玉米联合固氮菌Kosakonia radicincitans GXGL-4A的分离鉴定与固氮特性研究

【目的】固氮微生物是生物固氮的主体,其菌种的选育更是生物固氮研究的基础。本实验室分离鉴定出一株新的固氮菌,并对其固氮相关活性进行初步研究。【方法】固氮菌采用Ashby无氮培养基进行分离纯化。通过形态特征分析、生理生化特征分析、16S r RNA基因序列分析和基因组扫描对固氮菌进行鉴定。利用靛酚蓝-分光光度法检测固氮菌的泌铵能力。固氮酶活性的测定使用乙炔还原法。【结果】从玉米根部分离到一株固氮菌株GXGL-4A,菌体短杆状,大小约为1.5μm×0.5μm,单个或常见2个菌体细胞串联在一起,革兰氏染色结果为阴性。16S r RNA基因序列分析结果表明该菌株与Kosakonia oryzae Fo8A1d 16S r RNA基因序列有95%的相似性,结合形态特征、生理生化特征和基因组扫描,将其命名为K.radicincitans GXGL-4A。对其进行固氮基因nif H的检测,经PCR扩增得到预期的296 bp条带;采用靛酚蓝-分光光度法,测得发酵液中铵态氮含量为2.5 mg/L,表明该菌株具有较好的泌铵能力。乙炔还原法测其固氮酶活性,以乙烯生产量表示,结果显示GXGL-4A菌株在无氮培养基上能够有效地还原乙炔,达到232.94 nmol C2H4/(m L·h)。【结论】菌株GXGL-4A是一株可较好地分泌铵的新的固氮菌,具有很好的研究价值。     

林火干扰对大兴安岭主要林分类型地上生物量预测的影响模拟研究

林火干扰是北方森林最主要的自然干扰之一,对北方森林地上生物量影响是一个长期的过程。因此,在预测地上生物量动态变化时需要考虑林火的影响。运用空间直观景观模型LANDIS PRO,模拟大兴安岭林区林火对不同树种地上生物量预测的影响。选取研究区5种主要树种林分(兴安落叶松、樟子松、云杉、白桦和山杨),以无干扰情景为参考预案,在验证模型模拟结果的基础上,模拟林火在短期(0—50a)、中期(50—150a)和长期(150—300a)对地上生物量的定量化影响,及其对不同立地类型地上生物量的动态变化。结果表明:(1)基于森林调查数据参数化的2000年森林景观模拟结果能够较好地代表2000年真实森林景观,模拟的2010年森林林分密度和胸高断面积与2010年森林调查数据无显著性差异(P0.05),当前林火干扰机制模拟结果能够较好地与样地调查数据匹配,说明林火模拟能够代表当前研究区林火发生情况;(2)与无干扰预案相比,整个模拟时期内景观水平上林火减少了1.7—5.9 t/hm2地上生物量;(3)与无干扰预案相比,林火预案下主要树种生物量在短期、中期和长期变化显著(P0.05);(4)在不同模拟时期,林火显著地改变了地上生物量空间分布,其中以亚高山区地上生物量降低最为明显。研究可为长期森林管理以及森林可持续发展提供参考。     

川楝内生放线菌的分离及多样性研究

【目的】分离四川省各个地区川楝内生放线菌并研究其物种多样性。【方法】应用7种选择性分离培养基分离样品根、茎、叶、树皮和果实中的内生放线菌,采用16SrRNA基因RFLP分析代表菌株多样性。【结果】研究共获得403株内生放线菌。不同地点、不同植株部位、不同培养基分离得到的内生放线菌数目均有差异。广元采集的样品分离得到的数目最多,为86株;最少的是绵阳,仅有12株。从植物表皮中分离到148株放线菌,占获得菌株总数的36.7%;而从果中分离到31株,仅占获得菌株总数的7.6%;虽然从根部分离到的数量也很少,但是其出菌率却是最高的。5号和3号培养基的分离效果最为理想。16S rRNA基因RFLP分析结果显示所有供试菌株在68%的相似性上聚在一起,在84%的相似水平上分成了10个遗传类型。代表菌株的16SrRNA基因序列测定及系统发育分析结果表明:分离得到的放线菌包括4个属,分别是链霉菌属(Streptomyces)、北里孢菌属(Kitasatospora)、节杆菌属(Arthrobacter)、克里布所菌属(Kribbella)。其中,链霉菌是优势类群,占代表菌株数目的比例高达91%,而稀有放线菌的比例只有9%。【结论】研究发现的川楝内生放线菌主要属于链霉菌属(Streptomyces)、北里孢菌属(Kitasatospora)、节杆菌属(Arthrobacter)、克里布所菌属(Kribbella)。     

