内蒙古草地土壤细菌生物多样性与 生产力的相关关系分析

以内蒙古草地土壤细菌为研究对象,在3个不同的空间尺度上采集土壤样品,探讨内蒙古草地土壤细菌群落生物多样性与生产力之间的关系.内蒙古草地土壤细菌物种丰富度很高,达到上千个实用分类单元(OTUs);分属14个门,其中放线菌、变形菌和酸杆菌相对多度之和达80%以上.细菌群落生物量(每克干土DNA条带数)介于2.91×108~4.28×109条·g-1.稀化处理后的细菌OTUs数目、香侬-威纳指数和辛普森指数分别为721.79~1 023.47、5.84~6.21和82.98~229.02.但是,土壤细菌群落的生物多样性与生产力之间并不存在显著的相关关系,并且该模式与地理尺度无关.该结果暗示着该地区土壤细菌可能是中性或者近中性共存.     

烟叶表面微生物类群两种检测方法的比较研究

为研究克隆文库法和高通量测序两种方法对烟叶表面微生物类群的检测效果,确定检测烟叶表面微生物多样性的最优方法,检测了基于细菌16S rDNA和真菌ITS区域的烤烟表面微生物类群的多样性.结果显示,高通量测序得到的序列数量比克隆文库法多,两种方法检测到细菌的OTU数目相近,但高通量检测的真菌OTU数目较多;稀疏曲线显示高通量测序的数据饱和度更高;预计的群落多样性(Chao1指数和Ace指数)克隆文库法均高于高通量测序法,实际的群落多样性(Simpson指数和Shannon指数)表明克隆文库法检测的细菌多样性略高,而高通量测序检测的真菌多样性略高;在检测到的细菌和真菌种类上,高通量测序略多于克隆文库法,两种方法检测的细菌优势类群基本一致,为假单胞菌属、不动杆菌属和鞘氨醇单胞菌属,但真菌类群相差较大,且高通量测序检测到大量新的真菌序列.总体上,高通量测序方法具有通量大、产出数据多的优势,可更全面、更准确地反映烟叶表面微生物群落结构.     

西沙野生诺尼内生细菌群落多样性初步研究

采用构建16S rDNA克隆文库方法,首次对我国海南永兴岛西沙野生诺尼果内生细菌的群落结构和多样性进行初步研究.首次采用Mothur软件对诺尼果内生细菌克隆文库数据进行分析,构建Mothur软件数据分析平台.构建的西沙野生诺尼果内生细菌16S rDNA克隆文库中,93个克隆分属于12个不同可操作分类单元(operational taxonomic units,OTU),序列比对结果表明大部分克隆与已知细菌16S rDNA序列相似性较高.分别属于变形菌门(Proteobacteria)的Alpha、Beta、Gamma亚群,放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes).水库杆菌属(Piscinibacter sp.)细菌为野生诺尼果内生细菌优势菌群.优势菌属分别为水库杆菌属(Piscinibacter sp.)为80.65%,蛋白胨菌属(Peptoniphilus sp.)和链球菌属(Streptococcus sp.)均为3.23%,甲基杆菌属(Methylobacterium sp.)为2.15%.研究结果表明西沙野生诺尼果中存在较为丰富的内生细菌资源,将为进一步研究奠定理论基础.     

中华蜜蜂肠道细菌群落的PCR-DGGE分析

肠道微生物与中华蜜蜂的生长发育密切相关,在为宿主提供营养、抵抗病原菌侵袭等方面起重要作用.为了探究中华蜜蜂在封盖一日龄蛹、破巢幼蜂和采集蜂三个重要发育阶段肠道细菌群落的结构组成及差异变化,我们对细菌16S r DNA的V6-V8可变区进行PCR-DGGE和克隆测序,并计算封盖一日龄蛹、破巣蜂和采集蜂阶段中华蜜蜂肠道菌群的多样性指数和相似性系数,结果表明:采集蜂肠道内细菌多样性指数最大,而封盖一日龄蛹和破巣幼蜂之间的肠道菌群相似性较高;测序结果初步得到了Gilliamella、Snodgrassella、Carnobacterium、Neisseriaceae、Frischella、Janthinobacterium、Pseudomonas、Lactobacillus、Lactococcus和Leuconostoc十种菌属,其中封盖一日龄蛹和破巢幼蜂的优势菌属为Snodgrassella和Pseudomonas;采集蜂的优势菌属为Gilliamella和Snodgrassella.本研究旨在为提高中华蜜蜂的环境适应性和病虫害的防治提供依据.     

