2020年第47卷第9期文章目次

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  • 1  微生物生态学驱动社会与经济“绿色高效发展”
    刘学端
    2020, 47(9):2681-2682. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.207009
    [摘要](333) [HTML](240) [PDF 778.34 K](310)
    摘要:
    面对物种数量繁多、生态分布广泛、生态功能强大的微生物资源,微生物生态学的任务一方面在于不断发现和认识这类生命“暗物质”及其存在机制,另一方面要充分挖掘和利用这些微生物资源。微生物生态学的应用从最早的混合发酵发展到极端微生物资源利用、微生物生态制剂开发甚至合成微生物生态等多个领域。2019年10月在湖南省长沙市举行的“中国生态学学会微生物生态专业委员会学术年会”设立了3个与微生物生态学应用相关的分会场,本期《微生物学通报》也开辟了“人工生态系统微生物”栏目,展现了我国微生物生态学在资源、能源和环境等应用领域的成果,让我们看到了其成为社会与经济“绿色高效发展”重要驱动力的希望。
    2  微生物“暗物质”研究曙光
    杨云锋
    2020, 47(9):2683-2684. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.205009
    [摘要](332) [HTML](266) [PDF 5.63 M](341)
    摘要:
    微生物是地球上生命的主体之一,拥有丰富多彩的代谢途径,在一定程度上塑造了今天的地球。由于绝大部分环境中的微生物无法被分离和培养,微生物被喻为生命物质中的“暗物质”。近年来,迅猛发展的测序技术有力地推动了微生物“暗物质”的研究。依托2019年10月在湖南省长沙市举行的中国生态学学会微生物生态专业委员会学术年会,《微生物学通报》组织了“微生物生态学主题刊”,展现了我国微生物生态学研究的部分最新进展和成果,揭示了微生物的群落组成、功能的新视角和新技术方法。
    3  南海环境微生物对聚球藻有机物质的响应
    谢睿,王煜,焦念志,郑强
    2020, 47(9):2685-2696. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200306
    [摘要](285) [HTML](260) [PDF 1.75 M](451)
    摘要:
    【背景】海洋浮游植物产生的有机物质与异养细菌之间的相互作用是上层海洋物质和能量循环过程中的重要组成部分。【目的】探究寡营养海域微生物群落对聚球藻有机物(Synechococcus- derived organic matter,SOM)的响应和代谢利用过程,加深对海洋微生物介导的生物地球化学循环过程的认识。【方法】利用南海海域微生物群落,添加聚球藻有机物质后黑暗培养,对培养过程中有机碳、营养盐和活性微生物群落结构的变化进行追踪。【结果】在短期的培养过程中,有60%?73%的SOM被微生物所利用。γ-变形菌(Gammaproteobacteria)在培养过程中响应最快,也是最优势微生物类群。SOM的加入改变了原位微生物群落结构,并且随着活性有机物质逐步被消耗,微生物群落结构也发生了演替。【结论】SOM中的大部分物质都属于活性有机物质,可以快速地被微生物所降解利用。不同微生物类群响应不同生物可利用性有机物质,推动了海洋物质和能量的循环。
    4  不同寡营养培养条件下南海水体细菌群落结构及其对碳源的利用特征
    庄康,胡晓娟,曹煜成,许云娜,张建设,文国樑
    2020, 47(9):2697-2710. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190875
    [摘要](329) [HTML](323) [PDF 1.12 M](357)
    摘要:
    【背景】绝大多数海洋微生物不可培养,为挖掘海洋生态系统中可培养的微生物资源,研究者尝试寡营养培养等方法。【目的】比较不同寡营养培养条件下南海水体细菌数量、群落结构及其对碳源的利用特征差异。【方法】采用原2216E培养液(Y)、稀释10倍(Y-10)和稀释50倍(Y-50)的2216E培养液培养南海海水样品,用荧光定量PCR法和16S rRNA基因检测细菌数量和菌群结构;利用平板计数法计数异养细菌的数量,纯化鉴定可培养细菌;采用Biolog EcoPlateTM微板法分析不同培养基中细菌群落对碳源的利用特征。【结果】Y组细菌总数高于Y-10组和Y-50组,差异不显著(P>0.05),但异养细菌数量显著高于Y-10组和Y-50组(P<0.05)。16S rRNA基因测序结果表明,不同稀释倍数下的细菌群落结构差异明显,Y组检测出10门193属,优势类群为Proteobacteria (56.44%)和Bacteroides (37.27%);Y-10组检测出15门220属,优势类群为Proteobacteria (40.30%)、Bacteroides (36.91%)和Firmicutes (17.30%);Y-50组检测出14门226属,优势类群为Proteobacteria (45.19%)、Bacteroides (25.29%)、Planctomycetes (13.58%)和Firmicutes (11.21%)。通过平板培养,Y组和Y-10组均分离到6属14株优势菌,Y-50组分离到7属13株优势菌,其中,Bacillus为其共有的优势菌属,稀释10倍培养液筛得的Microbacterium (1株)、Vibro (1株)、Idiomarina (1株)、Halobacillus (1株)共4株优势菌和稀释50倍培养液筛得的Alcanivorax (1株)、Sulfitobacter (1株)、Alteromonas (1株)、Pseudomonas (1株)、Exiguobacterium (2株)、Vibro (3株)共9株优势菌不同于原培养液。通过寡营养培养,可培养细菌群落的代谢活性和McIntosh指数显著增加(P<0.05),其对聚合物、羧酸、氨基酸、糖类的利用率也显著提高(P<0.05)。【结论】通过寡营养培养能增加细菌群落的丰富度和多样性,提高可培养细菌的代谢活性和对碳源尤其是聚合物、羧酸、氨基酸和糖类的利用率,分离纯化可获得原培养基未筛选得到的细菌。因此,在南海远洋海域可培养细菌样品的采集及复苏时,可通过寡营养培养法获得更丰富的南海可培养微生物资源。
    5  海洋沉积物中铁还原细菌组成及异化铁还原与产氢性质分析
    刘洪艳,刘淼,袁媛
    2020, 47(9):2711-2719. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200669
    [摘要](232) [HTML](296) [PDF 788.78 K](361)
    摘要:
