2017年第44卷第7期文章目次

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  • 1  三氯卡班降解菌株Sphingomonas sp. YL-JM2C中多个邻苯二酚双加氧酶的功能
    李朔 许楹 周宁一
    2017, 44(7):1513-1524. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170100
    [摘要](1186) [HTML](122) [PDF 1.76 M](1539)
    摘要:
    【目的】研究Sphingomonas sp. YL-JM2C菌株的生长特性,确定以三氯卡班作为碳源的生长情况。挖掘菌株YL-JM2C潜在的邻苯二酚1,2-双加氧酶及邻苯二酚2,3-双加氧酶基因,在大肠杆菌(Escherichia coli)中异源表达邻苯二酚双加氧酶基因并研究其酶学性质。【方法】优化S. sp. YL-JM2C菌株以三氯卡班作为碳源时的培养条件,并利用全自动生长曲线测定仪测定菌株生长情况,绘制生长曲线。通过生物信息学方法挖掘潜在的邻苯二酚双加氧酶基因,并分别在Escherichia coli BL21(DE3)中进行异源表达,通过AKTA快速纯化系统纯化蛋白,分别以邻苯二酚、3-和4-氯邻苯二酚为底物检测重组蛋白的酶学特性。【结果】菌株在pH为7.0?7.5时生长最优。在以浓度为4?8 mg/L的三氯卡班做为底物时,菌株适宜生长。当R2A培养基仅含有0.01%酵母提取物和无机盐时,加入终浓度为4 mg/L的三氯卡班可促进菌株生长。挖掘到6个潜在的邻苯二酚双加氧酶基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1、stcE2和stcE3,表达并通过粗酶液分析证明其中5个基因stcA1、stcA2、stcA3、stcE1和stcE2编码的酶均具有邻苯二酚双加氧酶和氯邻苯二酚双加氧酶的活性;纯化酶的底物范围研究揭示了StcA1、StcA2和StcA3均属于II型邻苯二酚1,2-双加氧酶,StcE1和StcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶;它们酶动力学分析研究证明了5个酶对邻苯二酚的亲和力和催化效率最高,4-氯邻苯二酚次之。【结论】在同一菌株中发现了5个具有功能的邻苯二酚双加氧酶基因,stcA1、stcA2和stcA3编码的酶均属于II型邻苯二酚1,2-双加氧酶,stcE1和stcE2为两个新型邻苯二酚2,3-双加氧酶编码基因。5个酶均具有催化邻苯二酚和氯邻苯二酚开环反应的功能,这为更好地理解微生物基因组内代谢邻苯二酚及其衍生物氯代邻苯二酚基因的多样性奠定了基础。
    2  废次烟叶提取液源木质素降解菌Bacillus subtilis SM降解特性
    郑艳红 戴芸芸 杨洋 刘金莉 舒明 钟卫鸿
    2017, 44(7):1525-1534. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170081
    [摘要](1232) [HTML](141) [PDF 1.33 M](1198)
    摘要:
    【目的】目前造纸法再造烟叶工艺已经成为我国重要的废烟叶处理和利用方式,该工艺中烟梗中高木质素的降解是个挑战性的需解决问题。从废次烟叶提取液(Tobacco waste extract,TWE)中筛选木质素的降解微生物用来直接处理烟梗或烟末提取液,可实现对木质素含量的调控。【方法】将废次烟叶提取液(TWE)浓缩液中分离出的Bacillus subtilis SM接种到以Kraft木质素为唯一碳源的无机盐培养基中,在pH 7.0、30 °C培养基中培养4 d来检测菌株对木质素的降解效果。通过HPLC、TOC、GPC和色度来表征SM对木质素的降解,并采用烟梗无机盐培养基在pH 7.0、30 °C培养4 d检测SM对烟梗木质素的降解。【结果】HPLC结果显示SM在以木质素磺酸钠为唯一碳源的无机盐培养基中可全部降解分子质量为534.5的木质素磺酸钠,而对Kraft木质素降解不明显,仅观察到组分的变化。脱色结果显示脱色率达到40.7%,但在对Kraft木质素矿化方面矿化率只能达到5.4%。SM在烟梗无机盐培养基中可使烟梗失重率分别达到50%以上(对照组为18.9%),烟梗中木质素含量减少了70%左右。【结论】来源于废次烟叶提取液(TWE)的Bacillus subtilis SM能够以Kraft木质素为唯一碳源生长,也能够有效降解烟梗中的木质素,可应用于烟草废弃物原料中木质素的降解。
    3  一株高效烷烃降解菌Acinetobacter sp. LAM1007的分离鉴定及降解特性
    朱杰 阮志勇 董卫卫 郭翔 孔德龙 张琪 赵述淼 张伟
