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主 管 单 位 中国科学院

主 办 单 位 中国科学院微生物研究所 中国微生物学会

主          编 徐建国

执 行 主 编 刘双江

编 辑 出 版 月刊

国 内 邮 发 代 号 2-504

国 外 代 号 M67

期刊简介
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当期文章
2025年第65卷第4期
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  • 王莹,何欢欢,卢春艳,郑卓桓,王森,黄易,李冰雨,董雷,李文均

    2025,65(4):1341-1357, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240774

    Abstract:

    目的 探究广东珠江河口滩涂沉积物中的可培养细菌多样性,并挖掘具有微塑料降解功能的菌株资源。方法 使用5种培养基对微生物进行分离与纯化,采用MEGA-X进行系统进化分析。利用聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)培养基筛选具有PET微塑料降解功能的菌株,并对相关基因进行功能注释。结果 共分离得到265株细菌,分布于4门32科71属。其中,假单胞菌门(Pseudomonadota) 168株,占比63.40%;放线菌门(Actinomycetota) 38株,占比14.34%;芽孢杆菌门(Bacillota) 31株,占比11.70%;拟杆菌门(Bacteroidota) 28株,占比10.56%。基于16S rRNA基因序列的同源性分析,推测其中59株菌株可能为潜在新物种。同时,筛选获得1株具有潜在PET降解功能的菌株。结论 本研究成功获得广东珠海香洲区滩涂特有的微生物菌株资源,并筛选得到1株能以PET作为唯一碳源进行生长的细菌。

  • 杨美雪,罗婷,钟艺倩,吴淼锐,陶旺兰,陆芳,王斌,向悟生,唐年武,李先琨

    2025,65(4):1358-1376, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240416

    Abstract:

    广西北热带喀斯特季节性雨林是我国特有的森林生态系统,然而其土壤微生物多样性及其维持机制尚不清楚。目的 探究北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性分布特征及影响因子,为该地区土壤微生物多样性及其维持机制的解析提供参考依据。方法 以弄岗北热带喀斯特季节性雨林15 hm2长期动态监测样地(以下简称弄岗样地)为例,基于16S rRNA基因高通量测序技术对其土壤细菌群落组成、多样性分布格局及其潜在影响因子进行分析。结果 弄岗样地3种生境(洼地、中坡、山顶)的土壤共包含细菌操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU) 5 841个,隶属于35门104纲242目373科677属1 501种,主要优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)等。洼地与中坡生境的优势细菌门均为变形菌门,而山顶生境则为放线菌门。在生境水平上,土壤细菌总OTU数与特异OTU数呈洼地>中坡>山顶的规律;但在群丛水平上,尽管山顶群丛(HH)的OTU总数显著少于其他群丛,其特异OTU数量却是最多的。土壤细菌α多样性 (Chao1、Sobs、Shannon、Simpson)指数在洼地与中坡生境间差异不显著,但山顶显著低于洼地与中坡生境,群丛HH也显著低于其他群丛。β多样性主坐标分析(principal co-ordinates analysis, PCoA)表明,土壤细菌群落结构在不同生境及群丛中存在明显差异。线性判别分析(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)表明,洼地与山顶生境的标志类群较多,而中坡的差异指示种最少。相关性分析(Spearman correlation与Mantel test)及冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明,平均海拔(average elevation, AvELE)是影响不同生境土壤细菌分布的主要因子,土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)、碱解氮(alkali-hydrolyzable nitrogen, AN)及速效磷(available phosphorus, AP)的影响次之。基于Tax4Fun的功能预测显示,土壤细菌群落功能在不同生境及群丛间存在显著差异,其中山顶最为特殊。结论 本研究揭示了弄岗样地土壤细菌的群落组成及其多样性分布格局,明确了海拔是影响其分布的首要因子。研究结果为解析广西北热带喀斯特季节性雨林土壤细菌多样性的维持机制提供了基础和依据。

  • 许倩钰,王倩倩,吕佳萱,朱德锐,邢江娃

    2025,65(4):1377-1395, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240786

    Abstract:

    目的 探究MgSO4亚型大柴旦盐湖嗜盐细菌的多样性,比较不同培养条件对可培养嗜盐细菌多样性的影响,并对嗜盐细菌的胞外功能酶活性进行筛选。方法 采用免培养Illumina MiSeq高通量测序平台分析大柴旦盐湖细菌的群落组成多样性;选取13种培养基、2个盐度、8组富集培养天数、6个稀释梯度分离嗜盐细菌,通过16S rRNA基因测序与BLAST序列比对确定菌株系统分类学地位。选取分属于18属的45株不同种的代表菌株,采用7种筛选培养基进行蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和酯酶4种功能酶活性的筛选。结果 大柴旦盐湖免培养测序结果中共得到244个细菌操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU);获得明确分类地位的细菌有19门53纲92目133科153属,其中假单胞菌门(Pseudomonadota)和放线菌门(Actinomycetota)为主要的优势菌门。从大柴旦盐湖水泥样本中共分离出593株嗜盐细菌,分属于4门5纲8目12科22属,其中11株可能为潜在新种。Pseudomonadota和芽孢杆菌门(Bacillota)为可培养嗜盐细菌的优势菌门,盐单胞菌属(Halomonas)、枝芽孢菌属(Virgibacillus)和芽孢杆菌属(Bacillus)为主要的优势菌属。本研究比较了不同分离培养条件的分离效果。在10% NaCl浓度下分离得到的嗜盐细菌菌株数明显高于18% NaCl浓度,说明可培养嗜盐细菌中以中度嗜盐细菌居多;优势培养基为寡营养培养基2216E、1/2 R2A、1/10 2216E和1/10 TSA;最佳富集天数为7-30 d;不稀释的样本分离效果最好,其次为稀释梯度10-1和10-2。在45株代表菌株中,分别有40.0%、31.1%、40.0%和82.22%的菌株表现出蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶和酯酶活性。大柴旦盐湖可培养嗜盐细菌的酯酶活性检出率较高,而纤维素酶活性检出率相对较低。结论 优化分离培养方法可显著提升盐湖可培养嗜盐细菌的多样性。大柴旦盐湖水泥样本中嗜盐细菌多样性较丰富,且具有较高的嗜盐酶活性,为后续进一步研究嗜盐细菌的应用提供了依据。

  • 罗堂亮,赵亚芳,刘慧美,马会彦,夏占峰,艾芮西

    2025,65(4):1396-1416, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240535

    Abstract:

    青海茫崖翡翠湖的高盐浓度,使其成为发掘嗜(耐)盐微生物的理想环境。目的 挖掘茫崖翡翠湖的嗜(耐)盐微生物资源,比较分析NaCl浓度下嗜(耐)盐菌的形态特征,并探究其对NaCl胁迫的响应机制。方法 采集茫崖翡翠湖的近岸湖水、湖盐及湖岸盐土3种样品,利用8种培养基和3个盐浓度梯度(10%、15%、20%)进行嗜(耐)盐菌的分离培养。通过光学显微镜、扫描电镜及透射电子显微镜观察3株嗜(耐)盐菌在不同NaCl浓度下的菌落形态、细胞形态及细胞内部结构。结果 共分离获得58株嗜(耐)盐细菌,其中包括31株耐盐菌和27株嗜盐菌,分属于16个属,其中喜盐芽孢杆菌属(Halobacillus)和芽孢杆菌属(Bacillus) 为优势属。嗜盐菌主要由Halobacillus组成(占40.7%),耐盐菌主要由Bacillus组成(占19.3%);对Na+、Mg2+、K+、Ca2+均有一定耐受性的菌株占总株数的84.5%。在不同NaCl浓度下,海岸枝芽孢杆菌(Virgibacillus litoralis) TRM 83602和咸鱼鱼芽孢杆菌(Piscibacillus salipiscarius) TRM 83622的细胞长度存在显著差异,而表皮短杆菌(Brevibacterium epidermidis) TRM 83610的细胞长度则无显著变化。结论 茫崖翡翠湖蕴藏着相对丰富的嗜(耐)盐菌资源。NaCl浓度对嗜(耐)盐菌的生长繁殖、菌落形态、细胞形态及细胞内部结构均产生影响。本研究不仅加深了对茫崖翡翠湖微生物资源的认识,还为嗜(耐)盐微生物的进一步开发利用提供了丰富的菌株资源。

  • 侯瑞楠,崔钰爽,王雨,黄亚丽,陈晓波

    2025,65(4):1417-1432, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20250061

    Abstract:

    目的 探究不同盐分类型土壤微生物群落结构特征及其与盐分离子的关联性,为盐碱土壤改良提供理论依据。方法 沿北纬38°采集石家庄(LC)、衡水(SZ)和沧州(HX) 3个地区的土壤样品,测定样品中水溶性总盐含量(total content of water-soluble salt, TSS)、盐分离子、酶活性及微生物群落结构,并采用Mantel分析法研究土壤盐分特征与微生物群落结构的相关性。结果 在LC、SZ和HX 3个样地中,土壤电导率(electrical conductance, EC)、TSS、Na+、Cl-、SO42-和NO3-含量均呈显著增加趋势,而土壤蔗糖酶(invertase, SC)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)、脲酶(urease, UE)和过氧化氢酶(catalase, CAT) 4种酶的活性则显著降低,表明盐碱土壤中养分循环受到抑制。3个盐分类型的土壤细菌和真菌群落β多样性差异显著,其中SZ的细菌和真菌α多样性与LC存在显著差异。HX土壤中嗜盐的芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、粘菌门(Myxococcota)及具有尿素分解(ureolysis)功能的菌群丰度显著升高,而氮固定(nitrogen fixation)菌群丰度降低。Mantel分析表明,Na?、Cl?等盐分离子与微生物群落组成呈显著负相关,但与耐盐菌(如Gemmatimonadota)呈正相关。结论 不同盐分类型土壤微生物群落存在显著差异,土壤中盐分离子通过抑制非耐盐菌和选择性富集耐盐菌驱动群落结构变化。微生物群落的改变和土壤酶活性的降低是盐碱土壤养分循环和供应障碍的关键因素,该研究为盐碱土壤改良中关键菌群的调控提供了理论依据。

  • 沈文浩,郑丽屏,周建芹,王剑文

    2025,65(4):1433-1445, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20250010

    Abstract:

    真菌子实体是重要的药物和食物资源,其中存在丰富多样的伴生微生物。目前,关于子实体内部细菌群落组成的报道已陆续发表,但对于真菌子实体伴生菌的多样性及其生物活性仍知之甚少。子实体与伴生菌之间形成了一个赖以生存的生命有机体,伴生菌能够促进宿主真菌生长,增强其适应性,提高对环境胁迫的抗性,并促进其次生代谢产物的积累。此外,子实体伴生菌还具有抗菌、抗氧化以及抗肿瘤等生物医药活性。本文综述了近年来子实体伴生菌的分离与培养方法,分析了伴生细菌、放线菌和真菌群落多样性,进一步挖掘了子实体伴生菌的生物活性。本文为伴生菌与寄主关系的研究提供了参考,并为子实体伴生菌资源的开发利用奠定了基础。

  • 张静怡,赵龙飞,刘梦洁

    2025,65(4):1446-1468, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20250012

    Abstract:

    植物内生菌是生活在植物组织内部或间隙的无致病性微生物群体,构成了植物微生态环境的关键组成部分。它们种类繁多,广泛分布在宿主植物的不同部位,具有物种多样性、宿主植物多样性、分布多样性和功能多样性。内生菌通过分泌植物生长调节激素,提高宿主植物对营养物质的吸收能力,从而促进植物生长;还能通过增强宿主植物对非生物胁迫和生物胁迫的抗逆性,间接促进植物生长。此外,内生菌能够产生丰富的次生代谢产物,这些化合物具有抗菌、抗病毒、抗氧化等多种生物活性,为新药开发、天然产物提取以及生物农药的研制提供了广阔前景。内生菌在农业、工业及医药领域具有广泛应用,例如作为生物防治剂提高农作物产量、生产天然色素及香料、开发新型药物等。然而,内生菌研究仍面临诸多挑战,包括种类鉴定与功能验证、内生菌与宿主互作的分子机制解析,以及实际应用技术与安全性评价等。

  • 孙天宇,朱俊玉,王世梅,韦中,徐阳春,沈其荣

    2025,65(4):1469-1481, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240735

    Abstract:

    由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的番茄青枯病,严重影响番茄的产量和品质,给番茄种植业带来了巨大的经济损失和挑战。目的 实现链霉菌对番茄青枯病的高效生物防治,为生防链霉菌菌剂的开发提供理论基础。方法 从土样中筛选出6株对青枯劳尔氏菌具有良好抑菌效果的放线菌(AB_1-AB_6)。分别对菌株进行形态、生理生化和分类鉴定,分析菌株的多种胞外酶活性及根际定殖能力,并进一步通过温室盆栽试验评估菌株对番茄青枯病的生防效果。结果 六株放线菌对青枯劳尔氏菌的抑菌圈范围为1.76-6.76 cm。经16S rRNA基因序列比对发现,6株放线菌均属于链霉菌属,其中菌株AB_1与Streptomyces gardneri相似度为98.67%,AB_2与S. pratensis相似度为97.59%,AB_3与S. diastatochromogenes相似度为97.33%,AB_4与S. canus相似度为96.54%,AB_5与S. albiflavescens相似度为96.94%,AB_6与S. gramineus相似度为97.34%。盆栽试验结果显示6株链霉菌对番茄青枯病的防效达到69.23%-100.00%。6株链霉菌均能良好地定殖于番茄根际,且具有多种胞外酶活性,如酯酶、淀粉酶、脲酶等,同时也具有广泛的碳氮源利用能力,较强的pH和盐耐受能力等。结论 六株链霉菌具有良好的环境适应性及番茄根际定殖能力,且对番茄青枯病均展现出良好的盆栽防控效果。本研究结果符合农业绿色发展理念并为链霉菌在番茄青枯病的防治和管理过程中提供了实验基础与理论依据。

