病死猪堆肥高温降解菌的筛选、鉴定及堆肥效果

摘要:【目的】为分离得到高温高效降解菌,加快病死猪的降解。【方法】本研究通过稀释平板法和选择培养基初筛及酶活性复筛的方法,从锯末和病死猪(粉碎)好氧堆肥样品中筛选获得两株能分别高效降解蛋白质和脂肪的高温菌株N-3和Y-3。通过16S rDNA对两菌株进行鉴定,并采用L9(34)正交设计对菌株培养条件进行优化。再利用10 L全自动发酵罐按优化后的培养条件对两菌进行发酵生产(菌数达到108CFU /mL)并等体积混合制备成液体菌剂,分别按发酵物料湿重的0%、0.3%、0.6%、0.9%接种至锯末+病死猪(粉碎)堆肥中进行堆肥效果验证。【结果】共分离得到两株高效降解菌,N-3为芽孢杆菌(Bacillus aestuarii),可高效降解蛋白质,其最适生长温度55 ℃,pH为7.2,转速200 r/min,通气量4 L/min;Y-3为嗜热脱氮芽孢杆菌(Geobacillus thermodenitrificans),能高效降解脂肪,其最适生长温度60 ℃,pH为7.2,转速300 r/min,通气量3 L/min。堆肥过程中对照组和接菌各组(0.3%、0.6%、0.9%)最高温度分别为58.3、69.0、68.9、66.3 ℃,各接菌组间无显著差异(P＞0.05),但均极显著高于对照组(P＜0.01),且各接菌组堆肥温度达到60 ℃以上天数分别为8、10、9 d,极显著高于对照组的0 d(P＜0.01)。至堆肥结束时,对照组和接菌各组的病死猪降解率分别为71.2%、75.7%、96.7%、97.1%。接菌各组(0.3% 接菌组除外)病死猪降解率均极显著高于对照组(P＜0.01),0.3%接菌组与对照组间无显著差异(P＞ 0.05)。【结论】筛选获得的高温腐熟菌N-3和Y-3为能高效降解蛋白质和脂肪的高温菌株,可以用于病死猪腐熟堆肥,且两菌等体积混合后按0.6% 添加量接种至病死猪堆肥中,能提高堆肥温度,维持高温时间,加快病死猪的降解,从而有效杀灭病原微生物,达到无害化要求。     

高硫高砷金精矿生物预氧化条件优化

摘要:【目的】研究温度以及返回液添加量对体系中氧化效果以及金(Au)氰化浸出率的影响。【方法】针对某高硫高砷金精矿建立了一套连续生物预氧化体系(氧化时间6 d),比较不同的温度(40℃和45℃)和返回液添加量(0和600mL)对生物预氧化效果的影响:间隔8 h连续测定氧化体系中的氧化液、氧化渣以及氰化渣中的总Fe、总S、总As以及SO4 2－和Au含量;并用16S rRNA基因克隆文库的方法对体系中的浸矿菌群结构进行分析。【结果】结果显示,提高温度和添加氧化返回液都会改变体系:升高温度在一定程度上提高了体系的氧化程度,主要表现为显著降低了尾渣中总铁、总硫含量,显著提高了尾渣中的S6 + 比例,并且降低前三槽氧化体系的耗碱量;投加返回液则会降低体系的氧化程度,主要表现为显著提高了尾渣金品位和铁含量,显著降低了尾渣中的S6 + 以及Au 浸出率;Dissimilarity和DCA结果表明温度变化对体系的影响更为显著;氧化过程中的Au 浸出率、硫氧化率以及As 去除率,三者互为显著正相关;克隆文库结果显示,该浸矿菌群主要包括3类细菌: Acidithiocacillus caldu (71%)、Leptospirillum ferriphilum (23%)和Sulfobacillus thermosulfidooxidans(6%),基于97%相似性的OTU覆盖率达93.67%。【结论】研究结果表明,相对于添加返回液,温度变化会更显著的改变体系反应效率。提高体系温度有利于矿物的氧化,而添加返回液会降低Au浸出率。本文首次研究了连续生物预氧化过程中温度梯度和返回液添加对体系的影响,本研究结果对中温生物预氧化工业生产的工艺优化、降低工业运行成本具有重要的指导意义。     

