河北平泉农田土壤放线菌物种多样性筛查

针对河北平泉县典型的农田土壤类型,采用基于全长16S rDNA序列系统发育分析的免培养技术,并结合放线菌门特异引物的筛查,揭示了土壤中放线菌的物种多样性。构建的放线菌16S rRNA克隆文库中的596个放线菌序列归属于29个属,17个科,12个亚目和2个亚纲,并确定了其优势菌属,其中芽球菌属(Blastococcus)(占放线菌总克隆数的12.75%),类诺卡氏菌属(Nocardioides)(9.39%),节杆菌属(Arthrobacter)(8.72%),小月菌属(Microlunatus)(5.37%),酸土单胞菌属Aciditerrimonas(4.69%),沉积岩杆菌属Ilumatobacter(3.35%)。本文为深入理解放线菌的生态功能,及更深层次的放线菌资源的研究、开发和利用提供宝贵的科学资料和丰富的物种信息资源。

麦冬和菊三七药用植物内生放线菌的多样性及产酶特性的研究

从麦冬(Ophiopogon japonicus)和菊三七(Gynura japonica)2种药用植物根部共分离得到47株内生放线菌,其中分离自麦冬的有24株,分离自菊三七的有23株。对47菌株进行了分泌胞外淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶特性的研究。结果表明:从以上2种药用植物中分离得到的内生放线菌中具有产胞外淀粉酶活性的菌株39株,产纤维素酶活性的菌株17株,产蛋白酶活性的菌株36株,既能产淀粉酶,又能产纤维素酶和蛋白酶的菌种有15株,没有筛选到产脂肪酶的菌株。对其中部分菌株进行了16S r DNA序列系统发育分析,可知,绝大多数内生放线菌为链霉菌(Streptomyces),其次为小单孢菌属(Micromonospora)放线菌。

云南省田菁根瘤菌及根瘤内生细菌遗传多样性研究

本研究采用BOX-PCR指纹图谱和16SrDNA全序列分析,对45株分离自田菁的根瘤菌及根瘤内生细菌进行了菌株多样性研究,BOX-PCR指纹图谱分析结果表明,在78%的相似性水平上,待测菌株分成了4个遗传群,其中群Ⅰ和群Ⅳ分别与根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)和大肠杆菌(Escherichia coli)聚在一起,其它群没有与参比菌株聚群。选取每群的代表菌株进行16SrDNA全序列测定。结果表明:待测菌株归于6个属,分别是贪铜菌属(Cupriavidus)、拜纳蒙纳斯属(Balneimonas)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、克罗诺杆菌(Cronobacter)、肠杆菌属(Enterobacter)和泛菌属(Pantoea),菌株表现了丰富的遗传多样性;其中分离自田菁的根瘤菌隶属于贪铜菌属(Cupriavidus)和拜纳蒙纳斯属(Balneimonas)尚未见其它文章报道。

天目山野生春兰根中可培养内生细菌多样性研究

为了解春兰植物内生细菌的多样性,采用稀释涂布法对表面灭菌的天目山野生春兰根内生细菌进行分离培养。通过R2A和TSA两种培养基共分离获得63株内生细菌。对16S rDNA序列测定结果进行系统发育分析可知,63株细菌分属于β-变形菌纲(31.74%)、γ-变形菌纲(7.94%)及厚壁菌门(60.32%)。其中厚壁菌门为最优势类群,芽孢杆菌属为最优势菌属,占分离总菌数的50.79%。天目山野生春兰根内生细菌多样性指数为1.56。结果表明,初春季节天目山野生春兰根内生细菌多样性较低。

基于滤膜法的空气微生物样品采集和元基因组DNA提取方法研究

在对微孔滤膜采集空气微生物的条件进行优化,以及对多种DNA提取方法进行比较和改进的基础上,确定了一种不使用有机试剂,快速、简便的适于飞船座舱气体微生物样品采集和元基因组DNA的提取方法。该研究中,通过对DNA快速提取液和多种DNA提取试剂盒的比较和改进,使所提取的DNA能满足PCR扩增要求;同时,针对微孔滤膜孔径、采样时间两个因素优化了空气微生物的采集条件。本研究为免培养法研究密闭狭小空间空气微生物奠定了方法学基础。

