极地陆域微生物多样性研究进展

极地是指高纬度、高海拔地区,包括南极(60°S以南)、北极(60°N以北)和被称为“第三极”的青藏高原地区(平均海拔4,500 m).这些地区气温极低、养分极度贫乏,生态系统非常脆弱,对全球气候变化极为敏感,该地区生态系统一旦破坏将很难恢复.尽管极地地区自然条件恶劣,但在这些极端环境中栖息着大量微生物,是元素生物地球化学循环的主要驱动者,对极地生态系统的构建和维持具有非常重要的作用.本文综述了极地土壤、湖泊和冰川等陆域环境微生物研究进展.在这些极地环境中,目前已发现了Acidobacteria,Actinobacteria,Bacteroidetes,Cyanobacteria和Firmicutes等类群,这些微生物具有嗜盐/耐盐及耐低温等特征.我国在极地微生物生态学研究方面落后于发达国家,建议优先发展较易到达的青藏高原地区微生物生态学长期定位观测,这将有助于较快提升我国极地微生物多样性研究水平,深入了解极端生命过程及其生态学效应.     

南极微生物资源的生物技术开发

极端微生物的产品开发正日益引起科学家们和生物技术工业的兴趣。欧美及日本等许多国家都将其列为重点研究对象之一。从这种意义上讲,南极的微生物提供了非常优秀的实验材料。已有的资料表明,南极地区不仅含有丰富的脊椎及无脊椎动物,而且也含有极其丰富的微生物资源。到目前为止,仅澳大利亚南极微生物保藏中心(ACAM)就保存了350余种(株)。南极的气候环境异常极端,寒冷和高盐是其主要特征。为了生存所有的生物都必须具备适应寒冷和抗盐的生命系统。因     

极地微生物 —— 新天然药物的潜在来源

微生物是极地生态系统的重要组成部分.由于极地独特的地理、气候及环境特点,极地微生物所具有的新颖性与多样性,在科学研究、应用开发等方面都具有重要价值,并逐渐受到人们的广泛关注.有关极地微生物的资源勘探与代谢活性产物研究,已成为国际微生物学研究的热点之一.结合笔者的工作实践,对近年来极地微生物资源的勘探与收集情况进行了介绍,并着重对以医药与生物农药等为目标的极地微生物产活性化合物的研究现状进行了概述,同时还对目前一些影响研究工作开展的限制因素进行了讨论.可以预见,针对极地微生物资源的研究开发工作,将会给新型天然药物的筛选与发现带来新的机遇与突破.     

沉积物中微生物资源的研究方法及其进展

沉积物生境条件特殊,含有丰富的微生物资源。作为自然界物质循环的主要推动力,沉积物中的微生物在水-沉积物的物质循环中起重要作用,水质变化如污染和富营养化反过来会引起沉积物中微生物群落的改变。沉积物中微生物多样性的研究,有助于从侧面了解上覆水水质、推测其污染及演化历史。沉积物中微生物物种、基因等资源的鉴定和获得,有助于丰富当前对微生物资源的认知领域,并为其在生物技术领域的应用奠定基础。研究描述了沉积物生境的一般特点,并对沉积物中微生物的多样性、微生物种质和基因资源等几个重要方面的研究方法和进展进行了综述。沉积物中微生物的研究是生物地球化学循环研究的基础,必将受到越来越广泛的关注。     

微生物资源：发掘、利用、展望与挑战

微生物资源是国家战略性生物资源,是支撑微生物学科发展与技术创新的重要基础。可直接开发为食品原料或用以酿造生产,也可作为服务农牧业生产菌剂产品或用于生产医疗药品和清洁能源,已经在工业、农业、食品、酿造、医药、能源及环境等领域得到广泛应用。近年来,随着生物技术及分子生物学等研究的发展,在微生物资源的分离、评价、保藏等方面都取得了较大进展。《微生物学通报》组织了本期“微生物资源：发掘、利用、展望与挑战”专栏,旨在展示微生物资源学领域的最新进展,加强微生物种质资源的发掘、利用,助力微生物资源学科和科技创新战略发展。     

极地微生物的工业用途

微生物具有强大的环境适应能力,在其他生物无法生存的强酸、强碱、高盐、强辐射、高压、高温、低温、寡营养等极端环境中,都能发现微生物存在的踪迹。     

中国微生物资源研究现状及未来发展态势分析

[目的]微生物资源由于其对于生命科学基础研究和生物经济的重要价值,一直是全球生物技术竞争的战略重点。中国目前已经成为在生命科学研究领域最有影响力的国家之一,每年发表的论文数量居全球第二位。通过微生物资源的保藏和利用的分析能够一定程度反映我国微生物研究的整体状况和进展,并进一步反映生命科学研究和生物产业的发展趋势。[方法]本文通过分析我国微生物资源保藏、文献、专利等数据,阐述了我国微生物资源的保藏和利用现状,并同相关国家进行了比较,基于此分析,为我国微生物资源挖掘与利用提供战略方向和建议。[结论]近年来,我国建立了微生物资源国家平台,每年发表论文数量居全球第二位,申请和授权专利数量居全球第一位,充分反映了我国微生物资源研究及其在生物产业的应用现状。我国正在形成一个微生物资源保藏、研究和应用的完整体系,为我国乃至全球的生物经济的发展提供支撑。     

