紫色非硫细菌光合基因表达调控研究进展

紫色非硫细菌光合基因表达调控研究进展吴大庆,钱新民（山东大学微生物所,济南２５０１００）紫色非硫细菌ｐｕｒｐｌｅｎｏｎｓｕｌｆｕｒｂａｃｔｅｒｉａ,以下简称ＰＮＳ菌,即红螺菌科（Ｒｈｏｄｏｓｐ－ｉｒｉｌｌａｃｅａｅ）,属于光合细菌的α和β亚门,具有较...     

产氢紫色非硫光合细菌的分离与筛选

从不同来源的样品中分离到5株紫色非硫光合细菌,从中筛选出2株产氢量较高的菌株——菌株D和菌株H。对其产氢动力学研究表明,在含有20mmol/L谷氨酸钠和50mmol/L D,L-苹果酸培养基中,两株菌可连续稳定产氢5—8d,其产氢速率分别为10.18和20.61μ/h·mg细胞干重。     

阳宗海中紫色非硫光合细菌的生态研究

为得到高原深水湖泊中的微生物生态分布信息,运用统计学软件,在2002年对阳宗海中的紫色非硫光合细菌的数量进行了数学分析。影响湖泊中PNSB数量分布的主要因素是水平位点、深度和采水期,溶氧、温度、透明度、COD和叶绿素a含量等环境因子对PNSB数量也有影响。各环境因子如叶绿素a含量和透明度之间也有相关性,对其进行了分析并计算出环境因子之间关系的一元回归方程。     

净化养殖水体紫色非硫光合细菌的筛选与鉴定

本研究从杭州养鱼塘水样及底泥样品中富集分离得到三株紫色非硫光合细菌,分别命名为HZ-3,HZ-4,HZ-5。 通过比较这三株菌对鱼、虾养殖水体的净化效果,筛选出菌株HZ-5 净化能力较强 ,经过5天的处理,该菌株使养鱼塘水样的COD 降低24.87%;使养虾池塘水样的COD 降低 36.99%;使养鱼塘水样的亚硝态氮的降解率达到97.79%。对菌株HZ-5进行了形态学观察、生理生化鉴定、活细胞吸收光谱以及16S rDNA序列分析。16S rDNA序列分析结果表明该菌株与沼泽红假单胞菌的16S rDNA序列有高达99％的同源性,结合形态特征和生理生化特性以及活细胞吸收光谱特征等,将其鉴定为沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）。     

内蒙古碱湖中紫色非硫光合细菌的分离和鉴定

从内蒙古碱湖水样中分离得到一株紫色非硫光合细菌,命名为JH1-6.对该菌株进行了形态学观察、生理生化鉴定、活细胞吸收光谱以及16S rDNA序列分析.16S rDNA序列分析结果表明该菌株与沼泽红假单胞菌的16S rDNA序列同源性高达99%,结合形态特征和生理生化特性以及活细胞吸收光谱特征等,确定菌株JH1- 6在分类地位上属于沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris).     

一株紫色非硫光合细菌净化养殖水体初步研究

选取从杭州养鱼塘水样中分离得到的1株紫色非硫光合细菌菌株HZ-1,利用它的纯培养物处理养殖水体,测定COD去除率和亚硝态氮降解率。结果表明,菌株HZ-1可以有效地分解水体中的污染物,去除水体中的COD,对养鱼塘水去除率达到20.99%;对养虾池水去除率达到了36.09%;菌株HZ-1可以有效地降低水体的亚硝态氮,对养鱼塘水亚硝态氮的降解率为41.18%,具有较好净化效果。     

