藻际环境中胞外聚合物的研究进展

微藻向细胞周围释放营养物质而形成了独特的藻际微环境,吸引了大量细菌的定殖。藻际环境中藻菌关系错综复杂,其间充斥着多样的物质交换与信息交流。以胞外聚合物(extracellularpolymeric substances,EPS)为代表的有机质在其中起着纽带作用。微藻和细菌都可以产生EPS,其过程受多种因素的调节。EPS在藻际环境中具有重要的生态功能,包括参与生物被膜(biofilm)的形成,影响藻菌共生关系的建立以及调节藻际微生物群落组成等。此外,EPS中的一大类别透明胞外聚合物颗粒(transparent exopolymer particles,TEP)还介导了海洋溶解有机碳向颗粒有机碳的转化,参与了海洋碳循环过程。本文以EPS的产生、组成以及对碳转化的影响为重点,综述了其在藻际生态位(Niche)中的生态功能,以期为深入理解藻际环境中的有机质特征和藻菌共生关系提供理论依据。     

赤潮藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)藻际细菌群落及其原位抑藻效应

采用16S rRNA高通量测序技术分析了赤潮藻米氏凯伦藻藻际细菌群落组成,探究了原位营养刺激下藻际细菌对米氏凯伦藻生长的抑制作用。结果表明:米氏凯伦藻藻际环境以Proteobacteria为主(α-Proteobacteria 48.1%,γ-Proteobacteria 8.6%),其次Sphingobacteria 22.4%,Cyanobacteria 10.8%。通过加混合抗生素获得了米氏凯伦藻无菌培养体系,验证了所加营养液对藻的生长无明显影响。向米氏凯伦藻培养体系中添加体积比5%的2216E培养基、甘油和柠檬酸钠时,米氏凯伦藻的生长受到显著抑制,抑制率分别为99.6%、96.0%和91.5%。对2216E刺激下藻际细菌群落变化进行分析表明,α-Proteobacteria丰度增至58.7%,其中Rhodobacteraceae由8.7%增至22.3%,Thalassobaculum由2.7%增至13.3%,γ-Proteobacteria增至13.3%,其中Pseudomonas由2.4%增至4.9%。米氏凯伦藻藻际环境存在着丰富的微生物类群,适量外部营养刺激可以实现藻际细菌...     

微生物在藻际环境中的物质循环作用

浮游植物作为海洋初级生产力的主要驱动者,其功能的发挥与共生微生物密不可分.藻类(甲藻、硅藻或蓝藻)的栖息环境中存在多样的共生细菌,各类细菌拥有不同的组成比例,但某些异养细菌在藻际环境中总是占据优势地位,如变形杆菌、黄杆菌及放线菌等.基于微生物在调节微食物网、促进物质循环和维持生态系统平衡中的重要意义,本文主要以赤潮事件的藻际环境为例,尝试梳理上述主导性“常驻微生物”在“藻-菌”共生体物质转化中的作用.特别是针对近些年来倍受关注的黄杆菌和玫瑰杆菌,着重例述了它们在物质代谢中的行为与生态策略,以更好地理解常驻物种在藻际生态位中的生态行为与协同进化.     

塔玛亚历山大藻藻际细菌溶藻过程

海洋微藻在生长过程中向周围环境分泌多种胞外产物,形成细菌自由生长的藻际环境,藻际细菌对微藻的生长有一定的调控作用。在指数生长期的塔玛亚历山大藻培养液中加入φ为1%的2216E培养基,在加入2216E后16h内藻细胞全部裂解。用数码显微镜记录了藻细胞形态变化,分别用DAPI法和荧光模拟底物法测定了细菌数量、胞外酶活性变化,结果表明:在溶藻过程中细菌数量、胞外酶活性在第6小时到第10小时增加了50～100倍。塔玛亚历山大藻藻际细菌主要分布在藻细胞表面,其群落结构改变和数量剧增是溶藻的主要原因,细菌分泌的β-葡萄糖苷酶和几丁质酶可能在溶藻过程中起重要作用。     

