西太平洋“暖池”海床深部沉积物中的细菌类群

通过16S rDNA克隆文库构建、PCR-RFLP分析等方法,对西太平洋"暖池"区海床以下230cm深度的沉积物中的细菌类群组成进行了分析.结果表明该海区深部沉积物中的细菌类群主要包括α-变形菌(Proteobacteria),β-变形菌、CFB类群(Cytophaga/Flexibacteria/Bacteroides)、酸杆菌(Acidobacteria)和革兰氏阳性菌等,各个类群的菌属组成均较为简单.其中α-变形菌为最优势菌群,β-变形菌为次优势菌群,它们的优势菌种分别为少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)和产碱假单胞菌(Pseudomonas alcaligenes).CFB类群中的细菌种类较为单一,主要为黄杆菌属(Flavobacterium).革兰氏阳性菌在该深度沉积物中的数量也较多,主要为地芽孢杆菌属(Geobacillus).对细菌类群的分析表明西太平洋"暖池"区该深度的沉积物中仍然存在较为丰富的有机物质,而这些深部生物圈中的细菌在"暖池"区海底沉积物环境的氮循环中可能起着重要的作用.国家重点基础研究专项经费(批准号:G2000078500);; 中国大洋协会项目(批准号:DY105-4-2-4)资

Denaturing Gradient Gel Electrophoresis Analysis of Microbial Community in Sewage Contaminated Soil from the Antarctic Zhongshan Station

以南极中山站排污口土壤为研究对象,提取样品中微生物宏基因组DNA,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)对宏基因组DNA中的16SrRNA基因V3可变区进行分析,测定了31个不同条带所代表的序列.比较结果显示,排污口土壤样品与相同生境对照样品中的微生物类群组成均以CFB(Cytophaga-Flexibacteria-Bacteroides)类群和γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)为主,另外还有少量的α-,β-,δ-变形菌纲,和一些原核的藻类和革兰氏阳性细菌(G+).但在排污口土壤样品中检出了传染性微生物毛球菌属(Trichococcus)和狡诈菌属(Dolosigranulum),以及丰富的小球藻(Chlorella),说明污水的排放已经对该地微生物群落造成明显的影响.The study of Antarctic microbial ecology plays a key role in the understanding of the human-caused impacts on Antarctic environment. In this study, an investigation was conducted on the microbial community in the sewage contaminated soil in the Zhongshan Station, Antarctic. Metagenome DNA was directly extracted and purified from the samples. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) was used to analyze the V3 region of 16S rRNA gene. A total of 31 bands were separated from denaturing gradient gel and sequenced. The results of sequence comparison showed that the microbial community in both sewage contaminated soil and normal soil samples were all mainly consisted of CFB group and γ-proteobacteria, as well as other minor microorganisms including α-, β-, δ-proteobacteria, algae and low G+C Gram positive (G+) bacteria. However, the enriched Chlorella and the existed infective pathogens (Trichococcus pasteurii and Dolosigranulum pigrum) in the sewage contaminated soil obviously indicated that sewage discharge had already affected the microbial community in this area.国家自然科学青年基金资助项目(No.40406029)~

深海沉积物宏基因组文库中产蛋白酶克隆CAPRO2的筛选及酶学性质分析

利用选择性筛选培养基从所构建的深海沉积物宏基因组文库中筛选得到一株产蛋白酶的克隆(CAPRO002),对其进行了酶学性质分析.结果表明该酶的最适作用温度为65℃,最适作用pH值为9.0.该蛋白酶具有较好的热稳定性,在40℃以下的温度中可长期保持稳定,在50℃中处理6h后仍能保持60%的活力,在60℃下保温30 min后仍能保持约60%的活力.Ca2+、Mg2+、Sr2+、Co2+对该蛋白酶有明显的促进作用,而且Ca2+的存在可明显提高该蛋白酶的热稳定性,Ca2+、Sr2+、Co2+这3种离子均在3.0 mmol/dm3浓度时具有最高的促进作用,当浓度高于3.0mmol/dm3时,这3种离子对酶活力的促进作用减弱.Hg2+、Fe3+、Cu2+对酶有明显的抑制作用.CAPRO2蛋白酶在pH值为7.5～9.5时活力较高,pH值为7.5时可保持约80%的活力,pH值为9.5时保持60%的活力,而在pH值高于9.5的条件下酶活力下降较快,pH值为10.0时活力降为约15%,表明CAPRO2属于碱性蛋白酶.丝氨酸蛋白酶抑制剂PMSF、E-64和AEBSF对CAPRO2蛋白酶均无抑制作用,显示该酶不属于丝氨酸蛋白酶,而EDTA对酶有明显的抑制作用,表明该酶属于金属蛋白酶

