蚯蚓粪中微生物群落特征分析

宏基因组学技术是研究特定环境微生物的重要手段之一.笔者利用ITS和16S rRNA高通量测序技术,对蚯蚓粪中真菌和细菌群落结构特征进行系统分析.结果发现,207 331序列共获得11 951 OTUs,细菌和真菌分别为10 218,1 733 OTUs.细菌群落检测到34个菌门,优势菌门为变性菌门,其次为拟杆菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门.优势菌目为浮霉状菌目、根瘤菌目和噬纤维菌目.真菌群落检测到9个门,优势门为罗兹菌门和子囊菌门,优势目为粪壳菌目.在属水平上检测到大量的有益生防真菌和生防细菌.该研究结果为进一步开发利用蚯蚓粪微生物资源、探索其在植物土传病害生物防治方面的作用提供理论基础.     

接种地衣芽孢杆菌发酵的普洱茶品质与微生物群落分析

为通过接菌发酵提高普洱茶的品质,将从普洱茶中分离鉴定到的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)L1接种于灭菌和未灭菌的晒青茶中,分别进行纯菌发酵与强化发酵。结果表明:纯菌发酵后茶叶中茶多酚质量分数和5种儿茶素[儿茶素(C)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、儿茶素没食子酸酯(CG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)]质量比较自然发酵显著降低(P<0.05),茶褐素质量分数显著增加(P<0.05)。与自然发酵相比,强化发酵中茶褐素[(6.75±0.13)%]、茶红素[(1.04±0.09)%]和可溶性糖[(5.76±0.10)%]质量分数显著升高 (P<0.05);而CG[(0.39±0.03)mg/g]、表儿茶素[(0.86±0.05)mg/g]、GCG[(0.20±0.03)mg/g]、 C[(2.28±0.14)mg/g]、表没食子儿茶素[(1.69±0.11)mg/g]、EGCG[(0.33±0.02)mg/g]6种儿茶素质量比显著降低(P<0.05)。强化发酵茶汤甜味(3.33±0.78)和厚重感(6.11±0.71)感官评分增加,苦味(1.33±0.50)、涩味(0.67±0.50)和酸味(0.33±0.44)分数降低。色差仪检测发现,强化发酵茶汤的a*值(25.70±0.68)、b*值(77.06±1.07)增加,L*值(71.58±0.83)降低。细菌16S rRNA和真菌ITS序列的扩增子测序发现,地衣芽孢杆菌L1在整个过程中并未一直是优势细菌(发酵中后期仅为0.2%~0.5%),但改变了微生物群落结构,表现在短杆菌(Brevibacterium)、食腺嘌呤芽生葡萄孢酵母(Blastobotrys adeninivorans)和Rogersella griseliniae的相对丰度显著升高(P<0.05);而无色杆菌(Achromobacter)、伯克氏菌(Burkholderia)、柠檬酸杆菌(Citrobacter)、欧文氏菌足杆菌(Erwinia)、埃希氏菌(Escherichia)、克雷白氏菌(Klebsiella)和微小根毛霉(Rhizomucor pusillus)7种微生物的相对丰度显著降低(P<0.05)。因此,接种地衣芽孢杆菌L1发酵普洱茶,可能通过与其他微生物的协同作用改变茶叶中的特征成分,从而提高普洱茶的感官品质。  收稿日期:2021-08-09 基金项目:国家自然科学基金资助项目(31760225;32160728);云南省高层次人才培养计划青年拔尖人才专项(YNWR-QNBJ-2018-366);云南省科技厅科技计划项目(202104BI090008)。 第一作者:刘琨毅,男,副教授,博士,主要从事传统发酵食品方面的研究。 *通信作者:赵 明,男,教授,博士,主要从事茶叶生物化学方面的研究。     

蚯蚓粪与根际促生菌配施对城市土壤肥力的影响

为探讨蚯蚓粪与根际促生菌配施对土壤生物活性与物理性质的影响,本课题组在上海市松江区辰山植物园木樨园内布置原位修复实验,设置了单独施用根际促生菌(AS)、单独施用蚯蚓粪(AW)、根际促生菌配施蚯蚓粪(SW)、不施用根际促生菌与蚯蚓粪(CK)4个处理组,分析了不同处理下10～25 cm表层土中土壤生物酶活性和土壤微生物的动...     