    【背景】一些铁还原细菌具有异化铁还原与产氢的能力,该类细菌在环境污染修复的同时能够解决能源问题。【目的】从海洋沉积物中富集获得异化铁还原菌群,明确混合菌群组成、异化铁还原及产氢性质。获得海洋沉积物中异化铁还原混合菌群组成,分析菌群异化铁还原和产氢性质。【方法】利用高通量测序技术分析异化铁还原菌群的优势菌组成,在此基础上,分析异化铁还原混合菌群在不同电子供体培养条件下异化铁还原能力和产氢性质。【结果】高通量数据表明,在不溶性氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体厌氧培养条件下,混合菌群的优势菌属主要是梭菌(Clostridium),属于发酵型异化铁还原细菌。混合菌群能够利用电子供体蔗糖、葡萄糖以及丙酮酸钠进行异化铁还原及发酵产氢。葡萄糖为电子供体时,菌群累积产生Fe(II)浓度和产氢量最高,分别是59.34±6.73 mg/L和629.70±11.42 mL/L。【结论】异化铁还原混合菌群同时具有异化铁还原和产氢能力,拓宽了发酵型异化铁还原细菌的种质资源,探索异化铁还原细菌在生物能源方面的应用。
    6  马里亚纳海沟不同深度水样微生物分离与多样性分析
    黄莹,秦纹静,戴红,张汝毅,全哲学
    2020, 47(9):2720-2731. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200064
    [摘要](348) [HTML](428) [PDF 1.09 M](564)
    摘要:
    【背景】马里亚纳海沟挑战者深渊是地球表面最深点,认识其微生物群落结构和分离培养的微生物对挖掘新的微生物资源具有重要意义。【目的】对马里亚纳海沟不同深度水样进行细菌分离培养,并与这些样品的微生物群落结构进行比较,认识进一步要分离培养的微生物类型。【方法】采用不同培养基对马里亚纳海沟两个站位不同深度水样进行细菌分离培养,并通过Illumina Miseq高通量测序分析各个水样的细菌和古菌的群落结构。【结果】从来自两个站位不同深度的6个水样样品中分离获得783株细菌,属于4个门6个纲28个属。其中,变形菌门占主导地位,67.8%的菌株属于γ-变形菌纲。分离获得的菌株主要属于亚硫杆菌属、假单胞菌属和交替假单胞菌属,它们在这些样品中广泛分布,且在高通量测序结果中也能检测到。高通量测序结果表明除浅层样品优势微生物为蓝细菌外,其他样品以变形菌门占主导;不同深度样品的微生物群落结构存在较大差异。【结论】马里亚纳海沟不同深度水样中不仅分离培养出了相对丰度较高的一些细菌属,也分离得到一些相对丰度较低的微生物类型。从马里亚纳海沟水样中分离培养获得的细菌菌株资源将用于功能微生物和功能酶挖掘等相关研究,这有利于深渊微生物资源挖掘。
    7  粉粒氨氮和水分影响浮霉菌门群落的空间分化
    魏亚茹,王怡静,马巧丽,李千雪,李传虹,李新,夏晶晶,芦燕,于景丽,希尼尼根
    2020, 47(9):2732-2745. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200338
    [摘要](230) [HTML](275) [PDF 1.89 M](339)
    摘要:
    【背景】来自浮霉菌门(Planctomycetes)的厌氧氨氧化菌是高氨污染系统安全脱氮的生态友好型微生物,但关于特定生态梯度下Planctomycetes群落结构功能的空间分化以及驱动分化的主要环境因子等问题尚未引起关注。【目的】阐明Planctomycetes群落结构空间分化及影响其分化的主要环境因子。【方法】运用16S rRNA基因高通量测序手段检测温带半干旱区河流系统砂质及粉质沉积物、粉砂质及粉质土壤Planctomycetes群落结构的空间分布变化,统计学方法分析粉粒等理化因子对Planctomycetes群落结构功能分化的影响。【结果】OM190_ub_o_o. o1种群主要分布在寡营养的砂质沉积物中,仅由砂粒正向驱动;OM190_o_o_o. o2和SM1A02. ub5种群主要分布在中营养的粉砂质土壤中,由水分和pH等正向驱动;AKYG587. ub3、Pla4_lineage_o_o_o. o6、Singulisphaera o7、Singulisphaera ub8、Planctomycetaceae_u. ub9种群主要分布在全营养粉质土壤中,由黏粒、粉粒、盐度、有机碳、全氮、全磷、硝态氮正向驱动;Phycisphaera ub4种群虽优先分布在中营养的粉砂质土壤中,但表现出由中营养向全营养过渡的分布趋势,由硝态氮负向驱动;全部种群都由氨氮负向驱动。变异分析表明粉粒、氨氮、水分贡献了Planctomycetes群落结构变化52.7%、10.4%、10.3%的变异度。【结论】温带半干旱区河流系统Planctomycetes群落存在明显的空间分化特征,沉积物/土壤粉粒、氨氮和水分是驱动Planctomycetes群落结构及功能变异的主要因子,全营养粉质土壤中的Planctomycetes群落可能为附着型异养反硝化菌,寡营养粉砂质土壤中的Planctomycetes群落可能为对氨氮及硝态氮有高度亲和力的游离型自养氨氧化或反硝化菌,这为氨氧化或反硝化相关Planctomycetes群落高效应用于高氨等污染系统的生物脱氮提供了科学依据。
    8  青藏高原冰川棘豆(Oxytropis glacialis)内生菌核心微生物组的界定及其互作网络分析
    许国琪,刘怡萱,曹鹏熙,刘星
    2020, 47(9):2746-2758. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200307
    [摘要](221) [HTML](363) [PDF 1.56 M](365)
    摘要:
    【背景】植物内生菌(endophyte)对寄主植物的益生作用有利于植物的生存与扩散,而菌群互作网络为内生菌生态功能的实现提供了基础保障。【目的】了解影响西藏畜牧业发展的主要疯草冰川棘豆(Oxytropis glacialis)内生菌核心微生物组及其菌群互作网络,为青藏高原疯草类有毒植物的科学治理和利用提供基础参考依据。【方法】利用高通量测序技术分析冰川棘豆中内生菌核心微生物组,构建内生菌相关性网络,并以与苦马豆素代谢相关内生菌为例分析冰川棘豆内生菌的互作模式。【结果】内生细菌测序共得到175 791条有效序列,注释到428个细菌OTU,分属于19个门和267个属;内生真菌测序共得到757 113条有效序列,注释到391个真菌OTU,分属于7个门和149个属。Venn图分析表明,根、叶组织的核心内生细菌菌属数目(54、62)大于核心内生真菌(22、13),根组织中的核心内生菌种类与叶组织相当(76、75)。系统发育树分析表明,冰川棘豆中存在产生苦马豆素内生真菌链格孢属(Alternaria)和降解苦马豆素的内生细菌短波单胞杆菌属(Brevundimonas)。相关性网络分析表明,内生菌菌群间以正向反馈的互作网络关系为主,核心菌群可能主要通过间接性的互作方式将影响传递到微生物群落,其中链格孢属与短波单胞杆菌属作为核心菌属通过间接性的显著相关关系(|r|>0.6,P<0.01)参与菌群间互作网络。【结论】冰川棘豆核心菌群以间接的方式参与内生菌菌群间的互作网络,高度的菌属连接性为内生菌生态功能的实现提供可能。
