叶际微生物研究进展

植物的叶际是一个复杂的生态系统,微生物的生存环境条件严苛。其可被利用的营养成分较少,温湿度波动大。此外,较强的紫外线辐射对于叶际微生物的生存也有很大影响。但是植物叶际却有着丰富的微生物多样性,其中还有许多有益细菌和真菌。它们通过和植物寄主的互作,改善着叶际微生物的栖居环境;其对植物病原体的拮抗亦可提高植物的抗病性。植物叶际的微生物还可以产生激素以促进植物生长,还有一些微生物可以利用农药等污染有机物作为营养物质,在污染物的环境生物修复方面显示巨大的潜力。此外,叶际微生物作为一种生态学指标在生态稳定与环境安全评价中开始发挥显著的作用。     

植物叶际固氮菌研究进展

固氮菌广泛存在于植物叶际,能固定空气中的氮气,满足自身或植物的部分氮素需求。基于纯种分离和培养的传统生物学方法已经研究了部分叶际固氮菌的特性,但对叶际固氮菌的物种组成、群落结构及生态功能等方面的认识还非常有限。随着分子生物学技术的发展、微生物分子生态学研究方法的逐步成熟,人们对叶际微生物的多样性和生态功能的研究越来越深入。叶际固氮菌具有丰富的多样性,温度、湿度、光照等环境因素及植物种类和微生物互作均会影响叶际固氮菌的组成。不同于根际固氮菌,叶际固氮菌具有非专一性,且不易受化肥的影响,其在农业生产上已经表现出潜在的应用价值。为此,本文综述了农作物、森林、海域生态系统中叶际固氮菌的群落结构组成及生态功能,以及外界因素对叶际固氮系统的影响。     

拟南芥与叶际微生物组的互作遗传机制——基于网络作图理论

叶际微生物组对植物的生长发育至关重要,但植物与其定殖微生物组相互作用机制尚不明确。目前植物与微生物互作研究多集中于根际微生物组,对叶际微生物组的研究较少,且这些研究未能从微生物互作的角度探究植物与微生物的相互作用机理。基于网络作图理论,将拟南芥基因组SNP （Single Nucleotide Polymorphisms）分子标记数据与微生物组网络特征值相关联,挖掘影响叶际微生物组网络结构的枢纽基因,以探究拟南芥塑造叶际微生物组网络结构的遗传机制。通过对188株拟南芥及其叶际微生物组数据的分析,识别出四种关系下的中心节点微生物,筛选到622个显著SNP位点。进一步构建了贝叶斯遗传网络,获得26个枢纽基因,这些基因可能参与了植物抗病、激素分泌和生长发育相关的分子途径。本研究从全基因组角度探究植物调控自身微生物组的遗传机制,揭示植物与微生物组如何互作促进植物健康,将为精准分子育种提供理论基础和遗传资源,并为合成菌群用于创制新型菌剂提供数据支持,具有重要的科学意义和应用价值。     

玉米与叶际微生物组的互作遗传机制

为了解玉米(Zeamays)和其定植微生物组之间的相互作用,探究玉米与叶际微生物组之间的互作遗传机制,该研究采用数学模型量化微生物之间相互作用的4种方式:互利共生、拮抗、侵略、利他,分析230份玉米叶际微生物组数据,利用网络作图研究玉米与叶际微生物组之间的互作遗传机制。结果表明:在微生物互作网络中确定了67个中心节点微生物,通过网络作图筛选到玉米405个显著单核苷酸多态性(SNPs)位点,最终定位到23个枢纽基因,发现其在促进植物生长、抵御病原菌侵染、耐受非生物胁迫方面起到重要作用。研究结果有助于在作物遗传育种以及构建新型菌剂促进植物生长方面提供思路。     

