天山1号冰川底部沉积层产β-半乳糖苷酶低温菌株的系统发育分析及生理多样性

[目的]通过对天山1号冰川底部沉积层冻土中细菌的分离和产β-半乳糖苷酶低温菌株的筛选,了解天山冻土微生物的物种多样性,并对产β-半乳糖苷酶低温菌株的系统发育和生理多样性进行分析.[方法]以乳糖为主要碳源,X-Gal为显色剂,分离筛选出产低温β-半乳糖苷酶菌株.对细菌常规生理生化实验、最适生长温度、耐盐性、药物敏感性进行测定.根据16S rRNA基因序列初步确定产β-半乳糖苷酶低温菌种的系统进化地位,并采用BOX-PCR指纹图谱技术对16S rRNA基因高度同源性的菌株进一步区分.[结果]分离到90株可培养低温菌中25株可产β-半乳糖苷酶,其中76％为革兰氏阳性菌.依据生长温度,产酶菌株80％为嗜冷菌,20％为耐冷菌.在系统发育上,产酶菌株隶属于4个类群,其中肠球菌属(Enterococcus)占26％,短波单胞菌属(Brevundimonas)占22％,假单胞菌属(Pseudomonas)占13％.[结论]天山1号冰川底部沉积层冻土中产β-半乳糖苷酶的低温细菌具有比较丰富的物种和生理多样性.     

渤海沉积物产脂肪酶细菌的筛选及其多样性分析

【目的】从渤海沉积物中分离筛选产脂肪酶细菌,分析其物种多样性,增加人们对渤海生态系统中产脂肪酶菌多样性的认识,获取高效产脂肪酶菌株,为海洋产脂肪酶微生物的挖掘提供菌群资源。【方法】分别将8个渤海沉积物样品梯度稀释涂布至吐温-80筛选平板和三丁酸甘油酯筛选平板,选择性分离产脂肪酶细菌;分析基于16SrRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;利用对硝基苯酚法测定胞外脂肪酶活性,筛选出高效产脂肪酶菌株。【结果】从8个渤海沉积物样品中分离获得51株产脂肪酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria和Firmicutes三个门的8个属,其中Pseudoalteromonas(35.2%)、Marinobacter(23.5%)和Sulfitobacter(17.6%)是优势菌群;脂肪酶酶活性实验表明所有测定菌株都能够分泌脂肪酶,菌株70623分泌的脂肪酶酶活最高,为42.4 U/m L。【结论】渤海沉积物中可培养产脂肪酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Marinobacter和Sulfitobacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外脂肪酶能力不同,获得了一株高效产脂肪酶菌株Marinobacter sp.70623。     

产低温脂肪酶菌株Psychrobacter sp.7342的筛选及粗酶性质研究

从南北极环境土样中筛选到1株产脂肪酶细菌7342,16SrDNA序列分析表明该菌株属于Psychrobacter sp..p-NPP法研究显示,菌株7342所产粗酶液的最适温度为30℃、最适pH值为8.0,对热较稳定;Co2+和Cs+对粗酶液有激活作用,而Na+、Sr2+等7种金属离子对其均有不同程度的抑制作用;粗酶液能在高浓度的SDS、Tween20等变性剂中表现出较好的稳定性.     

低温耐热脂肪酶的筛选、纯化及特性研究

目的:对一株低温耐热脂肪酶产生菌Pseudomonas RT-7进行产酶、纯化和特性研究.方法和结果:该菌的发酵液经50%硫铵沉淀、DEAE-Sepharose及Sephacryl S-100分离获得了纯化的脂肪酶(PL-7).SDS-PAGE电泳估算其表观分子量为44kDa,对底物特异性、作用温度、作用pH和耐热性的研究表明该酶为碱性脂肪酶,最适温度在15～20℃.该酶对C≤12链长的甘油三酯有较好的水解能力.该酶具有在低温和高温下稳定而在中温下不稳定的特点:表现为该酶经60℃30min处理后残余酶活高达93.33%,90℃处理30min后残余酶活仍有35.19%,而在40℃处理30min酶活仅残余28.23%.结论:该酶为低温碱性脂肪酶并在高温条件下具有很好的耐热性.     

