极端微生物及其应用研究进展

极端微生物是指在高/低温、高/低p H、高盐、高压等极端环境条件下生存的微生物.特殊的生存条件导致其具有特殊的遗传背景和代谢途径,并可产生功能特殊的酶类和活性物质.随着系统生物学和合成生物学技术的发展,极端微生物作为一类特殊的微生物群体,在生物医疗、生物能源和生物材料等领域具有巨大的应用潜力.极端微生物相关研究也对生命起源与演化、生物工程技术等领域的发展具有重大意义.本文对极端环境及极端微生物的概念和分类进行了回顾,综述了极端微生物在不同环境条件下的适应机制及其酶的应用,并介绍了合成生物学在极端微生物研究中的应用情况.此外,由于极端微生物和极端酶的特殊性和高效性,本文还探讨了极端微生物开发过程中的挑战,以及其在航空航天与国防安全领域的综合应用潜力,并指出了相关研究的必要性.     

极端环境中的低温微生物及其应用

在地球这个大的生态系统中存着着广泛的低温环境,低温微生物就生活在这些特殊的生态环境中,对其进行研究既可丰富生物多样性的研究内容,还可以利用其特殊的基因及产物服务于人类,也是利用生物资源的重要方面,简述了低温微生物的生态分布,适用低温的分子机制及其环境保护、食品、医药等从个领域中的开发应用前景。     

极端微生物及其适应机理的研究进展

极端微生物是生物对极端环境适应的特殊种类 ,研究极端微生物的特性对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。从嗜热微生物、嗜冷菌和耐冷菌、极端嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物等方面总结了极端微生物及其适应机理的多样性以及其研究进展 ,旨在为极端微生物的开发利用提供一定的参考依据。     

极端微生物蛋白质组学的研究现状

本文概述了近年来蛋白质组学技术在极端微生物研究领域中存在的关键问题、解决途径和研究现状。迄今为止,虽然蛋白质组学技术快速发展,但极端微生物的蛋白质组学的研究仍然存在很多困难。由于极端微生物的蛋白质-蛋白质复合物解离不彻底,而嗜中温微生物的蛋白质解离和变性条件不适用于极端微生物合成的大多数蛋白质等特殊问题,致使蛋白质组学技术还没有广泛应用于嗜盐、嗜热/冷、嗜酸/碱等微生物的研究中。当然,蛋白质组学技术应用的潜能和前景吸引人们积极尝试各种各样的方法。目前,通过研究已经有效地解决了嗜盐蛋白质的分离、嵌合膜蛋白的鉴定和新蛋白质的功能推测,证实了基因组预测的一些结论,并揭示基因组不能充分解析的某些特性和新蛋白质。极端微生物蛋白质组学的研究表明,全面展示蛋白质表达谱需要不止一种蛋白质组学方法。此外,蛋白质组学和基因组学的互相印证和结合,将加速极端微生物的研究进程,深入全面地揭示微生物适应极端环境的特殊机制,进而阐明极端微生物生存的机理,为改善胁迫因素导致的伤害提供新的研究方向。     

极端环境中的放线菌资源*

由于极端微生物具有独特的基因类型,特殊的生理机制及特殊的代谢产物,因此是一类新型的且具有很大开发潜力的生物资源。重点介绍了国内外在极端环境下的微生物尤其是放线菌资源的研究状况、开展此项研究的意义及其开发利用和保护等。     

油藏极端环境中的微生物

油藏属于高温、高压、高矿化度以及油、气、水共存的极端环境,与之相适应,油藏中孕育着丰富多样的微生物.介绍了油藏极端环境、油藏微生物的一般特征、典型的微生物生理群以及随油田开发微生物分布的变化.     

