Abstract:

Abstract:

Abstract:

Abstract:

滨海湿地是重要的蓝碳生态系统，在调控气候变化、保护生物多样性等方面起着不可或缺的作用。微生物是生物地球化学循环的重要驱动者，通过耦合碳、氮、硫等循环维持生态系统功能和稳定。合成微生物生态学旨在揭示微生物互作机制和环境应用。本文针对滨海湿地关键问题，聚焦合成微生物生态学理论研究，前瞻降低温室气体与增加碳汇微生物组工程在滨海湿地的应用，为缓解全球气候变暖提供科技支撑。

Abstract:

微生物自出现以来，已经在持续变化且能量供应不足的环境中生存和演化了几十亿年。相比于实验室中有机底物充足的培养条件，天然寡营养环境中的微生物在生理状态、基因和蛋白表达等多方面表现出显著不同。在极端且低能量的环境胁迫下，微生物会利用周围环境中的氢气、亚铁离子、矿物、有机残体等多种物质作为能量/电子来源，通过多种方式调节自身基因表达、代谢途径和生理状态来提高能量利用效率，适应寡营养环境，获取维持生命代谢活动的能量并延续种群，驱动物质的转化和元素的循环。因此，深入解析天然环境中微生物的生理状态以及微生物应对低能量供给等环境胁迫时的适应生存机制，对于认识微生物的起源、进化、生长代谢、休眠、维持生命的最低能量极限等都具有重要意义。本文重点介绍了天然低能量环境(即电子供体和碳源缺乏的环境)的形成、演变和分布，以及微生物在变化的低能量环境中的生理状态及其生存策略，该领域的研究有助于推动微生物修复技术的开发、极端环境的生态保护、生物采矿技术的发展，是地质微生物学研究的前沿方向。

Abstract:

维生素B₁₂ (vitamin B₁₂, VB₁₂)是大部分生物的必需营养素和生长辅助因子，它不仅影响微生物群落结构和海洋初级生产力，还对全球生物地球化学循环过程也具有重要影响，被称为海洋生态系统中的“硬通货”。氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)首次在2005年从海洋中分离得到，具有化能自养的特点。基因组、代谢组和培养实验均表明，AOA是海洋中为数不多的具备生物合成VB₁₂能力的微生物类群，这对于维持微生物群落的稳定性和生物地球化学功能具有重要意义。本文综述了海洋中VB₁₂的测定方法、分布特征，以及AOA产生VB₁₂的途径特点，论述了AOA在海洋VB₁₂供应方面的重要性，并展望了海洋AOA产生VB₁₂研究的未来重点方向。

Abstract:

【目的】 冷泉和热液是海洋中典型的化能生态系统，其独特的理化特征孕育了特殊的微生物类群。二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate, DMSP)是地球上最丰富的有机硫化合物之一，多种海洋细菌能够合成与降解DMSP，在驱动海洋碳、硫元素循环过程中发挥重要作用。本研究对南海F-冷泉和冲绳海槽热液区的DMSP合成与降解细菌进行了分离鉴定，分析其多样性与分布，拓展了对海洋中DMSP代谢细菌的认识。【方法】 选取南海F-冷泉和冲绳海槽Yaeyama Knoll热液区不同深度水体、沉积物和动物为研究对象，利用3种富集培养基(甲硫氨酸添加、高盐低氮条件用于富集DMSP合成细菌，DMSP添加用于富集DMSP降解细菌)和2216E分离培养基进行细菌的富集与分离培养。通过16S rRNA基因测序确定菌株分类地位，并检测代表菌株的DMSP合成与降解能力。【结果】 本研究共获得874株可培养细菌，其中γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为3种培养基中获得的优势纲；海杆菌属(Marinobacter)为优势属。经富集后冷泉样品的可培养菌株数量和多样性均高于热液样品。冷泉来源的14株DMSP合成细菌分属于7个属，其中5株属于近海螺旋菌属(Thalassospira)且含有DMSP合成基因mmtN，2株属于假栖大洋菌属(Pseudooceanicola)并含有dsyB。冷泉来源的130株DMSP降解细菌分属于39个属，谷氨酸杆菌属(Glutamicibacter)为最优势属(24株)且不含已知DMSP降解基因。热液区来源的DMSP合成细菌仅1株，降解细菌18株，均远少于冷泉样品。具有DMSP裂解途径的菌株占降解细菌总数(148株)的98.6%，其中55株裂解活性较强且以放线菌纲(Actinobacteria)为主。在40株不同种且DMSP降解能力较强的菌株中，9株含有已知的裂解基因，3株含有已知的脱甲基基因。【结论】 南海F-冷泉和冲绳海槽热液区存在丰富的DMSP合成与降解细菌，包括多种含有潜在新型DMSP合成/降解基因的细菌类群。本研究为进一步深入理解化能生态系统中微生物驱动的有机硫循环提供了基础。

Abstract:

