空间环境诱发作物突变的筛选技术及其应用

本文综述了作物经过空间诱变后的突变分析鉴定技术及其应用。分析鉴定技术主要包括:形态学鉴定技术、细胞学鉴定技术、物理学鉴定技术、同工酶鉴定技术、生理指标鉴定技术、分子标记鉴定技术以及其他一些鉴定技术,同时综述了各种鉴定技术在水稻、玉米、小麦、番茄、辣椒、油菜等作物上的应用情况。     

油污土壤修复微生物的筛选及其影响因素

[目的]探讨微生物原位修复的主要影响因素及水平(正交设计)之间的关系,为石油污染场地生物修复工程的参数设计提供一定理论依据。[方法]选取5因素4水平的正交设计,考察污染强度、营养物、氧化剂、表活剂、接菌量等因素对土壤修复效果的影响。[结果]以原油为唯一碳源经过初步筛选,获得16株石油烃降解优势菌,经过菌群复筛,获得2株偏利共生协同真菌DPF2,DPF4,协同降解率最高,7d达87.77%。选择其进行室内油污土壤的微生物修复模拟试验,60d石油污染强度为10的油污土壤降解率最高,可达94.12%。污染强度为25的油污土壤降解率为90.17%,SPSS数据分析表明生物修复影响的最大影响因素是氧化剂、表活剂和营养物,其次是污染强度、接菌量。[结论]初期添加表活剂、氧化剂、营养剂能对石油生物修复具有重要意义。污染强度仅在35d前有一定影响,在修复后期影响最小。在整个修复过程,接菌量方差均值与其他因素比较都最小,因此其因素水平对石油降解能力的影响不显著。     

瘤胃微生物Fosmid文库蛋白酶活性克隆的筛选与序列分析

在日粮蛋白质的降解过程中,蛋白酶是把蛋白质水解为肽或氨基酸的关键酶,由于受到纯培养技术的影响,瘤胃内产生蛋白酶活性的细菌和各种蛋白酶的遗传信息知之甚少。本实验旨在利用蛋白酶选择性培养基从瘤胃微生物 Fosmid 文库中筛选出含蛋白酶活性的克隆子,通过生物信息学分析获得这些克隆子的遗传信息。应用脱脂乳粉和大豆蛋白粉两种蛋白酶选择性培养基,从 30 000 个克隆中筛选得到 14 个具有蛋白酶活性的活性克隆。利用福林酚试剂法检测 14 个蛋白酶克隆子的酶活力,结果表明,每个克隆子分别具有不同的蛋白质分解能力。以酪蛋白为底物的克隆子酶活力介于 0.59~2.74 U/mg 之间,以大豆蛋白粉为底物的克隆子酶活力在 0.70~7.19 U/mg 之间,而且同一克隆对于不同的底物所表现的酶活力也不同。随机挑选 10 个活性克隆进行末端测序(GenBank 登录号:JY084410~JY084429),经 Blast 比对后发现,45%的基因序列与已知编码基因无法匹配,pro10F 末端序列与金属肽酶匹配度为 54%,属于肽酶 M13 家族,且该克隆蛋白酶最适 pH 值为 7.0,为下一步研究该克隆的酶学性质和序列特征分析提供了基础资料。     

TILLING技术的原理、特点及其在点突变筛选中的应用

TILLING(TargetingInducedLocalLesionsINGenomes),是一种全新的反向遗传学研究方法,它提供了一种高通量、低成本规模化高效筛选化学诱变剂EMS诱发产生点突变的技术。本文简要介绍了TILLING的原理和技术优势,并对其在植物功能基因组学、突变分子育种和预测突变频率中的应用作了初步探讨。     

土壤微生物铁循环及其环境意义

铁是土壤中重要的高活性高丰度元素。铁的生物地球化学循环包括铁还原与亚铁氧化两个过程,需要微生物提供基本驱动力,已经成为陆地表层系统研究的国际热点。铁循环控制着土壤有机物矿化、反硝化、甲烷产生、重金属固定等环境过程,是连结土壤养分循环与污染物转化的纽带。从生物地球化学循环的角度,综述了微生物作用下的铁还原、亚铁氧化过程及其主要微生物类群,重点论述了厌氧条件铁还原与亚铁氧化的环境效应及其地球化学机理,以及铁还原与亚铁氧化两个过程的协调及其调控因子。本文将有助于深入理解地球表层的关键环境过程与驱动机制。     