    9  大兴安岭典型永久冻土土壤细菌群落组成和多样性
    余炎炎,李梦莎,刘啸林,尹伟平,李国富,穆立蔷,崔晓阳,程智超
    2020, 47(9):2759-2770. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200223
    [摘要](289) [HTML](333) [PDF 1.19 M](396)
    摘要:
    【背景】土壤微生物是土壤生物中的重要成分,参与了土壤生态系统中关键的生物化学循环过程。但是关于寒温带多年冻土土壤微生物的研究还比较薄弱。【目的】探究大兴安岭多年冻土土壤中微生物的多样性和种群结构。【方法】利用Miseq高通量测序技术对黑龙江大兴安岭地区呼中保护区落叶松冻土和樟子松林冻土土壤样品进行测序。【结果】在落叶松冻土和樟子松林冻土土壤中,相对丰度最高的优势菌群的组成基本一致,在门水平有疣微菌门(Verrucomicrobia)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿菌门(Chlorobi)、Parcubacteria、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes) 10个细菌门类,其中,疣微菌门(Verrucomicrobia)在樟子松林土壤中的相对丰度较多,变形菌门(Proteobacteria)在落叶松林土壤中的相对丰度较多。通过α多样性分析可知,落叶松冻土土壤微生物的群落多样性高于樟子松林冻土,而且两者的细菌群落组成与结构差异性较大。【结论】为深入认识大兴安岭多年冻土区的土壤微生物群落结构组成以及影响因素提供数据支撑。
    10  云南岩溶断陷盆地土地利用方式对丛枝菌根真菌群落结构的影响
    邱江梅,曹建华,李强
    2020, 47(9):2771-2788. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200259
    [摘要](240) [HTML](272) [PDF 10.95 M](333)
    摘要:
    【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)是一类能与绝大部分植物形成共生关系的真菌,在植被演替和生态恢复过程中发挥重要作用。【目的】了解云南岩溶断陷盆地不同土地利用方式对AMF群落结构的影响。【方法】采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对云南岩溶断陷盆地林地、灌丛和草地等3种土地利用方式土壤样品的AMF群落结构进行分析。【结果】草地总磷(total phosphorus,TP)、速效钾(available potassium,AK)、交换性镁(exchangeable magnesium,E-Mg)、电导率(electrical conductivity,EC)和土壤温度(temperature,T)显著高于林地和灌丛,林地总氮(total nitrogen,TN)和有机碳(soil organic carbon,SOC)含量显著高于灌丛和草地。TN、SOC、AK和EC是AMF群落结构最主要的影响因子。草地样品的Chao1、ACE、Shannon和Observed species指数显著高于林地和灌丛样品,尽管Simpson指数差异不显著,但是也表现出了类似的变化趋势。9个土壤样品共产生953个AMF-OTU,鉴定出AMF 3个纲4个目9个科13个属。Glomeromycetes和Paraglomeromycetes为优势纲;Glomus和Paraglomus为优势属,其次为Claroideoglomus、Acaulospora和Diversispora。Glomus和Diversispora主要分布在草地和灌丛中,随着演替的进行其相对丰度有所下降,而Paraglomus的相对丰度逐渐上升。【结论】云南岩溶断陷盆地土地利用方式的AMF群落结构具有显著差异,土壤理化因子是重要的影响因素。
    11  农牧交错带草地土壤剖面微生物总量、多样性和互作网络的垂直分布特征
    杜雄峰,厉舒祯,冯凯,何晴,王朱珺,吴悦妮,王丹蕊,彭玺,王尚,邓晔
    2020, 47(9):2789-2806. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200465
    [摘要](222) [HTML](286) [PDF 3.35 M](332)
    摘要:
    【背景】草地土壤微生物是维持草地生态系统功能和稳定的关键要素之一,探寻微生物在土壤剖面的垂直分布特征和构建规律对于理解其在草地生态系统的作用至关重要。【目的】在80 cm深的土壤剖面内,全面分析微生物的总量、多样性和物种间的相互作用网络表现出的垂直分布特征。【方法】基于内蒙古农牧交错带上典型草原土壤中原核微生物的定量和高通量测序数据,比较微生物的总量和多样性,使用分子生态网络方法(molecular ecological network approach,MENA)探究微生物相互作用网络的垂直变化。【结果】原核生物的总量和多样性随深度增加而逐渐降低,且群落结构变异沿土壤剖面逐渐增大。网络结构在表层最为复杂,微生物物种间联系紧密;随着深度的增加,微生物间紧密的关联会逐渐变稀疏,网络结构变得简单。此外,酸杆菌是当地土壤生态系统中的优势种群以及网络核心微生物物种,可能对土壤生态服务功能的稳定发挥具有重要的作用。【结论】原核微生物的总量、多样性和物种间的互作网络都表现出高度一致的垂直变化规律,即总量、多样性与深度成负相关,且其群落结构变异会逐渐扩大,同时微生物网络相关性会减弱。这些结果为我们提供了微生物动态变化的重要见解,对典型农牧交错带草地的生态保护具有一定的参考价值。
    12  水分驱动半干旱区河流沉积物/土壤厌氧绳菌群落的空间异质性
    王怡静,夏晶晶,于景丽,希尼尼根,李传虹,李新,芦燕
    2020, 47(9):2807-2821. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200247
    [摘要](216) [HTML](238) [PDF 2.20 M](275)
    摘要:
    【背景】厌氧绳菌纲、目、科及属是海洋沉积物和湿地土壤中优势的微生物类群,但关于特定水分梯度下河流沉积物/土壤厌氧绳菌群落是否存在空间异质性及核心环境驱动力等问题尚不明晰。【目的】阐明蒙古高原半干旱区河流系统水生、湿生、旱生环境梯度下厌氧绳菌群落的空间异质性及环境驱动力,探明干旱胁迫下萎缩型河流湿地复湿过程中厌氧绳菌群落的指示作用。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序及相关性和变异权重分析等方法研究河流系统水分梯度下沉积物/土壤厌氧绳菌群落不同种群的组成、丰度、分布及其环境驱动力。【结果】厌氧绳菌群落15个种群主要分布在水生及湿生环境,由水分、氨氮、砂粒及pH正向驱动,由盐度、全氮、全磷、粉粒和黏粒等负向驱动(uncultured_us15由砂粒和氨氮负向驱动及粉粒和盐度正向驱动除外);9个和6个厌氧绳菌种群分别由总有机碳正向和负向驱动。变异权重分析表明水分、氨氮、盐度、有机碳、pH分别解释了厌氧绳菌群落空间变异的64.8%、8.9%、7.5%、2.2%、1.7%。【结论】蒙古高原半干旱区厌氧绳菌群落存在明显的空间异质性,偏好高水砂、高氨、高pH等水生和湿生环境,不耐受盐度和营养偏高的旱生环境,由水分核心驱动,可能为自养异养混合的游离型氨氧化细菌,是干旱胁迫下萎缩型河流湿地水分恢复过程的重要指示生物。
