土壤产铁载体细菌的筛选及其对铁氧化物的活化与利用

【背景】土壤中铁主要以难溶态铁氧化物的形式存在,有效性较低,产铁载体细菌对铁氧化物的活化是提高铁利用效率的有效途径。【目的】从林木土壤筛选产铁载体细菌,并观察菌株对难溶性铁氧化物的利用效应,可为土壤微生物资源开发及其在养分调控中的作用提供理论依据。【方法】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离产铁载体细菌,借助生物培养实验分析温度和pH对微生物生长和铁载体产生的影响,通过振荡平衡实验,探究细菌产铁载体对铁氧化物的活化效应。【结果】通过CAS检测法从林木根系附近表层土壤中分离得到12株产铁载体细菌,16S rRNA基因扩增子测序初步鉴定结果显示筛选细菌均为假单胞菌属。选取铁载体产生能力和生长活性较高的两株细菌ARSB02和CNRSB01作为重点研究对象,结果显示,不同条件下CNRSB01的生物量和铁载体产量均高于菌株ARSB02,22 h时菌株ARSB02和CNRSB01的铁载体活性单位分别达到67.07%和84.60%。pH 5.0-8.0的范围内两株细菌可以保持较好的铁载体产生能力,菌株ARSB02和CNRSB01在pH7.0时铁载体产生能力最强,铁载体活性单位分别达到38.9...     

黑麦草根际产铁载体细菌HMGY6B的筛选鉴定及对病原菌的拮抗作用

【目的】从石灰性土壤中分离筛选出铁载体合成能力强、抗病效果好的菌株。【方法】采用刃天青(Chrome azural S,CAS)平板检测法,定性、定量筛选产铁载体能力较强的菌株,通过菌株形态、生理生化特征、16S r RNA基因序列相似性和系统发育分析,鉴定细菌类型,然后采用平板对峙法研究菌株与病原菌的拮抗作用。【结果】从多年生黑麦草根际土壤中分离得到一株产铁载体能力很强的菌株HMGY6B,经鉴定,该菌属假单胞菌属Pseudomonas菌株,其产生的儿茶酚型铁载体对黄瓜灰霉病(Botrytis cinerea)有显著的拮抗作用,在低铁条件下(0.16、2、5、10μmol/L FeCl_3)对黄瓜灰霉病的生长抑制率高达91.2%,但在富铁条件下(50μmol/L FeCl_3)降为30.2%,100μmol/L FeCl_3抑制率仅为5.5%。【结论】菌株HMGY6B可用于今后复合型抗病生物菌肥的开发研制。     

广西百色喀斯特地貌土壤产铁载体细菌的分离和鉴定

由于碳酸盐性质和特点,导致喀斯特地区的土壤有丰富的矿质元素,尤其是其中的铁氧化物,并具有丰富的有益微生物种群。针对具有潜在植物促生作用的铁载体产生菌,本研究从广西百色地区选取典型喀斯特地貌区域进行土壤采样,然后进行土壤理化性质测定与菌株分离,筛选铁载体产生菌。最终从66份土壤样品中得到140株菌株。16S r DNA测序分析鉴定出22属66种,其中筛选得到铁载体产生菌69株,分属14属35种,其中优势菌属为假单胞菌属。     

鱼类肠道铁载体高产菌株CB-EH-2的筛选与鉴定

利用2216E限铁培养基从青岛近海海鱼肠道内筛选到1株铁载体高产菌株,命名为CB-EH-2。结合形态、生理生化特性、16S rRNA基因序列同源性和系统发育分析将其初步鉴定为Cobetia amphilecti。铬天青(CAS)法检测其铁载体的产生及对Fe3+的亲和能力。XAD-2大孔径树脂提取铁载体,铁载体类型和拮抗活性分析显示,菌株CB-EH-2所产铁载体为异羟肟酸型,可显著抑制鳗弧菌等4种指示菌的生长。不同浓度2,2'-联吡啶及铁离子对CB-EH-2的菌体量和铁载体产量具有较大的影响。本文首次报道C.amphilecti产生异羟肟酸型铁载体,CB-EH-2作为有益菌值得进一步研究。     