深海极端微生物菌群及代谢产物多样性的研究进展

海洋覆盖了地球表面积的四分之三,它不仅是生命的起源,而且还孕育了各种极端微生物。它们存在于海洋极端环境中,如热液喷口、热泉、咸湖和深海层等,由于生境太过恶劣,一度被认为是生命的禁区。随着人类对深海极端环境微生物研究的不断深入,已经探索到那里具有丰富的菌群资源和具有潜在价值的天然生物活性产物。这些极端微生物能够适应极高温、极低温、高压、高盐、高放射性和极度酸碱性等极端环境,具有特殊的生物多样性、遗传背景和代谢途径,能够产生各种具有特殊功能的酶类及其他活性物质,展现出巨大的研究价值和应用潜力。研究海洋极端微生物对探索生物多样性、新资源开发利用及对地球生物学研究等都具有重要意义。     

极地微生物的工业用途

微生物具有强大的环境适应能力,在其他生物无法生存的强酸、强碱、高盐、强辐射、高压、高温、低温、寡营养等极端环境中,都能发现微生物存在的踪迹。     

油藏微生物及其在石油工业中的应用

油藏是一种特殊环境,其高温、高压、高矿化度、无氧、多孔介质及其流体等因素对微生物的存活及生长繁殖都会产生明显影响。油藏极端环境对微生物群落结构组成和数量也会有大的影响。该文介绍了与微生物采油关系紧密的微生物群落的生理生化特征及其多样性。主要有烃降解菌、发酵菌、硫酸盐还原菌及产甲烷菌。还介绍了激活本源微生物和筛选外源微生物在提高石油采收率方面的应用。最后就分子生物技术在研究油藏中可培养微生物和未培养微生物中的应用进行了讨论。     

极端微生物：一种新型的酶资源

极端微生物具有自身独特的特点和代谢产物 ,在食品工业、化工、药用工业和环境生物技术领域都有潜在的应用。一些酶已经得到纯化 ,其基因在宿主中已成功克隆。主要介绍和讨论极端微生物的类型、基因组及极端酶类的生产、分离与应用。     

青藏高原微生物生态功能研究进展

青藏高原作为地球“第三极”和全球气候变化敏感区,有着复杂和极端的气候环境,同时也蕴藏了丰富而特殊的生物资源,因此其生物多样性及其对全球气候变化的响应等研究备受关注。随着免培养的分子生态学和高通量测序等技术的迅速发展,青藏高原微生物的多样性及其功能、与其他生物互作等方面的研究不断深入,人们得以进一步认识青藏高原微生物在调节和维持生态系统平衡稳定等方面的重要作用。本文以青藏高原微生物合成功能中的固碳、固氮和藏区特色食品生产和分解作用中的碳、氮、磷、硫元素循环和有毒有害物质的降解以及共生作用中的与微生物、动物、植物共生为主要内容,讨论了微生物对青藏高原其他物种以及生态环境等方面的独特贡献,并对其生态功能进行总结,明确青藏高原微生物对于其脆弱生态环境的重要意义,以期为青藏高原生物多样性保护及微生物资源的开发利用提供参考。     

环境微生物资源信息库的构建及应用

【目的】开发一个收集环境微生物信息并能快速合成环境治理微生物群体的网站。【方法】在"中国科学院战略生物资源服务网络计划"的支持下,依托资源丰富的环境微生物实体保藏库,完善菌株功能、环境适应及生理生化相关信息,建立了环境微生物资源信息库(网址:http://www.envimicrobe.com)。【结果】该信息库主要包含"资源库"、"群体合成系统"两个模块,其中资源库收集整合了环境微生物实体库中菌株的功能特性、环境适应性、生理生化特性等信息;群体合成系统则将这些功能菌特征信息与目标污染治理对象的污染物信息、环境条件参数信息相匹配,快速合成针对性强的环境治理微生物群体,研制环境微生物复合菌剂产品。【结论】该信息库的应用,不仅可以帮助研究者快速获取相关微生物资源信息,高效快速地开展环境微生物相关研究,而且也将会促进环境微生物资源的产业化推广应用。     