九香虫(椿象)体内可培养细菌的多样性分析

【目的】认识药用昆虫九香虫(Aspongopus chinesis Dallas)成虫体内可培养细菌资源多样性。【方法】运用纯培养法、反转录重复因子扩增(BOXA1R-PCR)分析技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析对样品中可培养细菌进行多样性研究,测定了分离菌株的抗菌特性、吲哚乙酸(IAA)含量和产淀粉酶活性等指标。【结果】通过6种不同培养基共分离得到52株菌落特征不同的细菌菌株。基于菌落特征和BOXA1R-PCR图谱选取12株代表菌株用于16S r RNA基因序列测定。16S r RNA基因序列系统发育分析显示,52株菌株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)4个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。分离到的52株细菌有44株(占总分离菌株的84.6%)表现出对供试病原菌具有较好的抑制作用,高达94.2%的分离菌株能产IAA,有43株(占总分离菌株的82.7%)表现出淀粉酶活性。【结论】九香虫内细菌种群较为多样,具有潜在应用价值。     

橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构分析

【目的】研究橘小实蝇(Bactrocera dorsalis) 3个种群(实验室正常喂养种群、实验室无菌糖水喂养种群和野生种群)成虫肠道可培养细菌的群落结构组成。【方法】利用16S rRNA基因的聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析技术,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定细菌种类。【结果】从橘小实蝇3个种群成虫肠道600株可培养细菌得到53种不同细菌遗传型,分属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)和芽孢杆菌科(Bacillaceae)等3个科。其中肠杆菌科是肠道可培养细菌最优势的细菌种类。同样以序列相似性大于97%的菌株归为相同的细菌种类为标准,找到了橘小实蝇3个种群可培养细菌的共有菌种,结合菌落形态观察和生理生化特征鉴定,确定共有菌种为肠杆菌属5株,克雷伯氏菌属2株,柠檬酸杆菌属1株,泛菌属1株,肠球菌属2株,以及芽孢杆菌属4株。【结论】通过研究橘小实蝇成虫肠道可培养细菌群落结构组成,可为探讨肠道菌群对寄主的生理功能和生态学意义奠定基础,最终为利用微生物防治此类害虫提供新思路。     

金黄色葡萄球菌非编码小RNA的研究进展

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是困扰全球公共卫生及人类健康的重要病原菌,其引起的各种临床感染与该菌表达的多种毒力因子密切相关,而这些毒力因子表达受到调节性因子的精确调控,在细菌致病机制中发挥着核心作用。非编码小RNA(Small non-coding RNA,s RNA)是基因表达的一类重要调节因子,可使细菌对环境因素做出反应,调节其应激适应性及毒力因子表达。但到目前为止,仅少数金黄色葡萄球菌s RNA的生物学功能得到阐述。本文将针对这些调节性s RNA的研究进展作一综述。     

Hg2+对南极冰藻Chlorophyceae L-4生长和抗氧化系统的影响及藻体富集Hg2+的规律

南极冰藻Chlorophyceae L-4是南极生态系统重要的初级生产力和组成部分,其长期生长在极地环境中,有着特殊的生理机制。在生存环境和生长条件发生变化时,冰藻的膜脂系统和蛋白含量都会发生变化,而在受到重金属胁迫时,冰藻的超微结构也会发生明显变化。【目的】研究Chlorophyceae L-4在重金属离子Hg2+胁迫条件下的状态和Hg2+富集以及对其抗氧化系统的影响,为南极环境监测提供依据。【方法】绘制南极冰藻细胞在重金属离子Hg2+不同浓度胁迫条件下的生长曲线,观察其超微结构;测定丙二醛含量和SOD酶活性变化;ICP-MS法研究藻体富集Hg2+规律。【结果】Hg2+在低浓度时(≤100μg/L),细胞个数较正常条件明显偏少;在高浓度时(≥250μg/L),出现细胞死亡。丙二醛含量随Hg2+浓度升高而升高,SOD酶活性则先增强再减弱。藻体富集Hg2+在1 h达到峰值,而在Hg2+浓度持续升高时,富集量轻微降低。【结论】Hg2+离子对冰藻生长有抑制毒害作用;对Chlorophyceae L-4抗氧化系统有明显不利影响;L-4富集Hg2+在1 h内饱和,Hg2+过高时,富集量稍微降低。     

