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外源CdS纳米粒子对大肠杆菌生长的影响

生物工程学报 2022年第12期38卷 4681-4691页

作者：王杰杨悦崔岱宗赵敏东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040

半导体纳米材料在光激发下产生光电子和空穴,会影响微生物生长,其中空穴的氧化性将对菌体造成损伤,而光电子的作用可能会促进微生物代谢。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)作为研究对象,通过OD_(600)和菌落形成单位(colony forming u... 详细信息

半导体纳米材料在光激发下产生光电子和空穴,会影响微生物生长,其中空穴的氧化性将对菌体造成损伤,而光电子的作用可能会促进微生物代谢。本研究以大肠杆菌(Escherichia coli)作为研究对象,通过OD_(600)和菌落形成单位(colony forming unit,CFU)的测定,评价添加外源硫化镉(cadmium sulfide,CdS)纳米粒子后大肠杆菌的生长变化;结合对胞内氧化酶活力、丙酮酸和丙二醛浓度的测定,及相关基因的实时荧光定量PCR分析,说明CdS对大肠杆菌代谢的影响。结果表明,在光照条件下,CdS的加入使大肠杆菌OD_(600)提升了32.4%,丙酮酸积累量提高了34.6%;分裂蛋白基因ftsZ上调,并维持在50%以上,三羧酸循环关键酶基因icdA和gltA相对表达量上调86%和103%。这表明微生物可利用半导体光电子,促进自身生长代谢。研究结果有助于加深对纳米粒子与微生物相互作用的认识。

关键词：大肠杆菌光催化硫化镉微生物生长代谢矿物光电子

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栓菌及其近缘属的分子系统学研究

栓菌及其近缘属的分子系统学研究

作者：崔岱宗东北林业大学

学位级别：硕士

栓菌(Trametes)及其近缘属菌物是多孔菌中的重要类群,广泛分布于各种自然环境中。栓菌的一些种在制药与环境治理等方面有重要应用价值。目前对栓菌的分类主要建立在菌丝类型、孢子形态、腐朽类型等形态学基础上,然而有些栓菌及其近缘种... 详细信息

栓菌(Trametes)及其近缘属菌物是多孔菌中的重要类群,广泛分布于各种自然环境中。栓菌的一些种在制药与环境治理等方面有重要应用价值。目前对栓菌的分类主要建立在菌丝类型、孢子形态、腐朽类型等形态学基础上,然而有些栓菌及其近缘种拥有较为相似的形态学及显微学结构,因此仅以形态特征作为分类依据有时并不可靠,容易造成分类上的混淆。随着分子系统学的发展,核苷酸序列在系统演化和分类研究中提供了最直接的证据,已广泛用于真菌分子系统学的研究。本研究通过克隆、测序ITS序列和mt SSU rDNA基本全长序列,并结合GenBank数据库中相关的基因序列对栓菌及其近缘属菌物的系统发育关系进行了分析并且分别构建了系统树和生成了相关区域的二级结构,主要结果如下:(1)根据ITS序列和mt SSU rDNA序列所形成的系统树具有良好的一致性,即绝大部分栓菌在系统树上可以聚为一枝,红孔菌属与栓菌属菌物拥有密切的亲缘关系,在系统树中不能与栓菌属菌物完全分开,对两个属菌株二级结构的预测也表现出了高度的相似性。(2)本研究证明雅致栓菌(Trametes elegans)是属于栓菌属的菌株,其与栓菌属聚为一枝且与红孔菌属的关系较近。(3)革孔菌属菌物与栓菌属菌物在以ITS序列和mt SSU rDNA序列所形成的系统树上均能完全分开,其中在以前系统分类学中存在争议的菌物硬毛栓菌(Coriolopsis trogii)可以与革孔菌属菌物聚为一枝且其相关区域的二级结构与革孔菌属菌物相似而与栓菌属菌物有较大不同,因此本研究认为硬毛栓菌不属于栓菌属而属于革孔菌属。(4)一色齿毛菌(Cerrena unicolor)与栓菌属亲缘关系较远,其在系统树中的位置能够与栓菌属菌物完全分开。相关区域二级结构的预测也显示其与栓菌属相差甚远,因此本研究认为Cerrena unicolor不适合作为栓菌群菌物的代表种。(5)对ITS-1及ITS-2区二级结构的预测展现出了与系统树分析结果良好的一致性,ITS区序列碱基构成的变化可能并不对二级结构的变化产生重大影响,利用这一特点可以将一些序列变化较快从而造成序列对位排列困难的菌株进行二级结构预测来解决它们的系统发育问题,对能够正确进行序列对位排列的菌株来说,ITS二级结构的预测也对解决菌物的系统发育问题起到了良好的辅助作用。(6)本研究证明mt SSU rDNA的基本全长序列可以很好的解决栓菌及其近缘属菌物的系统发育问题,该序列较长且具有保守区与可变区,拥有丰富的生物信息学位点,可以很好的解决菌物属间和属内的系统发育问题。可变区的二级结构也具有重要分类学意义,最重要的是由于mt SSU rDNA V4及V6区具有种内的高度保守性和种间的高变异性,从而使得在研究多孔菌系统发育关系时只需研究相关种的一株菌株即可对该菌进行系统发育定位,这将大大节省研究的工作量。

