摘要:

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摘要:环境微生物学作为微生物与环境科学相结合的交叉学科，已经在环境污染治理，废弃物资源化利用，生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。《微生物学通报》推出的本期“环境微生物主题刊”报道了专论与综述17篇、研究报告19篇，内容涵盖环境污染修复与微生物多样性、环境微生物资源的发掘与利用、环境微生物学研究前沿、环境微生物生理学及生物制剂、环境微生物与环境工程等应用领域，期望该主题刊的出版有助于加强我国环境微生物学研究者间的交流和合作，推动环境微生物学学科的进一步发展。

摘要:【背景】南极苔藓中蕴藏着丰富的极地微生物资源，然而目前对南极苔藓细菌群落组成的研究较少，限制了对这类极端生境微生物资源的开发和应用。【目的】在南极长城站不同地点随机取样，揭示南极三洋藓(Sanionia uncinata)的细菌群落结构组成。【方法】采用Illumina Hiseq高通量测序技术对3个苔藓样品的16S rRNA基因V4区进行测序及生物信息学分析。【结果】3个苔藓样品中共获得细菌总优化序列273 367条。基于97%序列相似度，细菌优化序列聚类为9 579个OTU。分类地位明确的细菌可归为14门27纲50属。优势类群是变形菌门(Proteobacteria) (30.70%)、拟杆菌门(Bacteroidetes) (19.67%)、疣微菌门(Verrucomicrobia) (12.43%)、蓝细菌门(Cyanobacteria) (10.55%)及放线菌门(Actinobacteria) (9.36%)。在属水平上，56.73%属于未知细菌。【结论】南极三洋藓(Sanionia uncinata)中具有丰富多样的细菌，该研究为今后极地微生物研究奠定了基础。

摘要:【背景】培菌白蚁是属于白蚁科的一类与鸡枞菌属真菌共生的高等白蚁，其与体内肠道微生物和体外菌圃微生物形成三维共生体系。【目的】分析培菌白蚁菌圃和粪便的微生物多样性，并与肠道微生物进行比较。【方法】通过Illumina MiSeq高通量测序方法对培菌白蚁菌圃和粪便样品进行细菌16S rRNA基因和真菌ITS测序分析。【结果】高通量测序获得培菌白蚁菌圃和粪便样品细菌和真菌的有效序列和OTU数目。5个样品细菌OTU数目在90?199之间，而真菌OTU在10?58之间，细菌的种类多样性明显大于真菌。不论是细菌还是真菌，粪便样品的OTU数目多于菌圃样品。经物种分类分析，菌圃样品主要优势细菌是变形菌门(Proteobacteria)，其相对含量超过82.4%；其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)；粪便样品中优势细菌为拟杆菌门，其次是变形菌门，粪便优势菌属为别样杆菌属和营发酵单胞属，这与培菌白蚁肠道菌多样性组成一致。培菌白蚁菌圃和粪便样品共生真菌主要为担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)。菌圃优势真菌为鸡枞菌属(Termitomyces)，相对含量在51.83%以上，菌圃中还鉴定到炭角菌属(1%，Xylaria)。【结论】为今后培菌白蚁-体内外微生物共生关系研究以及微生物的分离培养提供了依据和参考。

摘要:【背景】城市水环境正面临着严峻的抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes，ARGs)污染。然而关于城市休闲水域中ARGs的研究较少。【目的】对城市休闲水域夏冬季节的微生物群落和抗性基因组成进行研究分析，促进对休闲水域水生生态系统的认识。【方法】基于高通量测序技术，对休闲湖泊九山湖夏季和冬季的微生物及ARGs组成进行分析。【结果】在夏季和冬季样本中分别检测到148门和152门。变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是两个季节样本的主要菌门。夏季优势属为聚球藻属(Synechococcus)，冬季优势属为Liminohabitans。此外，共鉴定出449种抗性基因型(304种是两个季节所共有的抗性基因，66种是夏季特有的抗性基因，79种是冬季特有的抗性基因)。夏季样本中ARGs的相对丰度显著高于冬季。MCR-1.2和BcI分别是夏季和冬季水样的主要ARGs。九山湖样本检测到的抗性基因的耐药机制主要是抗生素外排、抗生素失活或抗生素靶位改变。冗余分析(redundancy analysis，RDA)和典型对应分析(canonical correspondence analysis，CCA)结果表明，环境因子与微生物群落和抗性基因的分布显著相关。【结论】九山湖冬季和夏季的微生物群落结构和抗性基因组成存在明显差异，为进一步认识和了解城市休闲水生生态系统的结构提供了有用的信息，并强调了水体的ARGs污染可能造成的健康危害。

