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。     

瘤胃元基因组BAC文库研究

目前，传统的分离培养技术在瘤胃微生物的研究中仍存在一些无法逾越的障碍。元基因组文库（metagenomiclibraries）及相关技术的发展，为探讨环境中未培养微生物以及复杂的微生物间关系创立了一个新的平台。将该技术应用于瘤胃微生物研究有着广阔的前景。本文综述了元基因组文库技术在瘤胃微生物研究中的应用潜力，同时介绍了初步应用BAC文库研究瘤胃微生物工作的一些进展。     

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.     

植物精油对尿素氮在瘤胃内容物中分布的影响

【目的】揭示尿素氮在奶牛瘤胃内容物中的分布特点,阐明精油对尿素氮分布和瘤胃发酵的影响。【方法】在含瘤胃液和15N尿素的发酵瓶中,加入终浓度为300 mg•L-1大蒜精油、茶树精油和尤加利精油,发酵后检测微生物中15N的丰度和瘤胃发酵指标,并利用DGGE刻画细菌群落变化。【结果】随着发酵时间的增加,瘤胃液中的尿素氮逐渐降低,而瘤胃固相和液相微生物中的尿素氮逐渐升高,发酵24 h 三者中的尿素氮基本持平。发酵24 h时,与空白对照组相比,大蒜精油处理组瘤胃固相和液相微生物尿素氮丰度分别降低了22.60%和18.75%,发酵液pH和氨氮浓度分别降低了3.02%和17.80%,异丁酸和乙酸/丙酸值有所升高。茶树精油和尤加利精油则显著降低了发酵液pH（P＜0.05）,提高了异丁酸和乙酸/丙酸值。DGGE图谱显示,发酵24 h时,3种植物精油可改变瘤胃细菌的群落结构。【结论】瘤胃尿素氮逐渐由瘤胃液向微生物中富集,大蒜精油可减缓尿素氮富集速度,改变细菌群落的组成,抑制氨氮生成。     

瘤胃纤维素酶来源的微生物及其作用机制

纤维素酶是一种高效的生物催化剂,在纤维素类物质的利用方面发挥着重要作用.瘤胃来源的纤维素酶是一类能够分解瘤胃中纤维素类物质的酶或酶系,能将纤维素类物质分解成葡萄糖供给动物生长所需.对纤维素进行了概述,分析了瘤胃纤维素酶来源的细菌、真菌和其他微生物种类和分泌的纤维素酶以及瘤胃各类微生物对纤维素的降解过程,并对纤维素酶的种类和降解机理进行了阐述,为进一步研究瘤胃纤维素酶提供参考.     

不同碳水化合物结构日粮对山羊瘤胃发酵和 微生物氨基酸组成的影响

 【目的】研究日粮中不同碳水化合物结构对山羊瘤胃发酵和微生物氨基酸组成的影响,为回答“瘤胃微生物的氨基酸组成是否恒定？”这一国际学术界仍有争论的问题提供理论依据。【方法】选用4头装有永久性瘤胃瘘管的徐淮山羊,采用4×4拉丁方试验设计,以玉米、豆粕、稻草为基础日粮,研究不同非结构性碳水化合物与结构性碳水化合物之比(NSC/SC)处理(A：0.33、B：0.63、C：1.17及D：2.18)对pH、NH3-N、VFA浓度及瘤胃微生物氨基酸组成的影响。【结果】随着日粮中NSC/SC的升高,瘤胃pH显著降低(P＜0.05),NH3-N浓度显著升高(P＜0.05),乙酸的摩尔百分比和乙酸/丙酸的比值随日粮中NSC/SC的升高而显著降低(P＜0.05)。不同NSC/SC的日粮下的细菌氨基酸含量中,天冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、精氨酸、脯氨酸含量都存在显著差异或极显著差异(P＜0.05),原虫氨基酸中天冬氨酸、丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、脯氨酸产生了显著变化(P＜0.05)。【结论】瘤胃微生物氨基酸组成会受到日粮中NSC/SC比例的影响。     

植物入侵对土壤微生物的影响

入侵植物通过影响入侵地土壤微生物生物量、微生物群落多样性及功能菌群等造成环境威胁,危害生态、经济和社会安全。植物入侵已成为全球性问题,也是当前的研究热点之一。综述了国内外植物入侵影响土壤微生物的研究进展,总结了毛竹Phyllostachys edulis入侵天然阔叶林影响土壤微生物特征的生物学机制。研究发现:入侵植物会提高入侵地土壤微生物生物量,增加土壤微生物多样性,为入侵创造有利土壤环境;入侵植物通过改变土壤微生物功能类群进而改变养分循环和其他环境条件,最终实现入侵。加强植物入侵对土壤微生物影响及其驱动的养分循环研究,阐明"植物-土壤"反馈机制,有助于预防和控制植物入侵。     

反刍动物瘤胃氮代谢研究进展

瘤胃内氮代谢过程主要包括蛋白质降解和微生物蛋白质合成。蛋白质在瘤胃内的降解由瘤胃微生物来完成,蛋白质的物理和化学特性、瘤胃及其内容物的特性均影响蛋白质降解。碳水化合物和蛋白质是限制瘤胃微生物生长的主要因素。瘤胃微生物蛋白质合成效率能准确地表示微生物对可利用能量的利用率,而瘤胃氮利用率能准确地表示微生物捕获可利用氮的效率,两者互补,可全面显示微生物对养分的利用效率。细菌细胞对氮的分配随发酵速度而变化,故以微生物氨基酸氮的质量作为瘤胃微生物蛋白质合成效率或氮利用率的衡量标准可能较微生物氮更准确。     

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.     

