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盐生草HgS5基因的克隆与抗旱性鉴定

草业学报 2025年第2期 184-195页

作者：汪欣瑶彭亚萍姚立蓉汪军成司二静张宏杨轲马小乐孟亚雄王化俊李葆春甘肃农业大学省部共建干旱生境作物学国家重点实验室甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院

为应对日益严峻的干旱环境问题，发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果，盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高，故选其为研究对象，对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位... 详细信息

为应对日益严峻的干旱环境问题，发掘植物体内的抗旱基因具有重要意义。基于前期盐生草转录组测序数据分析结果，盐胁迫后HgS5基因的表达量与差异倍数最高，故选其为研究对象，对目的基因编码的蛋白进行生物信息学分析并进行亚细胞定位；通过qRT-PCR检测目的基因在拟南芥植株叶片和根系的相对表达量，并利用农杆菌完成拟南芥异源表达，以验证目的基因的抗旱能力。结果表明，HgS5基因中碱基对的数量为1738，编码370个氨基酸，编码蛋白为酸性亲水性蛋白且没有跨膜区；具有116个启动子顺式作用元件；HgS5基因和巨人柱、苋菜和甜菜相关同源基因拥有相同的A＿thal＿3526保守结构域；亚细胞定位显示HgS5基因主要在细胞膜上表达；荧光定量结果显示HgS5基因主要在拟南芥根系表达，处理第6天表达量与其他组别差异显著（P环境，过表达拟南芥根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性在干旱胁迫后期整体高于野生型。综上所述，基因HgS5在抗旱过程中起到了积极的调控作用。研究结果旨在为进一步探索HgS5基因应对干旱胁迫的分子响应机制提供理论依据。

关键词：盐生草基因家族生物信息学分析基因克隆抗旱性鉴定

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微生物降解持久性有机污染物的研究进展与展望

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微生物学报 2020年第12期60卷 2763-2784页

作者：阮哲璞徐希辉陈凯乔文静蒋建东南京农业大学生命科学学院农业农村部农业环境微生物重点实验室

持久性有机污染物(POPs)是伴随着人类工业化发展而产生的合成类污染物,具有高毒性、持久性、长迁移性和高生物富集性等特点,POPs污染物的微生物降解一直是环境科学与技术应用领域的研究热点。微生物降解技术修复POPs污染环境具有无二次... 详细信息

持久性有机污染物(POPs)是伴随着人类工业化发展而产生的合成类污染物,具有高毒性、持久性、长迁移性和高生物富集性等特点,POPs污染物的微生物降解一直是环境科学与技术应用领域的研究热点。微生物降解技术修复POPs污染环境具有无二次污染、成本低、快速简便等优点,拥有广泛的应用前景。本文论述了各种POPs微生物分解代谢的最新研究进展,包括降解性微生物资源以及降解机制。此外,还讨论了计算生物学、合成生物学、基因组学等技术在POPs微生物降解中的潜力和应用,以期为环境中持久性有机污染物的修复提供参考。

关键词：持久性有机污染物微生物降解代谢途径菌群模拟合成生物学

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氯代乙烯的厌氧微生物还原脱氯特性

环境科学 2024年第2期45卷 1080-1089页

作者：李伟刘贵平刘峻吕良华乔文静余欣张晓旸蒋建东南京农业大学生命科学学院农业农村部农业环境微生物重点实验室南京210095 江苏省环境科学研究院江苏省环境工程重点实验室南京210036

四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)是地下水中典型的卤代有机化合物,严重威胁生态环境与人体健康.为获得氯代乙烯高效厌氧降解菌剂并探究其在污染地下水中的应用潜能,利用某工业污染场地的地下水,通过投喂PCE或TCE进行长期富集培养,获得了可... 详细信息

