表面增强拉曼光谱技术在细菌生理活性因子和代谢产物分析领域的研究进展

表面增强拉曼散射(SERS)技术作为一种高灵敏度和高分辨率的分析方法,在细菌研究领域展示出广阔的应用前景。SERS技术不仅可在极低浓度水平上进行细菌含量检测,且其微观分辨率可以深入细菌内部,为深刻理解细菌组成和代谢行为提供了机会;无需进行复杂的前处理步骤,即可同时监测多种细菌代谢产物,提高了分析的效率和准确性。这些特性使得SERS技术成为一种强大的工具,用于全面理解细菌的生理活性和代谢产物。该文首先介绍了SERS技术的概念、增强机制以及增强基底材料,然后重点综述了SERS技术在细菌生理活性因子和代谢产物分析领域的研究进展,最后在提出其局限性的同时也对未来发展趋势进行展望。

蚯蚓对秸秆还田土壤细菌生理菌群数量和酶活性的影响

在连续7a稻麦轮作系统中,通过测定作物收获后表层土壤(0-20cm)中4种细菌生理菌群数量和4种酶活性的变化,研究接种蚯蚓(Metaphire guillelmi)对秸秆(表施或混施)还田土壤的细菌生理菌群数量和酶活性的影响。试验设5个处理:对照、秸秆表施、秸秆混施、秸秆表施且接种蚯蚓、秸秆混施且接种蚯蚓。结果表明,单独秸秆还田促进了土壤氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌和无机磷分解菌数量增加,且土壤酶活性显著地增强;在秸秆表施方式下,接种蚯蚓使得上述4种细菌生理菌群微生物的数量增加;秸秆混施方式下,接种蚯蚓增加氨化细菌和无机磷分解菌数量,且土壤蛋白酶和蔗糖酶活性显著地增强(P<0.05)。另外,蚓粪中4种细菌生理菌群微生物数量和水解酶活性都远远高于其周围土壤。在秸秆还田的作物轮作系统中,蚯蚓活动进一步增加土壤微生物数量和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。

转Bt基因抗虫棉根际微生物区系和细菌生理群多样性的变化

在大田栽培条件下 ,以转 Bt基因抗虫棉 GK-12和常规棉花泗棉 3号作为材料 ,在棉花不同发育时期 ,于 2 0 0 1和 2 0 0 2连续两年测定棉花根际土壤细菌、放线菌和真菌数量的变化 ,并在 2 0 0 2年棉花的花铃期和吐絮期对根际细菌生理群的数量和多样性进行了分析 ,结果表明 :虽然不同年份和生育期棉花根际微生物数量存在差异 ,但是 ,年度间和相同的发育时期棉花根际微生物的数量变化趋势一致。在棉花的苗期和吐絮期 ,转 Bt基因抗虫棉根际微生物的数量与对照差异不显著 ;在棉花的花铃期 ,转 Bt基因抗虫棉根际细菌的数量比对照增加 ,放线菌的数量差异不显著 ,而真菌的数量变化没有规律。在棉花发育的花铃期和吐絮期 ,Bt棉根际细菌生理群的总数量比常规棉增加 ,但是根际细菌生理群的 Simpson指数。

浙江天台山不同林型土壤环境的微生物区系和细菌生理群的多样性

研究了天台山 8种土壤环境的微生物区系 ,细菌生理群分布、组成和多样性。结果表明 :黄山松林、竹林和云锦杜鹃林土壤中细菌、真菌和放线菌数量较多 ,而柳杉林土壤中较少。微生物数量与土壤有机质、全氮、全磷含量以及土壤凋落物的关系较大。每种土壤环境的细菌、真菌和放线菌占微生物总量的比例为 :细菌数量最多 ,放线菌居中 ,真菌较少。土壤细菌生理群在天台山 8种土壤环境中的分布有较大的差异。好气纤维素分解菌、好气固氮菌、氨化细菌、有机磷分解菌、无机磷分解菌在 8种土壤环境中均占有较大的比例 ,是每种土壤环境的优势菌群 ,而反硝化细菌和反硫化细菌在每种土壤环境中占有的数量比例均相对较小 ,处于次要地位。七子花林、竹林、云锦杜鹃林和日本花柏林土壤细菌生理群的Simpson指数和Shannon Wiener指数均较小 ,柳杉林、茶园、金钱松林、黄山松林土壤细菌生理群的Simpson指数和Shannon Wiener指数相对较大。

