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  • 中国湖泊组研究

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2017-03-22 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 我国湖泊数量大、分布广、类型多,被认为是世界上湖泊生态类型最为丰富的国家之一。多样化的湖泊环境孕育了丰富的微生物多样性和资源,但迄今人们对其结构和功能尚知之甚少。通过大规模的湖泊微生物组分析和比较基因组研究,可揭示我国湖泊微生物多样性的分布规律、形成机理和维持机制,阐明典型湖泊微生物功能基因的组成,探索极端环境条件下湖泊微生物的适应机制,发现新的微生物功能和代谢途径,并通过比较不同环境条件下驱动地球元素循环的微生物功能基因组、环境转录组成和蛋白组,揭示微生物驱动湖泊生态系统中关键元素循环的过程、机制及其环境调控机理。这些研究结果的获得,将不仅有助于深入了解湖泊生态系统结构与功能,促进地球科学与生物学间的交叉与融合,推动学科持续发展,而且将为我国湖泊微生物资源的保护与可持续利用及湖泊生态环境的治理与保护提供科技支撑。

  • 青贮饲料有害及其抑制措施

    分类: 生物学 >> 动物学 提交时间: 2017-10-11 合作期刊: 《动物营养学报》

    摘要: 青贮饲料在发酵和贮藏过程中易受有害微生物及其代谢毒素的污染,降低青贮品质和反刍动物生产性能,严重危害动物和人类的健康。本文综述了青贮有害微生物的种类及其代谢产物对青贮营养品质、有氧稳定性影响的作用机理,以及在青贮饲料发酵过程中抑制有害微生物的措施和方法,对研发优质的青贮添加剂、优化发酵环境、抑制有害微生物的生长、提高青贮饲料营养品质提供参考。

  • 青贮饲料有害及其抑制措施

    分类: 生物学 >> 动物学 提交时间: 2017-10-10 合作期刊: 《动物营养学报》

    摘要: 青贮饲料在发酵和贮藏过程中易受有害微生物及其代谢毒素的污染,降低青贮品质和反刍动物生产性能,严重危害动物和人类的健康。本文综述了青贮有害微生物的种类及其代谢产物对青贮营养品质、有氧稳定性影响的作用机理,以及在青贮饲料发酵过程中抑制有害微生物的措施和方法,对研发优质的青贮添加剂、优化发酵环境、抑制有害微生物的生长、提高青贮饲料营养品质提供参考。

  • 建设组大数据中心 发挥长期科学影响

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2017-03-22 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 宏基因组研究的思想与技术推动了微生物组的兴起,积累了丰富的微生物基因组以及健康、动植物和环境相关的微生物宏基因组数据,形成了具备一定规模和影响力的数据库、标准化方法与分析工具。大多数平台聚焦于为项目或特定类型的微生物菌群提供数据支撑,难以满足更深入全面的微生物生物学研究需求。文章建议采用综合聚焦微生物分类单元总和的微生物系统组与聚焦特定生态位微生物种群总和的微生物组的思路,建设综合性的微生物组数据仓库,整合微生物分类、进化、生态以及相关“组学”数据与信息。在此基础上,进一步综合生命科学基础研究和系统合成生物学研究的数据,支撑经高水平质控的综合性参考数据库、标准化的拼接与注释以及一流的数据汇交、搜索分享、深度学习和分析挖掘方法的研究开发。由此,亦将进一步集成大型微生物组项目的元数据及数据,形成数据综合完整、管理安全高效,服务功能完备的微生物组大数据中心。

  • 国际大数据平台的应用与启示

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2023-03-19 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 微生物资源与微生物大数据是国家重要战略资源,是人类赖以生存和发展的重要物质基础和生物技术创新的重要源泉,微生物资源及数据的开放共享对微生物资源的开发利用具有重要意义。世界微生物数据中心建设的全球微生物菌种资源目录大数据平台,拥有46个国家的120个国际微生物资源中心的40万株微生物实物资源数据信息。该中心以统一数据门户的形式对全世界科技界和产业界提供微生物菌种资源的信息服务,全面参与国际微生物数据标准制定,并为《名古屋议定书》(TheNagoyaProtocol)及履约工作在微生物领域的实施提供重要支撑。在此基础上,2017年世界微生物数据中心启动了全球微生物模式菌株基因组和微生物组测序合作计划,从而实现了从微生物资源数据到微生物实体资源共享利用的转变,希望通过微生物大数据平台促进生物大数据产业的发展,进一步推动中国微生物组计划的实施,主导国际微生物组计划,提升我国在微生物领域的话语权。