    13  两种气候条件下不同有机质含量农田黑土真菌群落结构特征
    侯萌,陈一民,焦晓光,孙波,隋跃宇
    2020, 47(9):2822-2832. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200740
    [摘要](263) [HTML](319) [PDF 814.80 K](326)
    摘要:
    【背景】东北黑土土壤肥沃,有机质含量丰富,是我国重要的粮食生产基地,同时也是受气候变化影响的敏感区。土壤微生物对环境因子变化的响应敏感,并且与土壤肥力密切相关,因此,研究环境因子改变对土壤微生物的影响有助于维持农田黑土生产力。【目的】探究有机质含量与气候条件对农田黑土真菌群落结构、多样性的影响,为全球气候变化条件下黑土区农业可持续发展提供重要基础数据和理论依据。【方法】利用黑土空间移位试验,采用Illumina Miseq测序技术对农田黑土真菌种类进行预测,并对其进行多样性和群落结构分析。【结果】两种气候条件下不同有机质含量农田黑土真菌种类均较丰富,土壤有机质含量对真菌多样性指数的影响不大,气候条件和施肥对真菌多样性的影响较大。在已知的真菌群落中,5种不同有机质农田黑土的优势菌门均为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和接合菌门(Zygomycota),占总序列的92.5%。在气候较冷条件下,OTU数量、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数均出现不同程度的降低;施肥也会降低各有机质含量农田黑土中真菌物种数量和多样性,但是降低幅度随有机质含量升高而逐渐减小。气候因子、有机质含量、全氮、施肥和pH是影响不同有机质含量农田黑土中真菌群落结构发生变化的主要因素。【结论】有机质含量、施肥和气候均一定程度上改变了农田黑土中真菌群落多样性和群落结构。气候条件和施肥对农田黑土真菌群落结构影响较大,而有机质含量对其影响较小,但前两者的影响会随土壤有机质含量的增加而呈减弱趋势。这些影响在子囊菌门群落结构中表现明显。
    14  长期不同施肥措施下岩溶水稻土可培养细菌群落变化及其主要影响因素
    严嘉慧,周岐海,蒋云伟,陈济宇,李强,李忠义
    2020, 47(9):2833-2847. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200672
    [摘要](246) [HTML](402) [PDF 1.46 M](351)
    摘要:
    【背景】施肥是目前提高作物产量的较优策略,不同的施肥措施在不同程度上影响土壤肥力和微生物群落结构。【目的】探究岩溶水稻土理化性质变化与细菌群落变化的对应关系,进而反映不同施肥措施对土壤可培养细菌群落的影响。最后选出最优施肥方案,为后续的合理施肥工作提供依据。【方法】对岩溶水稻土进行不施肥、常规施肥、常规施肥加绿肥3种施肥处理,通过对土壤理化性质、可培养细菌群落丰度及多样性变化的研究,探究在不同施肥措施下对岩溶水稻土壤细菌群落的影响。【结果】对比不施肥处理,常规施肥处理下土壤pH值和有机碳含量下降,结合大量研究结果证明,无机肥或氮肥的长期过量施加使土壤pH值下降,常规施肥加绿肥有利于有机碳的积累。分离纯化共得到164株菌,分别来自Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria。属水平上常规施肥配施绿肥较常规施肥组优势菌属Sphingomonas、Lysobacter的相对丰度增加。细菌群落多样性增加,出现Paenibacillus、Streptomyces和Pseudomonas等特有功能菌属。优势菌属Sphingopyxis、Lysobacter、Paenibacillus、Bosea、Streptomyces、Pseudomonas和Bacillus与TN存在显著正相关,在常规施肥加绿肥处理土壤中增加。【结论】常规施肥加绿肥处理下,固氮、溶磷等功能菌丰度增加,增加土壤肥力,保持土壤养分的可利用性,对作物的增产起重要作用。岩溶水稻土常规施肥配施绿肥处理的效果优于不施肥和常规施肥处理。
    15  烟草连作障碍与土壤理化性质及微生物多样性特征的关联
    滕凯,陈前锋,周志成,向青松,张敏,尹华群,刘勇军
    2020, 47(9):2848-2856. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200331
    [摘要](218) [HTML](281) [PDF 2.67 M](307)
    摘要:
    【背景】烟草是我国最重要的经济作物之一,其忌连作的特点严重影响了我国烟草产业的发展。【目的】通过研究烟草连作障碍、土壤理化性质和微生物多样性特征的关系,为解决烟草连作障碍问题、制定有效的烟草生产技术提供理论基础。【方法】选择连作障碍严重烟田和克服连作障碍烟田作为研究对象,基于高通量测序技术,探究烟田连作障碍情况、烟田理化性质与土壤微生物多样性的联系。【结果】克服连作障碍的烟田土壤pH、总氮和有机质含量显著高于连作障碍严重的烟田土壤,克服连作障碍烟田和连作障碍严重烟田土壤微生物多样性之间不存在显著差异,但土壤微生物优势群落发生了显著改变,烟田土壤的pH、有机质、有效磷、总氮都与微生物群落显著相关。【结论】烟田克服连作障碍的差异,可能与烟田土壤的理化性质以及微生物组成的差异有关,此研究为解决湘西烟区连作障碍问题提供理论基础和技术支持。
    16  云南文山健康三七种植年限对根际微生物群落的影响
    唐彬彬,董姚君,贺密密,刘健峰,吴凯,官会林,赵立兴,尹芳,张无敌,龚明
    2020, 47(9):2857-2866. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200192
    [摘要](227) [HTML](313) [PDF 904.19 K](318)
    摘要:
    【背景】三七的连作障碍与微生物区系失衡有一定关联,了解种植年限对三七微生物区系的影响,判断根际微生物区系是否失衡,对三七连作障碍的防治具有重要意义。【目的】探究文山不同种植年限健康三七根际土壤细菌和真菌群落结构、多样性差异,以及与种植年限之间的关联,为后续缓解三七连作障碍提供理论依据。【方法】采集一年生、二年生和三年生健康三七根际土壤,采用16S rRNA基因和ITS序列进行高通量测序。对测序结果进行分析,比较一年生、二年生和三年生健康三七根际土壤细菌和真菌的多样性和群落分布规律及与种植年限的关联。【结果】一年生健康三七根际细菌和真菌群落的α指数均显著高于二年生和三年生。通过β多样性分析发现,一年生健康三七根际土壤中真菌群落结构与其他年限的真菌群落结构有较大差异。相关性分析结果表明,真菌的均匀度和香农指数与种植年限呈现显著的负相关性,其余指数不显著相关。三七根际丰富度前三的门和属,除Acidobacteria和Aquicella丰富度随着三七种植年限的增加而显著增加外,其余群落丰度都与种植年限呈负相关。细菌中Bacteroidetes、Proteobacteria和真菌中Ascomycota、Basidiomycota、Chytridiomycota的丰富度随着种植年限增加而降低。在属水平上,细菌中Opitutus和真菌中Mortierella、Clitopilus、Pholiota的丰富度随着三七种植年限的增加而降低。在二年生三七根际土壤中病原真菌Alternaria、Cylindrocarpon、Fusarium和Pestalotiopsis的丰富度低于一年生和三年生,而有益真菌Mucor和Bacillus的丰富度却呈相反趋势。同时,有益细菌Flavobacterium和有益真菌Myxocephala、Aspergillus的丰富度随着种植年限的增加呈下降趋势。【结论】三七种植年限的增加,会引起三七根际微生物区系失衡,增加根际病原真菌属的丰度,同时降低一些有益真菌属的丰度。
    17  不同生境重楼内生真菌及土壤真菌多样性比较
    王艳,郭良栋,程虎印,赵乐,常帆,万一,王汉屏
    2020, 47(9):2867-2876. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200508
    [摘要](212) [HTML](283) [PDF 1.09 M](360)
    摘要:
    【背景】植物内生菌的群落组成随物种基因型及不同部位、生长地和环境条件不同而发生变化,而植物相关微生物会影响植物的生长、代谢、化学成分的积累与合成,并且可能对药用植物有效成分的合成造成影响。【目的】通过对不同生长环境重楼内生及土壤真菌群落多样性的研究,寻找园区环境与野生环境的差异真菌,为野生药用植物的人工栽培提供理论基础。【方法】测定两种环境中土壤的理化指标,并采用Illumina HiSeq高通量测序技术分别对野生环境及园区环境中重楼内生及土壤真菌群落转录间隔区ITS进行扩增子序列测定,对不同土壤环境真菌群落组成与多样性差异进行生物信息学分析。【结果】对重楼相关土壤及内生真菌的多样性分析结果显示,野生环境中的真菌丰度及多样性均高于园区环境。其中野生环境与园区环境中根际土壤真菌的丰度有显著性差异(P<0.05)。真菌群落注释结果表明,两种环境中分别注释到8个门;在属水平上,野生环境注释到82个属,园区环境注释到78个属;不同土壤环境对微生物群落丰度有着较为显著的差异。野生环境中有4.04%特有的OTU,园区环境中有4.84%特有的OTU。通过LEfSe分析找到了园区环境与野生环境具有显著性差异的生物标记物,Ttracladium marohalianum、Thelephorales和Thelephoraceae为区别两种环境的生物标记物。【结论】野生环境较园区环境在土壤条件上更为疏松,并具有较高的含水量,矿质元素含量也更高,其真菌群落多样性及丰度较园区环境更为丰富。该研究结果将对重楼引种栽培后的质效变迁研究提供理论基础。
    18  高通量测序分析重庆地区茅苍术根际丛枝菌根真菌多样性
    曹敏,胡开治,刘燕琴,刘春雷,唐祥友,肖忠,余米
    2020, 47(9):2877-2886. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200670
    [摘要](223) [HTML](314) [PDF 1006.39 K](346)
    摘要:
    【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是土壤微生物区系中分布最广泛的一类菌根真菌,能与地球上90%的维管植物形成共生体,可通过调节植物的生理代谢过程增强植物的抗逆性。【目的】揭示重庆地区中药材茅苍术根际土壤中AMF的结构与组成,解析土壤因子对AMF类群的影响。【方法】以重庆地区茅苍术主产地彭水县、秀山县、石柱县、南川区和酉阳县2?3年生茅苍术根际土壤为材料,利用Illumina MiSeq 2500测序平台进行真菌扩增子测序,分析不同地点土壤的茅苍术根际AMF类群组成和多样性的差异。【结果】茅苍术的菌根侵染率均在50%以上,每10 g风干土壤中孢子含量在50个以上,最高达到144个。根际土壤共检测到球囊菌门Glomeromycota的3纲4目8科9属AMF,包括Glomus、Claroideoglomus、Gigaspora、Paraglomus、Archaeospora、Ambispora、Acaulospora、Diversispora和Scutellospora,其中前6属为5个区县土样共有。球囊霉属(Glomus)相对丰度最高,达67%,为所有地区茅苍术根际样本中的优势类群。冗余度分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤pH对AMF群落组成影响最大。pH、有机质、碱解氮、速效钾与Shannon指数呈正相关,有效磷与之呈负相关;各土壤因子与Simpson指数的相关性则相反。5个土壤因子均与丰度(Chao1)指数呈负相关。另外,pH、有机质与均匀度(ACE)指数呈正相关;碱解氮、速效钾、有效磷与之呈负相关。【结论】茅苍术根际土壤中AMF资源丰富,土壤因子对AMF群落组成和丰度影响显著,是导致AMF群落结构地理分布格局差异的重要原因之一。
    19  紫金山铜矿酸性矿山废水微生物群落多样性
    彭玙萍,曾伟民
    2020, 47(9):2887-2896. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200279
    [摘要](199) [HTML](250) [PDF 1.17 M](314)
    摘要:
    【背景】为避免环境污染,酸性矿山废水需经处理后才能排放,处理后的废水理化性质会发生显著变化,将影响整个微生物群落的结构。【目的】分析处理前后的细菌和真菌群落变化及其与理化参数的关系,为矿山废水的处理提供参考指标,并为矿山污染场地的修复提供理论基础。【方法】采集福建紫金山铜矿的酸性矿山废水并测定其理化性质。采用基于原核微生物16S rRNA基因V4区和真菌18S rRNA基因ITS的高通量测序技术分析水样的微生物群落结构。【结果】经中和处理后的回水与矿坑水和生物浸出液相比,pH升高,重金属离子含量显著降低。原核微生物的多样性高于真菌,回水的物种多样性高于矿坑水和浸出液。回水中变形菌门的丰度最高,矿坑水和浸出液中分别以广古菌门和硝化螺菌门的丰度最高。回水中噬氢菌属为优势类群,矿坑水和浸出液中的优势菌是钩端螺旋菌属,铁质菌属等古菌也有一定的比例。pH、Al、Mn、Zn与回水中相对丰度较高的菌属显著相关,而矿坑水和浸出液中的高丰度类群与环境因子没有显著的相关性。【结论】研究表明酸性废水的中和沉淀处理对微生物群落产生了较大的影响,微生物群落变化可以作为矿山酸性废水污染处理效果的一个参考指标。