    2017, 44(7):1535-1546. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170012
    [摘要](1233) [HTML](105) [PDF 1.81 M](1422)
    摘要:
    【目的】挖掘高效烷烃降解菌,为后续石油烃污染修复工程提供优良菌种资源。【方法】以正十六烷为唯一碳源,将大庆石油污染土样中分离筛选到的高效烷烃降解菌经形态观察、生理生化试验、细胞化学组分及16S rRNA基因序列分析等方法进行初步鉴定与系统分类;同时通过单因素试验研究环境因素(温度、pH、接种量和转速)以及不同初始浓度的正十六烷(0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,体积比)对菌株降解效率的影响。【结果】筛选到一株高效烷烃降解菌LAM1007,经初步鉴定该菌株为不动杆菌属(Acinetobacter)。该菌株在添加正十六烷的无机盐培养基中的最适降解条件为:30 °C,pH 7.0,接种量1% (体积比),转速180 r/min,在该条件下浓度为0.3% (体积比)的正十六烷60 h内降解率高达90%。【结论】菌株LAM1007是一株在石油烃污染修复方面极具应用潜力的高效烷烃降解菌。
    4  Mcc在脱色希瓦氏菌S12电极呼吸中的作用
    孔冠楠 许玫英 宋达 杨永刚
    2017, 44(7):1547-1554. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170072
    [摘要](1048) [HTML](105) [PDF 1.66 M](1360)
    摘要:
    【目的】研究脱色希瓦氏菌S12周质空间c型细胞色素Mcc的功能,进一步探索和补充微生物胞外电子传递过程的机制。【方法】借助自杀质粒敲除mcc基因,通过细胞浓度测定和激光共聚焦显微镜比较分析突变株和野生株之间的浮游细胞和生物膜的生长情况,并比较分析二者在微生物燃料电池电极还原、铁还原和胞外偶氮染料还原过程中的功能。【结果】Mcc缺失对铁还原和偶氮还原没有影响,但却造成电极呼吸活性下降34.1%;与野生株相比,mcc突变株的好氧生长和厌氧浮游细胞生长无明显影响,但却显著抑制了电极表面生物膜的形成。【结论】Mcc是希瓦氏菌S12电极呼吸过程中周质空间电子传递的重要组分之一,缺失会显著抑制其电极呼吸效率以及生物膜的形成。
    5  一株邻苯二甲酸二丁酯降解菌的筛选及其降解特性
    褚娇艳 刘腾飞 张汉虞 邱乐泉
    2017, 44(7):1555-1562. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170127
    [摘要](1172) [HTML](130) [PDF 1.04 M](1295)
    摘要:
    【目的】从自然环境中筛选邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)降解能力较强的微生物,并研究其降解特性和代谢途径。【方法】从杭州市河道污水出口的淤泥中筛选到DBP降解菌ZJUTW,对其进行形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列分析,考察该菌株对DBP的降解特性,并用GC-MS分析降解中间产物。【结果】该菌株经鉴定为Arthrobacter sp.,降解DBP的最适温度和最适pH值分别为30 °C和7.0?8.0,可降解多种邻苯二甲酸酯类化合物;当DBP浓度为800 mg/L时,半衰期为10.47 h;菌株的休止细胞(OD600=1.2)可在20 h内将1 200 mg/L的DBP完全降解。利用GC-MS进行中间产物分析,该菌株可通过酯交换方式起始DBP的降解。【结论】Arthrobacter sp. ZJUTW对DBP有较强的降解能力和较高的耐受性,具有潜在的应用前景。
    6  创新发展中的我国环境微生物学研究
    周宁一
    2017, 44(7):1511-1512. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.177007
    [摘要](1071) [HTML](107) [PDF 337.19 K](1391)
    摘要:
    2016年11月,“第十九次全国环境微生物学学术研讨会”在重庆市召开。八百多名国内外与会者围绕环境微生物学前沿基础、污染物降解与微生物修复、废弃物资源化利用与环境生物技术、微生物生态、微生物资源与分布等五个主题进行了多种形式的交流讨论。会议充分展现了我国环境微生物学研究、应用进展和良好的发展前景,其中部分领域的研究工作国际领先。《微生物学通报》针对本次研讨会组织出版了本期《环境微生物学主题刊》,旨在展示我国环境微生物学最新的研究进展和成果,促进环境微生物学及相关学科的交流和发展。