肇庆星湖湿地可培养放线菌多样性

摘要:【目的】探究星湖湿地可培养放线菌物种多样性,筛选潜在药源活性代谢产物产生菌,为后续菌种资源开发奠定基础。【方法】采用5种选择性分离培养基分离星湖湿地底泥中的放线菌,通过16S rRNA基因同源性分析代表性菌株的物种多样性;以3株病原细菌为指示菌检测分离菌株的抑菌活性;PCR扩增代表菌株的聚酮合酶(PKS I、PKS II)基因、非核糖体多肽合成酶(NRPS)基因、安莎类化合物(AHBA)基因及3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGA)基因。【结果】分离到135株放线菌菌株,被鉴定为放线菌纲的7 个目、10个科、13个属,优势类群为链霉菌、小单孢菌及诺卡氏菌。83株检测菌中,24.09%抗金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),4.8%抗大肠杆菌(Escherichia coli);24株高活性菌株中PKS I阳性率16.7%,PKS II阳性率62.5%,NRPS阳性率16.7%,AHBA阳性率12.5%,HMGA阳性率29.2%。活性复筛及HPLC结果显示,菌株XD007、XD114和XD128显著抑制3株病原指示菌,且能产生大量次级代谢产物。【结论】星湖湿地底泥中放线菌资源丰富,筛选到的活性菌株可用于后续药源活性次级代谢产物的分离。     

乳酸菌微进化的研究进展

摘要:乳酸菌是食品工业中重要的微生物,乳酸菌微进化研究有助于深入解析其生物学功能与机制。随着分子生物学的发展,多位点序列分型(Multi-locus Sequence Typing,MLST)及基因组重测序(Whole-genome resequencing)等技术手段应运而生,使得从分子水平上阐述乳酸菌的系统发育和种群进化关系成为可能。MLST已被广泛用于乳酸菌遗传多样性和种群结构等微进化研究中,近期,测序成本的锐减使全基因组测序技术在乳酸菌微进化研究中的优势日益突显。本文对乳酸菌微进化的理论基础、研究方法和意义进行了阐述,并介绍了全基因组测序技术在乳酸菌微进化方面的应用,旨在为乳酸菌微进化分析研究提供新思路。     

杆状病毒编码的内核膜分选模序研究进展

摘要:杆状病毒(Baculovirus)是一类在自然界中专一性感染节肢动物的病原微生物,其宿主主要为鳞翅目、双翅目及膜翅目昆虫。杆状病毒感染其宿主细胞时产生多种整合膜蛋白,通过细胞连续膜系统,从内质网、外核膜到内核膜,并最终定位到病毒粒子囊膜上。杆状病毒编码的内核膜分选模序作为一种蛋白分选信号序列,在此过程中发挥关键作用。本文对杆状病毒编码的内核膜分选模序研究进展进行综述,包括其作为一种新型蛋白定位信号的分子作用机理和分选作用模型,以及与杆状病毒经口感染之间的关系。这些研究不仅在分子水平上丰富和补充了人们对蛋白分选机制的认识,而且对于杆状病毒分子生物学研究和应用具有重要的推动意义。     

奇古菌亚硝酸盐还原酶基因相似基因的多样性

摘要:【目的】氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)是奇古菌门中的唯一类群,广泛分布于各个生态系统中,对氮素生物地球化学循环起着重要作用。亚硝酸还原酶是反硝化作用的关键酶,目前关于AOA反硝化作用的研究较少,对AOA 亚硝酸盐还原酶基因多样性的研究有利于揭示AOA在反硝化中的作用。【方法】本研究以水体、沉积物和土壤为研究对象,构建了奇古菌样的nirK基因克隆文库,研究了这些环境中nirK相似基因的多样性。【结果】对奇古菌样的nirK基因文库及其序列分析表明:湖水及其沉积物的 nirK基因克隆文库得到10个OTUs,菜田土壤和水样则有8个OTUs;系统发育进化树表明这些nirK氨基酸序列和Candidatus Nitrosopumilus koreensis AR1,Nitrosopumilus maritimus SCM1最为相似,但相似度较低(53%－68%)。克隆文库多样性指数分析表明:所有样品都存在不同类型的nirK基因,水体样品nirK基因类型的多样性和均匀度高于土壤样品,菜田土壤的nirK基因类型多样性最高,分布最均匀。【结论】本研究表明土壤和淡水环境中奇古菌门nirK基因也具有较高的多样性,并且这些基因型与海洋样品差异非常大,这些基因编码的亚硝酸盐还原酶可能对这些环境中的反硝化作用有重要意义。     

