摘要:[背景] 细菌能通过合成聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalknoates，PHA）在细胞内储存物质和能量，提高对环境的适应能力。在红树林中，由于土壤周期性受海水浸没，形成营养物质种类丰富和含量波动大的特殊生境，为细菌进化出特殊的PHA合成途径提供了条件。[目标] 为了增加对红树林产PHA细菌资源的了解，获得产PHA细菌，使用纯培养方法分离和鉴定细菌，并评估菌株的产PHA能力。[方法] 采集红树植物海桑根系和红树滩涂土壤样品，连续5周培养、分离纯化获得细菌菌株；通过16S rRNA基因相似性及系统进化分析鉴定细菌分类地位，利用PHA合成酶基因（phaC）鉴定细菌合成PHA的能力；通过基因组草图测序，分析细菌的phaC基因种类、代谢通路及系统进化关系；通过气相色谱分析细菌产PHA的累积量及组成。[结果] 从红树林土壤样品中分离得到97株细菌，其中13株带有phaC基因，包括坚强芽孢杆菌（Cytobacillus firmus）、弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）、除烃海杆菌（Marinobacter hydrocarbonoclasticus）和酯香微杆菌（Microbacterium esteraromaticum）。B. flexus MN15-19以丙酮酸盐为碳源，可累积细胞干重11%的PHA，同时具有固碳功能的还原性三羧酸循环通路，有开发成为固碳产PHA工程菌株的潜力。酯香微杆菌可产PHA，但是其phaC基因结构特殊，基因组注释未能识别出任何已知phaC基因。[结论] 研究发现红树林土壤可培养细菌中存在未知的PHA合成途径，说明红树林生态系统中的细菌具有资源挖掘的重要价值。

摘要:【背景】肠道菌群与人体健康之间的关系吸引了越来越多的关注，成为目前热门的研究热点。【目的】基于美国肠道计划公开数据库，对肥胖和健康人群肠道菌群进行比较分析，解析肥胖人群肠道菌群特征，并基于肠道菌群建立机器学习模型预测人群肥胖的状态，为基于肠道菌群干预肥胖提供理论基础。【方法】从公开数据库中获取美国肠道计划中的肠道菌数据，经过筛选得到1 655个健康(18.530)成年人的肠道菌群数据。针对α多样性，进行了Wilcox秩和检验分析并通过logsitic回归判定α多样性与肥胖之间的关系；对Unweighted Unifrac、Weighted Unifrac和Bray-Curtis三种β多样性距离进行主成分分析(principal component analysis，PCA)，探索肥胖与健康人群在肠道菌群组成上的差异；对于物种差异，进行Wilcox秩和检验探索差异菌属；通过PICRUSt分析预测可能的代谢通路，同时与肠道菌群进行相关性分析。利用Scikit-Learn软件包基于属水平的肠道菌群数据建立肥胖分类机器学习模型，并进行网络搜索确定最佳模型参数。【结果】经过Wilcox秩和检验，发现肥胖人群的α多样性都较健康人群显著下降，logistic回归表明α多样性与人体肥胖状态有相关性。经过基于Weighted unifrac、Unweighted unifrac和Bray-curtis三种距离的PCA，肥胖和健康人群的肠道菌群结构上无明显差异；在门水平上，肥胖人群中的Firmicutes和Bacteroidetes比值较低，在属水平上共发现57个在两组之间具有显著性差异的属，其中肥胖人群中的Ruminococcus相对丰度较高，而Prevotella、Akkermansia和Methanobacteriales的相对丰度较低；PICRUSt预测的代谢通路有63个代谢通路在两组之间具有显著差异；梯度提升回归树对于基于肠道菌群预测肥胖人群效果最好，受试曲线下与坐标轴围成的面积(area under curve，AUC)值可以达到0.769，测试集精度可以达到0.725。【结论】基于大规模的肠道菌群数据揭示了肥胖人群肠道菌群的特征，将机器学习运用到肥胖预测上面，为精准膳食、精准医疗提供新的研究思路和理论基础。

摘要:【背景】铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)广泛分布于温带湖泊，因产生微囊藻毒素且易成为蓝藻水华优势藻株而备受关注。【目的】基于全基因组序列分析和基因转录水平验证，阐明从巢湖新分离的铜绿微囊藻Chao 1910的主要代谢通路和磷营养高效利用机制。【方法】通过第三代测序技术拼接获得Chao 1910的全基因组序列，完成主要代谢通路的基因注释，并对与蓝藻水华优势藻株形成相关的磷代谢通路进行深入分析。【结果】比较基因组学表明，Chao 1910藻株与日本铜绿微囊藻NIES-843的亲缘关系最近，其糖酵解、磷酸戊糖途径和核苷酸合成等代谢通路的基因组成非常保守，同时具有完整的磷转运、磷吸收、多聚磷酸盐合成/分解等磷营养高效利用的通路。不同于其他铜绿微囊藻，Chao 1910藻株不具有微囊藻毒素合成基因簇，推测其主要依靠对磷营养的高效利用获取生存竞争优势。【结论】Chao 1910藻株是巢湖首株完成全基因组测序的铜绿微囊藻，这将有助于揭示其获得生存竞争优势的分子机制，为遏制巢湖蓝藻水华暴发提供依据。

摘要:胆固醇是动物体内积累的主要甾醇化合物，在维持细胞膜功能、合成甾体激素、生产甾体药物中间体等方面具有重要的生物学意义和医学应用价值。传统动物组织提取胆固醇的方法费时费力并存在严重的环境污染问题，而甾醇分子结构的复杂程度也限制了其化学全合成。近些年，人们利用合成生物学方法构建的微生物细胞工厂已成功用于萜类、甾醇类等天然产物的开发与合成。文中综述了胆固醇微生物细胞工厂的研究进展，包括胆固醇生物合成途径的解析、底盘菌株的选择、异源基因元件的挖掘与优化、相关代谢通路的调控等方面，并讨论了当前研究面临的问题，以期为胆固醇的高效生物合成提供参考。

摘要:利用木质纤维素生产燃料乙醇的过程中, 前期预处理所产生的抑制剂会影响酵母的正常生长和后续的发酵过程。为减小抑制剂的影响所采取的一些脱毒策略往往造成糖的损失和生产成本的增加, 这在实际生产与经济上是不可行的。因此, 具有强的抑制剂耐受性的酿酒酵母菌株对于提高纤维素乙醇产率是十分重要的。近十年来, 对于酿酒酵母胁迫耐受机制的研究取得了一些重要的进展, 着重介绍目前酿酒酵母对抑制剂耐受机制的研究现状, 包括一些关键性基因的表达及代谢通路过程分析等。同时也介绍一些应对抑制剂提高酵母发酵能力的措施。