土壤栽培和无土栽培菜心中内生细菌比较及分离鉴定

菜心(Brassica parachinensis)是华南地区的一种特色蔬菜.为探究无土栽培和土壤栽培菜心内生细菌的差异,以这两种栽培方式的菜心为材料,分离内生细菌.根据插入序列指纹图谱(IS-PCR)结果进行聚类,对代表性菌株的16S rRNA基因序列进行系统发育分析,并将菌株加入无土栽培营养液中,收获后测定菜心的的相对叶绿素含量(SPAD)和可溶性糖含量.结果显示,从两种菜心中共分离到31株内生细菌,IS-PCR结果将其聚为9个类群,16S rRNA基因鉴定其分别属于Bacillus sp.(芽孢杆菌属)、Rhizobium sp.(根瘤菌属)、Microbacterium sp.(微杆菌属)、Leifsonia sp.(雷夫松氏菌属)、Sphingomonassp.(鞘氨醇单胞菌属)、Alcaligenessp.(产碱菌属)和Agrobacteriumsp.(农杆菌属).土壤栽培菜心中可培养细菌数目多于无土栽培菜心,且土壤栽培菜心中内生细菌的碳代谢更多样化.生理生化实验显示,部分菌株能分泌生长素和铁载体.加入土壤栽培菜心中分离得到的菌株SCG14和SCG0802后,无土栽培菜心的相对叶绿素含量和可溶性糖含量比对照显著提高.本研究表明无土栽培和土壤栽培的菜心中的内生细菌在种类、数目、分布部位和碳源利用能力上有差异;此外,分离得到的菌株能提高无土栽培菜心的相对叶绿素以及可溶性糖含量,有开发为微生物制剂的潜力.(图4表6参35)     

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     

鞘氨醇单胞菌:降解芳香化合物的新型微生物资源

鞘氨醇单胞菌属是一类丰富的新型微生物资源,可用于芳香化合物的生物降解.该属菌株凭借自身的高代谢能力与多功能的生理特性,在环境保护及工业生产方面具有巨大的应用潜力.但是由于对鞘氨醇单胞菌的认识较晚,该菌的生态价值及经济价值很少被关注,对其的研究也停留在初级阶段.本文综述了鞘氨醇单胞菌属自发现以来的研究进展,包括生理生化特性的描述、分类学研究、生物高聚物的合成、特殊组分鞘脂以及相关酶与基因的研究,并结合目前国际研究的热点,提出值得进一步探讨和研究的问题.     

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。     

高选择性手性酯酶产生菌的筛选及应用

从土壤中分离得到230株产酯酶菌株，经反复筛选，从中挑选出一株酶活及选择性均较高的菌株YQ231，该菌株所产酯酶能将外消旋的酯水解为手性醇（环戊烯酮），且该酶优先水解（R）-型酯。经生理生化试验鉴定，该细菌为不动杆菌属（Acinetobacter sp.）。研究了该菌株的产酶过程，结果表明：酶活在24h达最高值。同时研究了该菌株的催化特性，在反应12h时其转化率达48.8％，eep为92.3％，ees为70.3％。图3表2参9     

固定化微生物对土壤中苯并芘的降解

研究了3株细菌与3株真菌对土壤中苯并芘（BaP）的降解动态,从中筛选出1株细菌（Bacillus sp.）和1株真菌（Mucor sp.）,并采用吸附法将混合菌固定在改性后蛭石上,研究了固定化混合菌对土壤中BaP的降解效果。结果表明：细菌中芽孢杆菌（Bacillus sp.,SB02）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为33.0%,降解速率也最快,1周可降解12.6%的BaP;真菌中毛霉（Mucor sp.,SF06）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为69.7%;以改性后蛭石为载体用吸附法制得的固定化混合菌,传质性能好,对BaP的降解率42 d可达95.32%,高于游离菌20个百分点。     

群体感应对细菌生物膜及细菌耐药性影响的研究进展

群体感应作为微生物间的特殊通信感应系统,通过合成、分泌信号分子控制着整个细菌群体行为。群体感应直接参与细菌生物膜的形成过程,进而影响着细菌耐药性的传播扩散。本文综述了群体感应对生物被膜形成和细菌耐药性的传播扩散的影响,以及群体感应抑制剂在生物被膜形成和抗生素耐药性的传播扩散过程中的作用,并结合国内外研究现状,对细菌耐药性未来研究重点进行了展望。     