叶际微生物与植物健康研究进展

叶际微生物与植物有着密切的联系,对宿主生物多样性的维持、群落的稳定和生态系统的功能具有重要意义。随着分子生物学技术的快速发展,叶际微生物与植物的关系及对宿主健康的影响是近年来热点领域之一。基于明确定义的叶际概念,综述了叶际微生物群落结构、驱动因素及其与植物健康的关系,强调了叶际微生物的机遇性以及调控群落驱动因素在未来叶际微生物研究中的重要地位。加深对叶际微生物的认知,有利于实现农业微生物的功能最大化,以期为提高植物产量提供参考。     

影响微生物互作的重要基因研究进展：以大肠杆菌为例

微生物在自然界中广泛存在,微生物间的相互作用对群落结构和功能有重要影响。目前已经对微生物相互作用的机制给予了很大的关注,通过高通量测序技术和统计学分析方法的结合可以定位获得影响菌株互作的重要基因。为了深入研究微生物相互作用的遗传机制,本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为例,综述了与大肠杆菌运动性、耐药性、营养物质吸收和代谢调节相关的基因在互作条件下发挥的作用,并从这几个方面分别阐述了大肠杆菌互作遗传机制。总之,这些基因在大肠杆菌与其他微生物互作中发挥重要作用,同时增强了对细菌互作机制的理解,为今后研究更复杂的微生物群落互作遗传机制奠定了理论基础。     

植物叶际微生物提取方法研究

实验以菜豆叶子为材料,定量比较了不同叶际微生物提取方法的提取效果,为叶际微生物的研究提供有效的手段。通过实验研究得出,叶际微生物用不同的提取方法和提取溶液提取效果有很大的差别。用超声波提取,随着超声时间的延长,微生物数量先会有一个增长的过程达到最佳效果后又会减少,最佳提取时间为4 min左右;水和磷酸缓冲液两种提取溶液的提取效果没有显著的差别;匀浆的提取方法与超声波提取法相比,提取量有明显增多甚至多出一倍左右,前者最大提取量为1.12×10⁷个/g鲜叶;而后者为7.67×106个/g鲜叶;叶子的采样量一般是在4～5 g为宜。通过实验还得出随着叶龄的增大叶际微生物数量会显著的增多,但对于叶际微生物的研究还要综合考虑其他各种因素,随具体的目的才能确定最适合的叶龄。     

微生物镉解毒机制及微生物-植物互作修复研究进展

镉(cadmium,Cd)是引起粮食减产的主要金属之一,具有高溶解性及高迁移性,易被植物吸收和积累。微生物长期在镉胁迫的条件下进化出一系列的镉解毒机制。微生物对镉的解毒包括抑制Cd(Ⅱ)的进入、促进Cd(Ⅱ)的外排,以及将进入胞内的Cd(Ⅱ)进行“扣押”。微生物的Cd(Ⅱ)钝化是通过细胞吸附和胞外沉淀将游离态的Cd(Ⅱ)进行钝化,这类微生物具有较强的土壤镉污染治理潜力。本文主要介绍微生物的镉解毒机制、微生物-微生物互作、微生物-植物互作机制及其在镉污染生物修复中应用的最新研究进展。     

基于微生物互作的共培养分离技术研究进展

自然条件下,微生物以一种复杂的群落形式生活,细胞周围充斥着由相邻细胞产生的各类代谢物,使各细胞间存在多样的互作形式,影响彼此的生长。不同种类的菌株共培养时,营养缺陷型菌株可以利用其他菌株产生的代谢产物进行生长;共培养还可以改变微环境、刺激菌株沉默基因的表达及改变菌株的生存状态。近年来,基于模拟菌株间的互作关系而发展起来的共培养技术逐步应用于未培养微生物的分离工作中,并被认为能有效提高未培养微生物的分离效率。结合已发表的相关文献资料,综合分析潜在共培养的类群多样性以及共培养分离技术的先进性与应用现状等,以期为微生物分离技术的发展及微生物资源的发掘提供参考。     

