甲基营养菌甲醇脱氢酶基因的克隆及表达

目的:从甲基营养菌MP681中扩增甲醇脱氢酶(MDH)基因,在大肠杆菌中表达并检测其活性,同时在MP681中考察该基因对吡咯喹啉醌(PQQ)产生的影响。方法:根据MP681基因组序列设计引物,PCR扩增靶基因mdh,构建表达载体,考察活性,利用接合转移转化至MP681,考察PQQ的合成。结果:扩增得到甲基营养菌MP681甲醇脱氢酶基因,在大肠杆菌中的表达产物能够催化甲醇脱氢;将携带mdh基因的质粒转入MP681后,PQQ产量略有提高。结论:获得编码MDH的基因,该基因能够在大肠杆菌中表达,且表达产物具有生物活性;甲醇脱氢酶基因表达对宿主菌的PQQ合成可能有一定影响。     

猪链球菌cAMP结合蛋白基因敲除株的构建及生物学特性

目的:构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33 c AMP结合蛋白(CRP)编码基因敲除突变株及基因回复互补株,并探究CRP基因的缺失对细菌生物学特性及毒力的影响。方法:构建中间为壮观霉素抗性基因(Spcr)、两侧为CRP编码基因上下游同源序列的基因敲除质粒,通过同源重组筛选CRP编码基因敲除突变株ΔCRP;构建CRP编码基因的互补质粒,通过电转化敲除株ΔCRP,筛选CRP的基因回复互补株CΔCRP;比较分析突变株、野生株和回复互补株的基本生物学特征的差异,并以小鼠作为动物感染模型对突变株、互补株及野生株的毒力进行评估分析。结果:应用组合PCR和基因测序分析,证实构建了CRP的突变株ΔCRP,并筛选出CRP的回复互补株CΔCRP;逆转录PCR证实在突变株ΔCRP中CRP在转录水平缺失,而在回复互补株CΔCRP中其转录回复;在丰富营养情况下,突变株ΔCRP与野生株的溶血活性、生长速率及对小鼠的致病力均无显著性差异,但突变株的成链能力减弱。结论:CRP编码基因的缺失并未显著改变野毒株05ZYH33的基本生物学特性和毒力,提示CRP可能不是猪链球菌的关键毒力决定因子,其参与碳源代谢等功能有待进一步研究。     

珠江口球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮后期的浮游植物群落结构特征研究

研究小组于2009年11月30日至12月2日期间对珠江口一次球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮后期的浮游植物群落结构特征进行了调查研究.共发现浮游植物(包括变种、变型)6门,57属,118种.其中,硅藻门26属67种,占总种数的56.77%;绿藻19属33种,占总种数的27.96%;甲藻4属6种;蓝藻4属5种:裸藻2属5种;金藻2属2种.调查期间,球形棕囊藻可视群体的直径范围为0.5～2.5 cm,密度均值为1 208 colonies·m-3,镜检的密度均值为675 000 colonies·m-3.11月中旬至月底的骤然升温是本次球形棕囊藻赤潮爆发的主要原因.赤潮期间主要伴随优势种有骨条藻(Skeletonema sp.)、颗粒直链藻(Aulacoseira granulata)、新月菱形藻(Cylindrotheca closterium),以及三星裸藻(Euglena tritella).     

水分梯度下黑河流域荒漠植物群落多样性特征

物种多样性对大尺度环境条件的响应是植物生态学的热点问题,干旱区内陆河流域的特殊环境条件如何影响物种多样性仍存在较大的不确定性。以黑河流域荒漠植物群落为对象,探讨了荒漠植物群落α多样性和β多样性对不同水分梯度的响应。结果表明:(1)荒漠植物群落随水分条件不同而变化,在区域降水梯度上,依次分布有梭梭[Haloxylon ammodendron(C.A.Mey.)Bunge]、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)、毛瓣白刺(Nitraria praevisa Bobr.)、沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)、细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)、珍珠猪毛菜(Salsola passerina Bunge)和尖叶盐爪爪[Kalidium cuspidatum(Ung.Sternb.)Grub.]群落;随距黑河河道距离增加,主要分布有胡杨(Populus euphratica Oliv.)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lebed.)、花花柴[Karelinia caspia(Pall.)Less.]和红砂[Reaumuria songarica(Pall.)Maxim.]群落。(2)荒漠植物群落物种多样性指数偏低,Margalef指数、Shannon-Weiner指数和Simpson指数最大值仅为0.985、1.641、0.596,群落结构简单,物种组成单一,单寡种优势群落现象极为明显,群落相对稳定。(3)在区域降水梯度上,α多样性指数大致呈先增加后降低的变化趋势,在珍珠猪毛菜群落(190 mm)达到峰值后迅速下降,Srensen相似指数在细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间达到最大值,Cody指数相对较小,表明珍珠猪毛菜群落(190 mm)物种丰富度最高,细枝盐爪爪群落(166 mm)与珍珠猪毛菜群落(190 mm)之间β多样性最小,物种更替速率最慢,群落处于较稳定阶段。(4)随距黑河河道距离增加,α多样性指数大体呈"M"型变化,在多枝柽柳群落(1 km)和多枝柽柳群落(4.1 km)存在两个峰值,此处物种多样性相对较高,Srensen指数在1—1.5 km和4.1—4.8 km之间出现两个较小值,Cody指数出现两个峰值,两者之间β多样性最大,为物种更替速率相对较快的过渡地带。对荒漠植被,以重要值为指标计测多样性指数较为可行,荒漠植物群落的物种多样性并不是随水分的增加而直线增加,这对维持和管理荒漠植物群落的多样性具有重要意义。     

