耐盐联合固氮菌在盐渍化土壤改良中的应用

详细阐述了耐盐联合固氮菌的研究进展和研究动态，

盐胁迫下粪产碱菌在水稻根表的定殖和异源固氮基因的表达

异源nif LacZ融合基因在粪产碱菌A15 6 1中的表达活性随盐浓度增加而升高 ,然后逐渐降低 ,nifH LacZ融合基因可以正常表达的盐浓度在 0 .1%～0 .5 %之间 ,盐浓度为 0 .0 5 %时活性最高。A15 6 1在盐浓度为 0 .0 6 %时趋化能力最强 ,随着盐浓度的提高逐渐下降 ,当盐浓度为 3 .0 %时完全丧失趋化能力。一定的盐浓度 (0 .5 % )对固氮粪产碱菌的根表定殖有促进作用 ,该条件下根表定殖的菌体数远大于对照。 3种nif LacZ融合基因在根内的表达部位有显著差异。nifH的表达部位主要分布于根的皮层薄壁组织细胞间隙 ,在条件适宜 (无铵和微量氧 )的部位或某些特殊位置如侧根伸出部位高水平表达。盐胁迫下水稻 耐盐粪产碱菌A15 6 1的联合固氮效率明显高于A15 6

醋酸钙不动杆菌PHEA-2对苯酚的降解特性研究

自炼油厂污水中分离的醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus) PHEA-2具有较强的苯酚降解能力.在温度为30℃和接种量为1%条件下,该菌在24h内完全降解苯酚的浓度为300mg/L；该菌的最适生长和最适降解苯酚温度为30℃;在pH值5~10范围内能保持对苯酚的降解能力.醋酸钙不动杆菌PHEA-2的苯酚降解反应符合Monod动力学模式,其反应的米氏常数Km为275mg/L,最大反应速度Vm为41mg苯酚/(108·h).一定量的葡萄糖(5%)促进PHEA-2菌体的生长,从而提高了整个培养体系降解苯酚的能力.

纤维素酶高产菌株的诱变选育及产酶条件研究

本研究通过γ射线照射和亚硝基胍交替处理 ,诱变出一株纤维素酶高产菌株T80 1 ,与出发菌株相比 ,其产酶能力提高 1 77倍。通过对诱变菌株产纤维素酶条件研究发现 ,以稻草粉为碳源、蛋白胨为氮源时 ,菌株产酶最高。该菌株产酶最适培养温度为 2 8℃～ 30℃ ,最适培养 pH为 4 8～ 5 0 ,在此条件下发酵五天达到产酶高峰。该诱变株产酶能力高于国内外一些已知的纤维素酶高产菌株如QM941 4等 ,具有重大的实用价值。

一株DDT降解菌的筛选、鉴定及降解特性的初步研究

从DDT污染的土壤中筛选具有DDT降解能力的细菌,经过富集培养、分离纯化得到56株细菌,将其接种到基础盐酵母培养基,7d后用紫外分光光度计法初筛得到降解率较高的一株菌,编号为D-1。通过16SrDNA序列分析结合传统分类学方法确定该菌为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)的一株菌。对菌体降解DDT的特性的研究表明,在培养温度为30℃,底物质量浓度为40mg/L,pH7.0,摇床转速为200r/min的条件下,该菌株对DDT降解10d的降解率为69.0%。

草苷膦抗性新基因的克隆、序列分析及其蛋白高级结构预测

利用错误倾向PCR(error-prone PCR)突变技术,以可变盐单胞菌(Halomonas variabilis)HTG7的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸(EPSP)合酶基因为模板进行随机PCR扩增,得到目的基因片段(约1·35kb).将该基因片段与pACYC184载体连接后转化EPSP合酶缺陷型菌株大肠杆菌ER2799.利用功能互补筛选法得到了2株不具有草苷膦抗性的EPSP合酶阳性克隆突变株,记为Pmu1和Pmu2.序列分析表明,突变体Pum1的EPSP合酶编码区与突变前基因相比,核苷酸有2处发生突变,导致氨基酸残基1处发生了改变;突变体Pmu2的EPSP合酶编码区与突变前基因相比,核苷酸有5处发生突变,导致氨基酸残基2处发生了改变.对突变前后EPSP合酶进行比较预测发现,其三级结构及蛋白中心骨架是大致相同的,但突变前后氨基酸位点肽平面和Cα相连的N键之间形成的扭转角度存在一定的差别.这些结果表明,酶的功能主要由蛋白的构象决定,二肽链形成后肽平面和N键之间角度的变化,造成高级结构构象细微的差别,致使草苷膦抗性功能丢失.

