微生物宏基因组学及其在瘤胃微生物研究中的应用

宏基因组学可以在非实验室纯培养的条件下直接获取环境微生物DNA,并对其基因组进行分析,将其克隆到合适的载体上,筛选所需要功能基因。就微生物宏基因组学及其在瘤胃微生物研究中的应用作一综述。     

五肽胃泌素调节瘤胃微生物代谢的体外研究

研究了五肽胃泌素对体外培养瘤胃微生物挥发性脂肪酸代谢和蛋白质合成 ,以及CCK2 /gastrin特异性受体阻断剂丙谷胺对其作用的影响。实验分两系列 :Ⅰ 经瘤胃瘘管从采食粗料的绵羊、山羊收集瘤胃液 ,分别加入 0、 1× 1 0 -1 2 、1× 1 0 -1 0 和 5× 1 0 -1 0 mol·L-1 的五肽胃泌素 ,厌氧培养 8h ,测定挥发性脂肪酸和微生物蛋白质 ;Ⅱ 经瘤胃瘘管收集采食粗料添加部分精料的水牛瘤胃液 ,分别加入含有丙谷胺 (1 0 -1 0 mol·L-1 )、五肽胃泌素 (1 0 -1 0 mol·L-1 )、丙谷胺 (1 0 -1 0mol·L-1 ) +五肽胃泌素 (1 0 -1 0 mol·L-1 )的培养基中 ,厌氧培养 6h ,样品测定同系列I。结果显示 ,经五肽胃泌素(1 0 -1 0 mol·L-1 )处理 ,瘤胃微生物总挥发性脂肪酸浓度提高 5 %～ 2 0 % (P <0 0 5 ) ,微生物蛋白增加 7%～ 1 5 % (P <0 0 5 ) ,水牛乙酸 /丙酸 (C2 /C3 )值 (3 4vs 2 9)呈升高的趋势。五肽胃泌素对瘤胃微生物代谢的促进作用可被丙谷胺阻断。上述结果表明 ,胃泌素有促进瘤胃微生物挥发性脂肪酸代谢 ,提高微生物蛋白合成的作用 ;该作用可能经微生物细胞表面胃泌素受体介导     

壳寡糖/ZnO/凹凸棒石复合剂对湖羊瘤胃微生物区系和瘤胃液代谢组学的影响

[目的]本试验旨在研究壳寡糖/ZnO/凹凸棒石复合剂对湖羊瘤胃微生物菌群组成和代谢产物的影响.[方法]选取48只60～70日龄的健康湖羊[(15±5)kg],随机分为2组,每组24只,6重复,每重复4只羊.其中对照组饲喂全混合配方颗粒料,试验组于对照日粮中添加壳寡糖/ZnO/凹凸棒石复合剂(500 mg·kg-1),预...     

环境微生物的宏基因组学研究进展

在当前的实验室条件下自然界中约有99%的微生物不可培养,这使微生物资源的开发利用受到了限制。宏基因组技术通过不培养微生物而直接对环境中总DNA进行克隆筛选来突破这个瓶颈。宏基因组技术现在已经用于各种微生态环境的研究中,大大加深了我们对环境中的微生物多样性以及微生物功能的认识。     

瘤胃微生物蛋白质合成测定方法的研究

采用不完全拉丁方设计给5头装有瘤胃和真胃瘘管的绵羊饲喂7种不同日粮,其日粮中加入三氧化二铬(Cr_2O_3)和聚乙二醇(PEG)作真胃食糜标记物,当用核糖核酸(RNA)作瘤胃微生物蛋白质合成标记物时,测定每千克瘤胃表观可发酵有机物(FOM)和瘤胃表观可发酵碳水化合物(FCHO)合成瘤胃微生物蛋白氮(M-N)的效率分别是26.96gM-N/kgFOM 和27.36gM-N/kgFCHO;用2,6-二氨基庚二酸(DAPA)作标记物时,测定值相应微生物蛋白氮的效率为26.90和26.97。用 RNA 作标记物测定瘤胃微生物蛋白质合成时,日粮降解蛋白质氮转化为微生物氮的利用效率为0.81。     