杜氏盐藻促生菌株的分离与鉴定

拟通过探究藻际微生物对微藻生长及代谢产物积累的影响,筛选出促进微藻生长的促生菌株。以杜氏盐藻(Dunaliella salina)Ds-SXYC-2为试材,分离鉴定盐藻藻际环境中的共生菌株,进一步构建藻菌(1∶1)共培养体系、测试盐藻生长及代谢产物积累等表型。结果显示,从杜氏盐藻藻际环境分离获得5株共生菌株,经16S rDNA分子鉴定,属于3个菌属。菌株B1与B2为涅斯捷连科氏菌(Nesterenkonia),菌株B3与B4为盐单胞菌(Halomonas),菌株B5为海杆菌(Marinobacter)。5株共生菌株对杜氏盐藻的生长均有促进作用,菌株B3能显著促进杜氏盐藻生长及代谢产物的积累。共培养15 d后,杜氏盐藻生物量达到2.3 g/L,比对照组增加了28.9%,叶绿素a的含量达到4.61 mg/L,比对照组增加了36.3%,β-胡萝卜素比对照组提高了56.4%。盐藻多糖、蛋白质、总脂含量分别比对照组增加了34.8%、71.2%和37.6%。菌株B3盐单胞菌可以作为促进杜氏盐藻生长及代谢产物累积的优势菌株,进一步构建共培养体系可应用于杜氏盐藻的商业生产。     

有害赤潮藻种塔玛亚历山大藻的研究进展

塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)是一种全球分布的有毒涡鞭毛藻,在中国的渤海、东海和南海海域均有分布。塔玛亚历山大藻是一种主要的有毒赤潮原因种,而且它能产生可经食物链传递后在贝类、鱼类等生物体内大量蓄积的麻痹性贝毒素,对水域环境和人类健康都具有极大的危害。因此,针对塔玛亚历山大藻的产生、发展以及毒素的特征等开展了广泛而深入的研究。本文主要从塔玛亚历山大藻的生长环境、分子鉴定、藻际竞争关系以及治理等方面进行了综述,为研究塔玛亚历山大藻的利弊和监控提供参考。     

藻际环境中微生物胞间通讯行为及作用

藻际环境中,微生物通过营养物质交换和活性物质释放相互作用,进而引发共生、竞争或合作等行为.结合环境条件的影响,藻际环境一般具有稳定而多样的微生态结构.以上行为发生的基础是以信号分子为媒介的微生物胞间通讯作用.本文系统综述了藻际环境的特征、藻际胞间通讯行为以及藻际胞间信号分子的类别与作用机制.特别针对痕量信号分子特性,结...     

锥状斯氏藻藻华期间群体感应信号菌株的动态变化

群体感应信号(quorum sensing, QS)是细菌的一种特殊交流方式, 它具有调节种群密度、生物膜形成、毒素产生以及色素的形成等多种功能。藻菌关系是藻华过程中重要的一环, 为了探求藻华过程中信号微生物的动态变化, 我们以深圳大鹏湾的锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)藻华中的QS 菌株为研究对象, 应用报告菌株和环境微生物宏基因组方法, 监测了藻华爆发期间信号微生物的动态变化过程, 并构建了藻类、QS 微生物与其它微生物的相关性关系。结果表明:在筛选的QS 菌株中经去冗余和重复后成功鉴定了7 种不同的细菌, 分别是冷杆菌Psychrobacter cryohalolentis、普罗维登斯菌Providencia sneebia、假单胞菌Pseudomonas stutzeri、微小杆菌Exiguobacterium sp. AT1b、产酸克雷伯菌Klebsiellaoxytoca、球形赖氨酸芽孢杆菌Lysinibacillus sphaericus 和鲍氏不动杆菌Acinetobacter baumannii。相关性分析发现P.sneebia 的丰度与藻类数量变化呈正相关, 而L. sphaericus 和P. stutzeri 的丰度与藻类数量变化呈负相关, 其它QS 微生物中未见显著相关性。综合实验的结果来看, QS 微生物在藻际微生物的群体结构中扮演着一定的生态作用, 它帮助我们从一个新的视角了解藻华过程中QS 微生物的丰度变化和网络关系, 为认识藻菌关系提供了新的思路。     

根际微生物群落功能与调控的研究进展

根际微生物群落是随植物长期进化及地球生境变迁而形成的动态微生物系统。随着多组学技术的不断发展，人们对根际微生物群落结构与功能的研究日益深入。根际微生物群落中的功能微生物类群，如植物促生细菌、植物促生真菌等，通过与植物建立紧密的物质、能量与信息联系，参与植物激素合成、难溶营养物解离、生物固氮、微生物拮抗、生长因子供应等系列生物学过程，从而提高植物营养物质吸收与抗逆能力，为植物的健康和高效生长提供重要保障。这些微生物中的某些成员已被开发成微生物刺激剂，广泛应用于作物增产抗逆与农田地力提升。近年来，多学科的交叉融合为根际微生物群落结构-功能-调控策略的交互式研究提供新的机遇，推动了基于合成生物学与材料科学技术的合成微生物组的发展。尤其是在核心微生物互作方面，人工蛋白创制、磁性组装、生物炭强化等策略能够增强核心微生物与目标植物之间的物理连接作用，大幅提高合成微生物组的工作效率和稳定性，从而有效驱动作物增产增收，提高污染修复效率。因此，根际微生物群落结构、功能与调控的深入研究，必将为绿色农业发展提供不竭动力。     

