微生物浸矿研究进展
《高级微生物学研究进展》期末复习题
1.It is well known that microbes are：pioneers, ubiquitous, metabolically varied, helpful,harmful and alien, please write out your understanding to each aspect above and also show at least one example to support your understanding. 众所周知，微生物是：先驱，无处不在，代谢多样，有益，有害和外来性，请在上面的每个方面写出你的理解，并至少显示一个例子来支持你的理解。 2．Please list and explain the major subdisciplines of modern microbiology based on your knowledge. 请根据您的知识列出并解释现代微生物学的主要分支学科。 微生物学 (Microbiology) 是研究微生物及其生命活动规律的科学。即研究微生物在一定条件下的形态结构、生理生化、遗传变异以及微生物的进化、分类、生态等生命活动规律及其与其他微生物之间，与动植物之间的相互关系，与外界环境理化因素之间的相互关系，微生物在自然界各种元素的生物地球化学循环中的作用，微生物在工业、农业、医疗卫生、环境保护、食品生产等各个领域中的应用，等等。实际上，微生物学除了相应的理论体系外，还包括了有别于动植物研究的微生物学研究技术，是一门既有独特的理论体系，又有很强实践性的学科。微生物研究作为一门科学--微生物学，当今的发展无疑是最为活跃、最为迅速、最为辉煌、影响最大的生命科学之一。 微生物学的分支学科：随着微生物学的不断发展，已形成了基础微生物学和应用微生物学，又可根据研究的侧重面和层次不同而分为许多不同的分支学科，并还在不断地形成新的学科和研究领域。按研究对象分，可分为细菌学，放线菌学，真菌学，病毒学，原生动物学，藻类学等。按过程与功能分，可分为微生物生理学，微生物分类学，微生物遗传学，微生物生态学，微生物分子生物学，微生物基因组学，细胞微生物学等。按生态环境分，可分为土壤微生物学，环境微生物学，水域微生物学，海洋微生物学，宇宙微生物学等。按技术与工艺分，可分为发酵微生物学，分析微生物学，遗传工程学，微生物技术学等。按应用范围分，可分为工业微生物学，农业微生物学，医学微生物学，兽医微生物学，食品微生物学，预防微生物学等；按与人类疾病关系分，可分为流行病学，医学微生物学，免疫学等。随着现代理论和技术的发展，新的微生物学分支学科正在不断形成和建立。 细胞微生物学 (cellular microbiology) 、微生物分子生物学和微生物基因组学等在分子水平、基因水平和后基因组水平上研究微生物生命活动规律及其生命本质的分支学科和新型研究领域的出现，表明微生物学的发展进入了一个崭新的阶段。 3．Based on your understanding, in what areas/parts microbes might exist in human body? And discuss the good and bad effects of these microbes to human health (Giving examples is good). 根据您的理解，人体内可能存在哪些区域/部位微生物？并讨论这些微生物对人类健康的好坏效果（举例说明是好的）。答：1、皮肤微生物组：皮肤主要由四门细菌组成：放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门。还有含有双链DNA(dsDNA)的病毒，如多瘤病毒科和乳头瘤病毒科。特应性皮炎是一种常见的慢性炎症性皮肤病，其发病率通常由皮肤微生物群感染引起。例如，金黄色葡萄球菌在特应性皮炎皮肤上非常普遍，并且与特应性皮炎临床严重程度直接相关。 2、口腔微生物组：通常由革兰氏阳性球菌和棒状菌(主要由链球菌和放线菌组成)和革兰氏阴性球菌(韦荣球菌科)组成。动脉粥样硬化斑块上定植的口腔微生物包括链球菌属、韦荣球菌属、牙龈卟啉单胞菌等，其中大多数菌水平与血浆胆固醇水平密切相关，也促进血栓的形成。 3、肠道微生物组：主要是大肠杆菌、粪杆菌、双歧杆菌、乳杆菌等。双歧杆菌也可增加白介素和肿瘤坏死因子的产生，还可间接活化T淋巴细胞，这些细胞因子及免疫细胞的合成、活化可以在一定程度上抑制肿瘤细胞的生长。 4、呼吸道微生物组：主要包括假单胞菌属、链球菌属、普雷沃菌属、韦荣球菌属、嗜血菌属以及奈瑟球菌属。与健康人群相比，哮喘患者的呼吸道中嗜血菌属、莫拉菌属和奈瑟球菌属明显增加，而普雷沃杆菌属明显减少。4．Recently, microbes were found to be associated with brain development and diseases (e.g.neurodegenerative diseases), based on your understanding, please discuss how microbes might affect occurrence and development of such diseases (Giving examples is just fine). 最近，根据您的理解，发现微生物与大脑发育和疾病（例如神经退行性疾病）有关，请讨论微生物如何影响这些疾病的发生和发展（给出的例子很好）。 答：阿尔茨海默病是常见的神经变性疾病，也是导致痴呆的最主要原因。Aβ沉积往往被认为是AD发病的始动环节，而之后引发的一系列炎症反应则推动了AD的病情进展，神经炎症反应导致神经细胞的凋亡或坏死，最终导致大脑发生不可逆损害积聚的Aβ周围出现炎症反应和胶质增生，其中小胶质细胞的活化在其中发挥了重要的作用，而肠道微生物的酵解产物SCFAs可穿过血脑屏障作用于小胶质细胞，促进小胶质细胞的成熟。活化的小胶质细胞引发了一系列炎症因子的产生，不仅可直接作用于神经元，也可通过影响脉管系统破坏血脑屏障，加大对大脑的损害。此外，变形菌门的某些细菌自身便可分泌一些炎症因子如IL-6、IL-8促进机体的炎症反应。肠道微生物参与人体的物质代谢，包括胆固醇代谢和对血糖的调节，而高血糖和高血脂会增大AD的患病风险，代谢异常相关疾病如肥胖、糖尿病、心血管疾病的患者有较高罹患AD的风险。许多病原微生物如单纯疱疹病毒、肺炎衣原体、人类免疫缺陷病毒、弓形虫、HBV、人类巨细胞病毒也都被认为同AD相关。