  • 关于中国组数据中心建设的思考

    分类: 能源科学 >> 能源(综合) 提交时间: 2017-03-22 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 近年来,美国、欧盟都陆续启动了微生物组相关的研究项目。但微生物组大数据的收集、存储、功能挖掘和开发利用一直是制约微生物组发展的核心问题。文章分析了我国目前在微生物组数据管理中存在着标准不统一、缺乏跨领域的数据整合、高质量的参考数据库和数据的深度挖掘技术等问题,提出适时启动“中国微生物组”计划,建立中国微生物组数据中心,在微生物组数据标准化的基础上,建立微生物组大数据计算、存储和共享平台,开发微生物组大数据挖掘的新方法,实现我国微生物组数据资源的系统管理和高效利用。

  • 利用防除根寄生杂草列当

    分类: 生物学 >> 生态学 提交时间: 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要: 根寄生杂草列当已经严重制约全球许多地区的农业发展; 寻找有效防除措施迫在眉睫。由于列当具有特殊生活史且与寄主关系密切; 常规防除杂草措施难以达到理想防效。目前; 尚无既能有效防除列当又不对寄主造成危害且便于大规模推广应用的列当防除措施。在众多防除措施中; 微生物防除越来越引起关注和重视。本文对微生物防除列当的国内外研究进展及防除机理进行了综述。目前; 列当生防微生物的研究主要集中在镰刀菌(Fusarium spp.)等列当病原菌和根瘤菌等列当寄主植物的共生菌上。微生物防除列当的机制: 一方面通过产生代谢产物直接影响列当的萌发和生长或通过降解列当种子萌发诱导物质间接影响列当的萌发; 另一方面通过提高寄主植物自身的抗性间接影响列当的寄生和生长。此外; 本文还重点介绍了土传病害土壤拮抗微生物防除列当杂草的可行性及研究进展。植物土传病害病原菌和列当均首先通过在地下侵染作物的根系进而危害作物正常生长; 而作物抗土传病害的机理与抗列当的机理也类似。土壤中能够防治植物土传病害的微生物可能也同时具有防除根寄生杂草列当的功能。本团队前期试验筛选到在盆栽试验中能够有效防除向日葵列当和瓜列当的放线菌各1株; 分别为淡紫褐链霉菌(Streptomyces enissocaesilis Sveshnikova)和密旋链霉菌(Streptomyces pactum Bhuyan B.K)。其中; 以密旋链霉菌的菌剂在田间试验中既降低了瓜列当的出土数量又增加了番茄的产量。总之; 微生物是防除根寄生杂草列当的一条有效途径。

  • 精神分裂症肠道与脑影像和临床表征的关系

    分类: 心理学 >> 社会心理学 提交时间: 2023-03-28 合作期刊: 《心理科学进展》

    摘要: 微生物-肠-脑轴假设在精神分裂症发病机制中的研究受到越来越多的关注。以往研究初步考察了肠道微生物的构成与精神分裂症患者脑影像和临床表征之间的联系, 但具体的作用路径尚不明确。当前研究通过总结最新研究进展, 并在此基础上提出肠道微生物影响精神分裂症患者大脑结构和功能的机制假设。相关内容对于进一步阐明精神分裂症的病理机制, 为将肠道微生物纳入精神分裂症的评估与干预提供理论基础。

  • 精神分裂症肠道与脑影像和临床表征的关系

    分类: 心理学 >> 心理学其他学科 提交时间: 2022-01-27

    摘要: 微生物-肠-脑轴假设在精神分裂症发病机制中的研究受到越来越多的关注。以往研究初步考察了肠道微生物的构成与精神分裂症患者脑影像和临床表征之间的联系,但具体的作用路径尚不明确。当前研究通过总结最新研究进展,并在此基础上提出肠道微生物影响精神分裂症患者大脑结构和功能的机制假设。相关内容对于进一步阐明精神分裂症的病理机制,为将肠道微生物纳入精神分裂症的评估与干预提供理论基础。

  • 猪肠道区系的形成及营养调控

    分类: 生物学 >> 动物学 提交时间: 2018-12-24 合作期刊: 《动物营养学报》

    摘要: 猪肠道微生物区系的建立是一个非常复杂的过程。微生物与宿主之间在长期的进化与演变过程中形成了一种相互依赖、相互制约的微生态平衡。肠道微生物在宿主动物的生长发育、器官功能、营养代谢、机体免疫等方面发挥了重要作用。微生物区系的形成与动态平衡受到内部和外部多种因素的影响与制约,特别是不同营养素(碳水化合物、蛋白质、脂肪等)对猪肠道微生物菌群的组成具有重要影响。本文着重探讨了猪肠道微生物区系的形成特点和主要营养素对其调控的影响。