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     

高氨氮废水处理系统中功能微生物的检测

利用16S rDNA分子检测技术对高氨氮废水处理系统中的氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌等难分离培养微生物进行了分析检测.从实验室处理高氨氮废水的生物流化床硝化系统生物膜中提取细菌总DNA,以其为模板,利用氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)的16S rDNA特异性引物进行多聚酶链式反应(PCR)扩增,获得AOB和NOB的特异片段.将特异片段与pGEM-T载体连接并转化到E.coli DH5α中获得重组子,对阳性重组子进行酶切分型,AOB可分为8种不同类型.选取AOB的8种类型代表以及随即选取8个NOB克隆进行测序.经GenBank搜索以及同源性分析,发现所获得的8个AOB类型来自不同的菌株,处理系统中以Nitrosomonas sp.和Nitrosococcus sp.为氨氧化细菌的优势菌属;8株NOB重组子中有7株来自不同的菌株,系统中Nitrobacter sp.和Afipia sp.为亚硝酸盐氧化细菌的优势菌属.图6表1参14     

养殖虾塘常见耐药菌的分离鉴定与耐药基因检测

了解水产养殖区中抗生素耐药菌的分布及抗生素耐药基因的污染现状,有助于科学、合理地使用抗生素。采用诺氟沙星抗性平板和红霉素抗性平板统计虾塘泥样和水样中耐药微生物数量,从中筛选得到60株耐药菌株。基于16Sr DNA序列分析完成部分菌株的鉴定,同时,对耐药菌株携带的喹诺酮类(诺氟沙星)抗性基因gyr A及大环内酯类(红霉素)抗性基因erm B进行了扩增及测序分析。结果表明,虾塘水样细菌在诺氟沙星抗性平板中均未生长,虾塘泥样细菌对诺氟沙星的耐药率分别为0.36%、0.82%;1号虾塘泥样和水样中细菌对红霉素的耐药率分别为23.33%、18.50%,2号虾塘泥样和水样中细菌对红霉素的耐药率分别为20.00%、12.50%。耐药菌16S rDNA鉴定结果如下:南极适冷菌(Rheinheimera sp.)7株、不动杆菌(Acinetobacter sp.)6株、微杆菌(Microbacterium sp.)3株、厦门希瓦氏菌(Shewanella xiamenensis)2株、嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila)2株、豚鼠气单胞菌(Aeromonascaviae)1株。1号虾塘gyr A检出率为43.33%,erm B检出率为30.00%;2号虾塘gyr A检出率为10.00%,erm B检出率为70.00%。耐药基因序列比对结果显示,所测菌株序列与数据库中相应耐药基因序列相似性均≥97%。     

耐盐植物根际促生菌筛选及促生效应研究

开展盐渍化土壤中耐盐植物根际促生菌研究,有助于利用根际促生菌改良盐碱土壤。以前期分离自宁夏银北盐碱区耐盐植物根际土壤的110株细菌为材料,测定了菌株解磷、产IAA、产ACC脱氨酶和铁载体等促生特性,通过高活性菌株的交互作用,筛选出11个互不拮抗的菌株进行了菌种鉴定和复合菌群的构建,并验证了高效菌群C3和C8对植物幼苗的促生效果。结果表明:不同菌株的促生能力差别较大,其中23株细菌能够溶解无机磷,解磷量在2.90—70.92 mg·L~(-1)之间;6株能够产生ACC脱氨酶,酶活性最高为1.56μmol·mg~(-1)·h~(-1);46株菌具有产IAA的能力,IAA产量在1.33—34.74 mg·L~(-1)之间;24株菌能够产生铁载体。筛选出的11个高活性菌株分别隶属于芽孢杆菌属、假单胞菌属和鞘氨醇杆菌属,每4个菌株为组合共构建出9组复合菌群,其中C8组合ACC脱氨酶活性最高,达到3.67μmol·mg~(-1)·h~(-1);其次是C3组合,为2.77μmol·mg~(-1)·h~(-1);产生的IAA和解磷量分别在4.62—13.30 mg·L~(-1)和3.52—56.96 mg·L~(-1)之间,均为C3组合最高;产铁载体能力表现为C1—C4组合较强。盆栽实验表明,接种复合菌群C3和C8能明显促进苜蓿和柳枝稷幼苗生物量的增长。C3的促生效果尤为显著,与对照相比,使苜蓿和柳枝稷幼苗的株高分别增长54.93%和50.96%,地上鲜质量/干质量分别增加113.8%/119.6%和124.6%/82.08%,具备开发为微生物菌剂的潜能。     

