微生物性状揭示物种分布格局、群落构建机制和生态系统功能

微生物性状是指与其存活、生长和繁殖紧密相关的一系列核心属性,这些属性能够反映微生物对环境变化的响应,进而影响微生物的物种分布格局、群落构建机制以及相应的生态系统功能。越来越多的研究表明,相比于微生物分类学信息,微生物性状可以在种群、群落和生态系统尺度等视角扩展我们对微生物生态过程的理解,并提供生态模式的机理性解释。本文回顾微生物性状研究的发展历程,总结近年来基于微生物性状研究的前沿科学问题,比如微生物性状的分类和测定方法、基于性状的功能多样性定义及应用、性状与物种分布格局和群落构建机制的关系、性状对生物多样性和生态系统功能的影响以及对环境变化的响应等。尽管微生物性状研究已经延伸到生态学领域的各个方面,有力推动着各个前沿科学问题的研究发展,但是仍然面临很多机遇与挑战。因此,本文也从研究方法和研究方向等方面对未来基于微生物性状的研究提出了展望。     

单细胞测序技术在传染病及微生物领域的应用研究进展

单细胞测序技术正逐渐成为生物学基础研究的“必备工具”,为我们理解各种生物学现象带来革命性的洞见。很多传染性疾病均涉及免疫细胞的差异化功能,而这些免疫细胞之间具有较大的异质性。与传统的批量高通量测序相比,近年来新兴的单细胞转录组测序使得研究者能够分析感染过程的免疫细胞异质性,充分挖掘珍贵的临床样本的分子信息,还能获取难以培养的病原微生物的遗传信息。本文着重介绍了当前单细胞测序在传染性疾病及病原微生物研究领域中的应用情况,并对其发展前景做了简要展望。     

海洋微生物多样性的研究进展

海洋微生物多样性（marine microorganisms diversity)是指所有海洋微生物种类、种内遗传变异和它们的生存环境的总称。本文介绍了海洋微生物多样性方面的研究和利用进展,包括研究微生物多样性方法的改进,有价值的海洋微生物功能性产品的开发;关于海洋微生物抗肿瘤、抗病毒药物的研究等。     

工业微生物：创新与突破专刊序言(2021)

工业微生物及其产品广泛用于工业、农业、医药等诸多领域,相关产业在国民经济中具有举足轻重的地位。高效的菌株是提高生产效率的核心,而先进发酵技术和仪器平台对充分开发菌株代谢潜能也很重要。近年来,工业微生物领域的研究取得了快速进展,人工智能、高效基因组编辑技术和合成生物学技术逐渐广泛使用,相关产业应用也在不断扩展。为进一步促进工业微生物在生物制造等领域的应用,《生物工程学报》特组织出版专刊,从微生物菌株的多样性和生理代谢、菌株改造技术、发酵过程优化和放大,高通量微液滴培养装备开发以及工业微生物应用等方面,分别阐述目前的研究进展,并展望未来的发展趋势,为促进工业微生物及生物制造等产业的发展奠定基础。     

毒死蜱乳油对辣椒根围土壤细菌群落结构的影响

【目的】了解有机磷杀虫剂毒死蜱对土壤细菌群落结构的作用。【方法】联合微生物平板计数法、末端限制性片段多态性分析,选择PRIMER 5进行群落结构分析,以研究不同浓度的毒死蜱对辣椒根围可培养和不可培养细菌群落结构的影响。【结果】毒死蜱施入后前30 d,3个处理组的可培养细菌较对照组具有显著差异(P0.05),但在第30天后,处理组可培养细菌数均能恢复到对照水平。采用PRIMER 5对T-RFLP数据进行多角度分析发现,HaeⅢ酶切片段中,对照组C3、处理组Y0和Z2的细菌群落结构较整体聚类较远。HhaⅠ酶切片段中,150μg/g的毒死蜱处理组(Z0)在第0天表现出最大的群落差异。ANOSIM表明,以不同浓度的毒死蜱分组,各组间细菌群落组成差异不显著(HaeⅢ:Global R=0.041,P=0.168;HhaⅠ:Global R=-0.04,P=0.842);以不同取样时间分组时,细菌群落组成差异显著(HaeⅢ:Global R=0.304,P=0.001;HhaⅠ:Global R=0.28,P=0.001)。经SIMPER分析所有TRFs可知,对群落丰度贡献最大的片段分别为TRF239、TRF240、TRF241。在线比对得到其代表菌群有芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、梭菌属(Clostridium sp.)、葡萄球菌属(Staphylococcus sp.)、八叠球菌属(Sarcina sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)等。【结论】高浓度的毒死蜱会对土壤细菌群落产生影响,抑制根围细菌生长,从而遏制植物的健康生长,因而有必要及时采取措施以减少大量重复使用毒死蜱所带来的危害。     

