普通微生物学——(四) 微生物的营养

微生物要进行各种代谢活动,就必须从周围环境中吸收适当的物质,这些物质称为营养物。营养物是微生物新陈代谢和一切生命活动的物质基础,它的作用主要有三方面:(1)作为组成微生物细胞的原料,(2)供给生命活动中能量的来源,(3)形成微生物代谢产物的来源。恩格斯指出:“生命是蛋白体的存在方     

普通微生物学——(五)微生物的生长及其控制

生长和繁殖是生物体重要的生理机能。徽生物在适宜条件下,通过酶的作用,不断吸收外界的营养物质,进行一系列的代谢活动,将营养物质转变成为其本身的细胞物质,结果使细胞内原生质的总含量不断增加,个体逐渐长大,此过程称为生长。在单细胞微生物中,由于细胞分裂引起细胞数目增多的过程称为繁殖。在多细胞微生物中,由于菌丝     

碳源与氮源限制下细菌代谢调节研究进展

营养限制是微生物最常面临的环境胁迫之一。除了在营养物质匮乏的海洋、冰川、沙漠、深层地表等自然环境中,越来越多的人工环境也出现了营养限制的特征,例如各类微污染水体、提标改造的废水生物处理系统等。基质浓度极大地影响着包括细菌在内的许多微生物的生长、代谢及群落结构,最终导致其功能的改变。为了在营养限制条件下维持生存,微生物首先需感知营养供给的减少,其后通过基因、蛋白质、信号分子、代谢产物等对各代谢过程进行全局调控,最后改变基质亲和力、生长速率、运动能力、形态等以适应营养不足。胞内各种信号物质及其触发的响应是微生物应对营养胁迫的关键。本文分别梳理了以细菌为代表的微生物应对碳源、氮源限制时的关键信号物质、受体蛋白/调控过程及响应结果,并分析了碳氮限制响应过程中的相互作用,以期为极端环境微生物的认识、营养限制条件下微生物的应用,尤其是低浓度污染物生物处理、生物监测等领域提供理论基础。     

微生物的能量利用率

微生物吸收的营养物质,既可供给微生物合成细胞组分或代谢产物,又可提供生命过程所需的能量。营养物质经细胞分解之后放出能量,满足生长发育的需要。不过,营养物质所含能量,在分解时,或者全部放出,或者部分放出,或者根本不放出。在前两种情况下,细胞都不可能百分之百地利用所放出的能量,在后一种情况下,细胞根本没有获得能量。因此,微生物     

食淀粉乳杆菌可促进酵母乙醇产量

正微生物生长在复杂的菌群环境中,人工合成菌群进行蔗糖乙醇发酵就是模拟真实的菌群环境。蔗糖乙醇发酵过程容易被乳酸菌污染,长时间发酵便形成稳定的菌群,一般认为乳酸菌可能与酵母竞争营养物质,其代谢产物对酵母细胞有抑制作用,因此对生产过程不利。     

食品添加剂对肠道微生物组的影响

肠道微生物参与宿主多种代谢途径的调节,对机体多种生理功能产生重要影响,并在许多慢性炎性疾病的发展中起核心作用,而饮食中的营养物质能够影响肠道微生物群落结构并为微生物的代谢提供底物。本文综述食品添加剂对肠道微生物组的影响,对预防和治疗与肠道微生物群落相关的许多疾提供科学依据。     

中国传统酿造食品微生物生态学及其研究策略

中国传统酿造食品的生产通常是在开放度高、周围环境条件粗放、微生物群落结构时空差异显著批次间变化规律类似的微生态环境中进行的.其过程具有生产原料成分多样、参与的微生物种类多、代谢反应复杂、工艺繁复以及产品组分复杂等特征,从而导致科学阐释其过程代谢机理存在着巨大的挑战.基因组学、转录组学等组学技术以及基于现代检测技术的代谢组学方法的发展和应用,为应用微生态学方法研究其过程的微生物群落结构与功能、群落内部以及与环境的交互作用规律提供了有力的支撑.本文结合本研究团队前期研究工作,综述了近年来传统酿造食品微生物生态学的研究进展,从系统解析酿造微生物群落结构与代谢功能入手,解析微生物群落及个体功能并实现理性调控的传统酿造微生物群落研究策略,包括把握微生物群落三个要素:结构、功能、调控;解析好两个互动:酿造群落内的交互作用,群落与外部环境的交互作用;抓住一个关键:群落中的关键核心功能微生物(群).在上述基础上努力实现传统食品酿造过程中的微生物功能可控、酿造过程可控和产品品质可控的三个目标.     