海带藻际微生物抗菌活性及其多样性的初步研究

从浙江台州海域健康海带、病烂海带(Laminaria japonica)及其周围海水中分离纯化海带藻际微生物, 利用双层琼脂扩散法对获得的菌株进行抗菌活性筛选, 比较活性菌株与来源的相关性, 并对具有抗菌活性的菌株进行16S rRNA系统发生学分析。结果显示, 在分离的143株海带藻际微生物中, 有42株细菌具有抗菌活性, 其中来源于健康海带和海水的活性菌株比例(35%和29%)大于来源于病烂海带的细菌(23%)。对其中16株具有广谱抗菌活性的菌株进行的16S rRNA系统发生学分析显示, 分别属于Pseudoalteromonas、Rahnella、Donghaeana、Bacillus和Exiguobacterium 5个属。为从藻际微环境的微生物多样性入手了解海带病烂机制以及寻找新的抗菌药物提供研究材料。       

根际微生物组中细菌趋化系统的生态功能

在根际微环境中,特定的土壤微生物能够利用自身独特的趋化系统感应根系分泌物,响应植物的选择性招募。细菌的趋化系统介导了植物-微生物以及微生物间相互作用,在植物对根际微生物组的选择中发挥着关键的生态学功能。综述了根际微生物组中细菌趋化系统的研究进展,从生态学的角度提出了未来针对根际细菌趋化系统的研究方向,旨在阐明根际细菌趋化系统的生态学功能,为增进理解作物根际微生物组的募集过程,以及未来农业中根际微生物组的重组构建奠定理论基础。     

红球藻研究进展

红球藻是一种生活于间歇性水体的淡水绿藻,能大量积累类胡萝卜素(可占干重的2%-5%),其中80%以上为虾青素(Astaxanthin)及其酯类1-3.近年来,虾青素在水产养殖中(如虹鳟、鲑等的人工养殖)较广泛地用作饲料添加剂,取得了满意的着色效果4-6.另一方面,虾青素的抗氧化能力强于β-胡萝卜素7和维生素E8,具有潜在的医用价值。       

两株聚球藻伴生细菌分离纯化与促生功能鉴定

【背景】蓝藻周围存在伴生细菌,伴生细菌与蓝藻具有复杂的作用关系。【目的】研究淡水聚球藻伴生细菌对聚球藻生长的影响。【方法】采用高通量测序分析聚球藻伴生细菌多样性;平板划线法纯化聚球藻伴生细菌,通过形态观察结合16S rRNA基因序列同源性比对,对其种属关系进行确定;通过聚球藻和不同浓度伴生细菌共培养测定其叶绿素a浓度,分析伴生细菌对聚球藻生长的影响;采用种子发芽试验验证伴生细菌促生功能。【结果】淡水聚球藻伴生细菌优势菌属为产卟啉杆菌属(Porphyrobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、水单胞菌属(Aquimonas)和中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),从聚球藻分离获得了两株伴生细菌JQ1和JQ2,基于16S rRNA基因序列鉴定其分别属于Rhizobium和Peribacillus,通过在聚球藻与不同浓度伴生细菌共培养及水稻发芽试验验证,证明伴生细菌JQ1和JQ2在菌藻比例分别为5:1和15:1时具有促生作用,都对增强秧苗素质和根系发育有一定影响但JQ2与JQ1相比能显著提高水稻种子的发芽率。【结论】淡水聚球藻伴生细菌JQ1和JQ2在适宜的浓度均可显著促进聚球...     

