深海真菌多样性及其代谢产物生物活性的研究进展

深海环境复杂多样,深海微生物逐渐进化以适应其生存环境。真菌作为深海环境中的重要微生物类群,是开发海洋生物的新兴资源。综述了近年来深海真菌的物种多样性、活性代谢产物的多样性及其生物学功能等的研究进展,并对未来深海真菌的应用进行了展望。     

微生物代谢产物库研究进展

微生物代谢物具有极大的化学结构多样性和复杂性,建立微生物代谢物库对发现新药有重要意义。对几种重要的微生物代谢物库及建库方法作一综述。     

黄酒酒曲微生物及其代谢产物的研究进展

黄酒发酵过程中的微生物主要来源于酒曲的添加,这些微生物的相互作用以及代谢产物对黄酒的品质和风格具有重要作用。本文在检索近年来黄酒酒曲微生物研究相关文献资料的基础上,综述了黄酒酒曲中细菌、真菌的多样性,制曲过程中微生物的动态变化,酒曲中主要微生物的代谢产物对黄酒品质的作用以及微生物代谢产生安全风险类物质的研究现状,并对今后的研究工作进行了展望,旨在为黄酒微生物的深入研究提供参考。     

深海微生物的研究进展

从生态学的角度介绍了深海微生物的营养来源、生物多样性及相关研究方法并展望深海微生物资源的开发前景。     

人体肠道微生物多样性和功能研究进展

人体肠道中庞大而复杂的微生物群落对人体自身代谢表型有深远的影响.肠道微生物群落在亚种或菌株水平上表现出极大的多样性.利用微生物分子生态学、元基因组学和代谢组学研究方法,发现肠道微生物与宿主表现出共进化的特点,肠道微生物群落及其基因组为宿主提供了互补的遗传和代谢功能,表现出互惠共生关系.但是,肠道微生物群落中影响宿主代谢表型的关键功能菌鉴定及其作用模式问题仍然悬而未决,综合运用多种高通量研究方法和多维数据分析方法可能成为解决这个问题的突破口.     

溃疡性结肠炎肠道菌群及其代谢产物的研究进展

溃疡性结肠炎(UC)是一种病因尚未阐明的慢性非特异性肠道炎症疾病,多认为由易感人群免疫反应紊乱所致,疾病负担重,严重影响生活质量。近年随着人们生活方式的改变与诊断水平的提升,UC发病率和患病率逐年增加。研究显示肠道菌群及其代谢产物在UC的发生发展过程中起着关键作用,包括调节免疫、参与信号转导、保护肠黏膜屏障和营养代谢等,肠道菌群代谢产物的紊乱及微生态的失衡在炎症的形成及发展、免疫应激及稳态等方面产生重要影响。该文对近年来肠道菌群及其代谢产物与UC关系的相关研究作一综述,并探讨基于肠道菌群以及其代谢产物的UC防治策略。     

肠道微生物功能宏基因组学与代谢组学关联分析方法研究进展

近年来基于高通量基因测序的微生物组学研究极大加深了人们对微生物与健康和疾病关系的认识。然而基因测序方法不能直接测定微生物的功能活性,难以鉴定微生物中的关键功能分子,单独使用无法回答肠道微生物何种成员通过何种方式影响宿主等关键科学问题。单一组学研究弊端尽显,多组学联用势在必行。肠道微生物代谢组学以微生物群落所有小分子代谢物为研究对象,可发现肠道微生物随宿主病理生理变化的关键代谢物,为微生物组-宿主互作机制研究提供线索,成为微生物组学研究的重要补充。肠道微生物功能基因组学与代谢组学关联分析在宿主生理、疾病病理、药物药理等方面取得众多进展,展现良好应用前景。然而目前肠道微生物功能基因组学与代谢组学关联分析存在方法滥用、相关性结论与生物学知识相悖等突出问题。为帮助正确应用肠道微生物功能宏基因组学与代谢组学关联分析,本文综述了各种多组学数据整合分析方法的原理、优缺点与适用范围,并给出了应用建议。     

特殊生境微生物及其活性代谢产物研究进展

微生物是一种重要的生物资源,特别是近来年,从特殊生境微生物中寻找具有重要生物活性代谢产物成为一个热点研究领域。主要就特殊生境微生物代谢产物的特殊性、特殊生境适应机制及其活性代谢产物等方面的研究进展和前景进行了简要的阐述,为特殊生境微生物的研究与开发提供参考。     

极端微生物及其适应机理的研究进展

极端微生物是生物对极端环境适应的特殊种类 ,研究极端微生物的特性对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。从嗜热微生物、嗜冷菌和耐冷菌、极端嗜酸微生物、嗜碱微生物、嗜盐微生物、嗜压微生物等方面总结了极端微生物及其适应机理的多样性以及其研究进展 ,旨在为极端微生物的开发利用提供一定的参考依据。     

