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喀斯特洞穴沉积物中可培养固碳和固氮细菌多样性分析

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云南大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 379-391页

作者：冉光娟吴庆珊方正安妮陈秀李诗霞任篓翁庆北贵州师范大学生命科学学院贵州贵阳550001 黔南民族师范学院生物科学与农学院贵州都匀558000

微生物固碳和固氮作用在生物地球化学循环和能量流动中具有重要作用.洞穴黑暗和寡营养极端环境中蕴藏丰富独特的微生物资源.为了解喀斯特洞穴固碳细菌和固氮细菌群落结构组成和多样性,利用9种分离培养基,分离筛选喀斯特洞穴沉积物固碳... 详细信息

微生物固碳和固氮作用在生物地球化学循环和能量流动中具有重要作用.洞穴黑暗和寡营养极端环境中蕴藏丰富独特的微生物资源.为了解喀斯特洞穴固碳细菌和固氮细菌群落结构组成和多样性,利用9种分离培养基,分离筛选喀斯特洞穴沉积物固碳细菌和固氮细菌,并基于16S rDNA序列测定,分析分离菌株的系统发育和多样性.共分离获得230株固碳细菌,隶属于3门、16属和64种,优势属为假单胞菌属(Pseudomonas)和不动杆菌属(Acinetobacter).固碳细菌Shannon-Wiener多样性指数为3.65,Margalef丰富度指数为11.58,Pielou均匀度指数为0.88.共分离获得425株固氮细菌,分别属于3门、14属和68种,优势属为假单胞菌属、不动杆菌属和贪铜菌属(Cupriavidus).固氮细菌Shannon-Wiener多样性指数为3.43,Margalef丰富度指数为11.07,Pielou均匀度指数为0.81.此外,无碳培养基CFMD和无氮培养基NFb分离获得的菌株多样性最高.以上结果表明,荔波喀斯特洞穴沉积物中存在丰富的固碳和固氮细菌类群,这些结果为进一步研究固碳和固氮微生物在喀斯特洞穴生态系统中的功能以及农业应用提供了菌种资源.

关键词：喀斯特洞穴可培养固碳细菌固氮细菌多样性

新疆古尔班通古特沙漠链霉菌:从可培养资源多样性到抗菌天然产物的生物合成潜力探索

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中国科学:生命科学 2024年

作者：李帅董雷韩嘉瑞史国源连文慧刘永红李博翰 Osama Abdalla Abdelshafy Mohamad 李文均中山大学生命科学学院中国科学院新疆生态与地理研究所华南农业大学生命科学学院

全球抗生素耐药性和新型抗菌药物短缺问题日益严峻,因此迫切需要发现新的或更有效的抗生素.沙漠生境蕴藏着丰富的链霉菌资源,是新型活性天然产物的重要潜在来源,但其在很大程度上仍未得到充分探索.本研究旨在深入挖掘新疆古尔班通古特... 详细信息

全球抗生素耐药性和新型抗菌药物短缺问题日益严峻,因此迫切需要发现新的或更有效的抗生素.沙漠生境蕴藏着丰富的链霉菌资源,是新型活性天然产物的重要潜在来源,但其在很大程度上仍未得到充分探索.本研究旨在深入挖掘新疆古尔班通古特沙漠中的可培养链霉菌资源,并探究其抗菌天然产物生物合成潜力.本文利用8种培养基对4份沙漠样品中的链霉菌进行分离、纯化和鉴定,随后对代表性链霉菌进行培养特征观察、次级代谢产物生物合成基因簇(biosynthetic gene cluster, BGC)预测和抗菌活性评价.研究结果显示,共分离得到469株链霉菌,占放线菌总菌株数的44.0%.从64株代表性链霉菌基因组中共预测得到1937个BGCs,分属于1068个基因簇家族(gene cluster family, GCF),其中97.5%的GCFs表现出较高的新颖性和次级代谢功能谱系多样性.此外,通过抗菌活性筛选,发现41株代表性链霉菌对至少一种临床病原菌具有拮抗作用,且其中2株具有广谱抗菌活性.这些发现表明,新疆古尔班通古特沙漠中蕴藏着极为丰富多样的可培养链霉菌资源,且绝大多数具有巨大的次级代谢产物生物合成潜力和较好的抗菌活性,为新型抗生素药物先导化合物的开发提供了重要依据和优良菌种来源.