甲胺磷影响下土壤微生物群落结构的动态平衡

采用磷脂脂肪酸(PLFA)作为一种微生物分子标靶,研究不同浓度甲胺磷(C2H8ONPS)输入对土壤微生物群落的影响。结果表明：与对照土壤相比,高浓度甲胺磷分别使细菌PLFAs显著提高 0.85 nmol/g,而使真菌PLFAs显著下降 0.87 nmol/g。甲胺磷并没有使土壤微生物总量发生显著变化,真菌丰度下降和抵抗性细菌群落上升形成了土壤微生物群落结构的动态平衡。分析认为,由甲胺磷输入而产生的H+可能导致这一微生物群落结构的变化。     

产维生素K2贝莱斯芽孢杆菌ND的诱变育种及突变子快速筛选

本研究旨在探索贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)ND诱变育种的最佳条件,确定原生质体的最佳制备条件和融合条件.结果表明,紫外灯下50cm处诱变30s涂布于2.0%LiCl平板的复合诱变,最有利于获得VK2产量提高的突变子.溶菌酶0.1mg/mL于33℃下保温20min,原生质体再生率最高,为41.2%;65℃热处理10min或紫外处理40s,原生质体的灭活率可达到100%;40%PEG-6000在37℃下处理6min原生质体融合频率最高,为9.8%.本研究将分光光度法测定与HPLC法测定提取液中维生素K2(VK2,MK-7)的含量相结合构建了一种可快速筛选产VK2突变体的方法,最终获得一株VK2产量提高31.42%的突变菌株.另外也为贝莱斯芽孢杆菌的诱变育种和原生质体制备提供了研究基础.     

福美双对土壤微生物群落和呼吸强度的影响

研究了不同浓度福美双对土壤微生物种群变化以及土壤呼吸强度的影响。结果表明:施用福美双改变了土壤微生物的种群数量、群落结构及其多样性指数;低浓度福美双对细菌表现为激活作用,而高浓度福美双则有抑制作用;福美双对放线菌生长有抑制作用,对真菌表现为激活作用。低浓度福美双对土壤呼吸强度有一定激活作用,高浓度则产生抑制作用。     

土壤微生物群落及其活性与植被的关系

植被通过影响土壤环境,从而影响到土壤微生物群落的结构和多样性．受植被影响的土壤环境中土壤微生物群落的多样性比不受植被影响或者没有植被的土壤环境中的微生物群落的多样性要高很多,不受植被影响的表面以下土壤环境中的微生物群落具有显著的优势ＯＴＵ种群,而表层土壤环境中没有显著的优势ＯＴＵ种群．植被对微生物的影响同时也表现在对生命物质ＤＮＡ的影响,即有植被的土壤环境中的微生物ＤＮＡ具有更高的活性,其基因在克隆过程中更容易被转移,获得更多的克隆细胞和种群．     

耕作方法对土壤真菌数量和群落结构的影响

不同耕作方法对土壤真菌数量影响不大,但对真菌群落结构和种群构成却有显著的影响,翻耕0－10cm土层土壤真菌群落含有20种真菌,其中以Chrysosporium merdarium为优势种,Acremonium butyri为亚优势种;翻耕20－20cm土层含有17种真菌,以Sterile blackA为优势种,Stachyborys chartarum为亚优势种;翻耕20－30cm土层含有10种真菌,其中以Chaetomium bostrychodes为优势种,Sterile blackA为亚优势种,铁茬0－10cm含16种真菌,其中Sterile blackA是优势种,Chaetomium bostrychodes为亚优势种;铁茬10－20cm土层含有126种真菌,优势种为Sterile blackA,亚优势种为Talaromyces flavus,铁茬20－30cm含有14种真菌,其中Chaetomium bostrychodes为优势种,Talaromyces flavus为亚优势种,免耕0－10cm土层由23种真菌构成,Trichoderma viride和T.koningii为优势种,Talaromyces trachyspermus为亚优势种;免耕10－20cm土层由14个种类构成,Talaromyces trachyspermus为群优势种,Eupenicillium brefeldianum为亚优势种;免耕10－30cm土壤由9种真菌组成,其中Talaromyces trachyspermus为优势种。     

