嗜酸硫化杆菌(Sulfobacillus sp.)的分离鉴定及其在黄铁矿浸取中的应用北大核心CSCD

【目的】分离、培养获得中高温硫化矿浸取菌,为利用其进行生物冶金研究及应用奠定基础。【方法】利用二价铁或单质硫为底物,对酸性热泉泥水样品进行富集培养,以获得能够氧化二价铁或还原性硫的菌株;根据形态学、生理生化特点及系统发育分析对分离菌株进行分类鉴定;通过分析黄铁矿的铁氧化速率评估菌种在生物冶金中应用的潜力。【结果】从哥斯达黎加酸性热泉泥水样品中分离得到两株好氧嗜酸兼性自养细菌Costa C和Costa E。两株菌革兰氏染色反应为阳性,细胞大小相近,分别为(0.4-0.6)μm×(2.5-4.0)μm和(0.4-0.7)μm×(2.4-4.9)μm,端生芽胞,生长温度范围均为30℃-55℃,最适生长温度分别为50℃和40℃,生长pH范围分别为1.2-5.0和1.4-5.0,最适生长pH均为2.8。可以利用Fe(Ⅱ)、S、K2S4O6等为能源进行自养生长,也可利用酵母浸粉等有机物生长。两株菌的16S rRNA基因与硫化杆菌属(Sulfobacillus)其他菌种的最高相似性大于99%,(G+C)%含量分别为56.1 mol%和56.7 mol%。【结论】形态学、生理生化特点及系统发育分析表明,研究中筛选获得的两株菌均属于Sulfobacillus属,分别定名为Sulfobacillus sp.strain Costa C和Sulfobacillus sp.strain Costa E。浸矿结果显示两株菌在45℃时可以氧化黄铁矿,氧化速率分别为63.0 mg/L·d与56.8 mg/L·d,表明两株菌具有在中高温条件下浸取硫化矿的能力。     

基于16S rRNA和RubisCO基因对嗜酸硫杆菌的系统发育及多样性北大核心CSCD

【目的】明确不同地理来源的Acidithiobacillus spp.种群是否表现出显著的地域性和异域物种形成;为了解微生物谱系地理、多样性维持机制和微生物分子地理学提供基础数据。【方法】采用16S r RNA基因、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubis CO)功能基因序列同源性分析构建相应的系统发育树,分析Acidithiobacillus spp.种群的遗传多样性。【结果】从3个不同的地域分离到35株菌聚为5大类群,其中菌株YNTR4-15可能是铁氧化细菌(Leptspirillum ferrooxidans),菌株HBDY3-3被鉴定为另一铁氧化细菌(Leptospirillum ferrodiazotrophum);有4株可能是Acidithiobacillus ferrivorans;6株是Acidithiobacillus ferridurans,其余菌株均被鉴定为Acidithiobacilus ferrooxidan。对26株代表性菌株的Rubis CO I型cbb L基因和II型cbb M基因的分析,发现19株菌具有双拷贝cbb L基因,分别为cbb L1和cbb L2基因;7株菌只检测到了cbb L1。cbb L1和cbb L2基因都有3个序列型;而cbb M基因是单拷贝。Rubis CO基因的密码子偏爱性不强。【结论】分离自3个地域的菌株16S r RNA/Rubis CO基因存在序列差异,Acidithiobacillus spp.种群存在显著的遗传多样性。嗜酸硫杆菌分离菌株基于16S r RNA基因的系统发育树和Rubis CO基因的发育树不一致。     