浸矿微生物技术
课程结业论文 题目浸矿微生物技术 姓名李诚 所在学院化工学院 专业班级化学工程与工艺09级2班 学号 2009301767 指导教师张东晨 二〇一 1 年 4 月28 日
学年论文指导教师评阅意见
浸矿微生物技术 摘要：概述了将微生物技术应用于矿业加工技术之中的原理，其中涉及到的菌种极其培养条件和各种石矿运用这种技术进行浸出的实例应用 关键词：矿业、微生物、浸出 大多数金属硫化矿如黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿、黝铜矿、闪锌矿和某些金属氧化矿如铀矿、氧化锰矿难溶于稀硫酸等一般工业浸出剂。但人们可利用某些特殊微生物，在合适条件下将上述矿物中的金属用稀硫酸浸出。 生物浸出的基本原理 生物浸出是利用微生物在生命活动中自身的氧化和还原特性，使资源中的有用成分氧化或还原，以水溶液中离子态或沉淀的形式与原物质分离，或靠微生物的代谢产物与矿物作用，溶解提取矿物有用成分。 矿石（硫化矿）的生物浸出是水溶液中多相体系的一个复杂过程，它同时包含了化学氧化、生物氧化和电化学氧化反应。一般认为，在生物浸出过程中，微生物的作用表现在两方面，即直接氧化作用和间接氧化作用。 1、微生物的直接氧化作用 直接氧化作用是指微生物与目的矿物直接接触，加速固体矿物被氧化成可溶性盐的反应过程，如许多金属硫化矿物在浸矿微生物的直接氧化作用下会发生浸出反应。 直接氧化作用中细菌的“催化”功能是通过酶催化溶解机制来完成的，细菌在酶解矿物晶格的过程中获得生长所需的能量。 2、微生物的间接氧化作用 间接氧化作用是指通过微生物代谢产生的化学氧化剂溶解矿物的作用，如上述反应产生的硫酸亚铁又可作为能源被细菌氧化为硫酸高铁。 硫酸铁是一种强氧化剂，可通过化学氧化作用溶解矿物。 间接氧化作用是细菌代谢产物的化学溶解作用，细菌在其中的作用是再生氧化剂———硫酸高铁，完成生物化学循环，细菌可不与矿物接触。 在实际细菌浸出过程中，既有直接氧化作用，又有间接氧化作用，属于一种耦合作用。生物浸出应用的菌种 用于生物浸出的微生物种类繁多，但主要可分为两大类：化能无机自养型和化能有机异养型。化能无机自养型细菌主要用于有色金属硫化物的氧化浸出，化能有机异养型中的真菌、藻类等主要用于从硅酸盐和碳酸盐矿物中提取金属，如浸金。 已研究过用于生物浸出的微生物有20多种，分布于硫杆菌属、钩端螺菌属、硫化杆菌属、硫化叶菌属、酸菌属、生金球菌属和硫球菌属等。其中比较重要的有以下几种： 1、硫杆菌属 硫杆菌属中最为重要的3个种为氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌和排硫硫杆菌。 （1）氧化亚铁硫杆菌
极端微生物活性物质的研究进展
极端微生物活性物质的研究进展 顾觉奋,罗学刚 中国药科大学生物制药学院,南京210009 【摘 要】 极端微生物具有特殊的遗传背景和代谢途径,能够产生各种具有特殊功能的酶类及其它活性物质,在医药、食品、化工、环保等领域有着重大的应用潜力。本文对重要极端微生物的生理特点及其产生的活性物质进行综述。 【关键词】 极端微生物;活性物质;应用潜力 【中图分类号】 R372 【文献标识码】 A 【文章编号】 167223651(2003)0420252205 极端微生物(Extrem ophiles),又称嗜极菌,是一些能够在极端环境下生长的微生物。所谓极端环境,是指高温、低温、高pH、低pH、高盐度、高压等普通微生物所不能生存的环境。为了方便研究,一般将极端环境的条件确定如表1。 与普通微生物相比,极端微生物具有不同的遗传背景和代谢途径,因此,研究极端微生物不仅有助于人们对生命本质的探索,而且极端微生物能够产生各种具有特殊功能的酶类及其它活性物质,在医药、食品、化工、环保等领域有着重大的应用潜力(见表2)。 T able1 Extreme environments[1] 表1 极端环境条件[1] 极端环境条件极端环境条件 pH<3、>9有机溶剂>1% 温度<10℃、>70℃重金属汞、镉等 盐度>15%其它紫外线、X射线等压力>400atm T able2 M ajor extremophiles active substances available for the field of biological engineering and chemical industry[2] 表2 可用于生物工程及化工领域的主要极端微生物活性物质[2] 应用领域活性物质优 点来源微生物 多不饱和脂肪酸嗜冷菌 制 药甘油,可相容的溶质成本低廉嗜盐菌 胡萝卜素嗜盐藻类 抗生素热红菌素、嗜盐菌素、冷霉素、丁酰 苷菌素等嗜热菌、嗜盐菌、嗜冷菌、嗜碱菌等 PCR、DNA测序、DNA标记DNA聚合酶高温稳定,使PCR自动化得以实现嗜热菌生物传感器脱氢酶嗜冷菌药用表面活性剂膜嗜盐菌 水解淀粉制备可溶性糊精、麦芽糖糊精和玉米糖浆、减少面包焙烤时间α2淀粉酶稳定性高、耐酸、细菌淀粉酶Bacillus stearothermophilus (G2ZY ME G995) 食品工业、酿酒、清洁剂蛋白酶高温下稳定嗜热菌奶酪、奶制品工业中性蛋白酶高温下稳定嗜热菌纸张漂白木聚糖酶减少漂白剂用量嗜热菌清洁剂蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶增强清洁剂去污力嗜冷菌 纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶高pH下稳定嗜碱菌 1 嗜热菌(thermophiles) 111 生理特点[3] 嗜热菌俗称高温菌,广泛分布在温泉、堆肥、地热区土壤、火山及海底火山地等,最适生长温度可在90℃以上,美国Baross从火山喷口分离出的一些细菌甚至可生活在250℃环境中。已发现的极端嗜热菌有20多个属,大多为古细