徐淮白山羊瘤胃细菌和原虫的类群结构研究

 【目的】研究以稻草为主的日粮条件下徐淮白山羊瘤胃细菌和原虫的类群结构。【方法】以4只安装瘤胃瘘管的徐淮山羊为试验动物,PCR扩增瘤胃细菌16S rDNA序列,利用分子克隆与测序分析、细胞计数等技术,解析瘤胃细菌和原虫群体的类群组成。【结果】获得的细菌克隆基本归为两簇：与瘤胃球菌R.bromii YE282相似性为95%的XHGR1、与瘤胃R-7菌相似性为98%的XHGR3,XHGR2位于另立的R. flavefaciens簇。瘤胃球菌属细菌占细菌克隆总数的比例较高（33.33%）,原虫生物量略低于细菌,占瘤胃生物总量的44.83%。群体主要有内毛属、双毛亚科、前毛属、头毛属和等毛科等原虫,其中内毛属原虫比例最高为74.25%。【结论】以稻草为主的日粮条件下,徐淮白山羊瘤胃中细菌和原虫生物量相近,瘤胃球菌属细菌和内毛属原虫分别是瘤胃细菌和原虫区系的优势类群。     

纤维素乙醇生物转化工艺的研究进展

以纤维素为原料生产乙醇主要包括预处理、水解和发酵三步重要的生物转化过程。由于纤维素原料本身的结晶度和难于降解性,木质纤维素原料生产乙醇,在水解之前要对原料进行物理法、化学法、物理-化学法和生物法等预处理才能获得较高的转化率;发酵工艺有直接发酵法、间接发酵法、混合菌种发酵法、同步糖化发酵法、非等温同步糖化发酵法和复合水解发酵工艺等。综述了纤维素转化为燃料乙醇的原料预处理方法、糖化发酵工艺以及不同预处理方法、发酵工艺优缺点及适合的原料范围,并提出了纤维素乙醇产业化亟待解决的关键技术,展望了纤维素燃料乙醇的产业化前景。     

植物水平基因转移研究进展

水平基因转移,一般分为细胞内部或者跨越物种边界的遗传物质交流。跨界直接介导方式,包括共生、内共生、寄生、嫁接等。细胞内的基因转移,主要包括细胞核与细胞器基因组间的相互渗透;跨越物种边界的遗传物质交流,主要涉及寄生与寄主植物的基因横向转移,寄主与寄生植物mRNA也会发生大规模的水平转移。基于基因组学研究进展,本研究综述了植物水平基因转移的迁移序列类型、迁移方向及迁移机制:首先,植物细胞的线粒体基因组能够整合细胞核转座元件以及叶绿体起源的tRNA基因,线粒体和叶绿体基因组的功能基因及间区序列能够迁移到核基因组;其次,植物种间,通过寄生、嫁接等方式转移大量的DNA(如线粒体基因、叶绿体基因和转座元件)和RNA(如mRNA)序列;迁移机制涉及到DNA介导和RNA介导方式,迁移方向包括单向和双向转移。迁移序列的基因功能活性研究是重要的后续研究方向。     

高等植物线粒体基因组测序和序列分析

线粒体是真核细胞内的重要细胞器,是一种遗传上半自主性的细胞器,编码与自身功能相关的部分基因,参与生命活动一些过程。植物的线粒体基因组较动物的更为复杂,且与植物细胞质雄性不育和物种进化密切相关。本文概述了植物线粒体基因组测序工作,并在此基础上,综述了植物线粒体基因组的大小、组成形式、基因组序列的结构特征、基因组成,分析表达特点、RNA编辑、序列重组,以及线粒体基因组进化、线粒体相关的雄性不育机理研究的研究进展。     

瘤胃微生物总DNA提取方法的比较

目前如何获得完整的瘤胃微生物总DNA是对瘤胃微生物在分子水平研究中关键的一步。瘤胃微生物总DNA分子片段很大,大概在15kb￣20kb,因此需要选择一种合适的提取方法来获得完整的总DNA片段。笔者研究采用物理方法如玻璃珠研磨震荡法、反复冻融法、超声波破碎法、液氮研磨法等,化学方法如表面活性剂十二烷基磺酸钠(sodiumdodecylsulfate,SDS)、溴化十六烷三甲基铵(CetyltrimethylAmmoniumBromide,CTAB等),酶解法(溶菌酶、蛋白酶K等)相结合,并对其进行比较,选择最佳的提取方法,使其符合以后PCR扩增要求以及其它后续研究工作。试验结果表明用玻璃珠研磨震荡加CTAB提取液的方法、反复冻融加SDS提取液的方法提取的瘤胃微生物总DNA的效果高于其它方法,并且通过电泳以及PCR检测,所提取的DNA的量适于进一步的分子生物学研究。     