  • 刘磊,赵阳国,张彦超,王荣晓,刘剑楠

    2025,65(4):1482-1497, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240706

    Abstract:

    目的 为更好地控制海水养殖尾水中的硝酸盐和硫化物污染,降低其排放对生态环境造成的风险,本研究旨在筛选出能够进行同步脱硫脱氮的耐盐菌株,并研究其生长特性。方法 采用稀释涂布-叠皿夹法分离筛选耐盐脱硫脱氮菌株,并通过观察形态和16S rRNA基因序列对比加以鉴定。以单因素试验为基础,分析影响脱硫脱氮效果的关键因子(碳源、温度、盐度、pH值和接种比例),并探究菌株对硫化物(S2-)的耐受阈值。结果 从硫基混养反硝化污泥中筛选出一株施氏假单胞菌(Stutzerimonas stutzeri) D1-2,该菌株能够在有机碳源条件下,同步去除环境中的硫化物和硝酸盐。菌株D1-2以乳酸钠为最优碳源,最佳接种比例为1.5%,在温度15-35 ℃、盐度10‰-50‰、初始pH值6.0-8.0的条件下,对硫代硫酸盐和硝态氮的去除率均大于80%。当S2-初始浓度为50 mg/L时,菌株D1-2表现出显著的耐受性,对S2-和NO3--N的去除率分别达到97.91%和94.67%。结论 本研究关于S. stutzeri能够进行异养硫氧化的相关报道,表明耐盐菌株S. stutzeri D1-2具有高效的同步脱硫脱氮效果,在海水养殖尾水的氮硫污染控制中具有潜在的应用价值。

  • 卜凡,韩思宁,朱仁贵,苑瑜瑾,于玮玮,谷医林,王远宏

    2025,65(4):1498-1511, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240726

    Abstract:

    目的 为筛选获得具有良好耐盐碱能力的植物根际促生菌,并对其功能进行评价。方法 采集不同盐碱条件下的小麦根际土,通过耐盐碱富集和稀释涂布法分离高效耐盐碱细菌。利用平板对峙和选择性培养基检测菌株的抑菌和促生特性,并利用ELISA试剂盒检测菌株分泌的固氮酶活性。结合形态学、生理生化及系统进化分析鉴定其分类地位。通过室内盆栽人工模拟盐胁迫,探究菌株对小麦生长的影响。结果 从根际土壤中富集到一株丰度较高的耐盐碱细菌,命名为TaRb44,该菌株能够在3% NaCl和pH 10.0的条件下正常生长。菌株TaRb44对引起小麦茎基腐病的假禾谷镰孢菌、引起西瓜枯萎病的尖孢镰孢菌西瓜专化型、引起香蕉枯萎病的尖孢镰孢菌古巴专化型,以及引起番茄采后灰霉病的灰葡萄孢菌,均具有较强的拮抗作用。同时,该菌株还能产生嗜铁素、淀粉酶、纤维素酶等多种植物促生相关活性物质,并具有良好的生物固氮活性,其分泌的固氮酶含量为65.50 U/L。经系统鉴定,菌株TaRb44为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。温室盆栽试验结果表明,经P. polymyxa TaRb44浸种处理后,在盐胁迫和非盐胁迫条件下均能显著促进小麦幼苗生长,增加根系生物量。结论 本研究获得了一株具有防病、促生、耐盐碱等多种优良性状的多黏类芽孢杆菌TaRb44,为今后开发新的微生物菌肥和土壤改良剂提供了良好的菌种资源。

  • 张鑫,罗雨帆,许庆方

    2025,65(4):1512-1528, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240745

    Abstract:

    目的 为了更好地利用因气候、机械配套等原因导致苜蓿延迟收割而沉积的木质纤维素,筛选可以降解木质纤维素的菌株,为苜蓿的高效利用提供菌种资源。 方法 采用碱性木质素、羧甲基纤维素钠培养法初筛菌株;结合颜色变化和褪色圈复筛能够分泌木质素酶和纤维素酶的菌株;通过16S rRNA基因和全基因组测序进行分类鉴定;将全基因组测序结果与京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)和碳水化合物活性酶(carbohydrate-active enzymes, CAZy)数据库比对,注释基因功能;利用扫描电镜法评价菌株对苜蓿茎微观结构的降解效果;采用菌株添加法评价其对苜蓿干草养分和微生物群落变化的影响。 结果 获得1株能够分泌木质素酶和纤维素酶的菌株S1,经全基因组测序鉴定为蜡样芽孢杆菌( Bacillus cereus)。其基因组中有305个基因被注释为参与碳水化合物代谢,其中包含139个编码碳水化合物活性酶的基因。在苜蓿干草中添加该菌株后,茎中维管束的微观结构发生显著变化,粗蛋白(crude protein, CP)含量随储存时间增加而升高,木质素、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)含量降低,同时微生物α多样性也有所下降。 结论 筛选鉴定的菌株为蜡样芽孢杆菌,其具有较强的木质纤维素降解能力。

  • 刘明月,王爱萍,赵瑞琳

    2025,65(4):1529-1541, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20250030

    Abstract:

    目的 为发掘具有高效降解秸秆能力的微生物资源,提高秸秆在低温条件下的资源化利用效率,对955株大型真菌的木质纤维素降解能力进行了筛选。方法 采用平板筛选法初步筛选具有羧甲基纤维素酶(carboxymethyl cellulase, CMCase)、木聚糖酶(xylanase)和漆酶(laccase)活性的菌株;通过滤纸崩解试验进一步筛选具备纤维素降解能力的菌株;对筛选得到的菌株进行液体发酵培养,并在第3、6、9和12天测定其酶活性,以筛选出降解木质纤维素能力较强的优势菌株。结果 筛选得到11株在低温(15 ℃)条件下具有较强木质纤维素降解能力的优势菌株,分别为香栓孔菌(Trametes suaveolens) ZRL20181126、乳白耙齿菌(Irpex lacteus) ZRL20200020、乳白蛋巢菌(Crucibulum leave) ZRL20211707、韧革菌(Stereum hirsutum) ZRL20211291、糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus) GX20170029、枫生射脉革菌(Phlebia acerina) ZRL20221433、黄斑蘑菇(Agaricus xanthodermus) QL20170055、灰孔新小层孔菌(Neofomitella fumosipora) GX20170468、多瓣鳞伞(Pholiota multicingulata) GX20170329、褐伞残孔菌(Abortiporus biennis) GX20172649和黄小蜜环菌(Armillaria cepistipes) ZRL20190819。其中,乳白蛋巢菌、黄斑蘑菇和多瓣鳞伞是首次报道具有较高木质纤维素降解能力的菌株。测定结果显示,这11株菌的羧甲基纤维素酶、木聚糖酶和漆酶的最高活性分别达到262.31、91.03和196.50 U/mL。香栓孔菌的羧甲基纤维素酶活性在15 ℃条件下达到168.17 U/mL,显著高于常温条件下的67.88 U/mL;糙皮侧耳的羧甲基纤维素酶活性为150.78 U/mL,漆酶活性为154.32 U/mL;韧革菌的漆酶活性为63.27 U/mL,是常温条件下的2倍。结论 本研究筛选得到11株在低温(15 ℃)条件下降解木质纤维素能力较强的优势菌株,为寒冷地区木质纤维素资源的降解及低温工业应用提供了重要的理论支持。