藏灵菇微生物种群结构的分子特性研究

用PCR—DGGE指纹技术,研究了藏灵菇中微生物多样性及藏灵菇发酵奶发酵过程微生物种群动力学。结果表明,藏灵菇中细菌的种群结构较酵母菌的复杂,不同来源的藏灵菇中细菌种群结构的相似性为78％-84％,酵母菌种群结构的相似性为80％-92％。发酵过程中细菌种群结构变化图谱中的条带B和条带E,以及酵母菌种群结构变化图谱中的条带N贯穿于整个发酵过程,是发酵过程的优势菌。序列分析表明,细菌种群结构的DGGE图谱中的绝大多数条带与乳酸菌相对应,其中最亮条带（条带E）的序列与乳酸乳球菌的相似性为100％。     

纤维素分解菌与无机磷细菌的相互作用

大多数土壤全磷含量较高 ,但由于其固定能力很强 ,不仅有效磷含量较低 ,而且施入的水溶性磷肥很快转化为无效形态。活化土壤中无效磷库 ,提高其有效性 ,是一个具有重要实践意义的研究课题。研究结果表明 ,土壤中存在许多具活化无效磷功能的微生物 ,尤其在根际土壤中解磷微生物的数量比非根际要多[8] ,这些微生物统称为解磷菌。增加土壤或根际解磷菌的数量 ,就能活化土壤中的无效磷 ,提高磷的利用率。但土壤中的解磷菌大多数是腐生性的 ,其生长繁殖需要碳源 ,而多数情况下 ,土壤碳源很少 ,且主要是农作物残体 ,其主要成分是纤维素和半纤维素 …     

利用-碳化合物(C1)细菌的分离及基因组文库的构建

从污水样品中筛选到能利用甲醇的菌株B,经16SrDNA测序分析鉴定为肺炎克氏杆菌（Klebsiella pneuumo-niae）。甲醛耐受能力的测试表明该菌对甲醛具有较强耐受能力,能在含有8～15mm。l／L甲醛的LB培养基上生长。S0uthem杂交分析说明这菌株的基因组中有甲基营养菌6-酸己酮糖合成酶（HPS）和6-磷酸果糖异构酶（PHI）基因的同源序列。本研究以pUC118为载体构建了基因组文库,进一步检测结果说明所构建的基因组文库质量符合要求。     

利用一碳化合物(C1)细菌的分离及基因组文库的构建

从污水样品中筛选到能利用甲醇的菌株B,经16SrDNA测序分析鉴定为肺炎克氏杆菌(Klebsiella pneumo-niae)。甲醛耐受能力的测试表明该菌对甲醛具有较强耐受能力,能在含有8￣15mmol/L甲醛的LB培养基上生长。Southern杂交分析说明这菌株的基因组中有甲基营养菌6-磷酸己酮糖合成酶(HPS)和6-磷酸果糖异构酶(PHI)基因的同源序列。本研究以pUC118为载体构建了基因组文库,进一步检测结果说明所构建的基因组文库质量符合要求。     

微生物分子生态学技术在湖泊微生物多样性研究中的应用

微生物是湖泊生物圈物质循环和能量流动的主要参与者,在湖泊的生态系统中起着重要的作用。但是,湖泊中存在着大量不可培养的细菌,利用传统的培养技术,无法对湖泊微生物的多样性进行深入而全面的研究,而不依赖培养的分子生物学技术的发展为此方面研究开辟了新的路径。微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉产生的学科,在研究湖泊微生物多样性方面已经得到了广泛的应用。主要综述了变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,末端限制性酶切片段长度多态性技术(T-RFLP),16SrDNA克隆文库技术等微生物分子生态学技术在研究湖泊微生物多样性方面的应用情况。     

《微生物学》中“微生物物种多样性”的教学内容和教学方式探讨

微生物学是各类高校生命科学学院及医、药、农、林、食品等有关专业本科生的必修专业基础课,地位十分重要。对微生物多样性的研究是各相关领域中的重要研究热点,且不断取得丰硕的研究成果。然而,目前大多数高等教育规划教材《微生物学》缺乏对微生物多样性知识点、研究方法及相关领域研究进展的系统介绍,在一定程度上局限了学生对该知识点的学习和掌握,不利于拓展学习视野。在分析了相关概念、研究方法并对比国内外主流《微生物学》相关教材的基础上,结合教材的专业倾向,我们建议在《微生物学》教材中适当增加微生物多样性知识点内容及该领域研究进展,让学生与时俱进,进一步接轨专业研究前沿。     

