大兴安岭森林表层土壤真菌多样性的分析

为了系统地揭示大兴安岭森林土壤真菌多样性,该研究采集了位于大兴安岭森林生态系统定位站附近森林表层土壤,基于ITS序列利用Miseq高通量测序技术分析真菌的多样性。结果表明:测序得到3 260条可用ITS序列;在0.03差异水平下,它们共分为51个OTU,Alpha多样性指数Shannon为0.818 9,覆盖度(Coverage)为85.6%,指数chao和ace估算的OTU分别为85和155;这些序列主要来自担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)及一小部分未分类类群和未分类的真菌菌群,其中担子菌门为绝对优势类群,比例高达97.91%。

基于bchY的内蒙古2个盐碱湖中不产氧光合细菌多样性的分析

为进一步了解和认识APB及其在盐碱湖中的生态功能及其作用机制,通过构建和分析不产氧光合细菌bchY基因克隆文库,揭示其中不产氧光合细菌的多样性、群落结构及其与生存环境的关系。样品采自内蒙古浑善达克沙地盐碱度较高的扎格斯台和达格淖2个湖的水样,提取了样品总DNA。以bchY作为检测APB的通用标记,用PCR扩增方法构建了其bchY文库,并对扩增产物进行了测序与系统发育分析。结果表明,达格淖湖和扎各斯台湖均为富营养化盐碱湖,且两湖盐度相差很大。利用bchY文库中核酸序列对应的氨基酸序列进行分析,两文库覆盖度均达93.0%以上,代表性较强,共得到108条bchY编码的氨基酸序列,以cutoff=0.03和0.12分别在种和属水平进行同源性和系统发育分析,在cutoff=0.03分为17个OTUs。两湖的多样性指数(Shannon-Weaver和Simpson)和均匀度指数(Evenness)较接近,其种群多样性程度和均匀程度比较相似,但二者的Chao1都不太高,说明两湖APB的多样性较低,种群不丰富。达格淖湖的Margalef指数较高,说明前者物种数目比后者多。两湖的不产氧光合细菌均属Alphaproteobacteria纲,最优势菌群均为Roseibacterium elongatum。同源性及系统发育性分析表明,达格淖湖和扎各斯台湖中不产氧光合细菌的主要类型为AAPB-like类群、多样性低。

常温纤维素降解细菌的筛选及其复合系的构建

对呼伦贝尔森林土壤中的常温纤维素降解细菌进行筛选,将酶活性高的菌株分别混合构建降解复合系并测定其滤纸降解能力。分别以微晶纤维素、CMC和D-水杨苷3种不同的底物为碳源在25℃下筛选纤维素降解细菌,以16S rDNA序列进行菌株的鉴定和系统发育分析,用DNS法测定单菌株的外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的酶活性和复合系的滤纸酶活性。结果共分离到258株常温纤维素降解细菌,以微晶纤维素为底物分离到的细菌分属于5个纲,以CMC或D-水杨苷为底物分离到的细菌分属于6个纲,第一优势菌纲均为γ-Proteobacteria;其次为α-Proteobacteria;第一优势菌属均为假单胞菌属(Pseudomonas),其次为根瘤菌属(Rhizobium)、厄氏菌属(Oerskovia)、芽孢杆菌属(Bacillus)和Lelliottia。构建的27个常温降解复合系中滤纸酶活性最高的降解复合系为C11′3″、C32′2″和C33′2″,酶活性分别为200.60、200.05和208.79 U/mL,是复合系中单独菌株的6~10倍,滤纸降解率分别为26.8%、22%和32.4%。C11′3″、C32′2″和C33′2″为常温降解复合系最优菌群组合,具有较高的应用潜力。

基于三种碳源筛选低温纤维素降解菌及其复合系的降解能力分析

分别以微晶纤维素、羧甲基纤维素(Carboxymethylcellulose,CMC)和D-水杨苷三种不同碳源在4℃下对呼伦贝尔森林土壤中的低温纤维素降解细菌进行筛选,将酶活性高的菌株分别混合构建低温降解复合系并测定其滤纸降解能力。结果共分离到172株低温纤维素降解细菌,以微晶纤维素、CMC为碳源分离到的细菌均分属于4个纲,以D-水杨苷为碳源分离到的细菌分属于6个纲,第一优势菌纲均为γ-Proteobacteria,比例分别为54%、48%和55%,其次为α-Proteobacteria,比例分别为28%、26%和34%;第一优势菌属均为Pseudomonas,比例分别为35%、26%和26%,以微晶纤维素为碳源分离到的细菌第二优势菌属为Rhizobium,比例为15%,以CMC为碳源筛到的细菌第二优势菌属为Rhizobium和Oerskovia,比例为12%,以D-水杨苷为碳源分离到的细菌第二优势菌属为Lelliottia比例为19%。构建的27个低温降解复合系中滤纸酶活性最高的降解复合系为组合D13'1"和D13'2",酶活性可达158.02U/mL,是其复合系中单菌株的5-10倍,为低温降解复合系最优菌群组合,具有较高的应用潜力。

大兴安岭森林土壤中纤维素降解真菌的分离及产酶条件优化

为了获得高酶活性的常温纤维素酶产生菌,试验采用纯培养的方法以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为碳源在28℃下对内蒙古大兴安岭森林土壤中的纤维素降解真菌进行筛选,以细菌18S rDNA通用引物PCR扩增后进行序列同源性比对确定种属,以3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)测定纤维素酶活性,并对酶活较高的菌株进行产酶条件优化。结果表明:共分离到2株酶活性较高的常温纤维素降解真菌W14和DAZJ3,菌株W14为草酸青霉(Penicillium oxalicum),菌株DAZJ3为Oidiodendron tenuissimum;2株菌的最佳产酶条件:初始pH值为6、以酵母膏为碳源、培养温度分别为35℃(菌株W14)和30℃(菌株DAZJ3)、培养时间为4 d,羧甲基纤维素(CMC)酶活性可分别达到103.89 U/mL和158.36 U/mL。说明菌株W14和DAZJ3是两株具有较强应用潜力的常温纤维素降解真菌。