像 Bagno dell'Acqua 这样的火山湖接收富含磷的输入,通常在低 pH 环境中发现,其中磷来自火山岩的溶解。当磷酸盐矿物达到饱和状态或 P-氧阴离子吸附到沉淀宿主相(通常富含铁)上时,磷就会从水中去除。当磷进入火山湖时,它可以提高生物生产力。之前对该湖的一项研究表明,微生物在介导钙碳沉淀方面发挥着作用,与磷酸盐沉淀平行(Mazzoni 等人,2024 年)。在 2024 年 6 月的初始采样活动中,我们在 Bagno dell'Acqua 湖周围的六个地点收集了沉积物样本。此外,我们还测量了每个采样地点的 pH 值、温度和盐度,并使用潜水器绘制了湖泊的水深图。湖底和古海岸的沉积物均呈现出黑色和绿色的离散分层,表明存在黑色真菌和蓝藻。
暴露表面上的微生物生命是节俭且具有合作精神的。岩石中的黑色真菌、绿藻和蓝藻互相帮助,征服岩石、墙壁、纪念碑、屋顶、外墙和太阳能电池板。黑色真菌是重要的岩石破坏者和生物膜形成者。它们厚重的细胞壁和缓慢的生长使它们具有抗压力的能力,同时也给实验研究带来了挑战。在材料研究中,生物膜可能是理想的,也可能是不理想的。建筑外墙上的生物膜可以对城市内部的气候产生积极影响,但却不受欢迎出现在大理石纪念碑上。如果不深入了解适应性的微生物,就不可能控制它们,也不可能对材料进行有针对性的促进。这是遗传学和材料研究的交汇点:CRISPR-Cas9 技术可以编辑真菌基因组以进行功能分析,从而揭示材料定植和材料损伤的机制。
微生物学项目的学习计划 微生物学硕士学位课程包含一个结构化的学习计划,包括四个级别 26 个单元。 在第一级别(10 个单元)中,学生将学习高级病毒学、高级细菌学、高级真菌学、高级微生物生理学和微藻高级研究等课程,为微生物生物学打下坚实的基础。 第二级别(10 个单元)更深入地探讨特定主题,包括细菌感染机制、霉菌毒素、微生物生物技术、蓝藻生物学和特殊主题,探索当前的趋势和研究。 在第三级别(5 个单元)中,学生将学习分子微生物学,参加讨论最新进展的研讨会,并准备研究计划以完善他们的论文的实验设计和目标。 最后,第四级别(1 个单元)致力于完成原创研究论文,让学生应用他们获得的知识和技能。这个全面的课程为毕业生提供从事研究、学术或工业职业所需的专业知识。
摘要。海洋氮 (N 2 ) 固定是一种具有全球意义的生物地球化学过程,由一群特殊的原核生物 (固氮菌) 进行,但我们对其生态学的理解在不断发展。尽管海洋 N 2 固定通常归因于蓝藻固氮菌,但间接证据表明非蓝藻固氮菌 (NCD) 也可能很重要。一种广泛用于了解固氮菌多样性和生物地理学的方法是对 nifH 基因的一部分进行聚合酶链式反应 (PCR) 扩增,该基因编码 N 2 固定酶复合物固氮酶的结构成分。存在一系列生物信息学工具来处理 nifH 扩增子数据;然而,缺乏标准化实践阻碍了交叉研究比较。这导致错失了更彻底评估固氮菌多样性和生物地理学以及它们对海洋氮循环的潜在贡献的机会。为了解决这些知识空白,我们设计了一个生物信息学工作流程,以标准化高通量测序 (HTS) 产生的 nifH 扩增子数据集的处理。使用专门的 DADA2 流程高效一致地处理多个数据集,以识别扩增子序列变体 (ASV)。然后,一系列可定制的后流程阶段检测并丢弃虚假的 nifH 序列,并使用多个参考数据库和分类方法注释后续质量过滤的 nifH ASV。