真核生物与原核生物的失落一环

<正>细胞是组成我们星球上所有生命的基本结构。细胞的类型可以分为三种,据此地球上所有的生物可划为三个域:细菌等微生物所属的真细菌域(原核生物域),包括人类在内的真核生物域,以及20世纪70年代发现的古细菌域。而复杂的真核生物是如何起源的一直众说纷纭。2015年5月,瑞典乌普     

丹江口水库上下游古菌优势菌群落结构特征分析

采用16S rRNA Illumina Miseq高通量测序技术, 分析丹江口水库库区及汉江下游古菌物种组成, 并对大坝上、下游水体与沉积物中占优势的氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea, AOA)和产甲烷古菌(Methanogenic archaea)群落结构进行分析。结果表明, 优势种群落结构组成受到水体与沉积物样本差异的影响, 可由氨氧化古菌的好氧特性与产甲烷古菌的厌氧特性合理地解释。网络图分析表明, 丹江口水库上游氨氧化古菌与产甲烷古菌具有显著的相关关系。受丹江口水库运行的影响, 大坝下游水体及沉积物中氨氧化古菌丰度皆比大坝上游少, 而沉积物中产甲烷古菌丰度较高, 二者间相关性不明显。     

高含硫气田采出水生化处理的微生物构效关系

为了探究高盐、高CODcr （重铬酸盐法化学需氧量）、高氨氮采出水生化处理的关键功能菌群及代谢机理,本研究在生产规模缺氧/好氧池-膜生物反应池（anoxic / oxic pond - membrane bioreactor,A/O-MBR）,使用Illumina Miseq高通量测序和实时荧光定量多聚核苷酸链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction,qPCR）方法,检测了细菌、氨氧化细菌（ammonia oxidizing bacteria,AOB）和氨氧化古菌（ammonia oxidizing archaea,AOA）的组成和含量。A/O-MBR 出水分析结果显示CODcr平均211 mg/L,去除率72.7%;氨氮分为低/高去除率（LS/HS）两个阶段,去除率分别为5.7%和70.8%。氨氮全部氧化为亚硝酸根;但亚硝酸根没有进一步转化为硝酸根,而是部分通过反硝化转化为氮气。细菌组成揭示关键功能菌群：涉及CODcr去除的主要有林杆菌（Limnobacter）、陶厄氏菌（Thauera）、伯克氏菌（Burkholderia）、水微菌（Aquamicrobium）、藤黄单胞菌（Luteimonas）、砂单胞菌 （Arenimonas）,涉及反硝化的主要有斯塔普氏菌（Stappia）、生丝微菌（Hyphomicrobium）和噬甲基菌 （Methylophaga）。AOB优势菌是亚硝化单胞菌 （Nitrosomonas）,占比高达96.6%。AOA主要有亚硝化球菌（Nitrososphaera）、亚硝化短小杆菌 （Nitrosopumilus）和Nitrosocosmicus,均率属于奇古菌门（Thaumarchaeota）。LS和HS样品细菌含量范围2.83×10^9～4.01×10^9 拷贝/g污泥,细菌丰富是高效生化处理的基础;AOB含量分别是7.27×10^7～8.47×10^7 拷贝/g污泥和6.79×10^8～17.2×10^8 拷贝/g污泥,差异显著,是氨氮去除率差异的决定因素;AOA含量范围4.06×10^4～8.88×10^4 拷贝/g污泥,均极低,揭示其不是氨氮去除的关键菌群。这些发现可为提高含硫气田高含盐采出水处理效率和稳定性奠定基础。     

氨氧化古菌——环境微生物生态学研究的一个前沿热点

新近在环境基因组学研究上的突破和常温型泉古菌纯培养株系的获得揭示出氨氧化古菌(AOA)是一个不同寻常的功能类群.通过对氨氧化过程的关键酶之一氨单加氧酶(AMO)α亚基的编码基因(amo A)的系统发育分析发现,AOA是一个独立于氨氧化细菌(AOB)进化枝之外的进化类群.目前已确认,AOA是自然界中最丰富的氨氧化生物,其amoA基因的拷贝数最高可超过AOB amoA基因拷贝数3个数量级.在自然生态系统,尤其是海洋生态系统中具有十分重要的生态地位.据热力学估算,海洋AOA每年生成的NO2与全球海洋新生产力(即海洋对大气碳封存)所需的N量相当;由AOA氧化海洋中的NH3获能所固定的CO2的总量远远超过了埋藏于全球海洋沉积物中的碳量.AOA已成为今后环境微生物生态学的研究热点之一.     

