微生物高盐渗透适应策略及其耐盐强化研究进展

高盐废水因具有硬度高、可生化性差、水质成分复杂等特点,是较难处理的工业废水之一。现有物化处理技术存在运行成本高、处理效率低、二次污染重等诸多瓶颈。耐盐/嗜盐微生物可在高盐环境下进行正常生理代谢,因此,开发经济、高效、可靠的高盐废水生物处理技术有望成为高盐废水处理的主流方向之一。本文系统综述了耐盐/嗜盐微生物盐溶、胞内小分子相容溶质积累、蛋白质稳定和细胞表面稳定等高渗透压适应策略。由于嗜盐微生物存在生长条件苛刻、功能微生物种类稀缺等问题,因此,耐盐微生物在高盐废水处理的未来应用空间更大。最新研究发现强化调控技术(电、光、磁)可提升微生物的高渗透压适应能力,其中电调控技术或是未来高盐废水生物处理的重点研究方向。     

宏基因组学应用于耐盐酶类及耐盐基因研究的进展

耐盐酶在高盐浓度下仍具备催化活性和稳定性,在高盐食品和海产品加工、洗涤及其它高盐环境生物技术领域被广泛应用;耐盐基因在高盐条件下可以使微生物维持正常功能,获取并研究不同环境中的耐盐基因对揭示微生物的耐盐机制,以及实现其在高盐环境中的定向应用具有的重要意义。宏基因组学避开纯培养技术探知微生物的多样性及其功能,为我们提供了一种发现新基因、开发新的微生物活性物质和研究微生物群落结构及其功能的新技术。文中结合本课题组的研究工作,综述了利用宏基因组学获取耐盐酶类及耐盐基因的策略,同时着重介绍利用宏基因组学从海洋、土壤、胃肠道等环境中获取耐盐酶类及耐盐基因的研究。     

嗜盐耐盐微生物抗盐胁迫相关离子转运蛋白研究进展

离子转运蛋白在维持细胞内pH稳态、离子动态平衡等方面发挥着重要作用。钠离子转运体和钾离子转运体在嗜盐耐盐微生物中广泛存在,其"保钾排钠"机制是微生物抗盐胁迫的两大策略之一。近年来,嗜盐耐盐微生物中许多新型钠、钾离子转运体被陆续发现,如RDD蛋白、UPF0118蛋白、DUF蛋白和KimA蛋白等;Fe³⁺、Mg²⁺等其他金属离子的转运蛋白也被证实可通过影响微生物胞内相容性溶质的合成起到渗透调节的作用。本文综述了嗜盐耐盐微生物中抗盐胁迫相关的各类离子转运蛋白,分析其分子结构和工作机理,并对这些蛋白在农业方面的应用进行了展望。继续发现新的离子转运蛋白,探究抗盐胁迫相关离子转运蛋白的结构和机理,解析各转运系统的协同作用及分子调控机制,将进一步加深对嗜盐耐盐微生物抗盐胁迫调控的认识,并为盐碱地农作物的改良等提供新的思路。     

生物冶金中耐盐浸矿微生物的研究进展

耐盐浸矿微生物是指在发挥矿物浸出功能时对所处的含盐环境具有一定耐受能力的一类浸矿微生物。耐盐浸矿微生物因其可以适应不同浓度的氯化钠等盐,因而在淡水资源缺乏地区的生物冶金中具有广泛的应用价值。本文从耐盐浸矿微生物的种类、耐盐机制及其在矿物生物浸出中的应用现状进行了系统性综述,为耐盐浸矿微生物的研究和应用提供参考。     

甘油代谢对杜氏盐藻盐耐受性的调节

杜氏盐藻是迄今发现的世界上最耐盐的单细胞真核生物,能在0.05 mol/L至饱和NaCl浓度下正常生长,因此其耐盐机制倍受人们关注。研究发现,杜氏盐藻盐耐受性与甘油代谢密切相关。为此,我们综述其耐盐机制、甘油代谢调控、甘油代谢与盐耐受性关联性、甘油代谢重要酶的分子生物学研究等进展,希望对深入研究植物耐盐机制、培育耐盐作物新品种及开发甘油等高附加值次生代谢产物等研究提供有益帮助。     

嗜盐菌耐盐机制相关基因的研究进展

嗜盐微生物能够在高盐环境中生存,其耐盐机制一直是微生物学家研究的热点。目前嗜盐微生物耐盐机制的研究主要集中在细胞吸K+排Na+作用、胞内积累小分子相容性溶质及嗜盐酶的氨基酸组成特性三个方面。文章从基因水平综述了嗜盐菌的耐盐机制,并对其在高盐废水处理上的应用进行讨论与展望。     