16S rDNA克隆文库法分析地下水生物反硝化系统细菌种群多样性

采集地下水硝酸盐生物反硝化系统内的污泥样品,提取污泥样品中微生物的总DNA,构建细菌16S rDNA基因片段克隆文库,并通过16S rDNA序列系统发育分析,对反硝化系统内的细菌种群多样性以及菌群结构进行了研究。结果表明,地下水生物反硝化系统内细菌具有高度多样性,样品文库分为9个细菌类群,优势菌群为β-Proteobacteria(67.11%)和Bacteroidetes(15.79%),其中,β-proteobacteria为最优势菌群,以Rhodocyclaceae为主。对反硝化系统内细菌种群多样性的研究有利于确定优势菌种,为地下水硝酸盐生物反硝化修复奠定理论基础。     

厦门市区10月份大气气溶胶中细菌群落结构的初步研究

为了全面准确地研究厦门大气气溶胶的细菌群落构成,使用不依赖于培养的分子生态学手段对厦门市区10月份大气气溶胶中的细菌群落结构多样性进行了分析.通过气溶胶采样器在10月份3次收集了气溶胶样品,利用膜DNA提取试剂盒能够较有效地提取到气溶胶中的环境DNA,并且所提取的DNA能够用于后续的PCR扩增及细菌16S rRNA基因克隆文库的构建.克隆文库中的100个克隆子分别分布在3个细菌类群中,分别是:壁厚菌门(Firmicutes),β及γ变形细菌门(Proteobacteria).其中厚壁菌门的克隆子占71%,β变形细菌门占28%,γ变形细菌门占1%.细菌气溶胶的优势菌为Solibacillus属、微小杆菌属(Exiguobacterium)、罗尔斯顿菌属(Ralstonia).在所构建的克隆文库中,发现有部分的克隆子的序列与致病菌或机会致病菌的16S rRNA基因的序列相似,包括引起医院血液感染的细菌不动杆菌属(Acinetobacter)和皮氏罗尔斯顿菌(Ralstonia pickettii),坏疽性口炎及口腔溃疡病原菌(Caryophanon sp.)等.为长期全面监测厦门市微生物气溶胶的组成与变化以及评估空气中微生物对人类健康的潜在影响提供了重要信息.     

不同年份窖泥细菌16S rDNA系统发育分析

本研究直接提取5、10、20、50年窖泥细菌总DNA,扩增16SrDNA并构建克隆文库后进行系统发育分析.结果表明,随着年份增加,细菌多样性指数呈现出先增加后略有下降最后回升稳定的趋势;198个阳性克隆子划分成43个分类操作单位(OTUs),按优势顺序依次为Firmicutes、Bacteroidetes、Chloroflexi、unclassified Bacteria、Proteobacteria、Tenericutes、Actinobacteria、Planctomycetes和Spirochaetes.不同年份窖泥中优势菌不同,在5、50年窖泥中紫单胞菌科占优势,而在10、20年窖泥中梭菌目占优势.其中Petrimonas、Rikenellaceae、Syntrophomonadaceae、Clostridium、Lactobacillus等细菌均有发现,它们在窖泥老熟和白酒风味物质生成过程中发挥着重要作用.     