氨氧化古菌——环境微生物生态学研究的一个前沿热点

新近在环境基因组学研究上的突破和常温型泉古菌纯培养株系的获得揭示出氨氧化古菌（AOA）是一个不同寻常的功能类群．通过对氨氧化过程的关键酶之一氨单加氧酶（AMO）α亚基的编码基因（amoA）的系统发育分析发现,AOA是一个独立于氨氧化细菌（AOB）进化枝之外的进化类群．目前巳确认,AOA是自然界中最丰富的氨氧化生物,其amoA基因的拷贝数最高可超过AOBamoA基因拷贝数3个数量级．在自然生态系统,尤其是海洋生态系统中具有十分重要的生态地位．据热力学估算,海洋AOA每年生成的NO2与全球海洋新生产力（即海洋对大气碳封存）所需的N量相当;由AOA氧化海洋中的NH。获能所固定的CO2的总量远远超过了埋藏于全球海洋沉积物中的碳量．AOA已成为今后环境微生物生态学的研究热点之一．     

古菌起始密码子上游AUG和UAA三联体的频率分布

分析了三联体AUG和UAA(包括UAG和UGA)在古菌基因组起始密码子上游序列的三个阅读框中的频率分布.在阅读框1,三联体AUG在起始密码子上游有非常明显的缺失.与AUG的缺失相反,三联体UAA的频率在起始密码子上游显著增加.与细菌和真核生物基因组比较发现,古菌基因组的上述特征与细菌十分相似.在古菌基因组起始密码子上游序列中,三联体AUG的缺失和UAA频率的增加可以有效地避免古菌基因被错误的翻译起始,提高翻译效率.     

夏季珠江口冲淡水对氨氧化古菌的空间演替及分布规律的影响

氮在海洋生物地球化学循环中起着重要的作用，通常能限制海洋生物的生产力.硝化反应是氮循环的核心环节，且氨氧化反应是硝化作用的限速步骤，再加上氨氧化古菌(Ammonia Oxidizing Archaea, AOA)是氨氧化反应的主力军，因此海洋氨氧化古菌成了研究热点.通过对夏季珠江口的不同深度水体进行研究，以氨氧化古菌的功能基因氨单加氧酶(amoA)作为分子标记，运用454高通量测序技术和定量PCR在DNA和cDNA水平上来分析氨氧化古菌的群落结构组成、多样性和基因丰度分布特征.结果表明，夏季珠江口的淡水来源站位(A2B)有着最高的氨氧化古菌群落多样性，但丰度最低；自由生活型的氨氧化古菌丰度是附着生活型的10～1 000倍，这可能是氨氧化古菌的主要生存策略；盐度是影响夏季珠江口氨氧化古菌群落结构组成的主要环境因子，而其amoA基因丰度与环境因子之间没有显著性差异；表层和底层AOA群落之间的差异较自由生活的与附着的群落之间更为明显.研究表明在cDNA水平上对功能微生物类群进行探究的必要性，有助于增进水体氨氧化古菌群落响应环境变迁的认识.     

杭州湾水环境中氨氧化微生物对外源氨氮的响应

采集杭州湾邻近工业园区纳污水域靠近排污点(A点)及远离排污点(B点)的沉积物和水样,进行实验室模拟培养实验.在外源氨氮的刺激下,培养体系中微生物氨氧化作用加强,35天后水中投加的NH4+-N全部被去除,而NO3--N出现积累.源于A,B点的样品在培养实验后,基于细菌氨单加氧酶基因(Bact-amoA)的DGGE指纹图谱中的条带数由1条分别增加至7条和5条,表明氨氧化细菌的群落结构发生变化,多样性增加;而基于古菌氨单加氧酶基因(Arch-amoA)的DGGE条带数没有明显变化,表明氨氧化古菌的群落结构没有显著变化.     

