一株拮抗柑橘绿霉病海洋微生物的分离筛选鉴定及其所产活性物质稳定性研究

【目的】筛选对柑橘绿霉病菌指状青霉(Penicillium digitatum)具有拮抗作用的海洋源微生物,以期为柑橘绿霉病的生物防治提供新的菌种资源。【方法】采用平板稀释涂布法,从广东湛江海域的5个海底淤泥样品中分离微生物;以指状青霉为指示菌,利用平板对峙法对分离的海洋微生物进行初筛,管碟法进行复筛。对复筛获得的菌株HY 2-1进行形态学观察、生理生化检测、16S rDNA序列分析及分类学鉴定,并测定该菌对不同盐浓度的耐受性。通过紫外照射、热、酸碱及酶等手段处理无菌发酵上清液(CFS),初步探究菌株HY 2-1所产活性物质的稳定性。【结果】筛选出一株对指状青霉有较好拮抗作用的细菌,其抑菌圈直径达到(21.88±0.19)mm,该菌鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。培养基盐质量浓度在20 g/L范围内对菌株HY2-1生长具有促进作用,且该菌对盐的耐受性高达130 g/L。菌株HY 2-1的CFS在短时间紫外照射下稳定性较好,60℃以内热稳定性较好,在pH值3~9的范围内抑菌活性稳定,但经胃蛋白酶、胰蛋白酶、蛋白酶K等酶处理后,抑菌活性显著降低(P<0.05)。【结论】来源于广东省湛江市北部湾海域的解淀粉芽孢杆菌HY 2-1(B.amyloliquefaciens HY 2-1),具有耐受高盐的特性,且其发酵上清液抑菌活性物质的稳定性较好,可为柑橘采后病害生防制剂的开发奠定基础。

水稻纹枯病的危害及其微生物防治概述

水稻纹枯病是水稻的主要病害之一,化学杀菌剂虽能有效降低纹枯病的危害,但其易造成农药残留,破坏生态环境、病菌抗药性增强等诸多问题,而生物防治凭借其良好的环境兼容与可持续性独特优势,备受全球学者的青睐。通过简要概述水稻纹枯病菌的致病机理,生防微生物种类及其生防机理,以期为水稻纹枯病的防治研究提供有益参考。

废水中硫代硫酸盐的微生物降解研究进展

文章针对制革、造纸、石油化工以及各类化学品制造过程中产生硫代硫酸盐废水污染环境的问题,采用微生物氧化降解法去除硫代硫酸盐,以代替成本较高的化学氧化法。通过分析近年有关微生物降解硫代硫酸盐的相关文献,对高效无污染的微生物降解方法进行总结。结果表明,微生物氧化法包括利用单一自养和异养菌种以及混合菌株对硫代硫酸盐的降解,同时因不同菌株的微生物降解途径有所差异,进而通过比较单一菌株与混合菌株降解硫代硫酸盐的差异性,表明混合菌株的降解效果较好。文章提出在未来需根据废水中硫代硫酸盐的种类,研发具有特异性且高效性的微生物降解混合菌群,可为解决废水中硫代硫酸盐的污染问题提供参考。

江西绿肥紫云英的研究

紫云英(Astragalus sinicus)作为江西省的主要绿肥植物,对提高土壤肥力、改善土壤生态具有十分重要的作用。本文从紫云英的种质资源调查、紫云英-根瘤菌固氮(N)机理及固氮效率影响因素、紫云英还田后对土壤微生物区系的影响3个方面对紫云英的研究现状进行了综述。结果表明,适量的钴、硼、锌、铜和钼等营养元素对紫云英-根瘤菌固氮体系有一定的促进作用;在不影响前茬作物的前提之下,应尽量早播(9月)。紫云英种子生产时,播种量为24kg·hm-2时,其各项指标表现较好,15～20℃温度下,紫云英形成根瘤数和固氮效率都较高,75%～80%田间持水量下紫云英植株生长最好。另外,施用除草剂对紫云英-根瘤菌体系有一定程度的抑制作用。紫云英栽培种植及还田后对土壤微生物生态及土壤质量均有一定的改善作用。本文可为江西省以紫云英作为绿色肥料及推广绿肥还田、作物增效丰产提供一定的理论及技术性指导。