南极土壤微生物宏基因组文库构建及其抗肿瘤活性初探

微生物代谢产物是药物的重要来源之一,然而采用传统的分离培养筛选的手段仅能对不到1％的微生物资源进行研究开发．通过构建环境样品微生物宏基因组文库能突破人工培养的瓶颈,直接克隆到完整的次级代谢产物合成基因簇,并从中寻找新的药物和活性次生代谢产物．实验直接提取南极中山站排污口土壤样品中微生物总基因组DNA,以黏粒(SuperCos 1)为载体,构建了宏基因组文库,获得了约27 000个克隆子,平均插入片段在35 kb以上,覆盖了至少946 Mb的微生物基因组信息．通过差异性DNA修复试验(DDRT)法对该文库进行筛选,获得13个具有抗肿瘤活性的克隆子,并采用MTT法对其中活性较高的克隆子进行细胞毒活性测定,表明克隆子AE-3对卵巢癌细胞具有明显的生长抑制作用．国家自然科学基金资助项目(批准号:40406029

Screening and Cloning of IMP Cyclohydrolase from a Metagenomic Cosmid Library of a Deep-sea Sediment Sample

为了解嘌呤合成途径的关键酶——IMP环水解酶的多样性,从深海沉积物样品中提取总dnA构建COSMId宏基因组文库,从中筛选出一个具有IMP环水解酶活性的克隆(CAIMP1).通过基因步移的方法从CAIMP1的约35 kb的插入片段中扩增出长度为1 599 bP的完整的IMP环水解酶基因,该基因包含MgS和AICArfT_IMPCHAS两个保守结构域.活性检测结果表明CAIMP1克隆的发酵液上清具有较强的IMP环水解酶活性.该酶与数据库中收录的IMP环水解酶的氨基酸序列同源性较低,系统发育分析也表明该酶与其它参照序列亲缘关系较远,表明该序列可能为一个新的IMP环水解酶基因.IMP cyclohydrolase is a key enzyme in the purine synthesis pathway.A clone(CAIMP1) producing IMP cyclohydrolase activity was isolated from a metagenomic library which was constructed from metagenomic DNA of a deep-sea sediment sample.The gene coding for the IMP cyclohydrolase with the size of 1 599 bp was subcloned from the 35 kb inserted fragment of CAIMP1 by gene walking.Two conserved domains,MGS and AICARFT_IMPCHas,was found in the gene.The CAIMP1 exhibited high activity towards 5-formaminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide(FAICAR).The alignment and phylogenetic analysis of amino acid sequence of the CAIMP1 IMP cyclohydrolase showed that it had low homology with other referenced sequences in GenBank,indicating that it might be a new sequence.中国大洋协会项目(No.DYXM-115-02-2-04)资助---

Screening and Characterization of Protease from Metagenomic Library of Deep Sea Sediment

提取东太平洋深海沉积物宏基因组dnA,构建了未培养微生物宏基因组文库.该文库平均插入片段30kb以上,含有7000个克隆,含外源dnA总长度约为210Mb.从文库中筛选到18个产胞外蛋白酶的克隆,16SrrnA分析表明,它们分别来源于假单胞菌(PSEudOMOnAS)、寡养单胞菌(STEnOTrOPHOMOnAS)和弧菌(VIbrIO)3个菌属.根据活性大小及来源菌株的16SrrnA序列比较,选择10个蛋白酶进行酶学性质分析,结果表明,它们的最适作用PH值在7~10之间,最适作用温度在10~40℃之间.其中PrO20蛋白酶最适作用温度最低,为10℃;PrO1蛋白酶具有最适作用温度低(20℃)、PH耐受性好、热稳定性较好等特性,具有良好的应用开发潜力.图6参16Metagenomic cosmid library,containing 7 000 clones with more than 30kb inserts and covering about 210Mb metagenomic DNA of uncultured microorganisms from the deep sea sediment of east Pacific,was constructed,and 18 independent clones expressing protease activity were isolated from the library.The analysis of 16S rRNA showed that these proteases originated from Pseudomonas,Stenotrophomonas and Vibrio,respectively.Ten proteases were selected for further study based on the comparison of their activities and 16S rRNA sequence.The results indicated that the optimal pH and temperature for their activities ranged between 7～10 and 10～40℃,respectively.The Pro20 protease had the lowest optimal temperature at 10℃.The Pro1 protease had better potential for exploitation owing to some virtues including high activity at low temperature,better resistant for high pH and temperature.Fig 6,Ref 16国家高技术研究发展计划(“863”计划)项目(No.2007AA091407);中国大洋矿产资源研究开发协会(COMRA)项目(No.DYXM-115-02-2-04);福建省自然科学基金项目(No.2006J0365)资助---