2类氨氧化菌的生态特性及其应用研究进展

氮素作为组成生物体的重要元素，一直以其独特的方式在自然界中循环。经典氮循环理论认为细菌的好氧氨氧化是氧化氨氮的唯一途径，然而，随着生物技术的发展，新的氮循环途径被不断发现，其中的古菌好氧氨氧化以及厌氧氨氧化过程，由于其突出的生态及工程应用重要性，成为学术界的研究热点。本文主要综述了氮循环新途径中的厌氧氨氧化以及古菌好氧氨氧化过程的发现及研究现状，并进一步探讨了这两类氨氧化菌的研究及应用前景。     

从假单胞菌1896中分离到的5个环二肽类化合物

以海洋细菌假单胞菌1896(Pseudomonas sp.1896)为研究对象,对其发酵液的化学成分进行研究.从30 L发酵液乙酸乙酯提取物中分离到5个化合物,并通过1D,2D-NMR和ESI-MS光谱数据确定了化合物的结构.它们分别为cyclo-(L-pro-L-tyr)(Ⅰ)、cyclo-(D-pro-L-tyr)(Ⅱ)、cyclo-(D-pro-L-val)(Ⅲ)、cyclo-(D-pro-D-trp)(Ⅳ)、cyclo-(L-pro-D-met)(Ⅴ).研究结果表明,海洋细菌中蕴藏着丰富的具有生物活性的环二肽,是开发微生物药物的重要资源.     

产生物活性物质海洋微生物的研究进展

由于海洋环境的特殊性,从海洋微生物中筛选生物活性物质具有广阔的开发应用前景.本文综述了近年来产生物活性物质海洋微生物的研究进展情况.     

海洋氮循环细菌研究进展

氮素循环是海洋生态系统中物质循环的重要组成部分,其中微生物起着至关重要的推动作用,相关内容一直为国际研究的热点.在简述氮循环各环节概念的基础上,着重对海洋生物固氮、硝化、反硝化细菌等方面研究进行了综述,并对今后的研究方向进行了一些展望.     

天然海鱼共附生细菌抗TMV增殖的活性筛选

从福建平潭潮间带周边海域采集7种海鱼,选择了6种分离培养基,获得海洋共附生细菌191株,通过叶碟法进行抑制烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）增殖的菌株活性筛选,其中36株海洋细菌抑制率大于60%,其浓度为1 mg/mL的粗提物抗TMV增殖的活性都能达到38%以上,抑制率超过60%有8株。     

舟山海域海泥细菌的分离及抗水产病原弧菌的筛选

采集中国东海舟山海域海底不同层次9个海泥样品,通过稀释培养分离纯化得到海洋细菌78株。采用滤纸片琼脂扩散法测定上述分离所得海洋细菌对鳗弧菌、溶藻弧菌、哈维氏弧菌、创伤弧菌、费氏弧菌等5种水产病害常见病原弧菌的抑制作用,获得具有抑弧菌作用的海洋细菌17株,占21.8%。其中6株菌株对费氏弧菌有明显的抑菌作用,占7.7%。7株菌株对哈维氏弧菌的抑菌作用较显著,占9.0%。2株菌株对创伤弧菌有明显的抑菌作用,占2.6%。2株菌株对溶藻弧菌和鳗弧菌显示一定的抑制作用,各占1.3%。研究结果表明:通过稀释培养法能分离到一定数量和种类的海洋细菌;来自海底泥的海洋细菌中存在较多的具有水产病原弧菌拮抗活性的菌株。     

