基因工程微生物生态学研究进展

基因工程微生物(genctically enginccred microorganism,GEM)生态学的研究已成为微生物分子生态学的一项主要研究内容之一．随着分子标记和分子生物学检测手段的引入,传统的微生物生态学研究被注入了新的活力,在分子水平上探讨基因工程微生物与环境及环境中土著生物之间的关系已成为可能．基因工程微生物生态学是一门内容涉及分子生物学、微生物学、生态学等诸多学科的新型交叉边缘学科．本文提出加紧进行转基因生物生态学和转基因生物的风险评价的研究工作,建立适合中国国情的检测手段和评价标准,有助于我国基因工程微生物生态学的健康发展．     

分子微生物生态学及其研究进展

分子微生物生态学是分子生物学实验技术应用于微生物生态学研究领域而发展形成的一门交叉学科,在研究微生物生态系统组成结构、功能的分子机理以及微生物与生物和非生物环境之间相互关系等方面显示了巨大的潜力．十几年来分子微生物生态学研究所取得的成就证明：分子生物学研究技术向微生物生态学领域的不断渗透,为微生物生态学研究领域注入了新的活力,尤其在微生物多样性、微生物区系分子组成及变化规律以及微生物系统进化研究方面取得了重大突破．本文根据近年分子微生物生态学的研究进展,就分子微生物生态学概念的提出、发展历程、主要研究领域、主要研究方法以及未来研究热点领域作以简要综述。     

微生物分子生态学技术及其在环境污染研究中的应用

较为系统地概述了核酸探针检测技术、利用引物的PCR技术、DNA序列分析技术和电泳分离及显示技术在国内外的研究进展,并探讨了这些技术在环境污染研究中的应用及其方向。结果表明,这些被认为是重要的微生物分子生态学技术,在探索微生物与污染环境之间的相互关系中发挥了重要作用。促进了污染环境的微生物遗传适应进化机制的研究,污染物的微生物降解有关基因的定位及微生物工程菌的构建等方面的工作,从而推进了污染环境微生物修复的分子生态学的发展。     

《微生物生态学》

微生物生态学是研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。本书的内容包括五个方面：（ｌ）正常自然环境中微生物的分布、分布规律、微生物的代谢及其对环境的影响,环境因素对这些代谢的影响,微生物与微生物之间、微生物与其他生物之间的相互关系。（２）极端环境中微生物的种类和分布,生命机理和这些微生物在工农业生产中的应用。（３）污染环境中的微生物学,其中包括污染物对微生物的毒性,某些微生物对有机和无机污染物的抗性,微生物对污染物的转化和降解作用,污染物转化和降解作用与微生物质粒和染色体基因的相…     

微生物抗重金属的生理机制

虽然环境中高浓度的重金属对微生物有毒害作用,但一些微生物表现出抗重金属的特性,在细胞结构、生理代谢和遗传水平方面形成了不同的抗性机制.主要从生物吸附、胞外沉淀、生物转化、生物累积和外排作用等5个方面阐述了微生物对重金属抗性的生理和分子机制,为重金属污染环境的生物修复提供理论依据.     

微生物生态学理论框架

微生物是生态系统的重要组成部分,直接或间接地参与所有的生态过程。微生物生态学是基于微生物群体的科学,利用微生物群体DNA/RNA等标志物,重点研究微生物群落构建、组成演变、多样性及其与环境的关系,在生态学理论的指导和反复模型拟合下由统计分析得出具有普遍意义的结论。其研究范围从基因尺度到全球尺度。分子生物学技术的发展,使人们可以直接从基因水平上考查其多样性,从而使得对微生物空间分布格局及其成因的深入研究成为可能。进而可以从方法学探讨微生物生物多样性、分布格局、影响机制及其对全球变化的响应等。在微生物生态学研究中,群落构建与演化、分布特征(含植物-微生物相互关系)、执行群体功能的机理(生物地球化学循环等)、对环境变化的响应与反馈机理是今后需要关注的重点领域。概述了微生物生态学的概念,并初步提出其理论框架,在对比宏观生态学基础理论和模型的基础上,分析微生物多样性的研究内容、研究方法和群落构建的理论机制,展望了今后研究的重点领域。     

废气处理生物滤器微生物生态学研究进展

废气生物处理是一项新兴的气体污染控制技术,已成为当前环境领域的研究热点.本文概述了生物滤器系统(包括生物过滤器系统和生物滴滤器系统)结构及其去除气体污染物的原理,重点阐述了生物滤器微生物的分离、鉴定及其降解特性,微生物丰度、活性与微生物群落结构多样性之间的相关性,运行条件对微生物群落的影响,微生物群落结构时空变化规律,生物膜形成机理和模型等方面的研究进展,并对今后废气处理生物滤器微生物生态学研究方向进行了展望.     