关键词：沙漠链霉菌可培养天然产物生物合成抗菌活性

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油藏厌氧微生物多样性与可培养研究

油藏厌氧微生物多样性与可培养研究

作者：陈月中国农业科学院

学位级别：硕士

石油等化石燃料是当前城市化社会的主要能源。随着能源需求量急剧增加,可开采的石油储量减少;同时,采用传统的采油技术油田,仍有一半以上的原油难以开采。微生物采油技术可通过微生物作用,将油藏中残余的原油转化为气体进行开采,从而提... 详细信息

石油等化石燃料是当前城市化社会的主要能源。随着能源需求量急剧增加,可开采的石油储量减少;同时,采用传统的采油技术油田,仍有一半以上的原油难以开采。微生物采油技术可通过微生物作用,将油藏中残余的原油转化为气体进行开采,从而提高原油回收率。油藏是一类富含有机物和无机化合物、高温、高压、高盐的独特缺氧环境,在长期的净化和自然选择过程中形成了特殊的微生物种群结构,蕴藏着丰富的厌氧微生物“暗物质”,具有特殊的遗传代谢特征和环境适应机制。因此,开展油藏厌氧微生物分离培养可为认识生命起源、发掘新型代谢机制、推动油藏生物气化技术提供重要的物质资源。本研究以高温油藏样品为分离源,利用多重培养条件,开展了古菌等未培养厌氧微生物的富集,通过多孔板高通量分离技术、涂布平板技术等技术对油藏厌氧微生物进行分离和鉴定。取得的主要研究成果如下:(1)富集得到了古菌Thermoplasmata,Bathyarchaeia和Thermococci。Thermoplasmata的相对丰度增加了7%左右,Bathyarchaeia的相对丰度增加了21%左右,Thermococci的相对丰度增加了65%左右。(2)分离获得厌氧微生物102株,其中56株纯培养菌株和已知物种的16s r RNA基因序列相似度大于等于98.65%,46株纯培养菌株和已知物种的16s r RNA基因序列相似度小于98.65%。和已知物种的16s r RNA相似度小于98.65%的46株培养物,代表了46个新物种,分类地位处于新属或者新种水平。分离获得的102株纯培养物中,有20株纯培养物属于古菌,分布于Methanobacteriaceae、Methanomicrobiaceae这两个科中。有82株纯培养物属于细菌,分布于Synergistaceae、Shewanellaceae、Deferribacteraceae、Petrotogaceae、Bifidobacteriaceae、Mycobacteriaceae这6个科中。(3)鉴定了一株细菌M3-1。菌株M3-1是一株厌氧,不产芽孢,没有鞭毛,直杆状或微微弯曲,大小约为0.4-0.7 um×2.3-4.5 um,革兰氏阴性细菌。它的温度生长范围为30-60℃,最适温度为45℃。它的p H生长范围为5.5-8.5,最适p H为7.0。它的盐耐受性范围为0-110 g/l,最适盐浓度为20 g/l。它可以利用NaSO、NaSO、单质硫作为电子受体。其主要细胞脂肪酸为iso-C(41.53%)、C(26.18%)和iso-C(5.66%),GC含量为53.04 mol%。(4)菌株M3-1与氢营养型(H/CO型)产甲烷菌Methanoculleus receptaculi ZC-2共培养时可以利用氨基酸,并且产生了甲烷和乙酸,且体系内的氢分压处于较低状态,由此推测菌株M3-1可能具有代谢氨基酸的能力。

关键词：油藏厌氧微生物多样性可培养 Synergistaceae

可培养细菌多样性及抗辐射-抗氧化相关性特征--以库姆塔格沙漠东缘为例

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中国环境科学 2021年第12期41卷 5921-5932页

作者：刘阳王馨悦陈拓章高森武发思张威刘光琇吴玉洁徐业腾田茂中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室甘肃兰州730000 甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室甘肃兰州730000 上海师范大学生命科学学院上海201499 敦煌研究院国家古代壁画与土遗址保护工程技术研究中心甘肃敦煌736200

