根系分泌物是植物与土壤进行物质能量交换和信息传递的重要媒介,同时也是植物响应外界环境变化的主要形式,在土壤碳库动态中发挥着重要作用.伴随着全球气候变化而频繁发生的极端干旱事件对植物地上地下生长过程都产生了深刻的影响,然而,由于根-土界面交互作用的复杂性,以及根系分泌物收集手段与装置的不完善,人们对干旱条件下根系分泌物及其介导的根际激发效应的响应及机制的认知尚存在较大的局限性.基于此,该文结合国内外生态学领域的研究前沿动态,论述了干旱下植物根系分泌物数量及组分的动态变化,重点阐述了根系分泌物介导的根际激发效应及其机制,在此基础上展望了未来根系分泌物研究中的重点关注方向,以期为未来全球气候变化条件下土壤碳汇的评估提供科学依据.

目的 对1株嗜麦芽窄食单胞菌中国临床分离株进行系统性评价,建立嗜麦芽窄食单胞菌标准株.方法 参照《病原微生物菌(毒)种国家标准株评价技术标准》(WS/T 812-2022),对嗜麦芽窄食单胞菌中国分离株11066进行形态、运动性、培养条件、生化反应、药物敏感性、质谱等检测以及16S rRNA测序、多位点序列分型分析及全基因组测序等分子生物学检测,并对该菌株进行扩大培养,建立主代种子库及工作菌株库.结果 菌株11066为革兰阴性杆菌,电镜下可见1～4根极端鞭毛;在血平板和其他营养琼脂上生长良好,生长条件为15～37℃、pH5～10和0～5％盐浓度;动力阳性;硝酸盐还原试验阳性、水解七叶灵和明胶试验阳性;生长可利用葡萄糖、甘露糖、N-乙酰-葡萄糖胺、麦芽糖、柠檬酸和苹果酸为碳源;对阿米卡星、头孢西丁等18种革兰阴性菌常用抗生素耐药;主代种子库和工作菌株库菌株生物学性状稳定,传代等信息完整;菌株已保藏于中国疾病预防控制中心病原微生物菌(毒)种保藏中心并获得国家保藏编号.结论 嗜麦芽窄食单胞菌中国临床分离株11066有明确的来源信息,具有典型的嗜麦芽窄食单胞菌生物学及遗传学特征,已按国家标准株评价标准进行评价并保存于公认的来源/保藏中心,可以作为标准株/参考株应用于临床病原微生物检测质控和基础科研.

[背景]新疆特殊生境罗布泊及温宿峡谷凭借其特殊的地理位置、极端的周边自然生态环境及较少的人为活动影响,促成了其独特的微生物优质资源.[目的]为探索添加抗生素对微生物选择性分离培养的作用,优化改良新疆特殊生境微生物选择性分离培养,以减少对菌株的重复分离,还可以选择性培养更多耐受此类抗生素的微生物,发现更多生物活性产物.[方法]以高氏一号培养基为基础,添加不同浓度的β-内酰胺类抗生素阿莫西林(amoxicillin)、氨基糖苷类抗生素卡那霉素(kanamycin)、安莎大环内酯类抗生素利福平(rifampicin)、喹诺酮类抗生素诺氟沙星(norfloxacin)、酰胺醇类抗生素氯霉素(chloramphenicol)、氨基糖苷类抗生素链霉素(streptomycin),分离新疆特殊生境罗布泊及温宿峡谷土壤样品中的微生物.[结果]添加诺氟沙星分离获得的微生物种类和数量最多,其次是卡那霉素和阿莫西林,再次是利福平和氯霉素.所选用的大多抗生素在 1/10 MIC和 1/15 MIC浓度时分离效果最好.罗布泊土样共分离到 19 株菌,分布在 8 个属.其中芽孢杆菌属 6 株、链霉菌属 5 株、类芽孢杆菌属 3 株、根瘤菌属 1 株、副芽孢杆菌属 1 株、原小单孢菌属 1 株、海洋杆菌属 1 株、野野村氏菌属 1 株,分离获得了 5 株新物种.温宿峡谷土样共分离获得 73 个菌株,分布在 27 个属.其中链霉菌属 33 株、鞘氨醇单胞菌属 1 株、假黄单胞菌属 2 株、假诺卡氏菌 5 株、假节杆菌 1 株、原小单孢菌 2 株、普里斯特氏菌属 1 株、植物放线孢菌 1 株、副球菌属 1 株、类芽孢杆菌属 2 株、类节杆菌属 2 株、诺卡氏菌属 1 株、小单胞菌属1 株、红色甲基杆菌属 1 株、甲基杆菌属 1 株、副芽孢杆菌属 5 株、伦茨氏菌属 1 株、克里布所菌属 2 株、耐盐白蚁菌属 1 株、剑菌属 1 株、博斯氏菌属 1 株、节杆菌属 1 株、壤霉菌属 2 株、土壤球菌属 1 株、放线动孢菌属 1 株、异壁放线菌属 1 株、芽孢杆菌属 1 株,分离获得了 14 株新物种.[结论]添加诺氟沙星和卡那霉素有利于微生物的选择性分离培养,有利于发掘新菌种,本研究的开展为选择性分离培养特殊环境中的稀有微生物提供了指导.