摘要:【背景】土壤中的反硝化作用形成气态产物N2O和N2，会导致氮素的气态损失，并造成温室效应。硫化物对土壤的N2O还原具有抑制作用，但其对菌群和功能基因的影响机制还不清楚。【目的】研究有无外加碳源情况下，硫化物对反硝化作用中间产物(NO、N2O)的积累、反硝化功能基因(narG、nirS、nirK和nosZ)表达量以及菌群结构的影响。【方法】分别设置不同量葡萄糖(0和1 000 mg-C/kg干重土壤)和硫化钠(0和150 mg-S/kg干重土壤)添加的交叉处理，进行室内微宇宙培养实验，利用自动化培养与实时气体检测系统检测培养过程中NO、N2O和N2的积累量，通过反转录定量PCR测定反硝化功能基因表达量，利用Miseq技术平台基于16S rRNA基因序列的高通量测序分析样品的菌群结构。【结果】硫化钠的添加显著抑制N2O还原，但是其对于N2O积累量没有显著影响，却显著降低了NO的积累量。硫化钠的添加短时间内在转录水平上显著抑制N2O还原酶的活性，并且抑制固氮弧菌属(Azoarcus)、微枝形杆菌属(Microvirga)、剑菌属(Ensifer)、氮氢单胞菌属(Azohydromonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、斯科曼氏球菌属(Skermanella)、申氏杆菌属(Shinella)和西索恩氏菌属(Chthoniobacter)的基因转录，降低它们的转录本丰度，结合Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)数据库的查询结果，发现硫化钠的添加抑制了不产生N2O的N2O还原反硝化细菌的生长。【结论】堆肥或其他原因引起的土壤硫化物增加，导致反硝化过程N2O还原被抑制的原因是由于其对氧化亚氮基因转录的抑制和对不同反硝化菌的选择作用，研究结果有助于认识硫化物对氮代谢影响的微生物机制。

摘要:【背景】近年来频繁发生的霾污染事件严重威胁着人类的正常生活和社会经济发展。目前对霾污染颗粒物的重要组成部分生物气溶胶的关注较少。【目的】明确霾污染时空气微生物的特征，为进一步研究空气微生物对霾污染的形成及反馈机制奠定基础。【方法】采集了北京地区重度霾污染的样品，测定颗粒物的化学组分，通过高通量测序技术分析空气细菌群落结构特征，并明确其与环境因子的相关性。【结果】霾污染显著改变空气细菌群落结构、降低α多样性。霾污染使空气中变形菌门相对丰度显著上升，放线菌门相对丰度下降。颗粒物浓度及化学组分是重度霾污染中影响空气细菌群落结构的关键环境因子。与气态污染物SO2和NO2相比，水溶性离子硫酸盐、硝酸盐和铵盐对空气细菌群落结构的影响更大。【结论】解析了重度霾污染时空气细菌群落特征和关键环境因子之间的相关性，为大气环境微生物的研究、空气质量的评价及霾污染的有效防治提供了数据参考。

摘要:【背景】微生物在油田注采系统中的迁移直接影响到油藏微生物群落组成及其在油田生产中的应用。然而，由于缺少特异性标记，很难将目标微生物同众多的土著微生物区分开。因此，需要构建携带特异性基因的微生物菌株。【目的】为了有效追踪定位微生物在油田注采系统中的迁移，本文构建一株红色荧光蛋白标记假单胞菌。【方法】运用染色体同源重组的方法，将带有组成型表达启动子的红色荧光蛋白编码基因(red fluorescent protein gene，rfp)插入到一株分离自油藏环境且产鼠李糖脂的铜绿假单胞菌SG染色体上编码β-内酰胺酶基因内部，获得标记菌株SG-rfp。【结果】构建的菌株SG-rfp能够在非诱导条件下表达红色荧光蛋白，而且对氨苄青霉素、卡那霉素、链霉素和庆大霉素不具有耐受性。与野生型菌株SG相比，构建的SG-rfp菌株也能够在有氧和缺氧条件下产生鼠李糖脂，在岩芯驱油实验中能够较好地提高原油采收率。此外，应用菌株SG-rfp，本文研究并证实了微生物在含油多孔介质中的迁移扩散及所受限制。【结论】本文所构建的菌株SG-rfp为深入研究微生物在油田注采系统中的迁移及微生物在油田生产中的应用提供了有力工具。

摘要:【背景】含Te(IV)的工业废水对于生物体具有潜在的毒性作用，可将Te(IV)还原为Te0的微生物过程具有重要的研究价值。【目的】探索亚硒酸盐还原菌Bacillus cereus CC-1对Te(IV)的还原能力、还原酶位点以及还原产物的特性。【方法】利用前期筛选的亚硒酸盐还原菌Bacillus cereus CC-1还原Te(IV)，根据48 h内还原率大小确定最适Te(IV)浓度及pH；考察不同阴阳离子对Te(IV)还原率的影响与Te(IV)还原酶位点；利用表征分析确定还原产物的组成、结晶性与形貌。【结果】菌株CC-1能够将Te(IV)还原，Te(IV)初始浓度为0.5 mmol/L，体系pH为7.0时还原率最高。体系中外加阴阳离子对Te(IV)的还原有一定影响，其中磷酸根、硫酸根、醋酸根、钼酸盐对Te(IV)的去除无明显影响；低浓度的硝酸根抑制Te(IV)的去除，随着硝酸根浓度增加，其对Te(IV)的去除的抑制作用减弱；铅离子和铋离子对Te(IV)的还原有抑制作用；铜离子能够提高Te(IV)的去除率。在胞外、细胞膜组分以及细胞内均检测到Te(IV)还原酶的活性，且细胞外的酶活高于细胞内和细胞膜上。菌株CC-1可将Te(IV)部分还原为碲单质，还原产物包裹在细胞内部；胞内酶对Te(IV)的还原产物为成簇的碲纳米片。【结论】菌株CC-1具有一定的Te(IV)耐受能力和还原能力，并体现了一定的pH依赖性。菌株CC-1对Te(IV)的还原涉及到多种转运过程，硝酸盐还原酶在Te(IV)还原的过程中可能起到重要作用。菌株CC-1的胞内碲还原酶对Te(IV)的还原产物为胶体Te0，回收和利用较为方便。