生物固氮基因簇结构与进化研究进展

在固氮菌基因组中,固氮相关基因都是作为一个或几个基因簇存在,是细菌生物固氮的遗传基础。这其中包括固氮酶结构基因nifHDK,以及参与电子转运和铁钼辅因子合成及组装的其他相关基因。对不同菌中固氮基因簇的结构和进化进行了简要的比较分析。比较所有已测序固氮菌中的固氮基因簇,发现均至少含有六个保守基因:nifH、nifD、nifK、nifE、nifN和nifB,并且这6个基因在所有已鉴定的系统中都是固氮所必需的。尽管在不同种类的固氮微生物中,固氮基因簇的构成及组织模式有所不同,但是它们在结构、催化机制和系统进化上紧密相关。同时也对固氮基因的研究方向提出了展望。旨在为今后进一步研究生物固氮机制,了解固氮微生物的进化,扩展生物固氮多样性提供理论基础。

粪产碱菌的Tn5转座诱变及吲哚乙酸生物合成特性的研究

粪产碱菌 (Alcaligenesfaecalis)A1 50 1的吲哚乙酸 (IAA)合成需要外源色氨酸参与。在不含色氨酸的限制性培养基中 ,A1 50 1能良好生长 ,但不能合成IAA ,表明在A1 50 1中存在一条依赖于色氨酸的IAA合成途径。A1 50 1的IAA合成具有菌体密度依赖特性。采用Tn5转座诱变技术构建A1 50 1的突变库 ,从 350 0多株Tn5转染子中分离到一株色氨酸营养缺陷型突变株AT63。该Tn5突变株在不含色氨酸的限制性培养基上不能生长 ,但仍能进行IAA的生物合成 ,每毫升菌体密度等于 1 0的突变株菌体的IAA合成量为 2 2 4 μg。对突变株AT63的研究表明在A1 50 1中至少存在两条IAA合成途径 :一条以色氨酸为合成前体 ,另一条以吲哚 - 3-磷酸甘油为前体。southern杂交结果表明突变株中Tn5插入位点可能位于编码色氨酸合成酶基因上。

生物固氮及在可持续农业中的应用

氮是限制农业生产的重要营养元素。生物固氮指某些原核生物能利用体内的固氮酶将空气中的氮气还原为氨,为植物生长提供氮素。自然界中存在多种具有固氮能力的微生物,依据其固氮方式分为自生固氮、共生固氮和联合固氮三种类型。联合固氮菌通过趋化定殖在植物根表,并生长、固氮。

新型高抗草甘膦N-乙酰转移酶基因的分离及其在大肠杆菌中的表达

利用草甘膦极端污染土壤总DNA,构建了元基因组文库,筛选到一个高抗草甘膦的N-乙酰转移酶（N-acetyltransferase,GAT）基因,并利用原核表达系统对该基因进行了功能鉴定,发现其在大肠杆菌BL21中能耐受高达300 mM的草甘膦.研究结果为进行N-乙酰化途径高抗草甘膦机理研究和新型高抗草甘膦转基因作物的开发提供了理论基础.

芽孢杆菌β-甘露聚糖酶基因的克隆及表达

从新疆极端干燥环境土壤样品中筛选到具有高β-甘露聚糖酶活性的芽孢杆菌(Bacillussp.MX)。运用PCR技术从该菌基因组中克隆得到β-甘露聚糖酶基因,连接到表达载体pET-28a上,在大肠杆菌BL21中高效表达的基因产物经亲和层析纯化,SDS-PAGE凝胶电泳分析显示该蛋白的相对分子质量为41kD。酶学性质分析表明该酶在25～95℃,pH3.0～9.6范围内均具有酶活。最适作用温度55℃和pH值5.0,酶比活力为4572U/mg。在最适pH5.0,高温85℃和95℃分别处理10min后,该酶相对酶活力仍保持51%和34%,显示β-甘露聚糖酶具有较好的耐酸性和热稳定性。

Pseudomonas stutzeri A1501基因组结构及功能注释

采用全基因组"shotgun"方法完成了固氮斯氏假单胞菌A1501的全基因组序列测定,并进行了基因组结构与功能注释分析。A1501基因组全长4 567 418 bp,含有4 146个ORFs。该基因组中已鉴定了42个编码转座酶的重复序列,这些序列的存在预示着转座现象在A1501菌中非常活跃,预示该菌与其他生物之间基因交流可能比较频繁。比较基因组表明,为了适应特定的生存环境,假单胞菌在基因组结构和遗传信息容量上产生了明显的分化。此外,基因组分析鉴定了A1501环境适应的遗传基础,包括物质转运、信号传导和趋化系统等,这些系统是细菌能够在根际土壤环境中保持竞争力以及能够与水稻形成高效联合固氮体系的关键。A1501基因组的完成为进一步开展功能基因组学和蛋白质组学研究奠定了基础。

极端污染环境下草苷膦抗性菌株HTG7的筛选及其特性研究

从被草苷膦极度污染的土壤中分离到一株极端抗草苷膦菌HTG7,经初步鉴定其为可变盐单胞菌 (Halomonasvarabilis) ,该菌株最高可以耐受 5 0 0mmol L左右的草苷膦浓度。电镜观察表明 ,5 5 0mmol L的草苷膦浓度下 ,细胞大量坏死。生理生化特性表明该菌最适pH为 7 0 ,并且在氯化钠浓度 0～ 1 0 %生长良好。