一株贝莱斯芽孢杆菌的生长特性及抑菌活性研究

从自然发酵海洋鱼酱油中分离得到了一株具有多种蛋白酶活性与糖酶活性的贝莱斯芽孢杆菌SW5菌株,为探究贝莱斯芽孢杆菌SW5的抑菌特性,研究了SW5菌株的生长及生理生化特性,验证了SW5菌株发酵上清液对食品中多种常见病原菌的抑制能力;并利用液相色谱-质谱联用技术鉴定了其中的抑菌物质。结果表明:菌株SW5在35℃、pH值5时生长最快,对于亚胺培南、头孢曲松等β-内酰胺类抗生素敏感。菌株SW5的发酵上清液具有明显的抑菌活性,上清液经过浓缩后抑菌效果显著增强。TOF-MS分析表明,发酵上清液中含有的抑菌物质为表面活性素、山茱萸苷A、氨基糖苷类抗生素庆大霉素与异帕米星、链霉菌素类抗生素达福普丁。研究结果以期为菌株SW5的进一步开发利用提供一定的理论基础。     

生物炭对土壤微生物特性影响的研究进展

生物炭是在低氧条件下生物质经过热裂解得到的含碳丰富的产品,可提高土壤酸碱度,具有保水保肥及改善土壤微生物特性等功能。综述了生物炭对土壤微生物生物量、微生物群落结构及土壤酶活性的影响,多数研究表明:生物炭的碱性性质及多孔性质提供了适宜微生物生长的微环境,从而增加了土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮等的含量; 生物炭含有的营养物质及多孔性质,促进了土壤中细菌及某些功能菌的生长,但同时生物炭中含有的重金属及多环芳烃等有毒物质对细菌生长存在抑制作用; 相比于土壤细菌,生物炭碳氮比(C/N)高、含大量难降解碳化合物,则有利于土壤真菌生长,并且生物炭具有的较大孔隙度,为真菌菌丝提供了附着位点; 生物炭对微生物的促进作用间接提高了土壤中脱氢酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶等土壤酶活性。因此,未来应进一步探索生物炭与土壤微生物之间的相互作用机理,深入了解生物炭的土壤改良作用,深化对土壤微生物多样性的认识。     

不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响

对贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)S3-1与桔黄假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis subsp.aurantiaca)JD37进行测定发现:两者都具有良好的促生能力.将两者制备成相应的液体肥料,施加于种植西红柿的土壤中,发现S3-1能更显著提升西红柿果实中的可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸、抗坏血酸的含量.对西红柿根际土壤进行平板涂布,发现S3-1能够有效地阻挡更多微生物,尤其是细菌进入植物的根际.使用S3-1生物肥料后,西红柿的干重、根长未见明显变化.进一步的研究显示:S3-1生物肥料显著降低了土壤的脲酶活性,却对土壤蔗糖酶活性没有太大的影响.     

