DNA指纹图谱技术在土壤微生物多样性研究中的应用

土壤中的微生物多样性是十分丰富的,传统培养方法对土壤微生物多样性的研究有很大局限性。近年来,各种基于16S rDNA基因的指纹图谱分析技术取得了长足的进步,并广泛应用于土壤微生物多样性的研究。这些技术主要有变性梯度凝胶电泳(DGGE)/温度梯度凝胶电泳(TGGE)、单链构象多态性(SSCP)、随机引物扩增多态性DNA(RAPD)、限制性片段长度多态性(RFLP)和扩增核糖体DNA限制性分析(ARDRA)等。对这些技术近年来在土壤微生物多样性研究领域的应用予以简短综述,并初步探讨未来几年土壤微生物分子生态学发展的方向。

Vc二步发酵一株新产酸菌的分子生物学特性

对最近分离到的一株能合成维生素C前体 - 2 -酮基 -L -古龙酸 (2 -KGA)的新产酸菌V6生物学和分子生物学特性进行了初步研究。该菌株为革兰氏阴性菌 ,细胞为短杆状 ,菌体大小为 0 .8- 1.0× 0 .4 - 0 .6 μm ,菌落为淡黄色 ,好氧 ,最适生长温度为 2 8～ 30℃ ,最适pH为 7.0～ 7.8,GCmol%含量为 5 3.1% ,不含质粒 ,能氧化葡萄糖、山梨醇和山梨糖合成 2 -KGA。 16SrDNA同源性分析发现 ,该产酸菌与以前报道的能合成 2 -KGA的三个属Ketogulonigenium属、Gluconobacter属和Acetobacter属的同源性分别是 98.9～ 99.3%、82～ 83%和 81～ 82 %。基于以上特性分析 ,该产酸菌在分类发育学上宜归为Ketogulonigenium属。

渤海红鳍东方豚体内产毒细菌的微生态分布及B3B菌株的生物学特性

对我国渤海红鳍东方豚(Fugurubripes)体内产毒细菌的微生态分布进行了考察.结果表明,渤海红鳍东方豚体内的各部位都普遍存在着产毒细菌,从其卵巢、肝脏等组织中分离到了19株可产强毒的菌株,对其中B3B菌株进行进一步研究鉴定,生理生化试验及16SrDNA序列测定结果表明,该菌属于芽孢杆菌属(Bacillus).同时,对其发酵产物进行分离精制后,通过小鼠试验、薄层层析试验及质谱分析,初步认定发酵产物中含有河豚毒素(Tetrodotoxin,TTX).

不同发育阶段杉木人工林对土壤微生物群落结构的影响

采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),分析土壤细菌16SrDNA和土壤真菌28SrDNA特异性片段多态性,研究了不同发育阶段杉木人工林对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:土壤微生物群落结构随着杉木人工林的发育年龄而改变,杉木人工林土壤微生物群落多样性和丰富度随杉木生长发育显著增加(P<0.05),但均显著低于次生阔叶林(P<0.05);聚类分析表明,不同发育阶段杉木人工林土壤真菌群落相似性均<60%,而土壤细菌群落相似性最高可达65%,由此可推测不同发育阶段杉木人工林土壤真菌群落结构变化较土壤细菌群落结构变化剧烈;相关性分析表明,不同发育阶段杉木人工林土壤速效氮、碳氮比与土壤微生物群落多样性显著相关(P<0.05)。本研究表明,长期种植单一杉木人工林能够通过改变土壤理化性质来影响土壤微生物群落组成,进而影响森林生态系统养分循环,导致人工林林分生产力下降。

地衣芽孢杆菌α-淀粉酶基因的克隆与表达

产淀粉酶高温菌在淀粉酶的生产中具有重要意义。从温泉中分离到1株可在60℃快速生长的淀粉酶产生菌A12 ,经16SrDNA序列比较和丙酸盐利用等实验将其鉴定为地衣芽孢杆菌。构建了地衣芽孢杆菌A12基因文库,并从中克隆到一个α -淀粉酶基因amyA1,对其进行了测序分析,并在大肠杆菌中实现了表达。本研究为构建一个耐高温淀粉酶生产用工程菌奠定了基础。