福建漳江口红树林沉积物中的古菌类群

利用环境16S rRNA基因序列分析技术,对福建漳江口红树林沉积物中存在的古菌类群进行检测。首先提取红树林沉积物的总DNA,并进一步构建环境16S rRNA基因克隆文库。随机挑选文库克隆,根据Amplified rDNA restriction analysis(ARDRA)分析分型后进行测序。对所测序列进行系统进化分析。结果显示,文库中的大部分古菌克隆(95%)分别属于广古菌门(Euryarchaeota)中的Marine benthic group D和泉古菌门(Crenarchaeota)的Miscellaneous crenarchaeotic group和Marine group I等3个已描述的古菌类群, 另有小部分克隆(5%)可能代表广古菌门中新的古菌类群。Miscellaneous crenarchaeotic group类群古菌是红树林沉积物中古菌的优势类群。上述古菌类群的检测加深了人们对于红树林古菌群落结构复杂性及其生态学意义的认识。     

生物砾间接触氧化反应器中原核生物多样性及其对剩余污泥减量化的贡献

采用分子生物学手段，通过构建16S rRNA基因文库，对新型剩余污泥减量化处理技术——生物砾间接触氧化反应器 （GCOR） 中悬浮颗粒的原核生物多样性进行了系统发育分析，并讨论了多种原核生物共存对剩余污泥减量化的贡献. 结果表明，颗粒的原核生物可分为好氧呼吸菌群与厌氧水解发酵菌群两大类. 其中，优势菌群分别是以呼吸代谢为主的假单胞菌属和以发酵为主要代谢方式的拟杆菌/噬纤维菌菌属，它们的16S rRNA序列各占文库的17%.此外，好氧菌群中还发育有α蛋白菌、β蛋白菌、γ蛋白菌、亚硝化螺菌属、土壤杆菌属、衣原体属、葡萄糖杆菌属及褐色高温单孢菌属细菌；厌氧菌群中则发育属于螺旋体属、δ蛋白菌、反硝化菌、乳杆菌属、真杆菌属的原核生物.反应系统中两大相反环境多种原核生物的共存，为在降解污水有机物的同时，达到剩余污泥减量化做出巨大贡献.     

造纸白水中的细菌多样性及系统发育树分析

在制浆造纸过程中,白水的循环回用加重了纸机微生物污染的问题,促进了纸机腐浆的形成,影响了纸机的正常运转。此次研究用滤膜抽滤富集细菌菌体,对白水样品直接提取DNA,通过16S rDNA序列分析,构建16S rDNA文库,对芬欧汇川(UPM)常熟纸厂PM1纸机白水中的细菌多样性进行了研究。获得的61个16S rDNA序列可分为28个可操作分类单元(OTUs),分属于6个不同门类,优势菌种顺序为变形菌门(Proteobacteria)(77.05%)、厚壁菌门(Firmicutes)(11.48%)、放线菌门(Actinobacteria)(4.92%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)(3.28%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(1.64%)、蓝藻门(Cyanobacteria)(1.64%)。造纸白水具有较丰富的细菌多样性,以变形菌为优势菌群,占库容总量的77.05%,其中尤以β-变形菌群为主,占库容总量的45.90%,而首次在中国纸机鉴定出的水生施莱格尔氏菌(Schlegelella aquatica)为克隆文库的优势菌株,另外还含有2个菌种属于异常球菌-栖热菌门,该菌门为红色腐浆形成菌种。     

造纸白水中的细菌多样性及系统发育树分析

在制浆造纸过程中,白水的循环回用加重了纸机微生物污染的问题,促进了纸机腐浆的形成,影响了纸机的正常运转。此次研究用滤膜抽滤富集细菌菌体,对白水样品直接提取DNA,通过16S rDNA序列分析,构建16S rDNA文库,对芬欧汇川(UPM)常熟纸厂PM1纸机白水中的细菌多样性进行了研究。获得的61个16S rDNA序列可分为28个可操作分类单元(OTUs),分属于6个不同门类,优势菌种顺序为变形菌门(Proteobacteria)(77.05%)、厚壁菌门(Firmicutes)(11.48%)、放线菌门(Actinobacteria)(4.92%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)(3.28%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(1.64%)、蓝藻门(Cyanobacteria)(1.64%)。造纸白水具有较丰富的细菌多样性,以变形菌为优势菌群,占库容总量的77.05%,其中尤以β-变形菌群为主,占库容总量的45.90%,而首次在中国纸机鉴定出的水生施莱格尔氏菌(Schlegelella aquatica)为克隆文库的优势菌株,另外还含有2个菌种属于异常球菌-栖热菌门,该菌门为红色腐浆形成菌种。     