贝莱斯芽孢杆菌BR-01菌株高产抗菌肽培养基的优化及其抗菌肽的鉴定

贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) BR-01菌株对水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)具有较好的拮抗作用。为了提高该菌株的抗菌肽发酵产量和生防价值,对其产抗菌肽培养基进行了优化,并初步鉴定了其抗菌肽的成分。以B.velezensis BR-01菌株无菌发酵滤液对Xoc的抑菌圈直径为评价指标,从7种常见培养基中筛选出最适培养基,通过单因素试验优化初始培养基各组分含量和发酵条件,再利用Plackett-Burman (PB)试验筛选出影响发酵滤液抑菌活性的显著因素,运用响应面分析法获得最优发酵条件。利用PCR分析B.velezensis BR-01基因组中抗菌肽合成相关基因;使用液相色谱-质谱联用(Liquid Chromatography-Mass Spectrometer, LC-MS)技术鉴定其产生的抗菌肽。结果表明,B.velezensis BR-01菌株最佳抗菌肽培养基配方与发酵条件为麦芽糖11.89 g/L、酵母提取物13.54 g/L、NaCl 5 g/L、KH₂PO     

蜡样芽孢杆菌BWL-001代谢产物及抗弧菌活性研究

本研究旨在从1株海南霸王岭热带雨林土壤来源的蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus) BWL-001中挖掘抗海洋弧菌(Vibrio)的活性代谢产物,采用多种现代色谱分离方法对菌株提取物进行分离纯化,通过核磁共振波谱解析确定单体化合物结构,并结合96孔板微量稀释法进行抗弧菌活性测试。结果显示,从该菌株LB培养基发酵产物中分离鉴定出10个单体化合物,包括4个二酮哌嗪类化合物(1-4)、3个吲哚生物碱衍生物(6-8)以及3个其他类化合物(5、9和10),分别命名为3-异丁基吡咯并哌嗪-2,5-二酮(1)、cyclo-(Pro-lle)(2)、maculosin (3)、trans-cyclo-(Pro-Phe)(4)、anthranilic acid (5)、indole-3-meth-ylethanoate (6)、indole-3-acetic acid (7),nb-acetyltryptamine (8)、thymine (9)、acetamide (10)。其中,化合物6-8对副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)有弱的抑制活性,其最小抑菌浓度(Mini...     

枯草芽孢杆菌麦芽糖诱导型启动子Pglv-M1的改造

通过定点突变对麦芽糖诱导型启动子Pglv-M1进行改造,提高启动子启动能力。分析Pglv-M1的Sextama-35区与Pri-bmow-10区,通过对这些区域模拟随机突变,软件打分后获得最高分的新片段。将新启动子与载体p HCMC04-sva连接,并在枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis 1A857中诱导表达,每12 h取粗酶液进行酶活测定。研究结果表明:除突变启动子Pglv-35以外,其余突变体启动效果均有所下降,有突变体构成的表达载体Pglv-35-pHCMC04-sva诱导表达后,得到的单位粗酶活力最高点出现在36 h处,较突变前提高1.31倍。PglvM1作为诱导型启动子Pglv的改造产物,其各个区域的相互影响较为紧密。通过对启动子关键区域单独或同时突变,仅获得一组启动能力有所提高的启动子Pglv-35,这为今后针对启动子的思考、研究方向提供参考。     

枯草芽孢杆菌表达系统及其启动子的研究进展

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是工业应用中一种重要的模式菌株,具有非致病性、遗传背景清晰、分泌蛋白能力强、容易分离培养等特性,是异源蛋白表达和分泌的理想宿主。高效可控的启动子是实现外源蛋白高效表达的关键因素之一。根据诱导机制,启动子可分为组成型启动子、诱导型启动子、自诱导启动子和时期特异性启动子。本文介绍了枯草芽孢杆菌表达系统、芽孢杆菌σ因子类型及枯草芽孢杆菌启动子的结构,比较了常用启动子的优缺点,总结了新启动子克隆和改造及生物信息学预测启动子的方法,并对枯草芽孢杆菌启动子未来的研究方向进行展望,为进一步研究启动子的结构和功能及工业生产外源蛋白奠定基础。     

枯草芽孢杆菌微生态制剂在禽畜养殖中的作用

枯草芽孢杆菌作为一种绿色健康的微生态制剂,具有调节动物肠道平衡、促进营养吸收、提高免疫能力等功能。微生态制剂是抗生素的理想替代品之一,因其可有效防治动物疾病,并且无毒副作用,无残留污染,不产生抗药性,还能促进动物生长发育而在禽畜养殖中广泛应用。通过综述枯草芽孢杆菌的特性、作用机理以及枯草芽孢杆菌微生态制剂在禽畜养殖中的效果,分析了目前微生态制剂存在的问题及解决措施,并展望了其未来发展方向,为后续禽畜养殖提供借鉴和参考。     

