不产氧光合细菌光合色素的光氧调控机制

[目的]为不产氧光合细菌光合色素研究提供可行的较系统规范的研究方法和数据,揭示固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)光合色素光氧适应性机制.[方法]采用光谱法和色谱法对光和氧调控下的类胡萝卜素和细菌叶绿素合成代谢进行了研究.[结果]134K20菌株光照好氧时细胞得率最高.光照厌氧时主要合成3黄、1红、1紫、2绿、2蓝9种色素,黄色素大量表达.有氧时红色素大量表达,且启动2种新的红色素和1种新的紫色素表达,而黄色和蓝绿色素则受氧抑制.黑暗好氧主要合成2黄、3红、2紫、1绿、1蓝9种色素,但不同于光照厌氧.光照好氧时黄色素减少到1种,紫色素含量增加,其余同黑暗好氧.[结论]固氮红细菌(Rhodobacter azotoformans 134K20)是通过PpsR调节途径来调节光合基因表达的.黄色和红色素属于类胡萝卜素.黄色素1属于球形烯系列,其余两种黄色素是新的类胡萝卜素组分.红色素为新的球形烯酮组分,3种红色素极性、峰形和峰位差别显著,正己烷能显示其精细结构.紫色为极性较大的细菌脱镁叶绿素,绿色和蓝色为4种极性不同的细菌叶绿素a中间产物.乙醚甲醇法适合类胡萝卜素的提取,丙酮甲醇冰冻研磨法能快速有效完全提取光合色素.溶剂效应可有效鉴别细菌叶绿素a中间产物.     

不产氧光合细菌色素蛋白复合体研究进展

摘要: 色素蛋白复合体是光合生物进行光合作用维持生命活动最重要结构基础。目前不产氧光合细菌色素蛋白复合体仍是最具前沿研究领域。本文概述了不产氧光合细菌各种属色素蛋白复合体研究现状,着重对光反应中心色素蛋白复合体（reaction center,RC）和捕光色素蛋白复合体（light-harvesting complex,LH）,尤其是新型捕光色素蛋白复合体LH3和LH4的组成、精细结构、蛋白同源性和功能进行了述评,并就研究中存在的问题和发展趋势进行了讨论。     

铁对产铁载体的沼泽红假单胞菌光合色素与铁载体合成的影响

【目的】探求铁对1株能产生铁载体的不产氧光合细菌(Anoxygenic Phototrophic Bacteria,APB)光合色素和铁载体合成的影响。【方法】通用CAS法检测铁载体产生,Arnow、Csaky和Shenker法检测铁载体类型;吸收光谱法和HPLC法分析光合色素的组分和含量。【结果】Rhodopseudomonas palustris CQV97能够产生异羟肟酸型铁载体,未添加FeCl3时,铁载体含量最高,铁载体的产生与生长并非关联型。随FeCl3浓度升高,菌体生长潜伏期缩短,生长速率、最终生物量以及细菌叶绿素(Bacteriochlorophyll,BChl)a和类胡萝卜素(Carotenoid,Car)含量均提高,而检测到的游离铁载体含量降低;菌体积累的BChl a的组成和相对含量未见明显变化,但主要的Car组分由Spirilloxanthin转化为Rhodopin,菌体中积累Car组分的平均共轭体系降低,Car组成的改变与色素提取液的Car特征性光谱蓝移现象相吻合。【结论】首次报道APB能够产生铁载体,CQV97菌株能够产生异羟肟酸型铁载体。阐明了铁对CQV97生长、铁载体产生和光合色素合成的影响规律,这些研究结果为深入开展APB铁载体分离纯化以及生物功能研究奠定了基础。     

环境对沼泽红假单胞菌基因型的影响

<正>紫色光合细菌是不产氧光合细菌的一个重要分支,包括紫色非硫细菌和紫色硫细菌。其中紫色非硫细菌具有极其丰富的代谢模式,可进行光能异养、光能自养和化能异养生长,其代谢的多样性使得它们广泛存活于不同的生态系统中,如土壤、湖泊、海洋及底泥等[1-2]。沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)是紫     