关键词：栓菌 ITS序列 mt SSU rDNA序列二级结构系统发育分析

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硫化镉纳米粒子对原核生物的毒理作用

微生物学报 2021年第11期61卷 3391-3400页

作者：王赫崔岱宗杨典赵敏东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150040

硫化镉纳米粒子(cadmium sulfide nanoparticles,CdS NPs)是一种重要的半导体,具有突出的光电特性、可调带隙和化学稳定性,在分析化学、生物医学、荧光成像和生物传感器等方面具有潜在应用价值。生物合成CdS NPs具有可控、低成本、环境... 详细信息

硫化镉纳米粒子(cadmium sulfide nanoparticles,CdS NPs)是一种重要的半导体,具有突出的光电特性、可调带隙和化学稳定性,在分析化学、生物医学、荧光成像和生物传感器等方面具有潜在应用价值。生物合成CdS NPs具有可控、低成本、环境友好等优势而被广泛研究。然而CdS NPs本身兼具纳米材料毒性及重金属硫化物毒性,其对原核微生物的毒性研究受到广泛关注。本文以大肠杆菌为例,对CdS NPs在原核生物细胞内的毒性机理研究进展进行了综述,包括CdS NPs的生物合成机制、CdS NPs对大肠杆菌的毒害作用以及大肠杆菌对该毒害作用的防御机制,着重论述了细菌在合成CdS NPs过程中Cd^(2+)及CdS对合成细菌本身的毒理作用及该细菌所产生的相应应激机制。本文旨在更好、更全面地评估CdS NPs的毒性,促进抗CdS NPs的原核生物在相关领域的发展和应用。

关键词：硫化镉纳米粒子生物合成毒性防御机制

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大小兴安岭可培养细菌的资源多样性

生物多样性 2019年第8期27卷 903-910页

作者：刘君王宁崔岱宗卢磊赵敏内蒙古大兴安岭林业科学技术研究所内蒙古牙克石022150 东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

细菌作为微生物中的重要组成部分,在有机质的形成与分解、维持生态系统平衡、促进动植物发育等多方面都有着重要作用。2014–2017年,我们采用常见培养基分离纯培养法及16S rRNA基因序列分析方法对大小兴安岭地区土壤可培养细菌的群落结... 详细信息

细菌作为微生物中的重要组成部分,在有机质的形成与分解、维持生态系统平衡、促进动植物发育等多方面都有着重要作用。2014–2017年,我们采用常见培养基分离纯培养法及16S rRNA基因序列分析方法对大小兴安岭地区土壤可培养细菌的群落结构和多样性进行了调查研究。结果表明:从大小兴安岭地区的17个自然保护区内不同生境的土壤中分离获得3,180个菌株,隶属于24属120种。其中,芽孢杆菌属(Bacillus)的种数和株数最多,分别为38种和2,419株,是大小兴安岭地区可培养细菌的绝对优势类群(占总株数的76.1%);其次是短杆菌属(Brevibacterium)(13.0%)。大兴安岭地区的物种数、Simpson多样性指数和Shannon-Wiener指数高于小兴安岭地区。优势类群芽孢杆菌属的枯草芽孢杆菌(***)、苏云金芽孢杆菌(***)、巨大芽孢杆菌(***)等有重要的生产及科学研究价值。

