诺卡氏菌株C-14-1基因工程菌ZM1对试验动物的安全性评估

为了对诺卡氏菌株C-14-1以及转基因工程菌ZM1的安全性进行合理评价,并为该产品的生产和应用过程中安全防护措施的制定提供依据,根据国家标准<农药登记毒理学试验方法>(GB15670-1995),就C-14-1菌株以及ZM1菌株的粉剂对试验动物进行了相关的毒理学试验.试验结果表明:两株菌株对昆明小白鼠的急性经口LD50>5 000 mg/kg,急性经皮毒性LD50>2 000 mg/kg,均属于微毒或无毒类;对大耳白兔皮肤刺激平均指数72 h后为0,皮肤刺激强度为无刺激性;眼刺激平均指数48 h后为0,眼刺激强度为无刺激性.     

Rhodococcus sp.BX2菌对乙腈的降解特性及降解途径研究

对Rhodococcus sp.BX2菌降解乙腈的特性及其降解途径进行了研究.结果显示,在底物浓度为800mg·L-1,接种量为1.0%,培养温度为35℃,环境pH为7.5的条件下,16h时Rhodococcus sp.BX2菌对乙腈的降解率为95.98%;添加葡萄糖可在培养初期加快Rhodococcus sp.BX2菌的生长和对乙腈的降解,蔗糖、乙酰胺和尿素对其影响不大.将BX2菌接种到含有高乙腈浓度(25000mg·L-1)的合成废水中,培养180h后,乙腈降解率可达88.59%.在催化反应60min后,Rhodococcus sp.BX2腈水合酶与腈水解酶的总酶活可达到422.81U·mL-1,对其相关基因序列的分析结果表明,Rhodococcus sp.BX2中同时存在腈水解酶基因和腈水合酶基因,因此,确定乙腈的降解主要由腈水合酶途径完成,可能同时存在腈水解酶的降解途径.     

黄杆菌P3-2降解对硫磷的质粒

黄杆菌(Flavobacterium sp.)P3-2具有水解对硫磷农药的能力.该菌在L.B培养基或以乙酸、乙醇或甘油为碳源的合成培养基上能产生对硫磷水解酶.用碱裂解法从P3-2菌株中分离出一种质粒(PAR).P3-2菌株经丝裂霉素C处理后,消除质粒的原菌株丧失了产生对硫磷水解酶的性能.用蔗糖梯度离心纯化的质粒DNA经EcoRI和BamHI消化,分别产生16和2个DNA片段、以EcoRI消化λDNA产生的6个片段的分子量作标准,测得PAR质粒的分子量约为37.16×10~6 dalton.在电镜下观察呈环状的DNA分子.     

杀螟硫磷降解菌FDS-1的分离鉴定及其降解特性

从长期受杀螟硫磷污染的土壤中分离到一株能以杀螟硫磷为唯一碳源生长的细菌 FDS-1,根据其生理生化分析和 16S rDNA(GenBank Accession No. AY550913)序列同源性分析,将该菌初步鉴定为伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.).该菌能在 14h 内完全降解100mg/L 的杀螟硫磷.该菌降解杀螟硫磷最适 pH 值为 7.0,最适温度为 30℃,菌株降解杀螟硫磷的速率和起始接种量呈正相关.酶的定域试验表明,该菌中有机磷水解酶为胞内酶.     

城市污水处理厂四环素抗性菌的筛选及其抗性基因分析

城市污水处理厂中抗生素抗性菌的富集和扩散对受纳水体及公共卫生安全造成严重的威胁.本研究从上海某城市污水处理厂活性污泥中筛选得到一株四环素抗性菌株TC-1,基于形态特征、生理生化特性和16S r DNA结果鉴定,菌株TC-1属于节杆菌属(Arthrobacter sp.).对节杆菌属菌株的全基因组分析表明,菌株TC-1含有多种抗生素抗性基因,包括四环素、氯霉素、大环内酯类和青霉素抗性基因.对比节杆菌属抗生素抗性基因的基因簇分析表明,这些抗性基因在节杆菌属中具有普遍存在性,表明其来源于相关菌株的遗传而非单个菌株的偶然获得.鉴于节杆菌属是潜在的病原性微生物,该结论可为废水生物处理系统中含抗生素抗性基因的致病微生物环境行为和风险评估提供参考.     