极端温度微生物生存机理及应用研究进展
极端温度微生物生存机理及应用研究进展 李淼 (中山大学生命科学学院广东) 摘要：极端温度微生物是生物对极冷与极热环境适应的特殊种类，研究微生物对于极端温度环境的生存机理对探索生命的起源、微生物的育种及开发利用等具有重要意义。本文大致介绍了嗜热微生物、嗜冷菌和耐冷菌的生物类群，阐述了微生物在面临极端环境温度的适应机理多样性，总结其在环境应用的研究进展。最后旨在综合对比这两类极端微生物的生存机理和实际生产生活应用。 关键词：微生物；极端环境；生存机理；环境应用 极端微生物(extreme microorganism)是指一般生物无法生存的极端环境中（高温、寒冷、高盐、高压、高辐射等）能够正常生存的微生物群体的统称。一般把在高温环境中生长的微生物叫嗜热菌（thermophiles），包括一些细菌及古细菌。他们广泛分布在草堆、厩肥、温泉、火山地及海底火山附近等处。普通耐热菌的最高生长温度在45℃-55℃之间，低于30℃也能生长，而超嗜热菌最高生长温度可达80℃-110℃，最低生长温度也在55℃左右。同时，在地球这个大生态系统中也存在着广泛的低温环境。如占地球表面14%的两极地区及海洋深处（90%的海水其平均温度为5℃或更低）等[1]，在这些特殊环境中生活着一类微生物即低温微生物（halophilic microorganism）。 极端高温与极端低温环境都会对生物膜结构以及蛋白质结构造成巨大的影响。了解高温微生物与低温微生物的生存机理，有助于人们开展深一层次的蛋白与膜分子结构研究。本文在目前已有的研究基础上，就高温微生物与低温微生物的生存机理以及在环境应用的最新进展做一简要对比综述，为进 一步研究提供参考。 1 高温微生物概述 通常把最适生长温度高于45℃的微生物称 为嗜热菌。嗜热菌并非单一的菌属或菌群， 其中有些嗜热细菌，其同届菌中皆为嗜热 菌，如红色嗜热杆菌（Rhodothermus）、嗜 热好氧杆菌（Thermoaerobium）、嗜热厌氧 杆菌（Thermoanaerobaeterium）、球杆菌（Sphaembaeter）等，也有高温菌及中温菌 并存的菌属，如芽孢杆菌、奇异球菌（Deincooccus）、假黄色单胞菌（Pseudoxanthomonas）等。嗜热菌按其生 长的耐热程度不同可分为5类（表1）[2]。目 前，对嗜热菌的耐热性主要从细胞壁的结 构、类脂的敏感性、DNA结构的稳定性以及 蛋白质的热稳定性等方面进行研究。 表1 嗜热菌的分类/℃ Tab.1 The classification of thermophiles /℃ 分类最适生长温度最高生长温度最低生长温度
溶浸-采矿
溶浸-采矿
溶浸采矿技术现状与发展趋势 姓名：汪惊奇学号：115514006 专业：采矿工程 摘要：阐述了我国金属矿产资源的三大特点：品位低、复杂难处理、中小型矿多，认为溶浸采矿技术能有效处理二次资源，提高资源综合利用率，缓解我国矿产资源紧缺的局面。主要介绍了废石堆浸、矿石堆浸、地下浸出三类溶浸采矿技术特点，并综述了溶浸技术在国内外铜、金、铀等矿山的应用情况，总结了强化溶浸过程的主要技术措施：浸矿微生物选育、强制通风、物理手段、表面活性剂、金属离子催化等，分析了目前溶浸采矿面临的四大技术问题：矿堆渗透性差、堆内溶液分布不均、堆内氧气浓度低、温度分布不均，并指出了溶浸技术在我国应用趋势及理论研究展望。 关键词：溶浸采矿；应用现状；强化技术；技术问题；发展趋势 我国矿产资源总量丰富，矿种较为齐全，但人均占有矿产资源量相对不足，铜、铁、铝等主要金属资源探明储量严重不足或短缺，我国矿产资源的显著特点是： （1）品位低。我国铁矿平均品位为33.5%，比世界平均品位低10%以上，澳大利亚、巴西等国一般在65%以上；锰矿平均品位22%，世界平均品位为48%；在全国已探明的铜资源中，平均地质品位只有0.87%，远低于智利等主要产铜国，其中品位大于2%的铜矿仅占总储量的6.4%，品位大于1%的铜矿占总储量的35.9%。 （2）复杂难处理。我国80%的有色矿床中都有共伴生元素，尤以铝、铜、铅、锌矿产为多。铜矿床中综合型共伴生矿占了72.8%，我国西部地区赋存丰富的复杂难选铜矿和含砷铜矿，铜金属量在几百万吨以上；金矿总储量中伴生金占28%；银总储量中伴生矿占60%；共伴生的汞、锑、钼则分别占到各自总储量的20%～33%，共生伴生矿因矿石组份复杂，造成选冶难度增加，加大建设投资和生产经营成本。 （3）中小型矿居多。超大型矿床少，中小型矿床多，利用成本高。迄今发现的铜矿900个矿产地，大型矿床占2.7%，中型矿床占8.9%，小型矿床多达到88.4%。在已探明的15000个矿床中，66%为小型，23%为中型，11%为大矿。此外，我国有色金属矿山在采、选过程中产生了大量的表外矿、
微生物药物研究进展与发展趋势
微生物药物研究进展与发展趋势 摘要：微生物药物作为广泛使用的临床药物具有重要的地位。尤其是在抗感染、抗肿瘤、降血脂和抗器官移植排异方面具有不可替代的作用。自1929年青霉素被发现后20世纪4年代以来，已有上百种抗生素先后用于临床的细菌感染治疗、肿瘤化疗、降血脂以及器官移植康排异反应。总体上，由于微生物药物特别是抗生素的广泛应用使人类的寿命延长了15年。广义的微生物药物即由微生物发酵获得的药物现约占全球医药生产总值的50%。 1功能基因组学研究为创新微生物药物提供更多的药物靶标。 随着人类基因组学和微生物学要就的深入，近期将有5000个功能基因或蛋白被认为是潜在的药物靶标，是20世纪末已经确定的药物靶点的10倍以上，这为微生物新药的筛选与发展奠定了更广阔的基础。具不完全统计，截止2009年，世界范围内已有2500种以上的病毒，582种细菌，100多种的真菌的基因组完成测序。与此同时，蛋白基因组学研究正在兴起，2002-2005年我国科学家领衔的“人类肝脏蛋白组学计划”，鉴定和发现了一大批有重要功能的蛋白质，构建了大规模的蛋白中数据库，系统测定了一部分人类重大疾病相关的蛋白质结构，全面系统的解析出108个独立蛋白质三维结构，发现了一批潜在的药物作用靶标，制备了国际上最大规模的蛋白质单克隆抗体库。 作为病原微生物来讲，功能基因组研究成果为微生物必须基因和治病基因的确定提供了前提。对于一般的病毒来讲，其整个基因组可