四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)是地下水中典型的卤代有机化合物,严重威胁生态环境与人体健康.为获得氯代乙烯高效厌氧降解菌剂并探究其在污染地下水中的应用潜能,利用某工业污染场地的地下水,通过投喂PCE或TCE进行长期富集培养,获得了可将PCE和TCE完全脱氯成无毒乙烯的厌氧菌剂W-1.菌剂W-1的PCE和TCE脱氯速率分别是(120.1±4.9)μmol·(L·d)^(-1)和(172.4±21.8)μmol·(L·d)^(-1).16S rRNA基因扩增子测序和qPCR结果表明,98.3μmol PCE还原脱氯至顺-1,2-二氯乙烯(cis-1,2-DCE)时,Dehalobacter丰度从1.9%增长至57.1%,基因拷贝数每释放1μmol Cl-增加1.7×10^(7)copies;cis-1,2-DCE完全还原脱氯至乙烯时,Dehalococcoides丰度从1.1%增长至53.8%;PCE完全还原脱氯至乙烯过程中Dehalococcoides基因拷贝数每释放1μmol Cl^(-)增加1.7×10^(8)copies.以上结果说明Dehalobacter与Dehalococcoides协同互作实现PCE完全降解解毒.当菌群W-1以TCE为电子受体时,222.8μmol TCE完全还原脱氯至乙烯时候,Dehalococcoides丰度从(29.1±2.4)%增长至(77.7±0.2)%,基因拷贝数每释放1μmol Cl-增加(1.9±0.4)×10^(8)copies.结合PCR和Sanger测序,获得了菌剂W-1中主要脱卤菌Dehalococcoides LWT1较完整的16S rRNA基因序列,其与*** strain 19516S rRNA基因序列相似度达100%.将菌群W-1添加至受TCE(418.7μmol·L^(-1))污染的地下水中,28 d内实现了(69.2±9.8)%的TCE被完全脱毒至乙烯,TCE脱氯速率为(10.3±1.5)μmol·(L·d)^(-1).研究成果可为PCE或TCE污染地下水开展厌氧微生物修复提供菌剂资源和理论指导.

关键词：四氯乙烯(PCE) 三氯乙烯(TCE) 厌氧微生物还原脱氯有机卤呼吸细菌脱卤拟球菌(Dehalococcoides)

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芽孢杆菌及其胞外多糖对空心菜和茼蒿Cd吸收及土壤团聚体的影响

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农业环境科学学报 2024年第1期43卷 60-67页

作者：邓雪婷高蓉蓉季翠何琳燕盛下放南京农业大学生命科学学院/农业农村部农业环境微生物重点实验室南京210095

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉(Cd)积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株Priestia megaterium YG35和Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与C... 详细信息

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉(Cd)积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株Priestia megaterium YG35和Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与CK相比,菌株YG35、菌株G20及其胞外多糖处理显著增加空心菜和茼蒿可食用组织干质量(37.8%~115.1%),显著降低可食用组织Cd含量(21.9%~44.2%),并使茼蒿Cd含量(0.057~0.061 mg·kg-1)达到安全可食用标准,显著降低根际土壤有效态Cd含量(3.7%~11.7%),显著(P<0.05)增加根际土壤多糖含量(35.9%~49.5%)和蔗糖酶活性(15.3%~28.4%),促进根际土壤团聚体向大粒径转化。研究表明,YG35和G20及其胞外多糖能降低蔬菜对Cd的吸收,促进蔬菜生长,改善土壤结构,具有在Cd污染土壤上实现蔬菜安全生产的应用潜力。

关键词：胞外多糖芽孢杆菌空心菜茼蒿 Cd 土壤

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免耕水稻土固定CO2自养微生物多样性

中国环境科学 2015年第12期35卷 3754-3761页

作者：钱明媚肖永良彭文涛曹慧南京农业大学生命科学学院农业部农业环境微生物工程重点实验室江苏南京210095

使用^(13)CO_2为标记物,采用稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP)技术和微宇宙模拟的方法,对两种南方免耕水稻土中的固定CO_2自养微生物群落结构和多样性进行了研究.实验结果表明,经80d的培养后,从^(13)CO_2标记处理的士样提取的DNA经氯化铯... 详细信息