包头泉山金矿浸矿酸性微生物群落优势度变化的比较研究

【目的】研究不同矿石组成对微生物群落结构的影响。【方法】选取包头泉山金矿的酸性矿坑水(Acid mine drainage,AMD)对4种不同组成的矿石样品进行浸矿,采用16S rRNA-PCR和RFLP相结合的方法,研究浸矿前后浸矿微生物种群优势度的变化情况。【结果】所选取的3个酸性矿坑水考查点之间浸矿微生物的种类及数量相似度较大,浸矿微生物结构相对变化度不大。H71和F11相对其他两个样品的群落结构差异较大,而J72和S71几乎一样,说明在钾长型和石英型矿石的选择压力下,浸矿微生物的被选择趋势是大致相同的。【结论】浸矿前后样品中浸矿微生物的系统发育分析结果表明,所考查的克隆子的序列可分为两大分支:Acidithiobacillus菌属和一个相对独立的菌属,且这两个分支内部菌株之间的发育距离较近。     

ε-聚赖氨酸发酵过程污染微生物的分离与鉴定

【目的】研究ε-聚赖氨酸发酵过程中污染微生物的种类。【方法】采用稀释涂布法、划线法、环境胁迫法和液体营养富集法等对污染样本进行微生物的分离与纯化,通过菌落形态和显微观察,再结合16S rRNA基因序列分析,确定分离菌株的系统发育地位,并对分离菌株的ε-聚赖氨酸耐受性进行考察。【结果】液体营养富集法实现了污染微生物的分离,通过16S rRNA基因序列分析鉴定其为一株Acinetobacter bereziniae,并证实该菌能在高浓度ε-聚赖氨酸条件下生长。【结论】Acinetobacter bereziniae是ε-聚赖氨酸发酵过程中的主要污染微生物,这为后期发酵污染防治提供了一定的指导作用。     

基于流式细胞仪高通量分选的深海微生物单细胞培养

【目的】建立适用于海洋微生物的流式细胞分选与高通量单细胞培养的方法,通过该方法从印度洋深海样品中分离微生物纯培养菌株。【方法】利用流式细胞仪单细胞分选功能,以前向角(FSC)和侧向角(SSC)散射光信号代替荧光信号作为分选逻辑,对深海水体和沉积物样品中微生物进行单细胞高通量分选和培养。【结果】确定了流式细胞分选的区域和条件,发现所建立方法适于分离海洋水体微生物,而不是沉积物微生物。从印度洋深海水体样品中获得61个潜在新菌株,分属于6个新属种,占分离菌株总数的26.29%,其16S rRNA基因序列与已培养的模式菌株相似性为89.79%–95.37%。【结论】本研究所建立的方法有助于提高发现海洋微生物新物种的效率,获得更多新的海洋微生物资源。     

鄱阳湖-乐安河段湿地耐Cu、Zn、Pb植物促生菌的分离、筛选及鉴定

【背景】植物促生菌因其对植物生长促进及增强抗逆性等优点在植物-微生物联合修复重金属污染土壤中具有良好应用潜力。在污染土壤中,土著植物促生菌能够更好地定殖并保证促植物生长能力的发挥。【目的】从常年受上游多种重金属污染的鄱阳湖-乐安河段湿地分离出一批具有多种重金属抗性的优势土著植物促生菌,以期为植物-微生物联合修复重金属污染湿地提供一批优质的菌种资源。【方法】从乐安河流域戴村受重金属污染的湿地土壤及水体中分离具有Cu、Zn、Pb抗性菌株,测定菌株的促植物生长特性[产IAA(Indole acetic acid)、溶磷、产铁载体及ACC(1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid)脱氨酶活性],挑选促生特性较好的菌株进行16S r RNA基因序列分析鉴定,并测定菌株对其他胁迫条件(抗生素、酸碱、盐)的耐受能力。【结果】分离得到22株能够同时耐受Cu 50 mg/L、Zn 400 mg/L、Pb 800 mg/L的菌株,其中10株表现出较好的促植物生长特性,对其进行16S r RNA基因序列分析鉴定,有4株属于Ralstonia sp.,3株属于Burkholderia sp.,另3株则分别属于Cupriavidus sp.、Stenotrophomonas sp.和Novosphingobium sp.。基于这10株菌抗性特征的聚类分析及主成分分析,结果与系统发育树分析结果高度一致。【结论】耐受多种重金属的土著植物促生菌的分离鉴定为重金属污染土壤的植物-微生物联合原位修复提供良好的微生物资源。     