肠道微生物调控宿主食欲的研究进展

肠道微生物与宿主代谢相互作用,可调节机体的生理功能。宿主机体中存在"微生物-肠道-大脑轴",肠道菌群可通过多种途径影响中枢神经系统,进而对宿主摄食等行为产生影响。食物中不易被宿主消化吸收的膳食纤维等营养物质,被肠道微生物发酵可产生多种代谢产物,这些代谢产物作为信号分子可通过不同途径介导中枢神经系统,进而调控宿主食欲。本文主要综述了肠道微生物及其代谢产物对中枢神经系统与宿主食欲的影响及其可能的调控途径与机制,以加深肠道微生物在调控宿主食欲方面的新认识。     

Biolog方法在环境微生物群落研究中的应用

环境微生物群落研究具有非常重要的理论和应用价值。本文介绍了一种测定微生物代谢的Ｂｉｏｌｏｇ微平板法 ,以及这种新方法在环境微生物群落研究方面的应用成果。1　环境微生物群落研究的意义与手段1 .1　环境微生物群落的研究内容环境微生物是由多个种群 (ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ)组成的微生物群落 (ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ) ,不同种群之间存在着共生、互利、共存、竞争等各种复杂的关系 ,在物质循环和能量转化过程中发挥着重要作用。对环境微生物群落的研究可以从微生物的量 ,代谢活性 ,群落结构及代谢功能等几个不同层面上进行。其中 ,微生物…     

动物及其肠道菌群的协同进化研究

动物自身合成一些关键营养物质的能力缺失,转而依赖体内的共生物来完成相应功能,如动物体内共生细菌能帮助宿主从食物中提取营养物质,并能合成一些关键代谢反应的化合物。结合国内外在动物及其肠道菌群的协同进化的研究进展,从三个方面进行了归纳:(1)动物及其肠道微生物组成与功能的协同进化研究;(2)动物行为与肠道微生物的关系;(3)共生肠道微生物在人类或动物自身消化食物、营养获取、健康和疾病方面发挥的重要作用。     

黄酒酒曲微生物及其代谢产物的研究进展

黄酒发酵过程中的微生物主要来源于酒曲的添加,这些微生物的相互作用以及代谢产物对黄酒的品质和风格具有重要作用。本文在检索近年来黄酒酒曲微生物研究相关文献资料的基础上,综述了黄酒酒曲中细菌、真菌的多样性,制曲过程中微生物的动态变化,酒曲中主要微生物的代谢产物对黄酒品质的作用以及微生物代谢产生安全风险类物质的研究现状,并对今后的研究工作进行了展望,旨在为黄酒微生物的深入研究提供参考。     

生理代谢参数RQ在指导发酵过程优化中的应用

过程在线参数检测是进行发酵过程工程优化控制的基础。呼吸熵RQ是微生物胞内微观代谢流在宏观代谢参数上的响应,反映了微生物培养过程中底物的利用情况、产物和副产物的合成情况、及微观代谢途径通量的变化。结合发酵葡萄糖酸、2,3-丁二醇谷氨酸、柠檬酸、头孢菌素C、毕赤酵母α-干扰素产品的工业生产过程,分析了以微生物胞内微观代谢与宏观的生理参数RQ为指导的发酵工艺优化策略。RQ值在发酵过程中可以根据尾气数据进行在线采集,对指导通过宏观代谢参数的调控来最优化微生物胞内的代谢途经通量,提高目的产物的产率具有非常重要的意义。     

微生物厌氧呼吸与有机污染水体沉积物修复

水体沉积物有机污染是当前全球关注的重要环境问题。微生物具有呼吸和代谢多样性,能以多种污染物作为厌氧呼吸的电子供体或受体,与周围环境中的生物和非生物因素组成代谢网络耦合有机污染物降解转化,是有机污染水体沉积物修复的重要驱动者。本文重点综述了微生物厌氧呼吸、电子传递网络及其对有机污染水体沉积物的修复机制研究进展,并对有机污染水体沉积物微生物修复理论和技术研究的问题和挑战进行了探讨。     

