新疆胀果甘草内生细菌枯草芽胞杆菌产甘草酸类代谢产物的初步研究

为筛选到可产生甘草酸的内生茵,从健康的胀果甘草(Glycyrrhiza inflata Bat.)不同组织中分离得到149株内生细菌,采用发酵培养的方法,以甘草酸单铵盐为标准品采用TLC法和HPLC法对这些细菌的代谢产物进行筛选,得到一株可能产甘草酸类似物的内生枯草芽胞杆菌Bacillussubtilis.     

新疆胀果甘草内生菌的分离和鉴定

对采自新疆的健康野生胀果甘草不同组织中的内生菌进行分离,确立了分离的条件为5%NaClO4浸5min,分离纯化得到149株细菌和2种真菌。通过形态学观察和革兰氏染色,细菌中芽孢杆菌为93株,杆状菌56株,使用法国梅里埃细菌自动鉴定仪对其进行鉴定,得到鉴定结果的细菌属于13个属,真菌显微形态鉴定属于Penicillium青霉菌属和Fusarium镰刀菌属。     

醉马草免培养内生细菌的多样性

为了解醉马草内生细菌的组成和多样性,采用液氮研磨法提取醉马草总DNA,利用内生细菌16S rRNA基因特异性引物对醉马草总DNA 进行16S rRNA 基因扩增,构建醉马草内生细菌16S rRNA基因文库。对筛选到249个克隆进行Hae Ш酶切分析,得到57个操作分类单元(OTUs)。系统发育分析将其归为4个门:变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)以及1个未知类群。其中74%的克隆与可培养细菌中的37个属具有高的16S rRNA基因序列相似性 (97％-100％),其中芽孢杆菌属(Bacillus spp.)、红球菌属(Rhodococcus spp.)、黄杆菌属(Flavobacterium spp.)、黄单胞杆菌属(Xanthomonas spp.)最为丰富。另外26%的克隆序列与GenBank中已存细菌16S rRNA基因序列相似性小于96%。研究结果表明,醉马草中可培养内生细菌丰富,多样并且可能存在一些潜在新物种或新类群。     

红豆杉免培养内生细菌多样性的初步研究

【目的】了解红豆杉(Taxus chinensis)内生细菌的组成及多样性。【方法】提取红豆杉组织总DNA,选用细菌通用引物799F和1492R对总DNA进行16S rDNA特异性扩增,构建红豆杉内生细菌16S rDNA克隆文库,对阳性克隆进行PCR-RFLP(限制性内切酶片段长度多态性)分析,并对酶切带谱不同的菌液进行测序,构建系统发育树。【结果】根据酶切带谱分析和测序结果的不同,将随机挑取的158个阳性克隆归为26个不同的可操作分类单元(OUTs),系统发育分析表明这些克隆序列分别属于变形菌门(Proteobacteria,包含Alpha、Beta、Gamma、Delta亚群)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)4个门。其中,变形菌门(Proteobacteria,占克隆总数的58.86%)为最优势类群。序列比对结果表明这些克隆序列分别与已报道的20个属具有较高的相似性。此外,还有一个OUTs在系统发育树上形成独立分支且未能确定其分类。【结论】红豆杉内生细菌多样性丰富,并且可能存在新的分类单元。     

塔里木盆地胀果甘草内生放线菌多样性及抗菌活性分析

【目的】发掘具有开发前景的放线菌资源,对分离自新疆胀果甘草的内生放线菌的多样性、抗菌活性和次级代谢产物合成相关基因进行研究。【方法】采用5种培养基和3种前处理方法,从胀果甘草中分离获得80株放线菌。基于菌株形态学特征,对36株代表菌株进行抗菌活性检测,通过特异性引物扩增方法,检测了PKS I、PKS II、NPRS和卤化酶基因,探究其合成天然产物的潜在能力。结合筛选结果,选取其中20株代表菌,经16S r RNA基因测序,对其进行系统发育分析。【结果】培养基E2和E3结合热处理的分离效果较好;86.1%的代表菌株对供试的细菌、病原真菌表现出了不同程度的抗菌活性,PKS I、PKS II、NRPS基因和卤化酶基因阳性检出率分别为16.7%、72.2%、25.0%和11.1%。具有活性功能的代表菌株经16S r RNA基因测序分析,分别属于链霉菌属(Streptomyces)、小单胞菌属(Micromonospora)、红球菌属(Rhodococcus)和游动放线菌属(Actinoplanes)4个属,其中链霉菌属(Streptomyces)为优势菌属,占60%以上。【结论】胀果甘草是我国传统的药用植物,其植株内部蕴藏着丰富的放线菌资源,并在次生代谢产物合成方面拥有巨大潜力,具有进一步开发的价值。     