以编码10个左右的蛋白基因，其中有4~6个功能蛋白可作为药物靶标，如再加上特定的病毒的细胞辅助蛋白，可有10个以上的药物靶标。真菌的基因组在2、5-81、5mb，作为真核生物，其许多蛋白质是保守的，在生物的进化当中被保留下来，另一些蛋白在进化中被遗弃了，并代之以新的蛋白基因。通过与人类功能基因的比较，找出真菌必需的和与人类有差异的基因与蛋白，对医疗上重要真菌基因组的分析有可能抗真菌药物靶标。 2高通量药物筛选在微生物药物早期发现的应用，加速了苗头化合物的获得。 从土壤微生物中筛选抗生素，是现代规模化药物筛选的开端，随着高通量技术的发展，利用微生物发酵产物粗提品的药物筛选，由于重复性较差，活性成分纯化的难度大，限制了创新微生物药物筛选的速度和成功率，也是大的药物公司更倾向于利用组合化学制备的大规模化合物库的高通量药物筛选。虽然筛选效率大大提高，但得势不得利，其获得新的化学实体的数量并没有显著提高，而且随着新药标准的提高，新的化学实体反而成下降趋势。因此，天然药物作为创新药物的筛选资源再度受到重视。而微生物次级代谢产物的相对于动植物次级代谢产物来讲，具有更易开发利用，不不破坏生态环境，可通过发酵大量获得和易于采用生物技术等优点。高通量微生物药物筛选模型已达150种，年筛选量已由“十五”期间的20万样次，发展到“十一五”期间的100万样次。就微生物药物的筛选规模和水平来讲，我国的创新微生物药物筛选已达到国际先进水平。
预测微生物学的研究进展
预测微生物学的研究进展 赵光辉1,2,赵改名1,刘 蓉3,王玉芬2,谢 华2,冯 坤1,崔艳飞1,黄现青1,2* (1.河南农业大学食品科学技术学院河南省肉制品加工与质量安全控制重点实验室 肉品加工与质量安全控制工程技术研究中心,河南郑州 450002;2.双汇集团技术中心,河南漯河 462003; 3.河南省电力公司信阳供电公司,河南信阳 464000) 摘 要 简要介绍了预测微生物学模型的2个类型(品质预测模型和安全评估模型),特定腐败菌在微生物预测中的特殊作用,可追溯技术、温度综合函数和生物指示器等新技术在微生物预测中的应用,以及国外的预测模型库和国内的研究现状,展望了预测微生物学未来的发展趋势。 关键词 微生物;预测模型;特定腐败菌;模型库 中图分类号 Q939.9 文献标识码 A 文章编号 1005-7021(2010)04-0076-07 Advance m ent of Predicti ve M icrobiology Z HAO Guang hu i1,2,Z HAO Gai m ing1,LI U Rong3,WANG Yu fen2,XI E H ua2, FENG Kun1,C U I Y an fe i1,HUANG X i a n qi n g1,2 (1.C oll.of F ood S ci.&Technol.,H e nan Ag ric.Un i.,H enan K e y Lab.o f M eat Process.&Qua lit y Safet y C on t., M e a tP rocess.&Qualit y Safet y Cont.Eng i n.Technol.R es.C tr.,Zhengzhou450002;2.Technol.C tr.of Sh i ne w ay G roup;Lu ohe462003; 3.X i nyang P o w er Suppl y C o mpany,H enan Prov i nce P o w er C o mpany,X inyang464000) A bstrac t Tw o types of t he predicti ve m icrob i o l ogy mode,l the special ro l e o f spec ifi c spo ilage m icrobes;t he app lica ti ons o f techno logy,te mperature co m prehensive f uncti on and bio i ndica tor and other new techno l og ies i n predictive m i c robiology w ere traced,t he research prog ress o f the R epre d icti veM od e lL i bra ry abroad and current studies i n hom e coun try w ere briefl y rev i ewed i n this paper;and the deve l op m en t trend of the pred i c ti ve m i c robiology w as also prospected. K eywords pred icti ve m icrob i o logy;predictive m ode;l spec ific spo ilage m i crobe;repred icti ve model li bra ry 20世纪80年代初,Ross等[1]最先提出 微生物预报技术这一概念,从此预测微生物学便应运而生。食品预测微生物学(Food Pred ictive M icro b iology)是一门在微生物学、数学、统计学和应用计算机科学基础上建立起来的新学科。它的发展方向是研究和设计一系列能描述和预测微生物在特定条件下生长和衰亡的模型。它是依据各种食品微生物在不同加工、储藏和流通条件下的特征信息库,通过计算机的配套软件,在不进行微生物检测分析的前提下,判断食品内主要病原菌或腐败微生物死亡、残存和增殖的动态变化,从而对食品安全做出快速评估的预测方法[2 3]。1983年,国外食品微生物学家小组应用直观预测的De l p h i 工艺,用计算机预测了食品货架期,开发了腐败菌生长的数据库,从此揭开了预测微生物学序幕[4]。上世纪八九十年代,由于食品安全问题的严峻形式,预测微生物学的研究对象主要是食品中的病原菌(如单核增生李斯特菌、沙门菌、金黄色葡萄球菌等),后来,随着食品企业对自身产品品质问题的关注,腐败菌的研究也逐渐发展起来,并且对这些细菌进行建模[5]。近年来美国、英国、澳大利亚、丹麦等国更是致力于微生物预测软件开发,旨在对食品货架期进行有效的预测,并对致病菌进行风险评估[6]。 基金项目:国家科技计划项目(2009G J D00047) 作者简介:赵光辉 男,硕士研究生。研究方向为食品安全与质量控制。E ma i:l z ghw ork@s i na.co m *通讯作者。Te:l0371 ********,E m ai:l hxq8210@126.co m 收稿日期:2010 01 04;修回日期:2010 04 27 76微生物学杂志 2010年7月第30卷第4期 J OU RNAL OF M I CROB I OLOGY July2010V o.l30N o.4
