基于多个扩增子的DNA metabarcoding技术探究黄海微型真核浮游植物多样性

微型真核浮游植物是海洋生态系统中能量流动和物质循环的关键环节,对维持海洋生态系统的稳定发挥着关键的作用.本研究首次应用DNA metabarcoding技术探讨黄海微型真核浮游植物的物种组成及多样性,对比分析ITS、18S r DNA V4和18S r DNA V9扩增子条件下微型真核浮游植物的群落结构及多样性水平,并探讨了其多样性与温度、盐度的响应关系.结果表明:①基于ITS扩增子获得的微型真核浮游植物中绿藻门所占比例较高,而基于18S r DNA V4和18S r DNA V9扩增子获得的甲藻门相对丰度较高.②基于18S r DNA V9扩增子获得的微型真核浮游植物的ACE、Chao1、Shannon和Simpson指数较ITS和18S r DNA V4扩增子更高,而且其门、纲、目和科的数目较高.③黄海微型真核浮游植物的Shannon指数与温度呈现出显著正相关的关系(P 0. 01),而与盐度呈现出显著负相关的关系(P 0. 05).本研究通过对比不同扩增子条件下黄海微型真核浮游植物的群落结构及丰度特征,丰富了黄海微型真核浮游植物的认识,可为今后该海域微型真核浮游植物的生态学研究、生物多样性监测、生物资源动态变化及持续开发生产等方面的分析提供科学依据.     

高通量测序技术应用于污水处理厂细菌气溶胶群落结构分析

由于污水及其处理设施中细菌气溶胶的逸散作用,导致污水处理厂细菌气溶胶的群落结构较为复杂,因此,选择适宜的采样和分析方法对其多样性的认识和风险评估具有重要意义.本研究以某城市污水厂为研究对象,采用"总悬浮颗粒物采样器+高通量测序技术"分别对污水处理全过程进行细菌气溶胶的收集与分析;作为对照,采用"Andersen六级采样器+克隆文库技术"进行同步采样和分析.结果表明,前者对各采样点气溶胶中细菌的多样性、总体群落组成、优势群落的解析均明显优于后者,分析更简便快捷,数据更全面、更接近其真实的分布状态.本研究结果可为污水处理厂细菌气溶胶的采样和分析方法的选择提供科学依据.     

2株降解菲的植物内生细菌筛选及其降解特性

为了获得具有菲降解特性的植物内生细菌,通过选择性富集培养,本研究从多环芳烃污染区植物体内分离得到2株能够降解液体培养基中高浓度菲(200 mg·L-1)的植物内生细菌(菌株P1和P3).经形态观察、生理生化特征鉴定和16S rDNA序列同源性分析,分别将菌株P1和P3鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的细菌.菌株P1和P3均为好氧生长,28℃、150 r·min-1摇床培养7 d,2株菌对无机盐培养基中菲(100 mg·L-1)的降解率均高于90%.条件实验表明,温度20～30℃,pH 6.0～8.0,盐含量0%～4%,装液量10～30 mL(100 mL三角瓶)2菌株生长良好且对菲降解率高于70%.其最适生长和降解温度为30℃,pH为7.0,盐含量≤4%,装液量≤30 mL.综合比较2株菌对菲的降解特性,P1菌株高温耐受性稍强,而P3菌株对环境pH改变和缺氧的耐受性稍强.     

A2O工艺活性污泥中可培养丝状细菌的多样性

活性污泥法是应用最广泛的污水处理方法之一,但是由于丝状菌过度繁殖而引发的污泥膨胀是制约其发展的重大难题.本研究从A2O工艺城市污水处理系统的膨胀期活性污泥中分离培养出17株丝状细菌.对各菌株进行了16S rDNA测序和系统发育树分析,结果表明,这些分离的可培养丝状细菌均属于链霉菌属;利用rep-PCR指纹图谱技术进一步分析了所得菌种属内多样性,显示出活性污泥中链霉菌存在丰富的多样性.由于这些可培养丝状细菌与引起污泥膨胀的优势丝状菌(微丝菌)生理特征差别较大,不会在污水处理系统中过度繁殖,本研究向活性污泥中投加一定量的链霉菌分离菌株,发现部分菌株对污泥的沉降性能有明显改善作用,为污泥膨胀的防控提供了新的思路.     