微生物代谢产物在心血管疾病中的应用

心血管疾病严重威胁着人类健康,研发防治心血管疾病的有效药物一直是广大研究者研究的焦点。微生物的多种代谢产物在预防和治疗心血管疾病方面得到广泛应用,从微生物代谢产物中寻找预防和治疗心血管疾病的药物是比较传统而且简单的方法,文章就微生物代谢产物在心血管疾病方面的应用进行了阐述。     

Looking for diversity of Yellowstone extremophiles

Thermal waters in the Yellowstone Park, WY, USA, ecosystem have created a diverse array of extreme microbial habitats. Microbial ecology studies have begun to show the diversity of extremophiles present. Focusing attention on use of a variety of collection sites, sampled materials, approaches to preservation immediately after collection, pretreatments and, perhaps most importantly, media components, will ensure a greater range of organisms in a culture collection. The objective here is to review methods for cultivating extremophiles from Yellowstone geothermal habitats.     

南大西洋深海热液区可培养硫氧化微生物多样性及其硫氧化特性

【目的】探索南大西洋热液环境中的硫氧化细菌多样性并研究其硫氧化特性。【方法】通过富集培养和分离纯化获得硫氧化细菌,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析富集菌群组成结构,采用离子色谱法对获得的硫氧化细菌硫氧化特性进行检测。【结果】从南大西洋深海环境样品中共分离到48株菌,分属于alpha-Proteobacteria(28株,58.3%)、Actinobacteria(11株,22.9%)和gama-Proteobacteria(9株,18.8%)共3个门,其中Thalassospira、Martelella和Microbacterium为优势属。DGGE结果表明深海热液环境样品中微生物多样性丰富且不同站位存在差异。硫氧化特性研究结果表明,约60%的分离菌株具有硫氧化能力,可以氧化S_2O_3~(2–)生成SO_4~(2–)。获得一株硫氧化能力较强的潜在新种L6M1-5,在实验条件下可高效氧化S_2O_3~(2–),最大氧化速率可达0.56 mmol/(L·h)。【结论】南大西洋深海热液环境中可培养硫氧化细菌多样性丰富,为研究热液环境中的硫循环过程提供了实验材料和理论参考;同时高效硫氧化菌的获得,为工业化含硫废水的处理提供了良好的菌种资源。     

中国南海部分深海沉积物真菌多样性及其抗菌活性

【目的】从南海4个站位的深海沉积物中分离真菌,揭示其多样性并测定抗菌活性。【方法】使用4种培养方法和8种培养基,从12个深海沉积物样本中分离培养真菌,通过菌落形态观察和ITS序列系统发育分析进行鉴定。采用滤纸片扩散法和生长速率法分别测试真菌小量发酵液粗浸膏的抗细菌和抗真菌活性。【结果】共分离到125株纯培养真菌,基于形态和ITS序列分析,排重后得到18个种类型,这些真菌可以划分到12个属,大多数属于子囊菌门(Ascomycota),只有2株属于担子菌门(Basidiomycota)。4个站位可培养真菌多样性具有差异性。抑菌活性筛选显示,大多数真菌具有较好的抑菌活性;链格孢属(Alternaria)、青霉属(Penicillium)、匐柄霉属(Stemphylium)这几个属的真菌表现出对多种指示细菌有抑制作用,尤其是Alternaria tenuissima DN09、Alternaria alternata DN14和Penicillium chrysogenum DN16对G~+和G~–细菌均表现出抑制作用。【结论】本研究揭示了南海深海沉积物可培养真菌多样性和抑菌活性,为进一步利用深海沉积物来源真菌奠定了基础。     

深海热液生物共附生可培养硫氧化细菌的多样性及硫氧化特性

[背景]深海热液环境中存在大量H2S及含硫化合物,许多微生物与大型生物形成了紧密的共生体系,例如硫氧化细菌,它们利用其独特的代谢体系协助宿主更好地适应极端环境,但目前尚未对热液底栖生物共附生的硫氧化细菌进行培养鉴定和功能分析.[目的]了解深海热液生物共附生硫氧化细菌的种群特征和功能特征,筛选出深海热液生物共附生微生物中...     

