河南鲁山五大温泉古细菌多样性分析

河南省平顶山市鲁山县有上汤、中汤、下汤、温汤和碱汤等五大温泉,采用Illumina Hisiq2500PE250技术对鲁山五大温泉(上汤、中汤、下汤、温汤和碱汤)古细菌的16S r DNA基因V4-5变异区序列进行测序,应用Uparse、Mothur、SILVA、MUSCLE和Qiime等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析物种的丰度和多样性.上汤、中汤、温汤、下汤和碱汤分别获得87 993、67 326、44400、48 611、48 495条有效reads,聚类为520、280、678、451、437个OUTs.古细菌分类分析表明,河南鲁山五大温泉的古细菌可以归入11个门,其中奇古菌门(Thaumarchaeota)占95.25%,是优势菌群;在属分类阶元上,上汤、中汤和温汤的优势菌属为Candidatus-Nitrosocaldus; unidentified-Thaumarchaeota是下汤和碱汤的优势菌属.对河南鲁山五大温泉开展古细菌多样性的研究发现,温泉水中含有较高的参与氨氧化过程的奇古菌门,为后续深入研究和利用河南鲁山五大温泉水中的古细菌资源提供了基础资料.     

原核生物概况及海洋原核生物组成

概述原核生物及其分类,细菌域和古菌域主要成员构成状况,海洋原核生物的主要类别、属群组成及海洋细菌和海洋古菌的组成。     

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。     

多倍体细菌与古细菌的生存及生长优势

近年来,诸多的细菌和古细菌被鉴定为寡倍体或多倍体,即一个细胞含有多条染色体(寡倍体,2～9个拷贝;多倍体,≥10个拷贝)。与单倍性相比,多倍性最显著的特性是赋予原核生物高效的双链DNA断裂修复系统、极低的自发突变率以及在极端环境下生存的能力。多倍体原核生物可以不需要严格调控其基因组DNA的子细胞分离及细胞分裂过程,还有可能通过调节复制单位的拷贝数总体性地控制基因表达水平。另外,多倍体原核生物的基因组DNA很有可能为其自身细胞生长提供能源。本文分别从遗传学与非遗传学角度讨论了多倍体细菌和古细菌生存及生长的6项优势,以期为开展多倍体原核生物的生理机制及应用研究提供参考。     

FISH检测中国主要油页岩矿区微生物相对丰度

用荧光原位杂交(FISH)技术调查了我国主要油页岩矿区(辽宁抚顺、吉林桦甸和广东茂名)中砂土、新鲜油页岩和风化油页岩或砂砾岩样品的细菌和古细菌相对丰度.油页岩微生物的杂交优化反应条件:杂交温度为46℃,杂交时间为2.5 h,杂交液中去离子甲酰胺的体积分数为20%时,TRIzol和溶菌酶共处理方式有利于提高杂交率.各类型样品中,细菌相对丰度均在50%以上,古细菌相对丰度均在5%以下,在新鲜油页岩中细菌和古细菌的相对丰度最高.抚顺矿细菌相对丰度最低,其次茂名矿和桦甸矿,而抚顺矿古细菌相对丰度最高,其次茂名矿和桦甸矿.     

The biomarkers of 2,6,10,15, 19-pentamethylicosenes and their carbon isotopic composition in the sediments from the Gulf of Mexico

The methanogenic archaea and sulfate reduction bacteria are flourishing in the sediments associated with gas venting and gas hydrate settings on the sea floor, where the anaerobic oxidation of methane (AOM) me-diated by these bacteria is the dominant path…     

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。     

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.     

内蒙古额吉淖尔盐碱湖一株产视紫红质的极端嗜盐古菌的分离及其bop基因核心序列及最适生长条件的分析

从内蒙古额吉淖尔湖分离得到一株产视紫红质的极端嗜盐古菌,初步鉴定为属于Natrinema属;并扩增出了其bop基因,该bop基因序列已在Genbank中注册,编号为KF863690,分析了其核心序列。结果表明bop基因开放阅读框为303 bp,编码101个氨基酸。blastp结果表明该蛋白属于Bac-rhodopsin蛋白家族,具有典型的细菌视紫红质蛋白结构域。利用BLAST进行相似性分析发现bop编码蛋白氨基酸序列与Genbank中编号AAS87571.1、WP-007110705和AFB77278.1的视紫红质蛋白相似性达到98%以上。此结果表明视紫红质蛋白在细菌及古菌中结构上具有很高的保守性,与其质子泵功能紧密相关。最后分析了该菌株的最适生长条件。该菌株在分离培养基中适宜生长的NaCl浓度范围为1.0~3.0 mol/L,适宜生长pH为6.5~8.5,适宜生长镁离子浓度为0.4~0.8 mol/L。通过分析比较得出该嗜盐古生菌株生长最适NaCl盐浓度为1.5 mol/L,最适pH值为7.5,最适镁离子浓度为0.4 mol/L。该实验结果为今后进一步研究产视紫红质的极端嗜盐古生菌株的生理生化特征及遗传学特征奠定了基础。     

铝胁迫对酸性红壤古菌amoA基因多样性的影响分析

通过PCR-RFLP技术构建红壤丘陵区土壤氨氧化古菌amoA基因文库,比较分析典型森林土和农田土中氨氧化古菌种群结构对铝胁迫的响应。通过对628个amoA基因克隆子进行了PCR-RFLP指纹图谱分析,共获得62个独特的基因操作分类单元（operational taxanomical uints,OTUs）,进一步对62个OTUs开展Blast和RDP分类分析（相似性97%-100%）,结果表明：森林和农田土壤样品中100%的氨氧化古菌属于泉古菌门（Crenarchaeotes）,分布于4个基因族（Cluster1-4）,Cluster 1在所有测试样品中占明显优势。农田土壤中氨氧化古菌的丰度和多样性要高于森林土壤,但随着铝胁迫浓度的增加,农田土壤中氨氧化古菌丰度和多样性降低更明显,均匀度却有所上升。可见,铝胁迫导致土壤氨氧化古菌群落结构改变,高铝胁迫能促使氨氧化古菌发生适应性变化,有可能演变出优势种群。