新疆木碱蓬(Suaeda dendroides)根际耐盐促生细菌的筛选及鉴定

【背景】新疆是全国最大的盐渍化土壤分布区,土壤盐渍化严重影响作物生长,耐盐促生菌可以有效改善土壤肥力,提高作物抗逆性,促进植物生长,提高土壤利用率。【目的】分离筛选获得木碱蓬(Suaeda dendroides)根际土壤中耐盐促生菌菌株,对优良促生作用的菌株进行分子鉴定,挖掘微生物资源,为微生物菌剂的研制奠定基础。【方法】采用传统的分离方法筛选获得木碱蓬根际耐盐微生物,采用"三级筛选体系"筛选获得耐盐促生菌菌株,用CTAB法提取菌株DNA,对菌株16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定耐盐促生菌菌株的分类地位。【结果】从木碱蓬根际共分离获得耐盐微生物58株,8株具有固氮活性,解磷活性菌株12株,具有解钾活性菌株15株,产IAA活性的菌株3株,具有较强产氨活性的菌株2株。经过促生平板筛选,菌株GTZW50-5和MH-F促进了拟南芥生长,表现出较好的促生效果,通过小麦盆栽试验,菌株GTZW50-5对小麦的根长以及株高具有显著的促生作用,在一定程度上提高了植物体内的叶绿素含量。MH-F菌株对小麦的根系具有较显著的促生作用,且对小麦的叶绿素及脯氨酸含量在不同盐浓度下都有所提高。经过系统发育分析,GTZW50-5与Bacillus vallismortis (AY603658)序列相似度达到99.43%,鉴定属于Bacillus vallismortis,MH-F与Enterobacterludwigii(JTLO01000001)序列相似度为98.34%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株GTZW50-5与MH-F均具有较好的促生效果,这为耐盐微生物资源的开发和利用提供了理论依据。     

新疆乌尔禾地区盐渍土壤耐盐细菌多样性与群落结构研究

研究新疆北部乌尔禾地区盐渍土壤中微生物群落结构及多样性,以期发现新的高盐环境耐盐性微生物资源菌株。采用传统分离培养法获得可培养耐盐菌株并对菌株形态学、16S rRNA基因测序、耐盐特性进行研究,同时结合高通量测序技术分析新疆乌尔禾地区盐渍土壤耐盐细菌的多样性与群落结构。共分离得到耐盐细菌11株,分属6个属,均为中度耐盐菌,以芽胞杆菌属(Bacillus)为优势菌。对盐渍土壤微生物16S rRNA(V3～V4)基因测序,共获得细菌序列290 952条,分属24个门410个属,变形菌门(Proteobacteria, 60.31%)、厚壁菌门(Firmicutes, 21.52%)、拟杆菌门(Bacteroidetes, 6.9%)和放线菌门(Actinobacteria, 6%)相对丰度较高。优势属为克吕沃尔菌属(Kluyvera,21%)、Hafnia-Obesumbacterium(19.6%)和假单胞菌属(Pseudomonas,7.5%)。结果表明,新疆乌尔禾地区盐渍土壤耐盐细菌优势菌群以芽胞杆菌属(Bacillus)居多,细菌群落结构较复杂,潜在可利用微生物资源较为丰富,对高盐极端环境耐盐微生物新资源有进一步研究的意义。     

嗜极微生物的多样性

嗜极微生物(extremophilicmicrobes)指的是极端条件下生存及繁衍的微生物,也称极端环境微生物。这个微生物世界的成员,有的能培养,从中获得培养物;有的则否,但它是客观存在的,通过间接的方法推断其存在。这些年来,人们较为熟悉的嗜极微生物有嗜碱微生物、嗜酸微生物、嗜高温微生物、嗜冷微生物、嗜盐微生物、嗜高压微生物;还有把抗辐射微生物、耐干旱微生物列为嗜极微生物。这充分表明,嗜极微生物生存于地球、宇宙间的多样性。就那些嗜盐微生物而言,也有它的多样性,丰富多彩。在美国,研究人员发现结晶盐中存在着微生物世界,也就是说,在大块…     

棘孢木霉菌对钠胁迫的生理响应机制

[背景]棘孢木霉菌制剂被广泛应用于生物防治和次生盐渍化土壤的微生物修复,但是关于棘孢木霉在盐渍化胁迫条件下生长的耐盐机理及其富集盐离子的能力尚缺乏深入研究.[目的]揭示一株耐盐棘孢木霉菌(Trichoderma asperellum)CTCCSJ-W-SBW10264(T264)对钠胁迫的生理响应机制及其对钠离子的吸附...     