    7  联苯利用节杆菌YC-RL1中2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶BphC功能验证
    乔铖 任磊 樊双虎 贾阳 赵百锁 闫艳春
    2017, 44(7):1639-1648. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170126
    [摘要](1008) [HTML](106) [PDF 1.14 M](1351)
    摘要:
    【目的】通过节杆菌(Arthrobacter sp.) YC-RL1对多氯联苯降解过程中关键基因bphC的克隆与原核表达,鉴定其编码的2,3-二羟基联苯-1,2-双加氧酶BphC的酶活特性与功能。【方法】以菌株YC-RL1全基因组为模板进行PCR扩增获得bphC基因,将该基因转入Escherichia coli BL21(DE3)感受态细胞后进行原核表达;利用镍柱亲和层析法对BphC酶进行纯化并分别测定该酶在不同条件下对底物2,3-DHBP的催化特性,确定其最适反应pH、温度及不同金属离子对酶活特性的影响;进一步根据米氏方程对该酶的动力学参数进行测定与分析。【结果】通过PCR扩增获得了bphC基因,其大小为930 bp;对该基因进行原核表达,所得重组蛋白BphC携带有6个组氨酸标签,经纯化后体外仍具有活性,该酶作用于2,3-DHBP时的最适pH与温度分别为pH 7.4和30 °C,且在最适条件下,Fe2+、Cu2+及Cd2+等金属离子可明显促进其酶活作用,但多数金属离子对该酶有不同程度的抑制作用;该酶在与底物2,3-DHBP作用过程中,酶促动力学常数分别为Km:8.67 mmol/L,Vmax:27.32 μmol/s,kcat:15.55 s–1,kcat/Km:1.79 L/(mmol·s),其催化效率同有关报道中同类酶的动力学特性比较均有所提高。【结论】菌株YC-RL中的bphC基因对于多氯联苯的生物降解具有至关重要的作用,其编码的BphC是重要的芳香环裂解酶,该酶对其底物具有较高的亲和性,可在体外环境中发挥高效的酶促作用,具有良好的应用价值。
    8  不同生境微生物转化H2/CO2产乙酸及其在合成气发酵中应用
    田淼 张丽娟 符波 刘宏波 张汝兵 刘和
    2017, 44(7):1563-1578. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170084
    [摘要](1247) [HTML](107) [PDF 2.75 M](1030)
    摘要:
    【目的】合成气发酵对大力开发可再生资源和促进国家可持续发展具有重要意义,研究旨在探究不同生境微生物转化H2/CO2产乙酸及其合成气发酵的潜力。【方法】采集剩余污泥、牛粪、产甲烷污泥和河道底物样品在中温(37 °C)条件下生物转化H2/CO2气体,将来源于牛粪样品的H2/CO2转化富集物用于合成气发酵,通过454高通量技术和定量PCR技术分析复杂微生物群落的组成,GC气相色谱法检测气体转化产生的挥发性脂肪酸(VFAs)浓度。【结果】牛粪和剩余污泥微生物利用H2/CO2气体生成乙酸、乙醇和丁酸等,最高乙酸浓度分别为63 mmol/L和40 mmol/L,明显高于河道底物和产甲烷污泥样品的最高乙酸浓度3 mmol/L和16 mmol/L。牛粪和剩余污泥微生物中含有种类多样化的同型产乙酸菌,剩余污泥中同型产乙酸菌主要为Clostridium spp.、Sporomusa malonica和Acetoanaerobium noterae,牛粪中则为Clostridium spp.、Treponema azotonutricium和Oxobacter pfennigii。【结论】同型产乙酸菌的丰富度和数量两个因素都对复杂微生物群落转化H2/CO2产乙酸效率至关重要;转化H2/CO2得到的富集物可用于合成气发酵产乙酸和乙醇,这为基于混合培养技术的合成气发酵提供了依据。
    9  微宇宙模拟溢油条件下沉积物中蓝细菌多样性
    解翠晓 张凯 孙永革 吕镇梅
    2017, 44(7):1579-1588. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170166
    [摘要](1009) [HTML](109) [PDF 1.35 M](1245)
    摘要:
    【目的】在不同浓度原油胁迫下,研究沉积物中原油降解规律及蓝细菌的响应机制,探讨蓝细菌对原油的耐受程度,并揭示蓝细菌种属结构组成的演替规律,为预测和判断溢油污染是否会造成富营养化等次生环境问题提供依据。【方法】建立微宇宙模拟实验体系,设置未添加原油对照组(CK组)及一系列高浓度原油处理组(25、125和250 g/kg干重,分别为LO组、MO组和HO组),通过气相色谱-氢火焰离子化检测器分析微宇宙培养期间原油降解规律。采用蓝细菌16S rRNA基因分析蓝细菌多样性和丰度变化规律,以及蓝细菌各种属的演替情况。【结果】微宇宙培养第31天时,在最低浓度处理组(LO组)沉积物表层出现片状绿色菌苔,而其他处理组和对照组未出现此现象。蓝细菌16S rRNA基因克隆文库结果表明,在溢油条件下所有处理组的蓝细菌多样性均降低,但有一些种属出现富集,如Oscillatoria和Prochlorococcus等。此外,也监测到大量的不可培养种属,预示着沉积物中可能存在新种属的蓝细菌。【结论】蓝细菌对原油具有较高耐受性,25 g/kg浓度原油会对蓝细菌生长产生刺激作用,且可能进一步引起蓝细菌富集。原油会引起蓝细菌多样性降低,但个别种属会发生富集,说明这些种属对原油具有较高耐受性,甚至发挥重要功能,如Oscillatoria具有固氮功能。本研究在分子水平上研究了蓝细菌对原油的响应,对蓝细菌分子生态研究具有重要意义。
    10  中国南海北部陆坡沉积物古菌多样性及丰度分析
    范习贝 梁前勇 牛明杨 余甜甜 王寅炤 王风平
    2017, 44(7):1589-1601. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170159
    [摘要](1565) [HTML](117) [PDF 1.53 M](2269)
    摘要:
    【目的】海洋沉积物中的古菌在全球生物地球化学循环中充当重要的角色,深入了解沉积物中古菌群落的结构及功能特征是探究海洋沉积物中古菌参与生物地球化学循环和生态学功能的基础。【方法】采用高通量测序技术,分别对南海北部陆坡不同海域(东部,西部和神狐海域的7个站位)沉积物中古菌16S rRNA基因进行Illumina Miseq测序。【结果】中国南海北部陆坡沉积物中古菌的主要门类是Bathyarchaeota、Thermoplasmata、Woesearchaeota (DHVEG-6)、Thaumarchaeota (Marine Group I)、Lokiarchaeota和Marine Hydrothermal Vent Group (MHVG),还存在少量的AK8、Marine Benthic Group A和Terrestrial Hot Spring Crenarchaeota Group (THSCG)等。在潜在水合物区沉积物中还发现了甲烷代谢相关古菌(Anaerobic methanotrophic archaea,ANME)类群,主要为ANME-1、ANME-2ab和ANME-2c等。甲烷代谢古菌的分布特征也从甲烷代谢保守功能基因mcrA (methyl coenzyme-M reductase A)的扩增中得到了验证。利用定量PCR对南海沉积物中的细菌、古菌的16S rRNA基因和mcrA基因进行了定量,发现细菌16S rRNA基因拷贝数为105?107 copies/g (湿重),古菌16S rRNA基因拷贝数为105?106 copies/g (湿重),潜在水合物区mcrA基因拷贝数为103?105 copies/g (湿重)。【结论】揭示了中国南海北部陆坡沉积物中具有丰富的微生物资源,其中古菌种类多样且丰度较高,同时发现冷泉特征古菌群落,为深入认识和理解南海沉积物中微生物丰度和古菌多样性,以及解析古菌地球化学功能奠定基础。
    11  高通量测序解析多环芳烃污染盐碱土壤翅碱蓬根际微生物群落多样性
    李志杰 郭长城 石杰 林匡飞 曹国民 崔长征
    2017, 44(7):1602-1612. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170164
    [摘要](1521) [HTML](108) [PDF 1.56 M](2016)
    摘要:
    【目的】以多环芳烃(PAHs)污染盐碱土壤为对象,分析比较翅碱蓬根际与非根际土壤细菌群落多样性,为植物-微生物联合修复PAHs污染盐碱土壤提供依据。【方法】在胜利油田油井附近采集翅碱蓬根际土壤和无翅碱蓬生长区域的裸地表层土壤,基于高通量测序技术分析样品中微生物群落结构,并进一步运用Real-time PCR解析土壤中PAHs双加氧酶基因丰度。【结果】翅碱蓬根际土壤盐含量为22.51 g/kg,明显低于裸地土壤的40.03 g/kg,土壤pH值差别不大,分别为8.20和8.22;根际土壤有机质和总氮含量分别为24.41 g/kg和1.59 g/kg,C/N值为15,裸地土壤有机质和总氮含量分别为18.80 g/kg和0.71 g/kg,C/N值为26;高通量测序得到根际和裸地土壤样品优质序列分别为53 854条和30 312条,在97%相似水平下,根际土壤样品所得OTU数、Chao 1指数和ACE指数分别为5 934、11 461和15 555,分别高于裸地土壤对应指数的值(4 262、8 262、11 186),序列分析结果显示,根际土壤包含细菌32门758属,多于裸地土样28门676属,翅碱蓬根际土壤群落结构多样性均高于裸地土壤;PAHs污染盐碱土壤中存在丰富的微生物资源,有Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等多种嗜盐碱或耐盐碱微生物,并在根际土壤中检测到了PAHs双加氧酶基因(PAH-RHDα)。