[背景]加工番茄为新疆种植红色产业重要的作物之一,加工番茄生产中存在传统配料过度施用的问题,"生物肥"逐渐受到人们关注.[目的]探究混合菌剂对加工番茄生长的影响,激发根际土壤功能性微生物种群的变化,为未来微生物菌剂的开发利用提供理论和实践基础.[方法]加工番茄根际施加微生物混合菌剂,测定加工番茄生长发育期间的农艺性状,探究混合菌剂对加工番茄生长的影响,利用 16S rRNA基因扩增子分析技术,探究混合菌剂对根际微生物的群落组成及群落结构的影响.[结果]经过混合菌剂处理后,加工番茄的一些生长状况指标、果实重量、单株结果数及果实含糖量等性状得到改良,影响了果实的品质;施加混合菌剂激发土壤微生物的种群数量、群落组成和群落结构的改变,其中放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度提高,相关性分析表明对加工番茄生长产生了影响.[结论]加工番茄根际施用特基拉芽孢杆菌C-9 与鞘氨醇杆菌A1 制备的水分散混合菌剂,对加工番茄根际功能性微生物群落结构产生影响,一些功能性微生物的相对丰度提高,混合菌剂施加促进了根际微生物与植物的相互作用,使得加工番茄果实品质得到改良.

目的 基于非靶向代谢组学技术探讨老年胃癌患者术前衰弱与代谢综合征(MetS)的差异代谢物及代谢通路.方法 收集非衰弱非MetS胃癌患者25例作为对照组,单纯衰弱组胃癌患者10例作为衰弱组;单纯合并MetS的胃癌患者13例作为MetS组,衰弱合并MetS组胃癌患者10例作为合并组.采用超高效液相色谱-质谱联用非靶向代谢组学技术测量血浆代谢物水平,采用主成分分析法、正交偏最小二乘法-模式识别分析法、聚类分析及代谢通路注释进行多元统计分析.结果 基于非靶向代谢组学技术鉴定出了 125种差异代谢物,包括氨基酸、甘油磷脂、鞘脂、脂肪酸、糖类、核苷及核苷酸、酸性化合物等类别.与对照组比较,MetS组、衰弱组、合并组分别存在41、32、52种差异代谢物.其中MetS组以脂质代谢物明显升高为特征;衰弱组以氨基酸及多数甘油磷脂类代谢物明显下降,且脂肪酸类及植物鞘氨醇明显升高为特征;合并组以核苷酸类代谢物及酸性化合物明显升高为特征.丙氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸代谢途径在衰弱组中明显富集,甘油磷脂代谢途径在合并组中明显富集.结论 单纯衰弱、单纯合并MetS以及衰弱合并MetS的老年胃癌患者存在不同的代谢特征,其中衰弱的老年胃癌患者氨基酸与甘油磷脂类代谢物均明显下降,需重视脂肪与蛋白质全面补充,MetS合并衰弱患者存在氨基酸、脂质、核苷酸、酸性化合物等多类代谢物异常,可能与肿瘤相关代谢紊乱有关.

四乙酰基植物鞘氨醇(tetraacetyl phytosphingosine,TAPS)是一种性能卓越的天然护肤品原料,经去乙酰化后生成的植物鞘氨醇可作为前体合成保湿护肤品神经酰胺,因此广泛应用于护肤化妆品行业.非常规酵母威克汉姆西弗酵母(Wickerhamomyces ciferrii)是已知的唯一可天然分泌四乙酰基植物鞘氨醇的微生物,目前已成为四乙酰基植物鞘氨醇工业生产的宿主.本文介绍了四乙酰基植物鞘氨醇的发现、功能及其生物合成途径,综述了近年来利用单倍体筛选、诱变育种和代谢工程改造威克汉姆西弗酵母高产四乙酰基植物鞘氨醇的研究进展,并展望了实现四乙酰基植物鞘氨醇工业生产的未来发展方向.