摘要:【背景】噬藻体是一类特异性侵染蓝藻的病毒，广泛存在于淡水和海水水体中，参与调控宿主蓝藻的丰度和种群密度，被认为是潜在的蓝藻水华生物防控工具。但目前的研究多集中于海洋噬藻体，对淡水噬藻体的生物学特性和结构生物学等研究较少。【目的】分离更多种类的淡水噬藻体，为研究淡水噬藻体的三维结构、侵染机制、与宿主的共进化关系，及其在蓝藻水华防治中的应用提供理论基础。【方法】采集中国科学技术大学西校区内景观湖也西湖水华暴发水域的水样，利用液体培养基和双层固体平板法对17种宿主蓝藻进行筛选，通过NaCl-PEG沉淀法和氯化铯密度梯度离心分离和纯化噬藻体，并利用负染电镜观察噬藻体的形态，同时采用梯度稀释法测定裂解液的效价。【结果】发现也西湖的水样可特异性侵染本实验室分离自巢湖的一株拟鱼腥藻Pan。侵染后的裂解液中存在4株形态各异的噬藻体，包括1株短尾噬藻体和3株长尾噬藻体，其中包括首次发现的1株含有非典型长轴状头部结构的淡水噬藻体。【结论】也西湖作为巢湖流域的一个小型水体，具有与巢湖类似的水华蓝藻及其噬藻体分布谱，因此可以用于模拟大型湖泊进行相关分子生态学和生物防控的研究。

摘要:【背景】目前，微生物所产胞外多糖(exopolysaccharide，EPS)的理化性质及其在重金属吸附中的应用受到了广泛关注。【目的】研究红球菌HX-2所产胞外多糖的理化性质，并探究其对重金属的吸附情况。【方法】使用离子交换和凝胶色谱分离法对胞外多糖粗品进行纯化；利用苯酚硫酸法测胞外多糖中糖含量；用Bradford试剂盒检测胞外多糖中蛋白含量；使用甲醇萃取法检测胞外多糖中脂质含量；用高效液相色谱(high performance liquid chromatography，HPLC)法分析胞外多糖中单糖组成；用扫描电镜(scanning electron microscopy，SEM)法观察多糖表面形态；通过等温吸附模型和动力学模型探究胞外多糖对重金属的吸附效果。【结果】测得胞外多糖主要成分EPS-G-1中总糖含量为78.43%，蛋白含量为8.31%，脂质含量为8.22%；纯化后胞外多糖中单糖组成为葡萄糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和岩藻糖，质量比为27.31:26.67:24.83:15.85:4.80；通过等温吸附模型拟合得到HX-2所产胞外多糖对Cu2+的最大吸附量为144.93 mg/g。【结论】红球菌HX-2所产胞外多糖对水体中Cu2+具有良好的吸附作用，可用于工业废水中重金属离子的处理。

摘要:【背景】六价铬[Cr(VI)]作为一种高毒性的重金属污染物，用微生物学方法还原Cr(VI)既经济又环保。【目的】探究耐铬菌株CM01中与耐受或还原铬Cr(VI)有关的蛋白或基因，从分子水平上阐述其耐铬Cr(VI)机制。【方法】运用同位素标记相对和绝对定量技术(isobaric tags for relatVIe and absolute quantitation techniques，iTRAQ)分析耐铬菌株CM01在有无铬Cr(VI)胁迫下的蛋白表达差异。运用RT-qPCR技术验证4种与代谢途径有关的上调蛋白的mRNA表达量。运用紫外分光光度计测定细胞表面疏水性。【结果】共鉴定到2 570个蛋白，其中存在显著差异的蛋白数为646个，上调蛋白数量343个，下调蛋白数量303个。CM01中的Fe/Mn超氧化物歧化酶、甜菜碱醛脱氢酶、磷酸戊糖途径、磷酸肌醇代谢途径、氨基酸代谢共同参与了菌株对于外源性Cr(VI)的响应机制。RT-qPCR实验结果表明，与代谢途径有关的4种蛋白其基因转录水平和蛋白水平一致。对照组CM01的细胞表面疏水性高于实验组。【结论】初步探索了耐铬菌的Cr(VI)响应机制，为利用微生物治理环境污染提供了理论支持和新的研究思路。

