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河套灌区盐渍土壤原核生物群落特征及其潜在功能研究

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土壤学报 2024年第2期61卷 527-538页

作者：张璐杨劲松姚荣江王相平谢文萍土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008

辨明盐渍土原核生物群落特征及潜在功能对盐渍化程度和土地利用类型的响应,对理解盐渍土壤元素循环与植物互馈效应、构建良性循环农田生态系统具有重要意义。以河套灌区不同盐渍化程度的农田和荒地为研究对象,结合土壤基本理化性质分析... 详细信息

辨明盐渍土原核生物群落特征及潜在功能对盐渍化程度和土地利用类型的响应,对理解盐渍土壤元素循环与植物互馈效应、构建良性循环农田生态系统具有重要意义。以河套灌区不同盐渍化程度的农田和荒地为研究对象,结合土壤基本理化性质分析与原核生物高通量测序方法,探究盐渍化土壤中原核生物的群落组成特征、环境驱动要素及其潜在功能。结果表明,农田土壤盐渍化程度显著低于荒地,其原核生物多样性更高,尤其是富集了大量农田特有的ASV(扩增子序列变体,amplicon sequence variant);原核生物的群落组成在农田和荒地间差异最大,并主要受到土壤电导率(EC)、pH和有机质(SOM)等环境因子的驱动。基于群落组成和功能预测的差异分析结果表明,盐渍化农田中具有较高丰度的氮循环相关微生物以及潜在的植物促生菌,如亚硝化球菌(Nitrososphaeraceae)、亚硝化单胞菌(Nitrososmonadaceae)、诺卡氏菌(Nocardioidaceae)和鞘氨醇单胞菌(Sphingomonadaceae)等;而盐碱荒地富集了以盐杆菌(Halobacterota)为代表的古菌和具有烃类化合物分解功能的原核生物类群。本研究对于明晰北方灌区盐渍土原核生物群落特征与土壤微环境的互馈关系、揭示土壤养分周转对提升土壤-植物-微生物跨域有益协同具有指导意义。

关键词：盐渍土河套灌区原核生物土地利用类型盐杆菌门

高、低核酸含量原核生物应对资源可利用性降低和原生动物选择性摄食的适应性策略

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中国科学：地球科学 2024年第6期54卷 1901-1913页

作者：胡晨余柳倩陈晓炜刘纪化张瑶 John BATT 肖喜林石蔷张锐骆庭伟焦念志徐大鹏厦门大学环境与生态学院厦门361102 近海海洋环境科学国家重点实验室厦门大学海洋与地球学院福建省海洋碳汇重点实验室厦门361102 Joint Lab for Ocean Research and Education(LORE)of Dalhousie University Canadaand Shandong University and Xiamen UniversityXiamen 361102China 香港科技大学(广州)地球与海洋大气科学学域广州510000 山东大学海洋研究院青岛266237 Department of Oceanography Dalhousie UniversityHalifaxNova Scotia B3H 4R2Canada 深圳大学高等研究院深圳518060 厦门大学碳中和创新研究中心厦门361102

原核生物在全球海洋生物地球化学循环中发挥重要作用,然而对它们不同生态亚群(即:高核酸(HNA)和低核酸(LNA)含量亚群)的丰度和代谢活性,以及它们的调控因素如何随着海洋环境条件的变化而变化,仍知之甚少.我们在117,000升的大体积培养体... 详细信息

原核生物在全球海洋生物地球化学循环中发挥重要作用,然而对它们不同生态亚群(即:高核酸(HNA)和低核酸(LNA)含量亚群)的丰度和代谢活性,以及它们的调控因素如何随着海洋环境条件的变化而变化,仍知之甚少.我们在117,000升的大体积培养体系中进行了73天的培养实验,深入研究HNA和LNA亚群对资源可利用性降低和原生动物选择性摄食随时间变化的动态响应.研究结果显示,当培养环境资源充足时, HNA亚群的代谢活性高于LNA亚群,但随着资源日益稀缺, HNA亚群代谢下降速度比LNA亚群快,从而使LNA亚群对原核生物活性的贡献稳步增加.与此同时,随着培养体系资源可利用性逐步降低,原生动物的摄食偏好从HNA亚群转向LNA亚群,使得LNA亚群对培养体系的碳流贡献增加.这些结果突显了LNA亚群在资源有限环境中的韧性,阐明了原生动物选择性摄食在资源条件变化时平衡不同亚群中的关键作用,并展示了在不同环境背景下原生动物和原核生物之间复杂的相互适应性.