广西北部湾局部海域海洋沉积物细菌多样性及生物活性评估

为有效探究海洋新型天然微生物资源,本研究以广西北部湾局部海域海洋沉积物样品为研究对象,采用高通量测序技术和纯培养分离方法分析海洋沉积物样品中细菌群落组成及多样性,利用双层琼脂扩散法检测纯培养菌株的抗菌活性,通过PCR扩增法筛选基因组中含有7种功能基因的阳性菌株。高通量测序结果显示：海洋沉积物中检测到1407个操作分类单元（Operational Taxonomic Units,OTUs）;在门水平上,变形菌门（Proteobacteria）的物种丰度最高,其次是厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria）。纯培养分离纯化鉴定出278株菌,分布在3门5纲16目24科31属,其中YIM 150853为1个潜在新分离单元。生物活性评估实验表明,76.34%的纯培养菌株至少对1种指示菌有抑制作用,其中链霉菌YIM 150601、YIM 150634抑菌谱广、抑菌活性强,放线菌的功能基因检出率高于非放线菌。广西北部湾局部海域海洋沉积物中蕴藏着丰富的细菌资源,纯培养菌株具有抗菌及合成生物活性产物的潜力,是开发新型天然产物的新菌源。     

水性聚氨酯防污涂料的海洋细菌附着实验

利用平板计数法、扫描电镜等实验研究了海洋细菌在三种水性聚氨酯防污涂层上的附着.结果表明,PTFE和锐钛型纳米二氧化钛均对海洋细菌的附着有抑制作用.随着PTFE和锐钛型纳米二氧化钛在涂层配方中的含量增加,涂层防止海洋细菌附着的能力增强,并且二者协同作用时效果更好.     

海洋细菌的分子鉴定分类

从南海海底沉积物中分离到一批细菌,克隆了其中产抗菌活性物且培养形态多变的细菌ＺＳ１１０的１６ＳｒＤＮＡ,通过和比较１６ＳｒＤＮＡ的部分序列,对ＺＳ１１０进行了分子鉴定,结果表明它是一株适应了海洋环境的芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌种。     

柳珊瑚共生菌Bucillus methylotrophicus发酵液化学成分研究

【目的】研究柳珊瑚Anthogorgia caerulea共生细菌Bacillus methylotrophicus发酵液中的化学成分。【方法】采用多种柱色谱和高效液相色谱分离技术,对柳珊瑚A.caerulea共生菌B.methylotrophicus发酵液中化学成分进行研究,运用理化和波谱分析方法鉴定其化学结构。【结果】从共生细菌B.Methylotrophicus发酵液中分离了6个化合物,分别鉴定为环(脯-甘)二肽(1)、环(S-脯-R-亮)二肽(2)、胸苷(3)、尿苷(4)、原儿茶酸(5)、3-Furancarboxylic acid-5-(hydroxmenthy)-Furan(6)。【结论】化合物1~6均是首次从该种细菌中分离得到,丰富了柳珊瑚共生菌B.methylotrophicus的化学多样性。     

海洋微生物抗肿瘤活性物质研究进展

近年来,从海洋微生物中已分离到许多结构新颖的抗肿瘤活性物质。对来自海洋放线菌、海洋真菌及海洋细菌中的抗肿瘤活性物质的研究进行了综述,并对该领域未来的研究重点进行了展望。     

产氨基寡糖素海洋细菌的分离和特征

采用几丁质选择性培养基富集和平板法从北海红树林土样中分离出可降解几丁质产生透明水解圈的细菌8株,并从中筛选出一株可降解转化几丁质产氨基寡糖素较好的菌株(HB003,下同),经对其生物学特性和几丁质转化产氨基寡糖发酵试验,结果表明:该菌株的菌落圆形、湿润、浅黄;细胞杆状,大小为0.5×1～2 μm,革兰氏染色阴性,无芽孢,单根极生鞭毛,可运动;兼厌气,中温性,生长最适起始pH7.5～8.5,25～35℃,耐盐,其在以几丁质为唯一碳源基质的液体培养基,起始pH 8.5,30℃的条件下静置发酵6 d,可产氨基寡糖素153.5 mg/L.