降解秸秆微生物及秸秆腐熟剂的研究进展

秸秆是农业成品收获后剩余的田间闲置副产物,其主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素。秸秆腐熟剂是一群能将秸秆大分子物质降解为植物可利用简单化合物的复杂菌群,为土壤提供碳、氮、磷、钾等元素,使秸秆得以还田。文章对降解秸秆的微生物种类进行总结,并对微生物酶学机理、微生物菌群的相互作用及秸秆腐熟剂的应用效果等研究概况进行综述,针对腐熟剂菌种效率低、菌群动态不清楚、酶降解机制不完善、秸秆腐熟剂使用方式不明确及腐熟指标不具体等问题,提出原位筛选菌种、深入研究组合菌种相互作用机制与酶降解机制、开展腐熟剂具体使用方法的研究及确立完整具体的评判标准,为今后有关秸秆腐熟剂菌种的选育工作提供参照和借鉴。

沙棘和沙枣根瘤中固氮放线菌物种多样性研究

[目的]以沙棘和沙枣根瘤为研究对象,深入研究固氮放线菌物种的多样性。[方法]以通常用于分离弗兰克氏菌属(Frankia)固氮放线菌的无氮BAP、S、JA、ISP4、CB-CcI3、DPM和FTW等为固体和液体培养基,对采集自内蒙古通辽和赤峰的沙棘(Hippophae)和沙枣(elaeagnus)植物根瘤进行放线菌的分离纯化,并依据16S rDNA序列测定结果对分离物进行系统发育分析。[结果]分离得到的8株放线菌分属于小单孢菌属(Micromonospora)、链霉菌属(Streptomyces)、野野村菌属(Nonomuraea)和假诺卡菌属(Pseudonocardia),所有根瘤样品中均未分离到弗兰克氏菌属菌株;采用弗兰克氏菌属16S-23S rDNA间隔区序列的特异性引物对所采集的沙棘和沙枣植物根瘤总DNA进行PCR扩增,未出现特异性的16S-23S rDNA间隔区序列条带。[结论]非豆科植物根瘤内固氮放线菌具有物种多样性,为今后固氮放线菌物种多样性研究提供借鉴。

白洋淀抗重金属细菌多样性及其与生态因子相关性

为了给白洋淀重金属污染治理提供理论支持和菌种资源,采用分离培养的方法调查了白洋淀抗重金属细菌的系统发育多样性,并分析了抗重金属细菌分布与生态因子之间的关系.从各采样点的样品中分离筛选得到抗80mg/L Pb2+细菌54株、抗80mg/L Cu2+细菌46株,抗100mg/L Cr(Ⅵ)细菌39株.综合考虑各菌株的抗性及16SrRNA基因序列差异,将139株抗重金属菌去除重复后合并为69株,分属于肠杆菌属(Enterobacter)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、戴尔福特菌属(Delftia)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)共7个属13个种.进一步采用PCA分析的方法对抗重金属细菌与生态因子相关性进行研究,发现在菌群组成和分布范围方面抗Pb2+和抗Cu2+菌大体相似,且假单胞菌属和寡养单胞菌属2个属容限最高,表明菌株对于重金属具有交叉抗性;抗100mg/L Cr(Ⅵ)细菌中赖氨酸杆菌属为特有属,且分布广泛;白洋淀水域唯一能够同抗Pb2+、Cu2+和Cr(Ⅵ)3种重金属的细菌是寡养单胞菌属.

陶瓷超滤膜在5-羟基-L-色氨酸发酵产物提取中的应用

为提高5-羟基-L-色氨酸(5-hydroxy-L-tryptophan,5-HTP)提取分离效率,降低能耗和污染排放,选择陶瓷超滤膜应用于从发酵液中提取5-HTP的工艺,对陶瓷超滤膜的过滤条件进行优化.首先优选出适合的膜孔径为10 nm,进一步优化得到陶瓷超滤膜分离提取5-HTP的3个最优工艺参数:发酵液pH值3.5,跨膜压差0.75 MPa,料液过膜温度35℃.在此工艺条件下,5-HTP的透过率在92%以上,对游离蛋白质截留率达90%以上,满足进一步浓缩、结晶制备5-HTP的要求,达到了优化预期效果,为陶瓷超滤膜应用于从发酵液中工业化提取5-HTP提供了可靠依据.

