鞘氨醇单胞菌研究进展

鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)是1990年才重新划分的一个新属,由于其特有的生态分布与代谢特征,已引起了环境微生物学者的重视.本文综述了鞘氨醇单胞菌的细胞结构与功能,以及生态分布与代谢特征方面的研究进展.鞘氨醇单胞菌具有特殊的细胞结构,最显著的是细胞膜用鞘脂糖代替了脂多糖,这使其与传统意义上的革兰氏阴性菌具有显著区别.鞘氨醇单胞菌耐受贫营养的代谢机制使其在自然界中有着极强的生命力和广泛的分布,某些菌株具有细胞膜上的高分子通道与大质粒,能够降解高分子有机污染物〔尤其是多环芳烃(PAHs)〕.这些特性使得鞘氨醇单胞菌在环境污染治理与生物技术领域具有广阔的应用前景.图2表1参65     

紫云英苷在黄顶菊适生土壤中的迁移及降解

近年来植物黄酮类次生代谢物质已成为外来植物入侵机制研究的热点。黄顶菊(Flaveria bidentis)自2001年入侵我国以来,已对自然生态系统及农业生产造成了严重危害。紫云英苷是黄顶菊植株体内含量最高的黄酮类次生代谢物质,可抑制种子萌发,影响植物生长,目前对其被分泌到土壤后,在土壤中的迁移性及降解等行为尚不清楚。本文研究了紫云英苷在不同土壤中的迁移及降解规律,并以潮土为例,通过土壤酶活性测定与高通量测序技术,试图揭示紫云英苷在土壤中的降解机制。结果表明:紫云英苷在不同土壤中的迁移值R_f为0.14~0.51,呈现弱至中等移动特性;紫云英苷在不同土壤中的降解符合一级动力学方程,降解半衰期为2.68~18.55 h,在灭菌潮土中的半衰期为111.8 h;紫云英苷加入土壤后土壤脱氢酶、多酚氧化酶及β-葡萄糖苷酶活性均表现出一定程度的升高;高通量测序结果表明,紫云英苷改变了土壤细菌群落结构,其中诺卡氏菌属(Nocardioides)、鞘氨醇单胞菌属(Sohingomonas)、新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium)、脂肪杆菌属(Pimelobacter)、Aeromicrobium属、Pedobacter属、溶杆菌属(Lysobacter)、热单胞菌属(Thermomonas)、枝动菌属(Mycoplana)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、红球菌属(Rhodococcus)、支原体属(Mycoplasma)等菌群在紫云英苷加入土壤后表现出较高的丰度,可能在紫云英苷降解过程中起重要作用。     

多环芳烃降解菌ZL5分离鉴定及其降解质粒

通过选择性富集培养，从辽河油田石油污染土壤中分离到一株多环芳烃(PAHs)降解菌ZL5．它能以菲和芘为唯一碳源生长，但是不能利用萘．16S rDNA核苷酸序列分析结果表明，ZL5属于变形细菌α亚类中的鞘氨醇单胞菌属．该菌株含有一个大小约为60kb的质粒．丝裂霉素C消除实验表明，随着质粒的丢失，菌株利用菲和芘的能力也丧失．用电转化和氯化铷转化法分别将菌株ZL5的质粒导人大肠杆菌JM109和DH5α中，随着质粒的获得，这些转化子获得了降解菲和芘的能力．本研究结果表明，鞘氨醇单胞菌ZL5降解PAHs的功能和质粒有关。     

藻际环境铁载体细菌的筛选及群体感应信号对其合成的调节作用

铁载体是海洋微生物获取铁元素的重要代谢因子，现有的一些研究推测海洋微生物铁代谢功能的发挥依赖群体效应，但海洋微生物群体行为的介导方式及其对铁载体功能的调节还未见揭示.为深入了解微生物的铁代谢特征，以藻际微生物为例，从中分离筛选产铁载体的细菌，并探讨群体感应信号（QS）对其合成的调控作用.利用稀释涂布法从甲藻赤潮样品中分离得到5株产铁载体的细菌，16Sr RNA基因序列鉴定为新鞘氨醇杆菌（Novosphingobium sp.）、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas sp.）、寡养单胞菌（Stenotrophomonas sp.）、嗜水气单胞菌（Aeromonas hydr ophi la）和根瘤菌（R hizobiumar enae）.铬天青S(CAS)检测法结合化学显色反应分析显示，细菌分泌的铁载体主要包括羧酸盐、异羟肟酸、儿茶酚和肠杆菌素.薄层色谱法（TLC）检测到4株细菌具有明显产群体感应信号的能力，信号分子主要为高丝氨酸内酯（AHLs）AHL-C8、AHL-C8-O以及AHL-10.为验证群体感应信号对铁载体的调节能力，以新鞘氨醇杆菌为代表构建AHL突变株，通过突变株与野生株...     