转BT+ CPTI基因抗虫棉的种植对土壤根际反硝化菌丰度和多样性影响

摘要:【目的】为评价转基因棉花的种植对根际土壤反硝化细菌丰度和多样性的影响,【方法】以转Bt + CpTI 基因抗虫棉(SGK321)及非转基因亲本棉花石远321(SY321)根际土壤反硝化细菌为研究对象,分别在种植前和棉花的不同生长时期(蕾期、花期、铃期和絮期)取样。采用实时荧光定量PCR方法和末端标记限制性片段多态性(T-RFLP)技术对土壤中反硝化细菌的功能基因nosZ基因进行定量和多样性分析。【结果】结果发现随棉花不同生长时期两种棉花根际土壤中的反硝化细菌丰度均发生显著变化,但变化趋势不同。转基因棉花根际土壤反硝化细菌从种植前的3.12×106 copies/g dry soil一直增加到铃期的2.81×107 copies/g dry soil,增加了8倍。非转基因棉花根际土壤反硝化细菌丰度变化受生长周期影响更为显著,表现为蕾期增加,花期降低,铃期又增加的趋势。典范相关及部分典范相关分析反硝化细菌多样性结果表明其多样性受环境因素pH、硝酸根浓度以及棉花生长时期(蕾期和花期)影响最为显著,但此外棉花品种也起到了非常重要的作用,【结论】反硝化细菌的丰度和多样性既受棉花生长时期的影响,同时也受棉花品种的影响,转基因棉花通过调节根际土壤中的pH 和硝酸根浓度,来影响其多样性和丰度。转Bt + CpTI基因抗虫棉的种植增加了土壤pH,从而导致根际土壤反硝化细菌的多样性和丰度增加。     

土生空团菌对白云母的风化作用及解钾特性

摘要:【目的】为了提高森林土壤含钾硅酸盐矿物利用率和改善树木钾素营养,探讨外生菌根真菌对白云母矿物的解钾及风化效应。【方法】通过5种外生菌根真菌在贫钾条件下与白云母的相互作用,考察了3种常用培养基对菌株解钾能力的影响;采用解钾效果最高的土生空团菌在Modified Melin-Norkrans(MMN)培养基条件下,进一步研究了21d浸出过程中主要矿质元素的释放量、生物量、剩余葡萄糖量、产生的小分子有机酸种类及含量、菌丝-矿物微环境的改变,利用扫描电子显微镜观测白云母被风化的痕迹。【结果】培养基对不同外生菌根真菌解钾能力的影响各异,其中土生空团菌在MMN培养基条件下解钾能力最强,其解钾量与生物量、剩余葡萄糖量、pH值显著相关。土生空团菌能够分泌有助于菌丝-矿物粘附的胞外多糖以形成菌丝-矿物微环境,并富集有机酸,促进微环境内钾的释放;菌丝不仅能够粘附在白云母表面产生刻蚀作用,还能破坏矿物深入其内部。【结论】外生菌根真菌具有促进白云母风化并释放钾素的能力,这种能力可能与菌丝、有机酸、多糖的协同作用有关。     

肺炎链球菌糖代谢蛋白CcpA对荚膜多糖的调控作用

摘要:【目的】研究肺炎链球菌糖代谢蛋白CcpA对肺炎链球菌荚膜多糖(CPS)的调控作用。【方法】利用大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)工程菌原核表达CcpA蛋白,使用Ni2+亲和层析的方法纯化蛋白。利用纯化后的CcpA蛋白免疫昆明小鼠并制备多克隆抗体;采用ELISA法测定抗CcpA抗体效价。随后,利用Westertn blot方法分析CcpA蛋白在肺炎链球菌中的保守性。另外,利用EMSA方法分析CcpA与cps基因座启动子区域片段的结合。最后,构建ccpA基因缺失株和ccpA基因回复株;利用ELISA法测定野生D39菌 株、ccpA基因缺失株和ccpA基因回复株的荚膜多糖含量。【结果】Western blot结果显示CcpA蛋白在多种血清型的肺炎链球菌均有表达,CcpA蛋白可与cps基因座启动子区域结合,且呈剂量依赖性;ccpA基因缺失时,细菌CPS含量升高,回复表达CcpA蛋白后,CPS含量显著降低。【结论】CcpA是肺炎链球菌中一种保守表达的蛋白,可通过调节cps基因座启动子负性调控肺炎链球菌荚膜多糖的表达。     

人肠道产甲烷菌与肠道健康

摘要:肠道中甲烷菌可以在严格厌氧的条件下利用H2和碳源生成甲烷,约1/3的正常人体内都可以检测到甲烷。近年来,很多研究发现甲烷菌在维持肠道微生态稳定方面起积极作用,越来越多的研究关注甲烷菌发酵产物(甲烷)在肠道中的代谢,主要集中于甲烷菌与肠道功能失调之间的关系。IBS患者肠道甲烷菌数量常比正常人群少,并且肠道甲烷菌与肥胖症的发生有一定关系。本文对甲烷菌的产甲烷作用在肠道功能稳定方面的作用、甲烷与肠道疾病(肠易激综合症、结肠癌)以及甲烷菌和甲烷与肥胖症的关系进行概述,并从上述几个方面综述肠道产甲烷菌、甲烷与肠道健康的关系。