河西走廊石羊河下游地区盐碱土中放线菌多样性——以民勤县为例

为了解甘肃省河西走廊石羊河流域地区盐碱土中放线菌种群结构及多样性,采用非培养法对河西走廊石羊河下游流域的3种不同类型土样(原生盐碱土、次生盐碱土和农田土)的总DNA进行提取,用放线菌特异性引物对16S r RNA基因进行扩增,构建放线菌16S r RNA克隆文库.用HaeⅢ和HhaⅠ两种限制性内切酶对阳性克隆子进行16S r DNA扩增片段限制性内切酶分析(Amplifed Ribosomal DNA Restriction Analysis,ARDRA),提取酶切带型不同的菌液进行测序,构建其系统发育树并进行多样性指数分析.结果显示:原生盐碱土克隆文库中90个阳性克隆分归于20个OTUs,分属于微球菌科(Micrococcaceae)、中村氏菌科(Nakamurellaceae)、类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)、棒状杆菌科(Corynebacteriaceae)、诺卡氏菌科(Nocardiaceae)和未知类群;次生盐碱土克隆文库中98个阳性克隆分归于32个OTUs,分属于纤维素单胞菌科(Cellulomonadaceae)、微球菌科(Micrococcaceae)、地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)、类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、小单孢菌科(Micromonosporaceae)、伪诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)、链孢囊菌科(Streptosporangiaceae)、高温单孢菌科(Thermomonosporaceae)、动孢囊菌科(Kineosporiaceae)、糖霉菌科(Glycomycetaceae)和未知类群;农田土克隆文库中98个阳性克隆分归于10个OTUs,分属于微球菌科(Micrococcaceae)、博戈里亚湖菌科(Bogoriellaceae)、地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)、中村氏菌科(Nakamurellaceae)、类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)和未知类群.其中,微球菌亚目(Micrococcineae)是3种不同类型土壤中的优势类群.多样性指数和稀释性曲线分析结果显示,3种不同类型土壤中放线菌多样性为次生盐碱土原生盐碱土农田土.     

1株筛自柴油污染土壤的铜绿假单胞菌对萘的降解特性研究

从柴油污染土壤中筛选分离出1株萘降解菌HD-5,经16S r DNA序列分析鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),对功能基因进行PCR扩增证实该菌株中含有萘双加氧酶基因nah.采用生物强化、生物刺激以及二者相结合的方式修复萘含量为0.5%的自配污染土壤,综合比较了在不同修复方式下土壤中萘的降解率,修复过程中土壤FDA水解酶活和脱氢酶活的变化,以及运用定量PCR的方法动态分析了总细菌基因拷贝数和nah基因拷贝数.结果表明,在生物强化(B)、生物刺激(S)以及生物强化与生物刺激相结合(BS)这3种修复方式下,31 d后萘去除率分别为71.94%、62.22%和83.14%,BS组在修复过程中土壤FDA水解酶活和脱氢酶活明显高于另外两组,31 d后BS组土壤中总细菌基因拷贝数和nah基因拷贝数分别增长了约2.67×1011g-1和8.67×108g-1.上述研究结果表明筛选得到的萘降解菌株在土壤中具有良好的定植特性,在生物刺激与该降解菌株的共同作用下,可以有效地实现土壤中萘降解,这对此类污染生物修复过程研究具有一定的指导意义.     

烷烃降解菌的筛选及其降解能力

以正十二烷、正十五烷和正十六烷为唯一碳源,从腈纶废水及其处理构筑物的生物膜中,分离、筛选出两株高效降解正烷烃的菌株C-14-1和C-14-2.经形态学观察和生理生化特征研究,两者均鉴定为诺卡氏菌(Nocardia spp.).通过摇瓶试验得出两菌株的最适生长条件为35℃,pH6,摇床转速(间接反映通气量)为250r/min,接种量为0.1%.在最适生长条件下,分别对不同初始浓度烷烃进行降解率试验.结果表明,两菌株降解正烷烃的能力显著,当混合烷烃中各烷烃的初始浓度约为50mg/L时,培养11h对正十二烷、正十五烷和正十六烷的降解率达到93%～100%;各烷烃的初始浓度约为100mg/L时,培养22h降解率达到97%～100%;各烷烃的初始浓度约为150mg/L时,培养22h降解率达到85%～93%.这两菌株在实际工程中将具有较好的应用前景.     