“传统”垃圾填埋场渗滤液中古细菌16S rRNA基因的RFLP分析

"传统"垃圾填埋场渗滤液中古细菌群落的多样性通过不依赖于培养的分析而获得.将渗滤液中古细菌的16S rRNA基因片断(16S rDNA)选择性地扩增出来并用于构建16S rDNA克隆文库.文库内古细菌16S rDNA的遗传变异性通过RFLP分析(限制性内切酶Hha Ⅰ和Hae Ⅲ)而得到.80个随机选出的古细菌rDNA克隆子被划分为29个不同的RFLP型(组),其中最大的5个型共占所有被分析克隆子的53%左右,而其余24个型的丰度均处于相对较低的水平,其中16个型更仅含有1个克隆子.有关结果表明,对克隆16S rDNA片断的RFLP分析是评估复杂厌氧系统中微生物群落多样性的有力工具.     

胜利油田纯梁采油厂某区块油藏中微生物菌群分析

构建细菌16S rDNA基因文库以及硫酸盐还原菌的dsrAB基因文库,研究了胜利油田纯梁采油厂35区块某油井采出水中微生物的多样性以及SRB的菌群结构组成.结果表明,样品中微生物的多样性指数不高,样品中的微生物主要来自β变形菌纲以及γ变形菌纲,SRB主要由Thermodes-ulfobacterium、Desulfomicrobium、Thermodesulforhabdus以及Archaeoglobus fulgidus等属的微生物组成.将序列相似性≥97%作为一个OTU的划分原则,16S rDNA文库中有2个优势OTU,分别与Arco-bacter以及Pseudomonas stutzeri相近,分别占总克隆数的44%和56%;dsrAB基因文库有3个优势OTU,分别与Archaeoglobus fulgidus、Archaeoglobus infectus、Desulfotomaculum geothermicum相近,分别占总克隆数的46.6%、16.6%以及13.3%.16S rDNA基因序列与已知序列相似性较高,优势菌种在国内油田中较为常见,但不同油藏之间菌群结构存在较大差异.dsrAB序列与已知序列的相似性较小,可能存在新的SRB.     

石化污泥优势菌群的高通量分析及16S rRNA基因鉴定

针对石化污泥中的细菌进行了454高通量分析,共得到11 488条序列.发现在相似度97%的水平上,样品的OTU丰度最高;经测序分析,石化污泥中共有细菌235个属,其中短小盒菌属最多,占到整个细菌菌群的28.39%,芽孢杆菌属占14.43%,属种丰度1.5%～10.0%的有9个属(占28.99%).这11个属被确定为优势菌群.通过对污泥优势菌群的分离培养,依据16S r RNA基因鉴定该11属有22个种,并用16S r RNA基因序列比对建立了优势菌株系统发育树.该优势菌群能分解石化污水污泥中的工业污染物,并以此污染物为营养和能源,进行相对旺盛的生命活动,成为对石化污染水体进行生物修复的宝贵菌种资源.     