污染微生物生态学方法的研究

微生物生态学涉及的范围十分广泛,从微生物栖息的环境而论。主要有水体、土壤、动植物体,这是大环境;大环境中还包含无数小环境,如M. Alexander(1980)认为从生理学、分类学、生态学各个方面阐明微生物在各种环境中的组成、功能和环境因子对它们的相互影响。以及种间竞争,捕食者的关系。并从时间和空间的联系上观察到优势种的连续性。用历史的眼光观察,搜集和记录了科学的自然生态史,从中发现控制生态的结构和功能,以改善人们的生存环境和生产力,成为当前进一步认识生态学,发展生态学,利用生态学新的势头。当今世界各国随着科学的进展,工业,农业和医药等的生产有了日新月异的提高,废弃物的增多,严重污染了环境。为净化污染的环境,各国投入巨资进行研究和治理,以期得到一个优美的生态环境,因此污染生态学也随着生产的发展而深入。首先是点污染源的防治。研究了工厂中生物净化污水系统的微生物生态,然后,由于污水进入河流,农田,区域性的污染生态学也得到深入的研究,H. A. Hawkes在“废水处理生态学”(1963)中指出,生态学、生理学、分类学是生物学的分支,生态学是应用分类学研究废水处理系统中微生物的结构组成,种群变化,种群竞争,生物密度等。同时应用生理学研究生态系统中微生物的功能,被食微生物的营养,物理化学限制因子以及生物因子和捕食者与被捕食者的关系,有限食物的供给,对空间和氧的需求,种间和非种间的竞争等等。国内在这方面已作过大量的工作。     

山地土壤微生物分布格局研究进展

土壤微生物在调控生物地球化学循环和维持生态系统功能方面起着重要作用。研究土壤微生物多样性分布格局具有重要生态学意义。本文概述了山地土壤微生物多样性分布格局的研究进展,讨论了土壤微生物多样性与影响因素的关系,并对以后的研究提出了展望。     

中国微生物生态学的进展——《微生物生态学专刊》序言

2014年10月在北京召开的“2014年中国生态学会微生物生态专业委员会暨国际学术研讨会”标志着我国微生物生态学研究专业学术组织已经走过了30年的历程。经过几代微生物生态学研究者的不懈努力,我国的微生物生态学从无到有,不断开拓和发展,使得我国微生物生态学研究的队伍不断壮大,在若干方向的研究水平处于国际前沿。为了展现我国微生物生态学研究的最新进展,《微生物学通报》针对本次研讨会组织出版了本期“微生物生态学专刊”,以期促进微生物生态学及相关交叉研究领域的发展。     

微生物生态学研究方法的新进展

微生物生态学是研究微生物群体与其周围的生物和非生物环境条件相互作用关系的科学。近些年 ,在此领域的方法学上有许多新的进展。通过各种荧光染料对微生物进行直接染色或定量 PCR的方法可进行微生物现存量的研究。测定整个群落的碱基组成和 DNA的复杂性或者自然环境样品中直接扩增的 16 Sr DNA的分析可估计出总的群落的遗传结构及其复杂性。在单个细胞水平上分析微生物群落结构多是采用 FISH(荧光原位杂交 )的方法。     

2015年中国微生物遗传学研究领域若干重要进展

中国微生物遗传学研究在2015年取得了重要进展。本文回顾了2015年度中国本土科研团队在微生物遗传学领域取得的若干重要科研进展,扼要介绍了若干重点论文,展示了中国科学家在本领域的学术贡献。在基础微生物遗传学领域,明确了调控基因表达的一系列重要生物大分子的组成、结构和功能,解析了微生物免疫系统识别外源核酸片段的分子基础,阐明了多个微生物来源重要活性物质的生物合成途径及新颖的酶学反应过程,发现了微生物基因表达调控的新机理,在微生物发育、进化与群体行为生物学方面也取得一定进展。在工业微生物遗传学方面,阐明了微生物制造及其分子基础。在病原微生物遗传学方面,研究了多个致病菌的遗传调控,明晰了致病菌-宿主相互作用的遗传机制,在基因组水平解析了微生物耐药、新发病原和环境微生物的遗传机理,为致病菌防控新措施的研发提供了基础。在微生物多样性与环境微生物遗传学方面,展示了利用微生物遗传多样性的特点通过催化获得特定手性的化合物具有较好应用前景,肠道微生物组学研究方兴未艾。     