甘草内生细菌多样性研究

以分离培养的方法对内蒙古鄂尔多斯市甘草基地野生及栽培甘草内生细菌的多样性进行了初步研究。结果表明, 野生及栽培甘草植株内存在大量种群丰富的内生细菌。经ERIC-PCR指纹图谱分析, 共分离到120株内生细菌, 野生及栽培甘草均表现出根和叶部位的内生细菌数量多于茎部。对其中82株进行16S rDNA片段测序分析, 结果表明这些内生细菌分别与GenBank中α、β、γ-Proteobacteria、Firmicutes、Actinobacteria五类细菌中的19个已知属相似性达到97％～100%。内生细菌的主要优势种群为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、泛菌属( Pantoea sp.)和沙雷氏菌属(Serratia sp.)。     

免培养法研究野生川金丝猴肠道内生细菌多样性

【目的】了解野生川金丝猴(Rhinopithecus roxellana)肠道内生细菌的组成及其多样性。【方法】提取川金丝猴肠道内生细菌总DNA,选用细菌通用引物799F和1492R对总DNA进行16S rRNA基因特异性扩增,构建川金丝猴肠道内生细菌16S rRNA基因克隆文库,对阳性克隆进行限制性内切酶片段长度多态性(PCR-RFLP)分析,并对HaeⅢ酶切带谱菌株进行测序,构建系统发育树。【结果】根据酶切带谱分析和测序结果,将随机挑取的157个阳性克隆归为27个不同的可操作分类单元(OTUs)。系统发育分析表明这些克隆序列有62.10%属于厚壁菌门(Firmicutes),其中包括梭菌属(Clostridium)、Cellulosilyticum属、Robinsoniella属、Anaerofustis属、Blautia属和Anaerovorax属,有37.90%属于未培养细菌。【结论】川金丝猴肠道内生细菌多样性丰富,并且可能存在新的分类单元。     

Ugan古河道胡杨可培养内生细菌的多样性

摘要：【目的】为了了解塔河废弃古河道胡杨可培养内生细菌的多样性。【方法】从2棵胡杨树干部抽出其内存液,采用三种不同的培养基对样品的内生细菌进行了分离纯化;对它们进行16S rDNA测定和系统进化分析。【结果】分离纯化不同表型的细菌62株,对它们的16S rDNA序列分析表明,62株菌分别属于四个大类群;厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门(Actinobacteria)、α-变形菌纲(Alpha Proteobacteria) 、γ-变形菌纲(Gamma Proteobacteria),18个属,32个种;芽孢杆菌属和假单胞菌属是胡杨可培养内生细菌的优势细菌种群,它们分别占已测种群的40.32%、16.13%。其中菌株KTH-63为葡萄球菌科的潜在的新属新种,它与最近源菌株的16S rDNA序列相似率为92.491%;9株菌KLH-21、KLH-1、KTH-8、KTH-14、KNA-26、KLH-18、KTH-20、KNA-3、KLH-25是潜在的新种（16S rDNA相似率为96.089 %-97.769 %）,胡杨树干内存液中潜在新种的发现率高达总分离检测菌株的16.13 % 。本研究获得的胡杨可培养内生细菌的群落结构数据给植物内生细菌新增了10个属,18个种。【结论】胡杨具有多样性极其丰富的可培养内生细菌菌种资源,土著新种的发现频率超出了预期,胡杨可培养内生细菌的群落结构极大地刷新了植物内生细菌的种群记录,极具进一步发掘的潜力。     