目的 鉴定速效救心丸干预稳定型心绞痛气滞血瘀证患者的差异代谢物、代谢通路,探讨速效救心丸相关治疗作用机制.方法 选择 2019 年 9 月—2021 年 9 月在东直门医院等接受义诊的患者和健康人,试验组纳入30 例稳定型心绞痛气滞血瘀证患者,对照组纳入30 名健康人.利用液相色谱-质谱技术对两组受试者进行血清代谢组学分析,采用多变量偏最小二乘回归分析模型的前2 个主成分的VIP值,结合单变量分析差异倍数和P值筛选差异代谢物,基于京都基因与基因组百科全书数据库对差异代谢物进行代谢通路富集分析.结果 共鉴定出试验组与对照组的差异代谢物18 种,其中,4-羟基肉桂酰亚胺、胆绿素-Ⅸ-β、2-亚甲基谷氨酸等代谢物含量低于健康人,左旋肉碱、维生素BT、胍丁胺、柠康酸、鸟嘌呤、薄荷脑等代谢物含量高于健康人.对比试验组患者服用速效救心丸治疗前后的21 种差异代谢物,治疗后细菌叶绿素a、植物鞘氨醇、4-氧视黄醇、神经酰胺、1-甲基鸟嘌呤等代谢物含量较治疗前下降,6-酮前列腺素E1、树脂毒素、前列腺素G2 含量较治疗前升高.差异代谢物质的异常变化提示稳定型心绞痛患者体内可能存在氨基酸、脂质、视黄醇、嘌呤、卟啉和叶绿素、瞬时受体电位通道的炎症介质调节、血清素能突触等多种代谢途径的紊乱.结论 稳定型心绞痛气滞血瘀证患者与健康人体内代谢物存在明显差异,速效救心丸具有双向调节体内血清代谢物的作用,从而发挥调节肠道菌群、维持肠道屏障、改善血脂水平、增加血管内皮功能的稳定、减轻组织细胞炎症反应、抗氧化等作用.

藓结皮作为干旱半干旱地区生物土壤结皮发育演替的稳定阶段,参与了荒漠生态系统的物质循环和能量流动,为微生物多样性的维持提供了微生境.了解藓结皮植物-土壤连续体不同粒径土壤微生物群落多样性对认识藓结皮的生态过程具有重要意义.本研究采用Illumina MiSeq技术对藓结皮植物-土壤连续体以及结皮下层不同粒径土壤微生物多样性和群落结构进行了分析.测序结果得到10,730个细菌变异序列(ASVs)和3,035个真菌ASVs.藓结皮附着土细菌群落α多样性指数低于结皮下层,而藓结皮附着土真菌群落α多样性指数显著高于结皮下层和结皮抖落土.藓结皮层常见的细菌门有放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、蓝细菌门、拟杆菌门,结皮下层土壤常见的细菌门有放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门,藓结皮附着土细菌群落变形菌门和拟杆菌门相对多度高于不同粒径藓结皮抖落土及藓结皮下层土.藓结皮层和藓结皮下层常见的真菌门有子囊菌门和担子菌门.藓结皮附着土与不同粒径抖落土在细菌群落微枝形杆菌属(Microvirga)、红色杆菌属(Rubrobacter)、苔藓杆菌属(Bryobacter)、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、地嗜皮菌属(Geodermatophilus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、芽生球菌属(Blastococcus)、诺卡氏菌属(Nocardioides)、Rubellimicrobium、贫养杆菌属(Modestobacter)相对多度存在显著差异,藓结皮附着土与不同粒径抖落土在真菌群落曲霉属(Aspergillus)、Knufia、Darksidea、粉褶蕈属(Entoloma)、Monosporascus、Bhatiellae、亚隔孢壳属(Didymella)、链格孢属(Alternaria)、Cladosporium、镰刀菌属(Fusarium)相对多度上存在显著差异.藓结皮附着土细菌和真菌共现性网络比不同粒径藓结皮抖落土和藓结皮下层土细菌和真菌共现性网络更复杂且连通性更好.这些研究结果有助于在微环境尺度探究生物土壤结皮参与荒漠生态系统生物地球化学循环的微生物多样性的变化规律.

[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.

鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)不仅细胞膜含有比脂多糖更疏水的鞘糖脂,而且具有高效的代谢调控机制和基因调控能力,使其在威兰胶合成、环境修复和促进植物生长等方面具有巨大的应用潜力.目前国内在鞘氨醇单胞菌代谢机制方面的研究尚无新突破.本文主要综述了鞘氨醇单胞菌的系统分类、基因组学、基因调控机制及其应用等方面的研究,从基因层面分析鞘氨醇单胞菌产威兰胶的合成机制,为后续鞘氨醇单胞菌高密度发酵、工业化生产等研究提供理论基础,以便进一步发掘其在生物技术上的应用潜力.