极端环境微生物——台喜生
极端环境微生物研究进展 极端环境（extreme environment）泛指存在某些特殊物理和化学状态的自然环境，包括高温、低温、强酸、强碱、高盐、高压、高辐射和极端缺氧环境等，适合在极端环境中生活的微生物称为极端微生物（extremophiles）（Margesin and Schinner,2001; Rothschild and Mancinelli,2001; 陈骏等，2006；张敏和东秀珠，2006）。具有独特的基因类型、特殊生态群落、特殊生理机理和特殊代谢产物。 一、海洋极端环境微生物 1．海洋极端环境微生下微生物类型主要为细菌和古生菌，热泉微生物群落主要为异氧发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等；冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古生菌、硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌，这些极端微生物利用CH4和H2S等气体进行能量固定，有较高的生物丰度和较低的分异度，具有垂向和水平分带性，并能营生一套独特的宏体生物（王家生等，2007）。 2．油气资源的形成和演化与时间、温度和有机质组成密切相关（Seewald,2003），油气的产生、运移、圈闭和后期改造过程也大多是在一些特殊环境中进行的，极端微生物活动可能参与了整个过程。 3．探索海洋极端环境下微生物活动，不仅在理论上可将其作为特定地质微生物标志（geomicrobiological signature），揭示现代和地史时期海洋环境变化和地质环境变迁（党宏 月等，2006）、探索生物圈与地圈之间协同演化、阐明生物多样性形成机制和认识生命极限等（汪品先，2003；中国大洋钻探学术委员会，2003），而且在实践中指导海洋深水油气田的开发和地史早期潜在烃源岩的寻找。 4．自第一个海底冷泉1984年首次报道后（Paull et al.,1984），迄今全球已至少发现共 24处海底冷泉。冷泉流体一般含有大量甲烷气体，在海底表面通常表现为泥火山，喷口附 近发育独特的营甲烷化能自养生物群落，下伏的沉积物中通常伴有天然气水合物，在更深部位则通常为油气藏。海底冷泉微生物以化能自养细菌和古生菌为主，它们能与冷泉中化学气体（甲烷、硫化氢等）发生化学反应，把碳氧化物还原成有机碳获得能源，它们通常贴附在沉积物表面形成细菌席，或与其他生物内共生。根据类脂生物标志化合物、16S rDNA分子 序列和DNA分子探针荧光原位杂交（FISH）分析，冷泉微生物主要是ANME-2族的厌氧甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌（脱硫八叠球菌属Desul fosarcina和脱硫球菌属Desul fococcus细菌）的共栖互养体（Syntrophism），其次为ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌（Hinrich et al.,1999; Orphan et al.,2001,2002; Boetius and Suess,2004; Zhang and Lanoil,2004; 党宏月等，
预测微生物学的研究进展
预测微生物学的研究进展 作者姓名：钟强 工作单位：安康学院 摘要 简要介绍了预测微生物学模型的2个类型(品质预测模型和安全评估模型),特定腐败菌在微生物预测中的特殊作用,可追溯技术、温度综合函数和生物指示器等新技术在微生物预测中的应用,以及国外的预测模型库和国内的研究现状,展望了预测微生物学未来的发展趋势。 关键词：[微生物]；[预测模型]；[特定腐败菌]；[模型库]。
Advancement ofPredictive Microbiology Abstract Two types of the predictive microbiology model the special role of specific spoila gemicrobes; the applica-tions of technology, temperature comprehensive function and bio-indicator and other new technologies inpredictivemi-crobiology were raced,the research progressof the Repredictive ModelLibrary abroad and currentstudies in home coun-trywere briefly reviewed in this paper; and the development trend of the predictive micro biology was also prospected. Keywords：[predictive micro biology]; [predictive model];[specific spoila gemicrobe]; [repredictive model library]
中国微生物物种多样性研究进展_郭良栋.
