转录组解析白三叶根际溶磷菌株RW8的解磷机制

采用转录组测序的方法分析了白三叶根际溶磷菌RW8在含有难溶磷(A组)、可溶磷(B组)与无磷(C组)培养条件下差异基因表达。以可溶磷为对照,在难溶磷条件下,分别检测到4782个基因在RW8中上调表达,447个基因下调表达;在无磷组中,共检测到3630个基因上调表达,209个基因下调表达。GO基因注释发现RW8在A组和C组中的差异基因聚类基本相同。生物学过程主要聚类在代谢过程、细胞过程、单细胞过程、刺激应答、定位以及生物反应调节;细胞组分主要聚类在细胞组分、细胞膜、膜组分与高分子配合体等;分子功能主要聚类在催化活性、结合功能与转运功能。代谢途径分析发现2-α-氧代羧、α-亚麻酸、五碳二元酸、脂肪酸、甘氨酸-丝氨酸-蛋氨酸以及缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸等代谢途径的基因显著被富集。挑选10个差异基因并用荧光定量检测其在A、B、C 3种不同培养条件下的基因表达,发现所有挑选基因的表达变化与转录组结果变化趋势相同。液相色谱检测有机酸组成及含量,发现在A组和C组中乳酸、琥珀酸与柠檬酸显著高于B组,富马酸与苹果酸的含量在C组中显著升高, A组与B组差异不显著;α-酮戊二酸的含量在A组中显著增高, B组和C组差异不显著。     

解淀粉芽孢杆菌复合菌剂对玉米秸秆的降解作用及表征

为获得能提高秸秆饲草品质的微生物发酵菌剂,本研究在前期获得2株具有木质素和纤维素降解能力的解淀粉芽孢杆菌菌株的基础上,将两者混配成复合菌剂,考察复合菌剂对玉米秸秆的降解作用,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(¹H-NMR)、扫描电镜(SEM)及气质联用色谱(GC/MS)等技术对玉米秸秆的微观结构及降解产物进行表征。研究发现,复合菌剂可以有效降解玉米秸秆中的木质纤维素。在发酵24 d时,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别达到48.4%,30.5%和41.4%。FTIR和¹H-NMR谱图中能观察到木质纤维素分子结构中主要连接共价键,如木质素单体间的β-O-4和β-β键、木质素与碳水化合物连接键以及碳水化合物中糖环内的价键等明显断裂,木质纤维素被部分降解;SEM扫描电镜图则显示发酵后秸秆的组织结构出现松散和破坏。发酵后秸秆中小分子物质的GC/MS分析结果显示,其中包含苯丙胺和苯丙酸等保留苯丙烷结构单元的木质素单体衍生物以及苄醇和苯甲酸酯类等木质素单体被进一步降解后的芳香族化合物。玉米秸秆中碳水化合物的GC/MS分析结果表明:复合菌剂可将玉米秸秆中的结构性多糖等大分子碳水化合物降解成葡萄糖、木糖、甘露糖及乳糖等还原性单糖。并利用这些还原性单糖生长代谢,进一步产生乙二醇、丙三醇及短链脂肪酸类等代谢产物。以上研究结果表明,解淀粉芽孢杆菌复合菌剂可有效降解玉米秸秆中的木质纤维素,在玉米秸秆饲草化利用中极具应用前景。     

饲用玉米根际促生菌资源筛选及其特性研究

为获得玉米根际促生菌(PGPR)菌株并明确其功能特性;以玉米根系及根际土壤为材料,利用选择性培养基分离筛选溶磷菌与固氮菌,测定所选菌株溶磷能力和固氮酶活性,并测定其产IAA的能力,从中筛选综合性能优良的菌株,在此基础上,运用生理生化鉴定和16SrDNA分子生物学鉴定相结合的方法鉴定优良菌株的种属。结果表明:玉米根际有大量PGPR菌,分布特征表现出根表(RP)根表土(RS)远根土(NRS)根内(HP)的数量分布规律,呈根际效应。最终获得262株PGPR菌,其中固氮菌48株,溶解无机磷细菌108株,溶解有机磷细菌106株,有分泌IAA能力的菌株15株。筛选出综合性能优良、有进一步开发应用潜力的菌株7株。经鉴定其中3株为Pseudomonas fluorescens;2株为Bacillus subtilis;Klebsiella oxytoca和Bacillus megaterium各1株。     