黑麦草根际铁载体产生菌WN-H3的分离鉴定及其产铁载体培养条件的优化

从黑麦草(Lolium perenne L.)根际土壤中分离得到28份菌株,采用刃天青(chrome azural S,CAS)平板检测法定性、定量筛选出1株产铁载体能力较强的细菌WN-H3,经过菌落形态、生理生化特征、16S r DNA序列同源性和系统发育分析,初步判断为一株弗村假单胞菌(Pseudomonas vranovensis)。在摇瓶水平上采用单因子法分别研究了铁载体合成菌株WN-H3的碳、氮源利用效果及培养温度、摇床转速、培养基初始p H值等因素对菌株生长及铁载体合成能力的影响,最终优化得到铁载体产生菌的最佳发酵条件:蔗糖10 g/L,酵母浸出粉5 g/L,Na Cl 5 g/L,温度28℃,转速180 r/min,p H7.5,该条件下培养48 h后菌株WN-H3产生的铁载体活性su值可达80.4%。实验表明,优化后的培养条件更利于铁载体产生菌的生长和铁载体合成。     

高产铁载体棉田土壤细菌SS05的筛选与鉴定

【目的】研究从棉田土壤中筛选得到的高产铁载体细菌产铁载体能力、分类地位和抑菌活性。【方法】通过改良蔗糖-天冬氨酸培养基选择性筛选产铁载体细菌,通过分光光度计法测定铁载体活性,通过混菌法测定产铁载体细菌上清液对棉花枯萎病致病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑菌效果,采用形态学、生理生化鉴定及16S rDNA序列系统发育分析对高产铁载体菌株进行鉴定。【结果】从棉田土壤中筛选到162株产铁载体细菌,30株产铁载体能力较强的细菌中21株具有较高产铁载体能力,菌株SS05的铁载体活性单位达到98.3%;在低铁条件下,SS05上清液对F.oxysporum具有显著的抑制作用;SS05与莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)最为接近。【结论】SS05是高产铁载体菌株,与莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)最为接近,在低铁培养条件下其上清液对F.oxysporum具有显著的抑制作用。     

番茄根内促生放线菌的分离鉴定及其促生效果

【背景】植物体内普遍存在一定数量的内生放线菌,对植物的生长发育具有促生作用。【目的】从番茄根内分离、筛选并鉴定出能够有效促进植物生长发育的内生放线菌,为生物菌肥的开发奠定基础。【方法】采用组织研磨培养法和放线菌分离培养基对番茄根内放线菌进行分离,利用Salkowski比色法、钼锑抗比色法和CAS平板检测法进一步筛选出具有较强促生特性的菌株,通过番茄和黄瓜苗期盆栽试验验证其促生效果。结合形态、生理生化以及16S r RNA基因序列相似性和系统发育分析,对菌株进行鉴定。【结果】分离筛选出一株吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)产量达25.56 mg/L的内生放线菌NEAU-D1,能够产生铁载体并且对多种难溶性磷酸盐具有良好溶解效果,通过16S r RNA基因序列分析,该菌株属链霉菌属。番茄和黄瓜苗期盆栽试验结果表明,接种该菌株的番茄幼苗其根长、株高、植株鲜重和干重较对照分别显著增加了9%、23%、47%和92%,而接种该菌株的黄瓜幼苗根长、株高、植株鲜重和干重较对照分别显著增加了43%、47%、134%和58%。【结论】链霉菌NEAU-D1可以作为潜在的促生菌资源用于设施蔬菜多功能生物菌肥的研发。     