摘要:【背景】森林土壤中携带了大量种子和微生物，已经被广泛用于各种退化生态系统的植被恢复。但是，关于土壤迁播到退化生态系统后的真菌和细菌群落变化研究较少。【目的】研究土壤迁播后真菌和细菌的组成和多样性，比对其与森林母土和受体土壤之间的物种组成与群落差异。【方法】通过Illumina HiSeq高通量测序，获取迁播15个月的土壤、森林母土及受体土壤中真菌和细菌特征值，比对其多样性和丰富度。【结果】3类样地真菌优势菌门为担子菌门和子囊菌门，细菌优势菌门为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门和绿弯菌门，土壤迁播后显著改变了真菌和细菌优势菌门的相对丰度。主成分分析表明3类样地真菌和细菌群落组成存在显著差异。聚类分析表明迁播土壤与受体土壤聚类距离更近，物种组成更相似，真菌和细菌优势属与受体土壤无显著差异。迁播土壤的真菌和细菌丰富度和多样性与森林母土差异显著(P<0.05)。【结论】森林土壤迁播15月后，其细菌和真菌物种组成逐步趋同于受体土壤。该结果为进一步研究石漠化微生物生态系统、改善和提升土壤迁播技术提供支撑。

摘要:【背景】铬污染土壤是我国土壤污染修复的重点治理对象，在众多修复技术中，微生物法因具有简单、经济、无二次污染等特性已成为研究热点，而微生物法中筛选出既能适应污染场地环境又能高效还原Cr(VI)的菌株尤为重要。【目的】筛选适应西北寒旱区高效还原Cr(VI)的菌株，丰富铬还原菌资源库，为铬污染土壤修复奠定基础。【方法】采用富集驯化、分离纯化法进行筛菌；通过形态学和分子生物学相结合的方法对目的菌株进行鉴定；采用傅里叶变换红外光谱法对还原机理进行研究。【结果】菌株G-13有较强的Cr(VI)还原能力，pH 9.0、温度为30 °C条件下，60 h对Cr(VI) (100 mg/L)的还原率达到82.8%。经形态学和分子生物学鉴定，菌株G-13为Micrococcus luteus。反应中Cr(VI)的降低伴随着Cr(III)的增加，说明以还原反应为主，并且还原能力与细菌生长呈依赖型关系。对细胞各组分及变性研究表明，胞外酶在还原反应中占主要作用。除Pd2+、Cd2+外，其余金属离子对酶活性无明显抑制作用。通过傅里叶变换红外光谱分析，发现G-13与Cr(VI)结合位点主要为羟基、羰基、羧基、–CH、酰胺基等。【结论】菌株G-13有较强的Cr(VI)还原能力，能为西北寒旱区铬污染土壤修复丰富菌种资源。

摘要:【背景】有机污染对水体沉积物中的微生物多样性影响极大，而目前有关污染水体沉积物中真菌多样性的研究较少。【目的】研究不同程度有机污染下水体沉积物中真菌种群的多样性特征，探究工业有机污染对真菌群落的影响。【方法】应用化学分析方法和高通量测序技术进行研究，并分析水质、沉积物成分等环境因子与沉积物真菌多样性的相关性。【结果】随着污染程度的降低，水体沉积物中真菌序列数、OTU数和shannon多样性指数均呈上升趋势。未分类真菌、子囊菌门和担子菌门是沉积物真菌群落中的主要优势种类，主要优势属为Zopfiella、Westerdykella、Clypeosphaeria、Ilyonectria、Paracremonium、Aspergillus。真菌shannon指数与水体溶解氧(dissolved oxygen，DO)极显著正相关，与沉积物有机质和总磷含量显著负相关，simpson指数与水体总氮(total nitrogen，TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(total phosphorus，TP)显著相关。【结论】有机污染导致水体溶解氧下降和沉积物有机质增加，从而导致污染区真菌多样性显著下降。Zopfiella、Penicillium、Emericellopsis、Westerdykella、Jugulospora、Chromelosporium可能参与曝气处理区域沉积物兼氧条件下污染物的去除，Ilyonectria、Mortierella、Epicoccum可能主要参与水生生物残体分解、污染物的吸附沉降等过程。

摘要:【背景】矿区废渣堆重金属污染严重，废渣堆分布着一些耐重金属的微生物。【目标】探究重金属胁迫对真菌生长及发酵液pH的影响。【方法】从金川矿区废渣堆采集土样，分离培养具有产酸能力的真菌，采用形态学与分子生物学技术鉴定这些菌株，并测定其产酸能力及其对Pb2+、Cd2+和Zn2+的耐受性。【结果】形态学及18S rRNA基因序列分析获得黑曲霉ZJ-I (Aspergillus niger ZJ-I)和产黄青霉ZJ-V (Penicilium chrysogenum ZJ-V)两个产酸菌株。未加重金属培养时，与不接种真菌对照相比，上述2个菌株的发酵液pH分别下降0.58和0.69；添加重金属处理后，随着重金属浓度的增加，pH变化幅度变小，不同浓度Pb2+使A. niger ZJ-I发酵液pH值分别下降0.53、0.39、0.34和0.39，使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.21、0.23、0.14和0.09；不同浓度Cd2+使A. niger ZJ-I发酵液pH值分别下降0.75、0.43、0.39和0.32，使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.62、0.46、0.38和0.49；不同浓度Zn2+可使A. niger ZJ-I发酵液pH分别下降0.87、0.61、0.57和0.43，使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH分别下降1.1、0.34、0.44和0.49；低浓度的Zn2+对菌株A. niger ZJ-I和P. chrysogenum ZJ-V产酸都有促进作用，低浓度的Cd2+对A. niger ZJ-I产酸有促进作用。当Cd2+、Zn2+与Pb2+的浓度分别超过200、400、2 000 mg/L时，3种不同浓度的重金属对菌株A. niger ZJ-I的抑制率达到80%以上，抑制效果显著；当Cd2+、Zn2+与Pb2+浓度分别超过200、1 000、2 000 mg/L时，3种不同浓度的重金属对菌株P. chrysogenum ZJ-V抑制率达到80%以上，抑制效果显著。【结论】两株真菌均具有产酸能力和一定的重金属耐受性，菌株P. chrysogenum ZJ-V发酵液产酸性能与重金属耐受能力都要优于ZJ-I，菌株ZJ-V具备潜在的淋洗重金属污染土壤的能力。