低温脂肪酶的研究及其基因的异源表达

低温脂肪酶以中温酶所不可比拟的低温活性优势正越来越多地被人们所关注。低温微生物产生的低温脂肪酶具有独特的结构特征和催化特性。     

产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基优化研究

【目的】研究产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基。【方法】在单因素试验的基础上, 采用Plackett-Burman (P-B)设计, Box-Behnken (B-B)设计和响应面试验设计(RSM), 在20 °C、pH 8.0、160?r/min发酵2 d条件下, 对发酵培养基进行优化。【结果】该菌株最适产酶培养基为(g/L): 葡萄糖7.68, 橄榄油21.93, 硫酸铵2.0, 磷酸二氢钾1.0, 硫酸镁0.27, 氯化钙0.3, 氯化钠20.0, 吐温-80 1.0。其最高酶活为62.8 U/mL, 比优化前提高了3.14倍。【结论】通过对产低温脂肪酶菌株CZW001发酵培养基优化研究, 明显提高低温脂肪酶活力。     

一株产低温碱性脂肪酶菌株的发酵条件优化

对一株产低温碱性脂肪酶细菌（Pseudoalteromonas sp．BJ17）的发酵条件进行了优化,研究各种碳源及氮源对产酶的影响,应用正交实验优化其发酵培养基组成。结果表明：最佳培养基组成为淀粉12g／L,蛋白胨12g／L,酵母膏3g／L,酪蛋白2g/L。最佳培养温度为25℃,发酵时间为16h。     

低温脂肪酶的研究现状与应用前景

低温脂肪酶在低温下仍保持高酶活,因此在应用中有着中温脂肪酶无法取代的优越性,而具有高活性的低温脂肪酶因其具有理论和应用上的双重意义成为了近年来的研究热点。本文从描述产低温脂肪酶的低温微生物特征入手,系统阐述了低温脂肪酶的来源、分类、特征、研究方法及最新进展,并简述了低温脂肪酶在食品、洗涤、制药以及低温环境修复等工业上的应用前景。     

新疆东部天山蝶类多样性及其垂直分布

2006-2008年研究了新疆东部天山蝶类多样性和垂直分布.结果表明:研究区域内共记录蝴蝶7科43属63种,占新疆已记录蝶类种数的24.80％,区系组成主要是古北种,占73％;其次是广布种,占27％,没有发现东洋种.其中蛱蝶科的物种数最多,为11属19种,蚬蝶科的物种数最少,只有1属1种.按海拔将生境分为5个垂直自然带,包括低山灌木草原带、山地森林草原带、亚高山草甸带、高山草甸带、垫状植被带.蝶类物种数和个体数排序为亚高山草甸带＞山地森林草原带＞低山灌木草原带＞高山草甸带＞垫状植被带.采用Shannon-Wiener指数和G-F指数对蝶类物种和科、属的多样性进行了分析评价,结果显示亚高山草甸带的蝶类多样性最为丰富,其次是山地森林草原带和低山灌木草原带,而高山草甸带和垫状植被带的蝶类多样性相对较低,物种和科、属多样性分析结果均一致.蝶类垂直分布明显,物种数和个体数随海拔变化的趋势类似,均为先增加后下降.蝶类区系成分随着海拔升高发生改变,广布种的比例逐渐降低,高山草甸带和垫状植被带只有古北种分布.研究结果显示,生境改变对蝴蝶群落影响明显,保护生境是保护蝴蝶生存的最主要措施.     

Ugan古河道胡杨可培养内生细菌的多样性

摘要：【目的】为了了解塔河废弃古河道胡杨可培养内生细菌的多样性。【方法】从2棵胡杨树干部抽出其内存液,采用三种不同的培养基对样品的内生细菌进行了分离纯化;对它们进行16S rDNA测定和系统进化分析。【结果】分离纯化不同表型的细菌62株,对它们的16S rDNA序列分析表明,62株菌分别属于四个大类群;厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alpha Proteobacteria) 、γ-变形菌纲(Gamma Proteobacteria),18个属,32个种;芽孢杆菌属和假单胞菌属是胡杨可培养内生细菌的优势细菌种群,它们分别占已测种群的40.32%、16.13%。其中菌株KTH-63为葡萄球菌科的潜在的新属新种,它与最近源菌株的16S rDNA序列相似率为92.491%;9株菌KLH-21、KLH-1、KTH-8、KTH-14、KNA-26、KLH-18、KTH-20、KNA-3、KLH-25是潜在的新种（16S rDNA相似率为96.089 %-97.769 %）,胡杨树干内存液中潜在新种的发现率高达总分离检测菌株的16.13 % 。本研究获得的胡杨可培养内生细菌的群落结构数据给植物内生细菌新增了10个属,18个种。【结论】胡杨具有多样性极其丰富的可培养内生细菌菌种资源,土著新种的发现频率超出了预期,胡杨可培养内生细菌的群落结构极大地刷新了植物内生细菌的种群记录,极具进一步发掘的潜力。     