微生物絮凝剂的菌种分离筛选及其产生条件的选择

本研究采用根瘤菌选择性培养基和稀释平板法,从广西大学校园罗汉松和相思树植物根瘤中总共分离出20株菌落光滑型菌株,并分别对其发酵物作絮凝试验。研究结果表明,从罗汉松根瘤中筛选出一株絮凝率较高的菌株,暂编号为P2。对P2进行形态学观察结果表明:其菌落圆形、凸起、光滑、无色透明,其细胞杆状、菌体大小为0.5×(1～2)μm,该类细菌为革兰氏阴性细菌、有糖被、无芽孢,周生鞭毛;测序分析表明其16S rDNA序列与Rhizobium sp. DV816S rDNA(DQ873665.1)同源性达98%以上;生长和产絮凝剂最佳条件如下:配方为甘露醇10%,K2HPO4 0.3%,酵母膏0.03%,NaCl 0.5%,(NH4)2SO4 0.01%,脲0.03%液体培养基中,30℃,起始pH为7.0,转速为200r/min条件下培养发酵72h,产生的絮凝剂可使浓度为5000mg/L高岭土悬浮液在20min内絮凝率最高为92%。     

水体中硝基苯厌氧降解微生物的筛选及其降解特性研究

以硝基苯为碳源,采用间歇式曝气方式,经90d驯化培养,从处理硝基苯废水的生物活性污泥中分离得到13株高效降解菌,在厌氧环境条件分离纯化,筛选得到降解能力最强的MY4菌,并研究了其对不同浓度硝基苯的降解特性。结果表明,经16SrRNA鉴定,MY4菌属于兼性葡萄球菌属（Staphylococcus sp）,其在104～107CFU·mL^-1范围内对硝基苯的去除率没有显著差异,降解率均为65%,硝基苯的降解速率在3～5d期间达到最大。高浓度的硝基苯对微生物的降解过程存在抑制作用,随着浓度的增高,其降解半衰期明显延长。GC-MS分析表明,硝基苯经MY4菌株降解后的主要产物为苯胺。     

土壤中耐铅微生物的筛选

通过在培养基中加入一定浓度的Pb(300mg／kg),从土壤中分离到12株耐Pb微生物菌株。其中细菌菌株为1～5号,放线菌为6～9号,真菌为10～12号。经过形态学观察、拮抗试验以及液体培养和土壤模拟试验中降低Pb效果测试,发现12株菌对有效态铅都有一定的降低作用。在液体培养中3号、4号、6号、7号、8号和10号菌株的降低效果最好,降低率超过70％,在土壤培养中3号和7号的降低作用最明显,降低率分别为63．8％和66％。     

微生物代谢尼古丁的研究及其应用

尼古丁是烟叶中最主要的生物碱,也是影响烟叶品质的重要因素,其含量过高不但影响吸食的安全性,而且对环境也会造成危害。有些微生物能在烟叶醇化过程中代谢尼古丁,降低尼古丁的含量,而不影响烟叶原有的品质,并降低其对人类健康的危害。因此,尼古丁降解微生物有着非常好的应用潜力。本文综述了国内外尼古丁代谢微生物的种类、代谢途径、酶学研究、遗传研究以及相关应用研究的进展情况,展示了微生物方法和技术在处理烤烟尼古丁中的应用前景。     

微生物肥料效应及其应用展望

简述了微生物肥料种类、特点及其生理生态效应,指出应加强微生物肥料基础与应用研究,并展望微生物肥料发展前景。     

微生物在污染环境生物修复中的应用

生物修复是一项利用生物特别是微生物治理污染的技术。与理化修复方法相比具有投资少、对环境影响小的优点。本文重点分析了影响微生物修复的关键因素,包括生物因素、营养因素、O2和电子受体、表面活性剂和共代谢物等,并介绍了微生物在生物修复中成功应用的实例,讨论了生物修复所具有的优势和存在的不足及今后研究重点。     