河北坝上草原紫花苜蓿-根瘤菌高效共生体的筛选

[目的]筛选适合河北坝上寒冷、干旱和半干旱特殊环境下的紫花苜蓿-根瘤菌菌株高效共生体。[方法]采用5株分离自河北坝上地区紫花苜蓿的根瘤菌菌株对敖汉和阿尔冈金紫花苜蓿品种分别进行田间接种试验,测定2种紫花苜蓿品种的平均株高、地上部分干重和结瘤数等性状。[结果]菌株HBU75002和HBU03701在各方面表现较为优良,菌株HBU75002与其他菌株相比,具有显著的增产效果,比对照增产26.6%。接种根瘤菌对2种苜蓿品种生物量也产生了不同影响,敖汉苜蓿产量较阿尔冈金增产幅度略大,最高达36.8%,而阿尔冈金则为35.6%;2株根瘤菌菌株对苜蓿品种也表现出不同的增产效果,菌株HBU03701对阿尔冈金苜蓿的增产效果最佳;菌株HBU75002对敖汉苜蓿的增产效果最佳。[结论]该研究为苜蓿牧草生产提供高效优良的根瘤菌菌株。

我国原核微生物分类学七十年

2022年和2023年分别是中国微生物学会成立70周年和《微生物学报》创刊70周年,我国原核微生物分类学研究从白手起家、跟踪模仿到逐步走上国际舞台,从跟跑、并跑到整体处于国际先进行列,部分领域领跑国际同行,并为国际同行提供微生物数据服务,也已走过了70个岁月。这些成绩的取得是我国原核微生物分类领域学者几代人努力的结果,是与国家发展、民族复兴同频共振的结果。特别是近30年,我国原核微生物分类无论从理论、方法创新还是新物种发现方面都取得了令人瞩目的成绩,在国际上的地位和影响力日益提高,已经逐渐成为国际原核系统分类领域的主导力量。本文本着尊重历史、客观求实的态度梳理了70年来我国在细菌和古菌分类学及相关领域的发展脉络和取得的成绩,并结合该领域最新发展方向进行了展望。

色氨酸羟化酶2理性设计提高大肠埃希菌5-羟基色氨酸产量

色氨酸羟化酶(TPH)可催化色氨酸羟化为5-羟基色氨酸(5-HTP),是5-HTP生物合成过程中的关键酶。为了提高大肠埃希菌细胞工厂合成5-HTP的效率,通过酶的理性设计和定点突变技术构建了人色氨酸羟化酶2(TPH2)的系列突变体,并在高产L-色氨酸且含有TPH辅酶四氢生物蝶呤(BH_(4))合成与再生模块的大肠埃希菌中表达。发现适当降低酶和色氨酸、酶和BH_(4)间结合的氢键数目有助于提高5-HTP产量;酶和底物色氨酸结合情况不变,辅酶BH_(4)与酶间氢键数目越多,5-HTP产量越低。5-HTP产量最高的细胞工厂是由突变酶V195A/V197I构建的,5-HTP产量较野生酶构建的细胞工厂产量提高54%,1 L补料摇床发酵48 h,5-HTP产量达16.17 g/L。理性设计是提高TPH2酶活,突破5-HTP合成限速步骤的有效途径,TPH2和底物色氨酸、辅酶BH_(4)间氢键连接太多或太少都不利于其催化活性的发挥。

应用荧光定量聚合酶链反应技术快速筛查重症监护室耐甲氧西林金黄色葡萄球菌定植者

目的建立耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin resistant Staphylococcus aureus,MRSA)荧光定量PCR快速检测方法,筛查重症监护室(intensive care unit,ICU)MRSA定植者。方法采集患者感染部位标本或鼻咽拭子标本,快速提取总DNA后应用荧光定量PCR方法检测标本中nuc和mecA基因,对于双阳性结果报MRSA阳性,采取早期干预措施。结果建立的荧光定量PCR方法灵敏度高(4 CFU/反应)、快速、准确率100%。采取筛查和干预降低了ICU的MRSA感染率。结论应用荧光定量PCR对MRSA早期筛查及干预,有助于早发现、早诊断、早隔离、早治疗,可有效防止或终止MRSA导致的医院感染暴发流行。