土壤微生物与土壤抑病性形成关系研究进展

土壤微生物与土壤健康及土壤抑病性紧密相关,土壤抑病性是土壤健康的重要特征.从土壤微生物数量、生物量、多样性及活性四个方面对土壤微生物与土壤抑病性形成关系进行了概述.土壤微生物数量对土壤抑病性的影响与土壤的性质及病原菌的种类有关,土壤微生物的生物量与土壤抑病性呈正相关关系,土壤微生物的种群多样性有助于提高土壤抑病性,土壤微生物的活性越强,土壤抑病性越强.新疆是全国最大的产棉基地,棉田长期连作,对新疆连作棉田抑病性形成机理进行研究具有重要意义.     

植物反转录转座子的研究进展

反转录转座子几乎是所有植物基因组的主要成分,不仅对基因组的大小、结构、功能和进化,而且对两翼基因的表达水平都有重要影响。该文从反转录转座子的类型和特征、分离鉴定、活性及其对基因组的影响、应用现状等多个方面概述了植物反转录转座子的研究进展,以期为进一步揭示反转录转座子在植物基因组中的功能奠定基础。     

套作玉米对华中五味子幼苗生长及根际土壤微生物群落的影响

玉米套作如何影响华中五味子(Schisandra sphenanthera Rehd.et Wils) 幼苗生长及根际微生物群落结构尚不清楚。本研究通过大田试验将华中五味子与玉米套作,探究套作对华中五味子植株生物量的影响,并使用高通量测序技术对华中五味子根际土壤的细菌、真菌群落结构进行测定。结果表明,套作增加华中五味子生物量（茎长、地径、地上部分干质量、地下部分干质量）。此外,和单作相比,与玉米套作显著改变了华中五味子土壤微生物群落结构,且提高了部分与华中五味子生物量呈正相关根际促生菌如Pseudomonas（假单胞菌）、Gaiella、Kotlabaea等的丰度。且这些与华中五味子呈正相关的细菌、真菌受氮、磷、铝等及部分微量元素调控。本研究将为华中五味子幼苗管理提供候选方案及相关理论依据。     

青贮牧草或青贮玉米饲喂羯羊时的随意采食量和瘤胃内纤维消化(英文)

用青贮牧草和青贮玉米饲喂羯羊,测定了青贮饲料随意采食量、瘤胃内纤维消化动态、对瘤胃微生物氮源和能源供应等因素的影响.瘤胃内纤维质消化、粗蛋白质和有机物降解采用尼龙小包技术测定.所用的两种青贮饲料在营养成分和发酵品质上虽有很大差异,但是绵羊的随意采食量基本相同.从瘤胃内纤维物质消化动态角度看,青贮牧草的潜在消化率高于青贮玉米,而青贮玉米潜在可消化纤维的消化速度快于青贮牧草,但两种牧草在绝对消化速度(潜在消化率与其消化速度之积)上没有差异,而且两者的瘤胃通过速度也基本相同.无论是哪种青贮饲料,其粗蛋白和有机物在瘤胃内降解率都很高,但两者间差异很小.两种青贮饲料的瘤胃降解氮、对瘤胃微生物氮源和能源供应等数值尽管较高,但是瘤胃氨态氮浓度也很高.这些结果表明,在青贮饲料随意采食量的调控上,瘤胃容积等物理因素也许起着重要的作用.     

产乙醇重组大肠杆菌的研究进展

利用微生物从低廉的纤维素、半纤维素及其水解产物生产生物燃料乙醇受到高度重视。代谢工程技术构建和改造高产乙醇重组菌成为研究的重点。着重概述了产乙醇重组大肠杆菌的研究进展。以大肠杆菌作为模式菌株进行乙醇代谢工程改造的研究和探索,将为新型的产乙醇重组微生物提供技术依据和借鉴。     

Metabolic diversification--independent assembly of operon-like gene clusters in different plants

Operons are clusters of unrelated genes with related functions that are a feature of prokaryotic genomes. Here, we report on an operon-like gene cluster in the plant Arabidopsis thaliana that is required for triterpene synthesis (the thalianol pathway). The clustered genes are coexpressed, as in bacterial operons. However, despite the resemblance to a bacterial operon, this gene cluster has been assembled from plant genes by gene duplication, neofunctionalization, and genome reorganization, rather than by horizontal gene transfer from bacteria. Furthermore, recent assembly of operon-like gene clusters for triterpene synthesis has occurred independently in divergent plant lineages (Arabidopsis and oat). Thus, selection pressure may act during the formation of certain plant metabolic pathways to drive gene clustering.