[背景]石油被称为"液体黄金",人类的工业生产活动在利用其创造巨大社会价值的同时,也对自然环境造成了严重的污染.微生物修复技术是现阶段治理石油类污染有效的手段之一,具有经济、高效、无二次污染等优点.[目的]从受石油污染的土壤中分离高效降解长链烷烃正二十四烷的菌株,探究其降解特性及在微生物修复中的应用前景.[方法]通过形态学及 16S rRNA基因测序进行菌株鉴定,采用气相色谱法检测菌株对正二十四烷的降解效果,并结合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)分析降解中间产物以推测其潜在代谢途径.[结果]筛选到一株可高效降解正二十四烷的菌株 C24MT1,经鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter).该菌株最适降解条件为 30 ℃、pH 9.0、盐度 2 g/L,该条件下生长 7 d对 9 g/L正二十四烷的降解率高达86.63%;与此同时,菌株在强碱性环境(pH 11.0)中生长良好(OD600 为 0.39)并保持较高烷烃降解率(75.38%),对极端环境具备较强的耐受能力;对降解中间产物进行分析,推断菌株代谢长链烷烃正二十四烷的途径可能包括末端氧化及次末端氧化.[结论]不动杆菌C24MT1 具有良好的环境适应能力及烷烃降解能力,在后续微生物菌剂开发和石油类污染土壤的环境修复领域具有巨大的应用前景.本研究可为盐碱地区高浓度石油类污染土壤的修复提供优良菌种,并进一步丰富石油烃类生物降解的菌种资源库.

马里亚纳海沟是世界已知最深的海沟,其寡营养、高压、低温、低氧等极端的深海环境孕育出独特的细菌群落结构及多样性特征.选取寡营养培养基对马里亚纳海沟海水及表层沉积物分别进行液体共培养,并在不同培养阶段取样进行高通量测序,分析细菌群落结构组成及其多样性的动态变化,探讨微生物之间可能的互作关系.研究结果表明:液体共培养样品中一共检测到 19 个门、34 个纲、76 个目、131 个科、227 个属的细菌,其中变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为优势菌群,其次为厚壁菌门(Firmicutes);与其他样品相比,1000 米海水样品中细菌群落的多样性最高,并且蓝细菌门(Cyanobacteria)具有更高的相对丰度.共培养样品中细菌丰富度、多样性、群落结构均随培养时间而改变,其中共培养中期样品的细菌多样性较高;表层沉积物样本中,盐单胞菌属(Halomonas)可能由于较强的竞争能力在共培养后期占据优势地位.基因功能预测与代谢通路富集结果显示,随着共培养时间的增加,微生物生长相关的代谢通路丰度明显下降,而与互作相关的代谢通路丰度明显增加.共培养样品检测到的细菌多样性远高于单独分离培养的多样性,仅有少量菌属为单独分离培养与共培养样品均检测到的共有属.综上所述,马里亚纳海沟细菌群落中存在竞争、互利共生的相互作用,共培养法有利于揭示细菌间的互作关系.研究为深渊及深海等极端环境下微生物生态系统组成及维持奠定了理论基础,也为进一步研究极端微生物的生存策略提供了科学指导.