应用全细胞蛋白SDS-PAGE分子标记技术验证含羞草根瘤菌的结瘤能力

对云南省热带及亚热带地区的含羞草根瘤菌进行了分离,选择其中40株菌为接种菌株,通过结瘤试验并采用全细胞蛋白SDS-PAGE分子标记方法研究了其结瘤能力.经过结瘤试验,发现除菌株SWF66075和SWF66093没有结瘤外,其它38株菌株均与含羞草植物结瘤,结瘤率为95%.从结瘤试验所获根瘤中,分离得到结瘤菌株,采用全细胞蛋白SDS-PAGE分子标记对结瘤菌株与接种菌株进行了比较研究.蛋白图谱及聚类分析显示,26株接种菌株与其结瘤菌株的全细胞蛋白分子图谱完全相同,在100%的相似水平上与其结瘤菌株聚在一起,说明宿主植物所形成的根瘤确系接种菌株侵入所致,因而可将这些菌株确认为根瘤菌菌株;而SWF66012、SWF66029、SWF66044和SWF66058等12株菌株的结瘤菌株与其各自接种菌株的全细胞蛋白图谱存在较大差异,推测这12株接种菌株与其结瘤菌株可能不是同一菌株,尚不能确定它们与含羞草植物的结瘤能力,这些菌株是否为根瘤菌菌株仍需进一步验证.研究结果表明,全细胞蛋白SDS-PAGE分子标记技术是一种快速、准确地验证根瘤菌结瘤能力的方法.该方法进一步完善了结瘤试验,并初步揭示了根瘤菌的竞争结瘤能力,适用于对大量根瘤内分离菌株进行根瘤菌的证实研究.

产番茄红素红酵母基因组重排实验条件的优化

目的:探索基因组重排技术应用于产番茄红素红酵母育种中关键步骤的最优条件。方法:本实验以3株产生番茄红素的红酵母cp-2-11、cp-2-6、cp-28为实验菌株,研究菌体培养时间、酶解浓度、酶解时间、灭活条件以及融合时间对基因组重排的影响。结果:当菌体培养12h,酶解浓度为2%,酶解70min时,原生质体制备与再生率最佳;15W紫外灯,照射距离为35cm,磁力搅拌50r/min的条件下照射18min,60℃下灭活35min作为双亲灭活条件;35%聚乙二醇4000(PEG-4000)作为融合剂,处理23min为最佳融合时间。结论:通过基因组重排最佳条件的确定,后续重排实验的效率得到很大的提升,最终筛选出了高产的目的菌株,产量较融合亲本提高了122%。

红杆菌YIM93620和台湾红杆菌BCRC17173培养基优化及^12C^6＋重离子生物学效应研究

目的缩短红杆菌(Rubrobacter sp.)YIM93620和台湾红杆菌(Rubrobacter taiwanensis)BCRC17173培养时间,加快试验进度,更方便研究其耐辐射水平;确定这两株菌对重离子照射后的生物学效应,为航天辐射防护提供理论支持。方法比较这两株菌在TSB、CYC、Thermus、ISP2这四种培养基上的生长情况,并测定添加不同浓度的丙酮酸钠和甜菜碱对生长的促进情况;选E.coli K-12作为阴性对照,分别对这两株菌进行不同剂量的^(12)C^(6+)重离子照射,并绘制致死率曲线研究生物学效应。结果 YIM93620和BCRC17173在Thermus培养基中生长状态最好;分别在添加0.125%甜菜碱和0.1%丙酮酸钠的Thermus培养基中培养时间从10~15 d缩短到6 d;YIM93620在160 Gy时达到最高致死率93.3%,而BCRC17173在320 Gy时致死率仅35.7%,对^(12)C^(6+)重离子都具有强的抗性。结论筛选到这2株菌生长状态都较好的培养基Thermus,添加0.125%甜菜碱和0.1%丙酮酸钠分别可显著促进菌株YIM93620和BCRC17173的生长;这两株菌均有强的耐^(12)C^(6+)重离子辐射特性。

