分子生物学在微生物生态学中的应用

分子生物学方法正被广泛地用于微生物生态学研究。本文主要介绍了16SrRNA基因序列分析、变性梯度凝胶电泳与温度梯度电泳技术、限制性片断长度多态性技术、单链构象多态性分析、随机引物扩增多态性DNA等技术在微生物生态学中的应用。     

分子生物学方法在微生物生态学中的应用

给出了植被对微生物群落结构影响的研究结果,同时较详细地介绍了从土壤样品中提取ＤＮＡ以及对ＤＮＡ进行克隆,并获得微生物克隆群落的方法和步骤。应用该方法在获得高产量ＤＮＡ的同时,获得了多样性极高的微生物克隆群落。     

分子生物学技术在草原土壤微生物研究中的应用

根据国内外土壤微生物的发展动态,对土壤微生物的传统研究方法和现代分子生物学方法应用特点进行了评述和分析,同时对分子生物学技术在草原土壤微生物研究中的应用前景进行了展望.     

分子生物学技术在环境微生物研究中的应用

介绍了在环境微生物研究中的分子生物学技术,如核酸探针技术、聚合酶链式反应技术、电泳分离技术、基因重组及基因芯片技术等以及这些相关技术在环境微生物分类、环境微生物监测和环境微生物治理污染中的应用。结果表明,分子生物学技术在研究环境微生物中发挥了重要作用。     

分子生物学技术在环境微生物多相分类中的应用

概述了分子生物学技术包括DNA(G C)mol％的测定、核酸杂交、分子标记技术、蛋白质技术等在环境微生物多相分类中的应用，分析了各项技术的优缺点，介绍了最新进展和发展的方向。     

分子生物学方法在微生物生态学研究中的应用

由于传统分离培养微生物的局限，分子生物学技术避开了传统微生物培养分析的环节，直接从样品中抽取总DNA，然后通过PCR扩增及其相关技术、核酸杂交技术、RNA基因序列分析等方法对直接提取的总DNA进行分析，了解其中微生物信息．这些通过遗传物质进行研究的分子方法，为微生态的研究开辟了新的途径，并已经得到广泛的应用．     

基于高通量测序研究锦屏极深岩层微生物多样性

本研究旨在探索中国锦屏地下原始极深环境中极端微生物群落结构及功能。本研究采用高通量测序技术对锦屏极深环境中4个岩石样品和7个水样中存在的微生物群落进行了研究,共获得732 477条高质量序列(Clean tags),可聚类到1 318个有效OTUs,各样品菌群之间存在一定差异,但其优势菌门一致,为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。采用PICRUSt分析了样品菌群对应的基因功能,结果表明涉及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素代谢等基因功能的丰度最高。结果表明锦屏地下原始极深环境中微生物群落复杂,但主要菌群相对稳定。     

室内新风空气净化系统微生物多样性研究

对济南市历城区使用不同时间的新风空气净化系统滤膜样本的细菌多样性进行检测,分析室内新风系统潜在的微生物二次污染风险。采集使用6至12个月的新风系统中超细玻璃纤维空气滤膜积累的微生物为样本,进行16S rDNA扩增子测序分析。结果显示：变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌门,优势属有副球菌属、鞘氨醇单胞菌属、芽孢杆菌属、甲基杆菌属、双歧杆菌属等;随着滤膜使用时间的增加,优势菌门之间的相对丰度比例变化不明显,但总丰度呈现上升趋势,表明该地区室内空气微生物丰富且群落结构长期变化不大;使用12个月的样本中特别富含莱茵海默氏菌属、乳杆菌属和不动杆菌属,且条件致病菌奥斯陆莫拉氏菌的相对丰度较高,表明该地区的室内新风系统使用12个月时存在微生物二次污染风险。研究结果对居民防控室内空气二次污染起指导作用。     

室内新风空气净化系统微生物多样性研究

对济南市历城区使用不同时间的新风空气净化系统滤膜样本的细菌多样性进行检测,分析室内新风系统潜在的微生物二次污染风险。采集使用6至12个月的新风系统中超细玻璃纤维空气滤膜积累的微生物为样本,进行16S rDNA扩增子测序分析。结果显示:变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为优势菌门,优势属有副球菌属、鞘氨醇单胞菌属、芽孢杆菌属、甲基杆菌属、双歧杆菌属等;随着滤膜使用时间的增加,优势菌门之间的相对丰度比例变化不明显,但总丰度呈现上升趋势,表明该地区室内空气微生物丰富且群落结构长期变化不大;使用12个月的样本中特别富含莱茵海默氏菌属、乳杆菌属和不动杆菌属,且条件致病菌奥斯陆莫拉氏菌的相对丰度较高,表明该地区的室内新风系统使用12个月时存在微生物二次污染风险。研究结果对居民防控室内空气二次污染起指导作用。     

