候选门级辐射类群(CPR)细菌研究进展

候选门级辐射类群（candidate phyla radiation,CPR）是一类在自然界广泛分布的庞大细菌类群,成员众多,基于宏基因组测序结果已划分出75个门水平分支。CPR细菌是研究微生物进化与各类生境微生物协同作用的理想材料与系统,其在系统进化树中位于细菌域的最外侧,与古菌域外侧的DPANN超门毗邻,进化地位特殊。该类群具有独特的生物学特性,如细胞个体小,基因组精简,缺少三羧酸循环途径以及常见细菌电子传递链相关基因,通常需要与宿主共生、纯培养困难,目前仅在人类口腔中成功分离到一株CPR细菌（TM7菌株UB2523）。本文综述了CPR细菌的发现历程、细胞形态、代谢特征、在碳/氮/硫元素循环中的作用,以及不依赖于培养的组学技术在CPR细菌研究中的应用,可为深入探究CPR细菌的进化地位和驱动地球化学元素循环的方式,以及与宿主共生系统的互作机制提供参考。     

呼和浩特市周边地下水CPR和DPANN类群的检测及多样性分析

【背景】候选门级辐射类群(candidate phyla radiation, CPR)和DPANN是与绝大多数已知细菌和古菌具有显著差异的独特类群,因发现较晚,人们对其认识还非常有限。已知二者类群庞大、存在广泛,但在不同生境中的多样性研究还较少,生态功能尚属未知。【目的】分析不同地下水中CPR和DPANN的多样性,探讨不同方法对CPR和DPANN检出及富集的影响。【方法】采用0.1μm滤膜收集菌体和宏基因组测序的方法分析呼和浩特市周边4个不同地下水中CPR和DPANN的多样性。比较宏基因组测序与16S rRNA基因扩增子测序对CPR和DPANN检出的影响,以及不同过滤方式和不同滤膜组合对CPR和DPANN富集的作用。【结果】4个地下水样品CPR类群检出33-64个菌门,相对丰度在0.17%-1.67%之间;DPANN检出1-7个菌门,相对丰度在0.00093%-0.07100%之间。对于CPR和DPANN,16SrRNA基因V3-V4区扩增子测序仅检出了纳古菌门(Nanoarchaeota)。1.2μm与0.1μm滤膜组合具有最好的CPR和DPANN富集效果,在及时更换滤膜的过滤方式...     

微生物暗物质分离培养——以CPR和DPANN类群为例

候选门级辐射类群(candidate phyla radiation, CPR)细菌和DPANN超门古菌是重要的微生物暗物质，约占地球细菌和古菌多样性的一半。目前对于CPR和DPANN的研究处于起步阶段，仅获得了少数的实验室培养菌株，代表着丰富的菌种资源和基因资源的潜力；同时其生态功能还未知，预示着未来新发现的巨大机遇。本文在总结现有微生物分离培养方法以及CPR和DPANN菌株共性特征的基础上，对已实现实验室培养的CPR和DPANN菌株进行归纳和分析，提出该类群菌株分离培养的几点建议，以期为今后对该类群菌株的分离培养提供参考。CPR细菌和DPANN古菌的可培养研究有助于加深对该类群菌的认识，阐明其生活方式、进化及演变规律并揭示其独特的代谢途径及功能基因，发现新的天然活性产物，具有重要的科学意义及应用价值。     

土壤细菌遗传多样性及其与植被类型相关性研究

细菌是土壤生物的重要类群,由于其形态简单,绝大多数无法人工培养,用传统分类法极难进行土壤细菌遗传多样性分析。选择土壤细菌１６Ｓ核糖体ＲＮＡ基因内一段２６碱基变异区为基因标签,连接成标签串测序,用标签类型、频率和多样性指数等在分子水平上描述土壤细菌遗传多样性,并分析了土壤细菌遗传多样性与植被类型的相关性。土壤细菌遗传多样性与土壤有机质、全氮含量等理化性质高度相关,不同植被土壤理化性质差异决定细菌遗传     

微生物的生物多样性及应用前景*

根据微生物的特性,从物种、生理代谢类群及遗传背景几个方面简述了它们的生物多样性及其研究的重要意义。并从基因组学的研究发展展望了对微生物多样性的认识和其资源利用的前景,希望能引起科学界和全社会对这个生物资源的重视。     