低共熔溶剂在生物转化中的应用

低共熔溶剂(DES)已被证明是传统有机溶剂以及离子液体的良好替代溶剂,具有低熔点、低挥収性、合成简单、易回收、成本低等特点。本文介绍了DES的生物毒性和生物降解性,综述了DES在生物催化和微生物转化方面的研究迚展,简单讨论了DES在酶促反应中的作用机理,为新型DES的设计提供参考,并对DES在生物转化方面的工作做出了展望。

提取方式对茶树菇菌糠多糖提取效率及生物学活性的影响

为探究不同提取方式对茶树菇菌糠多糖提取的影响,本研究采用热水浸提、超声浸提、稀酸水解3种方式提取茶树菇菌糠。结果表明,提取方式对菌糠多糖的提取效率有较大影响,其中以稀酸水解提取法效率最高,当硫酸浓度为2%、浸提时间为60 min、料液比为1∶25 g·mL^(-1)、温度为121℃时,多糖提取率最高为29.29%,分别比热水浸提和超声浸提法提高了6.72和13.88倍。3种提取方式制备的多糖均有较好的抗氧化活性和生物学活性,其中热水浸提多糖具有较好的2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基和羟基自由基清除能力,而稀酸水解多糖具有较好的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力和还原力。不同方式制备的多糖均能有效促进水稻种子的萌发,并缓解铜离子对水稻种子萌发的抑制效果,尤其对根部的促进效果最为显著,当稀酸水解多糖浓度为1000 mg·L^(-1)时,对照水稻种子根长增加37.75%,铜离子胁迫下水稻种子根长增加112.10%。研究结果表明提取方式不仅影响菌糠多糖的提取效率,同时对其生物学活性也有较大的影响,这对于菌糠多糖的开发利用具有一定的参考价值。

纤维素降解复合菌系的微生物多样性及关键功能菌解析

为分析纤维素降解复合菌系中微生物多样性及关键功能菌,本研究通过梯度稀释法观察不同梯度下滤纸降解及酶活变化情况,确定复合菌系实现滤纸有效降解的临界点为10-5;在此基础上结合高通量测序技术对不同稀释度下的稀释液进行测序.研究结果表明,具有降解能力的稀释液(稀释度≤10-5)与无降解能力的稀释液(稀释度>10-5)微生物组成差异显著.从门水平热图看,Firmicutes和Proteobacteria为复合菌系的优势菌门;在属水平上,复合菌系中协同降解纤维素的菌株主要属于Clostridium、Petrobacter、Defluviitalea等属,Clostridium属在有降解能力(稀释度≤10-5)的稀释液中丰度较高,而随着稀释度的增大,在无降解能力(稀释度>10-5)的稀释液中几乎消失.经分析判断梭菌属Clostridium是纤维素降解复合菌系的关键功能属,它们与Petrobacter、Defluviitalea等菌属协同作用从而实现纤维素的高效降解.

放线菌资源及其活性物质研究概述

放线菌是一类(G+C)含量高的革兰氏阳性细菌,以丰富的次级代谢产物出名,在医药、农林业等方面具有重要利用价值。简要概述了放线菌的资源分布、分类方法及其代谢产物生物学功能,讨论了目前放线菌开发领域存在的问题及解决办法,以期为放线菌的开发应用研究提供参考。

盐胁迫下辣椒CaPIF4的表达特性与功能分析

【目的】研究辣椒光敏色素互作因子4(phytochrome-interacting factor 4,PIF4)响应盐胁迫的分子机制,为探究辣椒响应盐胁迫的分子机理和选育耐盐品种提供理论基础。【方法】以‘Zunla-1’cDNA为模板克隆CaPIF4,利用生物信息软件分析该基因所编码蛋白的理化性质,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术和病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术研究盐胁迫处理后CaPIF4表达模式及在盐胁迫中的作用。【结果】CaPIF4在辣椒根、茎、叶、花和果实各组织均有表达,但在叶片中表达水平最高;随着300 mmol/L NaCl处理时间的增加,CaPIF4表达量升高,其中,在处理2 h后表达量达到最高;利用VIGS技术沉默CaPIF4,将对照组(CK)和基因瞬时沉默组(pTRV-CaPIF4)进行300 mmol/L NaCl处理后发现,基因沉默组植株与空载组(CK)相比,萎蔫程度更为严重,说明基因瞬时沉默组(pTRV-CaPIF4)植株耐盐性降低;亚细胞定位结果显示,CaPIF4定位于细胞核;酵母转录活性分析发现CaPIF4具有转录激活活性。高盐胁迫下,辣椒叶片过氧化氢含量升高,过氧化物酶活性升高。染色结果显示,沉默CaPIF4后,导致H_(2)O_(2)和O_(2)-含量显著升高。【结论】CaPIF4作为转录因子可能参与调控辣椒的盐耐受性。