茎瘤芥根际一株产紫色杆菌素杜擀氏菌的分离鉴定及其基因组分析

【目的】对茎瘤芥根际微生物进行分离鉴定,分析微生物菌群构成,选择具有优良特性的菌株,评估其次级代谢产物合成能力,为茎瘤芥根际微生物多样性和菌种资源的挖掘利用奠定基础。【方法】采集重庆市涪陵区二渡村和邓家村的茎瘤芥根,分离培养根际微生物菌株,通过菌株形态观察和看家基因的序列分析,对菌株进行初步鉴定、归类和保存。选择具有优良性状的菌株,利用Pacbio RS II和Illumina HiSeq平台完成全基因组测序,通过antiSMASH分析评估其次级代谢产物合成潜力,克隆目的基因簇并进行异源表达和产物鉴定。【结果】分离得到256株微生物,初步鉴定120株;从中鉴定了一株产紫色杆菌素的杜擀氏菌BjR8,完成了基因组测序及分析,发现该菌基因组为一条环状染色体,全长7 205 593 bp,GC含量为64.67%,含有6 241个编码基因。生物信息学分析发现基因组含有9个次级代谢产物生物合成基因簇,其中7个基因簇与已知化合物编码基因簇同源性较低,说明该菌具有产生多种新型次级代谢产物的潜力;克隆得到紫色杆菌素生物合成基因簇,并在变铅青链霉菌TK23中完成了异源表达。【结论】从茎瘤芥根际分离得到25...     

肺部微生态与肺癌的关系

近年来肿瘤相关微生物的研究已成为热点,主要涉及细菌、免疫细胞和肿瘤细胞之间的相互作用、细菌致癌途径及其在肿瘤诊断及治疗意义等方面。随着微生物检测手段的飞速发展,人们发现,肺部具有独特的微生态,越来越多的研究在求证肺部微生态与呼吸系统疾病之间的联系。肺癌目前仍然是威胁人类健康的最常见、预后极差的恶性肿瘤。寻求早期筛查、干预、诊治手段是目前攻克肺癌的重点和难点。肺癌患者的肺微生态有其特征性改变,微生物可能通过产生细菌毒素和其他炎性因子而影响肺癌的发生及发展。本文对肺微生态与肺癌相关性进行了综述,并对今后的研究提出了展望。     

微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分和细菌群落多样性的影响

[背景]设施茄子连作种植和化学肥料过量施用造成土壤养分失衡、微生物多样性降低、土传病害严重等土壤质量问题,微生物制剂是改善土壤环境质量的一项重要措施。[目的]确定微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分及细菌群落多样性的影响。[方法]在河北省农林科学院鹿泉大河实验园区,以含有哈茨木霉和巨大芽孢杆菌的微生物菌剂为供试菌剂,采用传统的化学分析方法测定微生物菌剂处理和对照茄子开花期、拉秧期土壤的养分含量;采用稀释涂平板方法测定土壤可培养微生物的数量;采用高通量测序技术测定土壤细菌16S rRNA基因V3-V4区,分析处理和对照土壤的微生物多样性和群落分布规律。[结果]与对照相比,微生物菌剂处理提高了茄子开花期和拉秧期的根际土壤养分含量,拉秧期微生物菌剂处理根际土壤中全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较对照增加13.85%、21.07%、31.51%和55.94%;施用微生物菌剂能够改变土壤可培养微生物的数量和构成,微生物菌剂处理土壤中细菌、真菌、放线菌的数量均显著增加,其中细菌、放线菌在微生物总量中所占比例增加,而真菌的占比则有所降低。微生物菌剂处理能够提高土壤微生物的Shannon指数、降低...