赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株作用下碳钙镁石的形成

摘要:【目的】微生物诱导碳酸盐矿物沉淀机理的研究有可能为CO2的矿物捕获提供科学依据。【方法】本研究在Mg/Ca 为2的B4培养基中对赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株进行了为期50天的培养实验,同时完成了一组无菌对照实验。在实验过程中,对沉淀物重量、培养液的pH值、电导率及其中细菌数量、Ca2+ 和Mg2+浓度等进行了动态监测。利用扫描电子显微镜对矿物形态进行了跟踪观察,利用X-射线衍射仪对矿物成分进行了测定。【结果】(1)在对GW-2菌株进行培养的过程中发现,沉淀物的质量随着培养时间的延长而逐 渐增加,而在无菌对照实验中未收集到沉淀物;(2)各时间段平均沉淀速率与细菌数量之间(r=0.67,P＜0.05)、沉淀物质量与培养液pH值之间(r=0.79,P＜0.05)均具有显著的正相关关系;(3)沉淀物质量与电导率、Ca2+和Mg2+浓度均呈极显著的负相关关系(r分别为0.89、0.93和0.98,P＜0.001);(4)在赖氨酸芽孢杆菌作用下,3种碳酸盐矿物按如下顺序先后形成:非晶态碳酸钙→碳钙镁石→高镁方解石。【结论】(1)赖氨酸芽孢杆菌GW-2菌株具有诱导碳酸盐矿物形成的能力;(2)细菌数量是控制碳酸盐矿物沉淀的直接因素,而较高的pH值是碳酸盐沉淀的必要条件;(3)电导率以及Ca2+和Mg2+浓度的明显降低可以间接地指示碳酸盐矿物沉淀的发生;(4)碳钙镁石可能主要是非晶态碳酸钙经过老化作用而形成,碳钙镁石可能经脱镁作用转变为高镁方解石。     

生物系统中的矿物

生物矿物主要包括钙镁（铁锰）碳酸盐，钙镁多（铁）磷酸盐、二氧化硅、铁锰（镁）氧化物和氢氧化物、硫酸盐和硫化物、有机酸盐和卤化物。其主要特征为弱减弱酸盐，多呈钙化合物、氧化物或含氧盐（特别是碳酸盐和磷酸盐）多含结晶水或羟基。在生物类型分布上，在个体发生过程中，在地质历史发展中，生物矿物存在着一种演化趋向，即从硫化物→硫酸盐→铁氧化物和氢氧化物→非晶硅→钙白云石→碳磷石灰→镁方解石→文石→方解石。     

球形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sphaericus)和嗜冷芽孢八叠球菌(Sporosarcina psychrophila)介导形成白云石晶体

【目的】白云石(Dolomite)是一种含有钙镁的碳酸盐矿物[CaMg(CO3)2],广泛存在于陆地和海洋等环境并常与油气埋藏共存。尽管白云石(或岩)的发现已经有三百多年的历史,但是对白云石的成因仍然没有定论,地质学上称之为"白云石之谜"。20世纪90年代Vasconcelos C.提出了"微生物白云石模型",为白云石成因的研究带来了新的思路。但是这一模型并不完善,白云石的形成与所介导的微生物生理状态以及环境参数之间的关系不明确。另外,所有报道的实验都是在地表压强条件下进行,无法表征自然界中白云石所处的高压环境。本研究中引入压力这一环境参数,结合菌株本身生理特性参数,综合考察多重因子对微生物介导形成白云岩的影响。【方法】利用球形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sphaericus)和嗜冷芽孢八叠球菌(Sporosarcina psychrophila)两株具有尿素水解活性的细菌作为生物材料,在不同的温度(15°C和30°C)压强(常压和20 MPa)氧气浓度(常压好氧条件和常压微氧条件)不同的尿素水解活性下进行生物矿化实验。通过SEM(扫描电子显微镜)和EDS(X射线能谱分析)相结合的方法观察沉淀物形貌和矿物成分构成。通过XRD(X射线衍射分析)定性测定碳酸盐矿物沉淀物的种类。【结果】球形赖氨酸芽孢杆菌和嗜冷芽孢八叠球菌在实验中所设计的所有矿化条件下都能够介导形成碳酸盐矿物沉淀。XRD和SEM检测均证实球形赖氨酸芽孢杆菌在30°C的20 MPa微氧条件下能够介导形成不规则菱面型和椭球型白云石。高压条件更有助于白云石的形成。除了白云石晶体,实验中还观察到有其他矿物(如方解石,碳氢镁石,钙镁碳酸石等)。【结论】实验证实球形赖氨酸芽孢杆菌和嗜冷芽孢八叠球菌具有矿化能力,特别是球形赖氨酸芽孢杆菌具有介导形成白云石的能力。微生物介导形成的碳酸盐矿物组分受到微生物的代谢活性以及温度、压力等生物矿化实验条件控制。这一研究结果帮助完善"微生物白云石模型",为解释白云石的深部成因提供数据支持。     

棕色石灰土和红壤碳释放对添加矿物质(Fe(OH)_3和CaCO_3)的响应

为阐明喀斯特地区土壤演变过程(脱钙镁富铁铝化作用)中土壤特有矿物对碳释放的影响,本文以喀斯特区典型的高和低有机碳含量水平的棕色石灰土和红壤为研究对象,通过80 d室内培养试验,研究土壤碳释放(有机碳和无机碳)对添加土壤中特有矿物质(Ca14CO3和Fe(OH)3)的响应。结果表明:添加Ca14CO3和Fe(OH)3均对棕色石灰土和红壤中原有碳的释放有正激发效应,以前者(培养结束时土壤原有碳累积释放量为823.8~1367.2 mg·kg-1)显著大于后者(502.5~635.7 mg·kg-1),说明喀斯特地区土壤由富钙镁的石灰土向富铁铝的红壤演变过程可能是土壤碳库逐渐稳定的过程。添加Ca14CO3和Fe(OH)3后,土壤原有碳的累积释放量的大小与土壤有机碳本身含量水平密切相关,均以高量有机碳红壤低量有机碳红壤和石灰土高量有机碳石灰土(P0.05)。培养过程中,无论是添加Ca14CO3还是Fe(OH)3,土壤可溶性有机碳(DOC)含量与碳释放激发效应的变化趋势一致,表明DOC可用于指示棕色石灰土和红壤激发效应强弱。土壤微生物生物量碳与碳释放激发效应的变化趋势不一致,说明添加Ca14CO3或Fe(OH)3对土壤原有碳的激发效应主要源于外源物添加后改变了土壤物理和化学环境,而土壤微生物的贡献相对较少。     

象骨变矿物

青海省西宁市南山盛产“龙骨”。经鉴定,这里的“龙骨”是距今一千多万年前中新世时的象化石。对象化石作 x 射线衍射分析发现,化石变成了一种矿物——碳磷灰石,化学成分有钙、镁、磷、钠、碳、氧、氢、氯、氟等元素。一般动物骨质成分主要是钙、磷等元素,镁、钠、氯等元素如何大量进入象骨而形成碳、磷灰石?原来,埋藏象骨的岩层是富含钙、镁、铝、硅、钾、钠、碳等元素的白云石质粘土岩;从这种岩石氧、碳同位素计算出成岩时介质温度是50℃左右;埋藏象骨的岩层上面覆盖着100多米厚的岩层,在这种     

镁硅酸盐纳米粘土介导的深绿木霉HB20111的遗传转化

[背景]木霉菌遗传转化方法的烦琐复杂限制了对其基因克隆、基因功能的研究.[目的]建立深绿木霉HB20111便捷、高效的遗传转化体系.[方法]利用镁硅酸盐纳米粘土作为载体吸附含有荧光蛋白基因gfp的丝状真菌表达载体pCAMBIA1303-gpdA-GFP-TrpC-Hygro,形成质粒-镁硅酸盐纳米粘土复合物,在超声条件...     

低Mg/Ca条件下丛毛单胞菌HJ-1菌株诱导文石的形成

【目的】为了探讨细菌对碳酸盐矿物种类和形态的影响。【方法】本文利用丛毛单胞菌HJ-1菌株进行了持续50 d的培养实验。在实验过程中,对细菌数量、沉淀物重量、培养液中Ca2+和Mg2+浓度等进行了动态监测。利用扫描电子显微镜对矿物形态进行了观察,并利用X-射线衍射仪对矿物成分进行测定。【结果】丛毛单胞菌HJ-1菌株具有显著的诱导碳酸盐矿物沉淀的能力,碳酸盐矿物的重量随着培养时间的延长而逐渐增加。X-射线衍射结果表明,形成的碳酸盐沉淀主要由文石和高镁方解石组成,其中文石的最高含量达86%。上述矿物在形态上复杂多样,主要有杆状、柱状、哑铃形、球状和板状以及不规则状和鳞片状集合体。【结论】通常,在Mg/Ca≤2并且有微生物参与的条件下极少形成文石。本文在Mg/Ca为2,不含碳酸根离子的培养基中培养HJ-1菌株的过程中发现了文石。作者认为,低Mg/Ca条件下文石的形成主要与HJ-1菌株分泌较多的胞外多糖有关。     

石磺海牛共附生细菌的分离和活性菌株筛选

[目的]研究深圳大鹏半岛海域石磺海牛中可培养的共附生细菌的数量和种类,并对分离获得菌株的代谢产物进行活性筛选.[方法]通过R2A平板培养、分离纯化和16S rRNA测序,分析鉴定石磺海牛中5个部位可培养细菌;使用分离菌株的菌液及发酵液上清,测定对群体感应信号分子降解的活性和抗生物膜活性.[结果]从石磺海牛中共分离到21...     

茅草菇菌丝球对铬黑T的脱色降解性能及毒性评价

[目的]利用真菌茅草菇菌丝球对染料铬黑T(EBT)进行脱色和降解,探究在不同环境条件下对染料脱色性能的影响及作用机制.[方法]采用单因素分析探究真菌的最佳脱色能力,分光光度法测定真菌酶活,小麦种子萌发、大肠杆菌接触抑制试验及秀丽隐杆线虫毒性试验测定脱色前后废水的毒性.[结果]茅草菇菌丝球受摇床温度和转速影响较小,在pH...     

乌梁素海沉积物中厌氧氨氧化细菌PCR扩增方案优化

[目的]对乌梁素海沉积物中厌氧氨氧化细菌的PCR扩增方案进行优化.[方法]采集乌梁素海沉积物样品,提取细菌总DNA,以厌氧氨氧化细菌功能基因Hzo基因为研究对象,通过基于普通PCR和巢式PCR筛选适宜的引物、探究不同的PCR退火条件,确立PCR引物的最佳选择以及最佳扩增条件.[结果]以HzoAB4F/HzoAB4R为引...     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.