深海冷泉由甲烷等烃类化合物渗漏形成，其独特的生态环境孕育了新颖且系统发育多样的原核生物、真核生物和病毒。冷泉微生物通过化能合成作用获得能量和物质，驱动碳、硫、氮等元素的生物地球化学循环，维持着冷泉生态系统的稳定。冷泉生境蕴含丰富的微生物遗传资源，特别是极端环境下产生的酶和次级代谢产物，具有脱卤、固氮和抗菌等作用，在农业、药物开发和环境保护等领域展现出潜在的应用前景。此外，冷泉微生物与天然气水合物开采的环境影响评估紧密相关，并在全球气候变化中扮演重要角色。为了有效开发深海冷泉微生物的遗传资源，未来研究应通过原位采样、测序和培养技术，结合环境参数监测，深入探讨冷泉微生物的生态角色与进化机制，挖掘冷泉微生物的基因资源，研究水合物开采中的微生物响应，从而为全面开发深海冷泉微生物遗传资源及水合物资源提供科学依据。

Abstract:

海洋中的溶解有机质(dissolved organic matter, DOM)成分复杂、来源多样，异养细菌作为DOM的主要分解者也呈现高度的生物多样性，二者之间的相互作用在生物地球化学循环中起着重要作用。截至目前，海洋中DOM的组成与微生物群落之间的相互作用尚不完全清楚。【目的】 探究添加海洋来源的浓缩DOM后微生物群落的动态变化。【方法】 将从近岸海水中富集到>1 kDa的DOM添加至微宇宙培养体系后，分别在不同的培养天数进行Illumina扩增子测序、溶解有机碳(dissolved organic carbon, DOC)浓度监测及异养细菌分离纯化。【结果】 DOM添加导致微生物群落组成发生了明显的演替，且高DOM处理组中微生物群落的变化更明显，在第3、10、30天分别出现弯曲杆菌门(Campylobacterota)、亚硝化球菌目(Nitrosococcales)和栖苏打菌科(Nitrincolaceae)等类群占比的升高。群落的α多样性和均匀度先在0−3 d内降低，而后又在10−30 d内升高，在3−10 d发生变化趋势的转折。网络分析发现，高DOM处理组的网络结构比对照组更加紧密复杂。此外，不同浓度DOM培养体系中分离得到的可培养菌株明显不同，并分离获得了DOM处理组的特有属，它们可能是重要的DOM降解类群。【结论】 浓缩DOM添加引起微宇宙培养体系中微生物群落结构的明显演替，其群落组成可能与DOM成分协同变化，影响着群落的演替方向。不同浓度DOM的培养体系也可能促进了具有不同生存策略的细菌的生长。本研究为更深入地理解微生物对海洋DOM的响应机制提供了理论依据。

Abstract:

电缆细菌是一类新兴的丝状电活性微生物，具有长距离电子传递的能力，在元素地球化学循环中扮演着重要角色，其独特的结构和功能特性使其犹如“生物电缆”。自2012年首次在海洋沉积物中被发现以来，电缆细菌就引起了广泛关注，在维持水生态健康、环境修复和气候调节等方面展现出独特的生态潜力。本文围绕电缆细菌的“生物电缆”结构和功能，综述了其在水体沉积物中的长线状结构特性、产电硫氧化特性、多样性与分布特征及其长距离电子传递机制，归纳了其对S、C、N、P等关键元素循环以及金属离子迁移转化的影响，总结了其与其他生物的互作以及在生态系统自然修复方面的作用，并分析了现存的主要问题和下一步的发展方向，以期为进一步发挥“生物电缆”在生态系统自然修复中的功能活性提供科学参考。

Abstract:

蓝细菌是海洋水圈的重要成员，同时作为海洋生物活性化合物的重要来源而备受关注。IV型菌毛(type IV pili, TFP)在蓝细菌中至关重要，参与多种生理功能，包括介质表面运动、趋光行为和自然转化等过程。随着菌毛可视化技术的不断进步，对这些微生物的TFP相关细胞行为有了更深入的了解。本文以菌毛可视化为切入点，总结了该技术在蓝细菌蹭行运动、趋光、自然转化等研究领域的最新研究和应用，本文旨在促进对蓝细菌中TFP介导的细胞行为的理解，以及蓝细菌在水圈中的生态学功能及意义，同时也为发展基于TFP的蓝细菌行为调控提供新思路。

Abstract:

【目的】 探究旱季黄河小浪底库区及下游原核生物及其固碳功能群的环境驱动因素。【方法】 采集旱季(2020年11月)黄河小浪底库区及下游水体和表层沉积物样品进行理化因子测定；通过细菌、古菌16S rRNA基因高通量测序和PICRUSt2预测探究原核生物群落组成及其固碳功能，同时通过固碳基因cbbL和cbbM高通量测序分析固碳微生物群落组成。【结果】 变形菌门(Proteobacteria，24.74%)、放线菌门(Actinobacteria，17.55%)和厚壁菌门(Firmicutes，11.43%)为优势细菌；泉古菌门(Crenarchaeota，63.26%)、热原体门(Thermoplasmatota，18.29%)和盐杆菌门(Halobacterota，11.31%)为主要优势古菌。此外，变形菌门(Proteobacteria，13.14%)、蓝藻门(Cyanobacteria，1.70%)和放线菌门(Actinobacteria，0.76%)是cbbL型固碳微生物的优势门；变形菌门(Proteobacteria，3.52%)、放线菌门(Actinobacteria，0.03%)和芽单胞菌门(Gemmatimonadota，0.02%)是cbbM型固碳微生物的优势门。其中，细菌群落结构的主要驱动因素是温度(temperature, T)、浊度(turbidity, Turb)、化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)和总氨氮(total ammonia nitrogen, TAN)，但环境因子对古菌及固碳微生物的影响较弱。在细菌固碳途径中，还原柠檬酸循环(rTCA)、二羧酸/4-羟基丁酸循环(DC/4HB)、3-羟基丙酸双循环(3HP)和卡尔文循环(CBB)的丰度较高，且小浪底上游3-羟基丙酸/4-羟基丁酸循环(3HP/4HB)丰度显著高于下游。在古菌群落固碳途径中，rTCA、DC/4HB和不完全还原柠檬酸循环(incomplete rTCA)的丰度较高，且小浪底下游还原乙酰辅酶A途径(WL)丰度显著高于库区。浊度是影响细菌3HP和incomplete rTCA途径丰度的关键因素；温度、溶解氧(dissolved oxygen, DO)、浊度、COD和总磷(total phosphorus, TP)则是影响古菌固碳途径丰度的主要因素。【结论】 本研究揭示了旱季小浪底库区上、下游原核生物及其固碳功能群的环境驱动因素，结果有助于加深理解旱季黄河微生物驱动的碳固定过程及其环境驱动机制。

Abstract:

全球气候变暖背景下，极端天气事件如持续高温、暴雨和干旱频发，进而通过增加陆源输入或改变微生物的生存条件，直接或间接地增加饮用水系统及水源地水体中的病原微生物风险，对饮用水生物安全构成威胁。因此，饮用水生物安全问题亟待深入研究和关注。得益于病原微生物检测技术和风险评估模型的不断发展与优化，我们能够更全面地理解并评估气候变化背景下的流域饮用水微生物风险。本文旨在探讨极端气候条件下流域饮用水微生物风险的来源，并系统地归纳和分析了不同类型的微生物污染及其引发的健康风险。特别强调了高通量定量微生物风险检测方法和风险评估模型在饮用水病原微生物管控中的重要性。最后，本文提出了未来在气候变化背景下对流域饮用水病原微生物进行有效管控的研究思路和方向，为相关领域的研究提供了理论基础和实践指导。

Abstract:

【目的】 真核浮游生物是水库生态系统的关键组分，在食物网中发挥承上启下的生态作用。本研究以两座亚热带深水水库(石兜水库和汀溪水库)为研究区，探究水库不同粒径范围(0.2–200μm、0.2–3 μm和3–200 μm)真核浮游生物群落的构建机制。【方法】 2015−2018年，对两座水库进行连续4年的季节采样，基于18S rRNA基因的V9可变区扩增测序和多元统计方法，研究水库不同粒径范围的真核浮游生物群落动态变化特征。【结果】 总体上，两座水库总真核浮游生物(0.2–200μm)与微型真核浮游生物(3–200 μm)优势门类变化的相关性较强，与微微型真核浮游生物(0.2–3μm)优势门类变化的相关性较弱。物种更替是驱动两座水库真核浮游生物群落时间动态变化的主要因素；2016年和2017年石兜水库更替物种总序列数均高于汀溪水库，而2018年则相反。与汀溪水库相比，石兜水库微微型真核浮游生物群落构建受确定性过程的影响比例更大。蓝藻叶绿素a浓度与汀溪水库真核浮游生物群落相关性较弱且不显著，而与石兜水库真核浮游生物群落显著相关，其中与石兜水库微微型真核浮游生物群落相关性最高。【结论】 微微型真核浮游生物群落比微型真核浮游生物群落更容易受蓝藻生物量影响；微型真核浮游生物群落变化一定程度上决定着总真核浮游生物群落的动态变化。全球变化背景下，应对不同粒径范围真核浮游生物进行监测，深入分析群落结构和功能变化，从而更好地保障水库生态健康和水质安全。

Abstract:

工业固氮和化学氮肥的广泛使用极大地提升了作物产量、缓解了粮食危机，然而所造成的氮污染问题严重影响人类健康和生存环境。氮污染的净化主要依赖于微生物驱动的氮循环，近30多年来，先后发现了厌氧氨氧化、完全氨氧化和直接氨氧化等无机氮代谢新途径。希瓦氏菌属(Shewanella)是目前已知的所有细菌中呼吸系统最丰富的微生物类群之一，且广泛分布于自然生境中，在微生物燃料电池和环境生物修复方面均具有潜在应用价值。本文从希瓦氏菌的硝酸盐还原酶系统、第二信使环状腺苷酸(cyclic AMP, cAMP)受体蛋白(cAMP receptor protein, Crp)的调控以及硝酸盐还原途径的调控和抉择机制等方面出发阐述希瓦氏菌中反硝化脱氮(denitrification)和硝酸盐异化还原成铵(dissimilatory nitrate reduction to ammonium, DNRA)的分子调控机制，旨在为理解水圈微生物驱动的氮循环机制和研发环境保护新工艺提供参考。