【结论】Thioalkalispira、Halothiobacillus、Thiohalophilus等嗜盐碱或耐盐碱微生物是胜利油田PAHs污染盐碱土壤中的优势菌属;翅碱蓬能有效降低根际土壤盐含量并改善C/N值,增加微生物群落结构多样性,提高PAHs关键功能基因的丰度,有助于促进嗜盐碱PAHs降解微生物在PAHs污染盐碱土壤的生物修复中发挥作用。
    12  一株红球菌(Rhodococcus sp.)二噁英降解质粒的稳定性与接合转移特性
    孙娇 杨海燕 李力
    2017, 44(7):1613-1621. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170129
    [摘要](1252) [HTML](105) [PDF 1.28 M](1261)
    摘要:
    【目的】考察一株红球菌Rhodococcus sp. strain p52中的二噁英降解质粒pDF01 (170 kb)和pDF02 (242 kb)的稳定性和接合转移特性。【方法】在无选择压力的条件下对菌株p52进行连续传代培养,考察质粒pDF01、pDF02的丢失;以菌株p52为供体菌,以不同种属的菌株作受体菌,通过平板接合实验探讨质粒pDF01、pDF02接合转移的受体菌范围以及接合转移频率,利用菌落杂交、Southern杂交对质粒转移结果进行确认,利用降解实验测试转移质粒降解基因的表达。【结果】质粒pDF01和pDF02在红球菌p52中均具有较高的稳定性,在LB培养基上连续传代少于47次时pDF02可保持,连续传代少于65次时pDF01可保持。质粒pDF01和pDF02具备在同属和属间接合转移的能力,可向受体菌——紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)、红串红球菌(Rhodococcus erythropolis)、大地两面神菌(Terrabacter tumescens)和节杆菌(Arthrobacter sp.)转移,其中以节杆菌作受体菌时质粒pDF01和pDF02接合转移频率最高,达到3.5×10?6 (接合子/受体菌);对节杆菌接合子质粒进行Southern杂交进一步确认了质粒pDF01、pDF02的存在。另外获得质粒pDF01、pDF02后的节杆菌接合子可以对二苯并呋喃高效利用,且降解能力与红球菌供体菌株p52相当。【结论】红球菌菌株p52可通过降解质粒转移强化生物修复过程,在去除环境中二噁英污染中具有良好的应用前景。
    13  来源于海洋细菌Altererythrobacter epoxidivorans CGMCC 1.7731T的新型碱性酯酶E22的酶学性质
    戎振 霍颖异 徐曹狄 简书令 王春生 许学伟
    2017, 44(7):1622-1630. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170167
    [摘要](1194) [HTML](117) [PDF 1.91 M](1477)
    摘要:
    【目的】克隆表达海洋细菌Altererythrobacter epoxidivorans CGMCC 1.7731T中的酯酶基因e22,并研究其酶学性质。【方法】分析菌株的全基因组序列,筛选获得一个酯酶基因e22,将其克隆至pET-28a载体上,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)细胞中表达,研究纯化后表达产物的酶学性质。【结果】通过氨基酸序列分析,确定酯酶E22属于脂类水解酶第二家族(Family II)。酶学性质研究结果表明,该酶最适反应底物为对硝基苯酚丁酸酯(C4);最适反应pH 10.5,为碱性酯酶;最适反应温度为55 °C,并在60 °C孵育2 h后仍保留超过50%的活性,显示了良好的热稳定性;1%甲醇、1% Triton X-100或0.1% SDS对酯酶E22的活性无显著影响,而10 mmol/L的Ba2+或Ca2+则对其活性有抑制作用。【结论】E22是一个新型海洋来源酯酶,具有耐碱性、热稳定性、有机溶剂和去垢剂耐受性等优良特性,在工业生产中具有较好的应用潜力。
    14  铬还原菌的分离筛选及其在微生物燃料电池生物阴极中的应用
    牛永艳 陈正军 赵帅 李祥锴