马铃薯淀粉废水生产微生物絮凝剂菌株筛选及其营养条件优化

研究以开发微生物絮凝剂新产品及探索马铃薯淀粉废水资源化利用途径为目的。以活性污泥为材料,分离到100株菌株,通过液体发酵培养,以发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率为评价指标,初筛到13株絮凝活性较高的菌株;根据菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝活性能力,复筛得到一株高产絮凝物质的酵母菌F5,经26SrDNA鉴定为Candida anglica。再通过单因素试验和正交试验,确定了该菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件。结果表明,当废水pH值5.6,接种量为10%(体积分数),温度28℃,摇床转速为150r/min条件下,废水不灭菌发酵48h,C.anglica菌株利用马铃薯淀粉废水发酵产絮凝剂的最佳营养条件为:以1mL/100mL甘油作为外加碳源,0.05g/100mL(NH4)2SO4为氮源,添加0.1g/100mL MgCl2和0.1g/100mL KH2PO4。验证试验表明,在该条件下,发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率达到94.6%,使原废水化学需氧量(COD)去除率达到93.7%,絮凝活性提取物得率为1.36g/L,研究结果可为马铃薯淀粉废水处理及生物再利用提供理论依据和参考。     

不同施肥措施对棉田土壤微生物量及其活性的影响

通过测定不同施肥措施下棉田土壤微生物量及微生物活性的动态变化,探讨了不同施肥措施对棉田土壤的培肥效应,结果表明,有机肥合理配施N、P、K化肥,可以促进土壤微生物量显著增长,土壤呼吸强度、纤维素分解强度等微生物活性指标明显提高,增强了土壤养分容量及供应强度,有利于培肥土壤。     

根系分泌物的化感作用及其对土壤微生物的影响

总结了根分泌化感物质的种类及其化感效应,分析了生物和非生物因素与根系分泌化感物质之间的关系。此外,根系分泌化感物质的研究手段对于所取得的研究结果至关重要,其中根分泌物收集系统是收集根分泌化感物质的常用而可行的方法之一。对于根分泌化感物质的分离鉴定技术有多种,可根据需要选择适宜的分离方法。还列举了一些作物根分泌的化感物质对根际微生物产生的影响,阐明了根分泌的化感物质所起的重要化感作用。根分泌物化感作用的研究已成为土壤生态学领域的热点与前沿课题,自然条件下原位收集鉴定植物根系分泌物中的化感物质等诸多问题是该领域今后的研究重点。     

甲胺磷对土壤微生物活性的影响

研究了有机磷杀虫剂甲胺磷在５种没的浓度下对土壤微生物性所产生的影响,结果表明,甲胺磷地细菌、放线菌和固氮菌群的生长具有不同程度的抑制作用,而对真菌却有一定的刺激效应;土壤的呼吸作用、氨化作用增强,自生固氮能力、硝化作用以及铁离子价数转换作用减弱,甲胺磷对土壤微生物活性的影响,随着处理浓度的提高,作用强度、作用时间有所加剧和延长。     

贵州茂兰喀斯特森林土壤微生物活性的研究

通过研究不同植被类型下土壤微生物区系、土壤酶活性和土壤生化作用强度 ,分析了贵州茂兰国家级自然保护区喀斯特森林演替过程中土壤微生物活性的变化。结果表明 :随着喀斯特森林退化程度的加剧 ,土壤微生物总数下降、各主要生理类群数量均呈下降趋势 ,土壤酶活性减弱 ,土壤生化作用强度降低 ,对环境反应敏感 ,可作为反映森林生态系统的生物学指标。土壤微生物和酶活性是表征喀斯特森林生态功能的重要特征之一     