    20  16S/18S/ITS扩增子高通量测序引物的生物信息学评估和改进
    吴悦妮,冯凯,厉舒祯,王朱珺,张照婧,邓晔
    2020, 47(9):2897-2912. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200054
    [摘要](357) [HTML](1215) [PDF 866.57 K](762)
    摘要:
    【背景】在过去的十几年里,基于核糖体RNA基因的扩增子测序技术被广泛用于各种生态系统中微生物群落的多样性检测。扩增子测序的使用极大地促进了土壤、水体、空气等环境中微生物生态的相关研究。【目的】随着高通量测序技术的不断发展和参考数据库的不断更新,针对不同的环境样本的引物选择和改进仍然需要更深入的校验。【方法】本文收集了目前在微生物群落研究中被广泛采用的标记基因扩增通用引物,包括16S rRNA基因扩增常用的8对通用引物和2对古菌引物、9对真菌转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)基因扩增引物,以及18S rRNA基因扩增的4对真核微生物通用引物和1对真菌特异性引物。这些引物中包括了地球微生物组计划(Earth Microbiome Project,EMP)推荐的2对16S rRNA基因扩增引物、1对ITS1基因扩增引物和1对18S rRNA基因扩增引物。采用最近更新的标准数据库对这些引物进行了覆盖度和特异性评价。【结果】 EMP推荐的引物依然具有较高的覆盖度,而其他引物在覆盖度及对特定环境或类群的特异性上也各有特点。此外,最近有研究对这些通用引物进行了一些改进,而我们也发现,一个碱基的变化都可能会导致评价结果或扩增产物发生明显变化,简并碱基的引入既可以覆盖更多的物种,但同时也会在一定程度上降低关注物种的特异性。【结论】研究结果为微生态研究中标记基因的引物选择提供了一个广泛的指导,但在关注具体科学问题时,引物的选择仍需数据指导与实验尝试。
    21  吸烟对健康人群唾液微生物组的影响
    蒋刘一琦,包黎明,钱巧霞,金力,王久存
    2020, 47(9):2913-2922. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200735
    [摘要](234) [HTML](284) [PDF 1.42 M](380)
    摘要:
    【背景】吸烟是重要的公共健康问题,可能通过改变唾液微生物组影响口腔健康甚至全身健康。【目的】探究吸烟对中国健康人群唾液微生物组的影响,为研究吸烟在疾病发展中的作用提供线索。【方法】收集167位健康个体的唾液样本,利用HiSeq高通量测序技术对样品中16S rRNA基因V3?V4区进行测序,分析比较吸烟者和非吸烟者的唾液微生物组的多样性、群落结构和物种丰度,并预测功能组成,探究吸烟对唾液微生物组的影响。【结果】吸烟对唾液微生物组的α多样性影响较小,但是在微生物组组成上,吸烟组中奈瑟菌属、艾肯菌属、二氧化碳嗜纤维属等细菌明显减少,而普雷沃氏菌属、韦荣氏球菌属、放线菌属、奇异菌属和巨球型菌属等细菌明显增加。在功能上,PICRUSt的预测结果显示吸烟组富集不依赖氧气的代谢功能,非吸烟组富集需要氧气参与的代谢功能。【结论】吸烟可能会通过改变唾液微生物组,造成微生物组功能途径的变化,进而引发与吸烟相关的疾病。
    22  一株低温玉米秸秆降解真菌的筛选、鉴定及降解特性
    邢慧珍,宋水山,黄媛媛,黄亚丽
    2020, 47(9):2923-2933. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200067
    [摘要](250) [HTML](260) [PDF 2.32 M](300)
    摘要:
    【背景】在我国北方地区玉米秸秆还田时期地温低、秸秆降解慢,如何加速玉米秸秆低温腐解成为研究热点。【目的】从冷凉地区土壤中筛选具有高效降解纤维素能力的低温菌株,为秸秆的有效利用奠定基础。【方法】在低温培养条件下,采用稀释涂布平板法、羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose,CMC-Na)水解圈测定法、胞外酶活测定法、秸秆失重法进行低温秸秆降解菌株的初筛、复筛和秸秆降解性能的测定;根据菌株形态学特征及ITS rDNA序列分析对筛选菌株进行鉴定;利用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid,DNS)法和秸秆失重法对菌株在不同接种量、培养基初始pH、温度情况下的纤维素酶活力和玉米秸秆降解能力进行研究。【结果】以16 °C为筛选温度,获得一株在刚果红-羧甲基纤维素钠平板上D/d值为2.17、CMC酶活力为703 U/mL的高产纤维素酶低温真菌SDF-25;该菌株在4 °C可以生长,10?16 °C为最适生长温度,37 °C条件下仍能生长;综合菌株的形态学和分子生物学测定结果,菌株SDF-25为草酸青霉菌(Penicillium oxalicum);该菌株最佳产纤维素酶的培养条件为接种量2%、初始pH为7.0、培养温度为10 °C,在该培养条件下菌株SDF-25的CMC酶活为993.3 U/mL。失重法测定接种SDF-25于10 °C培养15 d时秸秆降解率为39.5%,16 °C时为44.9%。【结论】草酸青霉菌SDF-25可在低温条件下生长并具有较强的纤维素酶生产能力,在秸秆还田方面具有良好的应用前景。
    23  基于可培养法分析亚热带植物内生与根际芽胞杆菌种类分布异质性
    刘国红,姚运法,车建美,陈倩倩,刘波
    2020, 47(9):2934-2946. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200309
    [摘要](174) [HTML](234) [PDF 979.03 K](256)
    摘要:
    【背景】芽胞杆菌是农业上重要的微生物菌剂,对植物具有促生、防病、防虫等作用。【目的】了解亚热带植物内生和根际芽胞杆菌的种群分布,为其功能挖掘提供科学依据。【方法】采用可培养手段对甘蔗(Saccharum officinarum)、红麻(Hibiscus cannabinus L.)、黄麻(Corchorus capsularis L.)、黄秋葵(Abelmoschus esculentus)和玫瑰茄(Hibiscus sabdariffa)根际土壤和根内生芽胞杆菌进行分离,利用16S rRNA基因测序对分离菌株进行分类鉴定,并分析系统发育地位。【结果】共获得了可培养芽胞杆菌菌株144株,其中根内生芽胞杆菌82株,根际土壤62株。经16S rRNA基因测序鉴定为芽胞杆菌4个属37个种,分别为芽胞杆菌属、短芽胞杆菌属、类芽胞杆菌属和赖氨酸芽胞杆菌属。芽胞杆菌菌落数量和种类在根部及其根际土壤中差异较大,根际土壤中芽胞杆菌菌落数量远远大于根部,根际土壤中芽胞杆菌菌落含量范围为(0.2?370.0)×105 CFU/g,而根部为 (0.1?81.0)×103 CFU/g。根部分离获得的芽胞杆菌种类远大于根际土壤中,从作物根际土壤中共获得了芽胞杆菌19个种,从根部获得内生芽胞杆菌共32个种。阿氏芽胞杆菌(Bacillus aryabhattai)、仙草芽胞杆菌(Bacillus mesonae)和假蕈状芽胞杆菌(Bacillus pseudomycoides)同时存在于4种作物的根际土壤和根部,其他芽胞杆菌种类仅存在于1种作物的根际或者根部。【结论】亚热带作物根际土壤和根部芽胞杆菌种类和数量极为丰富,而且还存在可分离培养的芽胞杆菌潜在新物种,这为了解植物与根际微生物相互作用、根际环境生态平衡提供了理论基础和科学依据。