摘要:【背景】Acinetobacter sp. Tust-DM21 (GenBank登录号KX390866)是本实验室前期从渤海湾海洋石油勘探船废油收集区采集的水油混合样中分离出的一株高效石油降解菌，其对短、中、长链烷烃均表现出很强的降解能力，有较好的应用前景。【目的】从应用层面探究其最佳降解条件，同时从生物信息层面探究其降解基因的作用。【方法】将其在不同温度、pH下培养144 h，通过GC-MS内标法测定石油烃各组分的变化情况，计算出其最佳降解条件；同时，通过生物信息学手段确定基因组中的降解基因，每个基因分别选择7个同源基因，对它们的蛋白序列进行比较；最后对2个降解基因在0?144 h的表达情况进行了Real-time PCR分析。【结果】Acinetobacter sp. Tust-DM21最佳降解条件为35 °C、pH 8.5，该条件下对石油降解率可达97.5%，其中，对长链烷烃降解率达98.5%，对环烃为81%，对芳香烃为87%；同时，研究发现基因组中含有常见烷烃降解基因alkB (Genbank登录号MH368539)和长链烷烃降解基因almA (Genbank登录号MH357335)，2个降解基因的蛋白经比较均与其同源蛋白表现出一定的相似性，同属菌的相似性最高；通过Real-time PCR发现这2个基因在0?144 h的相对表达量随时间逐步提高。【结论】Acinetobacter sp. Tust-DM21在最佳降解条件下对石油各组分都显示出了优良的降解能力，特别对长链烷烃的降解能力尤为突出；将2个降解基因的相对表达量结合该时间段的生长趋势，证明了菌株Acinetobacter sp. Tust-DM21的生长和降解与alkB和almA基因的上调表达存在关联。

摘要:【背景】东湖假单胞菌HYS是本实验室从武汉东湖水域中分离并鉴定的一株高产铁载体细菌，HYS菌株对秀丽隐杆线虫具有较强毒性。前期研究发现HYS中编码精氨酸琥珀酰转移酶基因(argS)的插入突变可导致其对线虫毒性明显减弱。【目的】探究argS基因功能及其如何参与细菌毒性，为后续深入研究HYS菌株的毒性机制提供理论依据。【方法】采用生物信息学比对、遗传分析和生理生化实验确认argS基因的生物学功能及其参与的精氨酸琥珀酰转移酶(arginine succinyltransferase，AST)途径与细菌毒性的关系。【结果】生物信息学比对结果显示argS编码精氨酸琥珀酰转移酶，其蛋白序列与铜绿假单胞菌中精氨酸琥珀酰转移酶β亚基具有高达88%的相似度；缺失argS导致菌株不能利用精氨酸作为唯一碳源进行生长；精氨酸脱羧酶(arginine decarboxylase，ADC)、精氨酸脱氢酶(arginine dehydrogenase，ADH)以及精氨酸脱亚胺酶(arginine deiminase，ADI)途径中关键基因缺失菌株均可正常利用精氨酸作为唯一碳源，且对线虫并无明显毒性减弱现象；添加外源精氨酸导致菌株对线虫的减毒效果更加明显，且菌株产铁载体能力显著下降。【结论】东湖假单胞菌HYS中AST途径可以通过影响菌株铁载体合成来影响其对秀丽隐杆线虫的毒性，本研究为深入了解假单胞菌精氨酸代谢和致病性机制提供了新依据。

摘要:【背景】草珊瑚炭疽病发生严重，目前尚未有植物内生细菌对该病原菌生物防治的研究报道。【目的】筛选对肿节风炭疽病Colletotrichum dematium具有拮抗作用的内生细菌，并对其抑菌机理进行研究。【方法】采用平板稀释法从广西不同地区采集健康肿节风植株的不同组织分离、纯化获得内生细菌。【结果】平板对峙试验结果表明，来自茎的RJ-4和JJ-5对草珊瑚炭疽病具有较强的拮抗作用，其中拮抗作用最强的菌株是RJ-4，其抑制率达到84.10%。抗菌谱测定结果表明，RJ-4、JJ-5对供试的14种病原真菌均有明显的拮抗效果，拮抗作用最强的是RJ-4，平均抑制率达到95.3%；抑菌机理研究结果表明，该菌株可以分泌蛋白酶和纤维素酶以及几丁质酶，破坏病菌菌丝，抑制病菌生长；含有拮抗细菌的发酵液对病原菌菌丝抑制明显，菌丝扭曲、断裂且分枝缠绕、菌丝颜色加深等。通过形态学特性和16S rRNA基因鉴定，RJ-4菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。【结论】RJ-4菌株具有抑菌抗病功能，并能产生多种抗菌活性物质，这可为新型抗菌物质提供资源。