    2017, 44(7):1631-1638. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170104
    [摘要](1159) [HTML](114) [PDF 746.85 K](1467)
    摘要:
    【目的】水溶性的Cr(VI)对环境及人类造成的危害是社会亟待解决的问题。从Cr(VI)还原菌株的分离筛选、还原特性的分析和在微生物燃料电池中的应用方面为六价铬污染水体的微生物修复提供科学依据和新的方法。【方法】从黄河兰州段排污口采集样本,用平板法分离筛选获得具有Cr(VI)还原能力的菌株,并将Cr(VI)还原能力最强的LZU-26菌株应用到微生物燃料电池中,检测其产电能力和Cr(VI)还原特性。【结果】共分离得到21株具有Cr(VI)还原能力的菌株,其中LZU-26菌株Cr(VI)还原能力最强,属于Cellulosimicrobium cellilans。0.4 mmol/L初始Cr(VI)在LZU-26的作用下24 h铬还原率可达到95.89%,在48 h后达99.97%。将LZU-26运用在微生物燃料电池生物阴极,所获得的最大电压和最大功率密度分别为68 mV和6.8 W/cm2。生物阴极Cr(VI)还原率(68.9%)也远高于化学阴极(14.7%)和对照组(2.7%)。【结论】利用Cr(VI)还原菌作为微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水,将会是一种高效、节能和环境友好的方法。
    15  黄翅大白蚁后肠几丁质降解微生物的分离与鉴定
    孙新新 李净净 宁娜 谭慧军 倪金凤
    2017, 44(7):1649-1654. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170062
    [摘要](1233) [HTML](113) [PDF 1.50 M](1351)
    摘要:
    【目的】从培菌白蚁——黄翅大白蚁后肠微生物菌群中分离能降解几丁质的细菌。【方法】以胶体几丁质为唯一碳源,根据胶体几丁质水解透明圈的大小进行筛选。通过形态学、生理生化以及16S rRNA基因序列分析进行菌株鉴定。【结果】从黄翅大白蚁肠道中筛选到8株能够降解胶体几丁质的细菌,它们分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、指孢囊菌属(Dactylosporangium)、黄杆菌属(Flavobacterium)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)。8株菌均具有几丁质酶、β-葡萄糖苷酶和内切葡聚糖酶活性。【结论】从黄翅大白蚁后肠中获得8株能够降解胶体几丁质并具有其他碳水化合物降解酶活性的细菌,这一研究为了解白蚁肠道微生物协助白蚁消化食物机制提供了依据。
    16  渤海沉积物产脂肪酶细菌的筛选及其多样性分析
    伍朝亚 孟宪刚 李岩 曲慧敏 解志红
    2017, 44(7):1655-1667. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170034
    [摘要](1164) [HTML](107) [PDF 1.14 M](1317)
    摘要:
    【目的】从渤海沉积物中分离筛选产脂肪酶细菌,分析其物种多样性,增加人们对渤海生态系统中产脂肪酶菌多样性的认识,获取高效产脂肪酶菌株,为海洋产脂肪酶微生物的挖掘提供菌群资源。【方法】分别将8个渤海沉积物样品梯度稀释涂布至吐温-80筛选平板和三丁酸甘油酯筛选平板,选择性分离产脂肪酶细菌;分析基于16S rRNA基因序列的系统发育关系,揭示这些细菌的分类地位和遗传多样性;利用对硝基苯酚法测定胞外脂肪酶活性,筛选出高效产脂肪酶菌株。【结果】从8个渤海沉积物样品中分离获得51株产脂肪酶细菌,这些菌株隶属于Bacteroidetes、Proteobacteria和Firmicutes三个门的8个属,其中Pseudoalteromonas (35.2%)、Marinobacter (23.5%)和Sulfitobacter (17.6%)是优势菌群;脂肪酶酶活性实验表明所有测定菌株都能够分泌脂肪酶,菌株70623分泌的脂肪酶酶活最高,为42.4 U/mL。【结论】渤海沉积物中可培养产脂肪酶细菌类群较为丰富,Pseudoalteromonas、Marinobacter和Sulfitobacter菌株是优势菌群,测定菌株所产胞外脂肪酶能力不同,获得了一株高效产脂肪酶菌株Marinobacter sp. 70623。
    17  微生物铬转化和抗性机制与生物修复研究进展
    夏险 李明顺 武士娟 王革娇
    2017, 44(7):1668-1675. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160949