紫色非硫细菌质粒的制备与性质

介绍一种适于紫色非硫细菌质粒的制备方法,该法简单,易操作,质粒ＤＮＡ纯度好,收率高,通过在加富培养基上连续传代数次,质粒ＤＮＡ可自行消除。     

紫色非硫细菌的砷代谢机制

[目的]系统阐述紫色非硫细菌(PNSB)砷代谢机制和砷代谢基因簇的进化关系.[方法]通过生物信息学方法分析了PNSB砷代谢基因簇的分布、组成、排布方式.采用UV-Vis和HPLC-ICP-MS方法,研究了3个PNSB种类对砷的抗性、砷形态及价态的转化、砷在细胞中的积累和分布以及磷酸盐对As细胞毒性的影响.[结果]砷基因簇分析表明:已公布全基因组序列的17个PNSB菌株基因组中均含有以ars operon为核心的砷代谢基因簇,由1-4个操纵子组成,主要含有与细胞质砷还原和砷甲基化代谢相关的基因,但基因的组成和排列方式因种和菌株而异,尤其是arsM和两类进化来源不同的arsC.实验结果表明:光照厌氧条件下,3个PNSB种类对As(V)和As(Ⅲ)均具有抗性,As(V)和As(Ⅲ)均能进入细胞 ;在胞内As(V)能够还原为As(Ⅲ)并被排出胞外,但不能将As(Ⅲ)氧化为As(V),也未检测到甲基砷化物 ;磷酸盐浓度升高,能够抑制As(V)进入细胞,降低As(V)对细胞的毒性,而不能抑制As(Ⅲ)进入细胞.[结论]PNSB砷代谢机制主体为细胞质As(V)还原,也还有砷甲基化途径.通过对砷代谢基因簇结构多样性特点和进化方式分析,提出了与Rosen不同的ars operon进化途径.这对深入开展PNSB砷代谢和基因之间的相互作用研究奠定基础.     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白的分离纯化

采用超声破碎,Triton X-100处理,30％丙酮提取,经三次DEAE-52纤维素离子交换柱层析分离纯化,我们第一次从紫色非硫光合细菌Rps.capsulata N-3菌株中,获得聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin)及其结晶。吸收光谱的峰值位于275舳,375nm;在450 nm、480 nm处各有较小的吸收峰。特征吸收峰比A375nm/A275nm=0.74。凝胶过滤测定它的分子量为9,000道尔顿;每分子含有8个非血红素铁和等数量的酸性不稳定硫。铁氧还蛋白能被连二亚硫酸钠化学还原,氢气和氢酶构成的酶体系还原,亦能作为电子传递载体参与菠菜叶绿体催化的DCPIPH_2→铁氧还蛋白→NADP~ 光还原。     

根瘤菌的自生固氮作用

由于根瘤菌与寄主--豆科植物有明显的依赖关系,而且有些科学家过去曾用选择培养基或加入植物提取物进行试验,企图证明根瘤菌的自生固氮能力没有获得成功,因此导致根瘤菌只有与高等植物共生时才能固氮的概念的形成。这可能由于当时检测方法不灵敏,以及没有找到根瘤菌自生固氮的合适条件。     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白氧化还原电位的研究

本文介绍了从紫色非硫光合细菌Rhodopseudomanas capsulata 分离纯化的铁氧还蛋白,经固体硫酸铵分级盐析沉淀和透析进一步纯化的样品,通过循环伏安法检测其对温度的敏感性,所引起的蛋白变性;然后应用定电位电量法和电位阶跃电量法,研究它的电量-电位关系,根据Nernst 公式进而计算铁氧还蛋白的中点电位分别为-378mV 和-375mV,在其参与氧化-还原反应时,每分子铁氧还蛋白传递电子数目≈2。并对不同菌种来源的铁氧还蛋白的标准氧化-还原电位及其传递电子数目进行了讨论。     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白氧化还原电位的研究

本文介绍了从紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata分离纯化的铁氧还蛋白,经固体硫酸铵分级盐析沉淀和透析进一步纯化的样品,通过循环伏安法检测其对温度的敏感性,所引起的蛋白变性;然后应用定电位电量法和电位阶跃电量法,研究它的电量-电位关系,根据Nernst公式进而计算铁氧还蛋白的中点电位分别为-378mV和-375mV,在其参与氧化-还原反应时,每分子铁氧还蛋白传递电子数目≈2。并对不同菌种来源的铁氧还蛋白的标准氧化-还原电位及其传递电子数目进行了讨论。     