转基因作物对于土壤微生物的影响

世界大环境下,随着转基因技术在农业上的不断发展,转基因作物的推广和应用取得了很大的进展,其风险评估也受到高度重视。转基因作物对土壤微生物的影响被认为是转基因作物对环境影响领域中不可缺少的一个方面,被纳入风险评估的范围。本文将以近十年国内外已经发表相关研究为理论依据,概述了转基因作物对于土壤微生物的影响,为系统评价转基因作物释放对于土壤微生物影响研究提供相关信息。

内含肽介导的蛋白质环化研究进展

内含肽介导的蛋白质主链骨架环化是一种稳定蛋白质的新方法。在内含肽的作用下,蛋白质的N端和C端生成一个天然的肽键,达到蛋白质环化的目的。环化可以减小蛋白质构象的熵值,从而使蛋白质更加稳定。蛋白质环化的方法为生产稳定药物蛋白质和工业酶提供了一种新的手段。

粪产碱菌对水稻根质子分泌作用及根际微生态的影响

用粪产碱菌浸种或沾根均能增强水稻根的质子分泌能力,促使介质酸化,pH值下降约2.2,浸种的效应更为明显。接种粪产碱菌能刺激水稻在缺铁胁迫条件下的质子分泌作用,提高根际溶液和根内ATP含量,同时增强根际土壤中铁、磷元素的有效性,促进植物根系对磷的吸收利用。

耐辐射异常球菌dlp基因缺失突变株构建及其生物学功能研究

耐辐射异常球菌(Deinococcus radiodurans,DR)因其具有对非生物胁迫超强的抵抗能力而备受关注。旨在了解该菌亲水蛋白Dlp在细胞耐受非生物胁迫中的作用,采用融合PCR和基因同源重组技术,获得了dlp基因缺失突变株Δdlp,对野生型DR及突变株Δdlp进行非生物胁迫。结果表明,dlp的缺失导致DR细胞对高盐和氧化胁迫敏感。体外检测氧化胁迫条件下Dlp蛋白对苹果酸脱氢酶(MDH)和乳酸脱氢酶(LDH)活性的保护,结果显示,Dlp蛋白的加入能缓解氧化胁迫条件下MDH、LDH酶活性的损失。由此表明,亲水蛋白Dlp增强了耐辐射异常球菌对非生物胁迫的抗性,并能以类似分子伴侣的形式保护胁迫条件下酶的活性。

极端耐辐射奇异球菌Deinococcus sp.BR501切除修复系统突变株的构建及功能的鉴定

极端辐射异常球菌Deinococcussp.BR501的核苷酸切除修复系统,可能包含两条途径:依赖于UV损伤内切酶β(UvsE)的修复途径和依赖于UV损伤内切酶α(UvrABC)的修复途径,其关键酶分别为UvsE(dr1819编码)和UvrABC(A亚基dr1771编码)。根据Deinococcus radiodurans的序列,采用同源克隆的方法,设计PCR引物、克隆基因和体外阻断目的基因,再通过PCR产物线性转化的方法,筛选到同源双交换的重组阻断突变株△dr1771、△dr1819和△dr1771与△dr1819的双突变株。对此突变株和野生型均进行UV辐射抗性和化学损伤试剂MMC与H2O2的损伤修复能力的分析。结果表明了BR501中两条核苷酸切除修复途径的存在,并且只有两条途径同时缺失时,才能使菌体对UV和DNA交联剂MMC敏感。

应用^(15)N示踪技术研究红萍对水稻的肥效

应用^(15)N 示踪法研究了北京地区水稻利用红萍氮源的情况。在红萍繁殖期间,不同水准的磷肥对其生物量无明显作用;但随施磷量的增加,其体内氮素积累有所提高。施磷的红萍翻压后,稻谷含氮量随施磷量的增加而提高。比较了单施尿素式红萍及两者配施对稻谷产量的影响及^(15)N 在水稻和土壤中的分布情况。结果表明,尿素和红萍配施有较好的效益。在水稻插秧期放养红萍,3周后再撒施尿素,水稻对肥料氮素的利用率及稻谷产量都较高。

Delftia tsuruhatensis AD9苯胺双加氧酶基因的过量表达及多功能降解工程菌的构建

Delftia tsuruhatensis AD9和Acinetobacter calcoaceticus PHEA-2分别能利用苯胺和苯酚作为唯一碳源生长,降解的第一个中间产物均为邻苯二酚,随后裂解为参与三羧酸循环的中间产物。通过PCR方法克隆到苯胺高效降解菌AD9的苯胺双加氧酶基因,并构建表达苯胺双加氧酶的广宿主质粒载体pVD,通过三亲接合,导入到AD9和PHEA-2中。对两种重组菌中苯胺双氧酶基因的表达及苯胺降解特性的分析结果表明,增加苯胺双加氧酶基因的拷贝数可以提高野生型AD9的苯胺降解速率,同时该基因的表达使PHEA-2菌获得苯胺降解能力。