高盐环境可培养细菌噬菌体的研究进展

病毒广泛存在于各类环境中并担负着重要的生态功能,其中包括高盐环境。对高盐环境病毒的研究已成为极端环境微生物研究领域的新热点,目前已被报道的100多株盐病毒中,90多株感染古菌,仅有14株感染细菌。本文综述了目前已知的14株高盐环境细菌噬菌体的形态特征、盐度响应及基因组学的研究进展,并分析了高盐噬菌体的形态多样性、生存策略以及包含在基因组中的进化和起源信息,分析结果表明:高盐噬菌体以有尾噬菌体为主;它们具有广盐性(Euryhaline)的特征,盐度极大地影响其吸附和增殖;它们与非高盐环境噬菌体可能具有共同的起源。高盐噬菌体虽然历经近30年的研究历程,但仅有14株被分离与培养,所以其分离纯化是今后重要工作之一,且结合免培养技术揭示高盐噬菌体的多样性与生态功能是其研究的发展方向。     

珠三角河网裸藻的多样性特征

珠三角河网是珠江汇入南海的必经之地,2012年对该水域裸藻门及各属的多样性特征及影响因子进行系统阐析。调查期间共发现裸藻12属84种,其中裸藻属是最主要类群,其次为扁裸藻属和囊裸藻属。珠三角河网独特的地理位置和人类活动造成的水体富营养化是该水域裸藻物种多样性丰富的主要原因。季节特征显示,丰水期裸藻的种类丰富度和生物量均明显高于枯水期。除了洪水引发的裸藻物种的外源供给增大外,泄洪所带来的有机质的增加也是有利因素。此外,丰水期对应的高温也是有益条件。空间特征存在明显的季节差异,丰水期河网外侧站位的生物量和种类丰富度高于中部站位,主要原因是受径流影响较大;枯水季节除广州附近站位的值明显偏高外,其它站位间差异不大,营养盐的空间格局是主要决定因素。尽管裸藻主要依赖于沿江静水水体中的外源供给,分析表明,其在随水流下行的过程中存在增长过程。不同藻属相对组成的结果显示,扁裸藻属和囊裸藻属因属于生长缓慢的K-选择策略型,富集营养物质的能力不及裸藻属,仅在枯水期与裸藻属形成互补优势。裸藻门及主要属的生物量与种类丰富度呈线性正相关关系,偏重于多样性单峰模式的上升区。     

翻译延伸因子EF-P的结构和功能及其研究进展

EF-P(Elongation factor P)是普遍存在于细菌中的蛋白质翻译延伸因子,因其L型结构与t RNA类似,可挽救聚脯氨酸导致的翻译延宕,减缓核糖体的失速效应。EF-P虽然不是细菌生存的必需蛋白,但是对细菌自身的环境适应性以及一些致病菌的毒性维持至关重要。本文综述了细菌EF-P的结构、功能及其相关研究进展。     