关键词：微生物环大体积培养实验原核生物自上而下和自下而上调控作用碳流

河套灌区盐渍土壤原核生物群落特征及其潜在功能研究

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土壤学报 2023年

作者：张璐杨劲松姚荣江王相平谢文萍土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)

辨明盐渍土原核生物群落特征及潜在功能对盐渍化程度和土地利用类型的响应，对理解盐渍土壤元素循环与植物互馈效应、构建良性循环农田生态系统具有重要意义。以河套灌区不同盐渍化程度的农田和荒地为研究对象，结合土壤基本理化性质分... 详细信息

辨明盐渍土原核生物群落特征及潜在功能对盐渍化程度和土地利用类型的响应，对理解盐渍土壤元素循环与植物互馈效应、构建良性循环农田生态系统具有重要意义。以河套灌区不同盐渍化程度的农田和荒地为研究对象，结合土壤基本理化性质分析与原核生物高通量测序方法，探究盐渍化土壤中原核生物的群落组成特征、环境驱动要素及其潜在功能。结果表明，农田土壤盐渍化程度显著低于荒地，其原核生物多样性更高，尤其是富集了大量农田特有的ASV（扩增子序列变体，amplicon sequence variant）；原核生物的群落组成在农田和荒地间差异最大，并主要受到土壤电导率（EC）、pH和有机质（SOM）等环境因子的驱动。基于群落组成和功能预测的差异分析结果表明，盐渍化农田中具有较高丰度的氮循环相关微生物以及潜在的植物促生菌，如亚硝化球菌（Nitrososphaeraceae）、亚硝化单胞菌（Nitrososmonadaceae）、诺卡氏菌（Nocardioidaceae）和鞘氨醇单胞菌（Sphingomonadaceae）等；而盐碱荒地富集了以盐杆菌（Halobacterota）为代表的古菌和具有烃类化合物分解功能的原核生物类群。本研究对于明晰北方灌区盐渍土原核生物群落特征与土壤微环境的互馈关系、揭示土壤养分周转对提升土壤-植物-微生物跨域有益协同具有指导意义。

关键词：盐渍土河套灌区原核生物土地利用类型盐杆菌门

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原核生物的蛋白质翻译后修饰

生物化学与生物物理进展 2011年第3期38卷 197-203页

作者：谭永聪王启军赵国屏姚玉峰上海交通大学医学院基础医学院病原生物学教研室上海200025 中国科学院上海植物生理与生态研究所合成生物学实验室上海200032

蛋白质翻译后修饰是调节蛋白质生物学功能的关键步骤之一,是蛋白质动态反应和相互作用的一个重要分子基础,同时,它也是细胞信号网络调控的重要靶点.目前,蛋白质翻译后修饰已经成为国际上蛋白质研究的一个极其重要的热点.在原核生物生命... 详细信息

蛋白质翻译后修饰是调节蛋白质生物学功能的关键步骤之一,是蛋白质动态反应和相互作用的一个重要分子基础,同时,它也是细胞信号网络调控的重要靶点.目前,蛋白质翻译后修饰已经成为国际上蛋白质研究的一个极其重要的热点.在原核生物生命活动中,蛋白质的翻译后修饰具有十分重要的作用,如参与细胞信号传导、物质的代谢、蛋白质的降解、致病微生物的致病过程等.综述了经典原核生物蛋白质翻译后修饰的种类、机制和功能,同时介绍了最近发现的原核生物的全局性乙酰化修饰以及结核分枝杆菌中类泛素化修饰.