不同青枯病抗性的番茄品种内生细菌生理群数量研究

本论文对青枯病抗性不同的番茄品种其内生细菌生理群数量变化进行了研究,结果表明,番茄内生细菌生理群数量的变化随品种抗性、生育期和季节的不同而变化。在7大类生理群细菌中,氨化细菌的数量最多,且在幼苗期以后,高抗青枯病番茄品种中数量明显高于高感品种,初步认为,氨化细菌可能是影响青枯病发生的关键性微生物。番茄抗病品种在不同生育期,其内生细菌的总体数量要比感病品种多,呈交替波动变化。氨化细菌、硝化细菌、固氮细菌和反硫化细菌平均数量均表现为在夏季高于冬季,硫化细菌的数量则冬季高于夏季,厌气性细菌数量最少。

生物耕作对菜田土壤微生物区系及细菌生理类群的影响

旨在研究生物耕作(接种蚯蚓)对土壤微生物区系及细菌生理类群的影响。结果表明,生物耕作能有效提高不同耕层的土壤养分含量和含水量,其中尤以5～20 cm显著,生物耕作处理土壤有机质、全氮、有效磷以及含水量依次比对照增长了58.33%,68.93%,67.06%,16.19%;与常规旋耕(CK)相比,各土层中免耕(T1)和生物耕作(T2)2种保护性耕作方式可明显增加土壤微生物生理类群的数量,且表层(0～5 cm)土壤微生物数量远远大于下层(5～20 cm)。T2处理显著增加了土壤中的细菌和放线菌数量,降低了真菌数量(P<0.05);氨化细菌、硝化细菌以及无机磷分解菌等生理细菌数量得到显著提升(P<0.05)。在传统的农业生态系统中,培育土壤有益动物生物数量可以提高土壤微生物和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。

青枯病抗性不同的番茄土壤细菌生理群的数量变化

对青枯病抗性不同的番茄品种根际细菌生理群数量变化进行了研究.结果表明,番茄根际细菌种群和数量的变化随品种抗性、生育期不同和季节的变化而变化,其中氨化细菌的数量与番茄青枯病抗性呈正相关;根际细菌中氨化细菌、硝化细菌、好气纤维素分解细菌、固氮细菌和反硫化细菌等数量均表现为夏季高于冬季,而厌气纤维素分解细菌和硫化细菌的数量则表现为冬季高于夏季.

细菌生理群的研究及其生态学意义

细菌生理群的研究，可采用快速多点法、复制技术、放射性自显影及标记探针法。细菌生理群直接参与水体的物质循环。在水体污染方面具有重要的指示作用。通过细菌生理群可探讨水处理系统的处理机理。土壤中特殊因子及土质对细菌生理群的数量、种类有很大的影响。

富营养化水中植物根系细菌生理类群比较研究

用单一碳源培养结合ERIC-PCR的方法,比较研究了不同程度富营养水中鸭跖草根系细菌数量和组成的变化。结果显示,在8种单一碳源培养基平板上,不同程度富营养水中鸭跖草根系的细菌数量均明显高于对照,其中重度富营养水和轻度富营养水鸭跖草根系细菌的优势菌群分别为利用淀粉碳源的细菌类群和利用山梨醇碳源的细菌类群。ERIC-PCR指纹图谱分析进一步显示,不同程度富营养水中鸭跖草根系样品在相同单一碳源培养基上回收菌群的ERIC-PCR图谱明显不同,表现为条带的数目、位置和亮度的变化,表明其同一生理类群但菌群的组成却各不相同。综合以上结果,可以初步判断不同程度富营养水中鸭跖草根系的细菌生理类群无论在数量或是结构组成上均明显不同。

川西亚高山林线交错带及邻近植被土壤细菌生理群数量特征

研究川西亚高山林线交错带及上缘流石滩草甸和下缘冷杉林土壤8种细菌生理群数量的空间分布和时间动态特征。结果表明:不同植被细菌生理群数量均随土壤深度加深而降低;0～30cm土层硝化细菌、反硝化细菌、好气固氮菌、有机磷分解菌和好气纤维素分解菌数量表现为林线交错带>下缘冷杉林>上缘流石滩草甸,而氨化细菌、无机磷分解菌和厌气纤维素分解菌除上缘流石滩草甸最低外,林线交错带与下缘冷杉林无显著差异;氨化细菌、有机和无机磷分解菌是各植被土壤中的优势菌群,纤维素分解菌数量最低;在0～15cm土层,上缘流石滩草甸各菌群数量4月最低,6月最高,林线交错带及下缘冷杉林各菌群数量亦4月最低,厌气性的反硝化细菌与厌气纤维素分解菌6月最高,其余菌群均8月达最大值;而各植被底层土壤各细菌生理类群数量无明显时间动态规律;林线交错带及邻近植被细菌生理群的空间分布与时间动态与土壤的立地条件、营养成分、水热条件变化关系密切。