  • 中国组计划:机遇与挑战

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2017-03-22 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 微生物组是指一个特定环境或者生态系统中全部微生物及其遗传信息,包括其细胞群体和数量、全部遗传物质(基因组),它界定了涵盖微生物群及其全部遗传与生理功能,其内涵包括了微生物与其环境和宿主的相互作用。微生物组学是一个崭新的学科,微生物组研究取得的成果,必将为国家经济社会发展、人类生活质量改善提供源源不断的创新活力。因此,微生物组学也是一个世界各国争相发展的战略性科技领域,美国、日本等发达国家已经部署了支持微生物组研究的国家计划。在分析国内发展现状的基础上,结合我国发展过程中的国家需求,文章分析了我国微生物组研究面临的机遇和挑战,提出了部署中国微生物组计划“国家需求导向、科学假设驱动、技术创新支撑”的基本原则。建议设立中国微生物组计划国家重点研发计划;探讨了中国微生物组计划的重点领域和内容,涉及健康、环境、工农业和海洋等领域。希望通过中国微生物组计划的实施,主导国际大科学计划并强化我国在相应领域的话语权,显著提升我国科技创新和科技成果转化能力,催生一批基于颠覆性技术的战略性新兴产业,为我国经济社会发展和人类文明进步作出应有的贡献。

  • 喀斯特地区三种人工林土壤群落结构特征

    分类: 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间: 2021-06-02 合作期刊: 《广西植物》

    摘要: 为揭示不同人工植被修复模式对喀斯特土壤微生物群落的影响,采用氯仿熏蒸提取法和磷脂脂肪酸法(phospholipids fatty acid, PLFA)研究人工构建的降香黄檀(Dalbergia odorifera)纯林(PDOP)、顶果木(Acrocarpus fraxinifolius)纯林(PAFP)、顶果木×降香黄檀混交林(MADP)对土壤微生物生物量及土壤微生物群落结构的影响。结果表明:PDOP的土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量显著高于 PAFP 和 MADP, PAFP 显著高于 MADP。三种人工林土壤真菌、丛枝菌根真菌和总 PLFA 含量无显著差异,但 PDOP 土壤细菌、放线菌、丛枝菌根真菌和总 PLFA 含量均高于 PAFP 和 MADP,PAFP高于 MADP。PDOP 的土壤细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、放线菌的 PLFA 含量显著高于 MADP。MADP 的真菌细菌比显著高于 PDOP,但与 PAFP 无显著差异。冗余分析表明,土壤阳离子交换量、pH 和 C∶N 是影响土壤微生物群落组成的最主要影响因子。从三种人工林的土壤微生物生物量及微生物群落结构来看,在喀斯特地区 MADP 并未显示出酸性土地区混交林提高土壤微生物生物量、改善土壤微生物群落结构的优势,但混交林的真菌细菌比最高,更有利于提高土壤生态系统的稳定性。

  • 冰冻圈:机遇与挑战

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 近年来,冰冻圈微生物的研究受到广泛重视。冰冻圈的低温和严酷的生存条件,选择了具有独特适应性和多样性的微生物,这些微生物是地球生命系统和生物多样性的独特组分。冰冻圈微生物大多为冷适应微生物;其中,有许多新微生物类群,是极其重要的物种和基因资源。嗜冷微生物是揭示生物冷适应机制的模式生物,其细胞及细胞组分在低温生物工艺上显示出巨大的应用价值。冰冻圈中也封存着一些古老的未知致病性微生物。冰冻圈是地球上对气候变化最为敏感的圈层,地球的升温正加速冰冻圈的退化和消融,冰冻圈微生物赖以生存的生境正在消失,且伴随着微生物的释放。这些微生物的释放可能是人类面临的不可预知的威胁。因此,亟待开展冰冻圈微生物调查与研究,探讨其对全球变化的响应及其适应机制。