Bacillus velenzensis S3-1基因组中表面活性素、伊枯草菌素和丰原素合成基因簇的定位与分析

通过Gen Bank数据库寻找能产生表面活性素、伊枯草菌素或丰原素并在基因组中其合成基因已得到注释的芽胞杆菌,经过BLAST比对序列初步确定这三类脂肽类抗菌肽的合成基因簇的位置,再运用anti SMASH进行其合成基因簇的最终定位.对表面活性素、伊枯草菌素和丰原素的结构及相关的合成酶结构域进行了预测与分析.     

基因重组型枯草芽孢杆菌芽孢表面展示技术与应用

枯草芽孢杆菌是一种好氧型革兰氏阳性益生菌,在营养匮乏的环境下,可形成具有强抗逆性的芽孢。其芽孢独特的结构和生理功能使得芽孢表面展示技术相较于其他表面展示技术具有多种优势,构建的重组芽孢不但易纯化、回收率高,而且安全性好。近年来,枯草芽孢杆菌芽孢表面展示技术得到迅猛发展,已成功利用CotB、CotC、CotG、CotZ、CotA、OxdD、CotE、CotZ、CgeA等多种锚定蛋白将外源蛋白或多肽展示在芽孢表面,并应用于工业化酶、口服疫苗和药物、大分子量多聚体蛋白的生产以及环境污染的生物治理等领域。本文首先介绍了芽孢展示系统整合策略,并重点阐述了基因重组型枯草芽孢杆菌芽孢展示技术中涉及的锚定蛋白以及该技术在各领域的应用与展望。     

一株具有降解性能的巨大芽孢杆菌的鉴定与发酵条件优化

【目的】对从刺参养殖池塘中分离得到的降解菌株B11进行菌种鉴定,并对其发酵条件进行优化。【方法】经生化及16SrDNA鉴定该菌种的种属;利用单因素筛选和正交试验设计对其发酵条件进行研究。【结果】经鉴定该菌株为一株巨大芽孢杆菌,最优发酵条件是装液量为70mL/250mL,转速为180r/min,培养温度为28℃,pH值为8。【结论】菌株B11在最优发酵条件下生长良好,满足工业化大规模扩大培养所需条件,有较好的应用前景。     

马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的影响

探讨马尾松(Pinus massoniana)纯林改造成马尾松×红锥(Castanopsis hystrix)异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应,为马尾松人工林质量的精准提升提供理论依据。以60 a生的马尾松纯林和改造后的异龄混交林为对象,比较分析纯林和异龄混交林土壤微生物群落结构和功能差异,以及土壤微生物类群与土壤酶活性和土壤性质的相关性。两种林分土壤磷脂脂肪酸(PLFAs)含量均大于0.01 nmol·g-1的标记种类为27种,其中25种PLFAs标记含量均为纯林高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落、细菌、真菌、放线菌、丛枝菌根真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的PLFAs均显著或极显著高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落的PLFAs多样性均高于异龄混交林,其中土壤PLFAs丰富度和均匀度指数差异不显著,而香农威纳指数、Simpson指数差异显著;马尾松纯林改造为异龄混交林后,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶活性均呈现不同程度的降低,而土壤酸性磷酸酶和脲酶活性增加;相关分析表明,不同土壤微生物类群均与β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶呈正相关,与酸性磷酸酶和脲酶呈负相关;与土壤有机质、有效钾呈极显著正相关,而与土壤含水量、土壤微生物生物量氮呈显著负相关。马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应不明显,异龄混交林结构简单,物种多样性少,土壤有机质低,以及雨季土壤含水量过高是其土壤微生物群落多样性和土壤酶活性低于纯林的主要原因。