大连渤海老虎滩海域沉积物可培养放线菌的多样性

【目的】研究大连渤海老虎滩海域可培养放线菌的多样性。【方法】利用5种不同的培养基分离、培养海洋沉积物中的放线菌,并用16S rRNA基因序列对部分放线菌株进行系统发育分析。【结果】根据菌落表型共分离到1215株放线菌。选择271株具有代表性的菌株进行16S rRNA分析,结果表明,251株(92.26%)属于放线菌门,覆盖11个科,15个属;其余20株属于厚壁门和变形菌门;有7株为潜在的新种。【结论】大连渤海老虎滩海域的沉积物中存在较为丰富的放线菌和新种资源,这些菌株为将来开发新的微生物代谢产物奠定了基础。     

美洲大蠊(Periplaneta americana)肠道微生物多样性分析

【目的】分析美洲大蠊(Periplaneta americana)肠道微生物群落的组成。【方法】以美洲大蠊肠道微生物基因组为模板,Bact-27F和Univ-1492R为引物,PCR扩增16S rRNA基因,连接pGEM-T载体,构建肠道微生物16S rRNA基因文库,并对肠道微生物的组成及多样性进行分析。【结果】美洲大蠊肠道微生物主要包括变形杆菌门(Proteobacteria,66.4%),拟杆菌门(Bacteroidetes,17.8%),厚壁菌门(Firmicutes,14.5%),梭杆菌门(Fusobacteria,0.6%),以及未分类微生物(unclassified bacteria,0.6%)。系统发育分析显示,15%的美洲大蠊肠道微生物16S rRNA基因序列与亲缘关系较近的杂食蟑螂肠道微生物的16S rRNA基因序列聚于一支;59%的美洲大蠊肠道微生物16S rRNA基因序列与不同食性动物肠道微生物的16S rRNA基因序列聚于一支。另一方面,18%的美洲大蠊肠道微生物16S rRNA基因序列与潜在的微生物致病菌一致性高于99%,说明美洲大蠊是一类潜在的致病菌携带者。【结论】美洲大蠊肠道微生物群落组成多样,宿主系统进化以及杂食性生活方式对其肠道微生物的组成有较大影响。     

硇洲岛海胆可培养细菌的多样性

摘要：【目的】研究南海硇洲岛马粪海胆（Hemicentrotus pulcherrimus）可培养细菌多样性。【方法】采用纯培养法和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析对样品中细菌（含放线菌）多样性进行研究。【结果】用补充0～2.0 mol/L NaCl的MA、ISP 2、NA、SWA和HAA培养基从海胆样品中分离到106株细菌菌株,根据形态观察和部分生理生化实验结果去冗余,选取34个代表性菌株进行基于16S rRNA基因序列的系统发育多样性分析。结果表明,这些分离菌株代表21个物种,属于3个大的系     

脱氮除磷假单胞菌的筛选及定量检测

【目的】筛选具有较强脱氮除磷能力的细菌,建立结合S1酶保护分析的分子探针技术,以分析该菌在发酵过程中的数量变化情况。【方法】采用缺磷培养基厌氧培养、富磷培养基好氧培养和硝酸盐还原产气实验进行脱氮除磷菌筛选。通过16S rRNA基因序列分析及同源性比对,结合菌株的生理生化鉴定试验,鉴定筛选株。设计相应的16S rRNA探针组,建立结合S1酶保护分析的分子探针技术。【结果】筛选的菌株被鉴定为假单胞菌Pseudomonas sp.,命名为LY10。菌株LY10在富磷培养基中好氧培养24 h,总磷去除率达90.01%。在反硝化聚磷培养基中培养48 h,总氮和总磷去除率分别为84.71%和89.37%。针对假单胞菌16S rRNA基因序列设计了一组用于结合S1酶保护分析的分子探针Probe-P.sp,该探针具有很高的甄别灵敏度,能够将LY10与丛毛单胞属(Commonas)等5种细菌区分开;分子探针定量分析假单胞菌LY10,其细胞量与吸光值呈线性关系,检测的线性范围为103~106 cells/mL,线性方程为:y=-0.967 87+0.372 99x(R2=0.996 7,n=5)。【结论】新筛的假单胞菌LY10的脱氮除磷能力较强,具有生物脱氮除磷的工业化应用潜质。所建立的结合S1酶保护分析的分子探针技术的特异性和灵敏度良好,有望应用于混菌体系中的假单胞菌的定性定量分析。     

