宏基因组技术在氮循环功能微生物分子检测研究中的应用

氮循环是最重要的生物地球化学循环之一,而微生物是驱动自然环境中氮循环最重要的动力。应用宏基因组技术来研究自然环境中直接参与氮循环的功能微生物类群的总量和多样性是近年来环境微生物的研究热点之一。本文总结最新氮循环功能微生物类群的研究发现,聚焦各转化过程中(包括固氮、硝化、反硝化、厌氧氨氧化、氮同化/异化还原、氨化和同化作用等)分子标记基因的选择,重点介绍通过这些标记基因的分子检测方法在自然环境中检测到的微生物功能类群的分布状况,最后指出分子检测技术的革新和完善的数据分析平台的建立对未来氮循环功能微生物研究的重要意义。

真菌介导的纳米金合成及其应用研究进展

纳米金(AuNPs)凭借其独特的物理化学性质在多个领域得到了广泛的应用。相比于传统的化学、物理合成方法,微生物合成AuNPs凭借其环境友好、条件温和、绿色低毒等优势成为纳米技术领域的研究热点。相较于其他微生物,真菌能够分泌大量胞内或胞外蛋白/酶以及生物小分子,能够耐受较高浓度的AuCl_4^-,并且合成AuNPs的速度快、产量高、尺寸较为均一,因此具有大规模生产AuNPs的潜力。文章主要从合成AuNPs的真菌资源、影响纳米粒子形态的因素、合成机制与应用等方面进行综述,提出利用人工真菌群落合成AuNPs的新概念,并对未来该研究方向进行展望。

基于功能基因的微生物碳循环分子生态学研究进展

碳循环是生态系统中重要的生物地球化学元素循环之一。微生物参与碳固定、甲烷代谢、碳降解等多个重要的碳循环过程,深入了解微生物群落在碳循环过程中的功能和作用,有助于获悉微生物对全球气候变化的响应、适应和反馈机制,这也是微生物生态学研究的关键问题之一。传统的研究多集中于微生物分离培养技术,无法覆盖绝大部分未培养微生物,并且无法深入解析碳循环过程中微生物群落的结构和功能,宏基因组学技术的出现克服了这些缺陷,成为研究微生物群落结构和功能的有效手段。本文对目前宏基因组学的主要技术——定量PCR、DNA分子指纹图谱、基因芯片、克隆文库和高通量测序等技术进行了简要介绍,着重介绍了参与碳固定、甲烷生成和氧化、碳降解等主要碳循环过程的关键功能基因的研究现状,最后对碳循环过程中微生物宏基因组学研究的未来发展进行了总结与展望。