Abstract:

高级醇是酿酒酵母在葡萄酒酿造过程中产生的主要代谢副产物，其代谢受到多层次调控体系的精细调节。酿酒酵母高级醇代谢途径中的酶系及其编码基因已基本明确，但酿酒酵母高级醇代谢的转录调控机制仍不清晰。本文在总结酵母高级醇代谢途径及其代谢调控策略的基础上，重点综述了参与酵母高级醇代谢调控的转录因子Aro80p、GATA和Leu3p及其作用机制。旨在为系统理解酵母高级醇代谢转录调控机制，以及选育高级醇产量适中的酵母菌种提供理论参考。

Abstract:

异养硝化-好氧反硝化微生物(heterotrophic nitrification and aerobic denitrification microorganisms, HNADMs)在有氧条件下可以同时完成硝化和反硝化过程，为生物脱氮技术开发提供了新思路。研究发现部分HNADMs在极端环境下仍具有良好的脱氮效能，其在非典型污水脱氮领域表现出较高的应用价值，然而，当前关于极端环境中HNADMs的研究仍处于起步阶段。本文系统概述了HNADMs的多样性、生理生化特性和代谢路径的复杂性；重点对具有极端温度、pH、高盐、寡营养、重金属耐受性，以及同步脱氮除磷、降解复杂有机物、抗生素耐药性HNADMs的脱氮效能和耐受机理进行了综述；同时对极端环境耐受HNADMs的应用现状进行了总结；并基于当前极端环境耐受HNADMs研究中的瓶颈问题进行了展望，以期为HNADMs在复杂污水处理中的应用提供基础资料。

Abstract:

豆科植物根瘤中的生物固氮作用对农业可持续发展和自然生态环境保护具有重要意义。依据根瘤的不同发育时期可将根瘤分为初生期、活跃期和衰老期3个时期，其中的衰老期是一个复杂的生理过程，涉及多种基因和环境因素的相互作用，可以通过调节固氮酶活性、豆血红蛋白基因表达水平等来调节根瘤的功能和寿命。同时，各种生物与非生物胁迫也会加速根瘤的衰老，降低豆科植物的生物积累量与生产力。本文系统阐述了根瘤衰老的形态、生理生化与分子变化机制，梳理了影响根瘤衰老的生物与非生物因素，探讨了能有效延迟共生根瘤的衰老，从而延长共生结瘤固氮功能，提高土壤氮利用效率，增加豆科植物种子灌浆期间种子发育的总体氮供应的策略，可在增强粮食安全的同时又减少化学肥料对环境的不利影响。

Abstract:

海洋哺乳动物主要包括生活在水里的鲸类、基本生活在水里的海牛类以及水陆两栖的鳍足类，均为珍稀的国家二级及以上保护动物。微生物在哺乳动物体内起到营养吸收、辅助消化过程以及增强免疫功能的作用，是宿主体内不可或缺的一部分，而作为适应海洋环境的特殊哺乳动物类群，海洋哺乳动物的生存环境和食性的特殊性导致其体内微生物群落与陆生哺乳动物有显著差异。正是这种差异性导致我们对研究较多的陆地哺乳动物微生物的很多认识无法简单地套入海洋哺乳动物中。因此，深入了解海洋哺乳动物的微生物群落结构和功能对于了解海洋哺乳动物与环境的互作关系以及提高其保育工作的水平至关重要。本文对近年来海洋哺乳动物微生物组研究的进展进行了总结，并探讨了相关技术方法以及未来研究中值得关注的科学问题。

Abstract:

环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)是广泛存在于真核生物中的第二信使，其由腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)合成后，通过结合蛋白激酶A (protein kinase A, PKA)调控下游蛋白活性，从而参与植物病原真菌的生长发育、致病性(或致病力)、细胞壁完整性、环境胁迫响应及有性/无性生殖等方面的调控。本文介绍了植物病原真菌cAMP信号通路的信号转导及其与细胞中其他信号通路之间的交叉调控的相关研究进展，同时阐述了cAMP信号通路在植物病原真菌侵染过程中的重要作用。为今后以cAMP信号通路相关基因或蛋白作为靶点筛选抑制植物病原真菌的药物，以及利用cAMP信号通路对植物病原真菌生长发育及致病等相关调控机制进行病害防控提供了新的策略和思路。

Abstract:

阿卡波糖(acarbose)是一种α-糖苷酶抑制剂，通过竞争性抑制肠道内蔗糖酶、麦芽糖酶和葡萄糖淀粉酶的活性调节餐后血糖水平，是一种药理活性极好的降糖药成分。阿卡波糖主要由游动放线菌发酵获得，其代谢途径主要分为4个模块：C_7-环醇的合成、双脱氧氨基葡萄糖的合成、麦芽糖的整合进入和胞外阿卡波糖及其同系物的转运(Carbophore循环)。本文根据近年来针对阿卡波糖的代谢途径、酶系和发酵菌株改造的研究现状展开综述，以期为进一步完善阿卡波糖的代谢通路、深入探索相关酶系的催化机制和发酵菌株的分子改造提供思路。