根瘤菌分类研究进展及存在的争议

根瘤菌是一类与农业生产关系密切的细菌。近年来, 现代分子生物学技术的发展和应用使根瘤菌分类研究有了突破性进展, 新的根瘤菌资源的不断发掘, 根瘤菌的分类体系也不断地被完善。文中主要阐述了根瘤菌分类系统的演化历史、目前存在争议及相关的研究进展。     

光合细菌光合产氢的研究进展

光合细菌 (Photosyntheticbacteria ,PSB)光合产氢的研究是国内外普遍关注的热点问题。就PSB光合产氢的机理、条件及光合细菌生态应用等方面进行综述 ,并着重论述了光合细菌产氢过程中两种主要的酶—固氮酶和氢酶以及影响酶活性的因素。     

鸟类羽毛鉴定技术和分类研究回顾及展望

鸟类羽毛鉴定技术及分类研究是使用传统分类学、显微学、数学方法以及分子生物学、化学分析等手段对现有的完整或者不完整的羽毛材料进行观察和研究,并结合已有材料及经验来达到鸟类物种分类鉴定的目的.本文介绍了国内外鸟类羽毛鉴定技术的研究现状及进展,对羽毛分类研究中存在的问题进行探讨,并在此基础上对鸟类羽毛分类鉴定的应用前景进行了展望.     

光合细菌生物膜的研究进展

光合细菌生物产氢技术能够将有机废水处理和氢气制备有效结合起来。光合细菌的产氢能力在形成生物膜后变强, 这有利于实现光合细菌的工业化应用。介绍了光合细菌生物膜的形成过程和对光合细菌生物膜形成的模拟研究, 综述了光照、流速、载体等对光合细菌生物膜的形成和产氢性能的影响。借鉴免疫学对生物膜的研究方法和技术, 并深入对光合细菌生物膜形成机理的全面认识, 提高光合细菌生物膜的性能, 是光合细菌生物膜研究的重要方向。     

醋酸菌多相分类研究进展

醋酸菌是一大群革兰氏染色阴性、绝对好氧的细菌的总称, 能将乙醇或糖类不完全氧化为有机酸。醋酸菌的分类在近30年经历了很大变化, 早期的分类系统主要以表型和生化特征为基础。如今, 大多采用结合表型、化学分类法和基因型数据的多相分类法对醋酸菌进行分类。本文综述了醋酸菌的多相分类研究进展, 主要介绍了醋酸菌的现行分类情况及表型分类、化学分类和基因分型等方法在醋酸菌分类中的应用。     

中国鸟类的DNA分类及系统发育研究概述

鸟类分类是鸟类学其他研究领域的基础,近年来分子技术的发展,以及计算机技术的应用为鸟类分类学和鸟类系统演化研究提供了新的研究手段,给传统的系统分类研究带来了新的机遇.Tautz等于2002年首先提出运用DNA序列作为生物分类系统的主要平台,即DNA分类学(DNA Taxonomy).而Hebert等于2003年则首次提出了DNA条形码(DNA Barcoding)的概念,并对其物种分类和鉴定意义予以肯定,建议利用线粒体细胞色素C氧化酶亚单位Ⅰ(COI)的特定区段来做DNA条形编码的基础.在鸟类DNA分类方面,国内学者应用线粒体基因Cut b,COI,c-mos,c-myc,12s rRNA,16s rRNA,ND2,ND3,CR,RAG-1以及核基因myoglobin introⅡ等不同片段对很多类群进行了分类探讨和系统发育研究.但是主要集中在鸡形目及雀形目鸟类.中国是鸟类多样性极其丰富的国家,近年来很多亚种、种及以上分类阶元依然存在问题,因此,中国鸟类物种的分类地位、系统发育与演化关系等依然有很多问题等待深入研究.目前国内基于COI的鸟类分类及系统发育研究有了一些报道,但是真正的DNA条形码工作尚需继续、深入地开展.     