这个新开发的工作流程用于重新处理几乎所有来自海洋研究的公开可用的 nifH 扩增子 HTS 数据集,并生成一个全面的 nifH ASV 数据库,其中包含从 21 项研究中汇总的 9383 个 ASV,这些研究代表了全球海洋中的固氮菌种群。对于每个样本,数据库都包含从 Simons 合作海洋图集项目 (CMAP) 获得的物理和化学元数据。在这里,我们展示了该数据库在揭示主要固氮菌群的全球生物地理模式方面的实用性,并强调了海面温度的影响。工作流程和 nifH ASV 数据库为研究 nifH 扩增子 HTS 捕获的海洋 N 2 固定和固氮菌多样性提供了一个强大的框架。可以轻松添加针对研究不足的海洋区域的未来数据集,用户可以根据其特定重点调整所包含的参数和研究。工作流程和数据库分别在 GitHub(https://github.com/jdmagasin/nifH-ASV-workflow,最后访问时间:2025 年 1 月 21 日;Morando 等人,2024c)和 Figshare(https://doi.org/10.6084/m9.gshare.23795943.v2;Morando 等人,2024b)上可用。
如果在成品水中检测到的蓝藻毒素超过适用阈值,将发布饮用水使用建议。将根据 OAC 规则 3745-90-06 对总微囊藻毒素阈值超标情况进行公开通知。虽然微囊藻毒素和柱孢藻毒素的健康建议是基于十天健康建议值,但 PWS 需要尽快采取行动保护公众免受接触。如果在重新取样和重复取样结果中石房蛤毒素、柱孢藻毒素或类毒素-a 的阈值超标,俄亥俄州环保局将建议 PWS 发布公共通知,包括健康影响语言和使用限制。俄亥俄州环保局将评估各种特定地点的因素,以确定是否应在重复取样之前、重新取样结果表明阈值超标之后或直到可以采取其他措施并获得其他样本结果之前发布公共通知。如果 PWS 未按照建议发布公共通知,俄亥俄州环境保护局可根据俄亥俄州修订法典 (ORC) 第 6109.06 节发布饮用水使用咨询,或要求 PWS 根据 OAC 规则 3745-81-32 的授权发布公共通知。
珊瑚礁底栖生物主要由珊瑚和藻类栖息,它们经常直接竞争空间。大量研究表明,珊瑚伴生细菌与周围海水不同,并且至少部分是物种特异性的(即同一种珊瑚上有同一种细菌)。在这里,我们将这些微生物研究扩展到珊瑚礁中发现的四种主要藻类生态功能群:直立和包覆钙化藻、肉质藻和草皮藻,并将结果与在造礁珊瑚 Montastraea annularis 上发现的群落进行比较。使用 16S rDNA 标签焦磷酸测序发现,不同的藻类属含有特征性的细菌群落,这些群落通常比珊瑚上的细菌群落更加多样化。虽然大多数与珊瑚有关的细菌与已知的异养生物有关,主要消耗富含碳的珊瑚粘液,但与藻类有关的群落含有大量自养生物。大多数与藻类有关的自养细菌是蓝藻,可能对藻类的氮循环很重要。与藻类相关的光合真核生物也种类丰富,包括
Cyanocyc是一个Web门户网站,它将有关蓝细菌基因组的信息集成了非常丰富的数据库收集,并与大量的生物信息学工具集合。它是为了满足蓝细菌研究和生物技术社区的需求。当前在蓝藻中的277个注释的蓝细菌基因组中补充了计算推断,包括预测的代谢途径,操纵子,蛋白质复合物和直系同源物;并从外部数据库中导入的数据,例如蛋白质特征和基因本体论(GO)术语,从Uniprot进口。五个基因组数据库进行了手动策划,并提供了来自十几个蓝细菌专家的输入,以纠正错误并整合了来自1,765多个已发表文章的信息。Cyanocyc具有涵盖基因组,代谢途径和调节信息学的生物信息学工具; OMICS数据分析;和比较分析,包括在直系同源基因排列的多个基因组的可视化以及多种生物的代谢网络的比较。cyanocyc是一种高质量的可靠知识库,它通过使用户能够使用其强大的搜索工具快速找到准确的信息来加速科学家的工作,从而通过引用的专家迷你浏览量来了解基因功能,从而快速使用其交互式可视化工具来快速获取信息,并为基础研究提供更好的决策。