近海养虾场底泥中产芽孢细菌的生态特征

通过对近海养虾场底泥中的细菌数量和类群的调查，发现有超过50％的细菌生物量是产芽孢细菌，因此对底泥中的产芽孢细菌进行了分离和纯化，通过对细胞形态、生理生化等特征的研究和对部分菌株的16S rRNA基因的ARDRA分型、序列分析等，鉴定了67株产芽孢细菌，其中62株属于芽孢杆菌属，5株属于短芽孢杆菌属．进一步对62株芽孢杆菌属的细菌在底泥不同深度的分布进行研究，结果表明，巨大芽孢杆菌主要分布在底泥深度0～6cm左右的区域，海洋芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌主要分布于底泥6cm以下的区域，与坚强芽孢杆菌性状相近的菌分布在底泥2～8cm深度；与耐碱芽孢杆菌性状相近的芽孢菌广泛分布在0～12cm区域．讨论认为，应用这些产芽孢细菌资源在修复海洋环境和开发海水养殖微生态制剂方面具有一定可能性．图3表3参15     

群体感应信号对“藻—菌”关系的调节作用

藻类的生消过程中有多种微生物参与,其结构多样性和功能多样性构成了藻菌间复杂的共生关系.这些共生关系的行使依赖于一定的群体数量和组成结构,并受化学信号调节.本文聚焦于群体感应信号(Quorum sensing,QS),从化学生态学视角综述QS信号介导下的微生物行为.生存在微生物群落中的个体并非以单个形式独立存在,而是具有一定的结构,且个体之间存在广泛的交流,QS信号便是通讯语言之一.细菌可以利用QS信号进行信息交流,协调群体行为,并调控特定基因表达.QS介导下的菌群行为包括在藻际生态位(Niche)的营造、生物被膜(Biofilm)的形成、物质代谢(C、N、S、Fe)的调节以及对溶藻行为的调控等.藻菌关系除了受QS调节外,其抑制剂(Quorum sensing inhibitor,QSI)也参与藻菌的共生关系.基于共生环境中存在着对藻类影响性质各异的菌群(有益菌或有害菌),开发QS或QSI是干扰藻菌关系、抑制藻类生长的潜在方法,可为赤潮的有效防控提供借鉴.     

对苯二甲酸二甲酯及其异构体的好氧微生物降解

从红树林底泥中以对苯二甲酸二甲酯和间苯二甲酸二甲酯为碳和能源通过富集培养分离到 5株细菌 ,并对其进行了鉴定 ,分别是PasteurellamultocidaSDMTa (多杀巴斯德氏菌 )、KlebsiellaoxytocaSDMTb (产酸克雷伯氏菌 )、Klebsiellasp .SDMTc (克雷伯氏菌株 )、SphingomonaspaucimobilisSDMIy (少动鞘氨醇单胞菌 )和Methylobac teriummesophilicumSDMIr (嗜中温甲基杆菌 ) .这些微生物对对苯二甲酸二甲酯及其异构体间苯二甲酸二甲酯有较强的降解能力 .在pH为 7的条件下 ,浓度为 98mg/L的对苯二甲酸二甲酯 (DMT)可在 36d内被完全降解 ,主要中间产物为对苯二甲酸一甲酯 (MMT)和对苯二甲酸 (TA) .在混合培养条件下 ,浓度达 2 2 0mg/L的间苯二甲酸二甲酯在 35d内降解达 99%以上 ,但其中间产物间苯二甲酸一甲酯 (MMI)不能被降解而在培养液中积累 .根据鉴定出的中间产物 ,对苯二甲酸二甲酯的生化降解途径为 :DMT→MMT→TA→CO2 H2 O .研究结果表明 ,对苯二甲酸二甲酯的 2个酯基的水解是决定其完全矿化的重要起始步骤 .对苯二甲酸二甲酯比间苯二甲酸二甲酯更容易被降解 .图 6表 2参 18     

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.     