极端嗜酸性专性化能自养硫细菌有机质代谢的研究进展

极端嗜酸性专性化能自养硫细菌具有独特的生理特性, 在农业、细菌冶金、含硫废水处理以及环境保护等方面发挥着重要作用, 但这类细菌在其特殊能源缺乏时不能代谢有机质, 生长缓慢, 代时长, 细胞得率低, 限制了它在实际生产中的应用效率。对其进行遗传改造, 构建能够利用有机质快速生长的基因工程菌, 将为这类细菌的工业化应用提供一条可行的途径。主要对极端嗜酸性专性化能自养硫细菌有机质代谢的研究进展进行了综述, 其中包括有机化合物的抑制作用、有机化合物的有限利用、中心代谢途径及物质的转运等, 还包括专性化能自养硫细菌有机质代谢遗传改造研究的最新进展。     

微生物物种多样性、群落构建与功能性状研究进展

微生物主要包括细菌、真菌、古菌、病毒等类群, 是地球上出现时间最早、分布最广泛、个体数量最多, 以及物种和基因多样性十分丰富的生物类群。为了适应各种生境, 微生物衍生出腐生、寄生、共生等多样的生存策略, 在生物地球化学循环、生态系统演替与稳定性、环境修复以及人类健康等方面发挥着重要作用。传统的微生物监测方法限制了我们对微生物多样性的认知; 但是, 近年来高通量测序技术和生物信息学的发展极大推动了微生物多样性的研究进展。本文概述了近年来在微生物多样性分布格局与维持、群落构建以及功能属性多样性的最新进展; 总结分析了细菌、古菌、真菌的多样性纬度分布格局及其驱动因子, 选择、扩散、成种、漂变等过程对细菌、古菌、真菌的群落构建的贡献, 以及细菌和真菌的形态、生理生化、生长繁殖、扩散、基因组等功能性状的多样性; 提出了未来微生物多样性研究的重要领域: 环境宏真菌组研究, 微生物多样性与生态系统多功能性的关系研究, 以及微生物互作网络的生态功能研究。     

P450酶在植物三萜化合物生物合成中的催化与调控

植物三萜化合物是一类具有6个C₅异戊二烯单元的高附加值天然化合物,具有抗炎、护肝、抗肿瘤、抗氧化和降血压等重要药理活性。在三萜化合物生物合成过程中,细胞色素P450酶通过引入羟基、羧基、羰基以及环氧基等官能团,为丰富三萜结构的多样性起到了重要的作用。然而,目前P450酶底物催化特异性机制仍不清晰,异源底盘细胞中表达率低、与细胞色素氧化还原酶(CPR)的适配性差限制了其在植物三萜化合物微生物异源合成中的应用。本文系统地介绍了植物三萜化合物的合成途径、P450酶的催化系统组成和催化机制。通过P450酶的理性与非理性的分子改造,P450酶及其CPR的适应性匹配以及关键代谢途径的区室化研究,以期为P450酶在高效合成三萜化合物的应用提供研究思路。     

绿弯菌的研究现状及展望

绿弯菌是一个深度分支的门级别细菌类群,广泛分布于生物圈各种生境。现已生效发表的绿弯菌构成9个纲,但仅包含56个种;基于分子生态学的研究结果表明尚有大量绿弯菌类群仍是未培养状态。绿弯菌形态多样,营养方式和代谢途径十分丰富,参与了C、N、S等一系列重要生源元素的生物地球化学循环过程。研究该类群不仅有助于认识环境中微生物的多样性及其代谢特征,从而更好的理解微生物参与的生态学过程,还有助于揭示微生物对环境的适应及其进化。本文主要综述了绿弯菌的发现历史、营养、代谢及其在元素循环中的作用,并总结了其分离培养和潜在应用价值,最后展望了未来的研究方向,旨在为深入探究绿弯菌的进化、培养和驱动地球化学元素循环等研究提供参考。     

油菜内生细菌16S核糖体DNA的RFLP分析

植物内生细菌定殖在植物组织内部但不引起明显的病害症状。从健康油菜植株的不同器官中分离到大量内生细菌,这些细菌菌落形态存在明显的差异,表明油菜组织中存在大量内生细菌,且类群丰富。分离到的122株内生细菌根据菌落形态可以划分为35类;利用细菌通用引物对16S核糖体DNA进行扩增, 获得约15 kb片段,分别用内切酶HaeⅢ和MspⅠ对扩增产物进行限制性酶切,产生不同的酶切图谱,根据酶切图谱聚类分析结果,所有供试菌株被归为39类,这一结果从遗传上显示油菜内生细菌类群的多样性。两种方法归类结果比较发现菌落特征所反映的信息量有限,只能作为初步的参考指标,核糖体DNA的限制性片段长度多态性分析快速、准确,可以作为油菜内生细菌多样性分析的一种有效方法