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...     

基于Web of Science对铁载体研究现状和趋势的计量分析

铁载体是地下生物驱动过程的重要参与者,为全面了解铁载体的研究进展和未来发展趋势,利用知识图谱工具VOSviewer、CiteSpace与HistCite对Web of Science(WOS)核心合集数据库和中国知网（CNKI）1980—2021年发文的数量与学科分布、主要国家（地区）与机构、主要发文期刊与研究学者、研究现状及其变化趋势等进行了计量分析.结果表明：(1)近40年铁载体研究的发文量整体呈持续增长趋势,2010年后中国中英文发文量均明显增多,成为WOS数据库中该领域发文量排名第4的国家.微生物学、生物化学与分子生物学是英文发文量排名靠前的学科,而生物学、环境科学与资源利用是中文发文量较多的学科.国外机构间关于铁载体研究的合作较为紧密,我国与国外机构的合作整体上有待加强.铁载体研究发文的主要中英文期刊有微生物学通报、Journal of Bacteriology、Biometals等,Budzikiewicz H、Haas H和张福锁等分别是WOS和CNKI数据库中该领域发文较多的研究学者.(2)关键词聚类网络主要可分为铁载体的配位化学、生物合成机制及其在环境修复中的应用3类...     

产铁载体细菌强化甜高粱修复土壤重金属污染

从重金属污染矿区筛选得到一株具有分泌铁载体能力的菌株T07,经生理生化和16S rDNA序列分析鉴定其为假单胞菌属(Pseudomonas sp.T07)。菌株T07应用于微生物强化能源作物甜高粱修复重金属污染土壤的盆栽试验结果表明,T07的接入能够显著提高甜高粱的生物量和重金属的吸收量,其中地上部和根部的干重比未接菌的对照分别增加了22.6%和33.3%,而甜高粱地上部Cd、Zn和Cu的总含量分别提高了55%、55.6%和49.5%。试验中发现菌株T07在根际与植物的相互作用过程中促进了甜高粱对土壤中矿质营养元素如Fe和P的吸收,同时改变了土壤中重金属的可溶出性。研究表明产铁载体细菌T07可改善能源作物甜高粱的重金属修复效率,具有潜在的实际应用价值。     

内蒙古荒漠灌木根际解磷菌多样性及其解磷和产铁载体能力

为深入挖掘解磷菌资源,采用无机磷和有机磷培养基对内蒙古荒漠灌木根际解磷菌（phosphorus-solubilizing bacteria,PSB）进行分离筛选,以16S rRNA基因序列初步分析PSB的分类地位;采用钼锑钪比色法和钒钼比色法分别测定菌株的解无机磷和有机磷能力;采用铬天青S（CAS）蓝色平板法筛选可产铁载体的菌株,根据分光光度法定量测定产铁载体能力.结果表明:从荒漠灌木根部共分离到62株解磷细菌,分属6纲和21属,其中放线菌纲（Actinobacteria,32.26%）为最优势菌纲,芽孢杆菌属（Bacillus,17.74%）为最优势菌属;其中23株菌可以使PVK培养基变色,解无机磷能力较强,为4.2~33.99 g/mL;32株菌可在有机磷培养基上生长,其解有机磷能力为0.30~191.03 IU;有22株菌具有产铁载体能力,其铁载体的相对含量（A_s/A_r）范围为0.47~0.99.研究显示:内蒙古荒漠灌木根际PSB类群多样,且不同灌木间PSB组成差异较为明显;含有多种较高解有机磷能力和产铁载体能力的PSB菌株是多种植物根际促生菌的重要来源.      

铜绿假单胞菌ZGKD2的重金属耐性机制研究

从煤矸石中分离的耐Cd2+铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)ZGKD2具有多种重金属耐性,研究其铁载体产生特征和重金属耐性机制对于开发土壤重金属污染修复技术具有重要意义.在牛肉膏蛋白胨培养基中分别添加200～3 000μmol.L-1的Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Pb2+或Mn2+等重金属,ZGKD2菌株的最大生长量随着重金属浓度的增加而降低,不同浓度重金属对ZGKD2菌株产碱能力无明显影响.ZGKD2菌株生长进入稳定期时,用0、200、600、1 000μmol.L-1的Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+或0、1 000、2 000、3 000μmol.L-1的Pb2+、Mn2+处理2 h,SOD和CAT活性随重金属浓度增加而增加.ZGKD2菌株在MSA培养基中能产生铁载体,200～1 000μmol.L-1的重金属Cd2+或Zn2+可显著诱导铁载体的产生,Ni2+和Mn2+的作用较小,Cu2+则抑制;ZGKD2菌株的产铁载体能力与重金属耐性能力相关.这些结果表明ZGKD2菌株的产碱、产铁载体特性以及抗氧化酶活性提高可能是其耐重金属的主要机制.     