  • PLFA 方法研究连作对加工番茄根际土壤群落结构的影响

    分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-09 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要: 通过在石河子大学农学院试验站开展加工番茄连作定点微区试验, 采用氯仿熏蒸和磷脂脂肪酸(PLFA)法相结合, 研究了不同连作处理(种植1 a、连作3 a、5 a 和7 a)对新疆加工番茄花果期和成熟期根际土壤微生物群落结构及土壤微生物量的影响。结果表明, 连作导致土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN) 和微生物熵(qMB)下降, SMBC/SMBN 升高, 而微生物量磷(SMBP)随连作年限和生育期的变化而不同。连作显著增加了真菌PLFAs 含量, 降低了细菌PLFAs 含量、土壤PLFAs 总量及细菌/真菌PLFAs 的比值, 而放线菌PLFAs 含量变化无规律。连作7 a 时, 成熟期的细菌PLFAs 含量、土壤PLFAs 总量较对照分别减少62.9%、50.3%(P<0.05), 而真菌PLFAs 含量较对照升高60.2%(P<0.05)。从多样性指数分析看, Shannon-Wiener 指数、Simpson 指数、Brillouin 指数和Pielou 指数均随连作年限的延长呈先升后降的变化, 其中连作3 a 时各项指数最大, 连作7 a 时最小, 表明在本试验年限范围内, 连作使得微生物群落多样性与均匀程度皆出现了一定程度的降低。相关性分析表明, 土壤微生物各类群PLFAs 量、微生物量及土壤肥力之间存在相关性, 说明土壤微生物量与土壤肥沃程度相关, 可作为评价土壤肥力的生物学指标。可见, 加工番茄连作改变了土壤微生物群落结构, 降低了土壤微生物量, 最终在根际土壤微生态系统和环境因子等因素的综合作用下产生连作障碍。

  • 水圈重大研究计划:聚焦水圈组研究的核心科学问题

    分类: 地球科学 >> 海洋科学 提交时间: 2017-03-22 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 水圈包括海洋、湖沼、河流、冰川、地下水等,水圈中居住着地球上一半以上的微生物,包括细菌、古菌、真菌、藻类、病毒等,蕴含着地球上最大的微生物组。已有的研究表明,水圈微生物在重要元素生物地球化学循环中发挥关键驱动作用。但是,人们对水圈微生物组的核心科学问题,即微生物如何发挥驱动作用至今了解不多。最近,国家自然科学基金委员会“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”重大研究计划(简称“水圈微生物计划”)正式立项。该计划拟选择典型水圈环境,解析微生物群落构建及与环境之间的相互作用、微生物物质与能量代谢机制以及微生物代谢活动的生态学意义与贡献,从而揭示水圈微生物驱动碳、氮、硫等元素生物地球化学循环的机制。文章简述了该计划提出的背景与依据,以及涉及的主要科学问题和研究设想。

  • 生物技术助力黑土地保护性利用的应用与思考

    分类: 其他 >> 综合 提交时间: 2023-03-28 合作期刊: 《中国科学院院刊》

    摘要: 我国东北黑土地经过 60 年高强度利用和不合理耕作导致其有机质减少、碳氮严重失衡、微生物群落失稳等一系列退化过程,严重威胁我国粮食安全和农业可持续发展。黑土有机质含量降低是黑土退化的核心问题。生物是一切有机质的源泉,生物驱动的有机质动态平衡是维持农田生态系统稳定及土壤质量的基础。然而,东北水热资源限制致使生物驱动的土壤有机质转化困难,制约了黑土质量提升和保护性耕作技术的发展。中国科学院战略性先导科技专项(A 类)“黑土地保护与利用科技创新工程(黑土粮仓)”设立了“黑土地产能和质量提升的现代生物学技术”攻关任务;该攻关任务围绕绿肥等生物驱动的土壤有机质动态平衡机理、秸秆低温腐解的生物学机制等重大科学问题开展研究,研发黑土质量提升相关的变革性、颠覆性生物技术,突破黑土有机质转化技术瓶颈,促使黑土地物质循环和生态系统功能趋于良性平衡,为黑土地质量和产能提升提供重要理论和关键技术支撑。

  • 补体受体免疫球蛋白超家族分子在调节肝脏免疫反应中的研究进展

    分类: 医学、药学 >> 基础医学 提交时间: 2023-08-20

    摘要: 库普夫细胞(kupffer cells, KCs)是肝脏免疫细胞的重要组成部分,其对于维持组织稳态和应对肝损伤的快速反应至关重要。补体受体免疫球蛋白超家族分子(complement receptor of immunoglobulin superfamily, CRIg)是KCs膜上的一种受体蛋白,其既能以补体结合的方式捕获流经肝脏血液中的病原微生物,也可以通过调节肝脏内的免疫细胞介导肝脏免疫反应。近年来关于CRIg的研究进一步确立了其在调节肝脏免疫中的关键地位,本文主要综述了CRIg的作用方式以及其在调节肝脏免疫中的最新研究进展。