对禾草源同型发酵和/或异型发酵乳酸菌发酵无芒雀麦青贮有氧稳定性的评价

本研究旨在评价禾草源同型发酵和/或异型发酵乳酸菌发酵对无芒雀麦青贮有氧稳定性的作用效果。将从禾本科牧草上分离筛选出的2株同型发酵植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtti)及1株异型发酵布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)制成发酵剂。选用开花期无芒雀麦,刈割切段至2~3 cm,根据所喷发酵剂菌株的不同,分为4个处理:1)对照处理(con处理),喷洒无菌去离子水;2)异型发酵处理(he处理),喷洒布氏乳杆菌液;3)同型发酵处理(ho处理),喷洒植物乳杆菌和蒙氏肠球菌混合液(2种菌1∶1混合);4)同型发酵+异型发酵处理(he+ho处理),喷洒布氏乳杆菌、植物乳杆菌和蒙氏肠球菌混合液(3种菌1∶1∶1混合)。各处理喷洒量均为10 m L/kg鲜牧草,喷洒总菌数约为5×105CFU/g鲜牧草,每个处理设5个重复。实验室常温发酵60 d后开封,通过测定无芒雀麦青贮营养成分、菌群数量及中心温度变化评价其有氧稳定性。结果显示:经60 d青贮发酵后,4个处理的p H均较青贮前显著降低(P0.05),所有处理发酵效果均较好(p H≤4.3),尤以ho处理效果最优。而在有氧暴露试验期间,con和ho处理的p H迅速增加,至第8天时达到7以上;he+ho处理p H增加幅度略低于con和ho处理,其p H至第8天时为6.3,显著低于con和ho处理(P0.05);he处理p H增加非常缓慢,至第8天时仅为4.4,显著低于其他处理(P0.05)。经60 d青贮发酵后,可溶性碳水化合物(WSC)含量以ho处理最高,显著高于其他处理(P0.05);con处理最低,显著低于其他处理(P0.05)。而在有氧暴露试验期间,WSC含量在ho处理中迅速降低,在he处理中缓慢降低;至第8天时,WSC含量以he处理最高,he+ho处理显著低于前者(P0.05),而con和ho处理则显著低于he和he+ho处理(P0.05)。青贮发酵后霉菌数量明显受到抑制,且以单独添加异型发酵乳酸菌和混合添加同型发酵和异型发酵乳酸菌时抑制效果较优,这2个处理均未检出霉菌,且he+ho处理在有氧暴露至第5天时仍未检出霉菌,he处理在有氧暴露至第8天时仍未检出霉菌。在有氧暴露第3和5天时,he和he+ho处理酵母菌数量显著低于con、ho处理(P0.05)。在有氧暴露第8天时,he+ho与he处理的乳酸、乙酸浓度均显著高于另2个处理(P0.05)。he、he+ho、con和ho处理的有氧稳定性依次降低,分别为194、126、62和58 h。综合评价结果得出:布氏乳杆菌单独或与同型发酵乳酸菌蒙氏肠球菌和植物乳杆菌联合接种可有效抑制无芒雀麦青贮的有氧腐败,保证无芒雀麦青贮有氧暴露期间品质的稳定,且前者更有效;接种同型发酵乳酸菌蒙氏肠球菌和植物乳杆菌未能在提高无芒雀麦青贮有氧稳定性方面表现出积极的作用。     

一株石油烃降解菌TY22烷烃羟化酶基因的克隆及功能研究

[目的]对一株石油烃降解菌TY22的烷烃羟化酶基因alkB克隆测序,并对其外源表达和功能进行研究。[方法]PCR扩增获得alkB基因部分序列,再根据该序列通过染色体步移技术,最终获得完整CDS序列。将alkB基因与pET21b(+)载体构建重组质粒,并转入E.coli BL21(DE3)进行表达。再将alkB基因克隆至pCom8载体中,分别转入E.coli GEc137(p GEc47△B)和Pseudomonas fluorescens KOB2Δ1进行基因功能的互补试验。[结果]染色体步移获得了1 236 bp的烷烃羟化酶基因完整CDS序列(Gen Bank Accession:KU867870)。诱导表达发现,重组菌在0.1 mmol/L IPTG、30℃条件下诱导培养6 h的表达效果最佳,得到与预期相符的46 kDa蛋白。基因功能互补试验发现,重组菌能在以C12~C16为唯一碳源的培养基中生长。[结论]TY22菌株的烷烃羟化酶基因完整CDS序列全长1 236 bp,能氧化C12~C16的中长链烷烃,并能在大肠杆菌中有效表达。     