嗜盐微生物

高盐环境通常是指那些盐浓度高于海水的环境．在这些环境中能够生存的微生物可划分为三类：一“类是能耐受一定浓度的盐溶液,但在无盐存在条件下生长最好的菌称为耐盐菌．第二类是一定浓度的盐为菌体生长所必需,且在一定浓度的盐溶液中生长最好,称为嗜盐菌．在盐浓度从零至饱和的盐溶液中均能生长,在一定浓度的盐溶液中生长最好的特殊类群称为多能盐生苗。依据嗜盐浓度的不同,嗜盐菌又可分为轻度嗜盐菌（最适盐浓度0．2—0．smol／L）、中度嗜盐菌（最适盐浓度0．5—2．omol／L）和极端嗜盐菌（最适盐浓度＞3mol／U,其中部分极端嗜…     

嗜盐放线菌生物学特性初步研究*

通过对从新疆,青海等地采集的盐碱土样中分离获得的43株嗜盐或耐盐放线菌以及4株典型菌株的NaCl耐受实验,对不同浓度的Na^ ,K^ ,Mg^2 ,Ca^2 的选择性实验及pH耐受实验进行了研究。发现耐盐放线菌对Na^ ,K^ ,Mg^2 有广泛的适应性,只有少数耐盐放线菌能在较低浓度的CaCl2条件下生长;嗜盐放线菌对Na^ 有广泛的适应性,多数嗜盐放线菌生长所需的Na^ 可被K^ ,Mg^2 所替代,而不能被Ca^ 所替代,少数嗜盐放线菌的生长离不开Na^ ,对Na^ 有高度的专一性,是专嗜Na^ 的嗜盐放线菌,说明不同嗜盐放线菌对Na^ ,K^ ,Mg^2 ,Ca^2 的适应有选择性。因此,提出自然环境中是否也存在类似的专嗜K^ 或专嗜Mg^2 的嗜盐放线菌的推测。无论是嗜盐还是耐盐放线菌其pH生长范围都在6．0～10之间,生长最适pH7．0～8．0。另外,嗜盐放线菌的分布与分离地点也有一定的相关性。     

安徽定远盐矿可培养嗜盐微生物多样性

【背景】嗜盐微生物多生活于高盐环境,具有独特的生理代谢特征,是一类重要的极端环境微生物资源。【目的】为更好地认识我国陆相盐矿的嗜盐微生物多样性组成,更好地开发利用嗜盐微生物资源积累丰富的微生物菌种。【方法】对安徽定远盐矿盐芯样品进行嗜盐微生物的纯培养分离,并对所分离菌株进行基于16SrRNA基因的测序和序列相似性分析,并对所分离菌株进行物种多样性分析。在此基础上,对代表菌株进行菌落形态和耐盐度及酶活测定。【结果】通过纯培养共分离获得了嗜盐微生物264株,其中嗜盐古菌150株,占56.8%;嗜盐细菌114株,占43.2%。嗜盐古菌物种分别来自于Halorubrum、 Halopenitus、 Haloterrigena、 Natrinema、 Natronoarchaeum和Natronomonas等6个属;嗜盐细菌物种分别来自于Pseudomonas、Aliifodinibius、Halobacillus、Halomonas和Halospina等5个属。通过代表菌株的酶活平板检测,发现产胞外蛋白酶菌株1株,酯酶1株,淀粉酶2株;能液化明胶菌株2株。在物种多样性组成方面,发现嗜盐古菌的物种多样性指数高于嗜盐细菌。【结论】本研究对我国安徽定远陆相盐矿的可培养嗜盐微生物多样性进行探究,积累了丰富的嗜盐微生物菌株资源。     

耐盐转基因植物研究进展

高盐是限制作物生长、发育和产量的最严重的非生物胁迫之一。长期以来,改善作物的耐盐性一直是一个伟大的目标。然而,由于耐盐反应是一个极为复杂的过程,过去,通过传统的育种和遗传工程取得的成功有限。近十年来,由于分子生物学的发展,发现了一些与耐盐相关的新基因,对于这些基因的表达方式及其在耐盐反应中的作用已逐步得到了解,这为转基因工程提供了新的材料。通过控制耐盐相关基因在植物体内的表达,已获得了一些提高耐盐性的转基因植物,展示了诱人的前景,但该领域研究仍然存在许多困难和问题,文章重点讨论耐盐转基因植物的进展。     

