FASE文章回顾丨微生物相关文章（二）

文摘三农 2024-07-04 10:56 北京

FASE文章回顾丨微生物相关文章（一）

1. 绿色防控技术在贵州茶园的应用与发展

2. 生物杀虫剂作为未来害虫控制主要手段的机遇与挑战

3. 生物调控产酶溶杆菌OH11产生新的WAP-8294A环脂缩肽

4. 反刍动物瘤胃甲烷排放机理及营养减排策略的研究进展

5. 结合宏基因组学与高通量测序揭示高温高负荷条件下新鲜玉米秸秆产甲烷潜力

6. 碱性预处理与空气混合促进麦秸与鸡粪垃圾厌氧共消化产甲烷

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绿色防控技术在贵州茶园的应用与发展

Application and development of ‘green’ preventive and control technologies in Guizhou tea plantations

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摘要：开发与应用绿色防控技术是保障茶园中茶叶质量安全和茶园生态安全的重要手段。本文综述了绿色防控技术在贵州茶园中的应用，包括利用免疫诱抗剂防治茶树上的病害，利用天敌防治为害茶树嫩枝的害虫，以及利用白三叶草（Trifolium repens）抑制茶园主要杂草。此外，本文还总结了贵州茶园绿色综合防治技术的应用现状，为保护茶园生态系统提供依据。

关键词：‘green’ prevention, natural enemies, plant defense inducers, tea plantations, Trifolium repens

生物杀虫剂作为未来害虫控制主要手段的机遇与挑战

Bioinsecticides as future mainstream pest control agents: opportunities and challenges

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摘要：生物杀虫剂是指不同来源的能够控制害虫的天然物质。理想的生物杀虫剂应该具有对非目标生物低毒性、易于降解、用量少、效果高的特点。公众对化学杀虫剂可能产生的副作用的担忧加快了生物杀虫剂的研究和开发。然而，要将生物杀虫剂开发为主要的害虫控制手段，还需要克服其生产成本高、保质期短及部分生物杀虫剂作用机制不确定的问题。本文综述了生物杀虫剂的研究进展，主要包括生物化学杀虫剂及其衍生物、转入植物中的保护剂（Plant-Incorporated Protectants，PIP）和微生物生物杀虫剂，讨论了目前生物杀虫剂应用的制约因素，并提出了未来的研究方向。

关键词：biochemical insecticide, bioinsecticide, microbial bioinsecticides, plant-incorporated protectant, RNA insecticide

生物调控产酶溶杆菌OH11产生新的WAP-8294A环脂缩肽

Production of new WAP-8294A cyclodepsipeptides by the biological control agent Lysobacter enzymogenes OH11

摘要：环境微生物可以为农作物病害防治提供绿色高效的生物防治方法。由于病原菌抗药性的持续威胁，寻找新的生物防治工具一直是长期且紧迫的需要。本文通过生物合成工程探索了生防菌产酶溶杆菌（Lysobacter enzymogenes）OH11中对革兰氏阳性细菌具有高抑制活性的环脂缩肽WAP-8294A的新类似物。对WAP生物合成基因簇中的辅助基因进行遗传操作，结果表明编码2-酮戊二酸依赖性双加氧酶的ORF4的单点突变菌株产生了脱氧WAP-8294As，这为ORF4催化WAP-8294As中D-天冬酰胺残基的β-羟基化功能提供了证据。此外，本文利用UHPLC-HR-MS/MS技术鉴定了六种新的WAP-8294As类似物。本文首次尝试在溶杆菌中制造新的WAP-8294As化合物，结果表明可以通过操纵生物合成基因扩大生防化合物谱。

关键词：biocontrol, biosynthesis, Lysobacter, natural products, WAP-8294A

反刍动物瘤胃甲烷排放机理及营养减排策略的研究进展

Using nutritional strategies to mitigate ruminal methane emissions from ruminants

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摘要：畜牧生产过程中排放的甲烷约占全球人为温室气体排放量的14.5%，其中反刍动物胃肠道发酵是甲烷的主要来源。反刍动物瘤胃内大量的微生物（细菌、原虫、真菌和古生菌等）构成互营或者共生关系，其分泌的催化酶（消化酶、还原酶、脱氢酶和转移酶等）是影响碳水化合物发酵和甲烷生成途径的关键因素。本文主要综述了通过日粮、微生物和化学物质三种营养调控策略减少甲烷排放的最新研究进展。通过对体内与体外研究数据的总结，对比了不同调控策略在减排效果、使用时效和饲料安全等方面的差异。