对库姆塔格沙漠东缘可培养细菌进行系统发育学多样性研究的基础上,对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选,利用辐射或氧化胁迫后细菌的存活率进行二者耦联关系的研究.研究表明,pH值、TOC和TN是影响库姆塔格沙漠东缘中可培养细菌群落结构... 详细信息

对库姆塔格沙漠东缘可培养细菌进行系统发育学多样性研究的基础上,对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选,利用辐射或氧化胁迫后细菌的存活率进行二者耦联关系的研究.研究表明,pH值、TOC和TN是影响库姆塔格沙漠东缘中可培养细菌群落结构的主要因素;分离出的105株细菌分别归属于放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),在可培养细菌数量(9.96×10^(5)CFU/g)和物种丰富度(9个属共72株菌)方面放线菌门均为最优势的门;除拟杆菌门以外,归属于放线菌门、厚壁菌门和变形菌门的可培养细菌中都筛选出了兼具抗辐射-抗氧化的菌株.通过抗辐射抗氧化性能研究表明可培养细菌的抗辐射能力与抗氧化能力具有一定的正相关性;UV-C辐照强度的D10(致死率为10%)剂量高于100J/m^(2)的菌株占可培养细菌总数的21.3%,过氧化氢耐受浓度的D10剂量高于10mmol/L的菌株占70.2%,其中放线菌门的3株细菌K4-10、K5-3和K2-40兼具有很强的抗辐射和抗氧化能力.

关键词：库姆塔格沙漠可培养细菌多样性抗辐射抗氧化相关性极端环境

湖南益阳兔子山遗址出土竹简浸泡液可培养细菌的分离鉴定及部分功能特性

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应用与环境生物学报 2020年第6期26卷 1418-1425页

作者：张潇月杨弢吴昊李梅英黄鑫李静刘晓彬肖嶙赵珂四川农业大学资源学院成都611130 成都文物考古研究院文物保护研究所成都610072 出土木漆器保护国家文物局重点科研基地成都工作站成都610072 荆州文物保护中心荆州434020 湖南省文物考古研究所文物保护与科技考古中心长沙410003

出土竹简失水后易导致其收缩变形,因而采用了不同措施对竹简进行饱水保存,但在饱水保存期间竹简仍可能遭受微生物的侵蚀而损害.为制定科学、适宜的饱水保存方案,采用稀释涂平板法获得可培养菌株,通过菌株形态学及16S rRNA基因测序,对其... 详细信息

出土竹简失水后易导致其收缩变形,因而采用了不同措施对竹简进行饱水保存,但在饱水保存期间竹简仍可能遭受微生物的侵蚀而损害.为制定科学、适宜的饱水保存方案,采用稀释涂平板法获得可培养菌株,通过菌株形态学及16S rRNA基因测序,对其进行系统发育分析,并结合菌株纤维素、木质素降解酶活测定及木材崩解实验,对其进行降解潜力分析,比较益阳兔子山遗址出土竹简不同保存状态浸泡液中的细菌群落结构与功能特征.结果显示,加入新洁尔灭抑菌剂的竹简浸泡液(CX)可培养细菌含量最低,而使用长试管保存的竹简浸泡液(CS)含量最高,出现明显变色的竹简浸泡液(CB)与无明显变化的竹简浸泡液(CQ)含量差异较小;共分离获得13株细菌,分属于伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、假单胞属(Pseudomonas)、微杆菌属(Microbacterium)、贪铜菌属(Cupriavidus)、新鞘脂菌属(Novosphingobium)及Paraburkholderia 6个属,其中CX样品种群较丰富;纤维素、木质素降解功能筛选结果显示,具有降解能力的6株菌株均分离自CX、CS样品,其酶活在1.0-9.0 U/mL范围;6株具有降解酶活的菌株其竹材降解率均大于10%,在10.5%-16.5%范围.本研究表明不同保存方式的竹简浸泡液中细菌种群结构具有一定差异,其中还存在对饱水竹简具有潜在降解危害的微生物.因此,建议根据出土竹简的具体状况,采用适合的保存方式,并添加复合抑菌剂防止微生物损害饱水竹简.