电磁辐射场对工业微生物生长的影响

为研究电磁辐射场对微生物细胞的“非热效应”,选用几株工业微生物（产L－精氨酸钝齿棒状杆菌A6,产L－赖氨酸钝齿棒状杆菌LB6和产胞内SOD酶酵母菌S1）进行了初步探讨,试验结果表明,置于2μm-1mm频段电磁场接受辐射处理后的试验样本细胞对热的承受能力提高,表现为在较高温度下细胞生长速度的增加,处于对数生长期的细胞对辐射刺激有更明显的敏感反应,较低pH可以一定程度地强化辐射处理的效果,试验结果还进一步证明了以上效应产生于电磁辐射场的“非热效应”,而不是简单的热效应或微生物的自发突变。     

一株菲降解菌的特性及相关降解基因的克隆

从石油污染土壤中分离到一株菲降解菌2F5-2.根据该菌株生理生化特征和16S rDNA序列相似性分析,将其初步鉴定为鞘氨醇杆菌属(Sphingobium sp.).该菌株在10 h内对100 mg/L的菲的降解率为100%.降解菲的最适温度为30℃,最适pH为7.对降解途径的初步研究显示,该菌株通过水杨酸途径降解菲.克隆了编码芳香烃双加氧酶α亚基的基因phdA,它与菌株Sphingomonas sp.P2、Sphingobium yanoikuyae B1、Sphingomonas sp.ZP1中phdA的同源性分别为97.9%、98%和100%,表明该基因具有保守性.图6参16     

抗生素和纳米银对大肠杆菌的联合毒性和抗性突变诱导效应

抗生素和纳米银因在各自领域的大量应用而不可避免地进入环境中，对生态环境尤其是微生物群体构成联合暴露的风险，但是二者对细菌生长和耐药性的联合作用，目前受到的关注较少.本研究测定了两种抗生素（四环素和氯霉素）以及纳米银（10—15 nm）对大肠杆菌的联合毒性及对细菌抗性突变的诱导作用，并对相关机制进行了初步探讨.结果表明，抗生素和纳米银对细菌的联合毒性呈现协同效应，但是二者联合作用下细菌对利福平的抗性突变频率显著降低. DNA测序和分子对接结果表明，编码利福平靶标蛋白的rpoB基因发生点突变，导致突变后的靶蛋白与利福平的结合能降低.同时，qPCR结果表明抗生素和纳米银联合作用时，细菌胞内rpoS、dinB和mutS等基因表达显著上调，可能是抗性突变频率在联合作用下降低的主要原因.本研究揭示了抗生素和纳米银联合作用对细菌抗性突变的影响，有利于全面认识二者联合暴露的环境和健康风险.     

氯霉素对体外模拟人体肠道菌群的影响

研究氯霉素对人体肠道菌群结构及短链脂肪酸的体外影响，可为理解肠道细菌和真菌间的关系提供理论依据，并为肠道微生物的分离提供参考.借助模拟人体肠道发酵技术，通过Illumina HiSeq高通量测序分析氯霉素对发酵液中肠道微生物群落结构的影响，并利用气相色谱法测定菌群代谢产物短链脂肪酸的含量.发酵液中优势真菌为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota），优势细菌为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）.与对照相比，门水平上氯霉素显著降低子囊菌门（P=0.045）的相对丰度，显著增加真菌norank(Eukaryota norank,P=0.017)的相对丰度；属水平上氯霉素显著增加普雷沃氏菌属7(Prevotella 7)和肠球菌属（Enterococcus）等细菌及酵母菌目（Saccharomycetales）和德福里斯孢属（Devriesia）等真菌的相对丰度，显著降低韦荣氏球菌科（Veillonellaceae）和Gloeotinia的相...     

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)