秸秆内丝状真菌阻止外源真菌入侵

选取降解秸秆较快且形态差异较大的10株丝状真菌,以玉米秆芯为材料,研究其降解秸秆的协同性.结果表明:供试10株丝状真菌在侵入秸秆内部后都具有排斥其他丝状真菌侵入的倾向.利用平板对峙法研究这10株丝状真菌在培养基PDA上生长的相互影响,结果表明供试10株丝状真菌也普遍具有相互竞争和抑制的作用,没有发现促进生长现象.根据菌落形态、菌丝和孢子形态对10株丝状真菌进行了鉴定.在这10株真菌中,有3株(F1、F7、F10)是循环抑制,分类学上分别归属于Mucor lamprosporus lender,Neurospora sitophila Sh.Et dodge和Phytophthora cactorum(L.et C.)Schrot..结论:侵人秸秆内10株丝状真菌阻止外源真菌入侵.     

纳米氧化锌对凋落物降解微生物群落结构和代谢功能的影响

随着纳米技术的迅速发展,纳米氧化锌广泛应用于抗菌涂料、电子装置、个人护理品等产品中,其生态毒理机制已成为生态学的研究热点。为了探究水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应及适应机制,本文选用3种不同粒径的纳米氧化锌30 nm、90 nm和200 nm作为影响因子,通过室内模拟钻天杨Populus nigra L.凋落叶降解过程,研究纳米氧化锌的慢性暴露对水生丝状真菌生物量及代谢功能的影响效应,其中包括真菌的生孢率、群落多样性、脱氢酶活性、胞外降解酶活性、体系pH值、凋落叶降解速率以及碳氮含量,结果表明,粒径较小的纳米氧化锌(如30和90 nm)对水生丝状真菌活性及细菌代谢功能的抑制作用更强,且抑制作用达到显著水平所需的时间越短。46 d的慢性暴露显著影响了水生丝状真菌的生孢率与群落组成,其中Alatospora的生孢率与凋落叶降解速率呈显著负相关,表明该菌是纳米氧化锌的敏感菌,而Anguillospora和Flabellospora在纳米氧化锌的介入环境中产出较多的分生孢子,表明其为纳米氧化锌的耐受菌。另外,纳米氧化锌的长期暴露使水生丝状真菌对有机氮的降解功能具有促进作用,而对有机碳的代谢功能没有明显影响。总之,水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应导致了凋落叶降解速率及碳氮分解效率在各处理间呈现显著差异。综上所述,本研究为纳米氧化锌对生态过程的毒理机制提供了必要的理论基础。     

未培养微生物的培养方法进展

在自然界庞大的微生物资源中,传统条件下可分离培养的微生物仅占1%,绝大多数则是尚未在人工条件下获得生长活性的未培养微生物(Uncultured microorganism).未培养微生物的难培养在于无法全面掌握它们原位(In situ)生长的环境信息及在人工条件下的准确复制,从而阻碍了环境微生物的特性研究和资源开发.本文详细介绍了目前对未培养微生物原位生长信息的主要认知及限制实现条件,系统总结了当今未培养微生物的最新培养方法进展.以新型培养基、高通量和微流控等为代表的各种新型培养装置与技术的应用,显著提高了未培养微生物的分离及培养效率,分离出不同环境中的多种未培养微生物,例如肠道细菌Ruminococcaceae、浮游细菌Formosa和土壤细菌Candidate N.defl uvii等.分子生物学技术在近十几年快速发展和广泛应用,特别是通过高通量测序和宏基因组测序,在基因功能水平上探索微生物代谢途径和生理生化机制的研究,为快速寻找适宜人工培养条件、规避传统方法的长周期弊端提供了可能.总之,新培养技术的出现显著提高了微生物的可培养比例,基于分子生物学方法的研究结果不仅大大丰富了微生物资源库,为种群多样性的深入研究及在生态系统中的作用奠定了良好的基础,更是为今后微生物分离与培养技术的提高指出了明确方向.(图2参60)     