拮抗多种植物病原真菌Streptomyces triostinicus C2的分离与鉴定

旨在分离筛选获得对植物病原真菌具有抑制作用的拮抗菌。以水稻纹枯病菌为指示菌,采用平板对峙培养法进行拮抗菌的分离筛选;根据菌体形态学观察、生理生化特征以及16S r DNA序列分析,对拮抗菌进行菌种鉴定。结果显示,从采集自云南、广东、安徽、湖北、江西等地的18个土样中分离筛选到一株对水稻纹枯病菌具有良好抑制效果的菌株C2,该菌株初步鉴定为Streptomyces triostinicus,并暂命名为链霉菌C2;进一步测定链霉菌C2的抗菌谱发现,它对水稻纹枯病菌、水稻稻瘟病菌、葡萄炭疽病菌、西瓜枯萎病菌和橘青霉等多种植物病原真菌均具有良好的抑制作用,其抑菌率分别为49.78%、56.62%、80.96%、18.59%和94.10%。链霉菌C2是一株植物病原真菌广谱拮抗菌。

碳氮比对猪粪和稻秆协同生物降解的影响

农业废弃物猪粪和稻秆产量巨大,因缺乏有效的处置方式,从而造成了巨大的污染,阻碍了现代农业的可持续发展。本研究以猪粪和稻秆的协同高效降解为研究导向,首次采用纤维素分解复合菌系预处理技术进行协同降解。通过考察碳氮比为10∶1、13∶1、16∶1和19∶1等4个梯度下的猪粪和稻秆混合物协同降解情况,并测定不同碳氮比不同培养时间下降解液的关键参数,探讨了不同碳氮比条件下复合菌系对农业废弃物协同降解效果的影响。结果表明,该菌系在碳氮比为16∶1、固形物含量为6%、接种量为10%的条件下于55℃下培养96 h,对猪粪和稻秆混合物的降解效果最佳。在此条件下其失重率高达26.2%,降解过程中的关键酶——滤纸酶和羧甲基纤维素酶(CMC酶)酶活可分别达到3.2和10.8 IU。该复合菌系在对猪粪和稻秆混合物协同降解过程中除了添加少许氯化钠外,无需再额外添加其他营养物质,展现出了良好的实际应用前景,可进一步为其他种类的农业废弃物的高效生物处置提供一定的理论依据。

Delftia sp.T3-6酰胺水解酶DamH晶体制备及X-射线衍射分析

Dam H是菌株Delftia sp.T3-6产生的具有酯键水解活性的酰胺酶,对其原核表达、纯化、结晶条件及蛋白晶体X-射线衍射条件进行了研究。经过原核表达,采用Ni-NTA亲和层析法和透析法纯化蛋白,成功获得了适合晶体生长的蛋白Dam H。289 K下采用座滴气相扩散法进行晶体筛选和制备,在蛋白浓度为15 mg/m L及含有0.2 mol/L乙酸铵,pH 7.1,21%(W/V)聚乙二醇3350的缓冲液中获得了理想的蛋白晶体。在低温100 K下通过X-射线衍射仪(Rigaku Micro Max-007 HF)收集了晶体衍射数据。晶体衍射分辨率为3.4,空间群为三斜晶系P1,晶胞参数为a=14.1,b=23.9,c=85.7,α=112.6°,β=77.2°,γ=89.1°。结晶条件的优化和晶体制备为Delftia sp.T3-6 Dam H高分辨率晶体制备提供了参考,晶体衍射数据的收集为Dam H三维结构的解析奠定了前期基础,将有助于阐明Dam H的催化机制。