多环芳烃降解菌ZL5分离鉴定及其降解质粒

通过选择性富集培养 ,从辽河油田石油污染土壤中分离到一株多环芳烃 (PAHs)降解菌ZL5 .它能以菲和芘为唯一碳源生长 ,但是不能利用萘 .16SrDNA核苷酸序列分析结果表明 ,ZL5属于变形细菌α亚类中的鞘氨醇单胞菌属 .该菌株含有一个大小约为 6 0kb的质粒 .丝裂霉素C消除实验表明 ,随着质粒的丢失 ,菌株利用菲和芘的能力也丧失 .用电转化和氯化铷转化法分别将菌株ZL5的质粒导入大肠杆菌JM10 9和DH5α中 ,随着质粒的获得 ,这些转化子获得了降解菲和芘的能力 .本研究结果表明 ,鞘氨醇单胞菌ZL5降解PAHs的功能和质粒有关 .图 4参 16

高温放线菌属两菌株的化学分类和分子分类研究

从云南温泉和火山口分离出两株嗜热放线菌YIM60013和YIM60032。对其形态、生理生化特性、细胞壁化学组分以及16SrDNA序列进行了研究,并与高温放线菌的已知种进行了比较,初步认为这是高温放线菌属的两个新种,分别命名为白色高温放线菌(Thermoactinomycesalbussp.nov)和云南高温放线菌(Thermoactinomycesyunnanensissp.nov)。两个新种在气生菌丝和基内菌丝上均产生单孢子,纯细胞壁和全细胞糖分析表明含meso DAP和半乳糖、阿拉伯糖、木糖及少量的葡萄糖。菌丝体自溶或非自溶,气生菌丝白色或灰色,碳源利用类型有所不同。

高效石油烃降解菌的分离鉴定及降解特性

为获得更为丰富的石油降解微生物资源,从沈抚污灌区石油污染土壤和实验室高浓度柴油胁迫土壤中筛选出了4株高效石油烃降解菌SF-422、SF-428、SF-433和SYS-1.这4株菌总石油烃(Total petroleum hydrocarbon/TPH)生物降解率为67.4%~73.6%.经过16项生理生化特性实验和16S rDNA序列分析鉴定,SF-433,SF-428,SF-422和SYS-1分别为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans),施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)和洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia).纯烃降解定性实验表明所筛选出的4株高效降解菌均能够利用正十六烷、苯、菲和环己烷为唯一碳源生长,其中菌株SF-428和SYS-1显示了对芳烃及环烷烃较强的利用能力.

海洋放线菌MB-97生物制剂在克服大豆连作障碍中的应用

分离得到海洋放线菌菌株MB 97,经微生物学系统鉴定及 16SrDNA序列分析 ,定名为玫瑰黄链霉菌(StreptomycesroseoflavusMB 97)。将该菌制成生物制剂 ,在克服大豆连作障碍中应用 ,以 75kg/hm2 用量作为基肥一次施入 ,田间试验结果表明 ,在微区条件下以重茬 6年大豆为对照 ,可使大豆增产 19.4 % ;大面积示范试验 ,可使大豆增产 13.9%～ 18.3% ;经黑龙江省、湖北省两年 2 2点联网试验 ,可使大豆平均增产 15 .2 %。

海洋细菌9912生物制剂的发酵制备工艺及其应用效果

从渤海海泥中分离得到一株海洋细菌9912,经系统的微生物学鉴定及16SrDNA序列测定,定名为地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis9912)。采用液体—固体两相发酵工艺技术,对基料30%大剂量接种,制成地衣芽孢杆菌9912生物制剂。在饲料中0.3%剂量添加,对断奶35d仔猪进行30d喂养试验,结果表明:该菌株安全可靠,可使仔猪增重率提高12.9%,并在防治仔猪黄白痢疾等习惯性腹泻中有良好的治愈效果。地衣芽孢杆菌9912生物制剂在畜禽养殖中应用具有广泛前景。