小麦根表铁氧化物及植物铁载体对植物吸收镉的影响

用营养液培养方法,模拟在不同铁浓度条件下,小麦根表铁氧化物及植物铁载体对植物吸收镉的影响。结果表明,随着溶液中加入的Fe(OH)₃量的增加,小麦的吸镉量也相应增加;但当Fe(OH)₃的加入量超过一定限度后继续增加时,小麦的吸镉量减少。此外,小麦的根分泌物特别是其中的植物铁载体对覆有Fe(OH)₃的根系吸收镉有一定的影响。缺铁预培养小麦的根系植物铁载体分泌率比加铁预培养的小麦高5倍左右,缺铁预培养的小麦植株吸镉量也高于加铁预培养的小麦植株     

高产铁载体菌Burkholderia vietnamiensis YQ9促生特性研究及其对重金属胁迫条件下种子萌发的影响

本研究以Burkholderia vietnamiensis YQ9为供试菌株,明确其产铁载体能力,研究其产吲哚乙酸（Indole acetic acid,IAA）、溶磷解钾和1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-Aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC）脱氨酶活性等促生特性.发现B.vietnamiensis YQ9铁载体活性单位（Siderophore unit,SU）高达96.6%,兼具分泌IAA、溶磷,以及产ACC脱氨酶能力.YQ9的IAA产量为6.93 mg·L^-1;在含有磷酸三钙的培养基中培养后,其上清液中的可溶性磷含量为104.06 mg·L^-1;ACC脱氨酶活性为8.71μmol·h^-1·mg^-1.此外,在含不溶性重金属的培养基中接种YQ9,上清液中Cu²⁺、Zn²⁺和Cd²⁺含量显著提升,与对照相比分别增加了69.89%、83.80%和51.59%.通过研究重金属胁迫下不同处理对黑麦草和甜高粱种...     

不同铁浓度对单细胞和群体铜绿微囊藻生长的影响

分别在限铁和富铁的条件下,比较研究了Microcystis aeruginosa PCC7806(单细胞株)和M.aeruginosa XW01(群体株)2株铜绿微囊藻的生长、光合作用效率、铁载体分泌及其细胞对铁元素的积累.2株藻的ITS 序列相似性为95%,铁吸收调节蛋白基因fur的序列相似性为98%,二者具有很高的遗传相似性.研究表明,在限铁条件下单细胞株微囊藻生长受到抑制,在第 6 d藻体黄化死亡,但群体株在限铁条件下能维持一定的生长; 限铁条件下最大光能转化效率(F_v/F_m)群体株高于单细胞株,二者分别为0.182±0.014和0.160±0.017.群体株比单细胞株有更高的光合作用能力; 2株藻均可产生铁载体菌株,其铁载体类型为氧肟酸盐型.在限铁条件下,群体株比单细胞株产生更多的铁载体.通过测定藻体铁的含量,发现缺铁条件下藻体积累的铁含量不足富铁条件下的1/3,但不同铁浓度培养的2株藻之间铁含量差异不大.研究结果显示,群体株比单细胞株有更强的适应低铁环境的能力,其机制并非是由于二者对铁吸收和积累的差异导致,可能是由于单细胞株的其他生理代谢过程对细胞内低铁状态更为敏感.     

玉米根内和根际土壤溶磷细菌生物学特性研究

从玉米根内和根际土壤中分离筛选到22株溶磷细菌。根据16SrRNA基因序列分析,2株溶磷效果最好的菌株分别被鉴定为伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.SY9)和泛菌(Pantoea sp.Gym7c)。同时对菌株SY9和Gym7c的溶磷能力和植物促生特性进行了进一步研究。利用磷酸钙和开阳磷矿矿粉研究了菌株释放P、Ca和Fe的效能。液体培养条件下,菌株在在磷酸钙培养基中的生长好于在开阳磷矿粉培养基中的生长,同时菌株能够合成铁载体。菌株SY9从开阳磷矿粉中释放P、Ca,和Fe的能力比菌株Gym7c强。然而菌株Gym7c从磷酸钙中释放P和Ca的能力比菌株SY9强。菌株Gym7c主要是通过合成的有机酸溶解磷酸钙并释放其中的P和Ca,而菌株SY9是通过合成的有机酸和铁载体溶解开阳磷矿粉并释放出其中的P、Ca,和Fe。溶解开阳磷矿粉的有机酸主要是葡萄糖酸而溶解磷酸钙的有机酸主要包括丁二酸、丙酸、苹果酸和酒石酸等。菌株Gym7c能够合成生长素、铁载体和1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶。菌株SY9和Gym7c对酸碱、盐和温度均表现出一定的抗性。     

产铁载体菌的筛选鉴定及活化镉的性能探究

从湘江流域某冶炼厂周边土壤中筛选出高抗镉微生物,在镉离子浓度为2 mmol/L的培养基中正常生长。通过改进的CAS平板上检测出2株具有铁载体产生能力的细菌H1和H2。H1产物具有较强的荧光性能,而且H1菌对重金属Cd有较强的活化能力。接种4 d后,土壤中可溶性镉的含量(21 mg/kg)是对照组(10.4 mg/kg)的2倍多。用扫描电子显微镜观察显示其形态与假单胞菌类似;其16S rDNA序列与Pseudomonas sp.序列相似度达99%。