    24  基于Biolog-ECO方法的两种不同草原中5种不同植物根际土壤微生物群落特征
    李慧,李雪梦,姚庆智,李强
    2020, 47(9):2947-2958. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200451
    [摘要](255) [HTML](264) [PDF 1.84 M](9395)
    摘要:
    【背景】土壤微生物是草原生态系统的重要组成部分,在调节植物生长、促进土壤结构的形成及维持草原生态系统功能和稳定性等方面有着不可替代的作用。【目的】探究内蒙古自治区四子王旗两种不同草原中5种不同植物根际土壤微生物群落代谢功能的多样性。【方法】利用Biolog-ECO微平板法分析四子王旗荒漠草原中阿德格和格根塔拉2个样地中短花针茅、冷蒿、细叶葱、阿尔泰狗娃花和银灰旋花5种植物根际土壤微生物群落多样性特征。【结果】两种不同草原中5种不同植物根际土壤中可培养微生物数量存在显著性差异(P<0.05),阿德格草原中短花针茅根际土壤中可培养微生物总数显著高于其他植物根际,格根塔拉草原中阿尔泰狗娃花根际土壤中可培养微生物总数显著高于其他植物;两样地不同植物根际土壤微生物的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)均表现为格根塔拉样地高于阿德格样地,而且呈“S”型变化。培养96 h后格根塔拉草原5种植物的Shannon指数与Simpson指数高于阿德格草原,同时银灰旋花根际土壤微生物多样性指数在两个草原中差异极显著;两个草原不同植物根际土壤微生物对碳源的利用主要是氨基酸类和碳水化合物碳源,对于L-天门冬酰胺、r-羟基丁酸、L-丝氨酸和D-半乳糖醛酸等碳源的功能微生物显著富集,根际土壤微生物的AWCD和多样性指数与细菌、放线菌以及土壤微生物总数呈极显著正相关性(P<0.01),均匀度指数与细菌、放线菌以及土壤微生物总数量呈显著负相关性(P<0.05)。【结论】不同植物根际土壤微生物对碳源的利用能力和偏好出现差异,而且根际土壤微生物数量越高,微生物碳代谢能力、微生物群落多样性越丰富。
    25  中国温泉微生物物种多样性及其酶活性研究进展
    马瑞,陈成,李海峰,祝雪禧,宋可馨,袁梦,肖文,杨晓燕,王开玲
    2020, 47(9):2959-2973. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200321
    [摘要](299) [HTML](302) [PDF 575.29 K](574)
    摘要:
    微生物作为生物群体的重要组成成员,其生长受外界物化条件(如温度、盐度、pH等)影响较大。温泉作为极端水生环境之一,属于相对稳定且较为特殊的生态系统,使生长于其中的微生物可能具有适应高温等特殊生境的独特生存生理机制,具体表现为微生物物种及其活性次级代谢产物呈现出一定的多样性与新颖性。本文从菌株物种多样性分析及其酶活性研究方面,综述了近5年来国内温泉微生物相关研究进展,以期为温泉等极端环境微生物资源开发与保护提供参考。
    26  温带荒漠生物土壤结皮微生物群落结构与功能演替研究综述
    刘玉冰,王增如,高天鹏
    2020, 47(9):2974-2983. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200320
    [摘要](300) [HTML](271) [PDF 499.40 K](311)
    摘要:
    生物土壤结皮(biological soil crusts,BSC)在荒漠植被的恢复及稳定性维持方面发挥了重要作用,被誉为“荒漠生态系统工程师”。BSC微生物群落是其发挥功能的主要成分,参与了BSC的形成、土壤性状的改善、土壤团聚体的稳定及植被的发育等过程。由于技术方法的限制,以往对BSC微生物群落发育如何调控荒漠植被稳定性的机理尚不清楚。近年来,随着土壤微生物组学技术的快速发展,BSC微生物群落组成及其功能的研究取得了较大进展,关于BSC微生物群落对荒漠生态系统贡献的认识日渐清晰。本文总结了温带荒漠BSC演替过程中微生物不同类群细菌、真菌、古菌群落的组成结构及参与碳氮循环的潜在功能变化,并对影响微生物群落结构和功能的土壤因素进行了剖析,阐释了BSC微生物群落与土壤功能性状相互作用及协同演替的模式,厘清了BSC促进荒漠土壤改善的机理,为温带荒漠植被恢复及荒漠生态系统对全球贡献的理解提供了依据。
    27  土壤农药污染与细菌农药-抗生素交叉抗性研究进展
    郭艾云,鲍艳宇,周启星
    2020, 47(9):2984-2995. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200728
    [摘要](229) [HTML](451) [PDF 1.61 M](380)
    摘要:
    土壤农药污染和细菌耐药性是环境领域研究的热点问题。近年来,越来越多的研究表明土壤农药污染与细菌农药-抗生素交叉抗性的形成有关。本文依据近年来国内外研究进展,阐述了国内外土壤中农药(杀虫剂、除草剂和杀菌剂)的污染现状,并介绍了细菌对农药的降解及抗性、细菌对抗生素的抗性以及农药-抗生素交叉抗性等问题。最后,对未来有关农药-抗生素交叉抗性的研究重点进行了展望。
    28  生物冶金中耐盐浸矿微生物的研究进展
    毛振华,孙见行,周文博,王玉光,周洪波,程海娜
    2020, 47(9):2996-3003. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200158
    [摘要](210) [HTML](376) [PDF 1.81 M](9376)
    摘要:
    耐盐浸矿微生物是指在发挥矿物浸出功能时对所处的含盐环境具有一定耐受能力的一类浸矿微生物。耐盐浸矿微生物因其可以适应不同浓度的氯化钠等盐,因而在淡水资源缺乏地区的生物冶金中具有广泛的应用价值。本文从耐盐浸矿微生物的种类、耐盐机制及其在矿物生物浸出中的应用现状进行了系统性综述,为耐盐浸矿微生物的研究和应用提供参考。
    29  污水处理过程中微生物群落多样性及其对环境因子响应的研究进展
    房平,李雨娥,魏东洋,金德才