新疆盐碱地土壤耐盐芽胞杆菌的分离和鉴定

为了开发利用新疆盐碱地的耐盐菌资源,从该盐碱地土样中分离并纯化出11株耐盐能力较高的菌株,并从形态特征和16S rDNA序列分析对这些菌株进行鉴定。结果表明,11个菌株均为产芽胞,革兰氏阳性细菌。通过对这11个菌株的16S rDNA进行测序和同源性比较,发现它们与芽胞杆菌的相似性均达到99%。因此,这些菌株被鉴定为Bacillus sp.。11株菌均不能在NaCl质量浓度大于220 g/L条件下生长,属于中度耐盐菌株。耐盐基因的PCR扩增结果表明,只有NYT21、23、25、27、29等5株菌株含有pro耐盐基因,暗示这些耐盐芽胞杆菌具有不同的耐盐机制。     

嗜盐微生物的工业应用研究及进展

嗜盐微生物是一类生长于高盐环境的微生物,在新型生物化工产业及生物修复领域具有突出的应用潜力。本文简要介绍了嗜盐微生物的种类、生理特性,着重阐述了嗜盐微生物产生的活性物质在工业生产上的应用价值和开发前景,总结了近年来国内外在嗜盐微生物工业应用上的研究进展,对嗜盐微生物的应用研究做了概括。     

微生物肥料新型功能作用机理与根际定殖增强策略

微生物肥料是支撑农业绿色发展的重要投入品,根际益生菌是微生物肥料菌种的主要来源。我国农业发展对促进作物根系发育、增强作物耐盐胁迫能力等新型功能的微生物肥料提出了需求,然而目前对根际益生菌促进作物根系发育和增强耐盐胁迫的分子机理研究仍然薄弱,成为制约优异菌种选育的瓶颈。另一方面,微生物肥料的根际定殖能力低也是导致其田间应用效果差的重要因素。本文综述了根际益生菌调控根系发育、增强植物耐盐的活性物质和作用机理,分析其根际定殖的过程和菌植互作机制,提出了增强根际定殖的策略,以期为微生物肥料研究提供参考。     

不同品种燕麦种子萌发和幼苗生长的耐盐性

利用NaCl和Na2SO4复盐溶液胁迫处理36个燕麦品种,采用培养皿纸上发芽法,进行种子萌发和幼苗的耐盐能力鉴定,通过分析盐胁迫对不同燕麦种子萌发及幼苗的影响,为燕麦品种耐盐性筛选、盐碱地燕麦栽培和耐盐育种提供理论参考.结果表明:盐分抑制种子的萌发和幼苗生长,低盐浓度(0.4%)适宜各类燕麦生长,对较耐盐的品种有促进萌发、生长的作用,盐浓度1.2%是鉴定燕麦耐盐性的适宜盐浓度;36个品种耐盐性差异较大,可划分为耐盐型、中度耐盐型、不耐盐型3类;燕麦不同品种及不同类型种子萌发的盐浓度范围达极显著差异,各耐盐指标对于燕麦耐盐性的体现存在一定的差异,发芽率、发芽指数、简易活力指数和单株干质量是主要的耐盐指标.     

新疆达坂城盐湖中度嗜盐微生物的筛选分离与其抑菌性、生长特性初步研究

极端微生物作为非常宝贵的微生物资源,具有广阔的研究和应用前景。为获得中度嗜盐微生物,采用渗透压选择性培养基,从采自新疆达坂城盐湖及附近的20份水土样本中获得6株中度嗜盐菌,其中包括2株细菌、1株放线菌和3株霉菌。其中两株嗜盐菌对包括大肠杆菌在内的三种指示菌有不同程度的抑制作用。对有抑菌能力的两株中度嗜盐微生物进行生长特性的初步研究,发现其最适生长盐度为10%(以NaCl计),当盐度超过15%时则不生长;在pH6~9,温度25~37℃条件下均长势良好。     

盐地碱蓬耐盐相关基因克隆研究进展

盐地碱蓬是一种生长于盐碱地和海滨沙滩的盐生植物,富含氨基酸、维生素、矿物质等,极具开发价值。由于其具有很强的耐盐性,人们日益重视其耐盐机理的研究。目前对其耐盐机理的研究已经进入到耐盐基因的克隆、结构分析、功能研究等方面。综述了近年来盐地碱蓬与耐盐相关的基因克隆、结构及功能分析等方面的研究进展。