    [摘要](1210) [HTML](138) [PDF 891.66 K](1581)
    摘要:
    铬(Chromium,Cr)是过渡金属元素,在自然界中以六价[CrO42?,Cr2O72?,Cr(VI)]和三价[Cr(OH)3,Cr(III)]为主。很多微生物在长期铬胁迫的条件下,进化出了一系列铬转化和抗性机制。微生物对铬的转化包括Cr(VI)的还原和Cr(III)的氧化。微生物的Cr(VI)还原可以将毒性强的六价铬转化为毒性弱或无毒的三价铬,这类微生物有较强的土壤和水体铬污染治理潜力。Cr(III)的氧化也在铬的生物地球化学循环过程中起着至关重要的作用。除了Cr(VI)的还原,微生物对铬的抗性机制还有:(1) 减少摄入;(2) 外排;(3) 清除胞内氧化压力;(4) DNA修复。本文主要介绍微生物的铬转化和抗性机制,以及其在铬污染生物修复中应用的最新研究进展。
    18  基于功能基因的微生物碳循环分子生态学研究进展
    刘洋荧 王尚 厉舒祯 邓晔
    2017, 44(7):1676-1689. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160941
    [摘要](1366) [HTML](143) [PDF 413.77 K](3288)
    摘要:
    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。
    19  滨海深古菌的研究进展
    陈玉连 潘杰 周之超 王风平 李猛
    2017, 44(7):1690-1698. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170173
    [摘要](1253) [HTML](115) [PDF 777.92 K](2257)
    摘要:
    深古菌(Bathyarchaeota),原名MCG (Miscellaneous Crenarchaeotal Group)古菌,是一类至今未被分离培养的古菌,普遍存在于海洋和陆地环境中。深古菌具有极高的种群多样性,目前已发现多达23个亚群。深古菌具有多种生理生化功能,能降解蛋白质、多聚碳水化合物、脂肪酸、芳香族化合物和甲基化合物等有机质,参与甲烷代谢循环,产乙酸,异化还原亚硝酸盐和硫酸盐,很可能是地球碳元素循环的重要驱动力之一。本文简要概述了深古菌的研究发展历史,阐述了深古菌的分子系统发育分析、分布和基于基因组的生理特征研究的最新进展,总结了滨海深古菌的研究现状,并对滨海深古菌研究的发展方向进行了分析和展望。
    20  微生物腐蚀及腐蚀机理研究进展
    黄烨 刘双江 姜成英
    2017, 44(7):1699-1713. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170197
    [摘要](1371) [HTML](162) [PDF 3.61 M](2870)
    摘要:
    在不同的环境中,不同种类的微生物能在材料上附着繁殖,其生命活动会引起或加剧材料的腐蚀。根据种类及功能的不同,腐蚀微生物可以分为硫酸盐还原菌、硫氧化菌、产酸菌、铁氧化细菌、铁还原细菌、硝酸盐还原菌以及产粘液细菌等。微生物腐蚀几乎能使所有现用的材料受到严重影响,破坏材料的结构与性能,在建筑、运输管道、工业环境(石油化工等)以及海洋环境中造成巨大的安全隐患和财产损失。本文概述了目前发现的腐蚀相关微生物的类群和特性,以及相对应的微生物腐蚀机理,为防护和控制材料的微生物腐蚀提供理论指导。
    21  非典型氧化亚氮还原酶基因nosZ II研究进展
    李冀 朱莹 张晓君
    2017, 44(7):1714-1719. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170177
    [摘要](1297) [HTML](109) [PDF 461.36 K](1526)
    摘要:
    氧化亚氮(N2O)是一种强力温室气体,能够破坏臭氧层。微生物含有的nosZ基因能够编码氧化亚氮还原酶,该酶可还原N2O成为无害的N2,因而对环境中nosZ基因的研究成为气候变化研究的一个热点。最近研究者对全基因组序列分析的结果揭示了一类新型nosZ基因(非典型nosZ II基因)存在于更为广泛和多样的氮代谢微生物当中,这类nosZ编码的蛋白能够起到氧化亚氮还原酶的作用,并且广泛存在于多样的自然环境中。然而,针对含有非典型nosZ II基因的微生物的相关研究还很不全面,这类微生物发挥作用的环境条件以及在N2O还原过程中的特性仍然未知。本文主要综述了非典型nosZ II基因与典型nosZ I的主要差异、在环境中的分布情况以及未来研究方向的展望等。
