趋磁细菌磁小体的研究进展

趋磁细菌是一类能够沿着磁场方向运动的革兰氏阴性细菌的总称,其最显著的共同特征是胞内能够合成链状排列、具有外膜包被的Fe3O4或Fe3S4磁性颗粒—磁小体。概要介绍了趋磁细菌的发现、生态分布、一般特性和分离纯化存在的问题,重点讨论了磁小体合成的主要过程,并对将来磁小体的研究进行了展望。     

趋磁细菌的特点及其纳米磁小体的合成条件

综述了趋磁细菌及其胞内纳米磁小体的特性，评述了趋磁细菌磁小体形成的条件及影响因素。在分析趋磁细菌大量培养和影响磁小体形成因素的基础上，指出了细胞培养和磁小体产量提高所存在的问题及解决途径。提出了趋磁细菌形成磁小体的机制和生理意义的假说：大量Fe^2＋运入细胞是在低氧浓度的胁迫下，以Fe^＋2作为电子最终受体呼吸并跨膜转运的结果；避免大量进入细胞的Fe^2＋对自身的毒害作用是其进一步转化为Fe3O4原因；提出在细胞膜内表面形成Fe3O4并包裹等新观点。     

细菌磁小体形成机制和应用研究进展

趋磁细菌(magnetotactic bacteria,MTB)可以在细胞内形成磁小体(magnetosome,MS)并在磁场作用下定向运动。MTB的MS合成是一个多基因参与的复杂过程。MS由于其优良的性能而有着广阔的应用前景。本文对MS的合成机制和应用的研究进展进行了初步的概述。     

大庆黑鱼湖秋季趋磁细菌多样性分析

为研究大庆市黑鱼湖秋季沉积物中趋磁细菌的多样性,了解趋磁细菌分布。采用光学显微镜、透射电子显微镜(TEM)观察,扩增趋磁细菌16S rRNA基因的方法进行分析,结果发现,该区域趋磁细菌绝大多数为球菌。磁小体形状单一,皆为六面体棱柱,成分为Fe_3O_4,排列方式多样,分别为单链、散链和碎链。测序得到了30个趋磁细菌序列,分属7个OTU。系统发育分析结果表明,都属于α-变形菌纲。5个OTU与已知趋磁细菌序列的相似性等于95%,代表了趋磁细菌的5个新种。说明该区域存在可观的趋磁细菌资源。     

趋磁细菌的分离研究

从与湖南农业大学相邻的东湖水域中采集泥水样,经过样品的富集,趋磁细菌的收集及细菌的培养等过程后,再用超声波破碎细胞,再用永久磁性收集趋磁颗粒。趋磁颗粒经盐酸溶解后,与硫氰酸铵反应,溶液变为红色,证明有铁离子的存在。结果表明,已初步分离到趋磁细菌。     

磁小体的碱性磷酸酶活性分析

为测定磁小体的碱性磷酸酶活性及作为磁性免疫ELISA固相载体的可行性,设置不同显色时间、温度及pH条件,分析比较磁小体与商业化碱性磷酸酶的酶活。结果表明:商业化碱性磷酸酶显色时间较短,非常灵敏,但对温度和pH要求严格;微量的磁小体,需经过较长的显色时间,才能使显色剂显色,但温度和pH对磁小体的显色反应影响较小。通过不同的蛋白变性剂进行处理,表明磁小体的类碱性磷酸酶活性是其表面蛋白作用的结果。但磁小体微弱的显色能力,在磁性免疫ELISA检测时,没有显著影响。因此,磁小体可作为磁性免疫ELISA的固相载体,用于免疫检测。     

济南冬季泉水水系中趋磁细菌的多样性

为探究济南冬季泉水水系中细菌的生态分布、未培养趋磁细菌及其磁小体形态的多样性,选择济南市泉水源头、护城河及泉水汇集的大明湖等8处不同位点,于2018年1月13日收集水底表层泥样,富集环境中趋磁细菌,提取样品总DNA,进行16S r DNA高通量测序及生物信息学分析,并利用透射电子显微镜观察和统计趋磁细菌及磁小体的形态,揭示济南泉水水系中趋磁细菌的分布特征。结果表明,济南冬季泉水水系中趋磁细菌分布明显不均,泉水源头处未检测到趋磁细菌;黑虎泉下游护城河中发现了少量单链趋磁球菌,基因序列表明为新种,暂定为η-变形菌纲(Candidatus Etaproteobacteria)的一个菌株;众泉汇集的大明湖中趋磁细菌种类最多,且细菌和磁小体形态多样性复杂。微生物多样性分析发现,冬季泉水水系中细菌种类主要是变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),三者总丰度均占细菌总量的65%以上,具有磁细菌生长所需的群落环境。本研究可为深入研究未培养趋磁细菌的全基因组及可培养条件等提供素材与线索。     