  • 金宇阳,贾阳,徐汉卿,林立东,赵敏,马增岭

    2025,65(4):1542-1557, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240720

    Abstract:

    目的 从温州东海海域分离获得溶藻细菌,对其进行鉴定并研究其溶藻特性及溶藻机制,以期为赤潮的微生物治理提供坚实的科学基础。方法 通过形态学分析、生理生化特征鉴定以及16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定。测定菌株的溶藻活性、环境因子对溶藻活性的影响,以及溶藻特异性等溶藻特性。通过电镜观察、光合参数测定、藻细胞内活性氧和丙二醛含量测定以及抗氧化酶活性检测等方法,初步探究其溶藻机制。结果 溶藻菌株J75被鉴定为假交替单胞菌(Pseudoalteromonas sp.),36 h内对中肋骨条藻的溶藻率可达95.97%。菌株J75通过分泌胞外溶藻物质实现间接溶藻,溶藻物质在-20-80 ℃、pH 5.0-9.0条件下均能保持良好的溶藻效果。菌株J75对米氏凯伦藻、微小原甲藻和球形棕囊藻均表现出溶藻活性。在J75无菌滤液的胁迫下,藻细胞的形态结构发生破坏,光合活性严重下降,活性氧含量升高,膜脂过氧化损伤加剧,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶的活性均有所升高,谷胱甘肽含量也明显升高,表明溶藻细菌引起了藻细胞的氧化损伤,最终导致藻死亡。结论 海洋溶藻假交替单胞菌J75通过分泌溶藻物质能够有效抑制多种赤潮微藻生长,在赤潮防治方面具有广阔的应用前景,对其溶藻特性和溶藻机制的探究为赤潮的治理提供了重要的理论依据。

  • 杨芾,岳晋军,袁金玲,孙启武,刘蕾

    2025,65(4):1558-1570, DOI:

    Abstract:

    目的 植物根际富集有大量微生物,植物根系-根际微生物之间的相互作用显著影响了植物的生长和健康。摆竹(Indosasa acutiligulata)是重要的经济竹种。挖掘摆竹根际土壤功能细菌,明确合成群落对竹类植物生长的影响,旨在为竹类植物功能菌株资源的开发利用提供新的途径和思路,对精准提升森林质量、保障森林“四库”功能具有重要理论意义和实践价值。方法 以湖南省九嶷山国家级自然保护区的摆竹根际土壤为研究对象,采用稀释培养法分离细菌,利用最大似然法基于16S rRNA基因序列构建系统发育树;依托功能筛选平板和特异性颜色变化进行功能评价,筛选出效果良好且相互不拮抗的菌株进行复合,最后通过回接试验检测合成群落对毛竹(Phyllostachys edulis)幼苗生长的影响。结果 共分离获得70株根际细菌,隶属于4门21科35属;假单胞菌门(Pseudomonadota)为优势门,伯克霍尔德氏菌科(Burkholderiaceae)为优势菌科。对这70株细菌进行功能评价发现,30株具有产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)功能,16株具有产铁载体功能。在兼具2种功能的细菌中,可溶解无机磷和矿化有机磷的菌株各有4株,另有3株具有解钾功能。菌株TR5、TN6、TN26不仅兼具产IAA和产铁载体的能力,还具备无机磷溶解和有机磷矿化的能力。基于生理生化指标测定及16S rRNA基因序列比对,结果表明它们分别为吡咯素伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pyrrocinia)、沼泽伯克霍尔德氏菌(Burkholderia paludis)和克斯腾伯斯副伯克霍尔德氏菌(Paraburkholderia kirstenboschensis)。通过回接试验发现,由菌株TR5、TN6、TN26复合形成的菌液FH能够显著促进毛竹幼苗根和叶片的伸长,以及毛竹幼苗竹鞭的生长。结论 摆竹根际土壤中功能细菌资源丰富,本研究筛选获得了多株具有产IAA、产铁载体、溶磷和解钾功能的菌株,且回接试验表明,合成群落FH对毛竹幼苗生长具有显著的促进作用。

  • 王蕊,林星荣,王婉婷,沈迎芳,张湑泽

    2025,65(4):1571-1586, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240733

    Abstract:

    目的 从两栖动物肠道中分离并筛选能够有效分解几丁质的菌株,研究其发酵条件、酶学特性,并进行细菌全基因组测序及功能分析。方法 对高原林蛙肠道内容物进行筛选,分离出1株具有产几丁质酶能力的菌株,并进行形态学和分子生物学鉴定;通过单因素试验和响应面试验对产酶条件进行优化,并研究其酶学性质;开展全基因组测序,鉴定几丁质酶基因家族。结果 筛选到1株可有效产几丁质酶的菌株JD-3,经鉴定为麦芽香肉食杆菌(Carnobacterium maltaromaticum)。最佳产酶条件为:发酵时间2.47 d,发酵温度31.4 ℃,初始pH 4.9,接种量4%,酶活性达到12 mU/mL。酶学性质分析表明,该酶的最适反应温度为20 ℃,pH 3.0,在室温、酸性条件下表现出良好的稳定性。全基因组分析显示,JD-3基因组全长为4 195 636 bp,包含6个环状重叠群(contig)、63个tRNA基因、19个rRNA基因和3 864个蛋白质编码序列(coding sequence, CDS)。在基因组中鉴定出2个几丁质酶基因,均属于GH18家族,系统发育分析将其归为2个不同的类别。结论 从高原两栖动物肠道中分离出1株具有常温耐酸特性的几丁质分解菌,经形态学和系统发育鉴定为麦芽香肉食杆菌,这为动物消化系统微生物资源的开发利用提供了新思路。

  • 何俊良,和展梅,何辰辰,黄心铷,谢贤安

    2025,65(4):1587-1600, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240731

    Abstract:

    目的 丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌是植物根围微生物群的关键组成部分,能与72%的陆生植物形成共生体。然而,AM真菌属于植物专性共生土壤真菌,难以进行富集分离和人工纯培养。本研究旨在建立一种基于添加根系分泌物的非植物共生培养体系,以解决AM真菌难以离体培养的问题。方法 利用 “多层三明治” 夹膜培养体系,对土壤AM真菌孢子进行非植物共生的准离体培养,并采用分子系统学方法对培养的AM真菌进行鉴定。结果 利用 “多层三明治” 夹膜培养体系对土壤AM真菌进行非植物共生的准离体培养,发现紫云英的根系分泌物能有效促进AM真菌的菌丝生长。与培养30 d和45 d相比,在培养60 d时产生大量的次生孢子,数量为(951±45)个。进一步的孢子回接试验表明,该培养产生的次生孢子能侵染紫云英幼苗根系。使用分子鉴定法鉴定出适用于 “多层三明治” 夹膜培养体系的2种AM真菌,分别为摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)和隐类球囊霉(Paraglomus occultum)。使用模拟紫云英根系分泌物成分配制的营养液对AM真菌孢子进行 “多层三明治” 夹膜离体培养,结果表明添加根系分泌物显著促进AM真菌菌丝生长。结论 在植物培护的 “多层三明治” 夹膜培养体系中,紫云英根系分泌物能持续诱导AM真菌在非共生条件下产生菌丝体和具有侵染宿主植物能力的次生孢子。本研究为进一步解决AM真菌离体培养和分离鉴定等问题提供了新方法。

  • 崔金子,韩睿,乔丽娟,李永臻,邢江娃,王嵘,沈国平,朱德锐

    2025,65(4):1601-1615, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240477

    Abstract:

    野生型坎帕尼亚盐单胞菌(Halomonas campaniensis)经9轮紫外循环诱变,获得1株高产四氢嘧啶(ectoine)的突变菌株G9-72,关于菌株差异表达基因、蛋白质以及四氢嘧啶产量暴发的分子机制有待深入探讨。目的 探讨野生菌株XH26和突变菌株G9-72的差异表达基因或蛋白质(differential expression genes/proteins, DEGs/DEPs),并关联分析四氢嘧啶高效积聚的分子响应机制。方法 在无盐和1.5 mol/L NaCl条件下培养菌株XH26和G9-72,利用Illumina HiSeq高通量测序和定量质谱蛋白组学技术分析菌株转录组-蛋白质组学的差异变化,并采用逆转录定量PCR对显著DEGs的表达进行验证。结果 转录组学筛选出11条氨基酸代谢通路(涉及44个DEGs)与四氢嘧啶合成代谢相关;蛋白组学筛选出10条氨基酸代谢通路(涉及50个DEPs)与四氢嘧啶合成代谢相关。转录-蛋白关联分析筛选出15个显著DEGs,其中7个基因(ectBbetBbetAasddoeDdoeCgabD)在2个组学中表达上调;4个基因(ItaEgdhAgabTacnB)在2个组学中表达下调;3个基因(gltDatoBnarG)在转录组学中下调,而在蛋白组学中表达上调;基因narK在转录组学中表达上调,但在蛋白组学中未检测到表达。RT-qPCR验证结果与RNA-seq测序分析一致。结论 突变菌株四氢嘧啶的积聚量暴发与代谢通路的关键基因有关(合成基因asdectB,分解基因doeDdoeC),与代谢通路上游的参与基因间接相关(betBbetAItaEgltDgadAacnB),以及四氢嘧啶的生物合成与Ala/Asp/Glu/His代谢途径(gabDgdhAgabTatoB)和氮源代谢(narKnarG)高度关联。

  • 汤倩,陈锦华,邓丽颖,达春瑶,刘祝祥,陈义光

    2025,65(4):1616-1634, DOI:

    Abstract:

    目的 阐明分离自南海雷州湾硇洲岛潮汐带沉积物的12株产铁载体细菌的系统发育多样性,并探测这些实验菌株及微泡菌属(Microbulbifer)已知物种代表性菌株的铁载体生物合成基因簇的组成、功能、遗传多样性及其演化模式。方法 采用常规方法观察主要表型特征并进行产铁载体活性验证;利用16S rRNA基因序列分析法了解实验菌株的系统发育多样性(包括类群多样性、物种多样性和遗传多样性);测定代表性实验菌株JSM ZJ756的基因组框架图,通过比较基因组学技术对比分析实验菌株与其系统发育关系密切的典型菌株的G+C含量、平均核苷酸一致性(average nucleotide identity, ANI)和数码DNA-DNA杂交估值(digital DNA-DNA hybridization, dDDH),以更准确地判定其系统分类地位;采用antiSMASH 7.0、BLASTn、BLASTp和MEGA 11等生物信息学工具,对次级代谢产物合成基因簇(secondary metabolite biosynthetic gene clusters, BGCs)进行快速鉴定、功能注释和序列比对,以探测其产铁载体相关功能基因簇的组成、功能、遗传多样性及其演化模式。结果 实验菌株均为严格好氧、不产芽孢、具有产铁载体活性的革兰氏阴性杆菌。16S rRNA基因序列和全基因组序列分析结果表明,12株菌均属于微泡菌属,归为6-8个物种,与该属的典型菌株构成4个进化系(clade),其中JSM ZJ756为舟山微泡菌(Microbulbifer zhoushanensis)的新成员。通过antiSMASH基因簇分析发现,JSM ZJ756及9个微泡菌属代表性菌株各具有1个铁载体生物合成基因簇(NI-siderophore),其中8个与已知同类型基因簇的相似性在40%及以下。根据与已知基因簇的种类和相似性差异,这10个铁载体基因簇可分为5个功能亚型:JSM ZJ756等3株为Ochrobactin亚型(序列号JYFX01000060.1,相似性28%),M. mangrove DD-13TM. epialgicus DSM 18651T为Vibrioferrin亚型(AB082123.1,100%; CP005094.1,85%),M. agarilyticus GP101为Putrebactin亚型(NIBS01000001.1,40%),M. echini JCM 30400T为Aerobactin亚型(AB199785.1,22%),而M. variabilis ATCC 700307T等3株未发现与之相匹配的已知铁载体合成相关功能基因簇(未知功能亚型)。BLASTn和BLASTp搜索显示,这些基因簇的核心基因具有独特的序列,能编码新颖的功能蛋白;基于核心基因序列的遗传演化分析表明,这些NI-siderophore基因簇具有较高的遗传多样性;在核心基因发育树上,菌株M. agarilyticus GP101的铁载体合成基因簇的遗传演化路径相对孤立,而其他9个分属于3个较独立的遗传演化群。对比分析发现,这些NI-siderophore基因簇的遗传演化模式与相应菌株的16S rRNA基因序列系统发育模式基本一致。结论 本研究表明分离自南海雷州湾硇洲岛潮汐带沉积物的12株产铁载体菌株属于微泡菌属,具有较高的系统发育多样性,其中JSM ZJ756为舟山微泡菌的新成员;JSM ZJ756及微泡菌属(代表性菌株)的NI-siderophore基因簇具有较高的多样性和新颖性,具有产生新颖多样铁载体的较大潜力;JSM ZJ756及9个微泡菌属代表性菌株的NI-siderophore基因簇的生物功能、遗传演化,以及这些菌株的系统发育之间存在较高的正向关联性。因此,包括12个产铁载体实验菌株在内的微泡菌属菌株是一类典型的新资源微生物,其系统分类、铁载体代谢机制和遗传演化模式,以及生物技术潜力值得进一步探讨。