赣南脐橙柑橘黄龙病株内生细菌群落多样性研究

柑橘黄龙病发病组织除病原菌韧皮杆菌外,还可能有影响黄龙病菌生长的伴生细菌。利用LB培养基和橙汁培养基对黄龙病株脐橙叶片的内生细菌进行分离培养,通过16S r DNA高通量测序技术对未培养和培养后的内生细菌进行分类鉴定以及菌群结构比较分析。结果表明,未处理叶片中Anderseniella属占90%以上,LB培养基中的优势菌属是肠杆菌属(Enterobacter),而在橙汁培养基中培养后,肠杆菌属和短小杆菌属(Curtobacterium)是优势菌属。3个样本中共有的菌属有11个,且未培养样本中有12个特有菌属。脐橙黄龙病叶片内生菌经培养后,菌群结构会发生明显变化,且不同培养基对菌群结构影响较大。研究结果对于黄龙病菌伴生菌的筛选具有一定的参考价值。     

活性污泥宏基因组Fosmid文库的构建

大插入片段宏基因组文库的构建是开发大片段目的基因及分析其结构与功能的基础.文中分别采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法、试剂盒及琼脂糖包埋法提取活性污泥宏基因组DNA,其中琼脂糖包埋法获得的DNA片段大于23kbp,利用此DNA成功构建了以pCC1FOS为载体的Fosmid文库,该文库含有5280个克隆,平均插入片段长度为35～40 kbp,共包含约200 Mbp的宏基因组DNA.从此文库中随机挑选200个克隆,利用活性筛选方法快速筛选到了1个含有淀粉酶的阳性克隆,表明活性污泥Fosmid文库可用于功能基因的活性筛选,具有开发新基因的潜力.     

室内饲养松墨天牛幼虫不同肠段细菌的群落结构及功能分析

【目的】了解室内饲养松墨天牛(Monochamus alternatus)幼虫前、中、后肠段细菌的群落结构,比较不同肠段之间菌群多样性和优势菌群的差异,为揭示肠道细菌在松墨天牛获取营养、克服寄主植物化学防御的机理提供参考。【方法】分别提取室内饲养的松墨天牛4龄幼虫前、中、后肠各3组样本(每组5个前肠、5个中肠、5个后肠)的肠道DNA。利用Illumina HiSeq技术对松墨天牛幼虫肠道细菌的16S rDNA V3-V4区序列进行文库构建和高通量测序。原始序列使用Trimmomatic软件和FLASH软件分别进行质控和拼接。利用USEARCH软件对序列进行操作分类单元(OTUs)聚类,统计OTUs数量并绘制Venn图。在门和属分类水平上统计各样本的群落组成及物种丰度情况。通过Alpha多样性和Beta多样性分析反映不同样本的菌群多样性和相似性。采用PICRUSt软件预测松墨天牛幼虫肠道细菌映射到KEGG数据库上的功能,探究不同肠段细菌群落发挥的潜在功能。【结果】共获得643 404条高质量序列,在97% 相似度下将其聚类为1 614个操作分类单元(OTUs),共注释到35门、63纲、137目、250科、554属和844种。前肠OTUs最少,后肠OTUs最多,每个肠段的OTUs组成上既有相似性,也存在差异性。变形菌门(Proteobacteria)为3个肠段中最优势门;葡糖杆菌属(Gluconobacter)为前肠中最优势属,沙雷氏菌属(Serratia)为中肠的最优势属,葡糖杆菌属和沙雷氏菌属同为后肠的最优势属。Alpha多样性显示中、后肠群落多样性更丰富;Beta多样性分析表明,3个肠段的细菌群落组成存在差异,但中肠与后肠的群落组成较相近。功能预测表明,整个肠道菌群中代谢功能丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,这些功能集中在中、后肠。【结论】本实验中菌群功能是基于PICRUSt软件预测的结果,松墨天牛幼虫室内种群的前、中、后肠的细菌群落结构及不同肠段细菌的潜在功能存在差异,是由于不同肠段内的理化性质差异及其在消化中发挥的不同功能所致。肠道细菌与松墨天牛幼虫形成一个共生功能体,菌群在协助幼虫代谢物质、获取营养以及克服寄主植物化学防御方面发挥着重要作用。     