摘要 驯化微藻有望为人类家庭和工业消费提供可持续的各种生物资源。由于微藻工程技术的限制,其潜力还远未得到充分挖掘。相关技术不如异养微生物、蓝藻和植物的技术那么发达。然而,最近对微藻代谢工程、基因组编辑和合成生物学的研究极大地帮助提高了转化效率,并为该领域带来了新的见解。因此,本文总结了微藻生物技术的最新发展,并探讨了通过代谢工程和合成生物学过程生产特色产品和商品产品的前景。在简要介绍了经验工程方法和载体设计之后,本文重点介绍了定量转化盒设计,详细阐述了目标编辑方法和新兴的藻类细胞代谢数字化设计,以实现高产量的有价值产品。这些进步使得微藻工程方式从单基因和基于酶的代谢工程转变为系统级精确工程,从带有转基因 (GM) 标签的细胞转变为不带转基因标签的细胞,并最终从概念验证转变为切实的工业应用。最后,提出了微藻工程的未来趋势,旨在为特定菌株的特色产品和商品产品在新发现的物种中建立个性化转化系统,同时在模型藻类物种中开发复杂的通用工具包。
总统消息:这个月我没什么可说的,但我很想听听我们的一些成员在 8 月的会议上讲述他们去布罗德黑德和奥什科什的冒险经历。除此之外,我们唯一想做的就是计划一次钓鱼之旅。我唯一担心的是赤潮造成的令人沮丧的水质,以及奥基乔比湖的泄水,这些水产生了绿藻和蓝藻,引发了健康问题并导致大量鱼类死亡。这种令人不安和可耻的情况需要迅速解决。随着人口的增加,我们州的土地和周围水域受到了极大影响。我们把很多事情视为理所当然,并依靠比我们聪明得多的人来保护我们的安全。我们想信任他们,但当我们没有听到或看到任何取得进展的步骤时,我们越来越担心。我们原本计划在 8 月底进行这次旅行,但我认为 9 月底可能会更好。我们可以乘坐从迈尔斯堡出发的派对船(托尼船长),每人 80 美元。您可以自带冷藏箱、食物等,但船上确实有售卖食物。您可以花 5 美元租用钓鱼用具,他们还会给您鱼饵。他们还有一个“最大鱼”池,您可以进入,也许还能赢一些钱。我们可以在会议上讨论这个问题。与此同时,我希望每个人都能享受夏天,保持健康。Bill Bresnan - 总裁 - Ch.66
细菌在海洋环境中普遍存在且数量丰富(105-106细胞.mL−1),在海洋生态系统中发挥着多种作用,这是其长期进化和随后的遗传多样化的产物。某些物种在生物地球化学循环中发挥着关键作用,特别是光养蓝藻对初级生产的贡献,或异养细菌对这种生产的再矿化。其他细菌物种会导致人类和水产养殖设施患病,从而对人类健康和经济产生不利影响,而其他细菌物种则以协调的方式相互作用形成生物膜,导致海洋结构物生物污垢和腐蚀。相反,凭借其广泛的遗传多样性,细菌界提供了可在许多领域加以利用的化学和酶多样性,例如,海洋污染的生物修复或用于发现食品和医疗行业的新型天然产物。为了进一步了解这些不同的研究领域,需要简单易处理的细菌模型生物。在本章中,我们将简要介绍众所周知的非海洋细菌模型生物和良好模型生物的标准,并解释尽管海洋环境储量巨大,但可用的海洋模型却很少的一些原因。然后,我们将介绍四种应用于不同研究领域的不同海洋细菌模型,每种模型都有各自的具体问题和应用,但都依赖于我们将在本章末尾开发的类似工具包。