草地植物群落最优分类数的确定——以黄河三角洲为例

植被生态学研究中常需要将样地-物种属性数据划分为多个具有生态意义的集群,在植被分类过程中不仅要在分类方法上做选择,还要确定该植被数据分多少类最合适.有很多指标来确定群落划分中的最优分类数,但都没有得到一致的认可.将黄河三角洲227个样地数据用ward等级聚类法进行了分类.为了找到最优的分类数和判断指标,用不同的判断标准对植被数据分为2到15类时进行分析.主要从3个方面对最优分类数进行判断:1)比较集群内的同质性和集群间的异质性;2)基于集群的物种组成、环境变量的不同,确定集群与环境的相关性;3)基于物种在不同集群内的频度与多度.判断指标主要包括:average silhouette width指数、Goodman and Kruskal's Gamma系数、Dunn指数、集群分布的熵、wb.ratio指数、Calinski and Harabasz 指数、C-index指数、partana指数、biserial指数.用多响应置换过程对集群间物种组成和环境差异显著性进行分析.用指示物种从生态角度对各集群进行判别,并对指示物种的显著性进行了分析.不同判断标准得到的黄河三角洲最优分类数不同,得到的最优分类数包括分为2、5、7、和15类;多方面综合判断,认为在分为7类时最好.群落分类中应该有较优的断点,划分类较少时,集群特征不明确;划分类较多时,集群特征虽然更明确,但可能会导致较多的小集群,且小集群间环境差异不显著.7类较优,能满足物种组成差异、环境差异、群落内和群落间差异、所含信息量多的要求.分为2-6类时应该都是有意义的,只是所代表的群落特征不同.各判断标准中,dunn、silhouette、Calinski和Harabasz指数和指示物种能比较有效的判断最优分类数.不同的分类方法和物种属性数据的得到的结果有待进一步研究.     

生物产氢研究进展

氢能是一种清洁高效的能源。氢气可以利用工农业废料通过微生物发酵制取 ,是一种可再生燃料。文中介绍了厌氧菌、兼性厌氧菌、好氧菌、光合细菌和蓝细菌等产氢的微生物种类 ,以及它们的产氢机理。从光合细菌利用废料产氢的效率和产氢设备的研究来看 ,无疑具有很大的潜力。以产氢技术作为下一代能源开发创新的技术已引起国际社会的重视 ,具有广阔的市场前景。     

放线菌分类地位的变迁及其系统学研究最新进展

放线菌是目前细菌域最大的谱系之一,门下物种繁多。放线菌作为人类生产和生活极为密切的微生物类群,其强大的代谢产物编码能力为人们所共识。放线菌系统学是以实现对放线菌进行分类、鉴定、命名为目标的基础学科,因此它是放线菌资源研究和开发利用的重要理论基础。近期,我们放线菌资源与利用团队对2009年版放线菌分类系统再次进行了更新和修订,并被国际权威分类学期刊IJSEM杂志接受发表,进一步巩固了我国在本领域的国际领先地位。重点对放线菌的概念演变、分类地位变迁,以及放线菌系统学研究的最新进展做全面概述,并对其未来发展方向进行了展望,以供国内从事本领域研究的同行参考。     

光合细菌对鲤养殖水体生态系统的影响

光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)是一种不放氧光合作用的细菌总称,近年来,光合细菌在理论和应用上都受到了广泛的重视,一方面由于它是研究光合作用的理想材料,另一方面,它又有广泛的应用价值.光合细菌在处理高浓度有机废水,生产单细胞蛋白,水产养殖和禽畜饲养,改善植物营养状况等方面已有不少报道1-4,本文研究了光合细菌在鲤养殖水体中的增殖和分布规律以及它对水体中异养细菌、浮游动物及水质的影响,以阐明光合细菌在该生态系统中的作用.       