[背景]解析植物微生物群落结构是利用微生物组工程强化植物抗生物和非生物胁迫水平、提高农林产品质量和品质的基础.固氮根瘤是沙棘具有抗旱、抗寒和抗贫瘠等多种优良生物性状的关键.[目的]比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落结构的组成及影响因素,为揭示沙棘-弗兰克氏菌共生和植物-微生物互作协同抗逆机制提供理论基础.[方法]从辽宁、陕西和山西采集样品,通过 16S rRNA基因 V3-V4 可变区的高通量测序技术,采用生物信息学方法比较分析沙棘根际土和根瘤内细菌群落组成和丰度差异,并探索土壤土理化性质对根际土细菌群落结构的影响.[结果]沙棘根际土和根瘤内的细菌群落均以放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为主要优势菌门,且根瘤内弗兰克氏菌属(Frankia)为绝对优势菌属;根际土前 10 个优势菌门的丰度在三地样品间均存在显著差异,仅存在唯一共有的优势菌属(鞘氨醇单胞菌属,Sphingomonas),且前 35 个优势属中有 27 个属在三地间存在明显丰度差异;土壤pH和速效钾是沙棘根际土细菌群落多样性的主要影响因子;根瘤内优势门和属在三省份间存在高度的保守性,仅异根瘤菌属(Allorhizobium)存在显著丰度差异;受宿主选择的影响,根际土和根瘤内细菌多样性和丰富性存在不完全的统一性.[结论]沙棘根际土细菌群落多样性受土壤pH和速效钾的强烈影响,沙棘根瘤通过自宿主选择从根际土中筛选获得相对保守和稳定的细菌群落.

目的 研究纳米三氧化二铁颗粒(iron oxide nanoparticles,Fe203 NPs)经亚急性口服暴露后对SD大鼠尿液代谢物及其通路的影响,为纳米毒理学评价提供一种新思路.方法 8周龄SD大鼠适应性喂养5 d后随机分为溶剂对照组(control group,C 组)、低剂量(low-dose group,L 组)、中剂量(medium-dose group,M 组)和高剂量(high-dose group,H 组)Fe203 NPs处理组,Fe203 NPs灌胃28 d后运用液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph mass spectrometer,LC-MS)检测SD大鼠尿液代谢物,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)、偏最小二乘法-判别分析(partial least squares-dis-criminant analysis,PLS-DA)、正交偏最小二乘法-判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,0-PLS-DA)和单变量统计分析进一步确认差异代谢物,并进行KEGG信号通路分析.结果 L组和C组尿液代谢物显著分开,并鉴定出12种差异代谢物,主要涉及精氨酸生物合成(P=0.027)、精氨酸和脯氨酸代谢(P=0.072)、鞘脂代谢(P=0.040)3条通路,其中L-精氨酸(L-Arginine,L-Arg)和植物鞘胺醇(Phytosphingosine,PHS)起主要调控作用.M组与C组相比有8种差异代谢物,H组有2种.结论 低剂量Fe2O3NPs染毒后可能会影响大鼠的氨基酸代谢和脂类代谢,尿液中的L-Arg和PHS可以作为Fe2O3 NPs暴露而改变的潜在生物标志物.

植物叶际微生物多样性是目前植物-微生物关系研究的热点之一,但影响叶际微生物群落结构的主要因素目前还存在很大争议.本研究以生长在3处生境的桂花和夹竹桃为对象,基于高通量测序技术,分析2种植物叶际细菌的群落结构,探讨影响植物叶际细菌群落结构的主要因素.结果表明:来自3处生境的2种植物叶际细菌多样性无显著差异,构成叶际细菌群落的优势门主要包括放线菌门、拟杆菌门、衣原体门、蓝细菌门、厚壁菌门和变形菌门,优势属主要包括甲基杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、薄层杆属、Polaromonas和无毛螺旋体属.植物种类、生境及二者的交互作用均能显著影响叶际细菌群落结构,其中生境的影响最大.