使用^(13)CO_2为标记物,采用稳定性同位素核酸探针(DNA-SIP)技术和微宇宙模拟的方法,对两种南方免耕水稻土中的固定CO_2自养微生物群落结构和多样性进行了研究.实验结果表明,经80d的培养后,从^(13)CO_2标记处理的士样提取的DNA经氯化铯密度梯度离心后其浮力密度显著区分于^(12)CO_2对照组表明土壤样品中的固定CO_2自养微生物对CO_2具有同化利用.RT-PCR结果表明两种标记土样DNA密度梯度离心分层的cbbLR基因的拷贝数最高分别为1.36×10~5拷贝/g干土和2.21×10~5拷贝/g干土.克隆文库分析和系统发育分析表明两种土壤中的固定CO_2自养微生物群落结构具有一定差异Bradyrhizobium和Rubriviv二是为FG土壤中的主要类群,占全部克隆数的60.40%和13.86%.而TF土壤的主要类群是Rhodopseudomonas,Rhodospirillum,Methylibium和Variovorax,分别占全部克隆数的20.90%、11.94%,16.42%和10.45%.两种^(13)CO_2标记土样的cbbLR基因文库OTU类型、多样性指数均高于^(12)CO_2对照文库,其群落结构也有明显的变化.因此,免耕水稻土存在高度多样性的二氧化碳固定自养微生物,在农田土壤碳素循环方面具有重要作用.

关键词：固碳微生物免耕水稻土 cbb LR基因 DNA-SIP PCR-RFLP分析

一株铅镉抗性菌株WS34的生物学特性及其对植物修复铅镉污染土壤的强化作用

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环境科学学报 2008年第10期28卷 1961-1968页

作者：江春玉盛下放何琳燕马海艳孙乐妮张艳峰农业部农业环境微生物工程重点开放实验室南京农业大学生命科学学院南京210095

从土壤样品中筛选出一株对碳酸铅、碳酸镉活化能力最强的铅镉抗性细菌WS34,并研究其生物学特性.经生理生化特征及16SrDNA序列分析,菌株WS34被鉴定为伯克霍尔德氏菌属(***34).菌株WS34对多种重金属和抗生素具有抗性,具有溶磷、分泌吲哚... 详细信息

从土壤样品中筛选出一株对碳酸铅、碳酸镉活化能力最强的铅镉抗性细菌WS34,并研究其生物学特性.经生理生化特征及16SrDNA序列分析,菌株WS34被鉴定为伯克霍尔德氏菌属(***34).菌株WS34对多种重金属和抗生素具有抗性,具有溶磷、分泌吲哚乙酸、产生铁载体和ACC脱氨酶的能力,并对温度、pH、盐浓度具有一定耐受性.利用盆栽试验研究了菌株WS34、EDTA及EDTA和WS34复合3种处理下对印度芥菜和油菜生长及富集铅镉能力的影响.结果表明,菌株WS34能促进供试植物生长,使印度芥菜和油菜的干重分别比对照增加21.4%～76.3%和18.0%～236%,铅镉积累量比对照增加9.0%～46.4%和13.9%～329%,且油菜中的增加量大于印度芥菜.EDTA能使印度芥菜和油菜的铅镉积累量比对照分别增加25.1%～475%和10.1%～84.5%.***-1EDTA+菌株WS34的复合处理下,植物的重金属吸收量与EDTA处理相当甚至高于EDTA处理.

关键词：重金属抗性细菌生物学特性铅镉植物修复

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生物膜中群体感应因子细菌的分离及成膜能力

中国环境科学 2007年第2期27卷 194-198页

作者：李蒙英陆鹏张迹许敬亮李顺鹏南京农业大学生命科学学院农业部农业环境微生物工程重点开放实验室

从硝基苯甲酸废水处理系统的生物膜中分离到2株分泌酰基高丝氨酸内酯(AHL)群体感应信号分子的菌株M10和M22,测试表明M10产生4种AHL信号分子,M22产生3种AHL信号分子.以***5α为对照,测定了这2株菌的成膜能力及群游力,M10和M22均表现出一... 详细信息

从硝基苯甲酸废水处理系统的生物膜中分离到2株分泌酰基高丝氨酸内酯(AHL)群体感应信号分子的菌株M10和M22,测试表明M10产生4种AHL信号分子,M22产生3种AHL信号分子.以***5α为对照,测定了这2株菌的成膜能力及群游力,M10和M22均表现出一定的成膜力和群游力,对比而言,M22的成膜能力较强,而M10的群游能力较强,M10和M22经个体形态、生理生化反应及16SrDNA测序初步鉴定均属Aeromonassp..