氧化亚铁硫杆菌的磁性及铁源种类对磁小体合成的影响

氧化亚铁硫杆菌,通过氧化二价铁或还原态无机硫化物获得能量,在细胞内能合成磁性纳米颗粒。通过扫描电镜和透射电镜对氧化亚铁硫杆菌菌体进行分析。探讨了该菌的趋磁性以及不同铁源对菌体生长和磁小体合成的影响。结果表明:生长于9K培养基的细菌能够合成磁小体,单个细胞的磁小体数目大概为2个;干燥菌体和湿菌体都能被磁铁吸附;当有外加磁场时,细菌在半固体平板和光学显微镜下均可见趋磁性;氧化亚铁硫杆菌生长和磁小体合成的最佳铁源均为硫酸亚铁。     

大庆龙凤湿地一株新型δ-变形菌纲趋磁螺菌的发现

通过对大庆龙凤湿地中趋磁细菌的首次研究,发现了一株新型趋磁螺菌,它能够在细胞内合成子弹头形磁小体,成分为磁铁矿,呈单链排列,16S rRNA基因系统发育分析,该趋磁细菌属于变形菌门中的δ-变形菌纲,是目前国内在东北地区第一例、内陆第三例发现的属于δ-变形菌纲的趋磁细菌。研究揭示了大庆地区可能蕴含丰富的趋磁细菌资源,δ-变形菌纲趋磁细菌在该地区的首次发现对龙凤湿地的生态环境认识也具有一定的指示意义。     

微生物磁效应及其在环境中的应用

介绍生物磁效应的特点,着重阐述微生物磁效应在趋磁细菌的环境响应、生物矿化作用等主要研究领域的研究现状和取得的进展.并对今后进一步的研究进行分析、讨论和展望.     

植物联合固氮菌及其促生作用研究进展

联合固氮菌的研究正在引起广泛的关注.大量研究表明联合固氮菌通过不同方式侵入根内或定殖于植物根表,与植物形成互生关系.联合固氮菌不仅可以固定大气的N2,而且产生植物激素促进植物生长.另外,有研究表明联合固氮菌通过溶解土壤中不能被植物直接利用的磷素从而改善植物的磷素营养.文章对联合固氮菌的种类、侵入定殖机理及其时植物的促生作用的研究进展进行了系统的综述,以期为研究固氮菌在生态系统氯素循环中的作用提供信息.     

相似穿孔线虫伴生细菌群落多样性研究

[目的]揭示相似穿孔线虫伴生细菌群落物种丰度及其细菌多样性。[方法]通过构建细菌16S rDNA克隆文库,对阳性克隆进行ARDRA分析和构建系统发育树。[结果]依据97%序列相似性划分OTU,构建的细菌16S rDNA文库包含13个OTU,分别属于Alpha-proteobacteria、Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria,其中优势菌群为Betaproteobacteria,特别是Burkholderia为优势细菌。[结论]相似穿孔线虫的伴生细菌多样性较高,这些细菌可能对相似穿孔线虫具有一定的生态意义。     

5株海洋微藻伴生细菌的分离鉴定与功能分析

[目的]研究水产养殖中常用的4种海洋微藻在粗放培养过程中所伴生的主要细菌。[方法]采用平板涂布的方法成功分离到5株可培养的海洋细菌,利用16S rRNA基因序列的通用引物对单克隆菌落进行PCR扩增,所得PCR产物经测序和Genbank比对后,采用邻位相接法构建了系统进化树,并对其种属关系进行了分析。[结果]研究表明,5株海洋细菌分属于α-proteobacteria和γ-proteobacteria两大类别。根据16S rRNA基因序列的种属关系分析,5株海洋细菌分属于Porphyrobacter、Devosia、Ponticoccus、Marinobacter和Roseobacter5个属。根据其相近种的生理生化特征推断,这些伴生细菌在分解微藻胞外产物为微藻提供无机营养盐和分泌促生长因子促进微藻的生长等方面可能发挥着重要作用。[结论]在实际的微藻饵料培养过程中,应注意保留这些有益的伴生细菌。     

蛋白组学在研究水稻受病原菌胁迫中的应用

随着水稻基因组的测序完成,很多基因功能的揭示,对水稻响应病原菌侵染的相关途径的研究也有了很大的进展。通过蛋白组学的研究手段,可以揭示在病原菌胁迫下,水稻蛋白组的表达变化,有助于进一步了解水稻与病原菌的互作机制。     