食源性肠道疾病的微生态防治进展

肠道是一个复杂的微生态系统,其中存在着数以万亿计的微生物以及丰富的营养物质,微生物群依赖肠道营养物质生长并经长期的进化适应而特异性地存在于宿主肠道,通过其代谢活动及其产物维持宿主的微生态稳态。肠道微生物可抵抗外来病原微生物的入侵和定植,预防肠道疾病的发生,其作用机制包括竞争营养物质和生态位、产生拮抗细菌素、干扰群体感应和免疫介导等。饮食和药物等外界因素与遗传因素均可改变宿主的肠道环境,从而影响机体对入侵病原微生物的抵抗。本文就肠道食源性疾病的微生态防治研究进行综述,为预防和治疗肠道感染性疾病提供参考。     

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。     

盐爪爪根部微生物分布特征及盐浓度对碳源代谢分析的影响

【背景】耐盐植物盐爪爪广泛分布于盐碱荒漠区域,其根际存在明显的盐离子富集,形成"盐岛效应",研究此过程中微生物如何演替和适应,对揭示盐爪爪根际微生物的分布及其耐盐特性、"盐岛"的形成具有重要科学意义。【目的】揭示盐爪爪根际、根区及其周围环境土壤中微生物分布特征,确定不同盐浓度处理对根际微生物Biolog Eco微平板碳源代谢多样性的影响。【方法】采用Biolog Eco微平板技术,对采自新疆和硕地区的盐爪爪根际、根区和环境土壤微生物碳源利用情况进行分析,并采用不同浓度NaCl溶液对盐爪爪根际土壤样品进行稀释加样,评估盐浓度对根际微生物活性及多样性分析的影响。【结果】样品微生物代谢活性总体呈现根际根区环境的趋势;随着与根部距离的增加,样品中利用氨基酸、胺类碳源微生物所占比例明显降低,而利用吐温和肝糖等多聚化合物类碳源微生物所占比例明显增加;多样性分析表明,随着与根部距离的增加,Shannon指数(H)随之降低且存在明显差异。不同浓度NaCl溶液对采用BiologEco微平板技术分析盐爪爪根际微生物的代谢活性和代谢多样性有着明显的影响,其中采用5%NaCl溶液作为稀释加样液的根际微生物活性最高。【结论】盐爪爪根部微生物组成和分布有着明显的演变规律,且采用Biolog Eco微平板技术分析微生物代谢多样性时需进行培养条件的优化。     

验证主动运输的实验活动

主动运输普遍存在于动植物和微生物中,保证了生物可以按照生命活动所需主动选择吸收营养物质,排出代谢废物。利用主动运输逆浓度梯度及耗能的特点,以磷酸盐的跨膜运输为例来验证主动运输。     

肠道微生物群与药物相互作用的研究进展

药物的代谢是机体对药物处置过程的关键步骤,而肠道作为机体中重要的微生态系统,其在药物代谢方面的作用至关重要。肠道微生物群能够对各种药物等外源化合物进行生物转化、积累,并改变这些物质的活性和毒性,从而影响宿主机体对它们的反应。肠道微生物群与药物之间的相互作用相当复杂,亟待更多更加深入、全面的发掘和研究。近年来,随着人们对肠道微生物群代谢及其与药物互作关系,肠道菌-宿主共代谢认知的不断深化,越来越多的研究表明肠道微生物在药代动力学中扮演重要角色。本文通过调研、整理、归纳和总结国内外相关文献资料,对机体肠道微生物的分类、功能,几种常用药物对肠道微生物的影响以及肠道菌群对药物的代谢作用效果与几个主要的机制进行了梳理和综述,并讨论了微生物和药物之间的双向互作。有利于增进对微生物群影响药物疗效及其代谢途径和机制的了解,提高调控肠道微生物改善治疗的可能性,为指导临床合理用药、精准用药、个体化治疗、药物的评价和新药研发等提供科学参考。     

细胞自噬在植物细胞程序性死亡中的作用

细胞自噬是真核生物中一种由液泡或溶酶体介导的, 对细胞内物质进行周转的重要代谢机制。在植物中, 细胞自噬作为一种重要的降解手段, 参与营养物质的重新分配、受损蛋白和细胞器的清除及生物和非生物胁迫的响应等过程。此外, 细胞自噬在各种程序性细胞死亡中也起着重要作用, 该文主要综述了近几年来在此方面的研究进展。     

茅台酒大曲微生物的研究

为了了解各种微生物在大曲中的作用及其代谢产物对酒香味的影响,我们对茅台酒制曲过程中的样品进行了多次微生物分离。共分得细菌47株,霉菌29株,酵母菌19株,共95株。通过初步鉴定和生理生化特性测定,选择有代