睾丸酮丛毛单胞菌teiR基因插入失活突变体构建及降解特性分析半

睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)是革兰氏阴性菌,能够以各种类固醇化合物作为唯一碳源和能源,生物信息学分析发现睾丸酮丛毛单胞菌teiR基因编码蛋白属于LuxR-type转录调控蛋白.利用同源重组原理构建teiR基因插入失活突变体C. mut,初步研究TteiR基因在类同醇代谢途径中的作用,以及对睾丸酮丛毛单胞菌关键降解酶3a-HSD/CR的表达影响.结果发现,teiR基因插入失活突变体C.mut在LB培养基中的生长速率不受影响,突变体C.mut抑制了teiR基因和关键降解酶3a-HSD/CR的表达,同时突变体C. mut丧失了以睾丸酮作为碳源进行生长的能力.结果表明teiR基因调节睾丸酮丛毛单胞菌类因醇代谢,同时teiR基因表达对3a-HSD/CR基因的表达是必需的.图7参14     

一株积聚四氢嘧啶的青海湖盐单胞菌的分离及特性

从青海湖采集20份水样,利用RM高盐培养基分离获得35株嗜盐菌.选取其中一株优势中度嗜盐菌QHL25进行形态学和生理生化特征分析,结果表明:QHL25菌落圆形或椭圆形,乳白色,不透明,中心突出,边缘透明,生长盐度为0~2.9 mol/L,最适生长盐度为1.45 mol/L.显微形态呈短杆状,革兰氏染色呈阴性,单个或成串排列.最适生长pH为8.5,最适生长温度为37℃.16S rDNA序列分析表明:该菌株与盐单胞菌属(Halomonas sp.)相似性为98%;结合形态特征和生理生化特征分析,初步认定该菌株隶属于γ变形杆菌纲(Gammaproteobacteria)海洋螺菌目(Oceanospirillales)盐单胞菌科(Holomonadaceae)盐单胞菌属(Holomonas).薄层层析(TLC)定性分析可知QHL25胞内含有相容溶质四氢嘧啶;高效液相色谱(HPLC)定量分析表明,在1.7 mol/L的NaCl浓度下,四氢嘧啶含量约为36.70 mg/g(细胞干重).     

土壤氨氧化细菌对大气CO2浓度增高的响应

利用FACE(free-air carbon dioxide enrichment,开放式空气CO2浓度增高)试验平台,研究大气CO2浓度增高对土壤氨氧化细菌的数量、优势菌群及其硝化活性的影响.结果表明,大气CO2浓度增高时,土壤氨氧化细菌的数量在常氮水平上趋于减少,而在高氮水平上与对照没有差异.大气CO2浓度增高对土壤氨氧化细菌的优势菌群也产生明显影响.CO2浓度增高条件下,亚硝化球菌(Nitrosococcus sp.)和亚硝化弧菌(Nitrosovibrio sp.)是优势菌属;而在对照条件下,亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.)和亚硝化球菌(Nitrosococcus sp.)是优势菌属.另外,CO2浓度增高条件下优势菌株的硝化活性也有不同程度的减弱.     

四川彭州大蒜根腐病发病土壤细菌与真菌群落结构

为了解土壤微生物群落与大蒜根腐病之间的关系,采集四川省彭州市不同地点大蒜正常生长和发病土壤样品,采用Illumina MiSeq测序技术分析土壤细菌与真菌的群落结构变化.结果显示,供试土壤的优势细菌主要为变形菌门和绿弯菌门,优势真菌主要为子囊菌门和担子菌门;与正常土壤相比,发病土壤细菌多样性减少,真菌多样性和丰富度增加,其中硝化螺菌属、Nitrosomonadaceae-uncultured、芽孢杆菌属和鞘氨醇单胞菌属等有益细菌及青霉属、木霉属和热霉属等有益真菌丰度降低,匐柄霉属和镰刀菌属等病原真菌丰度增加.Spearman分析结果显示,匐柄霉属和镰刀菌属等病原真菌的相对丰度与土壤pH呈负相关,与土壤速效钾含量呈正相关.本研究表明彭州大蒜根腐病发病与土壤微生物群落结构改变、土壤微生态失衡有关,结果对探明病害的发生机理具有现实意义,可为有效防治大蒜根腐病提供理论依据.(图2表5参36)     

水体中氧化铁鞘细菌的分离鉴定及保藏

采用试管静止富集培养及生态模拟富集培养，结合平板划线、稀释涂布、平板滴加法，成功地从150份水样中分离到94株鞘细菌．利用Winogradsky液体试管法进行产铁氧化酶鞘细菌的快速初筛，从中筛选出24株产铁氧化酶能力较高的菌株，再经摇瓶复筛，获得产酶活性最高的菌株FC9901．采用多相鉴定方法对菌株FC9901细胞形态、培养特征、生理生化反应及各种碳源利用情况进行了研究，根据《伯杰氏细菌鉴定手册》第9版，把该菌株鉴定为第十四群鞘细菌类(sheathed bacteria)球衣菌属(Sphaerotilus)浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)．对鞘细菌几种保藏方法进行比较研究，结果表明蒸馏水保藏法保藏时间长，是一种经济简便有效的保藏方法．图3表7参9     

一株溶藻细菌的分离鉴定及溶藻效果

从太湖分离到一株溶藻细菌CA,该菌对铜绿微囊藻具有强烈的溶藻效果.通过形态学、生理生化特征及16SrDNA序列比对,鉴定该菌株属于水单胞菌属(Aquimonas sp.).将CA菌悬液与铜绿微囊藻共培养,10 d内铜绿微囊藻细胞降解率为100%,叶绿素a降解率为83.9%,且溶藻效果与菌悬液浓度呈正相关,与藻浓度呈负相关.CA菌体本身没有溶藻效果,但其无菌滤液可以溶藻,因此CA是通过释放物质来间接溶藻.在CA菌体的菌藻共培养液中添加少量的牛肉膏、葡萄糖或尿素,菌体显示出溶藻效果.本研究为菌株CA控制铜绿微囊藻水华提供了一种潜在的应用前景.