生物多样性 2012, 20 (5): 572–580 Doi: 10.3724/SP.J.1003.2012.10129 Biodiversity Science http: //https://www.360docs.net/doc/138081092.html, —————————————————— 收稿日期: 2012-06-13; 接受日期: 2012-08-10 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(30930005) ? 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: guold@https://www.360docs.net/doc/138081092.html, 中国微生物物种多样性研究进展 郭良栋* (中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室, 北京 100101) 摘要: 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 具有丰富的物种多样性。我国地域辽阔, 跨越热带至寒温带, 气候条件多样, 地理环境与生态系统类型复杂, 是世界上生物多样性最丰富的国家之一。我国已开展了大量微生物多样性研究, 并证实我国多样的生境蕴藏着丰富的微生物物种多样性。目前我国已报道真核微生物(菌物)约14,700种, 其中包括真菌约14,060种、卵菌约300种、黏菌约340种, 而真菌中有药用菌473种、食用菌966个分类单元。特别是近年来通过免培养的分子生物学技术发现我国存在丰富的原核微生物多样性。本文概述了传统方法和现代分子生物学技术在我国原核微生物(古菌、细菌)和真核微生物(真菌、卵菌、黏菌)物种多样性研究的最新进展。 关键词: 真核微生物, 原核微生物, 物种多样性, 培养方法, 分子技术 Progress of microbial species diversity research in China Liangdong Guo * State Key Laboratory of Mycology, Institute of Microbiology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 Abstract: Microbes with rich species and genetic diversity are widely distributed throughout various habitats in the world. China possesses a variety of climate zones, geographic environments, and complex ecosystems, which play a large role shaping the complex biodiversity of this country. Microbial diversity has been widely studied and well documented by Chinese scientists. For example, a total of ca. 14,700 eukaryotic microbe species have been recorded, including ca. 14,060 fungi, ca. 300 oomycetes, and ca. 340 slime molds. Within the Fungi, there have been 473 medicinal fungal species and 966 edible fungal taxa recorded. However, re-cent studies have documented much high species diversity of prokaryotic microbes using molecular tech-niques, which have greatly promoted the study level of microbial diversity in China. This review paper sum-marizes recent research progress of microbial (i.e., archaea, bacteria, fungi, oomycetes, and slime molds) di-versity in China based on traditional and molecular techniques. Key words: eukaryotic microbe, prokaryotic microbe, species diversity, cultivation method, molecular technique 微生物是分布最为广泛的生命形式, 几乎分布到地球上的所有生境, 可利用各种有机化合物、无机盐等作为能源, 在有氧或无氧条件下, 在寒冷的极地、高达100℃的热泉或高盐碱度等极端环境中生活。微生物具有丰富的物种和遗传多样性, 并以高度的变异性适应不同的生境。作为生态系统中的重要组分, 微生物在自然界的物质与能量循环、生态系统的演替以及生物多样性的维持中发挥重要的生态功能。微生物与人类的生活休戚相关, 在直 接或间接地为人类提供了极其丰富的物质资源的同时, 也为人类带来了巨大危害。 Woese 和Fox(1977)以核糖体RNA(rRNA)的小亚基(原核生物的16S 、真核生物的18S 基因)序列为依据, 提出了独立于真细菌(Eubacteria)和真核生物(Urkaryotes)之外的第三种生命形式——古菌(Archaea), 认为它和真核生物以及真细菌是从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来。随后Woese 等(1990)提出了三域(Domain)分类系统, 将
浸矿微生物鉴定研究进展
