典型煤层水微生物产甲烷潜力及其群落结构研究

内蒙古自治区二连盆地、海拉尔盆地是我国重要的煤层气产区,其中生物成因煤层气是煤层气的重要来源,但复杂物质转化产甲烷相关微生物群落结构及功能尚不清楚。【目的】研究煤层水中的微生物代谢挥发性脂肪酸产甲烷的生理特征及群落特征。【方法】以内蒙古自治区二连盆地和海拉尔盆地的四口煤层气井水作为接种物,分别添加乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠厌氧培养;定期监测挥发性脂肪酸降解过程中甲烷和底物的变化趋势,应用高通量测序技术,分析原始煤层气井水及稳定期产甲烷菌液的微生物群落结构。【结果】除海拉尔盆地H303煤层气井微生物不能代谢丙酸外,其他样品均具备代谢乙酸、丙酸和丁酸产生甲烷的能力,其生理生态参数存在显著差异,产甲烷延滞期依次是乙酸丁酸丙酸;最大比产甲烷速率和底物转化效率依次是丙酸乙酸丁酸。富集培养后,古菌群落结构与煤层气井水的来源显著相关,二连盆地优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanocalculus (相对丰度13.5%–63.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina (7.9%–51.3%),海拉尔盆地的优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanobacterium(24.3%–57.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina(29.6%–66.5%);细菌群落则与底物类型显著相关,硫酸盐还原菌Desulfovibrio(12.0%–41.0%)、互营丙酸氧化菌Syntrophobacter(39.6%–75.5%)和互营丁酸菌Syntrophomonas(8.5%–21.9%)分别在乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠处理组显著富集。【结论】煤层气井水微生物可降解挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸和丁酸)并具有产甲烷潜力;乙酸可能被古菌直接代谢产甲烷,而丙酸和丁酸通过互营细菌和产甲烷古菌代谢产甲烷。Desulfovibrio、Syntrophobacter和Syntrophomonas分别在乙酸、丙酸和丁酸代谢过程中发挥了重要作用。这些结果为煤层气生物强化开采提供了一定的微生物资源基础。     

自然环境分离磺胺甲噁唑抗性细菌抗药性及其抗性基因分析

为了解自然环境源细菌对磺胺类抗生素的抗性特征,采用纯培养物分离技术从淮河底泥中筛选磺胺甲噁唑(SMZ)抗性细菌,测定其抗性水平,PCR扩增进一步分析其抗性基因(sul)和一类整合子(intl)。结果从该底泥样品中分离出4株SMZ抗性细菌,经鉴定分别为Arthrobacter spp.Y1、Bacillus spp.Y2、Acinetobacter spp.Y4和Bacillus spp.H。菌株对SMZ的抗性水平从低到高依次为Y4 (0.5)、Y1 (5)、H (10)和Y2 (10 mg/mL)。4个SMZ抗性菌株均携带sul1基因,但均不含sul3和sulA基因,其中菌株H同时携带sul2基因。菌株Y2和Y4含有一类整合子,但是菌株Y1和H不含该整合子。本研究有助于加深对自然环境源SMZ抗性细菌抗性特征及其潜在风险的认知。     

珍稀濒危植物大花万代兰的花粉团发育及其分类学意义

万代兰属的属间界限划定及其亲缘关系重建是兰科分类系统中的难解之谜。该研究采用常规石蜡切片技术观察了珍稀濒危植物大花万代兰的一对深裂花粉团的形成机制、花药壁发育模式、小孢子发生及雄配子体发育等的胚胎学特征。结果表明：(1)大花万代兰早期的花药原基分化出一对侧生药室,每个药室的小孢子囊中央分化出一条在花药成熟时会降解的不育隔膜组织,形成两个不等深裂的花粉团。(2)发育完整的花药壁有5~9层,包括2~6层药室内壁,符合多层型花药壁发育类型;绒毡层细胞为单核,腺质型,在花药成熟时,表皮、中层和绒毡层皆降解,仅留下2~6层纤维性加厚的药室内壁。(3)小孢子母细胞经过连续型胞质分裂形成正四面体和左右对称的小孢子四分体,小孢子四分体继续保持在同一个胼胝质内,完成有丝分裂形成了2 细胞型的四合花粉;四合花粉两两紧密排列,且由于隔膜组织的降解,最终发育为一对深裂的花粉团。根据现有兰花花药发育资料,分析了大花万代兰花粉团发育的胚胎学特征的分类学意义,为万代兰属错综复杂的系统分类提供了新资料。     