关键词：原核生物蛋白质翻译后修饰糖基化磷酸化脂质化乙酰化类泛素化甲基化

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原核生物蛋白质基因组学研究进展

生物工程学报 2014年第7期30卷 1026-1035页

作者：张成普徐平朱云平军事医学科学院放射与辐射医学研究所蛋白质组学国家重点实验室国家蛋白质科学中心(北京)北京蛋白质组研究中心蛋白质药物国家工程研究中心北京102206

随着基因组测序技术的不断发展,大量微生物基因组序列可以在短时间内得以准确鉴定。为了进一步探究基因组的结构与功能,基于序列特征与同源特征的基因组注释算法广泛应用于新测序物种。然而受基因组测序质量以及算法本身准确性偏低等问... 详细信息

随着基因组测序技术的不断发展,大量微生物基因组序列可以在短时间内得以准确鉴定。为了进一步探究基因组的结构与功能,基于序列特征与同源特征的基因组注释算法广泛应用于新测序物种。然而受基因组测序质量以及算法本身准确性偏低等问题的影响,现有的基因组注释存在着相当比例的假基因以及注释错误,尤其是蛋白质N端的注释错误。为了弥补基因组注释的不足,以基因芯片或RNA-seq为核心的转录组测序技术和以串联质谱为核心的蛋白质组测序技术可以高通量地对基因的转录和翻译产物进行精确测定,进而实现预测基因结构的实验验证。然而,原核生物细胞中存在的大量非编码RNA给转录组测序技术引入了污染数据,限制了其对基因组注释的应用。相对而言,以串联质谱技术为核心的蛋白质组学测序可以在短时间内鉴定到生物体内大量的蛋白质,实现注释基因的验证甚至校准。已成为基因组注释和重注释的重要依据,并因而衍生了"蛋白质基因组学"的新研究方向。文中首先介绍传统的基于序列预测和同源比对的基因组注释算法,指出其中存在的不足。在此基础上,结合转录组学与蛋白质组学的技术特点,分析蛋白质组学对于原核生物基因组注释的优势,总结现阶段大规模蛋白质基因组学研究的进展情况。最后从信息学角度指出当前蛋白质组数据进行基因组重注释存在的问题与相应的解决方案,进而探讨未来蛋白质基因组学的发展方向。

关键词：蛋白质基因组学原核生物基因组注释质谱

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原核生物毒素-抗毒素系统的研究进展

微生物学免疫学进展 2023年第5期51卷 80-85页

作者：张博(综述) 孙红宾付博(审校) 郑州轻工业大学食品与生物工程学院生物系河南郑州450000

毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system,简称TA系统)广泛存在于原核生物(细菌和古菌)的基因组中,通常TA系统由毒素和抗毒素两部分组成,毒素发挥毒性抑制细菌生长,抗毒素可以解除抑制,它们通过体内的调控作用来对细菌或古菌的生长活动... 详细信息

毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system,简称TA系统)广泛存在于原核生物(细菌和古菌)的基因组中,通常TA系统由毒素和抗毒素两部分组成,毒素发挥毒性抑制细菌生长,抗毒素可以解除抑制,它们通过体内的调控作用来对细菌或古菌的生长活动进行调节。研究发现,TA系统根据其性质及抗毒素中和毒素的方式不同可以分为8种类型Ⅰ~Ⅷ,不同类型的TA系统之间又存在着错综复杂的交互作用,而且此系统在细菌中发挥的作用也一直是近年来学者们研究的热点。现就TA系统的最新分类、TA系统的功能以及应用作一概述。

关键词：毒素-抗毒素系统原核生物调控毒素活性遗传元件持久性

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原核生物中的类钙调蛋白

生物化学与生物物理进展 1995年第2期22卷 98-102页

作者：张蔚文中国科学院上海植物生理研究所

钙是重要的生命元素之一，真核生物中普遍存在介导钙信号的钙调蛋白已有深入的研究，证明钙调蛋白是细胞复杂调控系统中的一个重要成员，但是在原核生物中是否也存在类似的蛋白因子却一直说法不一。自８０年代初在大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅ... 详细信息