一株高产油脂丝状真菌的形态学及rDNA-ITS2分子鉴定

从采集的土样中分离获得45株产油脂菌株,其中丝状真菌7-4的原始油脂含量最高,达到46.80%.分别采用传统形态学鉴定方法及rDNA-ITS2序列克隆进行鉴定.形态学鉴定的结果初步表明该真菌为卷枝毛霉(Mucorcircinelloides),采用rDNA-ITS2序列进行复核表明该菌与卷枝毛霉(M.circinelloides)同源性为98.00%,而与易脆毛霉(M.fragilis)同源性达到100.00%.从构建的系统进化树中可以看出,该菌与易脆毛霉共同构成一个分支,并与卷枝毛霉聚成一大枝.结合形态学鉴定的结果确定菌株7-4为易脆毛霉(M.fragilis).其脂肪酸组成与植物相似,以棕榈酸、亚油酸、油酸为主,不饱和脂肪酸含量达91.77%.     

基因组编辑技术的原理及应用

阐明基因功能和改良生物现状是生物学重点研究内容之一.近年来利用的基因打靶和转基因技术存在效率低、耗时长、易引起人们的安全性疑虑等问题.新近发现的以多种新型高效的DNA靶向内切酶为基础而建立的基因组编辑技术,主要包括ZFN、TALEN和CRISPR/Cas三种.本文首先综述这3种技术的原理,即均基于"DNA断裂/DNA损伤修复"来实现编辑功能,可以在不同物种中对目标基因进行定点敲除、单核苷酸或多核苷酸片段的置换、添加等基因组靶向修饰,具有简单、快速、高效、准确等优点.然后比较3种技术在构成、靶点识别模式、编辑特点、技术难度以及脱靶效应等方面的异同;归纳该技术在作物遗传育种、家畜改良以及基因治疗等方面的应用现状和前景,并指出该技术尚存在的脱靶、构建等问题以及解决的途径,重点突出ZFN、TALEN和CRISPR/Cas在模式植物以及粮食作物中的应用.最后提出建立基于病毒载体的基因组无痕编辑技术平台,将使基因组编辑用于植物遗传改良更为简约和安全.     

绿萍LmPDS基因RNAi载体的构建及遗传转化

PDS基因编码控制类胡萝卜素生物合成过程中的关键酶,其被沉默或抑制性表达会使叶片组织出现斑驳、黄化、白化的现象.构建绿萍(Lemna minor)LmPDS基因RNAi载体及完成遗传转化研究,对于实现RNAi技术在绿萍中的应用具有重要意义.选取595 bp LmPDS基因片段为干涉片段,利用中间载体pUCCRNAi将克隆的LmPDS干涉片段正反向插入植物表达载体pCAMBIA2300-35S-OCST中.将成功构建的RNAi载体通过农杆菌介导法转入绿萍愈伤,经愈伤抗性筛选、植株再生、植株扩培、标记基因NPTII检测等过程,获得植株70株,其中4株为转基因阳性植株.再经荧光定量PCR分析、番茄红素含量检测、表型观察转基因植株.结果显示,转基因阳性植株LmPDS相对表达量明显下降,为对照的28.8%-40.5%,其番茄红素含量也明显下降,且叶片出现了明显的白化表型.本研究成功构建绿萍LmPDS基因RNAi载体,实现了RNAi在绿萍中的应用,结果可为进一步的绿萍基因功能研究提供材料和方法.(图11表1参30)     

贵州浓香型白酒大曲中霉菌的18S rDNA系统发育分析

从贵州某名酒厂大曲中分离到104株丝状真菌(霉菌),通过形态特征和生理特性检测等传统鉴定方法,初步把形态和生理生化特征一致的霉菌归类为14个大类群;并采用18S rDNA序列分析,进一步把菌株归类为MJ-I至MJ-V五个类群,随后构建系统发育树.结果表明,样品中的霉菌以曲霉属(Aspergillus)为主,占总分离菌数...     