根际营养环境与持续农业

根据ｐＨ,Ｅｈ、分泌物及微生物等营养特征极大地影响土壤中养分的利用率,也制约着外源污染物从土壤经根际进入植物体内的迁移过程,并进而影响到农产品品质。此外,与土传植物病害的发生和控制,植物对土壤营养逆境的适应性和对矿质营养基因型的差异,植物生化互作效应及土壤中温室效应气体的排放等重大生态和环境问题有关。因此,采取合理的措施调控根际营养环境,对促进农业的持续发展是十分重要的。     

海洋中藻菌相互关系及其生态功能

海洋中藻类与细菌密不可分,具有错综复杂的互作关系(如互利共生、敌对拮抗或竞争抑制等),共同构成了海洋生态系统结构与功能的重要调控者。在藻类细胞周围往往存在着特殊的藻际微环境,其中生存着独特的微生物群落,因此藻际环境成为藻菌相互作用的主战场。藻际环境中细菌群落的构建具有一定的规律。在自然生态系统中,藻菌互作影响赤潮生消动态过程,并在水质修复中具有重要作用潜力。同时,藻类和细菌作为驱动海洋固碳与储碳的主要生物因子,在海洋碳循环中具有尤为重要的作用。本文对海洋中藻菌互作关系的研究现状进行了综述,并在此基础上,对未来研究提出了几点展望。例如,目前对海洋中藻菌关系受病毒的调控作用了解甚少,值得未来深入研究。     

植物种子际微生态学研究进展

种子际(Spermosphere)是植物微生态系统的重要组成部分,在种子萌发的短暂时间内富于微生物群落的形成和功能的瞬时演替特性.萌发种子分泌物的瞬时演替释放对种子际固有和接佑种微生物的群落多样性、增殖和活性具有调控作用;种子际微生物的趋化性对于微生物的定殖和对病原菌的拮抗能力以及生物防治效果有重要影响;在种子际微生态学研究中,应注意把握种子际分泌物释放的短暂时间框架和测试条件的统一性;将微生物传统培养方法和非培养方法相结合,该领域的深入研究将为根际微生物的起源以及有益微生物接种剂的合理应用提出新的见解和科学依据.     

根际微生态调控白菜根肿病发生的机制研究进展

白菜根肿病是由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae Woron)引起的一种常见土传病害,主要危害白菜的根部。根际是土壤-植物-微生物相互作用最活跃的关键微域,根际微生态系统中的微生物失衡是导致土传病害的重要因素,深入探究根际微生态与土传病害互作机制,有利于从根际微生物、抑病物质和功能代谢等方面挖掘防控土传病害安全高效的方法。本文综述了根际微生态与白菜根肿病的发生机制关系,从该病害的危害、发生的根际微生态机制及生防菌防治研究等方面综合分析了根际微生物调控白菜根肿病发生的机制,以期为白菜根肿病防控、促进土壤健康和维持根际微生态系统稳定提供理论依据。     

基于环境DNA技术的辽东湾真核微藻群落结构特征

以18S rDNA V4区作为目标基因,利用自行设计的真核微藻鉴定引物V4（F/R）,结合高通量测序技术,对辽东湾2014年四季海水中真核微藻多样性进行了检测。结果发现,辽东湾海域注释到种的真核微藻有136种,41%的种类在中国海域未见报道,其中自养型占60%、异养型占10%、混合营养型占30%。研究对丰富中国海域微藻名录和外来海洋微藻背景数据库具有较大意义。     

哈密瓜根系与根际微生态分析研究

对哈密瓜的健康植株及得病植株的根系与根际的微生物种群进行了定量定性分析。结果表明,健株各类微生物齐全,芽孢杆菌占优势,形成一个种类和数量上的平衡,而病株中菌群失调,种类少,又以病原菌为优势种,成为发病的主要原因     

本溪山樱根际与非根际解磷细菌群落结构及动态变化

利用选择性培养基,对不同基质中的本溪山樱(Cerasus sachalinensis) 根际与非根际解磷细菌进行了分离、鉴定和分类,分析了3种不同基质中根际与非根际解磷细菌数量和类群的变化.结果表明,从3种不同配比的基质中分离纯化获得的解磷细菌分别属于13个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和沙雷铁氏菌属(Serratia)为主.其中添加炉渣的基质最适于解磷细菌的生长与繁殖,其种群数量最高,但类群的多样性指数低于另外两种土壤.本溪山樱不同生育期根际与非根际解磷细菌种群数量不同,新梢停长期根际中定殖的解磷细菌种群最多（共分离到6个菌属）,新梢迅速生长期和落叶期较少,萌芽期最少.根际土壤解磷细菌多样性亦随生育期发生变化,新梢迅速生长期最高,落叶期次之,新梢停长期最低.非根际土壤则有随生育期逐渐减小的趋势.解磷细菌的根际效应较明显