Ecology and habitats of extremophiles

This review describes the main natural extreme environments, characterized by high temperature, high and low pH and high salinity, that can be colonized by microorganisms. The environments covered are: freshwater alkaline hot springs; acidic solfatara fields; anaerobic geothermal mud and soils; acidic sulphur and pyrite areas; carbonate springs and alkaline soil; and soda and highly saline lakes. The community structure, in terms of available energy sources and representative autotrophic and heterotrophic microorganisms, is discussed for each type of habitat.The authors are with the Department of Biotechnology. Technological Institute of Iceland, Keldnaholt, 112 Reykjavik, Iceland and with the Institute of Biology, University of Iceland, Reykjavik, Iceland     

Tentacular diversity in deep-sea deposit-feeding holothurians: implications for biodiversity in the deep sea

The tentacles of deep-sea holothurians show a wide range of morphological diversity. The present paper examines gross tentacle morphology in surface deposit feeding holothurians from a range of bathymetric depths. Species studied included the elasipods: Oneirophanta mutabilis, Psychropotes longicauda and Benthogone rosea and the aspidochirotids: Paroriza prouhoi, Pseudostichopus sp., Bathyplotes natans and Paroriza pallens. The sympatric abyssal species Oneirophanta mutabilis, Psychropotes longicauda and Pseudostichopus sp. show subtle differences in diet and the structure and filling patterns of the gut that suggest differences in feeding strategies which may represent one mechanism to overcome competition for food resources in an environment where nutrient resources are considered to be, at least periodically, limiting. Interspecific differences in tentacle functional morphology and digestive strategies, which reflects taxonomic diversity could be explained in terms of Sanders'; Stability–Time Hypothesis. Since different tentacle types will turn over sediments to different extents, their impact on sedimentary communities will be enormous so that high diversity in meiofaunal communities may be explained most simply by Dayton and Hessler's Biological Disturbance Hypothesis.     

一株深海热液口嗜热芽孢杆菌SY27F代谢产物活性的研究

【目的】对一株来源于深海热液口嗜热芽孢杆菌的次生代谢产物进行抑菌活性和抗肿瘤活性的初步研究。【方法】采用纸片法和微量肉汤稀释法检测嗜热芽孢杆菌SY27F次生代谢产物的抑菌活性,采用CCK-8法测定其次生代谢产物的抗肿瘤活性。【结果】抑菌实验表明,嗜热芽孢杆菌代谢产物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均有抑菌作用,其最低抑菌浓度分别为1.56 mg/mL和3.13 mg/mL;细胞实验表明,其代谢产物对肿瘤细胞A549、HepG2、HeLa、MCF-7均有一定的抑制作用,其半致死浓度分别为0.390、0.451、0.704、1.105 mg/mL;与人肝肿瘤细胞(HepG2)相比,其对人正常肝细胞(L02)表现出良好的生物相容性。【结论】嗜热芽孢杆菌SY27F次生代谢产物具有一定的抑菌和抗肿瘤活性,可为寻找新型抑菌抗肿瘤活性物质提供优质资源。     

The production of biocatalysts and biomolecules from extremophiles

The discovery of life in seemingly prohibitive environments continues to challenge conventional concepts of the growth-limiting conditions of many cellular organisms. The diversity of extremophiles has barely been tapped –estimates generally agreeing that <1% of the microorganisms in the environment have been cultivated in pure cultures to date. The production of extremophilic biomass is very important to provide sufficient material for enzyme and biomolecule isolation and characterization, eventually revealing particular features of industrial interest. Hence, special equipment and custom-tailored processes have been developed and are currently under evaluation for the improvement of fermentation productivity. Despite the remarkable opportunities that these uncommon organisms present for biotechnological applications only few instances can be reported for actual exploitation. This lack of progress from the research findings at a laboratory-scale to the actual development of pilot and large-scale production is correlated with the difficulties encountered in extremophile cultivations. Here, we report recent achievements in the production of biomass and related enzymes and biomolecules from extremophile sources, especially focusing on the application of novel fermentation strategies.     

东太平洋多金属结核区两个站位深海沉积物细菌多样性北大核心CSCD

【目的】为了解东太平洋中国多金属结核勘探合同区西区2个站位(WBC1305和WBC1316A)深海沉积物细菌群多样性。【方法】直接提取环境样品总基因组,通过PCR和TA克隆策略构建了2个站位6个层次16S r RNA基因文库,对2个站位沉积物表层泥样中细菌多样性和群落结构特征进行分析,并通过构建系统发育树,进行系统发育学分析。【结果】2个站位6个文库共获得有效克隆533个,其中472个克隆包括α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、δ-变形菌纲、浮霉菌门、酸杆菌门、硝化螺旋菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、迷踪菌门、芽单胞菌门、Hydrogenedentes、Chlorobi和Nitrospinae16个细菌类群,而另外61个克隆为不可分类细菌类群。【结论】结果表明γ-变形菌纲和厚壁菌门分别是WBC1305和WBC1316A站位的优势种群;WBC1316A站位细菌群落结构更加丰富和复杂。