紫色非硫细菌固体石蜡双层平板培养法

紫色非硫细菌是一类不产氧光合细菌,具有重要的生态学意义和应用价值。建立固体石蜡双层平板法,与传统的培养法相比较,发现该方法可以更方便、更快捷地计数和分离紫色非硫细菌。结合分子生物学技术,将该方法应用于水稻土紫色非硫细菌的研究,发现以甲酸为碳源的固体石蜡双层平板法可以很好地对环境中可培养的紫色非硫细菌多样性进行研究。该方法的建立将更有助于紫色非硫细菌的研究。     

细菌果胶酶的研究进展

近些年来,国内外对细菌果胶酶的研究取得了很大的进展,产果胶酶的新细菌菌种不断地被发现,细菌果胶酶新的应用领域不断地被拓宽。细菌所产的果胶酶多为碱性,具有较好的热稳定性和较宽的酸碱作用范围,被广泛应用于麻类的生物脱胶、茶与咖啡发酵、造纸和果胶废水处理等领域中。细菌果胶酶工业生产具有投资少、成本低、无环境污染等优点。简要概述产生果胶酶的细菌种类、细菌果胶酶的分类、已克隆的酶基因以及应用等内容。     

光合细菌Rhodobacter sphaeroides新型表达系统研究进展

利用当前商业化的表达系统生产重组蛋白时,在寄主培养过程中都不能快速实时地检测重组蛋白的表达水平。光合细菌Rb.sphaeroides是研究细菌光合作用和膜蛋白形成的重要模式生物,具有开发成为一种新型表达系统的潜能。介绍了光合细菌Rb.sphaeroides新型表达系统的优势和开发情况。     

赤杆菌科微生物分类研究进展

赤杆菌科微生物隶属于细菌域(Bacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)。依据16S rRNA基因序列的系统发育分析结果,2005年赤杆菌科被提议建立,成立之初由3个属5个种组成;在过去10年中,该科的物种数量增加迅速;截止2015年10月,赤杆菌科合格发表6个属44个种。赤杆菌科微生物在土壤、热泉、海水和沉积物等环境中广泛分布,其在环境修复、食品工程及生物医药等领域具有重要的应用前景。此外,部分菌株具有细菌叶绿素a,营好氧异养生长兼具光合作用功能,是好养不产氧光合异养菌的一个重要类群,近年来其在全球海洋碳循环和能量代谢过程中的重要作用日益凸显,得到了国内外学者的关注。本文综述了赤杆菌科微生物的分类特征、生态分布和应用基础等方向的研究进展,并对其分类研究趋势做了分析。     

褶皱臂尾轮虫同胞物种复合类群分类的研究进展

褶皱臂尾轮虫包含复杂的同胞物种,对其分类研究经过了一个长期发展的过程。综述了轮虫分类手段的发展进程,介绍和分析了轮虫特别是褶皱臂尾轮虫同胞物种复合类群分类的研究进展。褶皱臂尾轮虫的L-型和S-型属于B.plicatilis和B.rotundiformis两个物种。这个复合类群中还包括更多的种类,如B.plicatilis sensu stricto、B.ibericus和B.rotundiformis,其中B.plicatilis sensu stricto属于L型,B.ibericus属于SM-型,B.rotundiformis属于SS-型。此类研究丰富了轮虫系统分类学,提高了水域生态调查的准确性。     

鸡粪好氧堆肥过程中细菌群落结构和功能分析

为了明确鸡粪好氧堆肥过程中细菌群落结构和功能的变化,采用高通量测序技术测定了好氧堆肥前、中、后3个时期样品的16S rRNA基因序列,并进行了生物信息学分析。结果表明, 3个堆肥阶段中仅有10%左右的分类操作单元(operational taxonomic units, OTUs)具有阶段特异性;不同发酵阶段细菌α多样性指数ACE、Chao1和Simpson均呈现先升高后降低的趋势,但各阶段间差异不显著(P<0.05)。3个发酵阶段优势菌门类相同,但丰度存在差异。线性判别分析[line discriminant analysis (LDA) effect size, LEfSe]法对细菌生物标志分析表明,从门到属水平共有49个物种,堆肥前期样品组中显著富集的物种最多,后期最少。原核分类群功能注释(functional annotation of prokaryotic taxa,FAPROTAX)对细菌功能多样性分析表明,堆肥前期细菌功能多样性最高,而随着发酵进行细菌功能富集程度增加、多样性降低。该研究为畜禽粪污好氧堆肥过程调控提供理论支撑和技术指导。