土壤真菌Curvularia affinis HS-FG-196抗肿瘤化学成分的再研究

为对土壤真菌Curvularia affinis HS-FG-196的次级代谢产物及其体外抗肿瘤活性进行进一步研究。实验采用大孔吸附树脂HP-20树脂柱、硅胶柱、凝胶LH-20柱及半制备高效液相色谱柱从Curvularia affinis HS-FG-196的发酵培养物中分离得到六个单体化合物(1～6)。利用~1H NMR、¹³C NMR、~1H-~1H COSY、HMQC、HMBC、IR、UV和MS等波谱分析方法对其进行了结构鉴定,分别是:pyrenocine S (1)、pyrenocine B (2)、pyrenocine E (3)、pyrenocine I (4)、pyrenochaetic acid B (5)和pyrenochaetic acid C (6),其中化合物1是新化合物。对所得单体化合物进行了体外抗肿瘤活性测试,结果显示化合物1、2、3对肿瘤细胞A549、HCT-116、ACHN、K562和HepG2表现出较强的活性。     

金钟藤入侵群落的种间联结及生态位特征

金钟藤(Decalobanthus boisianus)是林业有害植物, 其暴发生长和扩散对森林生态系统造成了严重破坏。本文以海南岛48个金钟藤典型分布群落为研究对象, 用方差比率法和贡献定律法探究群落的稳定性; 用χ ²统计量、联结系数(AC)、共同出现百分率(PC)、Ochiai指数和Dice指数分析金钟藤与伴生物种的种间联结关系; 用生态位宽度、生态位相似性系数和生态位重叠指数研究群落中各物种的生态位特征, 以期为金钟藤生物防治的植物物种筛选提供借鉴。结果表明: (1)金钟藤所在48个群落共有156种伴生植物, 其中大戟科、茜草科、桑科、无患子科和樟科植物占优势; (2)群落中优势物种呈正联结关系, 植物种类累积倒数百分比与累积相对频度交点坐标为(44.53, 55.47), 远离稳定交点坐标(20, 80), 说明群落处于不稳定状态; (3)金钟藤与芳槁润楠(Machilus suaveolens)、黄椿木姜子(Litsea variabilis)、岭南山竹子(Garcinia oblongifolia)、显脉杜英(Elaeocarpus dubius)、鸭脚木(Schefflera octophylla)和银柴(Aporusa dioica)都紧密关联, 说明金钟藤与这些物种的资源利用方式较相似; (4)金钟藤的生态位宽度最大, 与伴生物种间的生态位重叠度较高, 但伴生物种间的生态位重叠度较低。金钟藤的入侵导致群落处于不稳定状态, 并与伴生物种间存在激烈的竞争关系。因此, 建议在金钟藤已入侵的群落中大量栽种芳槁润楠、黄椿木姜子、显脉杜英、鸭脚木和银柴, 以遏制其蔓延; 大量栽种翻白叶树(Pterospermum heterophyllum)、海南菜豆树(Radermachera hainanensis)、九节(Psychotria rubra)和肉实树(Sarcosperma laurinum)用于金钟藤入侵群落的植被恢复。     

织物电极的皮肤-电极接触阻抗测量方法分析

随着可穿戴式健康监测技术的发展,新型心电传感器-织物电极成为人们关注的热点,本文对织物电极的皮肤-电极接触阻抗测量方法进行了综述。首先介绍了织物电极的概念,分析了织物电极的皮肤-电极电化学界面、皮肤-电极电化学界面的等效电路和简化电路模型,得出了皮肤-电极接触阻抗的计算公式;其次,将皮肤-电极接触阻抗的测量方法归纳为直接测量法、参比测量法和模拟皮肤测量法三类,讨论了它们的测量原理和优缺点。本文认为需将模拟皮肤测量法和真实皮肤测量法有机结合,才能有效评价织物电极的阻抗特性,为织物电极的性能评价和心电信号采集电路的设计提供重要依据。最后,本文对织物电极待解决的问题进行了分析讨论。     