基于环境DNA宏条形码技术的辽东湾典型围海养殖池塘内水母多样性研究

研究使用环境DNA宏条形码技术(eDNA metabarcoding)检测辽东湾东北部河口区围海养殖池塘水母种类多样性,探索适用于水母种类物种鉴定和监测的新方法。利用环境DNA宏条形码技术,分别基于18S rDNA和COI宏条形码检测了辽东湾东北部河口区围海养殖池塘水母种类多样性,通过水样采集、过滤、eDNA提取、遗传标记扩增、测序与生物信息分析的环境DNA宏条形码标准化分析流程,从围海养殖池塘7个采样点中获得可检测的采样点数据。结果显示,基于18S rDNA宏条形码检测出8种水母种类,其中钵水母纲大型水母2种、水螅水母总纲小型水母6种;基于COI宏条形码技术共检测出19种水母种类,其中钵水母纲大型水母5种、水螅水母总纲小型水母14种;两种DNA条形码标记都显示养殖种类海蜇(Rhopilema esculentum)为优势种。研究结果表明,环境DNA宏条形码技术作为一种新兴的生物多样性监测手段可用于快速检测水母种类多样性,在水母类物种鉴定、监测及早期预警中有较大的应用潜能。     

大熊猫肠道芽孢杆菌的分离鉴定及部分生物学特性

【目的】分析大熊猫肠道中芽孢杆菌的种类、纤维素分解能力、抗微生物作用和常用抗生素药物敏感性。【方法】利用芽孢耐高温特性分离菌株,基于16S r RNA基因序列构建系统发育树,通过测量芽孢杆菌在刚果红纤维素培养基上的分解圈分析其纤维素分解能力,采用牛津杯法测定芽孢杆菌的抑菌能力,结合软件分析抑菌能力和进化树之间的关系,通过PCR调查芽孢杆菌的抗菌肽分布规律,最后通过药敏试验检测芽孢杆菌是否对常用抗生素敏感。【结果】共分离得到21株芽孢杆菌;进化树显示,这些芽孢杆菌分为6个类别(Category);羧甲基纤维素钠水解结果显示,所有菌株均能分解纤维素;大部分芽孢杆菌菌株对3种肠道病原菌有较强的抑制能力,聚类分析表明,菌株的抗菌能力与基于16S r RNA基因的分类有一定的关联性;66.67%(14/21)的菌株中可以检测到2个或3个抗菌肽基因;药敏试验结果显示,菌株整体药物耐受率低,仅为7.54%(19/264),但仍有少数菌株对抗生素耐受。【结论】分离菌株种类丰富,分布平均,且均具有纤维素分解能力。21株菌株都含有抗菌肽基因,代谢产物对3种肠道病原菌具有明显抑制作用。常用抗生素耐受性低,对规范临床用药具有指导性。     

环境因子和干扰强度对高寒草甸植物多样性空间分异的影响

采用样带与样地结合的方法在三江源自然保护区的核心区沿海拔梯度在阴坡、阳坡分别进行草本植被调查,通过因子分析和偏相关分析研究丰富度指数、多样性指数与环境梯度（包括海拔梯度、裸斑面积、坡度、土壤总碳、总氮含量、土壤pH值、土壤总可溶性盐含量）和干扰强度（鼠类干扰强度、放牧强度）之间的关系。研究结果表明：杂类草丰富度指数（DMa杂）与总物种丰富度指数（DMa总）极显著相关（P<0.01）;阳坡DMa杂和DMa总均呈现“中海拔膨胀”现象,阴坡DMa杂和DMa总与海拔梯度呈正相关,莎草科和禾本科的丰富度指数（DMa莎和DMa禾）随海拔升高并无明显规律;通过主成分分析,及偏相关分析,第一主成分（裸斑面积、鼠类干扰和放牧强度）与除莎草科Margalef丰富度指数、禾本科Simpson指数和禾本科Pielou均匀度指数外的其他草地多样性指数均显著相关,是影响阳坡草地植物多样性的主要因子,土壤总碳、总氮含量对阳坡禾本科类群的多样性指数和均匀度指数有极显著影响,土壤pH值、TDS含量和坡度对阳坡莎草科类群的丰富度有显著影响;海拔梯度、土壤总碳、总氮以及pH值对阴坡草本植物群落的多样性影响较大。研究结论认为,植物群落生物多样性的空间分异特征是地理环境、土壤环境以及干扰强度等因素综合作用的结果。无干扰或干扰较弱时,物种多样性主要受土壤环境状况所影响;而在强干扰存在条件下,干扰强度对物种丰富度和多样性的影响比环境因子更显著;遏制高寒草甸植物多样性降低应首先控制放牧及鼠类等强干扰活动。