Bt抗虫棉秸秆还田对土壤养分特征的影响

【目的】研究转基因作物秸秆或残茬还田可能对土壤养分特性造成的影响。【方法】以不同抗虫水平Bt棉花和常规棉花(泗棉3号)为研究材料,分别在经过一、二个生长周期后将秸秆机械粉碎后原位还田,40 d后测定分析土壤中Bt蛋白含量及肥力相关的养分含量变化。【结果】Bt棉秸秆还田后,所有品种棉花土壤中Bt蛋白含量与还田前无显著增加,且转Bt基因棉与非转基因棉还田对土壤Bt蛋白含量的影响并无显著差异。同时,棉秸秆还田可显著提高土壤有机质、速效磷、碱解氮、速效钾、全氮、全磷和全钾含量,提升土壤pH值;增加幅度在不同抗虫水平Bt棉花间及与非转基因常规棉花品种间皆无显著性差异。【结论】秸秆还田对土壤肥力的提升与Bt棉的抗虫水平无关。“转Bt基因”不成为Bt棉秸秆还田提高土壤肥力的限制性因素,其秸秆还田不会对土壤肥力质量产生负面影响,可使土壤养分含量增加,有效提升土壤肥力。秸秆原位还田简单、无害又提升肥力,有条件作为转Bt基因植物秸秆无害化处理的理想方式。     

中药非药用部位栽培灵芝的活性成分及药效变化

【目的】以丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)、菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)、桔梗(Ptatycodongrandiflorum A.DC.)3种中药材的非药用部位作为灵芝袋料栽培的原料,研究灵芝子实体活性成分及药效变化。【方法】试验比较测定了非药用部位配方组与常规组(常规组作为实验对照组,配方由玉米芯、棉籽壳等常规基质组成)的灵芝农艺性状,子实体多糖和三萜含量,并对各组灵芝进行了小鼠急性毒性试验及药效试验。【结果】结果表明,非药用部位栽培灵芝生物转化率接近或者高于常规组,生长周期有所延长;活性成分上,除了丹参组(SM.G)的三萜含量有所降低外,其余各组的活性成分较常规配方组(OF.G)均有提高,菊花组(CM.G)灵芝的多糖和三萜含量最高,分别为2.47%和0.79%。最大耐受量试验表明,非药用部位栽培的灵芝子实体的小鼠最大耐受量均为100 g/kg。溶血素试验和促睡眠试验中菊花组效果优于常规组灵芝;抗疲劳上,只有常规组灵芝表现出一定的抗疲劳功效,而非药用部位栽培的灵芝没有该药效。【结论】中药材非药用部位栽培灵芝是可行的,且子实体活性成分含量和部分药效发生了改变。     

高空测报灯监测粘虫区域性发生动态规律探索

【目的】为探索粘虫Mythimna separata Walker成虫种群监测的有效工具。【方法】2014年在全国17个省(市、区)设立了19个高空测报灯观测点,通过各地全年系统监测逐日蛾量。【结果】掌握了粘虫全年南北往返迁飞的种群发生动态,总结出了粘虫全年发生代次(时间)、发生区域和发生数量。【结论】高空测报灯诱测数据反映了粘虫各代次发生时间规律,反映了粘虫种群数量变动规律,体现出区域间种群数量相关性,种群数量变动关系密切的因子有待探讨。此方法为做好其他迁飞性害虫的监测提供了可借鉴的手段和方法。     