低温微生物作为极端环境微生物研究的一大热点,自 20 世纪 70 年代以来,其研究应用就得到了越来越广泛的关注.低温微生物凭借一系列耐冷机制,可有效抵御低温对其细胞生存生长的胁迫,保障其在低温环境下仍能够生存繁殖.文章首先阐述了低温微生物的相关内涵及其适冷机制,然后探讨了低温微生物在污水处理中的实际应用,以期为低温微生物在实际生产生活中的应用提供参考.

极地微生物处在南北极严峻、极端的自然环境下,体内的一些"沉默基因"可能会被激活,形成了独特的生存机制和生物合成途径,能够产生化学结构多样、活性显著的次级代谢产物.近年来,从极地放线菌中分离鉴定出一系列结构新颖、活性突出的次级代谢产物.本文综述了 1999至2021年间的极地放线菌次级代谢产物及药理活性的 研究进展,将极地放线菌来源的104个次级代谢产物按肽类、生物碱类、萜类、大环内酯类、聚酮类、大环内酰胺类等化学类别,着重介绍结构新颖和活性突出的次级代谢产物,为进一步开发利用极地放线菌、研发创新药物提供参考.

嗜酸菌是一类可以在极端酸性环境下生存的微生物,在生物整治以及耐热耐酸酶的提取等领域发挥着重要作用.一些嗜中性工程菌株在发酵过程中经常遇到自身环境酸化的问题,嗜酸菌独特的耐酸能力及其耐酸模块为构建耐酸能力强的嗜中性工程菌株提供了思路.因此,从细胞膜的稳定性及低渗透性,耐酸相关的能量代谢,生物大分子的修复以及胞内缓冲作用等方面对嗜酸菌的耐酸机制进行深入探讨,并展望了嗜酸菌在耐酸工程菌株合成生物学领域的作用.

极端微生物是一类能够适应特殊环境的微生物,相关功能蛋白在其适应极端环境过程中发挥着重要作用,探索极端微生物的特性及其相关的功能蛋白有助于深入了解生命的起源与进化,为蛋白酶在工业领域的应用提供一定理论依据.现概述耐辐射球菌、嗜盐菌、嗜热菌、嗜酸菌和嗜碱菌、嗜冷菌、嗜压菌的特性及其相关的功能蛋白质,从蛋白质水平阐述极端微生物对极端环境的适应机制.

深海环境复杂多样,微生物为了适应这种极端环境往往会形成独特的代谢途径,进而产生一些具有某种生理活性的结构新颖的次级代谢产物.真菌作为深海环境中的重要微生物类群之一,因其次级代谢产物出新率高、生物活性显著,近年来成为海洋天然产物研究的焦点,倍受研究者关注.本文综述了2004-2017年间发表的217个深海(＞50 m)真菌来源的新颖次级代谢产物,其来源菌株广泛分布在真菌18个属,主要集中在Penicillium属(30％)、Aspergillus属(24％)、Spiromastix属(13％)和Acremonium属(7％);其结构类型包括聚酮类(99个)、生物碱类(54个)、萜类(50个)、肽类(11个)、其他类(3个);活性研究主要集中在细胞毒性、抗菌、抗病毒、抗污损等方面.