降解芳烃微生物的多样性

芳烃是一类生物异源物质,自然微生物群落利用其对环境的适应性,对这类物质由陌生到适应,微生物群落的遗传背景发生了变化,降解芳烃的微生物呈现出多样性,本文系统介绍了降解芳烃微生物的特性,物种资源,环境适应,遗传背景及演变;介绍了各遗传型物种的功能基因数量,表达及调控方式,指明芳烃环境污染的生物修复主要取决于高效工程构造及代谢过程的控制。     

土壤生态系统微生物多样性-稳定性关系的思考

自20世纪50年代以来,生物多样性与生态系统稳定性的关系一直是生态学中重点讨论的理论问题之一.在当今人类活动对自然生态系统产生重大影响的情况下,全面理解生态系统多样性与稳定性的关系,有助于我们更好地应对环境变化和生物多样性丧失等生态问题.在陆地生态系统中,关注重点多集中在地上植物生态系统;而对地下生态系统,尤其是对微生物多样性与系统稳定性关系的研究尚重视不够.事实上,土壤微生物作为生命元素循环的驱动者,主导和参与地下生态系统中一系列重要生态过程,对土壤能否正常有序地执行各项生态功能至关重要.对土壤微生物多样性的研究,能使我们明确土壤中微生物对各种环境条件(包括自然和人为因素)变化的响应机制,更好地维持土壤生态系统的稳定性及其生态服务功能.本文在介绍土壤微生物多样性概念、研究方法、地下生态系统稳定性的基础上,重点讨论了土壤微生物多样性对土壤生态系统稳定性的影响,对多样性-稳定性关系在土壤微生物生态学中的应用进行了较为深入和全面的思考.作者提出,土壤微生物系统是一个动态变化的自组织系统,通过遗传来维持其组成和结构的相对稳定性,通过变异而适应外界干扰,共同构成土壤微生物系统的抵抗力(resistance)和恢复力(resilience),维护土壤生态系统的稳定性.今后土壤微生物多样性-稳定性关系的研究,需要注重地上与地下生态系统的结合与统一,借鉴宏观生态学理论来构建微生物生态学的理论框架,建立微生物多样性-稳定性关系的机理模型,从定性描述向定量表征方向发展.     

叶际微生物研究进展

植物的叶际是一个复杂的生态系统,微生物的生存环境条件严苛。其可被利用的营养成分较少,温湿度波动大。此外,较强的紫外线辐射对于叶际微生物的生存也有很大影响。但是植物叶际却有着丰富的微生物多样性,其中还有许多有益细菌和真菌。它们通过和植物寄主的互作,改善着叶际微生物的栖居环境;其对植物病原体的拮抗亦可提高植物的抗病性。植物叶际的微生物还可以产生激素以促进植物生长,还有一些微生物可以利用农药等污染有机物作为营养物质,在污染物的环境生物修复方面显示巨大的潜力。此外,叶际微生物作为一种生态学指标在生态稳定与环境安全评价中开始发挥显著的作用。     

肠道微生物体外模型研究进展

随着分子微生态学,特别是高通量测序技术的发展,人类对肠道微生物的作用有了新的突破性认识。我们现在了解到人体和动物消化道系统中生长着大量的细菌,肠道中细菌的总数量甚至高出人体细胞总数的十倍。肠道微生物的菌群多样性受到多种因素的影响。其中环境和宿主的遗传背景在决定肠道菌群结构和组成方面各自起到50％的作用。     

微生物生态学驱动社会与经济“绿色高效发展”

面对物种数量繁多、生态分布广泛、生态功能强大的微生物资源,微生物生态学的任务一方面在于不断发现和认识这类生命"暗物质"及其存在机制,另一方面要充分挖掘和利用这些微生物资源。微生物生态学的应用从最早的混合发酵发展到极端微生物资源利用、微生物生态制剂开发逐渐拓展到合成微生物生态等多个领域。2019年10月在湖南省长沙市举行的"中国生态学学会微生物生态专业委员会学术年会"设立了3个与微生物生态学应用相关的分会场,本期《微生物学通报》也开辟了"人工生态系统微生物"栏目,凸显了我国微生物生态学在资源、能源和环境等应用领域的成果,让我们看到了其成为社会与经济"绿色高效发展"重要驱动力的希望。     

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。     

全国第一次微生物生态学学术会议

中国微生物学会农业微生物专业委员会和中国生态学学会微生物生态学专业委员会筹准小组,于1984年11月15日至20日,在昆明联合召开了全国第一次微生物生态学学术会议。参加这次会议的代表85人,另外还有美国夏威夷大学杜德博士也参加了会议。这次会议主要任务是学术交流和讨     

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。