关键词：nutritional strategy, mitigation, microbe, methane, ruminant

结合宏基因组学与高通量测序揭示高温高负荷条件下新鲜玉米秸秆产甲烷潜力

Metagenomics combined with high-throughput sequencing reveals the methanogenic potential of fresh corn straw under thermophilic and high OLR

摘要：干玉米秸秆（Dry corn straw, DCS）通常以干物质状态用于厌氧消化（anaerobic digestion, AD），但鲜玉米秸秆（fresh corn straw, FCS）很少涉及。本工作研究了高温条件下单一底物（FCS或DCS）及两种状态秸秆分别与牛粪混合厌氧消化的特性。结果表明，FCS单底物厌氧消化的甲烷产率144 mL·g⁻¹·VS⁻¹，比DCS单底物和FCS加牛粪混合厌氧消化高7.5%和19.6%。FCS结构疏松，比DCS更易降解，利于甲烷快速生成。在发酵系统的水解和酸化阶段，Clostridium_sensu_stricto_1, Clostridium_sensu_stricto_7和Sporosarcina促进有机质分解，导致挥发性脂肪酸（VFAs）积累，而丰度高达54.4%的甲烷八叠球菌（Methanosarcina）激活多功能产甲烷途径，从而避免VFAs对反应系统的抑制。通过探究发现消化系统主要编码甲酰甲烷呋喃脱氢酶（K00200-K00203）和四氢甲烷蝶呤S甲基转移酶（K00577-K00584）基因，通过抗逆性强的氢营养途径产甲烷。与此同时，甲烷八叠球菌还分别编码乙酰磷酸（K13788）和甲基辅酶M还原酶（K04480，K14080和K14081）基因，激活了乙酸营养和甲基营养产甲烷途径。为了避免单底物厌氧消化发生的酸抑制影响新鲜秸秆产甲烷效率，本研究进一步将其与牛粪混合消化，在缓冲性能较好的系统中证实了FCS具有更高的产甲烷潜力。本研究提出的思路和结论为高效利用农作物秸秆产甲烷提供了新的途径与科学依据。

关键词：fresh corn straw, high solid anaerobic digestion, metagenomics, microbial communities, thermophilic

碱性预处理与空气混合促进麦秸与鸡粪垃圾厌氧共消化产甲烷

Alkaline pretreatment and air mixing for improvement of methane production from anaerobic co-digestion of poultry litter with wheat straw

摘要：碱性预处理和空气混合均能提高畜禽粪便与小麦秸秆的厌氧共消化（Co-AD）产甲烷效率。本研究探讨了碱性预处理（pH 12处理12 h）与空气混合（12 mL·d^‒1）相结合对Co-AD过程的影响。实验结果表明碱性预处理增强了底物的水解，可溶性化学耗氧量增加了4.59倍，挥发性脂肪酸增加了5.04倍。在碱性预处理与空气混合相结合的实验组 (Co-(AL+air))，累积甲烷产量为287 mL·(g VS_added)⁻¹，较对照组提高了46.7％。Cone模型被发现最适合模拟各组的甲烷产量动力学，判定系数R² ≥ 0.9979，均方根预测误差（rMSPE）≤ 3.50。Co-(AL+air)的水解动力学常数k（0.14 d^‒1）较对照组k（0.12 d^‒1）更大，滞后期λ（0.99 d）较对照组λ (2.06 d) 短。Co-(AL+air)的消化产物中总固体和总挥发性固体的去除率较对照组分别提高2.0和2.3倍。实验结果的机理是碱性预处理促进了底物降解，而空气混合可以丰富微生物活性，共同增强了甲烷的生成。本研究结果表明，碱性预处理和空气混合相结合可作为一种有效的提高Co-AD甲烷产量的方法。

关键词：sodium hydroxide, air injection, cumulative methane yield, kinetic modeling analysis, digestate

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投稿地址：https://mc.manuscriptcentral.com/fase

期刊介绍

Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 简称FASE，2014年2月创刊，是由中国工程院、中国农业大学和高等教育出版社联合主办的国际化英文期刊，由中国工程院院士、中国农业大学校长孙其信教授担任期刊主编。FASE期刊目前已被DOAJ、Scopus、ESCI、EBSCO、CSCD、CAS、AGRIS、CABI等数据库收录，也可通过Google Scholar和CNKI进行检索。2023年IF=3.6，2023年CiteScore为5.1。FASE旨在为农业科学与工程领域的研究人员提供论文发表与学术交流的国际化平台，内容涵盖农业科学、农业技术/工程、农业经济、农业政策及管理等可促进当前与未来农业可持续发展的学科。

●官网主页（Homepage Website）:

http://journal.hep.com.cn/fase

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