不同pH缓冲液对由乙酸产甲烷菌群结构的影响

【目的】研究不同p H缓冲液对乙酸产甲烷过程及对细菌和古菌群落结构的影响。【方法】分别添加磷酸盐(PB)、4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)、哌嗪-1,4-二乙磺酸(PIPES)和Na HCO3/CO2缓冲液到乙酸产甲烷菌系中,定期监测甲烷产生趋势,到稳定期后收集菌体,进行16S rRNA基因的末端限制性片段多态性分析(T-RFLP)。【结果】发现PB组的乙酸产甲烷菌系延滞期约为40d,显著高于其他组的20-24 d(P0.05);Na HCO3/CO2组乙酸转化为甲烷的比例为(88.3±0.5)%,显著高于其他组的77%-81%(P0.05);不同缓冲液组的最大甲烷比生长速率为0.46-0.57 d-1(P0.05);Na HCO3/CO2组的细菌群落变化最明显,主要是未培养细菌(unclassified bacteria)、螺旋菌科细菌(Spirochaetaceae)和未培养WWE1类群的丰度较其他组分别增加到(15.5±9.4)%、(7.3±4.6)%和(17.6±6.3)%,而互养菌科(Synergistaceae)的细菌丰度降低到(8.9±8.1)%。AC+PB组中的古菌类群发生了明显变化,以竹节状甲烷鬃毛菌(Methanosaeta harundinacea)相关的产甲烷古菌占主导(97±2%),而在HEPES、PIPES和Na HCO3/CO2组和不加缓冲液组中同时存在两类乙酸营养型产甲烷古菌M.harundinacea和联合鬃毛甲烷菌(Methanosaeta concilii),以及属于甲烷杆菌目(Methanobacteriales)的氢营养型产甲烷古菌。【结论】在乙酸产甲烷菌系中加入PB增加了甲烷产生的延滞期,加入Na HCO3/CO2增加了甲烷产量,但是添加p H缓冲液不会影响到菌系的最大甲烷比生长速率。加入PB和Na HCO3/CO2都会显著改变微生物的菌群结构。这些研究为设计适宜的产甲烷菌系生长条件提供了参考。     

用两数和的平方公式理解孟德尔发现分离定律

通常认为孟德尔在豌豆子二代得到3∶1分离比的基础上发现了分离定律。参考孟德尔论文,在多代自交确认了子二代1∶2∶1分离比后,孟德尔才根据自己的假设提出了遗传学分离定律。两数和的平方公式架起了1∶2∶1基因型分离比与1∶1基因分离比之间的桥梁,科学地反映了等位基因在形成配子时发生分离和受精时随机结合的数理基础,使测交得以验证数理推论。这反映了遗传学研究的自在逻辑,也体现了孟德尔的成就超越当时细胞生物学发展水平的历史必然。     

抑制肿瘤生长活性的内皮生长抑制剂EDI-8t

对内源性的内皮生长抑制剂的序列来源分析后,用RT-PCR方法从人脐带中获得了417bp的cDNA,并克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9,然后转化毕赤酵母GS115获得重组表达菌株。表达菌株通过甲醇诱导表达后,将发酵液通过分离纯化获得重组蛋白纯品,命名为EDI-8t。体外实验结果表明,这个胶原蛋白VIII来源的rhEDI-8t蛋白能特异性地抑制牛主动脉内皮细胞的增殖和迁移,并能引起内皮细胞的凋亡。动物体内实验结果表明,rhEDI-8t蛋白样品可有效抑制裸鼠皮下肝癌肿瘤的生长,抑制效果和参照品endostatin相同。但在小鼠黑色素瘤肺转移模型中,rhEDI-8t显示了高于参照品的抑癌效果。     

一株拮抗赤霉病的小麦内生细菌的筛选和抑菌活性

对安徽省淮北市小麦植株根、茎、叶中内生细菌的数量进行了调查和筛选,并测定了其抑菌活性.小麦根、茎和叶中的内生细菌的数量分别为7.01×105、4.26×105和0.94×105CFU·g-1鲜重.从健康小麦植株体内分离到131株内生细菌,通过对峙实验,筛选到6株对禾谷镰刀菌有拮抗作用的菌株,占所分离内生细菌总数的4.58%.来自根系组织中的菌株HB022的抑菌效果最佳,抑菌半径为17.0mm.根据形态特征、生理生化特性和16SrDNA序列分析,将菌株HB022初步鉴定为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa).抑菌试验结果表明,100倍稀释的菌株HB022无菌发酵滤液对禾谷镰刀菌菌丝生长具有明显抑制作用,5倍稀释的无菌发酵滤液可完全抑制禾谷镰刀菌分生孢子萌发.可见,内生细菌HB022具有潜在生防应用前景.