一株反硝化菌的分离鉴定和系统发育分析

从反硝化反应器中分离到一株异养型兼氧反硝化细菌,命名为菌株JIN1,分离菌株为革兰氏染色阴性杆状。茵落颜色为乳白色。该菌株能以硝酸钠为唯一氮源进行反硝化作用并产生亚硝酸。部分长度的16SrDNA序列分析表明,分离菌株JIN1与Aquaspirillum菌具有99%相似,与Microvirgulaaerodenitrificans菌具有99%相似。其生化性状与Aquaspirillum菌不相符。系统发育学分析表明菌株JIN1与Microvirgulaaerodenitrificans菌关系最近。故确认菌株JIN1属Microvirgulaaerodenitrificans菌。     

欧洲科学基金会发起研究深海沉积物中的微生物

欧洲科学基金会（ＥＳＦ）已发起一项为期３年的研究计划，考虑探讨深海的生物圈．最近从深海钻探岩芯中发现有大量微生物．海底沉积物中的微生物可能在形成海底以下的甲烷水合物中起重要作用，而甲烷水合物是世界上最丰富的矿物能源．以前认为深海沉积层不适于生物生存，现在则认为其中包含的微生物可能占到地球微生物的１０％．为协调这一研究，ＥＳＦ已建立一个由科学家组成的网，将确定最合适的钻探位置和决定采用最佳可用技术得到沉积物样品．１９９９年９月在英国利兹市召开了关于该问题的学术讨论会ＥＳＦ是由来自２２个欧洲国家的６…     

一株萘降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从某焦化厂活性污泥曝气池中筛选出1株能够以萘为唯一碳源生长的优势降解菌株ZJ2H.通过形态学观察、生理生化试验、16S rDNA序列及系统发育学分析,确定菌株ZJ2H为解甘露醇罗尔斯顿菌(Ralstonia mannitolilytica).考察了初始底物质量浓度、投菌量、pH值、温度、盐质量浓度和转速等因素对该菌降解...     

贵州茂兰喀斯特森林不同演替下土壤真核微生物多样性

真核微生物是茂兰喀斯特森林土壤微生物中的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量流动中扮演着重要角色.为了解茂兰喀斯特森林不同演替阶段下土壤真核微生物群落组成及其多样性,利用18S rDNA高通量测序技术研究了原生林(YSL)、灌木林(GML)、灌木丛(GMC)和草地(CD)这4种演替阶段下土壤真核微生物群落多样性.结果表明,在不同分类水平下,不同演替阶段土壤真核微生物群落组成相似.α多样性指数存在显著差异, Shannon指数与Simpson指数在不同演替阶段表现为:YSLGMCGMLCD. NMDS分析表明不同演替阶段土壤真核微生物群落结构存在差异; LEfSe分析表明,YSL中差异指示种数量高于GML、GML和CD.本研究结果为研究不同演替阶段下土壤真核微生物提供了理论基础.     

海底深部生物圈真菌的研究现状

海底深部生物圈是科学大洋钻探的最大发现之一,已证明以厌氧、高压、贫营养、温度跨幅大为特点的海底深部生物圈中存在大量微生物类群,其中研究较多的是细菌和古菌,而对真菌的研究则很少。本文重点综述目前有关海底深部生物圈真菌的研究进展,为我国从事海底深部生物圈真菌研究提供参考。     

络合协同RDB处理NO_x系统中1株反硝化菌的分离鉴定

从处理效率稳定在85%的NOx废气络合处理系统--生物转鼓(rotating drum biofilter,RDB)中分离到1株异养型兼氧反硝化细菌,命名为菌株ND1.理化分析表明,ND1为革兰氏染色阴性杆菌,在培养基上可形成特征性干燥、皱缩样菌落,黏附于琼脂表面,并产生黄色色素,以单极生鞭毛运动.其16S rDNA基因序列与典型的反硝化菌Pseudomonas stutzeri具有97%的相似性,综合其外部形态特征、生理生化特征、Biolog碳源利用特性以及16S rDNA系统发育学分析,ND1鉴定为Pseudomonasstutzeri.在30℃,pH7.2的培养条件下,以琥珀酸钠为碳源,5d后该菌对硝酸根离子的去除率可以达到100%,对相同浓度的亚硝酸根离子的去除率达到85%.     

采用不同微生物来源培养真菌的实验研究

试验分别接种普通活性污泥、酵母浸粉和土壤三种不同的方法用SBR反应器培养真菌,使其成为活性污泥中的优势菌群,为纤维素乙醇发酵提供新的糖化途径。试验观察发现接种土壤上清液培养真菌是效果最好的一种方式,污泥中的酵母菌菌落数达到4.83×105个/mg污泥,分别是普通活性污泥和酵母浸粉的69倍和3.47倍;而丝状菌菌落数可达到4.6×104个/mg污泥,分别是上述两种方法的16倍和7.7倍。采用土壤培养的污泥絮体较大、不规则、松散,菌丝很长,呈单体手状分布,对有机物和氨氮的去除率较高,分别达到80%和30%。实验还从微生物动力学参数耗氧速率间接指示真菌数量的百分比在三种情况下逐渐增多。     

不同空间位点沉积物理化性质与微生物多样性垂向分布规律

运用化学分析方法和PCR-DGGE技术从沉积物化学及基因角度对太湖不同空间位点沉积柱理化性质(pH、Eh)、营养盐(TN、TP、OM)及微生物多样性的垂向分布及相关性进行研究.结果表明,沉积物Eh在水-土界面处于轻度还原状态,表层下,随沉积深度的增加迅速下降,还原性逐渐增强.沉积物pH在整个剖面上变化幅度不大,在7.2～7.8变动.沉积物中含有丰富的营养盐,总氮和总磷最高含量分别为 2.436 mg/g和 0.731 mg/g,其剖面分布特征表明,沉积物表层总氮和总磷含量远高于底层,其含量随深度增加而降低.沉积物有机质含量在15 cm以上变化幅度较大,随着沉积深度的增加,有机质含量明显减少.沉积物中微生物群落结构显示了明显的空间分布多样性差异.三位点TN与OM之间均存在显著的相关性,但理化指标与营养盐以及微生物群落多样性指标之间不存在显著的相关性.     

脱氮硫杆菌的分离鉴定和反硝化特性研究

从土壤中分离到1株高活性自养反硝化菌TD,并对其进行了鉴定和硝酸盐还原特性研究.该菌株为革兰氏阴性短杆菌,严格自养.16S rDNA序列分析表明.该菌株与ThiobaciUus denitrificans相似性为99.85%.结合生理生化特性和16S rDNA序列分析,确定菌株TD为脱氮硫杆菌.通过对该菌的生长特性和反硝化特性的研究表明,该菌在初始pH为6.85,32.8℃培养条件下脱氮效果最佳;在初始pH为6.90,29.5℃培养条件下生长最快.该菌生长比较缓慢,没有明显的稳定期,对数生长期阶段的反硝化能力最强,反硝化速率最快,达到了2.245 mg·(L·h)-1,在培养过程中培养基pH值明显下降.较高盐度对该菌株的反硝化活性有抑制作用.该菌株的急性毒性实验结果显示,脱氮硫杆菌对健康鱼体几乎无毒,属于无毒性菌株.     

典型金属材料深海腐蚀行为规律与研究热点探讨

综述了碳钢与低合金钢、不锈钢、铜合金、铝合金以及钛合金等典型金属材料深海腐蚀行为规律的研究进展。结合深海环境的苛刻与独特性,探讨了深海腐蚀环境试验及实海原位电化学测试技术等领域研究方向,尤其是中国临近海域深尺度、涵盖当前实际需求材料的大规模深海环境试验以及耐受高静水压、集电化学数据采集与远程数据传输于一体的实海电化学测试技术。此外,从阴极保护、仿真预测、应力腐蚀、涂层防护等方面介绍了实验室深海模拟试验方面的研究热点,进一步展望了典型材料深海腐蚀数据积累及适用性研究发展前景。     