苹果枝条内生菌longA的鉴定及其抑菌作用机理初探

【目的】鉴定一株分离自苹果健康枝条的内生菌long A,对其抑菌作用机理进行初步探究。【方法】通过生理生化性质测定和16S r RNA基因序列分析对其进行鉴定;采用平板对峙法检测long A对苹果树腐烂病菌(Valsa mali)菌丝生长的影响和对孢子萌发的抑制作用,利用透射电镜观察苹果树腐烂病菌的细胞内部变化。【结果】16S r RNA基因序列分析结果表明该菌株为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens;菌株long A好氧,可利用葡萄糖、蔗糖、甘露醇、乳酸、柠檬酸等碳源;耐盐性差(不能耐受质量分数7%的氯化钠);接触酶反应呈阳性;可还原硝酸盐;能使明胶液化、水解淀粉;不能利用柠檬酸盐;乙酰甲基甲醇(V-P)试验为阴性。long A能显著地降低苹果树腐烂病菌分生孢子的萌发率,并导致其菌丝生长过程中分枝增多、顶端膨大及细胞质外渗。【结论】菌株long A能有效抑制苹果树腐烂病菌等,具有一定的生防潜能。     

一株培菌白蚁后肠木聚糖降解细菌的分离与鉴定

【目的】从培菌白蚁——黄翅大白蚁肠道微生物菌群中分离能降解木聚糖的细菌。【方法】以木聚糖为唯一碳源,利用刚果红染色,根据透明圈大小进行筛选。通过显微形态,革兰氏染色及16S r RNA基因序列分析进行菌株鉴定。二硝基水杨酸(DNS)法测定细菌生长过程中木聚糖酶酶活变化,比较酶活与菌株生长状况的关系。【结果】从黄翅大白蚁肠道中筛选到一株具有较高木聚糖降解活性的革兰氏阳性菌Mb1,16S r RNA基因序列分析表明为类芽孢杆菌属细菌,命名为Paenibacillus sp.Mb1。该菌培养72 h后菌体浓度达到最高,木聚糖酶酶活主要存在于培养液上清中,酶活在对数期增长快,在培养96 h时达到最高值,之后趋于稳定。【结论】从黄翅大白蚁肠道中分离出一株具有较高木聚糖酶活的类芽孢杆菌,可作为产细菌木聚糖酶的潜在优良菌株。     

异化铁还原梭菌Clostridium bifermentans EZ-1产氢与电化学特性

【目的】从黄河三角洲滨海湿地土壤中获得同时具备产氢、产电以及异化铁还原能力的多功能菌株。【方法】通过厌氧分离技术从黄河三角洲土壤中分离得到纯菌株,16S r RNA基因测序后与数据库已有序列进行比对。利用革兰氏染色及扫描电镜观察菌株形态,并用气相色谱(gas chromatography,GC)和液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)检测其生理代谢底物和产物。通过添加不同形态铁氧化物检测该菌株Fe(Ⅲ)的还原能力。构建微生物燃料电池(Microbial fuel cells,MFCs)检测该菌株的电化学活性。【结果】16S r RNA基因序列比对发现其与双酶梭菌Clostridium bifermentans的相似性达97.99%。革兰氏染色结果显示为阳性菌。能够利用葡萄糖为底物发酵产生氢气、二氧化碳、乙酸和丁酸。Fe(Ⅲ)还原能力检测发现,其不仅可以还原柠檬酸铁(FeC_6H_5O_7)中可溶性的Fe(Ⅲ),还可以还原无定形铁水铁矿(FeOOH)和晶型纳米磁铁矿(Fe_3O_4)中的Fe(Ⅲ)。此外,经MFCs检测发现,该菌具有电化学活性,最大电流输出密度可达6.5 m A/m~2,且在0.15 V位置存在氧化峰。【结论】本研究从土壤中成功分离得到了一株同时具有产氢、产电以及异化铁还原能力的多功能梭菌菌株,保藏并命名为Clostridium bifermentans EZ-1。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism