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。     

PCR技术在环境微生物检测中的应用

多聚酶链反应(PcR)与核酸杂交技术结合检测微生物的方法,具有简便、敏感、专一和快速的特点;可用于土壤、污泥、水、食物等环境微生物的调查,对具特殊基因型或不可用常规方法检测的微生物是一种有效的检测方法,也是研究遗传生态学的有力工具。     

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.     

微生物的遗传多样性

微生物是生物圈中不可或缺的重要组成部分, 维系着自然界生态平衡。随着分子生物学技术的发展, 微生物遗传多样性的研究从形态学水平、蛋白水平进入到了DNA水平。而高通量测序技术和宏基因组技术的发展, 不仅为我们理解微生物的遗传多样性提供了更加丰富的信息和有力的证据, 也对于合理利用生物资源、保护生态平衡等方面具有重要意义。文章就微生物遗传多样性研究的相关内容, 如物种的分离鉴定、微生物群体遗传结构、物种形成以及系统发育和进化等方面的研究进展进行综述。     

新的生命形式──极端微生物

近年来,在许多以前被认为是生命禁区的区域,发现了各式各样的新的生命形式。它们生存繁衍的理想场所恰恰是一些极端环境,如嗜热菌、嗜冷菌、嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌、嗜压菌等,这些统称为极端微生物（ｅｘｔｒｅｍｏｐｈｉｌｅｓ）。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,作为地球上的边缘生命现象,极端微生物颇为耐人寻味。它在生命起源、系统进化等方面将给人们许多重要的启示,在生命行为的原理上也将拓展人们的概念。极端微生物存在的原理,又具有极大的应用价值,极端微生物的特殊机制及特殊产物,将使…     

丝状真菌分子遗传学研究进展

丝状真菌作为低等真核生物,有典型的真核生物的细胞结构和遗传织组;作为微生物,又具有微生物在操作上的快速、简便,因此一向是生物学基础研究的重要材料。丝状真菌又是重要的工业生产用菌株和多种农作物的致病菌,这就更刺激了生物学家对研究丝状真菌的兴趣。     

乳杆菌与非特异性阴道炎的关系研究进展

1.概述健康人机体定植有大量的微生物、机体的每个部位均有特定的微生物群落(community),各个部位的微生物种群(population)均取决于特殊部位的生理条件及其与其他种群的关系。只有那些在遗传及生化特征能适应宿主生境的微生物才能得以生存。阴道及阴道微生物形成一生态系统;阴道环境控制着阴道微生物群落,阴道微生物群落反过来又影响着阴道环境。了解阴道正常微生物群的组成及病理情况下阴道微生物的变化,对防治阴道疾病具有重要的意义。     

热球菌目(Thermococcales)遗传操作系统研究与应用进展

热球菌目(Thermococcales)是一类分离自浅海热泉或者深海热液口的超嗜热微生物,包括火球菌(Pyrococcus)、热球菌(Thermococcus)、古老球菌(Palaeococcus)。研究其生命活动的分子机制,基因的功能等必须借助遗传操作系统。由于选择标记的限制,Thermococcales遗传操作系统落后于其他菌株。近年来,在Thermococcales发现了内源质粒并可以将其改造用作遗传工具。如在Thermococcus kodakarensis及Pyrococcus furious等菌株内都建立了成熟的遗传系统,并用于基因敲除以及基因表达。将就Thermococcales内源质粒的发现和遗传操作系统的发展与应用加以阐述。     

后生元的研究及应用现状专家共识

<正>人体的健康状况不仅取决于自身的遗传因素,还与人体内的微生物群的作用密切相关。正常微生物群是人体生理性组成部分。人体携带与其自身细胞相当(1∶1)的微生物细胞,这些细胞参与人体的一切生理功能,如消化、吸收、代谢、免疫、酶活性以及内分泌等,在微生态平衡时,正常微生物群对宿主具有不可替代的生理保健作用^[1]。     

《名古屋议定书》在微生物领域的实施: 影响、最佳做法及我国立法选择

《名古屋议定书》继承了《生物多样性公约》在规范遗传资源的获取和惠益分享问题上采取的双边路径。但是, 这一路径不能完全按照《生物多样性公约》和《名古屋议定书》预设的前提和模式在微生物领域得到实施, 已有的旨在实施《名古屋议定书》的措施对微生物研究和开发活动产生了消极的影响。世界微生物菌种保藏联合会致力于推动《生物多样性公约》及其《名古屋议定书》在微生物领域的有效实施, 并为此制定了相关的行为守则和准则。2016年世界微生物菌种保藏联合会推出的TRUST准则代表了微生物领域的获取和惠益分享最佳做法, 该准则针对微生物遗传资源的原生境获取、保藏、非原生境获取以及惠益分享等问题提出了一系列务实的建议。为了实施《名古屋议定书》, 我国启动了遗传资源的获取和惠益分享立法进程, 当前立法已经进入到一个关键阶段。TRUST准则对我国遗传资源的获取和惠益分享立法具有重要的启示。立法机关可以借鉴TRUST准则提出的受规制活动类型及相对应的建议, 并结合我国国情构建一套适用于微生物遗传资源的获取和惠益分享法律规则。这套法律规则将由对植物、动物和微生物遗传资源都予以适用的法律规则和仅对微生物遗传资源适用的法律规则构成, 后者可被纳入我国获取和惠益分享立法的实施细则之中。     

遗传学实验——微生物实验

在遗传学研究中选用微生物作为实验材料,有以下几个理由:(1)世代短,繁殖一代仅几十分钟,如大肠杆菌约20—30分钟;培养一个晚上菌数可达1×10~8以上。(2)一般是单细胞或是单倍体的细胞,容易得到变异菌株。(3)培养方便,在各种培养基上都能生长繁殖。(4)体制简单,遗传背景了解较清楚。     

海洋宏基因组学研究进展

宏基因组学作为研究微生物种群生态分布、群体遗传特征和基因相互作用的新兴学科,在未培养微生物资源的开发利用上取得了突破性进展,已成为海洋等极端环境中分离与鉴定新型工业酶制剂的有效工具。综述海洋宏基因组学研究进展,以及宏基因组学领域中如新一代测序技术等,以期为从海洋环境中开发具有工业潜力和应用价值的新型生物催化剂提供参考。     

古细菌及其在人类疾病中可能的作用

长期以来,人们一直在努力寻找在一些特殊环境条件下(如极端的pH、温度、营养条件和压力)下生存的微生物,并得到了大量关于生物多样性和微生物生命起源的信息。古细菌是一个数量多、变异大的原核生物组,它包括很多生活在极限条件如高温温泉、盐湖和深海火山口的生物。令人不解的是,尽管古细菌是地球上广泛存在的微生物,但目前还没有发现它与人类疾病有关。     

Cell:低碳水化合物饮食结构或可预防大肠癌

<正>虽然大肠癌的发生与碳水化合物丰富的西方饮食习惯方式有一定的联系,但其详细机制尚不清楚。Cell杂志上发表的一项研究表明,肠道微生物代谢饮食中的碳水化合物会促使有大肠癌遗传倾向小鼠的肠道细胞增殖并形成肿瘤。用抗生素治疗或低碳水化合物饮食能显著降低大肠癌遗传倾向小鼠患上大肠癌,这表明也许将来简单的措施(抗生素治疗或低碳水化合物饮食)也可以用来预防人类的大肠癌。多伦多大学研究者Alberto Martin说:了解一些环境因素如肠道微生物和饮食是如何与遗传因素相互作用,进而影响大肠癌疾病的进展,是至关重要的。新的研究表明肠道细菌与富含碳水化合物饮食互相作用,引发了一种普遍类型的遗传性大肠癌。在西式饮食中,碳水化合物约占成     

转抗菌肽D烟草对土壤微生物群落的影响

采用RAPD分子标记技术研究了种植转抗菌肽D烟草的土壤环境中微生物群落遗传多样性的变化,同时用传统平板培养法研究了土壤中可培养微生物在数量上的变化。RAPD分析结果表明,转抗菌肽D烟草与非转基因烟草根围微生物的遗传多样性相关指数并没有显著差异。培养计数结果表明,转抗菌肽D烟草与非转基因烟草根围可培养细菌在数量上有极显著差异,可培养真菌数量有显著减少,可培养放线菌的数量没有显著差异。说明转抗菌肽D烟草可能抑制了病原细菌及其根围相关的微生物,但是不影响微生物的遗传多样性。     

益生菌对2型糖尿病的改善作用及其作用机制初探

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)又称非胰岛素依赖型糖尿病(non-independent diabetes mellitus,NIDDM),是一种最常见的内分泌代谢性疾病,具有遗传易感性。全球范围的研究数据显示,该病发病率在各地区都呈现急剧上升的趋势。该病的成因可能涉及一系列相关因素,如遗传因素、年龄、肥胖等。近年来相关领域的研究发现,2型糖尿病的形成与发展可能和人体肠道内的微生物群落结构的改变引起的代谢紊乱有关。越来越多的研究表明,益生菌可能参与并帮助肠道维持一种更为健康的菌群状态,从而使其在2型糖尿病中具有治疗潜力。     

无菌猪的研究进展

无菌猪是采用现有微生物检测技术,检测不出活的微生物(包括细菌、真菌、寄生虫和病毒等)的一种悉生物,在现代畜牧生产和医学生物学研究中具有重要的科学价值。无菌猪最早用于畜牧生产的疫病净化,研究肠道菌群、动物疫病之间的关系。无菌猪和人在解剖、生理及遗传上具相似性、无微生物背景干扰,目前在医学生物学研究肠道菌群与生长发育与疾病发生发展等方面发挥着重要作用,也作为以肠道菌群为靶点的预防、诊断及治疗新技术研究的特殊动物模型。本文主要综述无菌猪的特性、研究进展及未来的发展方向。     

产乙醇运动发酵单胞菌的研究进展

运动发酵单胞菌作为天然生产乙醇的主要微生物之一,具有特殊的Entner Doudoroff途径和其他一些特殊的糖代谢和能量代谢方式,因此具有乙醇产率高和乙醇耐受力强的显著特点。通过简述运动发酵单胞菌的糖代谢和能量代谢、乙醇和高渗透压等耐性及其遗传改造三方面的研究进展,阐明其应用于燃料乙醇生产的巨大潜力     

石油工业中经遗传操作的微生物及其产物

<正> 已知有许多种微生物(大部分是需氧菌)能降解石油,使它的理化性质发生广泛的变化。这些变化已在实验室研究及地面和海洋表面上漏出的油中还有储油层中得到了证实。不过,很难研究和控制这些微生物之间的合作及相互作用。因此,只有用能靠简单矿物培养基中的石油或单烃迅速生长的纯培养物,才能设法对它们进行遗传改良。本文的目的是扼要介绍某些烃降解途径的遗传组织和调节方式,并讨论遗传改良培养物及其代谢产物在石油工业中的潜在应用。     

宿主遗传背景与肠道微生物互作研究进展

“微生物”这一名词指非常小的生物，如古菌、细菌、原生生物、真菌和病毒，肠道“微生物组”表示的是肠道微生物集合体。它们实际上共享宿主的身体空间，但作为宿主健康和疾病的决定因素却几乎被忽视。作为信息的集合，微生物组包括微生物的基因组数据、结构元件、代谢物和环境条件。最近对肠道微生物组的研究表明，微生物群落在维持宿主稳态和调节宿主表型上发挥着重要作用。随着包括二代测序(next-generation sequencing, NGS)在内的新技术的出现以及微生物群落序列谱等深入测定技术出现，人们对肠道微生物组与宿主遗传背景之间的关系有了许多见解。本文通过肠道微生物组学的概述，基于全基因组关联分析技术建立肠道微生物组学与宿主遗传之间联系，并对宿主遗传学与肠道微生物组的关系及未来发展前景进行探讨。