黄土高原地区大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育

【目的】研究黄土高原地区大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育。【方法】采用BOX-PCR、16S rDNAPCR-RFLP、16S-23S IGS PCR-RFLP和16S rRNA基因序列分析方法对分离自我国黄土高原地区4个省的15个地区的130株大豆根瘤菌及部分参比菌株进行了遗传多样性和系统发育分析。【结果】BOX-PCR反映的菌株多样性最丰富,形成的遗传群最多,16S rDNA PCR-RFLP方法在属、种水平上聚群较好,16S-23S IGSPCR RFLP反映的多样性介于BOX-PCR和16S rDNA PCR-RFLP之间,能够较好地反映出属、种和亲缘关系很近的菌株间的差异,3种方法聚类分析结果基本一致,可将所有供试菌株分为两大类群,中华根瘤菌属(Sinorhizobium)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。从系统发育来看,供试的快生大豆根瘤菌为费氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii),慢生大豆根瘤菌为日本慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)和辽宁慢生根瘤菌(Bradyrhizobium liaoningense)。【结论】我国黄土高原地区大豆根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,S.fredii优势种,慢生大豆根瘤菌仅占10%,同时,分离到2株B.liaoningense。     

Microbial diversity and community structure in Fynbos soil

The Fynbos biome in South Africa is renowned for its high plant diversity and the conservation of this area is particularly important for the region. This is especially true in the case of endangered vegetation types on the lowlands such as Sand Fynbos, of which only small fragments remain. The question is thus whether the diversity of the above‐ground flora is mirrored in the below‐ground microbial communities. In order to determine the relationship of the above‐ and below‐ground communities, the soil community composition of both fungal and bacterial groups in Sand Fynbos was characterized over space and time. A molecular approach was used based on the isolation of total soil genomic DNA and automated ribosomal intergenic spacer analysis of bacterial and fungal communities. Soil from four different sites was compared to resolve the microbial diversity of eubacterial and fungal groups on a local (alpha diversity) scale as well as a landscape scale (beta diversity). The community structures from different sites were compared and found to exhibit strong spatial patterns which remained stable over time. The plant community data were compared with the fungal and the bacterial communities. We concluded that the microbial communities in the Sand Fynbos are highly diverse and closely linked to the above‐ground floral communities.     

嗜酸丝状放线菌的选择性分离与多样性

摘要:【目的】针对酸性土壤中的嗜酸丝状放线菌,建立有效的选择性分离方法,并了解其多样性。【方法】用不同的样品预处理方式和分离培养基,并添加不同的抑制剂进行分离;根据放线菌的菌落数和出菌率确定最佳分离方法组合。采用最佳分离方法对从江西采集的17份酸性土壤样品进行分离;根据培养特征对分离菌株进行分群,进一步通过对各类群的显微形态观察和pH梯度生长实验确定代表菌株;对代表菌株进行16S rRNA基因序列分析研究其多样性。【结果】嗜酸丝状放线菌的最佳分离方法为：土壤样品经分散差速离心预处理后,涂布添加了放线菌酮、制霉菌素和萘啶酮酸（各50 mg/L）的GTV培养基。用此方法共分离到放线菌369株,归为10个不同的颜色类群,其中6.6%为严格嗜酸放线菌,72.4%为中度嗜酸放线菌,21.0%为耐酸放线菌。52株嗜酸放线菌代表菌株分布于放线菌目中的12个属：链霉菌属(Streptomyces)、小单孢菌属(Micromonospora) 、诺卡氏菌属(Nocardia)、野野村菌属(Nonomuraea) 、韩国生工属(Kribbella) 、小双孢菌属(Microbispora)、马杜拉菌属(Actinomadura)、拟无枝菌酸菌属(Amycolatopsis)、指孢囊菌属(Dactylosporangium)、伦茨氏菌属(Lentzea)、游动四孢菌属(Planotetraspora) 和链嗜酸菌属(Streptacidiphilus),其中链霉菌分离菌株在系统发育树上形成12个不同的进化类群。【结论】所建立的选择性分离方法可用于土壤嗜酸丝状放线菌的高效分离;江西酸性土壤含有丰富多样的嗜酸丝状放线菌种属。     