  • 杨连弟,尹梦丽,陈煜,王乐,李军训,甘晓峰,万堃,左福元,黄文明

    2025,65(4):1635-1649, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240853

    Abstract:

    目的 筛选出一株能够高效同化氨氮的酵母菌,并进行固态发酵,通过检测发酵饲料的营养成分、抗氧化活性和氨基酸含量等指标,优化发酵工艺,为利用该酵母菌生产单细胞蛋白饲料提供科学依据。方法 采用硫酸铵作为唯一氮源的培养基分别培养5株产朊假丝酵母(Candida utilis)、4株异常毕赤酵母(Pichia anomala)、5株酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和3株东方伊萨酵母(Issatchenkia orientalis),筛选氨氮利用率和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)活性均较高的酵母菌作为供试菌株,并对其发酵工艺参数和发酵底物进行优化。测定发酵饲料的常规营养成分、植酸磷、氨基酸含量,以及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH)自由基和2,2′-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonicacid), ABTS]自由基的清除率。结果 筛选到的产朊假丝酵母CJ12氨氮利用率为55.39%,GS活性为0.29 μmol/(h·g),高于其他酵母菌。代谢组学结果表明,氨基酸代谢是CJ12氨同化的关键代谢途径。产朊假丝酵母CJ12的最佳发酵工艺为:硫酸铵添加量2%,接种量8%,发酵时间36 h。组成最佳发酵底物为94.8%麦麸、5%豆粕、0.1%蛋白酶和0.1%纤维素酶。产朊假丝酵母CJ12发酵后,饲料的粗蛋白质和有机氮含量较发酵前分别提高了15.95%和28.46% (P<0.05);干物质、粗纤维、粗脂肪和植酸磷含量分别降低了4.19%、19.41%、12.29%、13.51% (P<0.05);总氨基酸含量显著提高(P<0.05),其中谷氨酰胺和谷氨酸含量分别是对照组的111.38倍和3.02倍,而对照组的色氨酸、天冬酰胺、4-氨基丁酸含量分别是试验组的13.41倍、8.27倍和6.41倍。DPPH和ABTS自由基的IC50值分别降低了73.51%和6.01% (P<0.05),自由基清除能力显著提高。结论 产朊假丝酵母CJ12具有高效的氨氮同化能力和谷氨酰胺合成能力,能够显著提高饲料的营养价值和抗氧化性能,具有生产功能性单细胞蛋白饲料的潜力。

  • 孙鹏城,潘慧慧,荆玉姝,夏文香,任义尚,荆晓艳

    2025,65(4):1650-1666, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240650

    Abstract:

    随着水体富营养化和水资源短缺问题的加剧,高效污水处理技术的开发变得尤为迫切。传统脱氮除磷工艺因微生物间的污泥龄差异和碳源竞争难以实现氮和磷的高效同步去除。反硝化聚磷菌(denitrifying phosphorus-accumulating organisms, DPAOs)具备同时去除氮和磷的能力,展现出显著的污水处理潜力。然而,基于群体水平的研究往往忽视了细胞间的异质性,导致对DPAOs脱氮除磷机制的理解不够深入。采用传统的“先养后筛”法获得的高效DPAOs菌株数量有限,且在实际污水处理环境中其稳定性和适应性面临诸多挑战。单细胞分析技术为深入理解微生物的生态位和代谢机制提供了全新视角。非破坏性单细胞表型识别技术,如单细胞拉曼光谱技术(single cell Raman spectroscopy, SCRS)与培养技术耦合,为DPAOs菌株的挖掘开辟了新途径。本文综述了DPAOs菌株资源挖掘及其代谢机制的研究现状与进展,重点探讨了单细胞技术在揭示DPAOs脱氮除磷机制及资源挖掘中的潜力,为DPAOs的研究和实际应用提供了新的理论基础和技术支持,从而推动高效污水处理技术的发展。

  • 韩嘉诚,朱宏图,杨芾,郭捷,马晓彤,张晓霞

    2025,65(4):1667-1683, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240811

    Abstract:

    大豆(Glycine max)是世界上重要的粮食作物和油料作物。农业供给侧结构性改革需要增加优质食用大豆种植面积,但由于我国耕地资源的固有特性,大豆的国内产量远不能实现自给自足,亟需提高国内大豆种植面积和产量,摆脱对进口的依赖。根瘤菌(rhizobia)是研发最早的微生物肥料,但在我国的接种面积极低。目的 本研究拟从库藏根瘤菌中筛选出大豆促生结瘤菌株,为缓解粮食问题提供种质资源保障。方法 以中国农业微生物菌种保藏管理中心数十年收集的大豆根瘤菌为实验材料,结合16S rRNA基因和recA序列分析,复核菌种保藏信息;通过水培结瘤实验,综合考虑结瘤率、根瘤数量和根瘤质量以及植株株高和干重,评价菌株的结瘤和促生能力。结果 共活化获得213株大豆根瘤菌菌株,其中156株隶属于慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)、48株隶属于中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、9株隶属于根瘤菌属(Rhizobium)。在这些菌株中,149株能与本研究选用的大豆品种匹配结瘤,43株能够显著促进大豆植株生长。结论 本研究进一步明确了库藏大豆根瘤菌的分类地位,评价了其结瘤促生能力,为大豆根瘤菌菌剂的开发提供了丰富的菌质资源。

  • 全拓,彭楠,彭东海,孙明,郑金水

    2025,65(4):1684-1694, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240809

    Abstract:

    农业微生物资源的保藏和开发利用是实现我国农业绿色发展的重要保障。然而,目前我国农业微生物资源面临总量不足、表征数据匮乏、保藏通量较低、开发力度较浅以及共享效率不高的问题。建设并运行好新型农业微生物资源库,可为新型微生物农用产品的创制提供优质资源,并为农业微生物资源的高水平共享提供有力保障。本文在总结传统微生物资源库建设与运行经验的基础上,结合新时期科学发展的态势,提出新型农业微生物资源库建设与运行的几点思考,供广大资源库建设者和管理者参考。

  • 杨玉,Ndabacekure Odoline,刘温馨,徐兴然,邹祥

    2025,65(4):1695-1713, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240725

    Abstract:

    短梗霉(Aureobasidium spp.)是一种具有极强生态适应性和抗逆性的真菌,广泛分布于植物等自然环境中,且能在极端条件下生存。短梗霉的基因组展现出特异性分化特征,其菌株在发酵过程中具有明显优势,能够利用广谱碳源并产生丰富多样的代谢产物。短梗霉及其代谢产物在生物医药、生物防治和食品加工等多个领域展现出显著的应用潜力。本文综述了短梗霉属菌株的分布、分类、主要代谢产物以及多领域的应用情况。未来随着基因组编辑、智能生物制造等多学科领域的不断发展,短梗霉有望在生物制造和可持续发展产业中发挥重要作用。

  • 魏杰,曹子恒,黄晨阳

    2025,65(4):1714-1725, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240610

    Abstract:

    森林食用菌是森林食品的重要组成部分,也是助力森林实现 “水库、钱库、粮库和碳库” 功能的重要资源。向森林要食物,是践行大食物观的重要抓手之一。本文基于我国森林食用菌产业呈现良性发展但地区发展不均衡、林下人工食用菌种植规模较大但缺乏区域特色和精深加工、菌根食用菌优势明显但科技支撑不足等现状,在优化产业规划、强化科技资源投入、加快产业数智化及多模式发展、加强气候变化监测及种质资源保护等方面提出建议,以期为壮大森林食用菌产业并为践行大食物观提供科技支撑。

  • 赵龙飞,徐亚军,杨静雅,黄雪珍,宋唯一,杜丽平

    2025,65(4):1726-1741, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240278

    Abstract:

    目的 探索盐胁迫环境下大豆根瘤内生菌对大豆幼苗生长的影响,为黄河流域作物高质量发展提供参考。方法 以‘徐豆20’为实验材料,设置对照组、盐胁迫组和盐胁迫接种内生菌组3组处理,在人工气候条件下采用盆栽法探究不同盐胁迫下接种内生菌对大豆幼苗生长的影响。结果 在盐胁迫条件下,接种内生菌72时,大豆幼苗培养至21 d时,使用OD600=0.75菌悬液(2:1)接种,当盐浓度为200 mmol/L时,过氧化氢酶(catalase, CAT)活性最高,为2.010 0 U/g FW,比盐胁迫组高出54.02%;使用OD600=0.33的菌悬液(1:2)接种时,在盐浓度为 300 mmol/L时,脯氨酸含量最高,为0.028 6 mg/g,而在盐浓度为100 mmol/L时,脯氨酸含量比盐胁迫组高出64.38%。接种内生菌146时,大豆幼苗培养至21 d时,使用OD600=0.50的菌悬液(1:1)接种,在盐浓度为50 mmol/L时,CAT活性最高,为1.350 0 U/g FW;培养至28 d,使用OD600=0.75的菌悬液(2:1)接种,在盐浓度为100 mmol/L时,CAT活性比盐胁迫组高出272.73%;在盐浓度为150 mmol/L时,脯氨酸含量最高,为0.147 0 mg/g,比盐胁迫组高出860.78%。由此可见,在盐胁迫条件下,接种内生菌72和146均具有一定的修复作用。总体而言,接种内生菌146后,大豆幼苗的CAT活性和脯氨酸含量均显著高于盐胁迫组,说明内生菌146的修复作用更为明显。基于16S rRNA基因序列及系统发育分析结果,菌株72与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)最相似,相似率为99.45%;菌株146与解蛋白芽孢杆菌(Bacillus proteolyticus)最相似,相似率为100%。结论 接种内生菌可有效缓解黄河流域盐碱土壤对大豆幼苗生长的不利影响,对研发生物防治剂具有重要意义。

  • 张智伟,刘海林,李屹,杜中平,韩睿

    2025,65(4):1742-1757, DOI:

    Abstract:

    目的 明确混合添加生物炭和Fe3O4介导的青稞秸秆厌氧消化产甲烷的最优工艺参数,并探究混合添加生物炭和Fe3O4在木质纤维素类废弃物厌氧消化应用中的可行性。方法 以青稞秸秆为原料,通过单因素试验和响应面法对混合添加生物炭和Fe3O4介导的青稞秸秆厌氧消化产甲烷工艺进行优化。利用宏基因组技术分析消化过程中的微生物群落结构和甲烷代谢途径。结果 经响应面模型验证试验得到最优工艺条件为:总固体含量6.32%、生物炭与Fe3O4混合比6.83:3.17、接种比(接种污泥与青稞秸秆挥发性固体量的比值) 2.51。在该条件下,基于挥发性固体计算的累积甲烷产量实测值为269.04 mL/g,与预测值(265.95 mL/g)的相对误差小于5%,验证了模型的有效性。该优化条件下的混合添加处理能显著提高青稞秸秆的产甲烷能力(P<0.05),效果与化学预处理相当,同时提升了乙酸含量,并减少了丙酸和丁酸的积累。宏基因组分析显示,拟杆菌门未分类属(unclassified_Bacteroidota)、未分类细菌(unclassified_Bacteria)、梭菌属(Clostridium)、丝状杆菌属(Fibrobacter)等细菌类群,以及甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷丝菌属(Methanothrix)等乙酸营养型产甲烷菌的相对丰度增加,促进了乙酸的利用并强化了微生物间的种间直接电子传递(direct interspecies electron transfer, DIET)。甲烷代谢途径分析表明,混合添加生物炭和Fe3O4的消化系统强化了乙酸营养型产甲烷途径,从而提升了甲烷产量。结论 响应面法能较好地优化混合添加生物炭和Fe3O4介导的青稞秸秆厌氧消化产甲烷工艺。混合添加生物炭和Fe3O4是一种高效且环境友好的木质纤维素类废弃物处理方法,有助于提升生物甲烷的产量。

  • 郑丽屏,季红瑶,周建芹,王剑文

    2025,65(4):1758-1773, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20250009

    Abstract:

    竹黄是一种传统中药,来源于寄生在竹子上的竹黄属(Shiraia)真菌子实体。竹红菌甲素(hypocrellin A, HA)是竹黄中的活性苝醌成分,是一种具有抗肿瘤、抗菌作用的非卟啉类新型光敏剂。目的 探讨竹黄菌子实体伴生真菌对宿主竹红菌甲素合成的影响,并构建伴生菌-竹黄菌共培养方法以生产竹红菌甲素。方法 从竹黄菌子实体中分离得到伴生真菌,采用平板对峙法筛选能够影响竹黄菌竹红菌甲素合成的伴生菌株,比较活性菌株胞内及胞外成分对竹红菌甲素的诱导作用,并建立与优化伴生菌-竹黄菌共培养技术。结果 从竹黄菌子实体中分离得到34株真菌,包括6株竹黄菌和28株伴生真菌。镰孢菌(Fusarium sp.) SF12及其胞外多糖具有促进竹红菌甲素合成的能力。镰孢菌SF12对竹黄菌(Shiraia sp.) S9的生长无显著影响,但可通过上调竹黄菌中竹红菌甲素合成的关键酶基因转录水平,促进竹红菌甲素的合成。在竹黄菌培养24 h后加入镰孢菌SF12孢子(100个/mL),竹红菌甲素的总产量在第8天达到209.46 mg/L,是对照组的1.93倍。结论 竹黄菌子实体中存在丰富的伴生真菌,伴生镰孢菌SF12与宿主竹黄菌的共培养是一种提高竹红菌甲素生物技术生产的新型诱导技术。