多点接种方法计数土壤细菌生理类群的研究

多点接种计数方法是根据细菌分解固体培养基上不同的有机化合物的能力确定为不同的生理类群 ,由有机化合物的降解点数和根据MPN方法进行计数。对不同的耕作方法进行的测定表明 ,秸秆覆盖免耕能够明显提高土壤中分解淀粉、木聚糖、纤维素、果胶、几丁质、卵磷质、脂类和蛋白质类群的细菌数量。

春季九山湖细菌生理类群的分布与主要环境因素的相关性分析

本文研究了九山湖中 7种细菌生理类群 :产淀粉酶菌 (AB)、产蛋白酶菌 (PB)、有机磷细菌 (OPB)、 无机磷细菌 (IPB)、硝化细菌 (NB)及反硝化细菌 (DNB)、产脂肪酶菌 (LB)的分布 ,以及它们与主要环境因素的相 关性 .统计分析表明 ,春季 ,在九山湖中 ,OPB与总磷存在显著的正相关 ,NB与NH+4 N存在显著的正相关 , DNB与NO-2 N存在显著的正相关 ,LB与油脂间存在显著的正相关 ,OPB、IPB、NB、PB、DNB、AB与水温无显著 相关性 ,而且除DNB与溶解氧 (DO)存在一定的负相关外 。

三座不同营养类型水库春季细菌生理群分布特征

运用实验室培养的方法,于2005年4月调查了热带亚热带过渡区的三座不同营养类型的水库:大镜山(富营养型),梅溪(贫中营养型),流溪河(贫中营养型),并对3座水库水体和底泥异养细菌及N、P细菌生理群的分布特点进行了初步分析。3座水库水体和底泥细菌生理群的分布差异明显,这些差异主要取决于水库水体和底泥的营养状况。大镜山水库和流溪河水库底泥中有机营养物质丰富,2座水库底泥中主要细菌生理群的分布相似。流溪河水库与梅溪水库为贫中营养型水库,两座水库水体中主要细菌生理群的密度分布相近。在流溪河水库和大镜山水库中不同采样点之间细菌生理群的分布存在一定的空间差异,梅溪水库大坝和出水口之间差异不显著,这种差异取决与水库的水动力学特征。3座水库水体硝酸还原菌与TP(R2=0.6668,P<0.05)和Chl.a(R2=0.6734,P<0.05)以及有机磷分解菌与TP(R2=0.5977,P<0.05)和Chl.a(R2=0.5968,P<0.05)之间存在着显著的相关关系。

新疆玛纳斯湿地土壤细菌生理类群数量变化及其与土壤环境的相关分析

本研究采用菌落稀释平板法和MPN-Griess法结合Pearson相关分析法，选取玛纳斯湿地6种不同植被（高山蒿草、草甸、芦苇、沼泽、灌木、柽柳湿地）群落生长的湿地土壤作为样地，对各样地的土壤微生物生理类群数量的季节动态及其与土壤环境因子进行相关分析。结果发现，土壤微生物生理类群的数量从大到小依次为氨化细菌〉反硝化细菌〉固氮菌〉亚硝酸细菌〉硝酸细菌。土壤微生物生理类群随季节动态变化总体趋势为：亚硝酸细菌与硝酸细菌数量为5月〉9月〉7月〉11月，氨化细菌和固氮菌的数量为9月〉7月〉5月〉11月，反硝化细菌数量为5月〉7月〉9月〉11月。从土层垂直分布来看，土壤微生物生理类群数量0—10cm土层大于10-20cm土层。各细菌生理类群与不同的土壤环境因子呈不同显著水平的正相关或负相关。以上结果表明玛纳斯湿地不同植被类型和不同土层中细菌生理类群数量的分布均存在显著差异，且与土壤环境因子呈正相关或负相关。