关键词：生物膜废水处理群体感应 N-酰化高丝氨酸内酯

3,5-二硝基苯甲酸降解菌A3的分离及降解特性

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中国环境科学 2007年第1期27卷 106-110页

作者：李蒙英张迹陆鹏许敬亮李顺鹏南京农业大学生命科学学院农业部农业环境微生物工程重点开放实验室

从硝基苯类化合物废水处理系统中分离到一株3，5-二硝基苯甲酸降解菌株A3，经形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析，初步鉴定为睾丸酮丛毛单胞菌（Comamonas testosteroni）．该菌能以200mg/L3,5-二硝基苯甲酸为唯一碳源，12h的降... 详细信息

从硝基苯类化合物废水处理系统中分离到一株3，5-二硝基苯甲酸降解菌株A3，经形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析，初步鉴定为睾丸酮丛毛单胞菌（Comamonas testosteroni）．该菌能以200mg/L3,5-二硝基苯甲酸为唯一碳源，12h的降解率可达95％以上，24h可溶性有机碳（DOC）由72．5mg/L降至10．2mg／L。表明3，5-二硝基苯甲酸被降解矿化而不是被转化成其他有机物．当A3以200mg/L3,5-二硝基苯甲酸为唯一碳、氮源时，将底物转化为一种黄色代谢产物，该产物不易进一步降解．A3降解3，5-二硝基苯甲酸的适宜温度为20-30℃。最适pH值为5-9．

关键词： 3,5-硝基苯甲酸睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni) 生物降解矿化

产生物膜芽胞杆菌阻控叶菜吸收镉、铅及其修复菜地土壤的作用

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南京农业大学学报 2020年第1期43卷 80-88页

作者：葛占标殷涂童周倩倩张静盛下放何琳燕南京农业大学生命科学学院/农业农村部农业环境微生物学重点实验室

[目的]本文旨在利用产生物膜芽胞杆菌减少叶菜重金属积累,探索其修复蔬菜土壤的机制。[方法]以江苏省南京市六合区农田土壤为供试土壤,采用室内培养模拟试验,通过测定菌株Bacillus velezensis B9和B25在叶菜根部的定殖和对根际土壤理化... 详细信息

[目的]本文旨在利用产生物膜芽胞杆菌减少叶菜重金属积累,探索其修复蔬菜土壤的机制。[方法]以江苏省南京市六合区农田土壤为供试土壤,采用室内培养模拟试验,通过测定菌株Bacillus velezensis B9和B25在叶菜根部的定殖和对根际土壤理化性质的影响,测定接种Bacillus velezensis B9和B25处理后小白菜(Brassica chinensis)和长叶莴苣(Lactuca sativa ***)的鲜质量、Cd和Pb含量、根际土壤多糖含量、脲酶活性和产生物膜细菌比例以及细菌定殖。[结果]与接种灭菌悬液处理相比,小白菜B9L和B25L处理(分别接种B9和B25菌悬液)地上部干质量分别显著增加54%和41%,B25L处理长叶莴苣地上部干质量显著增加74%;B9L和B25L处理显著降低2种蔬菜地上部和根中的Cd、Pb含量,其中B9L处理小白菜地上部Cd和Pb含量分别显著降低24%和33%,B25L处理长叶莴苣地上部Cd和Pb含量分别显著降低33%和35%。菌株B9和B25均在2种蔬菜根部定殖形成生物膜,接种B9和B25菌株显著提高根际土壤生物膜生成菌比例、土壤多糖含量和土壤脲酶活性,显著提高根际土壤pH值,最终降低了土壤有效态Cd、Pb含量。[结论]产生物膜芽胞杆菌*** B9和B25可以阻控蔬菜吸收Cd、Pb,在蔬菜根部定殖产生生物膜,提高根际土壤多糖含量和脲酶活性,具有修复Cd、Pb污染土壤、实现蔬菜安全生产的潜力。

关键词：生物膜芽胞杆菌定殖叶菜重金属