夜间增温对冬小麦土壤微生物量碳氮及其活性的影响

全球气候变暖存在明显的昼夜不对称性,夜间气温升高幅度显著高于白天,但目前关于夜间增温对土壤微生物影响的田间研究尚较少。为此,本研究采用夜间被动式增温系统(passive nighttime warming,PNW),在我国冬小麦主产区(石家庄、徐州、许昌和镇江)进行全生育期田间增温试验,于2008—2010年监测了土壤微生物对夜间增温的响应。结果显示,与不增温对照相比,夜间增温可显著降低土壤微生物量碳、氮含量和微生物活性。冬小麦整个生育期中,夜间增温分别使石家庄、徐州、许昌和镇江试验点土壤微生物量碳平均降低11.4%、7.8%、10.9%和8.5%,微生物量氮平均降低15.2%、16.7%、13.8%和8.4%,微生物呼吸速率平均下降6.6%、9.6%、7.0%和11.1%。在整个增温过程中,石家庄、徐州、许昌和镇江试验点土壤水分含量分别下降8.8%、3.7%、3.8%和2.9%,与对照相比差异不显著。同时,该夜间增温系统使相应试验点0~5 cm土层的温度分别提高1.2℃、0.7℃、0.7℃和0.7℃。本试验表明,夜间增温将可能通过改变土壤微生物特性而影响土壤碳/氮循环,从而影响到土壤养分供应和冬小麦生长;且表现出了一定的纬度差异性。     

东北麦田土壤微生物、小型动物及其生化活性的季节动态

初步研究了东北麦田土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用的季节变化规律及其与土壤生态因素的关系 ,分析了土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用之间的相互影响。结果表明 ,土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用具有明显的季节变化规律 ,其中土壤细菌、放线菌、湿生性线虫类、纤维素分解作用、固氮作用、有机磷转化作用、硝化作用、氨化作用和土壤微生物呼吸速率的最大值都出现在 7月份 ,土壤真菌、节肢动物弹尾类、无机磷转化作用的最大值出现在 6月份 ,比土壤细菌和放线菌等上述指标提前 1个月。节肢动物蜱螨类全年有 2个峰值 ,分别出现在 4月份和 8月份 ,土壤弱势类群全年高峰值出现在 8月份。在 6种环境因素中 ,除了土壤pH值以外 ,土壤温度、含水量、活性有机质、水解氮、有效磷对土壤微生物、微生物呼吸速率、小型动物和生化作用存在着不同程度的影响。在土壤细菌、真菌、放线菌与小型土壤动物的消涨关系中 ,除了土壤蜱螨类、弱势类群以外 ,弹尾类、线虫类与土壤细菌、真菌和放线菌存在着较强的依存关系。土壤微生物和动物对土壤生化作用有不同程度的贡献率     

连作香蕉园生态熏蒸剂的筛选及其对土壤微生物群落结构的影响

通过对多年连作后发香蕉枯萎病土壤进行熏蒸处理,应用传统涂布计数法,结合变性凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技术,较为全面地研究了不同熏蒸剂对病原菌的杀灭效果以及对土壤微生物区系的影响,为连作蕉园的可持续栽培提供了理论依据。试验通过研究石灰、碳铵、石灰碳铵联用、二氧化氯、次氯酸钠、过氧化氢和氨水处理对水体病原菌孢子、土壤中尖孢镰刀菌的杀灭作用,逐步筛选出适合连作蕉园灌溉水和土壤的熏蒸剂种类。结果表明:上述熏蒸剂对水体或土壤中尖孢镰刀菌均具有杀灭作用,土壤中氨水、石灰碳铵联用处理效果更加显著,被选择为发病蕉园土壤熏蒸剂。不同用量氨水、石灰碳铵联用处理熏蒸土壤,随着熏蒸剂施用量的增加,土壤中尖孢镰刀菌数量下降幅度逐渐增大;两种熏蒸剂对土壤中可培养总细菌和总真菌均有杀灭效果,随着用量的增加,总真菌数量下降幅度显著高于总细菌。DGGE结果显示,氨水、石灰碳铵联用处理对土壤中总真菌种类的影响也显著高于总细菌,随着熏蒸剂用量的增加,总细菌有少许条带的增加或减少,总真菌条带丰富度急剧减少。与对照相比,各熏蒸剂处理后总细菌物种多样性指数均有所降低,随着用量的增加,总体呈下降趋势,在氨水、石灰碳铵联用用量分别为2.67 ml/kg和(3.33+1.67)g/kg时各项指数最高。综上,所有熏蒸剂均能作为水体病原菌杀灭剂,其中氨水、石灰碳铵联用是良好的连作蕉园土壤熏蒸剂,最适用量分别为2.67 ml/kg、(3.33+1.67)g/kg。