16S rRNA基因技术在油藏微生物生态研究中的应用

分子生态学技术的发展大大促进了人们对环境中微生物群落的研究，也为研究油藏微生物群落和微生物采油技术提供了一个新的工具，尤其16S rRNA基因技术应用于油藏微生物生态研究．该技术克服了基于细胞水平研究方法的不足，能更准确、更客观地揭示油藏微生物的多样性、群落动态变化、种群结构及进化等方面的信息．文章简要综述了16S rRNA基因技术发展历程及在环境微生物生态学中的应用，详细概述了16S rRNA基因技术在油藏微生物生态研究中的地位和作用以及用于油藏微生物生态研究的16S rRNA基因技术，讨论了16S rRNA基因技术目前在油藏微生物生态研究中存在的问题，通过实例论证了该技术的现场应用效果，重点介绍了胜利油田利用T-RFLP、DGGE等分子生态学技术在河口采油厂罗801区块空气辅助微生物驱和单12区块内源微生物驱研究中的应用，阐明了分子生态学技术在微生物提高原油采收率研究中的重要的意义．     

5种新分离细菌的分子鉴定及分类

测定和比较了５种新分离细菌的１６ＳｒＤＮＡ序列,并对其进行分子鉴定和分类．结果表明：Ｆ５７７１和Ａ５６０８为棒杆菌属（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ）的２个新种;ＬＣＤＣ８９０５５是１种放线菌,与Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｓｐｙｏｇｅｎｅｓ遗传距离较近;而ＬＣＤＣ８７０８０和ＣＤＣｇｒｏｕｐＡＮＦ１ｌｉｋｅ则分别为Ａｎｅｕｉ和Ｔｕｒｉｃｅｌａｏｔｉｔｉｄｉｓ菌的不同菌株．     

东太平洋结核区细菌调查及鉴定

对东太平洋结核区6个站点沉积物样品进行细菌培养和数量统计,发现各个站点间的细菌总量变化幅度较大,站点E2003-01的细菌量最多;细菌量纵向分布规律基本是从表层到深层逐渐递减.对所获得的菌株进一步用RFLP和16S rDNA 基因序列分析,发现所获得的菌株主要来自变形菌门(Proteobacteria)的α、β、γ亚群和放线菌门(Actinobacteria),厚壁菌门(Firmicutes) 等类群.此外还发现了与已知细菌菌种相似性在97%～95%之间的有12株,它们可能是新种;与已知细菌菌种相似性小于或等于95%的有4株,它们可能是新的属种.     

一株碱性脱毛蛋白酶产生菌的筛选及系统发育分析

经过采集土样,分离、筛选得到一株产碱性蛋白酶的菌株,编号为A607.通过摇瓶发酵,对发酵上清液进行酶活测定和脱毛实验,证实所产生的酶具有蛋白酶水解活性和良好的脱毛能力,其酶活达到263.39μkat·L-1、比活力为1 215.24 μkat·g-1.16S rDNA序列分析表明,该菌株与Bacillus pumilus具有高达99%的相似性.用PHYLIP程序将该菌株与报道的相关碱性蛋白酶产生菌进行系统发育进化分析,发现菌株A607与Bacillus pumilus处于同一分支.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌的分离鉴定及对废胎面胶的脱硫再生

从河北兴隆某硫铁矿筛选到一株硫杆菌YT-1,经理化性能和16S rDNA序列分析鉴定为嗜酸氧化亚铁硫杆菌（At. ferrooxidans YT-1）,研究了该菌对废胎面胶（GTR）的脱硫再生作用。研究结果表明,三元共混物丁苯橡胶（SBR）/炭黑（CB）/再生GTR比SBR/CB/未再生GTR拉伸强度和断裂伸长率分别提高了5.3%和11.1%;X射线光电能谱检测表明SBR/CB/再生GTR表面硫元素质量分数降低13.92%,且峰位往高氧化态偏移0.2eV,说明再生GTR表面硫元素被氧化;共混胶断裂面扫描电子显微镜显示再生GTR与SBR/CB基体粘合性能显著提高,说明再生GTR表面硫交联键被打断。     

一株拮抗姜瘟青枯劳尔氏菌的泛菌的分离及鉴定

从生姜田土中分离到一株对姜瘟青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacarum)有强拮抗作用的泛菌菌株Q6,对该菌株进行了形态特征、培养特征、生理生化特征的鉴定及16S rDNA 序列的分析.以16S rDNA序列为基础构建了包括12 株相关种属细菌在内的系统发育树,其中与11个泛菌属的菌株的16S rDNA序列的同源性为95.54%～99%.     