诱导子促进链霉菌702产农抗702作用机制的初探

为探讨诱导子诱导链霉菌702产农抗702的作用机制。将大肠杆菌诱导子添加链霉菌702中,测定链霉菌702发酵过程中生化指标,异柠檬酸脱氢酶(ICDHc)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、丙酮酸脱氢酶(PDH)酶活测定以及采用凝胶电泳法分析菌体蛋白质谱带变化。结果显示,与对照相比,添加诱导子促进农抗702提前合成,可溶性氨基氮、p H值上升;发酵末期,农抗702的效价提高了47.18%。诱导子添加浓度为3.1μg/m L时,ICDHc、ACC、PDH酶活及总蛋白浓度最大,分别为1.15,0.17,0.75 U,3.38 mg/m L,比对照分别提高了2.24、2.31、0.22、0.22倍。在蛋白质分子质量为20~80 ku,对照蛋白电泳图谱有12条条带,诱导子添加浓度为1.1和3.1μg/m L时,电泳图谱中有14条条带,且有10条带比对照明显增强。试验表明,诱导子促进了农抗702的合成,提高了ICDHc、ACC、PDH酶活及总蛋白浓度,且蛋白质的种类和含量与对照差异显著,可为揭示诱导子促进微生物产次级代谢物的作用机制提供一定的参考。

促进链霉菌702产生农抗702的诱导子筛选研究

通过分别添加非生物诱导子、生物诱导子对链霉菌702菌株进行诱导,考查诱导子对菌株合成农抗702的促进作用。结果表明,在培养32和64 h时,往链霉菌702培养物中分别加入苏氨酸和山梨醇的促进作用较明显,其中,添加苏氨酸的发酵液农抗702的抑菌圈直径比对照提高了30.25%。黑曲霉、桔青霉制备的诱导子作用不明显,而金黄色葡萄球菌制备的诱导子在培养64和96 h时添加都有促进作用,在64 h时添加效果最佳。枯草芽孢杆菌制备的诱导物只在64 h时添加抑菌效果较明显。大肠埃希菌制备的诱导子分别在培养0、32、64及96 h时添加至培养物中均能促进农抗702的产生,且在32 h时添加达到最佳状态,抑菌圈直径比对照提高了39.67%。苏氨酸和大肠埃希菌的最适添加浓度分别为50和3μg·m L-1,其发酵产物抑菌圈直径分别比对照增加了25.78%和51.17%。

链霉菌JD211对水稻根系形态特征和抗性酶活的影响

【目的】研究链霉菌JD211对水稻根系形态和抗性酶活的影响,为其在水稻旱育秧上的合理利用提供科学依据。【方法】采用施加链霉菌JD211固体菌剂的土壤栽培水稻,测定水稻根系形态指标和主要防御性酶酶活,初步从根系形态和酶学水平上探讨链霉菌JD211对水稻生长和抗性诱导机制。【结果】加入链霉菌JD211菌剂栽培的水稻根系形态指标和抗性酶活均有不同程度的提高。当水稻生长至35 d时,链霉菌JD211接种量1%处理组较对照组的根数、最长根长、根系体积分别提高了27.53%、31.74%、40.00%。超氧化物歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)在秧龄25 d时,与对照组相比,分别提高69.20%、16.75%、103.57%。【结论】适宜浓度的链霉菌JD211对水稻根系生长有促进作用,能诱发其防御性反应,提高水稻抗逆性。

嗜热复合菌系对不同结构偶氮染料的转化脱色性能

用前期筛选出的嗜热复合菌系对天蓝、刚果红、甲基橙、酸性大红、苋菜红等5种偶氮染料进行脱色转化,探究了其对不同结构偶氮染料的脱色转化能力。研究发现,嗜热复合菌系对拥有一个偶氮键且分子量较小的甲基橙和苋菜红展现出良好的脱色效果,在测试浓度范围内(200~1 000 mg/L)几乎不受染料浓度的影响,其脱色率始终维持在99%以上,而其它分子量较大的、含有2个偶氮键的染料(酸性大红、刚果红以及甲基橙)则随着染料浓度的提高,其脱色率则逐渐下降。此外,随着培养时间的延长,嗜热复合菌系对不同偶氮染料的脱色率均呈现逐渐上升的趋势。在前9 h的培养过程中,分子量小结构简单的甲基橙、苋菜红以及酸性大红的脱色率可达到95%以上的较高水平,而分子量大、结构复杂的刚果红和天蓝的脱色率经过13 h的培养其最高脱色率仅可达到84%和73%左右的较低水平。上述结果表明,嗜热复合菌系对不同结构偶氮染料的脱色效果与染料的浓度、分子量、偶氮键的数目以及染料结构的复杂性有关。染料浓度越高、分子量越大、偶氮键数目越多、结构越复杂,复合菌系对染料的转化脱色能力越弱。