关键词：大兴安岭小兴安岭细菌多样性纯培养 16S rRNA 芽孢杆菌属

小兴安岭大亮子河国家森林公园不同生境下土壤细菌多样性和群落结构

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生物多样性 2019年第8期27卷 911-918页

作者：刘君王宁崔岱宗卢磊赵敏内蒙古大兴安岭林业科学技术研究所内蒙古牙克石022150 东北林业大学生命科学学院哈尔滨150040

土壤细菌是森林生态系统的一个重要组成成分,是生态系统中物质循环和能量流动的重要参与者,细菌群落组成和生物多样性是反映土壤生态功能的重要指标。本文利用高通量测序技术分析了大亮子河国家森林公园内红松(Pinus koraiensis)林、落... 详细信息

土壤细菌是森林生态系统的一个重要组成成分,是生态系统中物质循环和能量流动的重要参与者,细菌群落组成和生物多样性是反映土壤生态功能的重要指标。本文利用高通量测序技术分析了大亮子河国家森林公园内红松(Pinus koraiensis)林、落叶松(Larix gmelinii)林、蒙古栎(Quercus mongolica)林、枫桦(Betula costata)林、针阔混交林、灌木林和草甸等7种不同生境土壤细菌群落组成和多样性的差异性,探讨该地区土壤细菌群落对不同生境的响应,为地区森林生态系统的经营管理及生态系统稳定性的维护提供科学理论基础。在门的水平上,各生境的细菌群落组成基本一致,其中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)在7种生境土壤中相对丰度均大于10.0%,是细菌中的优势菌门。在属的水平上,共测得245个菌属,各样地共有属118个,占总属数的48.2%,占总相对丰度的97.8%;优势菌属分别为Spartobacteria_genera_incertae_sedis、Gaiella、Gp16、Gp4,占总相对丰度的47.0%, Spartobacteria_genera_incertae_sedis在7种生境土壤中丰度均最高。7种生境下的土壤细菌多样性和土壤理化因子存在着显著的差异,红松林的土壤细菌群落多样性和丰富度均高于其他生境。土壤pH是大亮子河森林公园影响土壤细菌多样性的关键因子。

关键词：小兴安岭高通量测序不同生境细菌多样性土壤pH

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半导体-酶光催化体系的研究进展

生物化学与生物物理进展 2023年第1期50卷 47-56页

作者：李冠霖李梅钰李雪辰崔岱宗东北林业大学生命科学学院哈尔滨150006

半导体材料与氧化还原类酶的杂化体系已成为近年来研究的热点,为工业生产、环境治理等领域提供了全新的思路与方向。本文从半导体的选择、杂化系统中酶的应用、牺牲剂的种类3个方面系统地介绍了组成杂化系统的各种组分,总结分析各个组... 详细信息

半导体材料与氧化还原类酶的杂化体系已成为近年来研究的热点,为工业生产、环境治理等领域提供了全新的思路与方向。本文从半导体的选择、杂化系统中酶的应用、牺牲剂的种类3个方面系统地介绍了组成杂化系统的各种组分,总结分析各个组分的特点和在系统中的作用。并以“半导体-固氮酶”、“半导体-氢化酶”、“半导体-CO_(2)还原酶CO脱氢酶”3种杂化系统为例,介绍了不同杂化系统组成和反应特点。简要地描述了杂化系统的工作过程与“牺牲剂-半导体-酶”直接途径、“牺牲剂-半导体-介体-酶”间接途径两种不同的电子传递途径,指出了现有研究在半导体材料毒性、电子利用效率等方面的局限,并提出该系统在仿生细胞器研究、优化反应链等方向上的前景与展望。

关键词：光催化半导体氧化还原酶生物催化

落叶松中花旗松素的提取、抑菌作用及其与白屈菜红碱联用协同抑菌作用机理

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食品工业科技 2024年第1期45卷 128-136页

作者：荆立成杨跃杨阔李玫萱赵敏崔岱宗东北林业大学生命科学学院黑龙江哈尔滨150036

本研究以落叶松为原料,采用超声辅助乙醇热浸提法提取花旗松素。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别作为典型供试菌,通过观察细菌形态结构,测定细菌生长量、细胞膜泄漏、抗氧化酶系活性等变化情况,分析花旗松素抑菌效果。最终获得纯度达90... 详细信息

