Plant species and soil type cooperatively shape the structure and function of microbial communities in the rhizosphere

The rhizosphere is of central importance not only for plant nutrition, health and quality but also for microorganism-driven carbon sequestration, ecosystem functioning and nutrient cycling in terrestrial ecosystems. A multitude of biotic and abiotic factors are assumed to influence the structural and functional diversity of microbial communities in the rhizosphere. In this review, recent studies on the influence of the two factors, plant species and soil type, on rhizosphere-associated microbial communities are discussed. Root exudates and the response of microorganisms to the latter as well as to root morphology were shown to shape rhizosphere microbial communities. All studies revealed that soil is the main reservoir for rhizosphere microorganisms. Many secrets of microbial life in the rhizosphere were recently uncovered due to the enormous progress in molecular and microscopic tools. Physiological and molecular data on the factors that drive selection processes in the rhizosphere are presented here. Furthermore, implications for agriculture, nature conservation and biotechnology will also be discussed.     

以完整细胞为靶子的SELEX技术研究进展

指数富集的配体系统进化（SELEX）是一种从大容量寡核苷酸文库中经反复分离扩增步骤得到针对靶分子的高亲和力、高特异性核酸配基——适配体的体外筛选技术。自1990年以来,SELEX技术得到了迅猛发展,筛选的靶分子已由最初的单一物质发展到完整的动物细胞、细菌病原体等复杂靶子。以完整细胞为靶子的SELEX技术有其独特的技术优势,可以在筛选细胞上特定靶分子未知的情况下进行筛选,为药物筛选、临床诊断、疾病治疗和基础医学研究等带来了新的思路和方法。随着对适配体研究的深入,尤其是纳米材料与其相结合应用,该技术将在肿瘤诊断治疗及微生物检测领域具有更为广泛的应用前景。     

全人工繁殖西伯利亚鲟仔稚鱼发育的异速生长

西伯利亚鲟（Acipenser baeri）是中国主要的淡水养殖对象之一,目前已经实现了苗种的全人工繁殖,为了改善西伯利亚鲟苗种培育技术,采用Image-Pro Plus 5.1软件显微拍照并对仔稚鱼的可量性状进行测量和数据处理,研究了全人工繁殖西伯利亚鲟仔稚鱼（0～53日龄）发育的异速生长及器官优先发育在早期生存和环境适应性上的意义。结果表明：在9、28、37日龄时分别出现3个全长生长拐点。因此,全长的生长可以分为4个阶段,每个阶段的平均增长率分别为0.83、0.79、2.68和1.71 mm·d^-1,其中第3个阶段的生长率明显高于其他阶段;体质量的增长可以用Gaussion方程进行拟合,相关系数R²=0.99;全长（FL）与体质量(BW)的关系为BW=0.2×10^-5(FL)2.72,为负异速生长;在早期发育过程中,仔鱼的许多关键器官的大小均存在异速生长现象,眼径在3～4日龄时,最先达到生长拐点,这意味着眼部是优先发育的,使其在出膜后就能有效地躲避敌害;口宽在17～18日龄时出现拐点,此时随着感觉器官和各鳍的不断完善,主动摄食能力不断加强;胸鳍、背鳍、臀鳍的长度也分别在16～17、13～14、21～22日龄时出现生长拐点,标志着其游泳能力已比较完善,可以有效地躲避敌害和获得食物,为其早期的生存提供了保障。在育苗生产实践中,可以根据生长和发育的阶段性和优先性,适时地和针对性地创造必要的生长发育条件,保证其重要器官得到优先发育,提高早期的成活率。     

代谢工程应用研究进展

代谢工程发展已有二十多年的时间,其利用重组DNA技术,调控细胞生理功能,在微生物、植物和动物细胞中得到了广泛的应用。综述了代谢工程在微生物、植物和动物细胞中应用研究的最新进展,并对其今后发展方向做出展望。     