我国深海微生物资源研发现状、挑战与对策

深海具有多种复杂独特的生境,蕴藏着极为丰富的物种多样性,被公认为未来重要的基因资源来源地,具有巨大的应用开发潜力。目前,深海微生物资源已成为国家重要的战略资源储备,也是各国海洋战略的核心关注点。预计在未来20年内,深海微生物资源将在多个领域得到产业化应用。我国在历时近二十年的深海微生物资源采探中,已分离鉴定并规范保藏大洋来源的菌株9 376株,分属于1 443个种444个属,实现了一定的资源积累,并快速提升了知识产权拥有量。但是,随着深海微生物资源获取和开发活动的快速发展,联合国大会"养护和可持续利用国家管辖范围以外海域的生物多样性"谈判进程趋紧,我国深海微生物资源领域依然存在采样区域较为局限、绝大多数微生物难以培养、资源量有待扩容、产业化推进机制缺失、知识产权占有量不足等问题。因此,本文认为应从加强政策引导、强化资源库的基础建设、建立产学研一体化机制、增强国际合作几个方面入手,实现我国深海生物资源产业由"跟跑者"到"领跑者"的跨越。     

高产黑色素微生物资源的研究

对文献报道的产黑色素的八株微生物进行了比较研究,从比较中发现嗜麦芽假单胞菌Ｐ９和链霉菌１５４５产黑色素能力较强,并从土壤中初筛得到１３株产色素菌株。选取产黑色素较高的Ｔ１,Ｔ１１两株菌进行比较研究。研究结果表明,在ｐＨ５．５的发酵培养基中,振荡培养（转速２８０ｒｐｍ,３０℃）的Ｔ１菌株产生的可溶性黑色素最高,其ＯＤ４００可达０．５８１×１０。此外还对Ｔ１菌株的一些特性进行了初步研究。     

南极海洋生物肠道微生物研究进展

生物的胃肠道微生物数量众多,各种菌群之间互相制约,与宿主共同进化。南大洋作为一个巨大的生物资源库,繁衍生存着大量的生物,其生活环境的多样性及特殊性,使得其胃肠道微生物较为特殊,肠道微生物群落也进化到适应宿主的各种营养生活方式。从不同营养级具有代表性的南极海洋生物出发,以南极磷虾,鱼类,企鹅,海豹为主线,综述这些生物胃肠道微生物的研究概况以及相关研究方法的优势与局限性,以期揭示肠道微生物与宿主的关系,为更加有效开发利用微生物资源提供借鉴。     

微生物多样性保护与病原微生物资源保藏

本文从微生物物种的多样性保护以及病原微生物资源的保藏等方面详细阐述了微生物资源保护与保藏的相互关系与重要性,介绍了微生物多样性保护及其研究进展和意义,病原微生物保藏的概述、资源的收集与共享,以及保藏机构相关信息。     

A molecular phylogenetic survey of sea-ice microbial communities (SIMCO)

16S rDNA clone library analysis was used to identify bacterial biodiversity in a variety of sea-ice microbial communities (SIMCO). DNA was extracted from seven Antarctic sea-ice samples and one Arctic sea-ice sample and 16S rDNA PCR-amplified using universal and Archaea-specific primers. Recombinant 16S rDNA clones were obtained and dereplicated using restriction fragment length polymorphism analysis (RFLP). After RFLP analysis, 100 distinct phylotypes (a unique clone or group of clones with sequence similarity of >0.98) were defined. From the clone libraries 16S rDNA sequences of bacterial and eukaryotic origin were detected, however Archaea were not detected either with universal or Archaea-specific 16S rDNA primer sets. Bacterial phylotypes grouped within the alpha and gamma proteobacteria, the Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides division, the Gram-Positive bacteria and the orders Chlamydiales and Verrucomicrobiales. The majority of bacterial phylotypes were affiliated with heterotrophic taxa and many grouped closely with cultivated genera and species. Eukaryotic clones were affiliated with a variety of autotrophic and heterotrophic nanoplankton and included a large number of chloroplast 16S rDNA genes. The findings of this investigation corroborated culture data indicating bacterial biodiversity increased in SIMCO displaying high levels of primary production, however the bacterial communities within SIMCO were highly heterogeneous at the genus/species-level between different samples. A comparison of Antarctic and Arctic SIMCO revealed certain sea-ice dwelling bacterial genera are common at both poles.     