  • 兰肖敏,周敏婕,王景,朱四东,杨季芳,陈吉刚

    2025,65(4):1774-1787, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240719

    Abstract:

    目的 几丁质裂解酶是细菌有效降解几丁质的关键酶。阿拉伯海假交替单胞菌(Pseudoalteromonas arabiensis) N1230-9拥有5个几丁质裂解酶编码基因(woc28159woc28160woc28161woc27404woc27232),对这5个基因的功能进行鉴定是解析该菌株具有高效几丁质降解能力的关键。方法 通过生物信息学方法分析菌株N1230-9中的5个几丁质裂解酶在假交替单胞菌44个模式菌株中的分布规律;采用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)检测菌株N1230-9中5个几丁质裂解酶编码基因在以几丁质为唯一碳源培养基中的转录水平;利用同源重组策略构建菌株N1230-9中5个几丁质裂解酶编码基因的单基因缺失突变体,并分析突变体的几丁质降解能力。结果 有33株假交替单胞菌模式菌株拥有与菌株N1230-9几丁质裂解酶同源的蛋白;几丁质可以强烈诱导woc28159woc28160woc28161woc27404的转录水平上调,且这4个基因的单基因缺失均在不同程度上削弱了菌株的几丁质降解能力。然而woc27232的转录水平不受几丁质的诱导,且该基因的缺失对菌株的几丁质降解能力无影响。结论 几丁质酶WOC28159和WOC28161是菌株N1230-9降解几丁质所必需的酶,WOC28160和WOC27404增强了菌株的几丁质降解效率,而WOC27232并不参与菌株N1230-9的几丁质降解过程。

  • 焦思雨,马青云,孔德龙,周义清,江旭,张伟,罗晓霞,阮志勇

    2025,65(4):1788-1811, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20250109

    Abstract:

    二硝基苯胺类农药二甲戊灵作为苗前封闭除草剂,在新疆棉田广泛被用于杂草防控。二甲戊灵化学性质稳定,残留期长,具有生物积累性和生物放大性的特点,其大量使用导致土壤生态系统风险加剧。因此,二甲戊灵残留修复问题受到广泛关注。目的 富集具有二甲戊灵降解能力的微生物菌群,深入研究二甲戊灵胁迫下富集培养过程中微生物群落的演替特征,确定二甲戊灵降解菌群的关键微生物。方法 通过富集传代培养法,将长期受二甲戊灵胁迫的棉田土壤接种至含不同浓度二甲戊灵(0、1.2、12 mg/L)的基础无机盐培养基中,进行连续传代培养。采用高通量测序技术探究二甲戊灵胁迫下微生物群落结构的演替规律。结果 通过富集培养获得了2个具有二甲戊灵降解功能的微生物菌群,其中L4组(低浓度组第4代)在11 d内对1.2 mg/L二甲戊灵的降解率达到100%,H4组(高浓度组第四代)在相同时间内对12 mg/L二甲戊灵的降解率为37.2%。高通量测序分析结果显示,二甲戊灵胁迫显著降低了微生物群落的α多样性,且细菌群落对二甲戊灵胁迫的响应强于真菌群落。二甲戊灵浓度差异显著改变了微生物群落结构。高浓度二甲戊灵胁迫降低了微生物网络的稳定性、复杂性及模块化程度。线性判别分析(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)显示,高浓度组细菌群落中的特征类群为无色杆菌属(Achromobacter)、雷夫松氏菌属(Leifsonia)、Candidatus_Nucleicultrix、肠杆菌属(Enterobacter)和金黄杆菌属(Chryseobacterium);低浓度组的特征类群为甲基营养菌属(Methyloversatilis)、假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)、屈曲杆菌属(Ancylobacter)、甲基红杆菌属(Methylorubrum)、热单胞菌属(Thermomonas)和假黄色细杆菌属(Pseudoflavitalea)。篮状菌属(Talaromyces)、木霉属(Trichoderma)、副顶孢霉属(Paracremonium)、帚霉属(Scedosporium)和Sarocladium为高浓度组真菌群落的特征类群。基于PICRUSt2分析发现,二甲戊灵添加组显著富集了与降解相关的功能途径。属水平物种与二甲戊灵降解相关性分析结果显示,在低浓度组中,Methylorubrum、生丝微菌属(Hyphomicrobium)、微杆菌属(Microbacterium)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)和镰孢菌属(Fusarium)与二甲戊灵降解呈正相关;在高浓度组中,HyphomicrobiumLeifsoniaRhodopseudomonasTalaromycesTrichoderma与二甲戊灵降解呈正相关。结论 通过不同浓度二甲戊灵胁迫富集获得到了2个具有二甲戊灵降解能力的天然微生物群落。结合高通量测序技术,探究了二甲戊灵降解菌群富集过程中微生物群落的演替规律,初步确定了二甲戊灵降解菌群的关键微生物,为二甲戊灵高效微生物降解菌株的筛选提供了理论依据。

  • 汪恩旭,曾一帆,李振轮,杨裕然,李佳冰

    2025,65(4):1812-1823, DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240855

    Abstract:

    目的 针对高盐高硝态氮废水脱氮效率低的难题,分离筛选高效脱氮的耐盐菌株,对其进行鉴定,并挖掘其高效脱氮的机制。方法 利用形态学观察和16S rRNA基因测序进行菌种分类鉴定;通过不同形态氮的测定评价菌株的脱氮性能;通过RT-qPCR检测和电子传递链酶活的测定,探究菌株在低氧或低氧低C/N比条件下高效脱氮的机制。结果 从高盐土壤中筛选到一株兼性好氧反硝化嗜盐菌,命名为W-8,鉴定为海杆菌属(Marinobacter sp.)。该菌在好氧和厌氧条件下均能进行反硝化,尤其在低氧环境(溶解氧浓度<1.2 mg/L)中展现出优异的反硝化能力。静置培养48 h后,对97.85 mg/L NO3--N的去除率达到95.56%,总氮去除率为87.63%。低氧条件下,narGnarI基因表达显著上调,电子传递链复合体Ⅰ和Ⅱ的活性增强,促进了NO3-的高效还原;norB基因表达显著上调,促进了NO的还原。在低氧条件下,低C/N比进一步增强了复合体Ⅱ的活性,降低了菌株对碳源的需求。W-8在厌氧条件下以反硝化代谢为主,生成气态氮的比例达到87.63%;而在好氧条件下,反硝化与同化作用共同参与脱氮过程。结论 Marinobacter sp. W-8兼具耐盐和高效反硝化的能力,无需曝气或严格厌氧条件,对碳源需求低,能够显著减少污泥产生,这为高效、低成本脱氮提供了理论和实践依据。

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