钙是重要的生命元素之一，真核生物中普遍存在介导钙信号的钙调蛋白已有深入的研究，证明钙调蛋白是细胞复杂调控系统中的一个重要成员，但是在原核生物中是否也存在类似的蛋白因子却一直说法不一。自８０年代初在大肠杆菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａｃｏｌｉ）中首次发现类钙调蛋白（ｃａｌｍｏｄｕｌｉｎ－ｌｉｋｅ－ｐｒｏｔｅｉｎ）以来，已在多种原核生物中陆续发现了类钙调蛋白的存在，证明其可能参与了原核生物的孢子形成，细胞分裂，生物固氮，异型胞形成和兰细菌光合作用等多种调控功能。文章综述了近年来这一领域的部分研究成果。

关键词：原核生物类钙调蛋白生理功能

南海海滩岩微生物群落结构和特定菌株对其成因机制的启示

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热带海洋学报 2024年第4期 112-122页

作者：刘玓玓张喜洋孙富林王明壮谭飞施祺王冠杨红强中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所海洋学院华南农业大学南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室中国科学院南海海洋研究所中国科学院大学

热带—亚热带潮间带沉积物中丰富的菌—藻类微生物及其复杂的生命活动对颗粒的早期胶结过程起重要作用。本文通过16S r RNA高通量基因测序方法分析西沙群岛石屿、全富岛及海南龙湾珊瑚礁滨岸带海滩岩表生微生物群落结构,确定主导海滩岩... 详细信息

热带—亚热带潮间带沉积物中丰富的菌—藻类微生物及其复杂的生命活动对颗粒的早期胶结过程起重要作用。本文通过16S r RNA高通量基因测序方法分析西沙群岛石屿、全富岛及海南龙湾珊瑚礁滨岸带海滩岩表生微生物群落结构,确定主导海滩岩快速胶结的共性菌株/微生物功能群。表层生长草皮海藻的全富岛海滩岩原核生物多样性最高。龙湾潮间带上部暴露时间较长的海滩岩比潮间带下部海滩岩原核生物多样性高。相对固结的石屿海滩岩原核生物多样性最低。4个取样点具有较为相似的细菌门类组成,物种丰度由大到小依次为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteriota)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)和脱硫杆菌门(Desulfobacterota)。不同点位的海滩岩形成环境中蓝细菌主要种类大体相同,其中眉藻(Calothrixsp.)是主导海滩岩早期胶结的共性钙化菌株,通过分泌胞外聚合物成为碳酸盐矿物沉淀的“热点”。群落中检出的反硝化细菌和硫酸盐还原菌表明海滩岩内部氧化还原梯度较大,表面下极浅处即存在缺氧微环境。微生物群落内强烈的光合作用、硫酸盐还原作用和反硝化作用不断提高微环境pH值,有利碳酸盐矿物在粒间孔内的成核和生长并加速颗粒胶结。

关键词：原核生物群落结构蓝细菌海滩岩南海

果蔬垃圾堆肥过程中原核生物和真菌的气溶胶化能力

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环境卫生工程 2020年第1期28卷 95-96页

作者：何品晶韦顺艳邵立明吕凡同济大学固体废物处理与资源化研究所

1研究亮点*分析了果蔬垃圾堆肥过程中细菌、古菌和真菌主要种属的优先气溶胶化能力;*低丰度微生物,例如,奇古菌(Thaumarchaeota)也能够优先气溶胶化;*气溶胶化微生物中,致病性微生物属的占比超过90%。2背景微生物气溶胶是指存在于气相... 详细信息

1研究亮点*分析了果蔬垃圾堆肥过程中细菌、古菌和真菌主要种属的优先气溶胶化能力;*低丰度微生物,例如,奇古菌(Thaumarchaeota)也能够优先气溶胶化;*气溶胶化微生物中,致病性微生物属的占比超过90%。2背景微生物气溶胶是指存在于气相介质中由微生物(包括细菌、古菌和真菌等)、微生物细胞碎片和产物组成的分散体系。研究结果表明,气溶胶中的微生物及其产物会对人体造成器官特异性和系统性的健康危害。例如,放线菌、黄曲霉、烟曲霉、赭曲霉毒素、炭疽杆菌、镰刀菌、肺炎链球菌和内毒素等会造成呼吸道感染、炎症和哮喘等健康问题。

关键词：固体废物堆肥过程原核生物微生物气溶胶真菌气溶胶化指数高通量测序 4’,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)