玉米联合固氮工程菌Enterobacter gergoviae E7在田间的接种效应

 在黑龙江省以及吉林省适宜的农田管理条件下 ,连续 3年田间小区接种试验证明 ,接种联合固氮工程菌 E7( Entrobacter gergoviae E7)对玉米的增产、节肥效应都优于接种野生型菌 ,但增产幅度随土质不同有很大差异。在贫瘠的白浆土、砂壤土中 ,在相同施肥水平下 ,接种工程菌 E7比无菌载体平均增产 1 2 .3%,比接种野生型菌平均增产 8.8%;在相同产量水平下 ,接种工程菌比无菌对照节省氮肥 1 5%～ 2 0 %,比接种野生型菌节省氮肥 1 5%。而在草甸黑土中接种效应不明显。     

日粮类型对绵羊小肠内代谢性蛋白质的影响

以成年萨福克绵羊为试验对象,分别安装瘤胃瘘管、十二指肠近端T型瘘管和回肠远端T型瘘管,饲喂由鸭茅干草和配合饲料组成的不同瘤胃内可降解有机物/瘤胃内可降解粗蛋白质(OMR/CPR)比例的日粮,研究小肠可代谢性饲料蛋白质(MP)的变化规律.结果表明随着OMR/CPR的提高,小肠内微生物氮的消化量显著降低,而过瘤胃饲料蛋白质氮显著增加;表观MP量随着OMR/CPR的增加呈先增加后减少的变化趋势,表观MP量占CP、DCP摄取量分别为42.2%～59.6%、63.6%～87.8%.     

饲粮中添加海南霉素和莫能菌素对奶牛瘤胃蛋白质降解和产氨菌群的影响

【目的】研究饲粮中添加海南霉素和莫能菌素对奶牛瘤胃蛋白质降解和产氨菌群的影响。【方法】选用3头体重（460±20.6）kg、装有永久性瘤胃瘘管的成年荷斯坦奶牛,采用3×3拉丁方设计,对照组饲喂基础日粮,处理组分别在基础日粮的基础上添加莫能菌素150 mg•d-1和海南霉素75 mg•d-1。【结果】日粮添加海南霉素和莫能菌素,瘤胃中栖瘤胃普雷沃氏菌数量均显著高于对照组（P＜0.05）,而溶纤维丁酸弧菌和高效产氨菌数量显著低于对照组（P＜0.05）,对瘤胃埃氏巨球型菌、反刍兽新月单胞菌和牛链球菌数量没有影响（P＞0.05）。与对照组相比,日粮添加海南霉素和莫能菌素增加了瘤胃肽氮和氨基酸氮浓度（P＜0.05）,降低了氨态氮浓度和脱氨酶活力（P＜0.05）,对蛋白酶活力没有影响（P＞0.05）。海南霉素和莫能菌素两组间的所有指标差异均不显著（P＞0.05）。【结论】与莫能菌素相似,海南霉素具有节约“蛋白质”的作用,并且也是通过对特定产氨细菌的影响来调控蛋白质到氨态氮整个降解过程。     

生防细菌A57的鉴定及拮抗蛋白理化性质的研究

通过培养形态、生理生化特征以及16S rDNA的分子序列同源性分析,16S rDNA测序结果在GenBank数据库进行同源性比较,确定A57为短芽孢杆菌(Brevibacillus sp.)。采用不同浓度硫酸铵沉淀法提取拮抗蛋白。以枯萎病菌作指示菌,A57在70%的硫酸铵饱和度下拮抗蛋白的拮抗活性最大,抑制率为23.7%。对A57拮抗蛋白理化性质研究,结果表明该拮抗蛋白对热均稳定,对氯仿均不敏感,对胰蛋白酶敏感;A57拮抗活性最佳pH值为5～7,强酸(pH3)和强碱(pH9)条件下仍具有部分的拮抗活性。     

光杆状菌属细菌杀虫毒素研究进展

Bt制剂的大量使用及表达Bt毒素的转基因植物的应用已引发了抗性昆虫种群的发展,光杆状菌属细菌产生的杀虫毒素蛋白是一类高效、杀虫谱广的新型杀虫蛋白,使得有限的用来开发转基因抗虫作物的基因资源得到了补充。对近年来发现的Tc蛋白毒素复合体、PirAB双元毒素及其致软毒素(Mcf)的最新研究进展进行了综述,并对今后的研究方向提出了见解。