河西走廊石羊河下游地区盐碱土中放线菌多样性

为了解甘肃省河西走廊石羊河流域地区盐碱土中放线菌种群结构及多样性,采用非培养法对河西走廊石羊河下游流域的3种不同类型土样(原生盐碱土、次生盐碱土和农田土)的总DNA进行提取,用放线菌特异性引物对16S rRNA基因进行扩增,构建放线菌16S rRNA克隆文库.用HaeⅢ和HhaⅠ两种限制性内切酶对阳性克隆子进行16S rDNA扩增片段限制性内切酶分析(Amplifed Ribosomal DNA Restriction Analysis,ARDRA),提取酶切带型不同的菌液进行测序,构建其系统发育树并进行多样性指数分析.结果显示:原生盐碱土克隆文库中90个阳性克隆分归于20个OTUs,分属于微球菌科(Micrococcaceae)、中村氏菌科(Nakamurellaceae)、类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)、棒状杆菌科(Corynebacteriaceae)、诺卡氏菌科(Nocardiaceae)和未知类群;次生盐碱土克隆文库中98个阳性克隆分归于32个OTUs,分属于纤维素单胞菌科(Cellulomonadaceae)、微球菌科(Micrococcaceae)、地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)、类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、小单孢菌科(Micromonosporaceae)、伪诺卡氏菌科(Pseudonocardiaceae)、链霉菌科(Streptomycetaceae)、链孢囊菌科(Streptosporangiaceae)、高温单孢菌科(Thermomonosporaceae)、动孢囊菌科(Kineosporiaceae)、糖霉菌科(Glycomycetaceae)和未知类群;农田土克隆文库中98个阳性克隆分归于10个OTUs,分属于微球菌科(Micrococcaceae)、博戈里亚湖菌科(Bogoriellaceae)、地嗜皮菌科(Geodermatophilaceae)、中村氏菌科(Nakamurellaceae)、类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)和未知类群.其中,微球菌亚目(Micrococcineae)是3种不同类型土壤中的优势类群.多样性指数和稀释性曲线分析结果显示,3种不同类型土壤中放线菌多样性为次生盐碱土>原生盐碱土>农田土.     

生物净水工艺中降解有机污染物优势菌的筛选初探

为了获得高效有机污染物降解的优势菌株,以稳定运行的生物净水工艺为研究对象,采用细菌分离、生化鉴定、脱氢酶活性分析、净水效能测定和降解相关基因扩增等方法对生物滤池中微生物群落进行了分析。结果表明,从生物滤池中分离的优势菌主要为巨大芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、弗氏枸橼酸杆菌、豚鼠气单胞菌、恶臭假单胞菌和肺炎克雷氏菌等。在8株高脱氢酶活性的菌株中,1株巨大芽孢杆菌、1株蜡样芽孢杆菌和2株恶臭假单胞菌对原水中的高锰酸盐指数UV254和TOC的去除效率较高;并从1株恶臭假单胞菌株的基因组DNA中成功扩增出大小为548 bp的偏三苯酚1,2-双加氧酶基因片段(对硝基苯酚降解相关基因),说明该菌株具有降解对硝基苯酚污染物的潜能。因此,本研究可筛选高效有机污染物降解的优势菌株,为生物净水工艺提供优良的菌种资源。     

石油污染地下水中细菌多样性研究

采集了某废弃炼油厂的石油污染地下水样品,提取水中微生物总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究.结果表明,文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属10个细菌类群,分别为γ-Proteobacteria(49.1%)、α-Proteobacteria(12.9%)、β-Proteobacteria(11.1%)、Bacteroidetes(9.2%)、Verrucomicrobia(6.7%)、Acidobacteria(2.5%)、δ-Proteobacteria(1.2%)、Actinobacteria(1.2%)、Planctomycetes(0.6%)、Unidentifiedbacteria(5.5%).在这一生态系统中,γ-Proteobacteria类细菌占据主导地位,接近50%,尤其是假单胞菌属(Pseudomonas)微生物在文库中的比例达35.6%.该石油污染地下水样品中细菌与许多其它已知的降解菌亲缘关系较近,如鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas)、红球菌(Rhodococcus)和短波单胞菌(B...     