CRISPR/Cas9介导的植物基因编辑技术研究进展

植物在生长与发育过程中,常遭遇物理、化学或生物性逆境,运用基因编辑技术(Genome editing)有机会了解并克服这些威胁.串联间隔短回文重复序列CRISPR/Cas(Clustered regulatory interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein)是近几年来新发现的一种基因定点编辑技术,不仅在基因组解析上是阐明基因功能的重要工具,在植物育种上更为划时代的重大突破.CRISPR系统与细菌抵御外源遗传物质入侵的免疫系统有关,目前,应用最多的是Ⅱ型的CRISPR/Cas9,只需核酸酶Cas9和成熟的crRNA:tracrRNA(CRISPR-derived RNA:trans-activating RNA)复合体就可对特定外源DNA序列进行剪切,该技术已经在拟南芥、烟草、大豆、番茄、马铃薯、水稻、小麦、玉米、高粱、矮牵牛、香蕉、甜橙、苹果、毛白杨及地钱等植物中实现了成功编辑,证明了此基因编辑技术的可行性,并达到植物抗逆境、延缓果实成熟、增加杀草剂耐受性、抗病等效果.Cas9和gRNA的启动子与gRNA的靶标数目对基因编辑效率有所影响,值得进一步深入研究.     

浅论关系数据库查询优化

对关系数据库查询现状进行了分析研究,并通过实践,提出了一些如何利用关系数据库查询技术实现数据库查询优化的方法.参7.     

城市生活垃圾焚烧飞灰资源化处置技术及产品概述

城市垃圾焚烧飞灰由于其聚集着大量的重金属、二噁英、可溶盐等有害成分,被定义为一种危险废物.现有处置方法是对其进行安全化填埋或资源化利用,前者是目前的主流工艺.然而,随着土地资源的日益紧缺和人们环保意识的提高,更符合可持续发展的飞灰资源化技术近年来得到了广泛的关注.随着人们的持续开发与研究,已形成了多种各具特色的飞灰资源化技术,但总体而言,其仍多处于研究阶段,仅少数技术完成了工业化应用.本文根据最新有关飞灰资源化处理的研究报道,结合相关的行业标准及技术规范,对飞灰资源化处理的技术路线、产品、原理以及其各自存在的优缺点等进行了综述及评述,以期为飞灰资源化处理技术的实际工业化应用提供理论依据和技术参考.     

分子生物学技术在菌根研究中的应用及其进展

近几年来,菌根分子生物学得到了较快发展;尤其是一些用于首根真菌ITS区域的特异引物先后设计并合成成功,进一步推动了菌根学在分子水平上的研究。分子生物学技术在留根真菌分类鉴定及亲缘关系研究上应用较多。在菌根菌竟争性和持续性研究上．DNA分析技术已成为最重要的研究手段之一。在这些研究中,专为菌根真菌ITS区域分析而设计的ITS1-F和ITS4-B两种特异引物应用最为普遍。本文对菌根DNA分析技术、PCR－RFLP技术做了简单介绍;综述了PCR、ITh－RFLP等分析技术在菌根菌分类、亲缘关系及菌种持续性等方面的研究和应用情况。     

Biosorbents for solid-phase extraction of toxic elements in waters

Some trace metals are highly toxic for the environment. There is therefore a need for reliable methods for the determination of metals at trace levels. To this end, new sample pretreatment methods such as separation, preconcentration and speciation prior to the determination of metal ions have developed rapidly. Biosorption has become a major tool for solid-phase extraction methods. This review covers selected biosorbents such as algae, bacteria, filamentous fungi and yeasts, as new sorbents used in the solid-phase extraction of metal ions from various water sample matrices. A survey of the literature over 2004-2014 shows possible applications of selected new sorbents available for use in trace metal analysis in waters using solidphase extraction. We highlight the preconcentration of the toxic elements prior to their determination by atomic spectrometry.     

Fungal infestation of the surface and interior vessels of freshly collected driftwood

Driftwood, fixed in the field and examined with scanning electron microscopy, shows that its initial colonization is dominated by fungi. As the fungi developed microzonally, there was a tendency for single species domination. The removal of surface tissue exposed the vessels which were colonized by filamentous fungi, some of which were sporulating.     