  • 宏基因组学揭示瘤胃多样性及功能

    分类: 生物学 >> 动物学 提交时间: 2017-10-23 合作期刊: 《动物营养学报》

    摘要: 反刍动物瘤胃内栖息着庞大和复杂的微生物群体,这些微生物与宿主的消化吸收、营养代谢和免疫功能息息相关,宿主及其微生物共同组成了一个“超级生物体”。由于绝大部分瘤胃微生物不可培养,因此以厌氧培养为基础的传统研究方法存在明显的弊端。宏基因组学通过高通量的测序方法,能够全面展示微生物多样性,准确发现新的功能基因。此外,宏基因组学揭示了宿主基因和微生物组之间的互作关系。随着组学技术的不断发展,宏基因组学在瘤胃微生物组研究方面具有广阔的应用前景。

  • 抗生素对仔猪肠道的影响

    分类: 生物学 >> 动物学 提交时间: 2017-10-11 合作期刊: 《动物营养学报》

    摘要: 本研究旨在从肠道微生物的角度探究抗生素的作用机制,为今后绿色抗生素替代品添加剂的研究提供理论基础和参考。试验选用6头30日龄的杜×长×大三元杂交去势公猪,随机分为2组,分别为基础饲粮组(不添加抗生素)和抗生素组(基础饲粮中添加0.12%复合抗生素),每组3个重重复,每个重复1头猪。试验期为35 d。结果表明:抗生素组肠道微生物物种多样性较基础饲粮组更为丰富;抗生素组厚壁菌门(Firmicute)/拟杆菌门(Bacteroidetes)(F/B)比例较高,因此添加抗生素有利于仔猪体内脂肪的贮存;从肠道微生物的角度考虑,抗生素可能是通过促进L7A_E11、Flexispira、粪球菌属(Coprococcus)等菌属,抑制光岗菌属(Mitsuokella)、巨球菌属(Megasphaera)、柔嫩菌属(Faecalibacterium)等菌属从而发挥预防疾病、提高成活率和促进生长的作用;使用PICRUSt进行功能预测,抗生素在脂类生物合成蛋白质、甲烷代谢、转运蛋白、转录因子、转录机制、RNA转运和脂肪酸生物合成等通路中发挥了重要的作用。由此可见,抗生素可以通过调节仔猪肠道微生物,加速仔猪体内脂肪的贮存,加速断奶仔猪对粗纤维的降解作用,促进短链脂肪酸的生成,从而发挥预防疾病、提高成活率和促进生长等作用。

  • 玉米秸秆生物炭对褐土功能多样性及细菌群落的影响

    分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科 提交时间: 2017-11-07 合作期刊: 《中国生态农业学报》

    摘要: 生物炭施入土壤被认为是一种有效的固碳减排措施, 可增加土壤有机碳及矿质养分含量, 提高土壤的持水能力及保肥能力。为探明其施入土壤后对土壤微生物活性及多样性的影响, 本文在盆栽试验条件下, 采用Biolog 与高通量测序相结合的方法, 研究了CK(不施生物炭)和施用5 g·kg1、10 g·kg1、30 g·kg1、60 g·kg1玉米秸秆生物炭对土壤微生物碳源利用能力(AWCD)、功能多样性指数以及土壤细菌的丰度和多样性的影响。结果表明, 随着生物炭施用量的增加, 表征土壤微生物活性的AWCD 值呈下降趋势, 表现为: 5 g·kg1 处理≈ CK10 g·kg1处理30 g·kg1 处理60 g·kg1 处理, 其中CK 和5 g·kg1 处理间差异不显著(P>0.05), 而10 g·kg1、30 g·kg1和60 g·kg1 处理在整个培养期间的AWCD 值显著低于CK 处理(P0.05), 而10 g·kg1、30 g·kg1和60 g·kg1 处理对土壤微生物群落碳源利用方式影响显著(P0.05), 而10 g·kg1、30 g·kg1、60 g·kg1 处理较CK 处理分别增加32.3%、21.1%、16.7%, 拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度随着生物炭施用量的增加各处理较CK 处理分别减少22.1%、55.3%、66.8%、50.5%。生物炭施入土壤后降低了土壤可培养微生物的活性, 减少或改变了土壤微生物碳源利用的种类, 使土壤原有微生物群落组分发生改变, 生物炭也影响了土壤细菌各菌群在土壤中的丰度, 使其分布的均匀性降低。为了不影响微生物群落结构和功能, 石灰性褐土上生物炭一次还田量不能超过5 g·kg1(干土)。