瘤胃微生物蛋白质合成及效率调控的研究进展

综述了瘤胃微生物生长所需要的底物,影响瘤胃微生物蛋白质合成及其效率的因素,提出了提高瘤胃微生物合成量的具体可行的调控措施和测定方法。     

特定氨基酸缺省底物对体外培养混合瘤胃微生物及其发酵的影响

 【目的】研究特定氨基酸在人工瘤胃体外培养条件下如何影响瘤胃微生物群系特征及其发酵。【方法】研究中以3只瘘管山羊作为瘤胃液供体,采用底物去除技术,底物设计分别为：全量必需氨基酸组（TEAA）,组氨酸、赖氨酸、蛋氨酸和支链氨基酸（BCAA）的缺省组。【结果】底物对培养液pH均值没有显著性影响,但各组pH值随时间的变化模式有所不同;培养液氨氮浓度较高,在10.99～30.51 mg/100 ml范围变动,各组氨氮浓度随时间的变化模式也有明显的不同;特定氨基酸缺省对微生物蛋白产量限制程度不同,以BCAA缺省对微生物蛋白产量的限制最大,相对于全量组混合微生物蛋白下降了44.52%。研究还发现底物对微生物区系也有一定的影响,原虫与细菌比值以赖氨酸缺省组最低（89.12%）,BCAA缺省组最高（127.60%）（P＜0.01）。另外,微生物的PCR-SSCP图谱显示微生物区系内的种属也因底物变化而发生了改变。【结论】底物氨基酸对瘤胃混合微生物群系及其发酵有一定的影响作用,支链氨基酸是瘤胃混合微生物生长所必需的氨基酸。     

瘤胃微生物基因组文库中BAC末端序列分析

基于前期从瘤胃微生物基因组文库中筛选的功能酶克隆菌,利用T7和pIBRP引物,测定功能酶克隆菌的BAC末端序列,并利用NCBI Blast系统对BAC末端序列进行分析.结果表明:共得到26条BAC末端序列,经Blast比对分析,与已知编码基因的匹配度低,而大部分BAC末端序列与阪崎肠杆菌和环境中的微生物匹配度高,说明瘤胃中的微生物与其它环境中的微生物具有一定的相似性,进一步丰富了对瘤胃微生物的认识.     

瘤胃微生物体外降解不同来源肽的规律研究

通过体外试验分别研究36、72、144、216、324和450 mg·L-6个水平的大豆肽、玉米肽和瘤胃液肽在瘤胃微生物培养液中的降解规律.结果表明,随着培养时间的延长,3种肽的降解量均显著增加(P＜0.01或P＜0.05),而降解速率却显著降低(P＜0.01);当培养液中肽含量增加时,3种肽的降解量显著增加(P＜0.01或P＜0.05),降解速率显著提高(P＜0.01或P＜0.05),而降解率却显著下降(P＜0.05).对于不同肽源来说,培养初期瘤胃液肽的降解量以及降解速率显著高于玉米肽,培养后期几种来源肽的降解量以及降解速率差异不显著.因此,肽的来源和结构不同,其降解规律也有差异.     

山羊瘤胃微生物宏基因组文库中一个新型纤维素酶 基因的克隆与表达

通过功能筛选方法,从安徽白山羊瘤胃微生物宏基因组文库中筛选得到了6个纤维素酶的阳性克隆。对其中的1个阳性克隆进一步进行亚克隆和序列分析,获得一个新型纤维素酶基因开放阅读框,通过BLAST对基因全序列进行分析比较,发现其与来自Bacteroides cellulosilyticus DSM 14838的hypothetical protein具有51%的序列相似性和65%的同源性。并以p ET28a(+)为载体、Escherichia coli BL21(DE3)为宿主菌,对新型酶基因进行高效重组表达,并对该酶表达条件进行优化。     

变性梯度凝胶电泳在瘤胃微生物多态性研究中的应用

介绍了变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术的基本原理及优缺点,并综述了国内外利用DGGE技术在反刍动物瘤胃微生物群落多态性和动态性分析方面应用及其发展前景。     

体内驱除厌氧真菌对绵羊瘤胃微生物种群及发酵参数的影响

选用6只体况良好、体重35 kg左右,年龄1.5岁左右的蒙古绵羊,研究体内驱除厌氧真菌对瘤胃微生物和发酵参数的影响.结果表明,驱除真菌导致绵羊瘤胃细菌总数和纤维分解细菌数量显著升高(P<0.05),毛口目原虫数量和原虫总数也明显增加(P<0.05),而内毛目原虫的数量没有变化.瘤胃内羧甲基纤维素酶的活力随厌氧真菌的消失而显著降低(P<0.05),但滤纸酶、木聚糖酶和果胶酶的活力并不受影响.驱除厌氧真菌后,瘤胃pH值和NH3-N浓度没有显著的变化(P>0.05);乙酸、丁酸和TVFA的浓度均出现下降,其中,乙酸浓度降低极为显著(P<0.01),其余两者表现为显著降低(P<0.05);丙酸浓度并没有受到驱除真菌的影响(P>0.05).对乙酸与丙酸摩尔比例的比较显示,驱除厌氧真菌显著降低了乙酸/丙酸的值(P<0.05),说明驱除厌氧真菌改变了瘤胃内的发酵模式,使之更趋向于乙酸减少的方向进行.     

