性,pH可能是影响热泉真菌群落分布的重要因素之一。     

Pathogenicity of Ochroconis gallopava isolated from hot springs in Japan and a review of published reports

Four strains of Ochroconis gallopava from 3 out of 15 Japanese hot springs were isolated. Colonies of the hot spring isolates were uniformly floccose and dark olive green on the surface and dark brown on their reverse side on potato dextrose agar (PDA) plates, however, they became felty, flat, and brownish-black, and produced a reddish-brown pigment after several times of subculture at room temperature. Shapes and sizes of conidia of the four strains were individual, while the D1/D2 domain of the large subunit ribosomal RNA gene sequences showed 99.7% identity in the GenBank database. The DNA pattern of the hot spring isolates amplified by species specific loop mediated isothermal amplification method were as the same pattern as that of a clinical isolate. The minimum inhibitory concentrations of antifungal agents to O. gallopava isolated from the hot springs were ranged from 0.5 to 1 μg/ml in amphotericin B, 1 to 16 μg/ml in flucytosine, 0.125 to 0.25 μg/ml in itraconazole, 1 to 4 μg/ml in miconazole, 16 to 64 μg/ml in flconazole and 0.03 to 0.5 μg/ml in micafungin. The isolates had fatal outcome in experimentally infected mice intravenously with severe invasiveness to brains and kidneys. These findings suggested that O. gallopava habitats in hot springs could be one of sources for infection.     

Phototrophs in high iron microbial mats: microstructure of mats in iron-depositing hot springs

Chocolate Pots Hot Springs in Yellowstone National Park are high in ferrous iron, silica and bicarbonate. The springs are contributing to the active development of an iron formation. The microstructure of photosynthetic microbial mats in these springs was studied with conventional optical microscopy, confocal laser scanning microscopy and transmission electron microscopy. The dominant mats at the highest temperatures (48-54 degrees C) were composed of Synechococcus and Chloroflexus or Pseudanabaena and Mastigocladus. At lower temperatures (36-45 degrees C), a narrow Oscillatoria dominated olive green cyanobacterial mats covering most of the iron deposit. Vertically oriented cyanobacterial filaments were abundant in the top 0.5 mm of the mats. Mineral deposits accumulated beneath this surface layer. The filamentous microstructure and gliding motility may contribute to binding the iron minerals. These activities and heavy mineral encrustation of cyanobacteria may contribute to the growth of the iron deposit. Chocolate Pots Hot Springs provide a model for studying the potential role of photosynthetic prokaryotes in the origin of Precambrian iron formations.     

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。     

物种多样性与人工生态系统稳定性探讨

通过40余年对人工群落的长期研究,探讨了一层一种的传统橡胶及茶树种植园,两层两种的橡胶-茶叶、橡胶-咖啡人工群落,三层三种的橡胶-萝芙木-千年健人工群落以及多层多种(5个层次100余种经济植物)的人工雨林的不同结构．从生物量、生产力及经济生产力,对群落环境(小气候、土壤等)的保护及改善能力和对自然灾害(如寒害、风害等)的抵抗力3个方面,比较了单一结构与复合结构在3个系统功能上的差异．结果表明,随着种类增加,层次复杂加大,系统在生物量及生产力上均有明显增加;小气候中随着结构的复杂化加大,相对湿度也随着增加,最高温度降低,最低温度升高,风速减少,土壤流失明显减少,对低温风害的抵抗力加强,表明人工生态系统结构明显影响了系统稳定性．     

Microbial diversity and autotrophic activity in Kamchatka hot springs

Microbial communities of Kamchatka Peninsula terrestrial hot springs were studied using molecular, radioisotopic and cultural approaches. Analysis of 16S rRNA gene fragments performed by means of high-throughput sequencing revealed that aerobic autotrophic sulfur-oxidizing bacteria of the genus Sulfurihydrogenibium (phylum Aquificae) dominated in a majority of streamers. Another widely distributed and abundant group was that of anaerobic bacteria of the genus Caldimicrobium (phylum Thermodesulfobacteria). Archaea of the genus Vulcanisaeta were abundant in a high-temperature, slightly acidic hot spring, where they were accompanied by numerous Nanoarchaeota, while the domination of uncultured Thermoplasmataceae A10 was characteristic for moderately thermophilic acidic habitats. The highest rates of inorganic carbon assimilation determined by the in situ incubation of samples in the presence of ¹⁴C-labeled bicarbonate were found in oxygen-dependent streamers; in two sediment samples taken from the hottest springs this process, though much weaker, was found to be not dependent on oxygen. The isolation of anaerobic lithoautotrophic prokaryotes from Kamchatka hot springs revealed a wide distribution of the ability for sulfur disproportionation, a new lithoautotrophic process capable to fuel autonomous anaerobic ecosystems.

     

洞庭湖湿地木霉多样性及生防活性

【目的】了解湖南省洞庭湖湿地木霉种类及分布,丰富我国的木霉种质资源,为功能菌株筛选应用奠定基础。【方法】利用ITS序列比对分析结合形态学特征对分离到的木霉菌株进行种类鉴定,构建系统发育进化树分析其亲缘关系。通过菌丝生长速率法测定菌株的平板抑菌能力,根据水解带大小检测菌株的水解酶活性,利用灰色关联度分析筛选综合生防效果较好的木霉菌株。【结果】从52个土样和18个水样中分离得到114株木霉菌株,经鉴定分属16个木霉种类:哈茨木霉、绿木霉、刺孢木霉、土星孢木霉、钩状木霉、拟康宁木霉、短密木霉、深绿木霉、猥木霉、毛细木霉(中国新记录种)、长枝木霉、卵孢木霉、侧耳木霉、加纳木霉、厚木霉及一个疑似新种;哈茨木霉为洞庭湖湿地中的优势种,占总菌株数量的19.30%;16种木霉在系统发育树中归于7个进化支:Harzianum Clade、Virens Clade、Longibrachiatum Clade、Lutea Clade、Viride Clade、Hamatum Clade、Unknown Clade。灰色关联度分析表明,菌株TW21990、QT22040和QT22094的灰色关联度较高,分别为0.849 5、0.798 6和0.732 6,综合生防性状较好。【结论】洞庭湖湿地木霉具有种类多样性和分布多样性,发现了一个中国新记录种毛细木霉和一个疑似新种,哈茨木霉TW21990、长枝木霉QT22040和卵孢木霉QT22094是潜在的优良生防菌株。