极瑞环境下的生命

极端微生物是依赖于一种或多种极端物化因子的特殊生命形式，在100℃以上或0℃以下、近饱和的盐度、pH〉10或PH〈2等极端环境下，具有极端的生命世界，已发现的极端生命形式包括嗜热菌、嗜冷菌、嗜碱菌、嗜酸菌、嗜盐菌、嗜压菌等，统称为极端微生物，它们构成了地球生命形式的独特风景线，其存在的原理与意义为更好地认知生命现象、发展生物技术提供了宝贵的知识源泉。     

深海微生物资源研究开发技术进展

深海微生物由于生存环境的特殊性而具有各种与陆地和浅海微生物不同的功能,这些特殊功能具有重要的应用价值,是争夺激烈的深海热点资源之一。近年来,不断有新的研究技术和方法得到应用,推动了深海微生物资源的获取、研究和开发。对深海微生物菌株和基因资源研究开发方面的技术发展以及工作策略进行了综述与讨论。     

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…     

海洋微生物纤维素酶的研究进展及其应用

海洋极端酶因在极端环境中具有更高的酶活性及更好的稳定性,因而具有重要的理论价值和工业应用前景.随着海洋微生物极端酶的研究开发,海洋微生物纤维素酶的研究也逐渐受到学者们的关注,并取得了较大进展.综述迄今为止分离出的产纤维素酶的海洋微生物种群及其酶学特性,海洋微生物纤维素酶基因克隆与表达的国内外研究现状,分析海洋微生物纤维素酶潜在的应用价值及未来发展前景.     

微生物酯酶研究进展

酯酶自发现以来,逐渐被开发利用于医药、化工、食品等领域,其中动植物来源酯酶工业化应用较少,微生物作为天然的酶资源库,是新型酯酶的主要来源之一。然而,大量新型微生物酯酶由于活性低、稳定性差等原因难以达到工业应用的要求;同时酯酶的筛选、活性评价方法仍存在通用性低、成本高的问题,一定程度上阻碍了新型微生物酯酶挖掘和改造。据此,本文总结了近年来微生物酯酶分类与发现、结构与催化特性、改造和优化以及应用等领域的研究新进展,以期促进酯酶的挖掘和工业化应用。     

新疆特殊环境微生物资源的研究与发展

新疆特殊环境微生物资源丰富、代谢类型多样。目前,已发现了放线菌新属2个,放线菌新种24个,根瘤菌新属1个,嗜盐古生菌2个,食用真菌195种,药用真菌97种。通过对新疆特殊环境微生物资源的分析,论述了新疆特殊环境微生物资源研发对策,明确了重点研发领域为新疆特殊环境极端环境微生物研究、新疆特色药用真菌研究和新疆维吾尔医药用植物内生菌的研究,同时建立新疆特殊环境微生物资源库及功能基因库和生物信息系统,从而实现新疆特殊环境微生物资源最大限度的开发、保护及持续利用。     

特殊环境微生物资源的开发利用技术

特殊环境微生物具有独特功能、构造和组分,是国家经济与社会可持续发展的重要战略资源。突破特殊微生物资源高效开发利用的共性关键技术瓶颈．提升我国特殊微生物资源开发利用的整体水平和可持续利用效率．获得一批拥有自主知识产权和重要应用价值的新菌种、新基因和新酶,     

分子生物学技术在环境微生物监测中的应用

随着环境生物学的发展,对环境中复杂的混合微生物群落进行及时监测和准确鉴定变得越来越重要。但是传统的研究方法因为检测速度慢、准确性差等缺点,在某种程度上已经不适应于这方面的研究;而以ＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ ｃｈａｉｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ）技术为主的一些分子生物学技术因具有快速、灵敏的特点,正被越来越多的人所采用。目前,这些分子生物学技术已能在ｒＤＮＡ测序和有关结构基因分析的基础上监测和定量复杂的混合微生物群落中的一些特殊的微生物,而且其中许多技术都是在ＰＣＲ扩增的基础上来检测混合微生物群落中原本…