胀果甘草悬浮培养细胞合成甘草总黄酮

比较了胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)悬浮细胞在逐级放大摇瓶中的生长、黄酮产量以及营养消耗过程,以便了解其放大规律。结果表明,在250和500mL摇瓶中,细胞的最大生物量、黄酮产量以及最大比生长速率没有显著性差异,但是在1L的摇瓶中,这三种参数都显著地降低,分别比250mL摇瓶中降低了27%,30%和27%。在逐级放大的摇瓶中,氮、磷、铵浓度都随着培养时间延长而逐渐降低,尽管在1L的摇瓶中磷消耗得最慢,但三种摇瓶中磷在细胞生长对数期基本都被消耗尽了。此外,硝态氮在第18天时基本被消耗完,而铵态氮在细胞收获时仍能维持在100mg/L。因此在反应器中培养时,主要的培养条件还需进一步优化。     

新疆胀果甘草总黄酮的细胞毒活性研究

为了探讨新疆胀果甘草总黄酮(general flavonoids,GFs)对宫颈癌细胞的细胞毒活性,自制备胀果甘草GFs,通过离子阱喷雾式质谱技术分析,建立GFs组分的指纹图谱;并且对SiHa宫颈癌细胞进行GFs药物干预,应用MTT法和流式细胞技术分别鉴定细胞活力和细胞凋亡率。获得了新疆胀果甘草GFs组分的特征性指纹图谱,提取物中GFs含量可达35.40%;发现在0～500μg/mL GFs浓度范围内,GFs药物干预引起细胞活力梯度性下降,其MTT法检出的最低值为12%;在0～1000μg/mL GFs浓度范围内,GFs诱导的细胞凋亡率呈现梯度性上升趋势,其流式细胞仪检出的最高值为78%。结果表明新疆胀果甘草GFs具有较强的细胞毒活性,能够抑制宫颈癌细胞生长与活力,并诱导细胞凋亡。     

四种前体对胀果甘草细胞悬浮培养生产甘草黄酮的调控效果评价

在胀果甘草细胞悬浮体系中加入苯丙氨酸、酪氨酸、肉桂酸和乙酸钠来研究前体对甘草细胞生产甘草黄酮的影响。结果显示,4种前体在合适的浓度下对细胞的生长没有明显的抑制作用,而且均能促进细胞内甘草黄酮的生物合成,但高浓度的肉桂酸对细胞的生长有一定的抑制作用。苯丙氨酸的最佳添加浓度为20 mg/L,酪氨酸、肉桂酸、乙酸钠的最佳添加浓度都是5 mg/L。此时,均可使培养体系的甘草黄酮产量高达100 mg/L以上,其中酪氨酸的添加使得产量高达对照的1.43倍。苯丙氨酸、肉桂酸和乙酸钠3种前体的添加时间均以第10天为宜,酪氨酸添加时间以第5天为最佳。而且,在添加苯丙氨酸和乙酸钠后的第3天收获细胞,此时细胞的生物量和甘草黄酮产量最大。此外,苯丙氨酸、乙酸钠的添加可以增加黄酮合成的关键酶之一——苯丙氨酸裂解酶的活性。酪氨酸对苯丙氨酸裂解酶影响不大,而肉桂酸的添加却导致其活性显著降低。     

在大气干旱条件下胀果甘草气孔振荡的RLC电路模拟

建立了植物水分输导和蒸腾的电阻(R)、电感(L)、电容(C)电路模型。实验测定出的胀果甘草气孔振荡发生、持续和衰减的阈值与模型分析结果一致。当蒸腾拉力(F)大于输导阻力(R)时气孔开始振荡并使振幅逐渐加大;当F=R时气孔振荡的振幅和频率不变;当0<(R-F)<2(1/2)/(L/C)时气孔振荡开始减弱;当(R-F)>2(1/2)/(L/C)时气孔不会出现振荡。在本实验条件下胀果甘草的R=3.1×10~9MPa·m~(-3)·s,2(1/2)/(L/C)=3.11-3.64×10~5MPa·m~(-3)·s。     