3-羟基丙酸高产菌株的筛选及诱变选育

【目的】3-羟基丙酸是一种重要的化学平台化合物,期望得到一株能够高产3-羟基丙酸的菌株。【方法】从土壤及粪便筛选并对得到的菌株进行鉴定和复合诱变。【结果】得到了一株能够利用丙酸发酵生产3-羟基丙酸的酵母Y-11,经生理生化鉴定及18S rDNA序列分析确定其为Candida sp.(假丝酵母)。以Y-11为出发菌株,经紫外-亚硝基胍-60Coγ复合诱变得到了突变性状稳定且可遗传的高产菌株5-13B,其3-羟基丙酸的产量为11.78 g/L,是出发菌株的2.46倍。【结论】对出发菌株和突变株的发酵特性进行了比较,结果表明突变株的3-羟基丙酸产量、对底物丙酸的转化率、产物3-羟基丙酸的积累性能及丙酸的耐受性均优于出发菌株。     

一株转化大豆苷元为S-雌马酚菌株的筛选和鉴定

【目的】筛选一株可转化大豆苷元为S-雌马酚的微生物菌株,并对该菌株进行鉴定。【方法】在厌氧条件下采用抗生素抑制非目标菌生长并结合稀释涂平板法进行菌株分离,分离可转化大豆苷元生成S-雌马酚的肠道细菌,并对产物进行结构鉴定。之后通过16S rDNA序列分析,构建该菌系统进化树,结合菌体形态及菌落特征,确立该菌系统发育学地位。【结果】从大鼠肠道内筛选分离到一株可以将大豆苷元转化为S-雌马酚的革兰氏阴性兼性厌氧菌株LH-52(JN861767),16S rDNA序列测序结果 BLAST比对表明该菌株与奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)相似度达到了99%,结合形态特征和生理生化实验结果鉴定该菌为奇异变形杆菌。根据HPLC保留时间、质谱、核磁共振等波谱数据分析确定产物为S-雌马酚。【结论】菌株P.mirabilis LH-52为首次筛选到的可转化大豆苷元为S-雌马酚的兼性厌氧菌,相对于文献报道的严格厌氧菌更适合于工业化生产。     

炭疽杆菌在家兔盲肠结扎模型内外培养的蛋白表达差异

【目的】建立家兔盲肠结扎模型,研究炭疽杆菌在家兔体内外不同培养条件下的蛋白表达差异。【方法】本实验通过进行家兔盲肠结扎模型对炭疽杆菌进行体内外培养,用不同方法提取胞外蛋白、细胞壁蛋白及全菌体蛋白,并经双向电泳分离和质谱鉴定。【结果】送检144个蛋白点,检出124个,其中包括上清蛋白19个,细胞壁蛋白29个,全菌体蛋白76个。【结论】经分析发现,与合成代谢相关的蛋白在体内主要呈下调趋势,包括多种氨基酰-tRNA合成酶、长链脂肪酸CoA连接酶等;在体内表达上调的蛋白则具有多种功能,其中包括分子伴侣DnaK、超氧化物歧化酶SodA、S-层蛋白等。     

转基因高蛋氨酸大豆对根际土壤主要有机元素和酶活性的影响

【目的】为了评估转基因高蛋氨酸大豆ZD91对土壤生态系统的安全性,开展了其对土壤主要有机元素和酶活性影响的实验。【方法】连续2年,在大豆苗期、花期、鼓粒期和成熟期,采用抖落法采集根际土壤样品,通过室内测定,分析了转基因大豆ZD91对根际土壤含水量、pH、主要有机元素和酶活性的影响。【结果】转基因大豆ZD91较之对应的非转基因大豆对根际土壤含水量、pH、主要有机元素和酶活性无显著影响,但同一种酶活在不同年份和不同生育期存在显著差异。【结论】转基因大豆ZD91对土壤生态系统具有安全性。     

