原核耐辐射微生物资源研究及其应用前景

耐辐射微生物因特殊的生命现象、生理机制成为科学界关注研究的热点,其中原核耐辐射微生物是研究最多的一类耐辐射微生物。本文从原核耐辐射微生物资源等方面对耐辐射微生物的研究进行综述,并讨论了其在环境工程、人类健康、生物技术乃至军事、地外空间等方面的潜在应用发展前景。

中药中耐辐射微生物的分离及其耐辐射特性的研究

本文以中药辐照杀菌产业化应用过程中,采用规范的辐照工艺,但产品卫生质量仍不达标的中成药金锁丸为样品,从其中分离出耐辐射的微生物,该微生物革兰氏染色为阳性,菌落为乳白色同心圆状,显微镜观察菌体为杆状,测得在生理盐水和滤纸片中的D10值分别为6.75和7.18kGy。

中药中耐辐射微生物的分离与鉴定

从中成药(金锁丸)中分离获得一种耐辐射的细菌。经过形态观察、生理生化特征分析及16 S rDNA碱基序列测定和同源性分析,鉴定该菌株为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus),该菌株的16 S rDNA序列已在Gen-Bank中注册,登录号为AB021185.1。

我国科学家取得耐辐射微生物研究重大突破

新疆农科院微生物研究所学者石玉瑚经过长达8年的不懈努力,终于从高放射性土壤中分离出一批耐高辐射真菌（含酵母菌）。目前,新发现耐辐射放线菌已在该领域权威刊物《国际微生物系统分类学》（I-JSEM）上正式发表。

新疆科学家获耐辐射微生物研究重大突破

据中国军网2010年5月4日援引新华社乌鲁木齐5月4日电，经过长达8年的不懈努力，新疆农科院微生物研究所的石玉瑚研究员从高放射性土壤中分离出了一批耐高辐射真菌，实现了耐辐射微生物谱从原核生物向真核生物的跨越。

中国科学家取得耐辐射微生物研究重大突破

5月4日,新疆农科院微生物研究所学者石玉瑚经过长达八年的不懈努力,终于从高放射性土壤中分离出一批耐高辐射真菌（含酵母菌）。目前,新发现耐辐射放线菌已在该领域权威刊物《国际微生物系统分类学》（IJSEM）上正式发表。

耐UV辐射微生物高通量筛选模型的建立及初步验证

为了快速、方便地筛选耐UV(紫外线)辐射微生物,设计了一种基于96孔板的耐UV辐射微生物高通量筛选模型。对各影响因素进行了分析,确定以0.02mol/L、pH 7.2的磷酸缓冲液配制菌液浓度至0.5OD600,加样67μL,在15W紫外灯下距离30cm进行辐射,可达到传统方法相同的效果。经实验验证表明,该模型方便可行,为高效大批量的耐UV辐射微生物的筛选提供了可能。

一株极端耐辐射奇异球菌的分离和初步鉴定

从放射性污染的土壤样品中分离出1株具有极端耐辐射的微生物BR501,该菌最适生长温度为30℃,不具有氨苄青霉素、氯霉素、四环素、卡那霉素和利福平等抗性。UV、γ辐射生长曲线的结果显示BR501菌株具有极强的辐射抗性。BR501菌株的16S rDNA序列与多株Deinococcus属菌株有很高的同源性,其中,与D.radiodurans菌株的16S rDNA相似性高达99%。结合BR501菌株的表型和Deinococcus属具有代表性的D.RadioduransR1菌株的特征,将该菌株归属为Deinococcus属,初步命名为Deinococcus sp.BR501。

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。

航天器AIT厂房环境中嗜极微生物的筛选与鉴定

航天器组装、集成与测试厂房(AIT厂房)是航天器携带微生物的重要环境来源之一.在深空探测过程中,来自航天器AIT厂房环境中的嗜极微生物可能会对地外星球环境造成正向污染.通过低温(4℃)、一定强度的紫外辐射(Ultraviolet,UVC波段)等筛选条件,应用细菌16S rRNA序列分析,对我国某AIT厂房环境中的耐冷微生物和耐辐射微生物进行筛选与分离鉴定.从AIT厂房环境中共筛选出16株嗜极微生物,包括9株耐辐射微生物和7株耐冷微生物.耐辐射微生物分别属于7个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)和微球菌属(Micrococcus)各2株,土地芽孢杆菌属(Terribacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、考克氏菌属(Kocuria)、奇球菌属(Deinococcus)和甲基杆菌属(Methylobacterium)各1株.耐冷微生物分别属于6个属,其中马赛菌属(Massilia)2株,芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和嗜冷杆菌属(Psychrobacter)各1株.本研究表明AIT厂房内存在一定数量的耐冷和耐辐射微生物,其发现对于我国深空探测任务中继续开展行星保护重点微生物的识别,并针对性地开发空间微生物防控技术和制定操作规范均具有重要意义.(图4表5参31)

藤黄微球菌V017基因组测序及对辐照的转录组响应

【背景】耐辐射微生物是一类重要的极端微生物资源,在研究其耐受机制以及环境保护等方面具有重大的意义。【目的】从基因组和转录组角度解析耐辐射藤黄微球菌(Micrococcus luteus)V017的抗性遗传背景以及对辐照的转录组响应。【方法】利用PacBio平台对菌株V017进行基因组测序,通过比较基因组分析菌株V017特有的基因序列,并通过RNA测序分析菌株V017对伽马辐照的转录组响应及其差异表达基因。【结果】通过从头组装获得菌株V017的完全基因组,其大小为2527399 bp,GC含量为72.9%;比较基因组分析发现菌株V017基因组中存在特有的移动元件序列,可能有助于适应辐照极端环境。转录组分析表明菌株V017在辐照处理后,脂肪酸和色氨酸等基础代谢途径显著下调,而与DNA损伤修复相关的代谢途径则显著上调,其中同源重组修复可能是菌株V017响应辐照的主要途径。【结论】根据藤黄微球菌V017的基因组和转录组分析表明,细胞可能利用特异性的移动元件序列通过DNA重排适应辐照环境,同时通过启动DNA损伤修复和改变一些基础代谢响应辐照胁迫,这可能是菌株V017产生中度辐照抗性特性的重要原因。这些研究为进一步理解耐辐射微生物的适应和抗性机制,以及耐辐射微生物资源的开发利用奠定基础。