珠三角河网水域栅藻的时空分布特征

珠三角河网水域是珠江之水流入南海的必经之地,对2012年该水域浮游植物群落中的栅藻种类丰富度和生物量的时空特征及其环境影响因子进行系统阐析。调查期间共发现栅藻24种(包括变种、变型),其中具刺和无刺种类分别为11种和13种。出现率高且生物量贡献率大的物种仅3种,包括被甲栅藻原变种(Scenedesmus armatus var.armatus)、被甲栅藻博格变种双尾变型(S.armatus var.boglariensis f.bicaudatus)和二形栅藻(S.dimorphus),分析认为这3个物种在栅藻种群中的生态优势很可能与其形态特征存在一定的关联。栅藻种类丰富度的季节分布呈现丰水期高于枯水期的特征,空间分布呈现河网中部站位低于外侧站位的特征。此外,种类丰富度的空间分布格局存在季节差异,丰水季节呈现河网中部站位明显低于外侧站位的特征,而枯水季节西江沿线站位种类丰富度明显偏低。分析认为,水温和径流是影响栅藻种类丰富度季节变动的关键因素;同时,径流也是影响总种类丰富度空间分布格局的关键因素,而水温和营养盐是影响不同季节种类丰富度的空间格局的重要因素。栅藻种群生物量的季节分布呈现丰水期高于枯水期的特征,空间分布表现为珠江桥站位的生物量明显高于其它站位。分析认为,径流和水温是决定种群生物量季节变动的关键因素,而营养盐、水体稳定性和盐度是决定生物量空间分布格局的关键因素。栅藻生物量与种类丰富度的关系基本符合单峰模型,且偏重于单峰模型的上升区,丰富了全球多样性模式的分级特征和区域特征。     

黄土丘陵区典型小流域草地群落数量分类与结构特征及其影响因素

黄土丘陵区退耕还林(草)工程已实施20年,了解草地现状对该区草地生态系统保护与恢复调控措施选择具有重要意义。以安塞纸坊沟小流域内22个草地群落为研究对象,基于Ward聚类和非度量多维度排序(NMDS)方法,对草地类型、结构及其影响因素进行了分析。结果表明：(1)流域内草地共出现23科83种植物,其中禾本科、豆科和菊科物种重要值占比达75%—85%。草地可划分为狗尾草群丛、茵陈蒿群丛、甘草群丛、铁杆蒿群丛和白羊草群丛5类群丛。群丛间结构存在显著差异,狗尾草群丛盖度、地上生物量(AGB)、地下生物量(BGB)和根冠比均显著最低,但Shannon-Wiener指数和Pielou优势度指数均显著高于白羊草和铁杆蒿群丛。茵陈蒿、甘草与铁杆蒿群丛间AGB、BGB及多样性指数无显著差异。(2)功能群对群落结构产生显著影响,豆科矮草对AGB和BGB产生显著正效应,禾本科高草对BGB产生显著正效应,而菊科矮草对群落盖度与BGB产生显著负效应。(3)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量偏低(分别为6.21,0.82、0.53 g/kg),其中SOC和TN含量显著影响群丛物种组成、功能群和结...     

成土时间对黄河三角洲植物及微生物演替的影响

受时空因素的限制,研究土壤、微生物和植物的演替过程通常采用以空间换时间的时空替代法,关于成土时间的驱动力研究较少。选取黄河三角洲4块代表性冲积区域（形成年代分别为1904-1929年,1929-1934年,1964-1976年和1976年至今）,由沿海到农田（1-40 km）设计采样路线,通过多样性调查、土壤采样、MiSeq测序等方法对陆地生态系统的植物、细菌和真菌多样性以及微生物功能组成进行了监测。结果表明,随成土时间的增加,植物物种丰富度和生物量显著提高（P<0.05）,低盐度指示物种白茅的分布区域向海岸推进;细菌群落酸杆菌门（Acidobacteriota）等3个门类占比显著增加,拟杆菌门（Bacteroidota）等12个门类占比显著减少（P<0.05）,涉及基因信息处理、核苷酸代谢等基础生命活动和光合作用的功能通路在年代最晚的扇区富集,而涉及细胞老化调控、外源物质生物降解与代谢、芳香化合物降解等功能的通路在年代最早的扇区富集（LDA score>2,P<0.05）;真菌群落涉及病理营养的捕虫霉门（Zoopagomycota）等类群相对丰度的显著增加（P<0.05）。耐盐菌、自养菌、反硝化菌、反硫化菌等功能群在成土较晚区域的丰富度较高,有促进成土初期土壤碳氮积累、土壤养分循环和有效性的提升的功能潜力,进而影响植物演替。成土时间还驱动适应高营养环境的类群对先锋类群比值的增大,促进微生物生态位的分化。研究表明成土时间是对黄河三角洲植物和微生物群落组成变化的重要而显著的驱动力,为提高评估滨海生态系统植物和微生物演替规律的准确性提供了科学依据。