新疆阿克苏地区盐碱地粘细菌分离鉴定

【目的】采用传统的纯培养技术,分离新疆阿克苏地区典型的盐碱地中的粘细菌,并初步分析盐碱地土壤中可培养粘细菌资源的多样性。【方法】采用传统的水琼脂法、滤纸法和改良的土壤浸出液法分离新疆阿克苏地区25份盐碱地的粘细菌。结合分析土样的酸碱度、含盐量、地理位置及其植被分布情况分析新疆阿克苏地区盐碱地粘细菌资源多样性。【结果】共分离到58株粘细菌,它们被鉴定为:粘球菌属(Myxococcus)33株;珊瑚球菌属(Corallococcus)14株;孢囊杆菌属(Cystobacter)6株;堆囊菌属(Sorangium)2株;侏囊菌属(Nannocystis)2株;多囊菌属(Polyangium)1株。其中粘球菌抗逆性强,分离的菌株数最多,在pH值7.5-8.5范围的盐碱地中普遍存在;其次为珊瑚球菌属;而侏囊菌属、多囊菌属的菌株较少见。【结论】新疆阿克苏地区盐碱地粘细菌多样性不高,可能受分离纯化方法、含盐量以及土壤性质影响较大。     

蜜环菌(Armillaria mellea)内参基因的筛选

[背景]蜜环菌属(Armillaria)是一类营腐生或寄生生活的药食两用型真菌,研究其功能基因表达具有重要意义。[目的]筛选并获得蜜环菌(Armillaria mellea)最稳定的内参基因。[方法]以蜜环菌(A.mellea)541为研究对象,以马铃薯琼脂糖培养基培养的菌丝和菌索为对照组,以添加还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)氧化酶抑制剂氯化二亚苯基碘鎓(diphenyleneiodonium chloride,DPI)培养的菌丝和菌索为抑制剂组,以添加木屑培养的菌丝和菌索为诱导剂组,利用RT-qPCR技术和BestKeeper程序系统评估候选内参基因ACT-1、α-TUB、β-TUB 1、γ-TUB、UBQ、EF-lγ、18S rRNA biogenesis protein基因(18S rRNA BP)和GAPDH的表达量稳定性。[结果]内参基因EF-1γ在对照组、DPI抑制剂组和木屑诱导剂组中的表达量稳定性最好。[结论]EF-1γ为蜜环菌(A.mellea)的最佳内参基因,为蜜环菌属真菌功能基因表达研究提供了参考。     

不同土壤养分水平下2种外来鬼针草和近缘本地种的比较研究

【背景】鬼针草属白花鬼针草和三叶鬼针草原产于热带美洲,入侵我国后给生态环境、农业经济等造成严重的危害和影响。目前,关于它们的研究主要针对单个物种。为了更好地理解这2种外来鬼针草的入侵能力和入侵机制,本文开展了这2种入侵种与近缘本地种之间的比较研究。【方法】通过盆栽试验,设置低肥和高肥2个养分水平,测量和计算2种外来鬼针草与近缘本地种金盏银盘在不同土壤养分水平下的形态和生长参数、生物量及其分配、繁殖持续期、单株种子产量以及表型可塑性指数等。【结果】在低肥条件下,除了繁殖持续期和种子产量外,2种外来种和本地种的大多数参数均无显著差异。但在高肥条件下,外来种白花鬼针草的总叶面积、比叶面积、叶面积比、繁殖持续期和种子产量明显高于本地种,而三叶鬼针草总叶面积、比叶面积、总生物量、相对生长速率却显著低于本地种。在对土壤养分的可塑性方面,白花鬼针草在株高、总叶面积、比叶面积、总生物量、叶面积比、相对生长速率、平均叶面积比和种子产量方面的可塑性均高于其他2种植物;三叶鬼针草与金盏银盘相比,大多数参数的可塑性指数较接近。【结论与意义】白花鬼针草是一种入侵能力很强的外来种。长的繁殖持续期和高种子产量是白花鬼针草和三叶鬼针草有别于本地种金盏银盘的重要入侵性状。本研究可为揭示三叶鬼针草和白花鬼针草的入侵机制和影响因素提供依据,并为入侵预测和控制提供基本资料。