摘要:噬藻体是感染蓝细菌(蓝藻)的病毒，能调控蓝细菌种群的丰度和多样性，在许多水生生态系统的食物网动态变化和生物地球化学循环中起关键作用。噬藻体与宿主细胞发生各种相互作用，包括吸附、入侵和复制，参与感染过程，从而完成噬藻体的生命周期。本文在综述噬藻体生命周期与基因组结构相互关联的基础上，重点介绍噬藻体与宿主蓝细菌相互作用的蛋白，如噬藻体吸附蛋白、内肽酶、穿孔素、DNA聚合酶、藻胆体降解蛋白A (NblA)、毒力因子、抗CRISPR蛋白(Acr)和小分子热休克蛋白等，分析它们的分子特性，阐述它们在噬藻体感染蓝细菌以及噬藻体-蓝细菌相互作用的分子机制。为了更好地认识驱动不同噬藻体与宿主及水生环境相互作用的策略、感染效率及生态学影响，本文不仅对这些与噬藻体感染相关的重要基因研究动态进行综述与讨论，还在了解噬藻体丰富的多样性和复杂性的基础上，提出应用新技术对噬藻体感染相关基因的功能进行广泛研究，以期扩展全球水生病毒数据库，进一步认识噬藻体与宿主的相互作用机理。

摘要:传统以达标排放为核心目标的废水处理工艺往往以高能耗、高物耗换取污染物削减，形成了“减排污染物、增排温室气体”的尴尬局面，并不符合可持续发展理念。作为一种新型的膜处理技术，膜生物膜法可利用无泡曝气的方式将气态电子供体(甲烷、氢气)或受体(氧气)提供给附着在膜表面的微生物，从而驱动水体中的污染物去除，并产生一些极具回收潜力的物质，最终实现污染物削减、节能减排及资源回收三大目标的有机整合。本文系统介绍了膜生物膜的传质过程及其去除污染物的微观机制，探讨了膜生物膜法在水处理资源回收方面的研究前景，梳理了膜生物膜反应器在水污染控制方面的实验研究和中试应用现状，并总结了膜生物膜法面临的挑战及发展趋势。

摘要:铁元素通常以蛋白辅因子的形式参与一系列重要的生命过程，是绝大多数生命必需的营养物质。在细菌生命过程中，一方面铁短缺是必须克服的严峻挑战，另一方面铁过量又会危及生命。铁的这种二元性质要求细菌必须严格保持体内的铁稳态。当前革兰氏阴性菌铁稳态的作用模式及理解主要基于肠道细菌大肠杆菌的长期探索成果。近年来，在环境细菌中开展的相关研究揭示了革兰氏阴性菌的铁稳态机制存在出乎意料的多样性：细菌中铁稳态相关的生物途径及组成蛋白、关键调控系统的生理影响以及铁稳态与其他生物过程的相互影响等方面都显示不同菌种的生存和进化特征。本综述以希瓦氏菌中的相关发现为基础，分析总结革兰氏阴性菌铁稳态重要途径及其组成的多样性、不同途径的相互影响以及调控因子的生理影响和调控机理等方面的研究进展和未解决的问题，以期为革兰氏阴性菌铁稳态的研究提供参考。

摘要:甲烷是一种比CO2更活跃的温室气体，微生物驱动的甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane，AOM)过程对于降低全球甲烷的排放有着重要意义。参与AOM反应的最终电子受体主要分为三类，即硫酸盐、亚硝酸盐/硝酸盐以及以Fe(III)、Mn(IV)等为代表的金属离子。可溶性金属物质和不溶性金属矿物都可以被用作AOM的电子受体，这大大提高了参与金属依赖型甲烷厌氧氧化(metal-dependent anaerobic oxidation of methane，Metal-AOM)微生物的生态价值。目前研究聚焦在功能菌群、生态分布等方面。部分甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea，ANME)具有直接或间接参与Metal-AOM过程的能力。但由于功能菌群纯化富集和分离具有一定难度，有关其生理生化和生态学等特征的研究受到限制。同时，随着Metal-AOM被发现存在于不同水生生境中，其在污染治理领域的应用也被广泛讨论，但是河口生境尚缺乏深入研究。本文从Metal-AOM的发现入手，阐述了参与该过程的主要微生物及其在水域环境下的生态分布，并介绍了Metal-AOM的反应机制和在实际应用中的机遇与挑战。最后，根据现有研究结果，提出对功能菌群、机制及环保应用的研究展望，包括微生物分离纯化和影响因素、菌群代谢活性和作用机制的解析以及新型生产工艺的设计和发展应用，以期为今后的环境污染治理和工业应用提供借鉴意义。