CRISPR-Cas系统在细菌生理中的作用

规律成簇的间隔短回文重复(CRISPR)及相关基因(cas)组成了CRISPR-Cas系统,该系统存在于约90%的古细菌和40%的细菌基因组内,使细菌对外源基因的入侵具有获得性免疫作用。我们简要介绍细菌CRISPR-Cas系统的结构和作用机制,并对其在细菌毒力、耐药性传递、生物膜形成等生理中的作用进行综述。

东湖细菌生理群间的相关性和优势生理群的分析

研究了武汉东湖异养菌（ＨＢ）及７种细菌生理类群（产淀粉酶细菌（ＡＢ）、产蛋白酶细菌（ＰＢ）、产脂肪酶细菌（ＬＢ）、有机磷细菌（ＯＰＢ）、无机磷细菌（ＩＰＢ）、硝化细菌（ＮＢ）及反硝化细菌（ＤＮＢ））间的相关性。统计分析表明，ＨＢ、ＡＢ、ＬＢ、ＰＢ、ＤＮＢ彼此呈正相关，而这几种类群与ＮＢ、ＩＰＢ、ＯＰＢ呈负相关。根据异养性细菌生理群与ＨＢ比值的百分率，ＬＢ可谓东湖春季优势生理群，ＡＢ为秋季优势生理群。

东湖细菌生理类群的分布与主要环境因素的相关性

统计分析表明：水温（ＷＴ）、藻类（ａｌｇ）与异养菌（ＨＢ）、产淀粉酶细菌（ＡＢ）、产脂肪酶细菌（ＬＢ）、产蛋白酶细菌（ＰＢ）、反硝化细菌（ＤＮＢ）、呈正相关，水温、ａｌｇ与硝化细菌（ＮＢ）；有机磷细菌（ＯＰＢ）、无机磷细菌（ＩＰＢ）呈负相关。不同生理群与溶解氧（ＤＯ）浓度的相关性情况不一。细菌生理群的数量与环境中相应的化合物的含量按周年变动进行相关分析，除ＡＢ外，不同位点情况各异，但多数相关不明显。

D-氨基酸在细菌生理中的结构性能和调节功能的研究进展

除最小的甘氨酸外,所有的氨基酸(amino acid,AA)都有手性,以D-氨基酸(DAA)或L-氨基酸(LAA)形式存在。DAA广泛存在于各类生物中,尤其是细菌。DAA虽没有参与蛋白质合成,但DAA尤其是非典型DAA在细菌生理中具有很多特殊功能。在结构性能方面,DAA是细菌细胞壁肽聚糖的重要组分,并参与组成某些非核糖体合成途径产生的生物多肽,少数细菌能产生含有D-Glu的γ-聚谷氨酸。对细胞个体而言,DAA能调节细菌表面电荷和自溶素活性,抑制细菌芽胞萌发,调节稳定期细胞壁的重塑及调节病原菌的毒力等。对细菌群落而言,DAA对生物膜的解聚和细菌生态也具有调控作用。此外,某些DAA还能直接作为营养支持某些细菌的生长,而有的DAA则具有抑菌作用。本文主要综述了DAA在细菌生理过程中发挥多项功能的研究进展。

肠道生理性细菌粘附机制的研究进展

肠道生理性细菌粘附机制的研究进展大连医科大学微生态学研究所大连１１６０２３蒋寒青，康白双歧杆菌、乳杆菌是肠道最具代表性的二种生理性细菌。纵观国内外的生态制品，大多数含有双歧杆菌、乳杆菌。它们通过口服，进入肠道后能否粘附（ａｄｈｅｓｉｏｎ）于宿主肠道粘...

“翻转课堂”在微生物学实验“细菌鉴定中常用的生理生化反应”教学中的应用与体会

微生物学实验是高等学校微生物学课程的重要组成部分。开展微生物学实验的目的不仅是对微生物学基本技能的传授、理论的验证与拓展,也是对高年级本科生走向毕业设计及进一步开展研究生科研工作的训练。为了训练学生的科研思维,在已掌握微生物基本操作与实验技术的基础上,将最后一个实验“细菌鉴定中常用的生理生化反应”设计为“翻转课堂”形式。学生通过课前查阅资料,课上讲解实验原理、预期实验结果、观察与修正实验结果、分析与讨论实验结果完成该实验。“翻转课堂”的教学形式活跃了课堂气氛,使学生们能够更好地查阅资料进行预习,结果分析及实验结论的修订训练了学生细致观察、深入分析和严谨结论的科学素养。