中国东海和南海海域可培养烃类降解细菌的筛选及功能

【背景】海洋环境中蕴藏着丰富的微生物资源,其种类繁多而且功能多样,在驱动物质循环及能量流动等方面起着重要的作用。目前,海洋中烷烃化合物降解菌的分离筛选和降解功能研究已有文献报道;但是对海洋中尤其是我国东海和南海海域,具有降解芳香烃类化合物功能的菌株分离筛选及其多样性研究鲜有报道。【目的】分离筛选我国东海和南海海域具有烃类降解能力的可培养菌株,并对其降解功能和多样性进行初步研究。【方法】分别从东海和南海海底沉积物样品中筛选菌株,选择不同的烃类化合物为菌株筛选的唯一碳源,采用梯度稀释和平板划线法分离纯化得到单菌落,并利用相应烃类为唯一碳源进行生长验证获得该化合物降解菌。【结果】以肉桂酸、碱木素、十六烷等12种烃类化合物为唯一碳源,从样品中共分离到63株具有烃类化合物降解能力的菌株,分别属于3个门4个纲8个目10个属,主要为红球菌属(Rhodococcus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、弧菌属(Vibrio)、盐单胞菌属(Halomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)。两大海域优势降解菌差别较大,其中东海沉积物降解菌株主要为不动杆菌属(Acinetobacter),而南海沉积物降解菌株主要为红球菌属(Rhodococcus)。【结论】我国东海和南海海域蕴藏着丰富的烃类化合物降解菌株资源,两大海域优势降解菌种类存在明显差异,这将为我国未来可能的海洋环境石油污染的微生物治理储备菌种资源。     

原核微生物腈转化酶研究进展

腈类物质的生物转化符合绿色化工的要求,具有重要应用潜力。系统阐述了产腈转化酶微生物多样性和生物转化特点。从菌株的分离、产酶及诱导物的种类;酶作用的底物、获得的产物;基因表达、酶的耐受性以及其应用价值等方面进行了比较全面的综述。     

Phyllosphere and rhizosphere microflora of pearl millet with reference to downy mildew incited bySclerospora graminicola (Sacc.) Schroet

Summary Analysis of phyllosphere microflora showed that in the resistant cultivar (PHB-14) there was a significantly higher population of fungi, gram positive and gram negative bacteria, compared to susceptible cultivar (NHB-3) under healthy and diseased situations. The cultivars during earhead stage supported maximum phyllosphere fungal and gram negative bacterial populations.The rhizosphere of the susceptible cultivar under downy mildew influence supported maximum fungal and gram negative bacterial populations and the rhizosphere effect was the highest in downy mildew colonized susceptible NHB-3 at the earhead stage (95 days after planting).Among the fungi isolated Cladosporium dominated the phyllosphere of resistant, susceptible and susceptible cultivar under the influence of downy mildew.Among the rhizosphere microflora the population ofAspergillus sp. was found to be greatest in resistant, susceptible and the susceptible cultivar under the influence of downy mildew.     

油藏微生物的代谢特征与提高原油采收率技术

油藏是一个高温、高压、少氧、寡营养和封闭的极端环境,油田经过多年注水开发后,在油藏内部形成了相对稳定的微生物群落体系,这些微生物以石油烃分解为起始,形成了一个复杂的食物链,对油藏碳、硫和金属离子的元素地球化学循环起着非常重要的作用。微生物提高原油采收率技术(MEOR)是利用微生物及其代谢产物与油藏和原油发生作用来提高原油采收率的一种新技术,具有成本低、适应性强和环境友好等特点,因此有望成为未来化学驱后油藏和高含水油藏进一步提高采收率的重要手段。对油藏内源微生物及其介导的生化反应,微生物采油原理、发展历程和现场试验进行综述,并提出了未来的发展方向。