关键词：竹简浸泡液可培养细菌群落结构纤维素降解木质素降解

中国东海及南海近海4采样点海水可培养细菌的多样性研究

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浙江大学学报（理学版） 2012年第4期39卷 443-449页

作者：卢婧雯张心齐杜丽丽杨志坚吴敏卢龙斗河南师范大学生命科学学院河南新乡453007 浙江大学生命科学学院浙江杭州310058 浙江大学舟山海洋研究中心浙江舟山316021

采用不同的培养方法从中国东海和南海近海海水样品中分离得到105株细菌,探讨了不同海区可培养细菌的物种多样性和群落组成特点.16SrDNA序列分析结果表明,东海分离菌株分属于2个细菌门的14个种,南海分离菌株分属于3个细菌门的19个种.其中... 详细信息

采用不同的培养方法从中国东海和南海近海海水样品中分离得到105株细菌,探讨了不同海区可培养细菌的物种多样性和群落组成特点.16SrDNA序列分析结果表明,东海分离菌株分属于2个细菌门的14个种,南海分离菌株分属于3个细菌门的19个种.其中,东海分离菌株中α-变形菌占33.3%,γ-变形菌占57.2%,厚壁菌门细菌占9.5%.南海分离菌株中α-变形菌占41.9%,γ-变形菌占35.5%,拟杆菌门细菌占17.7%,厚壁菌门细菌占4.8%.东海和南海样品的分离菌株在种属水平上的多样性差异明显,后者的多样性指数高于前者.

关键词：细菌可培养多样性

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烟草可培养内生细菌的分离及多样性分析

微生物学通报 2011年第9期38卷 1347-1354页

作者：陈泽斌夏振远雷丽萍陈海如云南省烟草农业科学研究院云南玉溪653100 云南农业大学植物保护学院云南昆明650201

采用稀释平板法,从健康烟草的根、茎、叶组织中分离到267株内生细菌。利用细菌菌落表征性状和16S rRNA序列对这些分离物进行了多样性分析。通过数值分析比较了8个菌落形态表征性状,以类平均连锁聚类法的方式进行聚类分析,在2.15的水平... 详细信息

采用稀释平板法,从健康烟草的根、茎、叶组织中分离到267株内生细菌。利用细菌菌落表征性状和16S rRNA序列对这些分离物进行了多样性分析。通过数值分析比较了8个菌落形态表征性状,以类平均连锁聚类法的方式进行聚类分析,在2.15的水平上可分成5个聚类群和56个亚群。16S rDNA序列系统发育分析表明267株分离物可分为21个类群。研究表明同一菌落形态类型的菌株在系统发育树中不一定聚为一类,菌落形态分类与分子生物学方法分类结果不完全一致。经克隆测序分析表明,这267株分离物分别与GenBank中6类细菌中的21个已知种相似性达到98%99%。其中芽孢杆菌属(Bacillus)细菌是烟草可培养内生细菌的优势种群。

关键词：烟草可培养内生细菌微生物多样性

烤烟K326与香料植物间作模式下根际土可培养细菌多样性及功能

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微生物学通报 2020年第8期47卷 2436-2449页

作者：刘冰冰郭书贤陈兴刘正宇周开心宋豪锋陈微李文均南阳理工学院河南省工业微生物资源与发酵技术重点实验室河南南阳473004 云南中烟工业有限责任公司技术中心云南昆明650231 中山大学生命科学学院广东广州510275

【背景】烤烟是我国重要的经济作物,选择间作种植方式能影响根际微生物的多样性,缓解烤烟连作障碍;根际微生物能够适应根际微环境的变化,对烤烟的生长具有一定促进作用。【目的】研究不同生长时期烤烟K326与5种香料植物间作模式下烤烟... 详细信息