    2020, 47(9):3004-3020. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200355
    [摘要](236) [HTML](360) [PDF 561.62 K](371)
    摘要:
    污水生物处理系统的性能和稳定性与微生物群落结构和动态密切相关。通过深入了解活性污泥中微生物群落结构及其影响因素,有助于提高污水厂污染物的去除效果。在不同污水活性污泥处理系统中细菌群落主要以变形菌、绿弯菌、放线菌、厚壁菌和拟杆菌为功能菌群;活性污泥中寄居的大多数真菌来自于子囊菌门,还有少量担子菌门;古菌以产甲烷菌为主;而病毒中分布最广的噬菌体和致病性病毒是最主要的关注点。本文通过对相关文献分析及总结,综述了进水组成、不同处理工艺、参数(理化参数和运行参数)、地理位置和气候条件等环境因子对活性污泥中细菌、真菌、古菌以及病毒群落组成的影响,尽可能全面地介绍污水厂微生物群落多样性及其对环境因子的响应。同时,对未来研究方向进行探讨,以期能够为活性污泥中功能微生物的应用及调控提供理论和应用基础。
    30  微生物基因数据库在氮循环功能基因注释中的应用
    张博雅,余珂
    2020, 47(9):3021-3038. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200233
    [摘要](250) [HTML](549) [PDF 3.17 M](336)
    摘要:
    氮循环是微生物和化学过程介导的生物地球化学循环。利用基因测序技术研究环境中参与氮循环的微生物群落、微生物及功能基因,是环境基因组学和微生物生态学的重要研究热点。近年来,各种类型的数据库被开发并应用到功能分析中。本文结合时下最新研究成果,聚焦由微生物引起的同化硝酸盐还原作用、异化硝酸盐还原作用、反硝化作用、固氮作用、硝化作用(包括完全氨氧化作用)和厌氧氨氧化作用等6种无机氮循环途径的功能基因,对比了National Center for Biotechnology Information (NCBI)、Integrated Microbial Genomes (IMG)、Universal Protein (UniProt)、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)、Protein Families (Pfam)、Functional Gene (FunGene)、Clusters of Orthologous Groups (COG)和NCycDB等数据库的设计理念和功能特点,并结合环境介质、表征基因、分析方法和比对方法等影响因素,分析了以上数据库在氮循环功能基因注释中的选择及应用方式,展望了未来氮循环基因数据库的发展方向,以期为研究人员了解氮循环基因家族和选择合适的数据分析平台提供参考。
    31  锰氧化细菌的生理生态功能与作用机制研究进展
    段国文,耿新燕,魏绪宇,赵国琰
    2020, 47(9):3039-3053. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200488
    [摘要](223) [HTML](422) [PDF 2.23 M](272)
    摘要:
    锰的生物地球化学循环过程与全球尺度的营养元素循环紧密联系,是影响全球生态平衡及气候变化的重要因素之一。在自然界中,锰元素主要以氧化锰和含氧酸盐的矿物形式存在,近年来的研究观点普遍认为细菌介导的氧化作用是自然环境中锰氧化物形成的主要原因。锰氧化细菌广泛分布于海洋、锰矿土壤等生态系统,近期在植物微生态系统中也被发现,其生理生态功能未知。细菌的锰氧化过程是一个复杂的过程,多铜氧化酶和过氧化物(氢)酶是参与该过程的主要酶类,但关于其催化机制的认识尚不成熟。本综述系统探讨锰氧化细菌的种类和分布、细菌锰氧化作用的生理生态功能、参与细菌锰氧化作用的功能酶及其分子机制,总结这一研究领域所取得的成果和仍未解决的科学问题,并对今后的发展方向进行展望。
    32  铁氧化菌耐砷机制及其砷污染修复应用的研究进展
    陈淋霞,张萌,石佳佳,张笛,郭永,包智华
    2020, 47(9):3054-3064. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.190995
    [摘要](203) [HTML](381) [PDF 706.52 K](309)
    摘要:
    砷污染作为全球性环境问题已经引起了人们的高度重视。无机砷化合物可与铁氢氧化物络合通过共沉淀作用去除。因此,利用具有砷耐性的铁氧化菌氧化环境中的铁元素去除砷化合物具有潜在的应用前景。目前已有利用铁氧化菌去除环境中砷污染物的报道。用于砷污染修复的铁氧化菌必须有一定的砷耐性才能在含砷环境中行使功能。微生物是否具有砷耐性往往取决于基因,并且不同的菌株具有不同的生理特征,适宜不同砷污染环境的修复。本文通过对8株代表性的铁氧化菌砷耐性基因的总结,阐述其耐砷机制、研究概况及应用前景,以期为铁氧化菌用于除砷新技术的开发提供参考。
    33  CRISPR/Cas9在EB病毒感染免疫中的研究进展
    陈静,陈英虎
    2020, 47(9):3065-3074. DOI: 10.13344/j.microbiol.china.200734
    [摘要](229) [HTML](409) [PDF 776.06 K](320)
    摘要:
    爱泼斯坦巴尔病毒(Epstein-Barr virus,EBV)人群感染率高,不同地区、不同年龄人群感染后引发疾病类型各异,除少数急性感染者可自愈外,大部分慢性和潜伏感染者迁延不愈,而且具有潜在的致癌风险;目前机体感染EBV后的免疫机制仍不明确,临床上缺乏有效的治疗药物和根治措施,总体预后较差。作为第三代基因编辑工具,成簇的规律间隔短回文重复序列及相关核酸酶9 (clustered regular interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated nuclease 9,CRISPR/Cas9)技术可在向导RNA引导下,对目的基因组序列进行靶向编辑。因其操作简便、经济高效,目前已广泛应用于农作物品种改良、动物疾病模型构建以及人类疾病精准诊治等领域。本文介绍了CRISPR/Cas9技术应用于EBV感染免疫研究的最新进展,包括EBV致病基因亚型和宿主依赖基因筛选,关键致病机制探索以及基因靶向编辑治疗EBV相关疾病等,为阐明EBV相关疾病的发病机制和探索新型抗病毒治疗策略提供理论依据。
    34  
    目录
    2020, 47(9):3075-3075.
    [摘要](94) [HTML](0) [PDF 794.41 K](243)
    摘要:
    35  
    封面
    2020, 47(9):3076-3076.
    [摘要](137) [HTML](0) [PDF 2.05 M](218)
    摘要:

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