摘要:聚乙烯(polyethylene，PE)是产量最大的通用塑料之一，通常被加工成一次性包装材料(包括塑料袋及容器)和农用薄膜等。PE塑料的广泛应用导致大量PE废弃物的累积，对生态环境造成严重的威胁。自20世纪70年代以来，一些研究陆续报道了PE塑料被微生物降解的现象，并从土壤、海洋、垃圾堆置点及昆虫肠道等生境中分离筛选到了若干种具有一定PE塑料降解能力的菌株，而且发现一些单加氧酶、过氧化物酶和漆酶等氧化还原酶对PE塑料具有氧化降解能力。这些研究为发展PE塑料废弃物生物降解处理技术提供了一定的依据。本文总结和分析了PE塑料降解微生物的分离和筛选方法，以及已报道的PE塑料降解微生物和降解酶的研究进展，以期为进一步研究PE塑料的微生物降解机理和处理技术提供参考。

摘要:好氧反硝化生物脱氮技术自提出以来，凭借能实现同步硝化反硝化、节省基建投资及运行费用等诸多优点，受到国内外环境领域学者的广泛关注。本文首先总结了近年来好氧反硝化菌种的筛选分离情况，以及环境因子对好氧反硝化菌脱氮效能的影响，包括溶解氧(dissolved oxygen，DO)、碳氮比(C/N)、温度等。然后深入探讨了好氧反硝化生物脱氮技术的原理，好氧反硝化过程中的关键功能基因及酶，同时介绍了分子生物技术在好氧反硝化研究过程中的应用，以及好氧反硝化生物脱氮技术在实际应用方面的研究现状。最后，基于目前的研究瓶颈问题，对未来好氧反硝化生物脱氮技术的研究方向提出了科学展望。

摘要:微生物对石油烃的降解在自然衰减去除土壤和地下水石油烃污染的过程中发挥了重要作用。微生物通过其产生的一系列酶来利用和降解这类有机污染物，其中，编码关键降解酶的基因称为功能基因。功能基因可作为生物标志物用于分析环境中石油烃降解基因的多样性。因此，研究石油降解功能基因是分析土著微生物群落多样性、评价自然衰减潜力与构建基因工程菌的重要基础。本文主要介绍了烷烃和芳香烃在有氧和无氧条件下的微生物降解途径，重点总结了烷烃和芳香烃降解的主要功能基因及其作用，包括参与羟化作用的单加氧酶和双加氧酶基因、延胡索酸加成反应的琥珀酸合酶基因以及中心中间产物的降解酶基因等。

摘要:抗生素是治疗细菌感染的有效药物，然而抗生素在人类医学及农业生产中的大规模使用催生了细菌耐药性在环境中的快速扩散和传播，特别是多种抗生素的联合使用更是促进了多重耐药性的产生，严重威胁着人类和动物健康及食品与环境安全，相关问题已经引起人们的警觉。因此新研究主要集中在以下几方面：利用组学及合成生物学等方法挖掘并合成新型抗生素；利用高通量技术等系统分析环境中耐药菌及耐药基因新的传播途径及产生的新耐药机制；减抗、替抗及控制耐药基因的策略及其相关工艺。因此，在全面认识耐药基因在环境中传播规律的基础上，如何绿色高效地切断传播途径仍是目前研究的热点。基于此，本文在细菌水平上阐述了抗生素的研发历程、耐药性的发展及控制策略，从而为有效遏制细菌耐药性的发展提供思路。

摘要:木质素是一种丰富的芳烃生物大分子聚合物，其分解代谢与地球元素循环和生物资源利用密切相关。但由于木质素结构的复杂性和无规则性导致其难以降解，使得木质素降解的研究成为全球碳循环和生物质资源利用研究的难点。近年来，来自不同环境的微生物陆续被发现具有木质素降解能力，并解析出参与木质素分解代谢的多种氧化还原酶。然而对木质素详细的代谢过程仍不十分清楚，因此，探究木质素降解酶系、作用机理和代谢网络是研究微生物代谢木质素机理的关键。本文综述环境中参与木质素降解的微生物，重点解析其木质素解聚酶系组成、分泌机制和木质素的代谢途径，并在此基础上阐明近年来木质素生物转化的最新研究进展，以期为今后环境微生物代谢木质素机理及其资源化利用的研究提供参考。

摘要:Burkholderia xenovorans LB400是一株多氯联苯(polychlorinated biphenyls，PCBs)降解菌，可以氧化含有1?6个氯取代基的多氯联苯。近年来，由于其广泛的底物谱和优异的降解性能，菌株LB400已成为研究原核生物降解多氯联苯的生物化学和分子生物学方面的模式生物。目前关于PCBs的微生物降解研究已不再局限于对微生物资源的挖掘，而是更多地聚焦在LB400等降解菌的PCBs降解基因、降解酶的酶学特性以及酶的人工分子进化等方面。同时，LB400作为早期发现的降解菌，其对多氯联苯的降解途径、底物范围及相关机制也被广泛探讨；但是对于PCBs降解相关基因的调控研究较少。因此，本文以Burkholderia xenovorans LB400对多氯联苯降解为核心，通过综述其代谢途径、代谢相关基因和酶系以及降解应用等方面的研究进展，以期为深入探讨Burkholderia xenovorans LB400的应用以及进一步在遗传、分子和生化水平研究其他多氯联苯降解菌株提供借鉴。