北极冻土区活跃层与永冻层土壤微生物组的空间分异

【目的】研究北极地区表层季节性融解冻土(活跃层)及埋藏于其下深层永久冻土(永冻层)的土壤呼吸速率、土壤微生物组差异和活性甲烷氧化微生物。【方法】在相距2700 km的挪威斯瓦尔巴群岛和俄罗斯西伯利亚典型冻土区,共获得4个活跃层及4个永冻层土壤。模拟北极夏季近原位温度(10°C)培养土壤样品,测定土壤呼吸强度;利用稳定性同位素~(13)CH_4示踪土壤甲烷氧化微生物核酸DNA;结合高通量测序16S rR NA基因,实时荧光定量qPCR及土壤理化性质分析,研究活跃层和永冻层土壤微生物群落差异及其对土壤呼吸的影响,揭示活性甲烷氧化微生物的群落组成。【结果】西伯利亚冻土区土壤呼吸速率明显高于挪威斯瓦尔巴岛地区,其平均速率相差高达17倍。冻土区活跃层呼吸速率高于永冻层,活跃层约为61–7293 nmol CO_2/(g dws·d),而永冻层约为47–523 nmol CO_2/(g dws·d)。相应的,在所有活跃层中均发现变形菌和酸杆菌门共计10个微生物科的丰度显著高于永冻层,其中Hyphomicrobiaceae、Solibacteraceae和Sinobacteraceae是优势科,在活跃层中的相对丰度约为4.3%–18.6%,是永冻层的2.6–23.7倍,这些微生物可能是活跃层土壤呼吸强度较高的主要原因。稳定性同位素~(13)CH_4示踪仅发现西伯利亚冻土活跃层能够氧化高浓度甲烷,其中的活性甲烷碳同化微生物为Methylobacterium和Crenothrix。【结论】北极冻土区土壤微生物组存在明显的空间分异规律,并能较好解释土壤呼吸强度变化特征,而活跃层和永冻层垂直深度及其可能引起的物理化学因子可能是冻土区微生物组演替的主要环境驱动力。未来全球变暖情景下,永冻层逐渐融解并形成活跃层,其中的功能微生物将可能经历定向演替,并在北极冻土碳转化中发挥重要作用。     

新疆天山一号冰川地区12种藓类植物叶形态结构研究

采用石蜡切片和扫描电镜的方法,对新疆天山一号冰川地区的12种藓类植物叶片结构及叶表面微形态进行了观察。结果显示,不同苔藓植物叶细胞、中肋、细胞壁、细胞表面等各项指标在类型、大小、分布、干燥时细胞壁的凹陷程度以及表面角质层纹饰和小孔形态、分布等都明显不同,这些微形态特点不仅在藓类植物属下种间的区分上具有分类学意义,同时也反映出藓类植物叶片为保水抗旱,抵御长期寒冷、多风和强光照射等恶劣环境对其的伤害而形成的生存策略。本研究结果为苔藓植物在极端环境地区的生态学功能研究提供了重要的科学依据。     

新疆玛纳斯热气泉免培养土壤细菌多样性分析

【目的】了解新疆玛纳斯热气泉土壤免培养细菌群落组成及多样性。【方法】采用免培养法直接从土壤样品中提取总DNA,利用细菌通用引物对土壤总DNA进行16S rDNA扩增,构建细菌16SrDNA文库。使用HaeⅢ限制性内切酶对阳性克隆进行限制性片段长度多态性分析(restriction fragment length polymorphism,RFLP),挑选具有不同酶切图谱的克隆进行测序、比对并构建16SrDNA系统发育树。【结果】从土壤细菌16S rDNA文库中随机挑选了170个阳性克隆,共得到29个不同的分类单元(operational taxonomic unit,OTU)。系统发育分析归为6个门:酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。其中厚壁菌门(Firmicutes)为绝对优势类群,占整个细菌文库的71%。29个OTUs中有14条序列与GenBank中相关序列的相似性低于97%(序列长度约1.5kb),占序列总数的48%。【结论】热气泉土壤细菌种群多样性较低,但存在大量潜在细菌新种。     