南极土壤微生物宏基因组文库构建及其抗肿瘤活性初探

微生物代谢产物是药物的重要来源之一，然而采用传统的分离培养筛选的手段仅能对不到1%的微生物资源进行研究开发.通过构建环境样品微生物宏基因组文库能突破人工培养的瓶颈，直接克隆到完整的次级代谢产物合成基因簇，并从中寻找新的药物和活性次生代谢产物.实验直接提取南极中山站排污口土壤样品中微生物总基因组DNA，以黏粒(SuperCos 1)为载体，构建了宏基因组文库，获得了约27 000个克隆子，平均插入片段在35kb以上，覆盖了至少946Mb的微生物基因组信息.通过差异性DNA修复试验(DDRT)法对该文库进行筛选，获得13个具有抗肿瘤活性的克隆子，并采用MTT法对其中活性较高的克隆子进行细胞毒活性测定，表明克隆子AE3对卵巢癌细胞具有明显的生长抑制作用.     

陆梁油田菌群结构解析及激活后群落变化

 针对新疆陆梁油田呼图壁河组注水井LU3064 注入水,设计一组营养剂激活配方,该配方能够成功乳化原油。经平板计数法、最大或然数计数法（MPN）和理化性质检测发现,激活后注入水菌浓明显增加,表面张力下降37%。采用建立细菌16S rDNA克隆文库方法,对LU3064 注入水、LU3036 采出液、LU3064 激活液细菌进行多样性研究。从克隆文库中随机挑选100 个克隆子测序,并在GenBank 中比对,结果表明,注入水菌群具有高度多样性,优势菌属于Alphaproteobacteria;采出液较地层水菌群结构简单,存在Pseudomonas（假单胞菌属）、Bacillus（芽孢杆菌属）等功能菌属;激活液菌群结构最为单一,仅存在Bacillus（芽孢杆菌属）。Bacillus 在注入水和采出液中均有发现,但都不是优势菌种。该激活剂配方成功激活了可在地层中生长的功能菌属Bacillus。     

应用16S rRNA基因序列技术分析青海高原放牧牦牛瘤胃产甲烷菌的多样性

为了研究高原放牧牦牛瘤胃甲烷菌多样性,为甲烷减排技术提供基础依据。选取体况相近健康的青海高原放牧成年牦牛作为试验动物,采用液氮研磨+改进的CTAB法分别提取瘤胃食糜和瘤胃液总DNA,以产甲烷菌特异性引物Met86F/Met1340R扩增16S r RNA基因,分别构建16S r RNA基因克隆文库,分析青海高原地区放牧牦牛瘤胃产甲烷菌的多样性。结果表明:瘤胃食糜、瘤胃液两个克隆文库共200个序列。126个序列(瘤胃食糜68个、瘤胃液58个)属于甲烷短杆菌属,占总序列的63%,8个序列(瘤胃液)属于甲烷杆菌属,占总序列的4%,12个序列(瘤胃食糜7个、瘤胃液5个)属于甲烷球菌属,占总序列的6%,1个序列(瘤胃液)属于Archaeon,占总序列的0.5%,其余53个序列(瘤胃食糜25个、瘤胃液28个)属于未分离鉴定的古菌,占总序列的26.5%;在200个序列中,70.5%的序列与已知的产甲烷菌的相似性≥97%;3%序列与已知的产甲烷菌的相似性在92%~96%,剩余的26.5%序列为未分离鉴定的古菌序列。同时发现,瘤胃食糜以Methanobrevibacter ruminantium strain Yak M3为优势序列,瘤胃液以Methanobrevibacter sp.1Y为优势序列,且在瘤胃液中还检测出7个序列属于Methanobrevibacter millerae,8个序列属于Methanobacterium flexile。系统进化分析表明,这些序列属于Methanobrevibacter,Methanobacterium,Methanosphaera和Archaeon等4个分支。青海高原草地放牧牦牛瘤胃的产甲烷菌以Methanobrevibacter为优势菌群,且产甲烷菌菌群组成在瘤胃固液相中存在一定差异。