H_2O_2诱导拟南芥NIT2基因甲基化特征与转录水平改变

用外源H2O2处理拟南芥植株,亚硫酸氢盐修饰后测序法分析胁迫生理中NIT2基因启动子区甲基化特征变化,RT-PCR检测该基因的转录水平.结果显示:用100#mol·L-1的H2O2处理3 h后,NIT2启动子区胞嘧啶总甲基化水平与对照差异不大,但对照组CHG(H为C、A或T)和CG位点甲基化水平分别为35.0%和93.3%,H2O2处理组CHG和CG位点甲基化水平分别为50.0%和96.9%;H2O2处理组CHH位点则表现为甲基化水平升高、降低或去甲基化;H2O2胁迫组拟南芥地上组织中NIT2基因转录水平提高.研究结果表明:NIT2基因的转录应答和DNA甲基化修饰参与了植株的逆境生理过程;氧化胁迫与DNA甲基化改变、基因转录上调同时发生,说明胁迫诱发的活性氧增高可能参与胞嘧啶甲基化修饰和基因转录的调节.     

Exome sequencing for gene discovery in lethal fetal disorders – harnessing the value of extreme phenotypes

Massively parallel sequencing has revolutionized our understanding of Mendelian disorders, and many novel genes have been discovered to cause disease phenotypes when mutant. At the same time, next-generation sequencing approaches have enabled non-invasive prenatal testing of free fetal DNA in maternal blood. However, little attention has been paid to using whole exome and genome sequencing strategies for gene identification in fetal disorders that are lethal in utero, because they can appear to be sporadic and Mendelian inheritance may be missed. We present challenges and advantages of applying next-generation sequencing approaches to gene discovery in fetal malformation phenotypes and review recent successful discovery approaches. We discuss the implication and significance of recessive inheritance and cross-species phenotyping in fetal lethal conditions. Whole exome sequencing can be used in individual families with undiagnosed lethal congenital anomaly syndromes to discover causal mutations, provided that prior to data analysis, the fetal phenotype can be correlated to a particular developmental pathway in embryogenesis. Cross-species phenotyping allows providing further evidence for causality of discovered variants in genes involved in those extremely rare phenotypes and will increase our knowledge about normal and abnormal human developmental processes. Ultimately, families will benefit from the option of early prenatal diagnosis. © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

菌株WYT降解还原蓝4的关键基因

以印染厂活性污泥中筛选出的WYT菌株为研究对象,探索其对还原蓝4（VB4）染料降解脱色的关键基因.采用全基因组测序分析方法和同源重组法,确定染料代谢的可能关键基因.对该基因进行敲除,构建载体进行基因回补,设计表型验证实验验证基因的脱色效果.结果表明,该可能关键基因属于染料过氧化物酶基因中的B型,命名为DyP.敲除后的菌株对VB4没有脱色效果,基因敲除成功.WYT菌株与敲除载体发生双交换,获得回补株.在降解实验中,回补株对VB4的脱色率为96.04%,野生株的脱色率为96.95%,回补株恢复了对VB4的降解脱色能力,而敲除株几乎失去对VB4的降解能力,DyP基因是VB4降解脱色的关键基因.     

Current controversies in prenatal diagnosis 2: The 59 genes ACMG recommends reporting as secondary findings when sequencing postnatally should be reported when detected on fetal (and parental) sequencing

Genome sequencing is increasingly being used to aid genetic diagnosis in fetuses with structural abnormalities detected on ultrasound examination. However, with clinical exome and genome sequencing, there is potential for the recognition and reporting of incidental or secondary findings unrelated to the indication for ordering the sequencing, but of potential medical value for patient care. In the postnatal setting, the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) has clear guidelines that state that when offering sequencing, secondary findings should be reported in 59 genes for which ACMG consider there is a clinical evidence that pathogenic variants may result in disease that might be prevented or treated, with the option to opt out of receiving this information. However, these guidelines specifically exclude prenatal sequencing. Here, we report the debate on whether or not pathogenic findings in these 59 genes should or should not be reported in the prenatal setting. Although more were in favour of reporting before the debate, there was no significant consensus from the audience. After the debate there was a swing toward not reporting, but a slim majority (55%) remained in favour, indicating that this is an area requiring further research and the development of evidence-based guidelines applicable to prenatal proband and trio sequencing.     