一株产辅酶Q10的光合细菌菌株的分离及鉴定

从水塘污泥中富集分离到一株产CoQ10含量较高的光合细菌菌株,并对其进行系统鉴定.采用了丙酮作为CoQ10的提取溶剂,样品经超声波破碎后,用紫外分光光度法(UV)作为CoQ10的定性定量方法,成本低且快速,可以作为筛选CoQ10含量较高菌株的方法.以此方法筛选得到菌株LZC,其CoQ10产量为9.49μg/mL菌液.16S rDNA序列系统发育分析表明,菌株LZC在系统进化树上与GenBank中序列号为AB251407.1、AB251408.1、AB017799.1、DQ342322.1的红假单胞菌(红细菌)聚为一族,初步确定菌株LZC为生芽红假单胞菌(Rhodobacter blasticus).菌株LZC至少能稳定传代15次.     

重金属污染土壤中泛基因组的提取及其细菌种类的免培养法分析

采用玻璃粉吸附法提取重金属污染土壤的泛基因组,利用细菌16S rDNA保守区段B2/B3为引物,经PCR扩增获得包含V8和V9两个高变区的大小为1050 bp的产物.将回收纯化的PCR产物与克隆载体pMD18-T连接,转化大肠杆菌DH5 α感受态细胞,经抗生素抗性和蓝白斑筛选,并提取质粒作酶切分析,随机挑取3个阳性克隆菌进行序列测定,结果表明3个序列所代表的均是芽孢杆菌属(Bacillus)细菌,而且均是与Bacillus flexus亲缘关系非常接近的细菌.     

一株来源于深海热液区嗜热细菌的分离及鉴定

从西南印度洋热液区沉积物样品中分离纯化获得一株中度嗜热产芽孢杆菌,命名为M6.菌株M6为革兰氏阳性菌,短杆状,可成对.菌株M6的生长温度为35～65 ℃(最适生长温度60 ℃),生长pH为6.5～8.5(最适生长pH为7.0～8.0),生长NaCl质量分数为0～4%(最适NaCl质量分数为2%),生长盐度为0～80人工海水(最适盐度为40).16S rRNA基因相似性分析表明,菌株M6属于不产氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus),与Anoxybacillus rupiensis菌株同源性最高,达99%;但16S～23S rDNA 间隔区PCR扩增分析表明,该菌与同属菌株有较大差异.通过以上形态学、生理特征以及分子生物学鉴定,认为菌株M6为不产氧芽孢杆菌属的菌株.另外,菌株M6可分泌胞外高温淀粉酶.菌株M6胞内含有内生质粒,其大小约为10 kb,命名为pAB01.     

高产絮凝剂菌株G-203的筛选及其性质

从活性污泥中分离得到一株高产絮凝剂菌株G-203,经16S rDNA测序后鉴定为Klebsiella sp..G-203菌产生的絮凝剂LH 5-2是一种胞外絮凝剂,经组分分析,LH 5-2是一种含有少量蛋白的多糖物质.LH 5-2在pH=7~12时稳定性好,在质量浓度为0.12~0.42g/L时絮凝活性维持较高水平,最高达98.98%.菌株G-203发酵40h絮凝剂产量达到最高值11.9g/L,糖的转化率为59.5%.     

转糖基β-半乳糖苷酶产生菌筛选和鉴定及酶催化生成低聚半乳糖

通过水解活性和转糖基活性筛选, 从实验室97株保存菌种中获得1株具有转糖基活性的β-半乳糖苷酶产生菌,克隆并序列分析了该菌株16SrDNA基因片断,GenBank收录号为DQ267829. 综合其形态学特征、生理生化特征及16S rDNA序列同源性分析结果, 将其鉴定为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）2-37-4-1. 确定了该菌株β-半乳糖苷酶产酶培养基的碳源为乳糖1%,氮源为蛋白胨0.5%和酵母膏0.5%,培养条件为37℃摇床培养18?h;碳源实验证明,该菌株β 半乳糖苷酶产生为乳糖诱导型.利用薄层层析技术研究了pH值、乳糖底物浓度、反应温度和反应时间对该菌株β-半乳糖苷酶以乳糖为底物转糖基合成低聚半乳糖的影响, 确定最适反应条件为pH7.5、50mmol/L（磷酸缓冲液）配制的40%乳糖溶液, 55℃反应24h.转糖基反应产物高压液相色谱分析其组成为低聚半乳糖25.68%, 双糖（包括乳糖和转移二糖）33.02%, 葡萄糖26.37%和半乳糖14.92%.