摘要:六氯-1,3-丁二烯(hexachlorobutadiene，HCBD)是一种有毒有害的脂肪族氯代烃，曾经作为杀虫剂、除草剂、变压器油和传热流体等化学工业产品的重要成分被广泛应用于生产生活。HCBD因满足《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》中风险筛选标准(如毒性、持久性、远距离环境迁移和生物累积性等)，缔约方于2015年第七次会议中将其增列为持久性有机污染物，2017年又将其列入该公约的附件Ｃ以控制其环境排放量。目前关于HCBD的环境归趋仍是研究热点，但是对于HCBD的微生物降解转化机制尚缺乏深入研究。鉴于此，本文重点回顾并讨论了地下水、底泥等厌氧环境中已报道的HCBD微生物降解转化途径、速率及机制，并从热力学角度阐述HCBD及其降解产物作为电子受体通过还原性脱氯反应被厌氧脱卤微生物代谢转化的可行性。最后，本文根据现有研究结果，提出微生物厌氧降解HCBD的研究展望，包括多组学技术解析HCBD降解功能菌群结构和潜在互作机制、HCBD厌氧降解微生物的分离与纯化，以及HCBD厌氧降解菌剂的开发与污染场地原位生物修复应用等。

摘要:氧化还原介体能够加速有毒环境污染物的厌氧生物转化。黄素类化合物是一类微生物自身合成分泌的氧化还原介体，其应用可有效地避免外源性介体带来的成本较高及造成二次污染的问题，因此引起了广泛的关注。研究表明，细菌合成的微量黄素类化合物不仅能够作为黄素蛋白的辅酶因子参与偶氮染料、铬酸盐和硝基芳烃等污染物的厌氧生物转化，并且还可以分泌到胞外将电子传递给固态电子受体如含铁矿物和电极等来参与生物修复过程。根据黄素类化合物的功能，本文综述了黄素类化合物的合成与分泌，及其介导的胞内外电子传递和对环境污染物厌氧生物转化的影响，以促进其在实际环境污染物处理中的应用。

摘要:木质纤维素在自然界中的储量可观，是生物燃料生产的重要来源。联合生物加工(consolidated bioprocessing)指在不添加酶的情况下，将木质纤维素“一步”转化为生物燃料的过程，在能源危机日益严重的今天具有重要的应用价值。合成微生物群落(synthetic microbial consortia)是由两种或多种纯培养微生物(野生菌株或工程菌株)共同培养而形成的菌群，具有复杂性低、稳定性高等优点，通过协调微生物之间的相互作用以及整个生态系统的稳定，从而实现特定的功能。近年来，合成生物学的快速发展有利于开发新的方法和工具用于合成微生物群落的构建及优化，促进其在联合生物加工方面的应用。本文聚焦于木质纤维素的联合生物加工，综述了合成微生物群落在该领域的研究进展。简单介绍了系统生物学为合成微生物群落的设计提供指导，详细介绍了合成微生物群落的设计原则、优化工具和在实际生产中的应用与挑战，为木质纤维素的联合生物加工提供借鉴意义。

摘要:厌氧消化工艺目前已广泛应用于各类废水的处理处置过程中，但在实际运行中，受消化条件和物料性质的影响，消化系统经常遭受由挥发性脂肪酸积累过多导致的酸抑制问题，引发产气量下降、产甲烷率降低等问题。近年来，有研究者发现，挥发性脂肪酸的种类和浓度及pH、温度是影响酸抑制的主要因素。基于此，相关研究者分别尝试了添加碱性化学药剂和微量元素及利用生物强化技术与微生物电化学技术来解除酸抑制的尝试，并都取得了不错的效果。本文综述了厌氧消化过程中酸抑制的产生过程、抑制机理及恢复方法，以期为解决厌氧消化酸抑制问题提供参考。

摘要:三萜类化合物是灵芝中主要的活性化学成分之一，由于其具有多种重要的生理活性，现已成为国内外学者研究灵芝的热点。本文总结了灵芝三萜发酵工艺的优化及其生物合成中的信号转导等方面的进展，并在此基础上提出了灵芝发酵研究中存在的问题，以期为灵芝三萜液态深层发酵的调控研究及发酵生产工艺的开发提供参考和启示。

摘要:抗性基因在环境中的垂直及水平传播，致使抗生素耐药性成为危及人类和动物生命健康的全球性问题。动物源食品是中国美食不可或缺之物，而由于抗生素超用与滥用等行为让公众不得不关注动物源食品源头——养殖场的抗生素抗性基因环境安全问题。本文综述了养殖环境中抗生素抗性基因的研究进展，分析了养殖环境中抗生素抗性基因产生原因、传播途径以及影响因素，介绍了现有风险评估方法和控制技术，并对今后养殖环境中抗生素抗性基因的控制策略、技术及研究方向提出了建议。