红球菌BAP-1对荧蒽的跨膜运输过程

利用同位素示踪法对红球菌BAP-1跨膜运输¹⁴C-荧蒽的过程进行了研究.结果表明在有ATP抑制剂NaN₃的存在下,红球菌BAP-1细胞膜内所结合的¹⁴C-荧蒽含量几乎无变化.结合对微生物体内包涵体的观察,说明当有ATP抑制剂存在的情况下,荧蒽无法通过细胞膜进入到微生物的体内.这表明若是荧蒽无法通过跨膜运输进入到红球菌细胞内,就不能得到有效的生物降解.在不同的底物浓度条件下,微生物对¹⁴C-荧蒽的跨膜运输过程是主动运输过程;在一定底物浓度条件下,菌体膜结合污染物的量会在一定的条件下达到饱和.结合米氏方程分析了红球菌BAP-1对¹⁴C-荧蒽的跨膜运输动力学过程,结果表明底物¹⁴C-荧蒽与微生物之间一直保持较高的亲和力,较高的亲和体系有助于跨膜运输过程的顺利进行.     

纳污河流抗性基因和微生物群落相关性

通过Miseq高通量测序分析和荧光定量PCR技术,研究某纳污河流中四环素类与磺胺类抗性基因（ARGs）的分布特征、传播情况及微生物群落结构相关性.结果表明：在河流地表水与沉积物中均检测到四环素类抗性基因tetA和tetB与磺胺类抗性基因sul1和sul2,四环素类抗性基因和磺胺类抗性基因的绝对丰度分别为5.09×10³~1.26×10⁷,3.94×10⁵~1.32×10⁹copics/L,磺胺sul1抗生素抗性基因丰度显著高于其它基因;河流主要优势菌门为Proteobacteria,Bacteroidetes,Firmicutes,Actinobacteria和Cyanobacteria,其平均总相对丰度占总比例的95.62%,且总体差异较小.抗性基因与微生物群落冗余分析显示,Methylotenera菌属是影响tetA抗性基因分布丰度的主要因素,Dechloromonas和Clostridium sensu stricto 1菌属是影响tetB抗性基因分布丰度的主要因素,Dechloromonas、Clostridium sensu stricto 1和Methylotenera菌属是影响sul1、sul2抗性基因分布丰度的主要因素.     

长期施用氮肥对土壤细菌硝化基因多样性及组成的影响

以中国科学院桃源农业生态试验站水稻长期定位试验为平台(28°55′49.8″N,111°26′25.7″E),运用PCR、克隆文库构建等分子生物学技术研究长期单施氮肥(尿素)对亚硝化基因(amoA和hao)多样性及其群落结构的影响.结果表明,长期单施氮肥使amoA基因多样性降低(Shannon指数减少了11%),而ha...     

全基因组重测序研究长期铬胁迫对希瓦氏菌MR-1的影响机制

在实验室纯培养条件下,设计了希瓦氏菌MR-1在恒定浓度Cr（VI）和Cr（Ⅲ）环境中长期胁迫120d实验,探讨了胁迫后的菌株对Cr（VI）的还原能力和生长情况,采用电化学分析仪表征其电化学性质的变化,并且利用全基因组重测序技术分析了不同条件胁迫后不同阶段的菌株基因变异信息.结果表明,Cr（VI）长期胁迫下明显提高了菌株对Cr（VI）的耐受性和还原能力,在38h左右能完全还原初始Cr（VI）浓度55mg/L;在电位-0.2V还原峰附近,细胞色素c与核黄素的结合作用有明显差异;通过重测序结果发现,Cr（VI）长期胁迫下的菌株发生突变的基因点位明显高于Cr（Ⅲ）环境.Cr（Ⅲ）环境胁迫下的非同义突变基因主要集中在葡萄糖转化及合成相关功能的基因、编码呼吸链酶和合成ATP酶的相关基因、编码信号转导和跨膜转运蛋白相关基因,Cr（VI）环境胁迫120d后,主要涉及细胞膜组分基因,转运蛋白、信号转导相关基因,DNA合成、修复相关基因和氧化还原活性相关.