棕色固氮菌细菌铁蛋白释放铁的动力学方程和性质

棕色固氮菌细菌铁蛋白铁核中的磷铁组成存在非均匀性。细菌铁蛋白释放铁的动力学特性表现出复杂性。通过动力学曲线分析，提出蛋白壳自身调节能力起着限制释放铁速率关键步骤的观点，建立分析铁蛋白释放铁的动力学特性方程并用它较合理地阐明铁蛋白释放铁的动力学规律及储存铁的途径。用分光光度法和动力学方程研究细菌铁蛋白释放铁的全过程，其结果表明该蛋白以一级反应方式释放铁核表层的铁和以零级反应方式释放铁核内层的铁。外加磷酸盐能强烈地抑制释放铁的速率，引起释放铁的反应级数的转化，迫使铁蛋白以一级反应的方式释放铁核中的大多数铁。国家教委回国留学人员基金;福建省自然科学基

马脾铁蛋白释放铁的反应级数和速率相数的转换

采用差示法研究铁蛋白释放铁的动力学规律和反应级数的转换。结果表明：马脾铁蛋白释放铁的速率及相数与还原剂Na2S2O4。浓度及铁还原速率无关，与该蛋白蛋白壳的调节速率有关。在pH50～6．0范围内，马脾铁蛋白以三相不同速率方式释放占原铁核总铁量80％的铁。但在pH9．0介质中，OH-不仅能参与铁蛋白铁核组成，减缓释放铁的速率，而且使原混合级反应转换为一级反应，从而使铁蛋白释放铁的动力学过程由复杂转化为简单

固氮酶中N_2和N_2O结合位的一种新的鉴定方法

采用ＧＣ和ＧＣ－ＦＴＩＲ法，研究了Ｎ２和Ｎ２Ｏ对固氮酶催化Ｃ２Ｄ２还原活性及产物二氘代乙烯的反式－／顺式－异构体比值的影响，结果表明，Ｎ２和Ｎ２Ｏ均抑制Ｃ２Ｄ２的还原作用，并引起反式－／顺式－１，２－二氘代乙烯比值的增加．这一变化规律，与根据Ｃ２Ｈ２还原被Ｎ２和Ｎ２Ｏ抑制只发生在固氮酶铁钼辅基（ＦｅＭｏｃｏ）的笼内的假设而近似计算的结果相一致．实验结果和理论计算之间的一致性支持Ｎ２和Ｎ２Ｏ结合在ＦｅＭｏｃｏ的笼内，并主要抑制在笼内的Ｃ２Ｄ２还原的看

Molecular Ecology Study of Microorganisms in the Pacific Ocean "Warm Pool" Deep Sea Sediments

西太平洋“暖池”在全球气候变迁过程中起着举足轻重的作用。本论文首次对“暖池”区海底沉积物中的微生物进行了分子生态学研究，为研究深海生物圈在地球圈层相互作用中的地位提供了参考资料。 比较了西太平洋“暖池”区和东太平洋“结核”区两个不同海区深海沉积物中的微生物群落结构特征。发现不同海区中的细菌都以紫细菌（Proteobacteria）为主，其中γ-和α-亚群最为丰富。不同海区沉积物中紫细菌类群的差别在于δ-和ε-亚群，它们大部分都和硫代谢相关；而在“结核”区沉积物中没有检测到这两个亚群的细菌。CFB类群在“暖池”区沉积物中也属于重要的细菌，主要集中在表层沉积物；而在“结核”区没有检测到属于CFB...The west Pacific Ocean “Warm Pool” plays an important role in global climate change, which makes it become one of the most important focuses of geoscience research. In this study, we investigate the microbial diversity of deep sea sediments and analyze the characteristic of substance and energy conversion driven by microorganism in “Warm Pool” area for the first time. Samples including deep ...学位：理学博士院系专业：生命科学学院生物学系_动物学学号：B19992601