不同菌剂对烤烟青枯病和黑胫病的防治效果

[目的]筛选烤烟青枯病和黑胫病的拮抗菌。[方法]通过小区试验研究了不同生防菌剂对烤烟青枯病和黑胫病的防治效果。[结果]防治烟草青枯病的处理10、处理11、处理12拮抗菌的抑制作用较显著,防治黑胫病的处理18和处理22拮抗菌的抑制作用较显著,结合经济性状看,处理12和处理18表现较优。[结论]试验结果为进一步研究土传病害的生态防治措施提供了理论依据。     

生防菌株2LN3对水稻纹枯病的防效和产量构成的影响

[目的]进一步验证生防菌株2LN3对水稻纹枯病的防治效果。[方法]通过大田生产试验研究生防菌剂2LN3、生防菌剂2LN3+井冈霉素、井冈·腊芽菌、井冈霉素和清水对照5个处理对水稻纹枯病的防效和产量构成的影响。[结果]生防菌剂2LN3+井冈霉素对水稻纹枯病的防治效果较好,2次用药后第7和第15天的防效分别达60.85%和72.16%,2次调查防效均超过生防菌剂2LN3、井冈·腊芽菌和井冈霉素,而单用生防菌剂2LN3则表现为药效持续时间较短,在2次用药后的第15天防效比井冈霉素略高,但与井冈·腊芽菌相比防效则降低了6.5%;与井冈霉素相比,生防菌株2LN3具有促生作用,能显著提高有效穗数、实粒数、结实率和千粒重;喷施生防菌剂2LN3和生防菌剂2LN3+井冈霉素都具有一定的增产作用,与井冈霉素相比分别增产3.8%和12.1%,均达到显著性差异。[结论]将生防菌剂2LN3和井冈霉素复配可替代井冈霉素应用于实际生产中来提高对水稻纹枯病的防效。     

不同方法及发酵管数量对大肠菌群检测结果的差异性分析

[目的]比较不同方法检测同种水样中大肠菌群含量的结果是否具有差异性,以及多管发酵法中发酵管数量对检测结果的影响。[方法]分别采取污染程度由低至高的A、B、C 3种水样,通过多管发酵法、纸片法、滤膜法检测相同水样中大肠菌群的含量,并在多管发酵管法中利用9、10、15管发酵检测同种水样,采用SPSS软件对试验数据进行差异性分析。[结果]多管发酵法与纸片法差异不显著,结果具有一致性,而滤膜法与其他2种方法获得结果具有显著性差异。对9、10、15管发酵检测3种水样获得的结果进行方差分析,得到的P值分别是0.709、0.964、0.840,均大于0.05,故差异不显著,结果具有一致性。[结论]试验结果为大肠菌群检测方法的研究提供了理论依据。     

溶藻细菌F8与藻毒素降解菌T1的原生质体融合研究

为制备出兼具溶藻及降解藻毒素(MC-LR)的双效工程菌,研究不同的亲本原生质体灭活方式、不同PEG浓度、pH以及作用的温度对原生质体融合的影响,探讨溶藻细菌F8与藻毒素降解菌T1菌株的原生质体融合的适宜条件。结果表明,对F8菌株的原生质体采用45℃热灭活、T1菌株的原生质体紫外灭活,采用pH为8.0的30%的PEG溶液,融合温度为30℃,原生质体融合率可达28.17%。     

具有潜在抑制肠道致病菌能力的乳酸菌的筛选

[目的]从实验室保藏的乳酸菌中筛选出耐酸耐胆盐能力较强的乳酸菌,并研究其对肠上皮细胞的黏附能力及对肠道病原菌的抑制能力。[方法]通过模拟人工胃肠液及体外与IEC-6细胞共培养来分别研究乳酸菌的耐酸耐胆盐能力及对细胞的黏附能力,并利用单层琼脂平板扩散法测定其抑菌效果。[结果]试验的27株乳酸菌中,10株乳酸菌在p H 3.0的人工模拟胃液中培养3 h的存活率均大于44.00%,在p H 8.0的人工模拟肠液中培养4 h的存活率均大于51.56%,在含0.30%胆盐的培养基中培养24 h的存活率均大20.00%;其中菌株C13、A03、A17及A90对IEC-6细胞的黏附个数均大于8个/cell;菌株C13、A03对艰难梭菌、沙门氏菌和大肠杆菌的抑制能力较强,抑菌圈直径均大于22 mm。经16S rRNA测序将C13和A03分别鉴定为鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosu)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)。[结论]L.rhamnosu C13、L.plantarum A03的耐酸耐胆盐能力及对上皮细胞的黏附能力较强,对肠道病原菌有较好的抑制作用,可作为良好的抑制肠道病原菌的候选益生菌株。