第16卷第9期 2007年9月 中 国 矿 业 CHINA MINING MAG AZINE Vol.16,No.9 September 2007 浸矿微生物鉴定研究进展 陈勃伟,温建康,刘文彦 (北京有色金属研究总院生物冶金国家工程实验室,北京100088) 摘 要:为了探明浸矿过程中微生物的组成,通过比较浸矿微生物鉴定的常规方法、免疫学方法和分子生物学方法的优缺点,并参考研究现状,指出利用现代分子生态学的方法可快速鉴定浸矿微生物,多种方法组合使用可获得更加全面的浸矿微生物组成演替信息。 关键词:浸矿微生物;生物冶金;分子生物学方法;免疫学方法 中图分类号:TF111131+1 文献标识码:A 文章编号:1004-4051(2007)09-0103-04 Progress in identif ication of bioleaching microorganisms CH EN Bo 2wei ,WEN Jian 2kang ,L IU Wen 2yan (National Engineering Laboratory of Biohydrometallurgy ,G eneral Research Institute for Nonferrous Metals ,Beijing 100088,China ) Abstract :In order to explore the composition of microorganisms in the bioleaching process ,in terms of present research situation ,advantages and disadvantages of conventional methods 、immunological methods and molecular biological methods for identification of bioleaching microorganisms is compared 1It is pointed out that the use of modern molecular ecological methods can quickly identify bioleaching microorganisms ,while the integration of several methods can get more comprehensive information about constitution and suc 2cession of bioleaching microorganisms 1 K ey w ords :bioleaching microorganisms ;biohydrometallurgy ;molecular biological methods ;immuno 2 logical methods 收稿日期:2007-05-11 基金项目:“973”课题(2004CB619205)资助项目 作者简介:陈勃伟(1984-),男,汉,陕西乾人,硕士研究生,主要研究方向为生物冶金。 随着我国矿产资源的不断开发利用,富矿资源日趋贫乏,以贫、细、杂为突出特点的难选冶矿石,所占比例不断上升,致使常规的选冶方法,在技术和经济两方面都面临严峻的挑战。对于铜、金、铀等金属需求量的不断增加以及成本的节约化,促使冶金技术的不断进步,由此产生了生物冶金技术。生物冶金技术具有工艺简单、流程短、装备简单、投资小、成本低、污染轻、资源消耗量小以及能够处理低品位矿等诸多优点,适合社会可持续发展的要求,因此,生物冶金技术的开发研究,己经成为矿产资源利用领域的前沿研究课题。随着生物冶金技术研究的不断深入,学者对在生物浸矿体系中起关键作用的浸矿微生物的研究越来越多。本文将对浸矿微生物鉴定的常用方法进行综述,为 浸矿微生物的鉴定提供一定的参考,以便能更好的利用生物冶金技术。1 常规方法 微生物鉴定的常规方法,是指通过纯培养,获得纯菌株后,将测定的细胞的形态学、生理学、生态学的各种指标,与权威性的菌种鉴定手册比较,获得菌种的分类信息〔1〕。早期的鉴定,就是通过此方法进行的,但是,这种方法需要的时间长,而且有些浸矿微生物难以获得纯培养。Johnson 〔2〕曾通过平板培养的方式,发现有机物对专性自养菌 A ci dit hiobacill us f erroox i dans 有毒害作用,导致 它很难在固体琼脂培养基上生长,但通过夹层培养或引入异养菌A ci di p hil um ,可获得纯的A t 1f er 2 roox i dans 。由此可以推断,早期获得的纯的A t 1f erroox i dans ,有可能是A t 1f erroox i d ans 和A ci 2di p hil um 的混合菌株。 2 免疫学方法211 免疫荧光法
微生物学试述未来微生物学发展的趋势 (2)
南开大学现代远程教育学院考试卷 《微生物学》 主讲教师：李明春、吴卫辉 一、请同学们在下列（20）题目中任选一题，写成期末论文。 1. 病毒在生物技术中的应用（例如噬菌体展示技术，病毒载体等） 2. 近年来重大病毒引起的传染病的特征和病毒复制、致病机制（如埃博拉出血热、 中东呼吸综合征等） 3. CRISPR-Cas9技术综述（来源，机制，应用） 4. 细菌耐药遗传水平机制 5. 微生物遗传物质水平转移方式和机制 6. 微生物遗传学技术在工农业中的应用 7. 基因组学、转录组学和蛋白组学研究进展 8. 微生物在环境污染和保护中的作用 9. 人体肠道微生物分类、功能研究进展 10. 疫苗的作用机制和对人类健康的贡献 11. 微生物作为模式系统揭示生命过程的优势 12. 试述未来微生物学发展的趋势 13. 从细胞形态结构及一些重要结构的化学成分组成等方面分析细菌、古生菌及真 核微生物三者之间的进化关系 14. 微生物营养及代谢的多样性对微生物生存能力的影响 15. 极端微生物对生命起源和生命极限的启示 16. 你认为微生物学发展过程中做出重大贡献的微生物学家及其成就 17. 微生物学中的独特技术及对发展现代生物学的贡献 18. 食药用真菌的研究进展 19. 微生物在自然界碳元素地球化学循环中的作用及意义 20. 生物固氮的原理、意义及应用 二、论文写作要求 论文题目应为授课教师指定题目，论文要层次清晰、论点清楚、论据准确； 论文写作要理论联系实际，同学们应结合课堂讲授内容，广泛收集与论文有关资料，含有一定案例，参考一定文献资料。 三、论文写作格式要求： 论文题目要求为宋体三号字，加粗居中； 正文部分要求为宋体小四号字，标题加粗，行间距为1.5倍行距；
微生物浸矿菌群的选育及培养
2013年第1期广东化工 第40卷总第243期https://www.360docs.net/doc/138081092.html, · 65 · 微生物浸矿菌群的选育及培养 彭阳，严国俊 (东华理工大学，江西抚州 344000) [摘要]微生物浸矿技术是以湿法冶金和微生物学为基础的一门交叉学科，具有环境友好，反应温和，流程短，能耗低的优势。但是由于在使用微生物浸矿时菌群易受到特殊毒害因素或环境条件的影响，从而降低矿石的浸出率。因此在微生物浸矿技术中，针对性菌群的选育及培养技术占据了比较重要的地位。文章对浸矿菌群的选育及培养的方法进行了综合性地介绍和评述。 [关键词]浸矿微生物；选育；培养 [中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2013)01-0065-02 Breeding and Culture of Microbial Leaching Microflora Peng Yang, Yan Guojun (East China Institute of Technology, Fuzhou 344000, China) Abstract: Microbial leaching technology is an interdisciplinary based on hydrometallurgy and microbiology with advantages of environment-friendly, mild reaction short process, and low power consumption. However, the leaching rate of the ore is reduced because the microbial leaching microflora is susceptible to the influence of special poison factors or environmental conditions. Therefore in microbial leaching technology, the breeding and culture of targeted microflora technology occupy a more important position. The paper comprehensely introduced the breeding and culture of leaching microflora. Keywords: bioleaching microorganisms；breeding；culture 微生物浸矿技术是利用细菌或其代谢产物所引起的生物化学氧化过程对矿物进行的生物化学氧化等化学作用并从矿石中溶浸目的矿物的过程。该技术反应温和，环境友好，能耗低，流程短。在矿石的日益贫杂及环境问题日益突出的今天，微生物浸矿技术将是金属元素提取、环境保护及废物利用的有效手段。由于很多矿石中含有某些特殊元素，如氟、砷、钼等元素，在用微生物浸矿技术时菌群易受到毒害影响从而降低矿石的浸出率，因此在微生物浸矿技术中，针对性菌群的选育及培养技术占据了比较重要的地位。 1 浸矿细菌的选育 浸矿细菌的的常见选育方法主要包括菌种的筛选、驯化、诱变和基因工程等。 1.1 浸矿细菌菌种的筛选 目前在浸矿过程中使用的菌种约有二十几种，但其中直接有效用于浸出的仅有数种，其它多为伴生种，起促进作用。将这些菌种按温度划分，可分为中温菌种(mosophiles，温度为20~35 ℃)，如嗜硫杆菌(Thiobacillus)和微螺旋菌(Leptospirillum)；中等嗜高温菌种(mederate thermophiles，温度为40~55 ℃)，如硫杆菌(Sulfobacillus)；高温菌种(thermophiles，温度为55 ℃以上)，如硫化裂片菌属(Sulfolobus)[1]。对于低品位硫化矿生物堆浸，由于含硫量极少，氧化能少，堆温低，因而中温菌种更有效；而对于高品位硫化精矿的生物槽浸，由于含硫量大，氧化能大，温度高，适于用嗜高温菌种[2]。目前，人们所开发的天然菌种仅约占微生物种类总量的5 %，因此，有望通过广泛筛选，获得更多更高效的菌种。 1.2 浸矿细菌的驯化 浸矿细菌在投入生产使用之前要进行驯化，使之适应浸矿过程中可能对细菌不利的工艺条件或对细菌具有毒害作用的物质成分。对于高氟铀矿来说，有害的物质成分主要是氟，对于难浸出金精矿的细菌氧化工艺，不利于细菌生长的因素是矿浆的含固量和溶解的砷等物质。细菌驯化的办法是逐渐提高不利因素的强度之后对细菌进行转移培养，在驯化过程中，那些对新环境不适应的细菌受到抑制被淘汰掉，而某些活力较强的细菌会通过变异等途径，转变成耐受性较强的细菌而存活下来，形成对新环境具有耐性的菌株。 比如培养细菌耐氟能力的方法是：首先在装有一定体积培养基的锥心瓶中加入较低浓度的氟离子，然后接种要驯化的菌进行培养，开始是菌不适应，要较长时间才能生长繁殖，待细菌适应了此浓度的含氟离子培养基后，再将它转移到含更高氟离子浓度的培养基中继续培养，使用目的矿物不断转代培养或增加有毒离子的转代培养。刘亚洁等报道[3]氧化亚铁硫杆菌经过较高浓度含氟离子培养基长时间培养驯化后，筛选到的菌株可在含氟1148 g/L的溶浸液中一昼夜即可将5 g/L Fe2 +完全氧化。吴为荣等报道[4]对T.t进行耐氟驯化试验经过多代接种驯化后，T.t的耐氟能力得到明显提高。王清良等[5]报道采用经过初步驯化的细菌进行了细菌耐酸耐氟驯化培养试验，经驯化的细菌的耐酸浓度由30 g/L提高到80 g/L，耐氟浓度由100 mg/L提高到850 mg/L。 细菌对矿浆含固量的驯化也可采用类似的方法。吴为荣等报导[6]的氧化硫硫杆菌对721矿铀矿石的适应性驯化中，经过15代驯化培养，细菌的耐氟能力达到350 mg/L，固液比可达1∶3。1.3 浸矿细菌的诱变育种 诱变育种利用自然突变原理，通过使用诱变剂人为地提高生物的突变频率，并对人们所需性状的正突变个体加以选择和利用。对于浸矿细菌来说，大多突变研究仅限于为了选择一些有特性的菌株，或基因工程育种的原始材料，或为该菌的分子遗传学积累基本知识。利用物理或化学的因素(如紫外线、亚硝基胍、微波等诱变剂) 处理微生物群体，促使少数个体细胞的遗传物质(主要是DNA) 的分子结构发生改变，使基因内部的碱基配对发生差错，从而引起微生物的遗传性状发生突变[7]。根据应用的要求，可以从突变株中筛选出某些具有优良性状的菌株供科研和生产使用。一般育种程序包括菌株的选择、菌悬液的制备、诱变处理和变异株的筛选。目前在育种实践中应用较多的诱变剂有紫外线、微波、氮芥、乙基磺酸乙脂、N —甲基—N —硝基—N —亚硝基胍和N —甲基—N—亚硝基脲，后两种的诱变效果最好。在处理方法上，往往将许多诱变剂同时使用，或一种诱变剂多次重复使用[8-9]。目前这方面的报道较多，采用的诱变手段各异，均取得较好效果。如徐晓军等报道了[10]经紫外线诱变的浸矿细菌对黄铜矿的浸出率比原始菌提高了46 %以上，到达浸出终点的时间也缩短了5~10 天。李广悦等[11]以氧化亚铁硫杆菌作为出发菌，经紫外线诱变，考察不同诱变时间对氧化亚铁硫杆菌耐酸和耐氟性能的影响。试验结果表明，经45~60 min的紫外线处理，菌株对酸的耐受性增强到pH为1.2，对氟离子的耐受性达到0.6 g/L。 1.4 浸矿细菌的基因工程育种 来源不同的氧化亚铁硫杆菌菌株对于金属硫化矿物的浸出效果是不一样的，说明氧化亚铁硫杆菌具有复杂的遗传特性。对氧化亚铁硫杆菌进行基因工程改良的研究己见较多报导，是今后浸矿细菌育种的一个重要方向。但目前为止，国内外所有工作都是自养菌基因工程的前期探索。其主要原因是研究这些自养菌困难程度很大：没有足够的可供筛选的带遗传标志的菌株材料；难以转化和表达外源的DNA--氧化亚铁硫杆菌基因能在大肠杆菌中表达(Homesetal，1983；Rawingseta，1983)，而重组子返回来却难在氧化亚铁硫杆菌中表达(Homes et al，1984；Rawingsetal，1984)；在传代过程中易丢失其性能；可供能量的基质有限，难以固体培养[12]。在这方面，南华大学的潘文俊通过分子生物学技术，克隆抗氟基因flr-4，将其导入T.f1中，以期获得稳定遗传的抗氟基因工程菌。最终构建了pJRD215-fir-4表达载体，通过接合转移将载体 [收稿日期] 2012-11-25 [作者简介] 彭阳(1987-)，女，平度人，硕士研究生，主要研究方向为溶浸水文地质。