新疆红井子盐碱土壤非培养放线菌多样性

【目的】研究新疆红井子盐碱土壤中的放线菌物种多样性。【方法】应用基于16S rRNA基因序列系统发育分析的免培养方法进行放线菌物种多样性分析。利用放线菌特异性引物,以土壤样品总DNA为模板,扩增16S rRNA基因,构建16S rRNA基因克隆文库,并对文库中的插入序列进行RFLP分析。【结果】随机挑选的246个阳性克隆通过酶切筛选出61个不同图谱的重组克隆并测序。分析结果显示这61个克隆序列分属于42个OTUs,分布于放线菌纲(Actinobacteria)的放线菌亚纲(Actinobacteridae)、酸微菌亚纲(Acidimicrobidae)和红色杆菌亚纲(Rubrobacteridae);该环境中有71.4%的序列与已有效发表菌株的序列相似性小于97%,代表着放线菌新类群,其中部分序列形成了几个独立的进化分支,可能代表更高级的新分类单元。【结论】红井子土壤中的放线菌组成具有丰富的多样性,并有新放线菌分类单位的潜在资源,值得进一步进行开发研究。     

新疆胀果甘草幼苗耐盐性及对NaCl胁迫的离子响应

以盐碱荒漠草甸药用植物胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)为材料, 采用水培法研究了盐处理(50、100、200、300 mmol·L^-1NaCl) 28天后幼苗株高、生物量、含水量、根粗、甘草酸含量和不同器官的离子含量及离子的选择吸收、运输能力, 并对丙二醛、脯氨酸含量进行测定, 以确定其耐盐范围及耐盐方式。结果表明, 低盐浓度对胀果甘草幼苗生长无显著影响, 只有较高盐浓度(≥200 mmol·L^-1 NaCl)使幼苗总生物量、株高、甘草酸含量显著降低; 根据耐盐系数与盐浓度的拟合方程, 确定适宜幼苗生长的盐浓度范围为0-278.17 mmol·L^-1。随盐浓度上升, 植株选择性吸收K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺, 而抑制Na⁺进入体内, 幼苗对进入植株体内的Na⁺在不同盐浓度下采取了不同的分配策略, 低盐浓度下(0-100 mmol·L^-1), 植株体内Na⁺主要积累在根中, 避免了叶中Na⁺的过多积累, 其盐适应机制以耐盐方式为主; 高盐浓度下(≥200 mmol·L^-1 NaCl), Na⁺主要积累在下部叶, 并通过叶片脱落的方式带走体内的盐分, 其盐适应机制以避盐方式为主。盐胁迫下, 幼苗能促进K⁺而抑制Na⁺向上部叶的运输, 使上部叶拒Na喜K, 维持了较高的K⁺/Na⁺比值, 有利于幼苗生长; 同时, 地下根系能通过积累Ca²⁺、Mg²⁺和合成脯氨酸、甘草酸, 以提高渗透调节能力, 缓解Na⁺毒害, 使根的生长不受影响, 有利于保证幼苗在盐环境中吸收维持生长的必要养分, 这是胀果甘草幼苗具有较强耐盐性的原因。以上结果说明, 胀果甘草幼苗通过对盐离子的吸收和运输调控、离子区域化和渗透调节, 以耐盐和避盐两种方式适应盐碱荒漠环境。     

甘草悬浮细胞的玻璃化法超低温保存研究

以甘草悬浮细胞为材料,进行了超低温保存技术的研究。高产黄酮的甘草悬浮细胞是一种极具价值但又难于保存的材料,为解决甘草细胞超低温保存中存在的关键问题,即如何减少渗透压的突然改变对细胞造成损伤,通过优化预培养时间、细胞年龄、预处理时间、脱水时间、洗涤液蔗糖浓度等影响因素,建立了一套适合于甘草悬浮细胞的保存方法。采用改良的2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)法检测,此法存活率可达82.9%。将保存后的细胞进行恢复培养,其恢复生长率可达80.4%。     

新疆泥火山细菌遗传多样性

为了解新疆乌苏泥火山细菌多样性,从泥火山泥浆样品中直接提取总DNA,构建了含150个有效转化子的泥火山细菌16S rDNA基因文库,转化子经菌液PCR及HaeⅢ酶切后获得16个不同带型,克隆测序结果表明,其分属于16个不同的分类单元.一部分序列与已知细菌类群的16S rDNA序列相似性较高,归属变形菌门(Proteobacteria),厚壁菌门(Firmicutes),梭杆菌门(Fusobacteria),放线菌门(Actinobacteria);另外一部分序列与已知细菌类群的16S rDNA序列同源性较低,可能代表新的分类单位.研究结果显示,泥火山环境中微生物种群丰富,值得进一步研究.