与慢生大豆根瘤菌吸氢和固氮作用有关的基因克隆

用Tn5插入导致的T-1(His Hup Fix)变株为受体,从慢生大豆根瘤菌USDA 110基因文库中钓取His+结合子10株,经捡测,它们都不同程度地恢复了Hup+与Fix+功能,从它们的DNA琼脂糖凝肢电泳图上,可见到都有一个分子量大小各异的pLAFRI：：his质粒,其中5株接合子的重组质粒已转入E．Coli HB101中,从它们的质粒电泳图型再显示其分子量各有差异,经 Southern转移之后,分别用hup探针和nif探针进行DNA杂交分析,明确Ecr菌株的质粒能与hup和nif探针杂交,Ec。菌株的质粒能与hup探针杂交,其它三株虽能解除Hup Fix-功能上的缺陷,但其质粒DNA序列上并无与nif或hup序列有同源性的成份     

氧化还原条件对紫色硫和非硫细菌生长的作用

紫色硫细菌(Chromatium mlnutissimum)发育在合Na2S的无机培养基中,原始的电位较低(rH2=9．3),由于生长过程中Na2S被氧化,氧化还原电位随之升高到棚：14．5。在有机酸培养基中Caromatium和Rhodopseudomonas表现出同样的规律性,随着细菌的发育,培养液的电位由高向低的方向变化,紫色硫毒田菌在合丙酮酸的培养基中rH2由20降至11—11．5,紫色非硫釉菌在合苹果酸的培养基中rHz由25降低到2—4。专性厌氧紫色硫捆菌只能生长在加有适量还原剂如：。Na2S、Na2S2O4和抗坏血酸的培养基中,此时rHz在3—2i范围内,并且rH：低于13较为适宜。兼性厌氧紫色硫相菌的生长不需加任何还原剂,它们生长的氧化还原电位范围比较广,rH：从0．5到27,其生长最适的rH2在25—26。     

紫色非硫细菌固体石蜡双层平板培养法

紫色非硫细菌是一类不产氧光合细菌,具有重要的生态学意义和应用价值。建立固体石蜡双层平板法,与传统的培养法相比较,发现该方法可以更方便、更快捷地计数和分离紫色非硫细菌。结合分子生物学技术,将该方法应用于水稻土紫色非硫细菌的研究,发现以甲酸为碳源的固体石蜡双层平板法可以很好地对环境中可培养的紫色非硫细菌多样性进行研究。该方法的建立将更有助于紫色非硫细菌的研究。     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata细胞色素c_3的纯化及理化特性的研究

菌体经超声破碎,高速离心,二次DEAE-52柱层析和Sephadex G-100分离纯化,得到凝胶电泳纯的细胞色素c_3。特征吸收峰在氧化态时为405,525nm;还原态时为417,520,545nm。用Sephadex G-100凝胶过滤,SDS凝胶电泳方法,测得分子量分别为12,500,13,000D。氨基酸组份分析表明最低分子量为13,500D左右。恒电位电量法测其中点电位为-364mV,参与氧化还原作用时,传递电子数目为2。氧化态时在g值为2.581,2.203,1.715处有特征的ESR波谱,还原态时,ESR波谱消失。     

紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata铁氧还蛋白(Ferredoxin)一些特性的研究

作者报导了(朱长喜等1980)从紫色非硫光合细菌Rhodopseudomonas capsulata N-3菌株中,分离纯化获得了聚丙烯酰胺凝胶电泳纯的铁氧还蛋白(Ferredoxin),通过对其生物活性、分子量的测定,铁、硫含量的化学分析以及电子自旋共振波谱(EPR)的研究,确认它是具有8Fe—8S簇活性中心结构的铁—硫蛋白。已知铁氧还蛋白的生物化学特性随它的来源有变化,因而表现它作为电子传递载体,在光合作用、生物固氮、氢代谢等方面的电子传递过程中,行使的功能也有差异(Rao和Hall 1977),为了进一步研究Rps.capsulata铁氧还蛋白的生理功能,我们测定了它的氨基酸组份,克分子消光系数以及与细菌载色体光合膜的结合状态等生化特性。     

细菌固氮作用的新发现

马萨诸塞大学的微生物学家发现生活在池塘底泥和森林土壤中的细菌能完成两种复杂的生理功能:固氮作用和分解纤维素作用。纤维素构成植物细胞壁坚硬的骨架,是植物中极丰富的成分,全球每年生成约1000亿吨纤维素。这类细菌在没有纤维素作能源时仍能生存,能从空气中固氮。表明细菌在全球氮循环中起很大的作用,能全部固定氮素中的60％,每年约1亿吨。至今未经分类的这类细菌分布很广,在有着丰富纤维素