本研究以落叶松为原料,采用超声辅助乙醇热浸提法提取花旗松素。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别作为典型供试菌,通过观察细菌形态结构,测定细菌生长量、细胞膜泄漏、抗氧化酶系活性等变化情况,分析花旗松素抑菌效果。最终获得纯度达90%、提取率0.35%的花旗松素,且花旗松素对两种菌株的最小抑菌浓度均为1.2 mg/mL,抑菌率分别为81.12%、83.95%。通过电镜扫描后发现菌体表面被破坏伴有内容物泄漏。在Escherichia coli中,培养至24 h的1/2 MIC、1 MIC和2 MIC实验组OD_(260)测试值是同期对照组的1.18、1.52、1.88倍,检测到胞外β-半乳糖苷酶的相对活性分别为79.15%和70.1%。Bliss独立模型计算生长速率为0.0142,表明花旗松素和白屈菜红碱药物联用后对金黄色葡萄球菌表现为协同抑制作用。药物联用条件下,低浓度对细菌细胞膜破坏明显增强,抑菌效果更加显著,培养上清液中β-半乳糖苷酶活达87.01%,较2 MIC单独作用***酶活性高16.91%,24 h CAT、SOD和POD酶活较单独使用1 MIC浓度花旗松素对***作用要更高,分别是其1.28、1.25、1.11倍。研究将为花旗松素作为食品保鲜、防腐剂等产品的开发应用奠定理论基础。

关键词：花旗松素抑菌活性药物联用抑菌机制

nZVI@SiO_(2)-NH_(2)对合成染料脱色效果及其对大肠杆菌生物毒性研究

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环境科学学报 2019年第2期39卷 336-342页

作者：张杰儒朱兴华王浩权崔岱宗东北林业大学生命科学学院哈尔滨150000

采用液相还原法并使用氨基修饰的二氧化硅合成包覆型的纳米零价铁(nZVI@SiO_2-NH_2),同时,采用XRD、FT-IR及TEM等多种方法对所制备的材料进行表征.TEM表征结果表明,nZVI@SiO_2-NH_2粒径分布在10～50 nm之间,壳层厚度为15 ***和FTIR分析... 详细信息

采用液相还原法并使用氨基修饰的二氧化硅合成包覆型的纳米零价铁(nZVI@SiO_2-NH_2),同时,采用XRD、FT-IR及TEM等多种方法对所制备的材料进行表征.TEM表征结果表明,nZVI@SiO_2-NH_2粒径分布在10～50 nm之间,壳层厚度为15 ***和FTIR分析表明,复合颗粒具有Fe^0晶型结构的内核,表面SiO_2壳层存在氨基化修饰.使用nZVI@SiO_2-NH_2和nZVI对各类染料进行脱色处理,结果表明,nZVI@SiO_2-NH_2对上述染料的脱色效果都优于nZVI,且nZVI@SiO_2-NH_2具有对染料进行连续脱色的能力.大肠杆菌的存活情况和细胞内酶LDH和SOD的活性变化表明,nZVI@SiO_2-NH_2对生物的毒性更小.

关键词：包覆型纳米零价铁染料脱色生物毒性

基于分子分类学对菌株027的鉴定及系统发育分析

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东北林业大学学报 2010年第1期38卷 97-100页

作者：王菡代海兵崔岱宗牡丹江医学院牡丹江157011 东北林业大学

对1株实验室标号027、种名标为红肉拟层孔菌(Fomitopsis rosea)的菌株进行了分子鉴定和系统发育分析,分别以ITS序列与mt SSU rDNA部分序列为目标基因构建了系统发育树,并对相关菌株的ITS-1区与ITS-2区进行了二级结构预测。结果表明,两... 详细信息

对1株实验室标号027、种名标为红肉拟层孔菌(Fomitopsis rosea)的菌株进行了分子鉴定和系统发育分析,分别以ITS序列与mt SSU rDNA部分序列为目标基因构建了系统发育树,并对相关菌株的ITS-1区与ITS-2区进行了二级结构预测。结果表明,两个系统树均显示菌株027可以与Fomitopsis rosea明显分开而与肉色迷孔菌(Daedalea dickinsii)紧密相连,对ITS-1及ITS-2区的二级结构分析显示菌株027与Daedalea dickinsii的二级结构构型基本相同而能与Fomitopsis rosea明显区分开来,依此为基础,认为菌株027实际上应是Daedaleadickinsii的1株菌株。进一步对Daedalea dickinsii进行系统发育分析认为,Daedalea dickinsii与栓菌属菌物的系统发育关系较远,因此,Daedalea dickinsii不属于栓菌属菌物。

关键词：菌种鉴定分子分类学肉色迷孔菌