养分添加对天山高寒草地植物多样性和地上生物量的影响

为揭示高寒草地物种多样性和地上生物量以及二者之间关系对养分添加的响应模式,该研究以天山高寒草地为对象,通过两年的多重养分添加实验,研究氮(N)、磷(P)、钾(K)3种养分单独和组合添加对天山高寒草地群落物种多样性和地上生物量的影响。结果表明:(1)养分添加使当地植物物种多样性不同程度地减少,其中以N+P、N+K、N+P+K添加的效应最为显著,多重养分添加导致的土壤生态位维度降低是当地物种丧失的重要原因。(2)养分添加能显著提高群落地上生物量,其中N为第一限制养分,解除N限制后P和K成为限制养分, N+P+K复合添加对地上生物量的提高最为显著。(3)养分添加两年后,地上生物量与物种丰富度之间无显著回归关系且地上生物量增加主要是由于禾草类生物量增加导致,说明地上生物量主要由少数优势种决定而非群落物种数。     

新疆天山高寒草原不同放牧管理下的CO_2,CH_4和N_2O通量特征

以中国科学院新疆巴音布鲁克草原生态站为依托,于2010年5月—2011年10月利用静态箱-气相色谱法对短期禁牧(2005年围封)、长期禁牧(1984年围封)和自由放牧(冬季放牧)3种草地的CO2、CH4、N2O气体通量进行了野外连续试验研究。结果表明:新疆天山高寒草原对CO2,CH4和N2O通量表现出明显的季节排放特点。在植物的生长季(5—10月),新疆天山高寒短期禁牧、长期禁牧和自由放牧草原的CO2通量平均值分别为:(89.8±49.3)、(52.8±28.7)、(57.0±30.7)mg·m-2·h-1,CH4通量平均值分别为:(-66.3±21.3)、(-104.5±32.8)、(-103.0±39.0)μg·m-2·h-1,N2O通量平均值分别为:(21.2±11.8)、(13.6±6.9)、(13.2±6.2)μg·m-2·h-1;短期禁牧草原与长期禁牧和自由放牧草原CH4平均通量具有显著性差异(P0.05),但CO2和N2O差异不显著(P0.05)。在植物的非生长季(11月—翌年4月),新疆天山高寒短期禁牧、长期禁牧以及自由放牧草原的3种温室气体的通量较低且差异均不显著。     

天山一号冰川表面冰尘和底部沉积层中可培养酵母菌系统发育类群的分布及生态生理特征

【目的】揭示乌鲁木齐河源天山1号冰川表面冰尘(CS)和底部沉积层(DS)可培养酵母菌系统发育类群及其结构组成差异,分析低温酵母菌代表菌株之间的生态、生理生化特性。【方法】利用4种培养基分离天山1号冰川可培养酵母菌,采用ITS基因序列分析确定菌种的系统进化地位。对分离菌株的最适生长温度、耐盐性和产酶等生态、生理学特性进行分析。【结果】从冰尘和底部沉积层中共分离出152株酵母菌菌株,通过ITSrRNA基因序列的NCBI比对和Rep-PCR指纹分型,结果表明酵母菌类群包括担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌(Ascomycota),分属于14个属26种,其中担子菌门柄锈菌亚门(Pucciniomycotina)88株、伞菌亚门(Agariomycotina)24株,子囊菌门40株,冰川广布酵母菌Vishniacozyma victoriae为优势菌株(占比21.84%)。17种酵母的最适生长温度为15°C、2种为10°C、6种为20°C。25株代表酵母菌株产酶分析显示,产脂肪酶、淀粉酶、蛋白酶菌株分别为11株、11株、5株,6株3种酶都不产。【结论】天山1号冰川冰尘及底部沉积层可培养低温酵母系统发育类群结构存在差异,产低温酶活性高、稳定性好,为今后冰川低温酵母菌的研究提供有价值的数据支持。