我国海洋微生物菌种资源保藏与共享服务现状

海洋微生物多样性丰富。我国近年来在海洋微生物多样性调查、资源获取与开发利用等多方面取得重要进展。为促进资源的可持续高效利用,建立了专业的海洋微生物菌种保藏中心,目前库藏海洋微生物菌种2. 2万株。本文介绍了目前中国海洋微生物菌种保藏管理中心库藏资源概况与共享利用情况,以共享记录为基础,从已共享菌株的多样性、库藏资源共享利用以及共享用户等方面开展了统计分析。统计结果显示,共享菌株中超过80%为细菌,其次依次为丝状真菌、酵母、古菌及噬菌体。在菌株水平,已共享细菌覆盖了库藏细菌的28%;在种的水平,已共享细菌覆盖了库藏细菌的47%,包括变形菌纲3 178株,芽胞杆菌纲951株,放线菌纲817株。目前,库藏资源总共享比例约为30%,覆盖了库藏57%的属和49%的种。共享用户目前达266家,其中国内用户244家,国外用户22家。为大洋课题、国家973课题、863课题、自然基金、行业公益性项目、科技支撑及企业项目等各种科技计划,提供了重要的菌种资源保障。据不完全统计,共支撑发表SCI论文达500余篇。中国海洋微生物菌种保藏管理中心在菌株资源的收集、整理和共享等方面,为我国的科研事业提供了大量的资源支撑,取得了较好的社会效益。     

微生物降解玉米赤霉烯酮的研究进展

玉米赤霉烯酮（zearalenone,ZEN）是霉变谷物中常见的霉菌毒素之一,主要出现在霉变的玉米、小麦等谷物中,给畜禽和人类带来一定程度的健康危害,如生殖毒性、免疫毒性、肝毒性和肾毒性等。目前,解决玉米赤霉烯酮污染问题的方法包括物理、化学和生物3个途径。虽然传统的物理和化学脱毒方法已经运用在许多的饲料生产中,但同时也存在着二次污染的风险。生物降解法是一种利用微生物吸附和降解玉米赤霉烯酮的脱毒方法,具有安全环保、高效、特异性强和脱毒率高的特性,且不影响谷物的营养价值,已成为玉米赤霉烯酮降解研究的热点。本文主要介绍了近年来降解玉米赤霉烯酮的微生物种类,并将其归纳分类,从微生物的脱毒能力、脱毒方法和脱毒产物进行了叙述,综述了微生物脱毒的优点及前景,以期为微生物降解玉米赤霉烯酮的理论研究及实际应用提供新的视角。     

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...     

微生物酯酶研究进展

酯酶自发现以来,逐渐被开发利用于医药、化工、食品等领域,其中动植物来源酯酶工业化应用较少,微生物作为天然的酶资源库,是新型酯酶的主要来源之一。然而,大量新型微生物酯酶由于活性低、稳定性差等原因难以达到工业应用的要求;同时酯酶的筛选、活性评价方法仍存在通用性低、成本高的问题,一定程度上阻碍了新型微生物酯酶挖掘和改造。据此,本文总结了近年来微生物酯酶分类与发现、结构与催化特性、改造和优化以及应用等领域的研究新进展,以期促进酯酶的挖掘和工业化应用。     

微生物角蛋白酶的分子生物学研究进展

角蛋白酶具有分解角蛋白的活性,在饲料,食品加工,环境废物处理等方面,具有广泛的应用前景。本文综述了微生物角蛋白酶的来源,角蛋白酶的理化性质,作用机理,基因分离和表达等分子生物学和基因工程研究进展,并对其应用前景进行了展望,对其今后的发展趋势进行了讨论。     

战略性微生物资源知识产权现状研究及发展对策

微生物作为全世界分布最广且拥有量最多的生物资源,其应用已涉及到诸多领域并展现出了巨大的经济价值和社会价值。因此研究微生物及其知识产权(intellectual property rights,IPR)全产业链的现状和发展,对于我们如何全新地认知微生物,如何挖掘微生物资源以及发挥微生物作为产业最重要部分的作用具有重要的意义。我国已形成了较为完备的微生物相关专利保护体系,已形成了基于微生物的全产业链生态发展闭环格局。本文通过以微生物专利构成实质技术转移、许可和质押相关大数据分析,通过挖掘利用各种微生物资源,从战略高度探索国家开放遗传资源的大数据,围绕微生物功能性活性成分、菌株(群)基因大数据,基于微生物功能代谢产物、基因组进行数据分析、预警和专利布局,做好微生物资源IPR现状研究及发展对策。最终形成以产业为依托,战略性资源作为引导,IPR助推微生物全产业链中核心技术引擎的格局,进而实现微生物战略资源产业集群发展。