施氮水平和收获时期对夏玉米产量和籽粒品质的影响

为明确黄淮海夏玉米适宜的施肥量和最佳收获时期,设计了5个氮肥水平（不施肥、113、181、249和375 kg N·hm^-2）和2个收获时期（S₁：9月23日,农民习惯收获时间;S₂：9月29日,推迟6 d收获）,研究施氮量和收获时期对夏玉米产量和品质的影响.结果表明：随施肥量增加,夏玉米穗粒数、千粒重和产量均增加,但差异不显著,其中施肥量在113～181 kg N·hm^-2的玉米产量、氮素利用效率均相对较高;随施肥量增加,夏玉米蛋白质和赖氨酸含量增加,淀粉含量降低.与9月23日蜡熟期收获相比,9月29日完熟期收获的夏玉米籽粒千粒重、产量、淀粉和赖氨酸含量均增加,籽粒蛋白质和脂肪含量降低.依据产量水平,黄淮海高产夏玉米区适宜的施肥量在113～180 kg N·hm^-2,最佳收获时期应推迟至9月29日-10月5日.     

微生物协同Fe0氧化的环境修复作用研究进展

零价铁(Fe0)具有高效还原转化多种污染物的能力,但不能实现污染物的矿化作用。微生物与Fe0的协同作用过程,以微生物为主导,Fe0起促进作用,可有效提高多种污染物的降解效率,实现污染物的彻底脱毒与无害化,因此利用微生物协同Fe0氧化进行环境修复具有广阔的应用前景。本文从微生物协同Fe0氧化的作用机理、菌种多样性及其在环境修复中的应用等研究进展进行综述,提出微生物协同Fe0氧化的环境修复研究中存在的主要问题和重点研究方向,以期在更全面、深入地认识这一过程的基础上,充分发挥其在环境修复中的作用。     

乙醇消耗菌的分离鉴定及其对基因工程集胞藻乙醇产量的影响

为研究产乙醇基因工程集胞藻培养液中的乙醇消耗菌污染情况及其对乙醇产量的影响,从污染的培养液中分离出4株乙醇消耗菌,通过16S rDNA、26S rDNA序列分析对分离出的菌株进行鉴定,并研究其乙醇消耗能力及对基因工程集胞藻乙醇产量的影响。结果表明,分离出的4株菌分别为红酵母(Rhodotorula sp.)、季也蒙酵母(Meyerozyma guilliermondii)、短波单胞菌(Brevundimonas sp.)、微杆菌(Microbacterium sp.)。其中乙醇消耗能力最强的是红酵母,乙醇比消耗速率达到391 g/(1015 cfu?d);其次为季也蒙酵母,乙醇比消耗速率为80.1 g/(1015 cfu?d);短波单胞菌和微杆菌的乙醇比消耗速率远低于红酵母和季也蒙酵母。将分离出的菌株与产乙醇集胞藻共培养7d后,污染红酵母、季也蒙酵母、短波单胞菌、微杆菌的实验组乙醇产量分别下降了53.8%、23.6%、40.7%、27.3%。4株菌对基因工程集胞藻的生长无明显影响,均通过直接消耗乙醇而降低集胞藻的乙醇产量。     

微生物来源褐藻胶(alginate)生物合成及应用前景

褐藻胶及其制品在医药、食品及化工等领域具有重要价值。除褐藻以外,微生物是褐藻胶的另一重要来源。虽然微生物来源的褐藻胶未能够实现规模化生产,但是由于微生物合成褐藻胶具有发酵条件可控、产物单一、结构稳定并且易于纯化等优势,引起广泛的关注。并且利用生物工程技术已经实现了对微生物来源褐藻胶结构的调控和改造,促进了褐藻胶的高值化利用。此文综述了微生物褐藻胶生物合成的概况,并对利用基因工程改造褐藻胶的发展趋势和应用前景进行了论述。