宏转录组学在微生物生态学研究中的应用

宏转录组学是一门在整体水平上研究某一特定环境、特定时期群体生物全基因组转录情况以及转录调控规律的学科。概述了新兴的宏转录组学在微生物生态学研究中的进展,并总结了其与微生物宏基因组学研究方法相比的优缺点。宏转录组学是一种新颖有效的方法,在微生物生态学,甚至在复杂微生物群落的生态学研究中都具有广阔的应用前景。     

玉米秸秆应用瘤胃微生物体外降解试验研究

利用瘤胃微生物体外厌氧降解转化秸秆,结果发现:玉米秸秆经瘤胃微生物降解后挥发性固体的转化效率达61.5%~70.3%,总挥发性脂肪酸浓度随底物浓度的增加而增加,随温度的增加则有轻微的下降,每克降解的挥发性固体产挥发性脂肪酸0.38~0.51 g。     

宏基因组技术在筛选未培养微生物中新型酶的研究进展

介绍了宏基因组文库的构建及酶基因的筛选方法,对瘤胃、土壤及其他环境中微生物宏基因组文库的构建和酶基因的筛选研究进行了综述,同时就宏基因组技术在未培养微生物研究中的应用进行了展望。     

奶牛瘤胃微生物BAC文库中脲酶克隆的筛选与分析

利用脲酶选择性培养基,从奶牛瘤胃微生物BAC文库的15 360个克隆中筛选得到了12个脲酶克隆.利用酚-次氯酸法对脲酶克隆子的酶学性质分析,表明均具有不同的尿素分解能力,酶的活力范围是30～2 466 U/mg.脲酶阳性克隆插入片段大约是60 kb,限制性内切酶Hind Ⅲ酶切图谱表明,各个克隆具有不同DNA片段,其中脲酶Urease 1、Urease 3、Urease 4和Urease 9的最适pH8.0,最适温度为60℃.本研究从奶牛瘤胃微生物BAC文库中筛选到了具有脲酶酶活特性的克隆.     

分子生物学方法在瘤胃微生物研究中的应用

文章综述了以16S rRNA序列分析技术为主的分子生物学技术在反刍动物瘤胃微生态研究中的应用现状,主要包括:序列分析技术、DGGE指纹技术、寡核苷酸探针杂交分析法以及定量PCR等分子生物学方法和技术。今后的发展趋势是加强这些方法间及其与传统方法的有机结合,并发展新的方法,促进瘤胃微生态研究的深入开展。     

体外培养技术及不同因素对瘤胃上皮细胞的影响

文章主要对瘤胃上皮细胞体外培养技术及其在反刍动物瘤胃上皮细胞应用领域的研究进展进行论述。     

中国土壤微生物组:进展与展望

文章分析了国际土壤微生物组的研究现状和发展趋势,阐述了土壤微生物组研究的前沿科学问题,综述了中国土壤微生物组的主要科研进展,提出了中国土壤微生物组研究的机遇和挑战,探讨了土壤-微生物系统功能及其调控所需的主要技术手段与能力建设,期望通过"土壤-微生物系统功能及其调控"中科院战略性先导科技专项研究,为深度发掘土壤微生物组资源,定向调控土壤微生物组功能,解决我国经济社会发展面临的生态环境、农业生产及资源瓶颈等问题起到应有的贡献。     

地顶孢霉培养物对奶牛瘤胃发酵、微生物区系及血液生化指标影响

选择四头体重600 kg装有永久性瘤胃瘘管荷斯坦奶牛,试验分为4组,分别为基础日粮组及基础日粮+10、20和30 g地顶孢霉培养物组(干物质基础)。采用4×4拉丁方试验设计,共4期,每期15 d。日粮中添加地顶孢霉培养物可降低瘤胃液p H,提高瘤胃中NH_3-N、TVFA、乙酸和丙酸浓度并调节瘤胃部分微生物相对菌群数量,同时增加血液中血糖和球蛋白浓度,降低β-羟丁酸、非酯化脂肪酸和谷丙转氨酶浓度。地顶孢霉培养物可改善瘤胃发酵环境,维持瘤胃代谢稳定,对奶牛机体无不良影响。结果表明,30 g·头~(-1)·d~(-1)为最适添加量。