Abstract:

【目的】 探究金属调节因子ZntR对副溶血弧菌金属稳态的调控作用，明确其对细菌氧化应激抗性和毒力的影响。【方法】 采用生长曲线分析和菌体内金属含量测定方法，探究ZntR对副溶血弧菌金属稳态的调控作用；通过生长曲线分析探究ZntR对副溶血弧菌氧化应激抗性的影响；利用斑马鱼竞争感染试验评估ZntR对副溶血弧菌毒力的影响；通过转录组测序鉴定ZntR调控的基因。【结果】 zntR基因缺失株(ΔzntR)在锌、镍过量和铁限制条件下表现出生长缺陷，其生长缺陷均与锌稳态紊乱有关；在ΔzntR中超表达zntA促进其在锌、镍过量和铁限制条件下的生长；在锌过量的情况下，ΔzntR对H₂O₂诱导氧化应激的抗性减弱；在斑马鱼竞争感染试验中，ΔzntR的毒力下降；转录组测序结果显示，ZntR调控一些毒力相关基因的表达。【结论】 ZntR调控副溶血弧菌锌稳态，并促进细菌氧化应激抗性和毒力。

Abstract:

【目的】 构建同时表达双报告基因(荧光素酶Fluc和红色荧光蛋白mCherry)的重组痘苗病毒WR株。【方法】 采用CRISPR/Cas9技术构建针对WR株J2R区的gRNA CRISPR/Cas9质粒及表达Fluc和mCherry的质粒pJSE-Fluc/mCherry，插入至TK区构建重组痘苗病毒rWR-Fluc/mCherry。采用PCR与测序分析基因插入位置与序列的准确性；通过mCherry、Fluc活性、空斑形态鉴定重组病毒；重组病毒连续盲传12代，检测双报告基因及E3L表达分析重组病毒的遗传稳定性；检测重组病毒(rWR)与野生型病毒(WR)感染Vero和HeLa细胞后的细胞病变、TCID₅₀、报告基因表达，分析病毒的复制动力学。采用空斑法、qPCR法、双报告基因活性检测，评价ST-246作为阳性药物的体外抗病毒药效。【结果】 体外鉴定结果显示，Fluc和mCherry准确插入WR株的TK区域，感染Vero细胞后可检测到mCherry荧光及Fluc酶活性，空斑形态与野生型病毒一致，连续盲传12代病毒滴度保持稳定，并且双报告基因活性及E3L表达均可稳定检出，表明重组病毒rWR-Fluc/mCherry构建成功且遗传稳定；重组病毒感染Vero和HeLa细胞后的细胞病变、TCID₅₀滴定、双报告基因活性检测均表明，感染后48−72 h达到复制高峰，与WR的复制动力学一致。采用重组病毒rWR-Fluc/mCherry测得ST-246的EC₅₀与WR野生型病毒一致，多个检测方法(病毒蚀斑、DNA拷贝数、双报告基因活性) EC₅₀结果(2−7 nmol/L之间)间均具有良好的一致性(相关系数r均大于0.500 0，P<0.05)。【结论】 成功构建了可同时表达Fluc与mCherry双报告基因且遗传稳定的重组痘苗病毒rWR-Fluc/mCherry，可应用于抗病毒药物体外快捷筛选及药效分析。

Abstract:

【目的】 探究青风藤内生链霉菌SZC001的次级代谢产物生物合成潜力，挖掘未知的活性天然产物。【方法】 表面消毒法分离SZC001并利用三代联合二代测序获得完整基因组，结合antiSMASH分析评估其天然产物合成潜力；使用4种培养基发酵初筛代谢谱，通过硅胶柱层析、高效液相制备、高分辨质谱以及核磁共振仪等对化合物进行分离鉴定；利用CCK-8法进行目标化合物的细胞毒性测定。【结果】 鉴定研究菌株为链霉菌SZC001，基因组总长度9 109 166 bp，G+C含量71.08%；antiSMASH显示该菌株共含有31个潜在的生物合成基因簇，有17个基因簇与已知基因簇的相似度小于40%；在4种培养基中可产生多个蒽环类天然产物，经分离鉴定得到含量最高的2个化合物1和2。化合物1为已知化合物ε-rhodomycinone；化合物2为一个新化合物η-rhodomycinone，相对已知化合物α₂-rhodomycinone其在C-10位羟基衍生化并且骨架6位羟基变为11位。化合物1与2对2种肿瘤细胞系均有较好的抑制活性，半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration, IC₅₀)为1.55−4.59μmol/L。【结论】 SZC001是一株有挖掘活性天然产物潜力的菌株，从中获得的蒽醌类天然产物具有较好的抗肿瘤活性，后续值得进一步开发和利用。本研究增加了ε-rhodomycinone衍生物的种类，为青风藤内生菌资源的后续开发提供了基础。

Abstract:

【目的】 探究宁夏引黄灌区稻蟹共作对土壤理化指标和微生物群落结构的影响，旨在为西北引黄灌溉地区推广稻蟹养殖提供一定的理论依据。【方法】 基于土壤理化指标测定和16S rRNA基因扩增子高通量测序技术，对单一水稻种植(CK)与环沟引入蟹形成的稻蟹共作(EG)土壤理化指标和微生物群落结构进行分析。【结果】 在理化指标上，4−8月EG显著提高了土壤pH、总氮和有机质含量，降低全盐含量。总氮、有效磷和有机质含量在6月和7月EG明显高于CK。在微生物群落结构特征上：EG可以明显改变土壤中细菌群落的物种多样性与丰度，其中4月和8月可以提高细菌群落的物种多样性与丰度。与CK相比，EG在4−8月门水平相对丰度排名前20的细菌累积相对丰度都高于CK，CK和EG在4−8月的最优菌门均为变形菌门(Proteobacteria)。在属水平上，EG提高了土壤细菌中假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度，同时也会降低硫杆菌属(Thiobacillus)和鬃毛甲烷菌属(Methanosaeta)的相对丰度。通过比较细菌群落结构发现，引入蟹后的EG对细菌群落结构组成的影响远大于采样月的影响。相关性分析表明，TN是影响土壤细菌相对丰度的主要因子，且具有显著性差异(P<0.05)。【结论】 与传统水稻单作(CK)相比，采样稻蟹共作(EG)增强了土壤肥力，提高了土壤中变形菌门和假单胞菌属的相对丰度，有助于提高土壤的肥力和营养循环效率，以及清洁土壤和水体中的污染物。

Abstract:

【目的】 探究具有较强抗氧化能力的青春双歧杆菌对溃疡性结肠炎小鼠的作用效果。【方法】 以2,2-联苯基-1-苦基肼基自由基清除率、还原能力和过氧化氢耐受能力作为抗氧化指标，筛选具有较强抗氧化能力的青春双歧杆菌进行后续动物实验。通过构建葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠模型，探究抗氧化能力较强的青春双歧杆菌对溃疡性结肠炎的缓解效果。【结果】 在26株青春双歧杆菌中，青春双歧杆菌TH02767、TH03658和TH03664表现出较强的抗氧化能力。在葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠模型中，仅有TH02767在疾病活动指数和脾脏指数方面表现出对结肠炎具有显著缓解效果(P<0.05)。此外，TH02767的干预显著降低了结肠中肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6、白细胞介素-1β和髓过氧化物酶的含量(P<0.05)，并显著增加了白细胞介素-10的含量(P<0.05)。TH02767降低了结肠炎小鼠肠道菌群中脱铁杆菌门的丰度，增加了拟杆菌门丰度，并在属水平上显著增加了鼠杆状菌属(Muribaculum)和鼠杆状菌科(Muribaculaceae)的丰度(P<0.05)。【结论】 本研究筛选得到的具有较强抗氧化能力的青春双歧杆菌TH02767，不仅能够改善葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠的相关临床症状，还能显著降低促炎细胞因子含量，并有效调节肠道菌群。

Abstract:

【目的】 探究DNA损伤应答(DNA damage response, DDR)对猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus, PEDV)复制的作用。【方法】 应用特异性抑制剂检测DDR通路是否参与PEDV的复制；通过实时彗星试验观察PEDV感染Vero细胞造成DNA损伤的情况；采用蛋白质免疫印迹和流式细胞术分别检测PEDV感染Vero细胞DDR通路中蛋白表达和细胞周期的变化。【结果】 ATM抑制剂KU55933可以极显著抑制PEDV的复制，病毒滴度从(5.50±0.25) log₁₀ TCID₅₀/mL下降到(3.15±0.15) log₁₀ TCID₅₀/mL；PEDV感染Vero细胞12−60 h可极显著引起DNA损伤；PEDV感染Vero细胞可激活ATM、ATR、Chk1、Chk2和p53，尤其是p-Chk2和p-p53在病毒复制过程中高表达；此外，PEDV感染使Vero细胞停滞在S期；细胞周期蛋白Cyclin B1在病毒复制过程中，蛋白表达先减少后极显著增加。【结论】 PEDV可能通过劫持DNA损伤通路中ATM-Chk2途径操控细胞周期促进病毒自身复制，为进一步阐明PEDV感染复制机制及开发新的潜在抗病毒靶点提供了重要依据。

Abstract:

【目的】 探究一株李维斯链霉菌的抗病促生性能，鉴定其抑菌活性成分。【方法】 从耐旱稗草根际分离到一株能抑制多种病原真菌及细菌的链霉菌，采用形态学观察及16S rRNA基因序列分析的方法对菌株进行鉴定；运用液相色谱和高分辨质谱技术鉴定活性物质成分；利用二代Illumina与三代Nanopore测序技术进行全基因组测序；antiSMASH分析该菌株中活性成分的生物合成基因簇。【结果】 李维斯链霉菌L2的菌体及发酵液能高效抑制革兰氏阳性菌及多种植物病原真菌的生长，能在铬天青平板(chrome azurol sulphonate, CAS)上产生较大的噬铁圈，还具有较好的产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)的能力。其抑菌活性成分的m/z为537.102 0[M+H]⁺ (calcd for C₂₇H₂₀O₁₂, 537.103 5, 2.2×10⁻⁶)，523.086 3 [M+H]⁺ (calcd for C₂₆H₁₈O₁₂, 523.087 8, 2.9×10⁻⁶)，分别与α-鲁霉素、β-鲁霉素、γ-鲁霉素的精确分子量相符，误差小于1/5 000 000，其高效液相色谱保留时间与鲁霉素标准品一致。该菌基因组总长8.8 Mb，预测编码有鲁霉素等32个次级代谢产物生物合成基因簇。【结论】 李维斯链霉菌L2具有较好的抗病促生性能，适宜进一步开发为生防菌剂，其抑菌活性成分为鲁霉素。

Abstract:

金黄色葡萄球菌是引起感染的最常见病原菌之一，较易黏附在介质或植入物表面形成生物被膜，使其较难清除和产生抗生素耐药性，给临床治疗带来极大挑战。因此研发新型的抑菌剂是非常急需的。柱[5]芳烃是一类新型的超分子大环宿主，因其高度刚性和对称的结构，以及可控的腔体尺寸，为创造具有不同官能团和生物活性的各种抗菌剂提供了无限的可能性。【目的】 合成三苯基膦柱[5]芳烃(triphenylphosphine pillar[5]arene, TPP)，以金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus) ATCC 6538、金黄色葡萄球菌亚种(Staphylococcus aureus subsp. aureus, S. subsp. aureus) ATCC 29213和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant S. aureus, MRSA) ATCC 43300为供试菌，进行抑菌性能和耐药性的探究。【方法】 通过最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC)和最小杀菌浓度(minimal bacteriocidal concentration, MBC)的确定，来评估化合物的抑菌活性。进一步通过结晶紫染色定量分析TPP对细菌生物被膜的形成及采用苯酚硫酸法测定生物被膜中胞外多糖的含量，最后进行亚抑制浓度传代培养对TPP的耐药性进行了研究。【结果】 TPP对 3种菌株均表现出较好的抑菌和杀菌活性，其对3种菌株的MIC均为15.63μg/mL；对S. aureus和S. subsp. aureus的MBC都为125.00μg/mL，而TPP即使在125.00 μg/mL浓度下也不能杀死MRSA。另外，TPP在MIC下对3种菌株的生物被膜抑制率分别为72.9%、69.2%和71.8%；生物被膜中胞外多糖含量随着TPP浓度的增加呈现下降的趋势；抗性发展实验结果表明，TPP对金黄色葡萄球菌在20次传代培养后均未产生耐药性。【结论】 本研究结果明确了TPP的抑菌性能，为其在新型抑菌剂开发领域提供了一定的理论依据。

Abstract:

【目的】 评估辣椒内生菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis) XY40-1的生防能力和促生效果，了解菌株的抑菌机制，为辣椒疫病的生物防治菌剂研发提供优良菌种及技术理论支撑。【方法】 采用平板对峙、活体接种及显微镜观察法评估贝莱斯芽孢杆菌XY40-1对辣椒疫病的抑制效果和对辣椒的促生效果；采用基因组学和代谢组学方法确定其抗菌代谢物与拮抗功能物质合成通路，明确其抗菌机制。【结果】 菌株XY40-1对辣椒疫病、白绢病、炭疽病、黑斑病、枯萎病和根腐病6种病原真菌展现出较强的抑制效果，具广谱抗性。当菌液浓度为10⁷ CFU/mL时，其对辣椒疫病的防治效果可达66.13%。此外，该菌株还具有解磷、解钾和固氮能力，对辣椒苗具有明显的促生效果。菌株XY40-1携带大量酮类及萜类抗生素合成基因，能产生包括诺加霉素、大蒜素、利福昔明、西拉菌素、阿维菌素和安丝菌素P-3等在内的多种胞外代谢产物，这些代谢产物对病原真菌活性具有显著抑制作用。酮体的合成和降解、萜类骨架生物和抗生素合成通路均有助于菌株XY40-1的拮抗功能，其中，次生代谢产物的生物合成为其核心代谢通路。【结论】 辣椒内生菌贝莱斯芽孢杆菌XY40-1对辣椒疫病具有良好生防能力，同时兼具促生效果，可作为辣椒病害生物防治的多功能优质菌种。

Abstract:

利用紫外诱变获得的一株高产四氢嘧啶(ectoine)的突变型坎帕尼亚盐单胞菌(Halomonas campaniensis) G₉-72，其突变位点、分子变异和高产四氢嘧啶的机制未知。【目的】 探讨野生型菌株XH26与突变菌株G₉-72的突变位点与分子遗传变异机制，明确四氢嘧啶积聚量暴发的可能原因。【方法】 采用PacBio Sequel II平台进行全基因组测序，分析突变菌株的突变基因位点，结合氨基酸代谢通路分析突变基因与四氢嘧啶合成代谢的关联性，并进行RT-PCR验证。【结果】 全基因组测序结果显示野生菌株XH26的基因组4.11 Mb，编码基因3 927个。突变菌株G₉-72的基因组存在35个突变位点，包括18个单核苷酸多态性突变、14个插入突变和3个缺失突变。代谢通路的关联分析显示：突变基因argF、coaBC和livH分别编码鸟氨酸氨甲酰基转移酶(NCBI数据库蛋白ArgF相似度100.00%)、磷酸泛酰半胱氨酸脱羧酶(蛋白CoaBC相似度99.28%)和支链氨基酸ABC转运体渗透酶(与蛋白LivH相似度96.27%)，分别参与延胡索酸、柠檬酸的合成以及增加支链氨基酸的吸收转运。上游代谢物的流量增加可能是突变菌株四氢嘧啶积聚量暴发的关键原因。RT-PCR验证四氢嘧啶代谢通路相关的20个基因，转录表达水平与预期分析相一致。【结论】 突变基因argF、coaBC和livH的过表达增强四氢嘧啶合成的代谢流，与突变菌株四氢嘧啶积聚量的暴发有关，此为后续突变菌株酶分子的反应机制研究和发酵生产提供参考依据。

Abstract:

【目的】 河流与湖泊是重要且紧密联系的水生生态系统，其中微生物是河流与湖泊生态系统中重要的有机组分并参与介导水体各类物质的转化和能量流动，探究河流与湖泊水体细菌和真菌群落特征及其共现网络模式的差异是深入理解柴达木盆地水生生态系统生物地球化学循环的关键。【方法】 基于高通量测序技术利用统计分析，选取柴达木盆地典型河湖(4个湖泊和6条河流)为研究对象，解析河流与湖泊水体的细菌和真菌群落的多样性、群落结构、驱动因素和共现网络的差异性。【结果】 河流水体细菌和真菌的丰度和多样性指数均高于湖泊水体(Wilcoxon，P<0.01)。河流与湖泊水体的细菌群落的最优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria，河流占比：6.0%−63.0%；湖泊占比：8.0%−61.0%)，河流与湖泊的真菌群落最优势物种不同，河流为子囊菌门(Ascomycota)：0.5%−75.0%、湖泊为未分类菌门(unclassified_k_Fungi)：3.0%−87.0%。河流与湖泊水体的细菌和真菌群落结构差异显著(细菌：R=0.599，P=0.001；真菌：R=0.435，P=0.001)。海拔(altitude, Alt)、叶绿素a (chlorophyll a, Chl-a)和总氮(total nitrogen, TN)是不同水体的细菌群落结构的显著驱动因子；而溶解氧(dissolved oxygen, DO)、酸碱度(potential of hydrogen potential of hydrogen, pH)和温度(temperature, Temp)是不同水体真菌群落结构的显著驱动因子。细菌和真菌群落在不同生境中稳定性差异较大：河流细菌群落比湖泊细菌群落中更稳定，而湖泊真菌群落比河流真菌群落更稳定。【结论】 柴达木盆地河流与湖泊水体的细菌和真菌群落特征存在较明显差异，表现出一定的空间异质性。本研究可为深入研究柴达木盆地河湖水生生态系统微生物群落特征的差异和联系提供数据支撑，并为该区域水资源保护和管理提供一定理论依据。

Abstract:

【目的】 揭示江汉平原人口稠密区地表水和地下水细菌群落在旱季和雨季之间的动态变化，探究产生时间动态差异的原因。【方法】 于江汉平原人口稠密区的地表水、地下水采集水样，利用宏基因组测序技术，分析地表水和地下水细菌群落在环境条件、群落结构、群落构建过程的季节间变化差异。【结果】 地表水的盐度(P<0.01)、电导率(P<0.01)在雨季显著低于旱季，地下水的浊度(P<0.05)在雨季显著高于旱季，反之则季节间差异不显著。地表水群落Shannon多样性指数在雨季显著高于旱季(P<0.01)，地下水群落差异不显著；主坐标分析(principle coordinates analysis, PCoA)和置换多元方差分析(P=0.001)表明，不同季节间，地表水和地下水的细菌群落间差异显著。Mantel test相关性分析表明，旱季地下水群落与环境因素的相关性不显著，其余群落均与至少一种环境因素显著相关。中性群落模型(neutral community model, NCM)、修正随机性比率(modified stochasticity ratio, MST)与β最近分类单元指数(β nearest taxon index, βNTI)均表明，地表水群落在雨季受到随机性过程的影响明显高于旱季，地下水存在相似但不明显的趋势；地表水的迁移率在雨季高于旱季，而地下水的变化趋势相反。地表水群落中，季节间抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)多样性变化值与MST值负相关(ρ=−0.164,P=4.942e−2)；地下水群落则呈现正相关关系(ρ=0.393,P=1.452e−6)。【结论】 江汉平原人口稠密区地表水和地下水细菌群落的时间动态变化存在差异。地表水和地下水基本性质的差异、雨季频繁的环境扰动，以及地表水、地下水之间的水体交换过程可能是导致上述差异的原因。