生物膜中水平基因转移及其促成的生物强化作用

阐述了生物膜系统中与降解基因有关的水平基因转移的研究进展,表明生物膜中致密的群落结构增加了细菌间水平基因转移的效率.近年发展起来的研究策略和新的分子生物学方法使人们能对自然和人工模拟状态下的水平基因转移进行更精细的分析,降解基因在环境中的水平传播促进了难降解有机物的生物降解,尤其是携带降解基因的接合质粒向原位细菌种群中的转移在生物强化中具有巨大的潜力.参23     

Fungal laccases: from structure-activity studies to environmental applications

Laccases are multicopper oxidases mainly secreted by filamentous fungi. Producing radical forms from organic substrates, they are involved in numerous reactions leading to the degradation and polymerization of xenobiotics. Our studies have led to a better knowledge of the structural, catalytic and genetic properties of laccases and allowed to develop a strategy for their evolution through genetic engineering. Here, we show that fungal laccases, wild or engineered, may be potent tools to develop bioremediation processes of soils polluted by organic compounds, and assays to assess the ecotoxicological impact of these pollutants on soil fungi.     

Conservation mycology in Australia and the potential role of citizen science

Fungi are undoubtedly important for ecosystem functioning; however, they have been omitted or given scant attention in most biodiversity policy documents, management plans, and formal conservation schedules throughout the world. This oversight may be due to a general lack of awareness in the scientific community and compounded by a scarcity of mycology‐associated curricula at the tertiary level and a lack of mycologists in research institutions. Although molecular techniques advance the systematic cataloging of fungi and facilitate insights into fungal communities, the scarcity of professional mycologists in the environmental sciences hampers conservation efforts. Conversely, citizen science initiatives are making significant contributions to the mycology discipline by increasing awareness and extending the scope of fungal surveys. Future research by professional and amateur mycologists into the distribution of fungi and their function in ecosystems will help identify wider and more effective conservation goals.     

斑马鱼p53基因结构比对分析及其在生态毒理学中的应用

斑马鱼p53基因由11个外显子和10个内含子组成,外显子1和外显子11部分序列不参与编码蛋白质．其 cDNA核苷酸序列共2089bp,包含一个1122 bp的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)(44 bp-1165 bp),这个 ORF编码373个氨基酸．另外在3’端有924 bp是非翻译区(3’-UTR),5’端同样也存在43 bp的非翻译区(5’- UTR);12种脊椎动物p53氨基酸序列的保守性分析结果表明,在一些特殊的区域,12种氨基酸序列表现出了很高的保守性,这些区域和p53的抑癌功能密切相关．研究结果预示斑马鱼p53基因是一种理想的环境致突变物研究分子模型,在生态毒理学研究中具有良好的应用前景．     

基于esp基因和JCV标记的MST方法在五大流域典型水源地中的应用

非点源污染目前已经成为影响水体环境的重要污染。微生物源示踪技术(microbial source tracking,MST)是解决非点源污染的一项新技术,它可以确定污染的宿主来源。肠球菌esp基因和多瘤病毒JCV可以作为检测水体中人源粪便污染的分子标记,其灵敏度和特异性都很高。为分析五大流域水源地是否受到人源粪便的污染,对辽河、海河、淮河、长江和黄河五大流域典型水源地水样进行采集和检测,选取人源粪便特异病原微生物肠球菌的esp基因和多瘤病毒JCV建立了相应的MST分子检测方法。结果表明,五大流域的典型水源地采样点均有可能受到了人源粪便的污染,可为当地相关部门提供技术支持和数据参考。     

毒理基因组学研究进展

毒理基因组学是利用最新的基因组学技术来进行毒理学研究的新兴学科。它能够快速全面地检测出化合物和生物体相互作用后的全基因组表达的变化,再通过生物信息学的方法对化合物的毒性进行定性分析。它可以为传统毒理学检测筛选更多的生物学标志物,解释有毒物质的致毒机理,降低风险评价的不确定性。但是,毒理基因组学还存在许多问题：如实验设计不统一,分析理论不完善,检测费用太昂贵等。其中最主要的理论问题在于,虽然人们早已认识到毒理基因组学最大的优势是可对毒性进行较全面的分类和预测,但是已有的研究仍然集中在生物标志物的筛选和致毒机理的解释上,而没有充分利用全基因组变化的信息,因为理论上除了实验误差引入的基因表达变化以外的变化都是化合物和生物体相互作用的结果。要解决这些问题,新发现的microRNA毒理基因组和动态基因表达图谱的研究可能是一个潜在方向。总体来说,目前毒理基因组学只能作为风险评价的参考,但是它最终将为风险评价提供有力的理论依据和准确预测,提高风险评价的可靠性。