溶藻放线菌的分离鉴定及其溶藻特性

从水华发生水塘的泥土中分离到一株溶藻放线菌L74,对该菌溶解铜绿微囊藻、鱼腥藻、颤藻、水华束丝藻的效果及溶藻方式进行了研究,利用16SrDNA序列分析对其进行了鉴定。结果表明,该菌不仅对铜绿微囊藻具有良好的溶藻效果,而且对鱼腥藻、颤藻、水华束丝藻也有良好的去除作用。对铜绿微囊藻的效解作用依赖于初始菌浓度,当初始藻液中菌浓度>1×104cfu/mL时,可产生明显的溶藻作用,6d后对铜绿微囊藻的去除率达82.6%。通过溶藻方式的研究发现,该菌菌体和胞外代谢产物都具有溶藻作用,且这种胞外代谢产物对温度敏感,当温度达到110℃时会使该溶藻物质失去活性。16SrDNA序列分析表明L74菌与多株弗氏链霉菌的16SrDNA核苷酸序列的同源性达到了100%,归属于弗氏链霉菌。     

一株降解微囊藻毒素菌种的鉴定及其活性研究

从巢湖水体中分离出一株能够降解微囊藻毒素(MCs)的菌株M9,通过生理生化实验以及16S rDNA序列比对和序列分析,表明该菌株16S rDNA的全序列与吉氏库特菌kurthia gibsonii的相似性达99%.研究了pH值、外加碳源、氮源以及金属离子对菌株M9降解MCs活性的效应,发现菌株M9降解MCs的最适pH值为7.0.乙醇可显著提高MCs的降解活性,在48h内对微囊藻毒素RR(MC-RR)和微囊藻毒素LR(MC-LR)的降解率分别达到70.0%和81.4%.以硫酸铵为氮源时该菌株对MC-RR和MC-LR的降解率最高,分别为70.4%和80.9%.金属离子Cu2+、Zn2+和Mn2+对菌株M9降解MCs有明显的促进作用,48h时MC-RR和MC-LR的降解率分别达到了85%和93%以上;而Fe3+和Mg2+对降解过程的促进作用不如Cu2+、Zn2+和Mn2+.     

非灭菌环境投加染料时间对白腐真菌降解活性染料的影响

应用氮限制液体培养基(C/N=56／8．7)研究了非灭菌环境投加染料时间对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium降解活性艳红K-2BP染料的影响．试验结果表明,纯培养2d和3d后,在非灭菌环境投加活性艳红K-2BP染料的体系脱色率与在灭菌环境投加该染料的体系基本相当,其5d脱色率在90％以上;而纯培养ld时在非灭菌环境投加染料体系的脱色率却只有8l％．引起纯培养ld体系脱色率降低的主要原因是活性艳红K-2BP对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的生长有抑制作用和反应体系感染了酵母菌．但是,如果纯培养延长至2d以后,由于白腐真菌菌丝体已在体系内占优势,尽管在非灭菌环境下还有酵母菌侵入,但它不会占优势,从而也就不会影响白腐真菌对染料的降解作用．因此,在氮限制液体培养基中,只要白腐真菌Phanerochaete chrysosporium在反应体系占优势,就可以适当缩短纯培养时间,提前在非灭菌环境投加染料,使白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的培养和对活性染料的脱色同步进行．     

全程自养脱氮系统中氨氧化菌关键种群的变迁

全程自养脱氮是在高铵氮低溶氧条件下完全由自养菌群作用而将水中氮素脱除的现象。特异性扩增16SrDNA上的氨氧化菌特异的CTO基因片段,建立克隆文库并进行系统发育学分析,考察全程自养脱氮系统菌群驯化及退化过程中氨氧化菌的结构组成和其中关键种群的变迁,结果表明:在驯化过程中Nitrosospira属细菌和Nitrosomonas oligotropha细菌逐渐被能够耐受高氨氮低溶氧的Nitrosomonas europaea细菌所代替,后者可能是全程自养脱氮系统氨氧化步骤的主要参与者,而氨氧化菌的菌群演变可能并不是后来系统退化的原因。