邻苯三酚自氧化法在SOD活性测定中的应用

为了验证邻苯三酚自氧化法的准确性和实用性,对邻苯三酚在Tris-HCl和磷酸盐2种不同反应体系(缓冲液)中的自氧化产物进行UV-Vis吸收光谱扫描,确定其最适吸收峰;同时研究了tcv Cu,ZnSOD(简称tcvSOD)和Bovine Cu,Zn-SOD(简称Bovine SOD)分别在2种缓冲液中对邻苯三酚自氧化反应的抑制模式.波长扫描显示,终浓度为0.225mmol/L的邻苯三酚在50mmol/L Tris-HCl pH 8.2缓冲液中于320nm处30s出现明显吸收峰,30min吸收峰达到最高值;30min后440nm附近出现吸收峰;A320处的自氧化速率为0.139/min.同样浓度邻苯三酚在0.2 mol/L pH8.0磷酸缓冲液中除了A320的自氧化速率稍高(A3200.152/min)外,其他性质与50mmol/L Tris-HCl相同.tcvSOD和Bovine SOD在Tris-HCl缓冲液中对邻苯三酚自氧化反应的抑制作用较磷酸盐缓冲液为强.研究结果确认320nm可作为检测邻苯三酚自氧化、SOD对其产生抑制及SOD活性间接测定的特定波长.

粘细菌来源的生物活性产物的筛选

为筛选粘细菌来源的生物活性产物,利用肿瘤细胞、谷胱甘肽转移酶和乙酰胆碱酯酶的抑制剂体外筛选模型,对不同来源的粘细菌菌株进行了高通量筛选。结果表明:3类不同的筛选模型均筛选获得了活性菌株,但利用不同的模型筛选得到的活性菌株差异很大,活性菌株筛出率不同,其中抗L1210(小鼠白血病)细胞模型的活性菌株筛出率最高。各种肿瘤细胞模型筛选出的活性菌株也存在很大差异,这说明粘细菌产生的抗肿瘤生物活性产物对不同肿瘤细胞的抑制效果是不同的。

春兰根中可分泌吲哚乙酸的内生细菌多样性

植物内生细菌可通过分泌吲哚乙酸(Indole-3-aceticacid,IAA)等方式促进植物生长。本研究以温室盆栽春兰(Cymbidium goeringii)为材料,采用分离培养方法对春兰根中可分泌IAA的内生细菌多样性进行了研究。从春兰根组织中共分离纯化得到了256株内生细菌,其中57株具有分泌IAA的能力,占总菌数的22.3%。根据ARDRA(amplified ribosomal DNA restriction analysis)及16SrDNA系统发育分析结果,将57株内生细菌划分为25个组,分属于6大类群,分别为变形菌门的α-变形菌纲(35.1%)、γ-变形菌纲(14.0%)和β-变形菌纲(8.8%)、厚壁菌门(33.3%)、放线菌门(7.0%)及拟杆菌门(1.8%)。其中变形菌门的α-变形菌纲和厚壁菌门为优势类群,类芽孢杆菌属(Paenibacillus)为优势菌属,且为高产IAA的主体菌属。另外,测序结果显示有4个菌株的序列与已知细菌的最高序列相似性低于97.0%,可能为潜在的新种或新属。研究结果表明春兰根中分泌IAA的内生细菌具有丰富的多样性。这一结果可为研究和开发植物促生细菌提供基础资料。

可产生铁载体的春兰根内生细菌多样性

【目的】了解可产生铁载体的春兰根内生细菌的多样性,以便筛选到高效的植物促生细菌。【方法】采用CAS检测法测定了189株春兰根内生细菌产生铁载体的能力,并结合16S rRNA基因系统发育分析对可产铁载体的春兰根内生细菌多样性进行了研究。【结果】从189株春兰内生细菌中筛选到47株可产生铁载体的细菌,占菌株总数的24.9%。16S rRNA基因系统发育分析结果表明,47株细菌分属于4个系统发育类群(Alphaproteobacteria,Betaproteobacteria,Firmicutes,Actinobacteria),17个属的31个种。其中放线菌门为最优势类群(42.6%),芽孢杆菌属(Bacillus)和贪噬菌属(Variovorax)为优势菌属,且贪噬菌属为高产铁载体的主体菌属。另外有2个菌株可能代表两个不同属的新物种。【结论】春兰根中可产生铁载体的内生细菌具有丰富的多样性。