    22  多环芳烃的真菌漆酶转化及污染土壤修复技术
    林先贵 吴宇澄 曾军 李烜桢 张晶 尹睿
    2017, 44(7):1720-1727. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170036
    [摘要](1115) [HTML](121) [PDF 4.08 M](1393)
    摘要:
    漆酶可以转化多种有机污染物,在环境保护领域具有广泛的应用潜力。二十年来,通过多学科协同研究,对真菌漆酶转化多环芳烃的机制、特征等各方面的认识不断深入。基于漆酶等真菌木质素分解酶的污染土壤修复技术不断发展,并逐渐走向田间应用。本文首先介绍了真菌漆酶的一般作用机制与多环芳烃转化特征,结合我们的相关研究提出了漆酶作用下多环芳烃在土壤中的迁移模式;其次介绍了利用漆酶氧化原理修复污染农田土壤的潜力,着重对利用农业废弃物进行真菌生物刺激的修复实践进行了评述;最后,就漆酶转化多环芳烃基础研究中的若干重要问题进行了思考,并展望了真菌及其漆酶系统在污染土壤修复应用中的发展方向。
    23  微生物对硒的还原及其产物的应用研究进展——纪念硒发现200周年
    王丹 夏险 王革娇 郑世学
    2017, 44(7):1728-1735. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.170109
    [摘要](1198) [HTML](149) [PDF 726.81 K](1888)
    摘要:
    硒是生命必需的微量元素,以硒代半胱氨酸(Sec,第21位氨基酸)和硒代甲硫氨酸(Se-Met)的形式加入到硒蛋白(酶)中。人畜硒摄入过量或不足均会导致很多疾病。微生物参与了Se(?II)、Se(0)、Se(IV)和Se(VI)等各种价态间的转化。本文主要综述微生物对硒的还原及其生物学意义。微生物对硒的还原包括同化还原、异化还原以及在还原基础上进行的硒的甲基化。硒的同化还原主要是形成各种硒蛋白,满足微生物自身对硒的需求,食源性微生物对人畜补硒具有重要意义。高浓度硒酸盐和亚硒酸盐则可促使微生物进行异化还原并形成单质纳米硒颗粒。有的微生物会将还原态的Sec和Se-Met进一步转化为挥发态的甲基化硒。硒的异化还原和甲基化都是解毒机制,在硒污染环境的治理中具有重要意义。最后,阐述了单质纳米硒在医药、生物传感器和治理重金属污染等方面的应用前景,以及微生物合成CdSe荧光量子点的应用。
    24  多聚磷酸盐:菌体内多功能调控子和环境压力守护者
    马芮 苏莉 宋宇昊 王莹莹
    2017, 44(7):1736-1746. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160880
    [摘要](1101) [HTML](112) [PDF 477.30 K](1979)
    摘要:
    多聚磷酸盐(polyP)是由几个到上百个磷酸基团组成并由高能磷酸酐键连接的链状无机化合物,广泛地存在于所有生命体中。研究表明,polyP在不适宜的生存条件下会在菌体内聚集,使菌对环境压力有极强的耐受性,它与其相关的酶PPK、PPX、pppGpp等一起作出应激反应;在寡营养环境下,polyP作为能量和磷源库,和RpoS、Lon蛋白及σ因子等一起参与一系列饥饿压力应答,这种存活机制与寡营养菌的生活方式类似。这些反应得益于polyP链状的灵活性和高荷电性,但是其具体的调控机理仍很少为人所知。本文阐述了以4',6-二脒基-2-苯基吲哚(4',6-Diamidino-2-phenylindole,DAPI)为基础的荧光染色方法进行菌体内polyP的定性(荧光或电子显微镜)和定量(荧光分光光度计),重点归纳分析了以polyP为核心的关于细菌适应恶劣生存环境的代替机制。
    25  微生物降解呋喃丹的研究进展
    金文 吴广 姜万奎 杨战功 周义东 闫新 李顺鹏 洪青
    2017, 44(7):1747-1754. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.160898
    [摘要](997) [HTML](110) [PDF 543.48 K](1316)
    摘要:
    呋喃丹(2,3-二氢-2,2-二甲基-7-苯并呋喃基甲氨基甲酸酯)是一种曾被广泛应用于农业生产的氨基甲酸酯类杀虫剂。虽然呋喃丹现在是我国的限制使用农药品种,但是它的残留仍然破坏生态环境和威胁人体健康。微生物降解是消除环境中呋喃丹污染的有效手段,但是目前对微生物降解呋喃丹的分子机制还未阐明。本文从微生物菌株资源、降解途径、关键酶和基因等几个方面综合阐述了国内外对微生物降解呋喃丹的最新研究进展,为呋喃丹污染环境的生物修复提供参考。

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