链霉菌JD211发酵液对水稻防御稻瘟病菌诱导抗性的作用

为研究链霉菌JD211对水稻的抗性诱导机制,采用链霉菌JD211发酵液处理叶片,测定叶片中主要防御性酶活性及丙二醛(MDA)含量的动态变化,叶片表现出明显的抗稻瘟病菌作用。结果表明,不同浓度链霉菌JD211发酵液均能使水稻叶片中的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性提高,MDA含量也逐渐升高,其中以20%链霉菌JD211发酵液浓度处理效果较好。

链霉菌JD211对接种稻瘟病后水稻过敏性反应的生理机制分析

以水稻品种"陆两优996"为材料,采用盆栽试验,通过施加链霉菌JD211固体菌剂培育水稻,以叶片喷施稻瘟病菌孢子悬液接种稻瘟病菌为处理,以喷施清水为对照,测定分析水稻叶片过氧化氢(H2O2)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、脂氧合酶(LOX)活性、丙二醛(MDA)含量及细胞质膜透性等生理生化指标变化,探究链霉菌JD211对接种稻瘟病后水稻过敏性反应的生理机制。结果表明:(1)水稻秧龄30d时,只添加链霉菌JD211处理组水稻的叶片CAT活性、LOX活性、H2O2含量较对照组分别显著提高50.30%、40.85%和45.31%,其MDA含量显著降低25.75%。(2)接种稻瘟病菌后添加JD211处理组水稻的叶片CAT活性、LOX活性、H2O2含量较未添加JD211处理组(只接种稻温病菌处理组)分别提高了33.50%、4.07%和47.76%,其MDA含量降低了38.68%。(3)接种稻瘟病菌后添加JD211处理组的细胞膜透性较未添加JD211处理组在秧龄32、34和36d时分别提高了38.94%、39.03%和8.08%。研究认为,施加链霉菌JD211提高了水稻叶片过氧化氢含量、过氧化氢酶以及脂氧合酶活性,抑制了丙二醛积累,在后期增加了接种稻瘟病菌处理组的细胞膜透性,从而能够有效调控细胞过敏性反应,诱发细胞过敏性坏死,阻止病原菌的进一步侵染,有效提高水稻稻瘟病抗性。

高效降解复合菌系的廉价降解培养基筛选

考察了麸皮、鱼粉、玉米粉、棉籽粉、花生粉、豆粕及尿素对偶氮染料降解复合菌系的生长、产酶及底物降解等方面的影响,从而筛选出最适宜的廉价氮源。研究表明,采用麸皮和鱼粉作为廉价氮源并控制其含氮量的质量比为4∶2时,复合菌系对偶氮染料的降解效果最佳。同时还发现,最佳的廉价培养基(BFS)组合为:麸皮18.76g/L、葡萄糖5.00 g/L、鱼粉3.08 g/L、KH_2PO_4 1.80 g/L、NaH_2PO_4 3.50 g/L、FeCl_3 0.01 g/L、MnSO_4 0.02 g/L、MgSO_4 0.20 g/L、pH 7.2。筛选出的廉价培养基(BFS)成本仅为原蛋白胨染料降解培养基(PDS)成本的8.77%。

碳氮比对稻草和猪粪生物处理及厌氧消化的影响

以农业废弃物稻草和猪粪为发酵原料,首次采用纤维素降解复合菌系对稻草和猪粪混合物进行生物处理,通过考察不同碳氮比(25∶1、30∶1、35∶1和40∶1)条件下稻草和猪粪混合物生物预处理的发酵特征及后续的产甲烷能力,探讨了碳氮比对稻草和猪粪的协同生物预处理及厌氧消化效果的影响.结果表明,控制碳氮比为30∶1、料水比为11%时,稻草和猪粪混合物经纤维素降解复合菌系于55℃预处理30 h后其厌氧消化效果最佳.在此条件下,稻草和猪粪降解液中滤纸酶活和羧甲基纤维素酶酶活分别达到了2.18和2.31 IU,其失重率高达41.69%;随后经厌氧发酵后其甲烷产率和产甲烷速率分别可达318.14 m L·g-1(以VS计)和10.61 m L·d-1·g-1(以VS计),且总量为9.9 g的稻草和猪粪混合物的总甲烷产量可达1948 m L,上述结果相对于未经生物预处理的对照组均提高了38%.本研究结果可进一步为其它种类的农作物秸秆和畜禽粪便的高效资源化利用提供理论支撑,展现出了巨大的应用潜力.