海洋细菌9912生物制剂在蛋鸡饲养中的应用效果

从渤海海泥中分离到一株海洋细菌9912,经系统的微生物学鉴定及16SrDNA序列测定,定名为地衣芽孢杆菌(BacillusLicheniformis9912)。将该菌制成生物制剂,饲料中0.2%剂量添加,对11周龄蛋鸡进行35d喂养试验,结果表明:该菌株安全可靠,能使蛋鸡产蛋率提高2.02%,日只单产提高产蛋量1.44g,死淘率降低1.8%,料蛋比降低6.0%;地衣芽孢杆菌9912是一株在蛋鸡饲养中具有广泛应用前景的优良菌株。

抗稻瘟病菌的海绵放线菌Hmp-S14的生物学特性及其鉴定

从大连海域的繁茂膜海绵(Hymeniacidonperleve)中分离到一株具有抗稻瘟病菌(Magnaporthegrisea)活性的放线菌Hmp-S14菌株 ,对分离菌株的形态特征、培养特征、生理生化特征、细胞壁化学组分、16SrDNA序列进行了系统的研究。在系统发育树中 ,Hmp-S14菌株与Streptomycessetonii在同一分支中 ,二者序列相似性为98% ,结合形态、生理生化和细胞壁化学组分分析结果 ,将其鉴定为Streptomycessetonii。

能降解天然纤维素的地衣芽孢杆菌GXN151的分离鉴定及其一个纤维素酶基因(cel5A)的克隆和测序分析

从广西大学农场陈旧稻草堆中分离出1株具有降解天然纤维素稻草粉、甘蔗渣粉活性的细菌GXN151,经形态观察、16SrDNA序列分析和丙酸盐利用试验将其鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)。通过连接经BamHI酶切的pBluescriptKS(+)和回收得到的经Sau3AI部分酶切的GXN151的3～10kbDNA在大肠杆菌JM109中构建了该菌的含7099个克隆的基因文库,文库克隆中插入片段最大的为11.0kb,最小的为3.1kb,平均大小为4.6kb,含GXN151基因组中任一基因的概率P为99.6%。筛选该文库获得8个表达羧甲基纤维素酶活性的克隆,DNA测序和PCR分析表明,该8个克隆可归为3类不重叠的独立克隆,其中一个克隆pGXNL2的测序分析表明其上的cel5A基因为1626bp,可编码含542个氨基酸的羧甲基纤维素酶,Cel5A的N-末端的42个氨基酸具有信号肽特征,它的第66～321氨基酸为家族5糖基水解酶(glycosylhydrolase)功能域、第391～472氨基酸为家族3碳水化合物结合组件(carbohydrate-bind-ingmodule,CBM)。本工作首次报道地衣芽孢杆菌能降解结晶纤维素及从该种细菌中克隆到纤维素酶基因。

砷还原菌群对砷的还原作用及菌群的多样性分析

从砷污染土壤中富集砷抗性细菌,在厌氧环境中进行培养,观察其对砷的还原能力。结果表明:在21h之内,As(V)就被完全还原为As(Ⅲ);培养72h后,培养基中出现黄色沉淀,采用X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)技术对沉淀进行分析表明,沉淀主要是以3种晶型存在的硫化砷(AsS);培养150h后,大约有65%的As以上述沉淀的方式从溶液中移除。此外,本文还采用了构建16SrDNA文库的方式对该体系中的微生物种群进行分析,利用RFLP技术对16SrDNA片段进行分型,共得到72个操作单元类型(OTU),其中6个OTU占了库容的51%,从这6个OTU中各选取1个克隆进行测序,结果表明,富集到的砷还原细菌属于喜热菌属(Caloramator)、梭菌属(Clostridium)和杆菌属(Bacillus)。