【背景】烤烟是我国重要的经济作物,选择间作种植方式能影响根际微生物的多样性,缓解烤烟连作障碍;根际微生物能够适应根际微环境的变化,对烤烟的生长具有一定促进作用。【目的】研究不同生长时期烤烟K326与5种香料植物间作模式下烤烟根际土细菌种群多样性,从生物多样性角度比较不同时期、不同间作模式的差异,探究烤烟根际微生物的适应性及功能。【方法】以不同生长期、不同香料植物间作模式下烤烟根际土为研究对象,设计纯培养方法对根际细菌进行分离及16S rRNA基因测序,研究不同种植期、不同间作模式下根际土细菌多样性,并挑选代表菌株进行烟碱、Cr6+耐受及促生性质检测。【结果】蕾薹期、开花结果期、采摘期烤烟K326与5种香料植物间作模式下植物根际土蕴含丰富的细菌资源,共分离到707株细菌,分布于70个属。蕾薹期烤烟根际土细菌的香农指数变化为:W(4.0791917)>2GAY(3.8403521)>2GDY(3.5145628)>2GCKY(3.4977034)>2GBY(3.4474789)>2GCY(3.2534092)>2GEY(3.2411034);开花结果期烤烟根际土细菌的香农指数变化为:3GAY(3.6889817)>3GCKY(3.4421251)>3GBY(3.3531558)>3GDY(3.3491719)>3GEY(3.3062945)>3GCY(3.3055822);采摘期烤烟根际土细菌的香浓指数变化为:5GEY(2.8571028)>5GBY(2.4583113)>5GAY(2.2718685)>5GCKY(2.2102536)>5GCY(2.0794415)>5GDY(0.6931472);在不同时期都检测到的细菌类群有节杆菌属(Arthrobacter)、芽胞杆菌属(Bacillus)、短波芽孢杆菌属(Brevibacillus)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、微杆菌属(Microbacterium)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、链霉菌属(Streptomyces)和地杆菌属(Terrabacter),大部分代表菌株具有烟碱耐受、Cr6+耐受、固氮、铁载体产生、溶磷、淀粉水解等特性。【结论】不同生长时期、不同间作模式的烤烟根际土中蕴含丰富的细菌类群,Bacillus、Pseudomonas和Streptomyces是烤烟根际土中的优势类群,在烟碱、Cr6+耐受及促生作用方面具有重要应用潜力;香料植物与烤烟间作模式能够改变根际土细菌的多样性;在开花结果期,5种香料植物与烤烟的间作明显增加了土壤根际土可培养细菌的多样性;薄荷、香茅草、香叶天竺葵间作类型在缓解烤烟连作障碍方面具有优势。

关键词：烤烟间作模式可培养根际细菌多样性

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比什凯克盐碱土壤可培养细菌的多样性

微生物学通报 2014年第9期41卷 1733-1740页

作者：王宁包慧芳崔卫东龙宣杞王炜新疆农业科学院微生物应用研究所新疆乌鲁木齐830091 中国科学院新疆分院新疆乌鲁木齐830011

【目的】通过对吉尔吉斯共和国比什凯克地区一处盐碱土壤样品可培养细菌的分离筛选,初步了解该地区土壤微生物生理多样性和系统发育多样性。【方法】利用加盐(NaCl 5%)的R2A、TSB、1/4×NA和Gause No.1培养基筛选耐盐碱菌株。对部分分... 详细信息

【目的】通过对吉尔吉斯共和国比什凯克地区一处盐碱土壤样品可培养细菌的分离筛选,初步了解该地区土壤微生物生理多样性和系统发育多样性。【方法】利用加盐(NaCl 5%)的R2A、TSB、1/4×NA和Gause No.1培养基筛选耐盐碱菌株。对部分分离菌株的革兰氏染色、耐盐性、生长温度范围、pH耐受、产酶性能进行了比较,进而采用核糖体DNA扩增片段限制性酶切分析(ARDRA)研究了比什凯克地区耐盐碱细菌的群落结构和多样性。【结果】从比什凯克地区盐碱土样中分离得到120株耐盐碱细菌,通过限制性内切酶Hae III对纯化菌株的16S rRNA基因进行酶切分型,根据ARDRA的酶切图谱,将其划分为19个操作分类单元。16S rRNA基因序列测定和系统发育分析结果显示,分离菌株分布于厚壁菌门、放线菌门、变形菌门下的17个种属,且部分菌株的16S rRNA基因序列同源性低于97%,可能是潜在的新种。【结论】比什凯克地区盐碱土样中的耐盐碱细菌不仅具有丰富的多样性,还蕴藏着具有地域特点的新菌种资源。

关键词：可培养 ARDRA 耐盐碱细菌多样性菌种资源