为探究体外发酵牦牛瘤胃源厌氧真菌 Orpinomyces sp.YF3 在不同碳源诱导下的产酶机制,本研究利用厌氧培养管在 10 mL 基础培养基中分别添加不同碳源复杂度的葡萄糖(glucose,Glu)、滤纸(filter paper,Flp)、微晶纤维素(avicel,Avi)各 8 g/L作为唯一碳源进行体外发酵,检测发酵液中的纤维降解酶活性和挥发性脂肪酸,并利用转录组学探究Orpinomyces sp.YF3的产酶机制.结果表明葡萄糖诱导下的发酵液中羧甲基纤维素酶、微晶纤维素酶、滤纸酶和木聚糖酶的活性,及乙酸的比例显著升高(P＜0.05),丙酸、丁酸、异丁酸的比例显著降低(P＜0.05).进一步分析发现与纤维降解酶相关的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)在Glu组中显著上调.基因本体论(gene ontology,GO)功能富集显示DEGs主要集中在木聚糖酶、纤维素酶、葡萄糖和碳水化合物等的分解代谢过程及相关酶活性,京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析富集到的纤维降解酶相关的差异通路主要是淀粉和蔗糖代谢途径、其他聚糖降解途径.以上结果表明,以葡萄糖为碳源底物的Orpinomyces sp.YF3可增加纤维素降解酶活性,提高乙酸比例,通过调控纤维降解酶基因的表达及相关代谢通路来提高对底物的降解能力,提高能量利用效率.这为Orpinomyces sp.YF3 在实际生产中的应用提供了理论基础.

[背景]开发生物甲烷资源是减轻化石燃料供求紧张的有效措施,而秸秆类原料的预处理及甲烷生产方法需要不断创新,从而进一步满足可持续发展.厌氧真菌与甲烷菌共培养能够通过假根侵入及纤维降解酶双重预处理秸秆并生产甲烷,但目前全世界被报道的骆驼胃肠道来源的厌氧真菌分离培养物仅有 1 株.[目的]从新疆准噶尔双峰驼瘤胃内容物中分离出新型厌氧真菌和甲烷菌共培养物,研究其在降解秸秆并联合生产生物甲烷方面的应用潜力.[方法]采用Hungate滚管纯化技术将从骆驼胃肠道中分离的厌氧真菌和甲烷菌共培养,对其进行形态学及分子学鉴定,随后厌氧发酵 5 种底物(稻秸、芦苇、构树叶、苜蓿秆和草木樨),研究产甲烷量、降解效果及主要代谢产物等方面的特性.[结果]筛选到的共培养物中的厌氧真菌为Oontomyces sp.CR1,甲烷菌为Methanobrevibacter sp.CR1.其在降解稻秸时表现出最高的木聚糖酶酶活力(21.64 IU/mL)及甲烷产量(143.39 mL/g-DM),甲烷生产特性较分离自其他动物宿主的厌氧真菌共培养物更优.[结论]共培养厌氧真菌与甲烷菌菌株CR1 是一种新型高效降解菌株资源,其在利用木质纤维素生物质生产生物甲烷方面具有良好的应用前景.

[背景]近年来硝酸酯化合物抑制瘤胃甲烷生成的能力受到广泛关注,但鲜有研究关注其对瘤胃内主要纤维降解菌——厌氧真菌的影响.[目的]研究三硝酸丙三酯(Nitroglycerin,NG)对厌氧真菌和甲烷菌活性和代谢的影响.[方法]利用厌氧真菌(Piromyces sp.F1)纯培养及与甲烷菌共培养(Piromyces sp.F 1+ Methanobrevibacter sp.),比较不同剂量NG (0.0、6.6、13.2和19.8 μmol/L)对厌氧真菌和甲烷菌的代谢终产物、主要纤维水解酶活性及菌群丰度的影响.[结果]厌氧真菌共培养组中,6.6 μmol/L NG完全抑制了甲烷的生成,积累了氢气和甲酸(P＜0.05),降低了乙酸浓度以及木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P＜0.05),但未显著影响厌氧真菌和甲烷菌的丰度(P＞0.05).厌氧真菌纯培养组中,6.6 μtmol/L NG显著降低了甲酸、乙酸、乙醇、木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P＜0.05),但总产气量和氢气产量没有显著差异(P＞0.05).在2个培养体系中,随着剂量的升高,NG对厌氧真菌和甲烷菌的抑制增强.[结论]NG能够抑制甲烷菌的活性,但对厌氧真菌也有抑制作用.

[目的]使用培养组学技术分离培养肺部微生物群,初步了解人体肺部可培养细菌的组成特点,建立呼吸道微生物菌库,为以后进行重点菌株的功能研究提供菌株条件.[方法]针对6个临床肺泡灌洗液样本,使用补充不同添加剂的血培养瓶对样本进行预增菌,在预增菌不同的时间点对血培养瓶内细菌进行分离培养和保藏,使用MALDI-TOF质谱和16S rRNA基因测序鉴定分离菌株.[结果]共获得101种已鉴定细菌,6株潜在新菌,2株真菌.其中细菌包括5个门、14个纲、24个目、35个科和45个属.预增菌前期的时间点分离菌种数较多,厌氧环境分离菌种多于需氧条件,在预增菌时添加羊血和瘤胃液起到良好的分离效果,本实验分离的肺部微生物群与人体其他部位(尤其是肠道)有很大的交叉.[结论]利用培养组学技术可以实现对肺部微生物群的分离培养,继续探索对肺部微生物群培养的优化方法具有现实意义.

目的 了解犊牛在不同生长发育的过程中肠道菌群的建立及肠道菌群结构的动态变化.方法 采集不同时间点(1d、3d、6d、9d、12d、24d、36d、48d、60 d和72 d)新生6头健康犊牛的新鲜直肠粪便样本,利用16SrDNA测序技术及生物信息学测序方法,分析犊牛不同时间点的肠道微生物结构组成及多样性.结果 OTUs聚类分析中共有的OTUs有413个.Alpha多样性指数显示,随着日龄的增加,物种的相对丰度逐渐增多.通过不同组间相对丰度展示了在科水平不同种类物种的相对丰度,包括厌氧环境、致病菌等方面生成了物种丰富度柱形累加图.在厌氧环境中,梭菌科随着日龄的增加逐渐增加.真菌科在48d后逐渐出现在肠道菌群中.毛螺菌科从犊牛出生就一直存在肠道中,并逐渐增加成为优势菌群.在致病菌中,肠杆菌科随着日龄的增加逐渐减少,梭菌与瘤胃球菌不断增加.结论 通过分析新生犊牛肠道微生物菌群多样性的动态结构变化,对新生犊牛胃肠道微生态环境的改善和免疫调控及其生产性能具有重要的意义.