辽河口浮游细菌和附着细菌群落结构及多样性分析

通过MiSeq高通量测序在盐度梯度变化下对辽河口海水中浮游细菌群落和附着细菌群落结构变化特点及与环境因子间相关性进行研究。环境因子包括盐度（S）、温度（T）、溶解氧（DO）、悬浮物（SS）、叶绿素a（Chl a）、细菌生产力（BP）、化学需氧量（COD）、硝酸盐（NO₃-N）、磷酸盐（PO₄-P）、硅酸盐（SiO₃-Si）和铵态氮（NH₄-N）。在对辽河口不同盐度区域表层选取代表站位并对其海水环境因子、细菌群落多样性指数、相似度、结构组成进行统计分析。结果显示:由河口向外海过程中水体的S和Chl a逐渐升高,DO、BP、COD以及N、P、Si营养盐的浓度逐渐降低。河口淡水区域β变形菌数量占优势,海水区域α变形菌和γ变形菌的数量逐渐增多。群落结构与环境因子相关性分析结果表明浮游细菌对环境因子变化较为敏感,而附着细菌对环境因子的变化敏感度较低。浮游细菌丰度与S、PO₄-P和BP有显著相关性（P < 0.01）,相关性系数分别为-0.963、0.996和0.995;附着细菌丰度与SS的相关性最为显著,相关性系数为0.997（P < 0.01）,此外与NH₄-N和Chl a也有显著相关性。实验结果表明S、PO₄-P、BP、DO和COD是影响浮游细菌丰度的影响因子,浮游细菌丰度与SS、NH₄-N和Chl a关系较为密切。相对附着细菌而言,浮游细菌在河口生态系统物质循环和能量流动方面发挥着更加重要的作用。     

南海北部细菌丰度和细菌生产力分布及其与环境因子相关性

以2014年8月南海北部海水样品为研究对象,利用平板计数法和流式细胞仪计数法对南海北部表层和垂直海域可培养细菌和细菌总数分布状况进行研究,对细菌生产力进行测定,并结合环境因子进行相关性分析。结果表明:珠江口到南海北部海域,水平方向可培养细菌总数变化范围是3.70×102~1.42×103 CFU/mL,细菌总数变化范围是5.12×105~1.61×106 cells/mL,细菌生产力的变化范围是0.03~0.40 mg/m3/h;垂直方向上可培养细菌变化范围是1.08×103~9.00×103 CFU/mL,细菌生产力变化范围是0.01~0.08 mg/m3/h,其中表层海水中的细菌生产力明显高于底层。与环境因子相关性分析表明,水平方向上,影响南海北部表层海水细菌总数和细菌生产力的主要因素是温度、盐度、硝酸盐（NO₃-N）、硅酸盐（SiO₃-Si）、亚硝酸盐（NO₂-N）和磷酸盐（PO₄-P）（P < 0.05）;垂直方向上,影响南海北部可培养细菌总数的主要因素是NO₂-N（P < 0.05）,影响细菌生产力的主要影响因素是温度和盐度（P < 0.05）。可见,南海北部表层海水中细菌总数高于可培养细菌总数2~3个数量级,表明该海域表层海水存在大量不可培养细菌;细菌的生命活动在海水表层相较底层更为活跃。     

北京翠湖表流和潜流湿地对细菌多样性的影响

以北京翠湖湿地污水塘、表流湿地和潜流湿地3个单元为研究对象,在了解其水质的基础上,利用流式细胞仪和培养法分别测定微生物细胞总数目和可培养细菌的菌落数目,并采用PCR-DGGE和16S rDNA文库技术对样品的细菌多样性和优势群落结构进行分析.结果表明,翠湖表流和潜流湿地处理对化学需氧量、总氮和总磷的去除率分别达到42.33%、 52.92％和 41.4％;随湿地的逐级处理,总的微生物数量呈逐渐上升的趋势;而可培养的细菌数则表现为先降低后升高;污水塘的水流经表流湿地后,细菌的多样性指数H由3.081 9提高到3.285 0,随潜流湿地的进一步处理又降为3.0181;污水塘细菌的主要类群为Actinobacteria、Cyanobacteria、α-Proteobacteria,分别占38％、　18%和18%;表流和潜流湿地处理后最主要的细菌类群变为β-Proteobacteria,分别占32%和44%,Cytophaga/Flexibacter/Bacteroides（CFB）类群也明显增加,达24%.因此,北京翠湖表流和潜流湿地在去除有机物、氮和磷的同时,微生物数量、细菌多样性及优势群落都发生了明显变化,对水质可能造成危害的某些类群如Actinobacteria、Cyanobacteria比例减少,而β-Proteobacteria和CFB类群的细菌增加.     

舟山港潮间带生物体内的细菌学研究

 对舟山港受排污水影响的表层海水和潮间带生物体内的细菌数量和种类进行了研究.在单齿螺、僧帽牡蛎、平背蜞体内共分离出60株菌株，使用API－20E系统进行细菌种类鉴定，其中优势菌为少动鞘氨醇单胞菌、浅黄华丽单胞菌、阴沟肠杆菌等．一些动物和人类的致病菌如杀鲑气单胞菌、脑膜炎脓毒性黄杆菌也在其中出现.在潮间带生物体内和表层海水中各类细菌数量均较高，其中潮间带生物体内细菌总数平均为8×10⁵个/g、粪大肠杆菌数平均为9×10²个／g、弧菌数平均为1.5×10⁵个／g，不同的潮间带生物中，细菌数量相差很大.     

椒江口春季水体异养细菌及氮、磷细菌的生态分布特征

2009年5月7日～5月15日,对椒江口海区水体中可培养异养细菌、有机磷细菌、无机磷细菌、反硝化细菌和氨化细菌的数量进行调查,分析上述各微生物类群的空间分布特征,并探讨5类细菌之间及与Chl a、DO、NO3-N、NO2-N、NH3-N、PO4-P的相关性.结果表明:椒江口春季水体中,可培养异养细菌数量介于(1.15 ...     

细菌浸出及其应用

细菌浸出由于其工艺和设备简单，投资少和快速的收益，操作方便等特点，目前已用于铜、铀、金等金属的湿法冶金工业，在煤炭、环境保护与废物利用等方面有相当大的潜力。本文涉及了细菌的种类、培养、作用等基础特征研究，其介绍了在选煤中的作用．     

细菌气溶胶在大气冰核核化过程中作用的研究进展

介绍了大气中细菌气溶胶的种类和浓度分布的变化特征,对冰核细菌促进冰核核化的分子生物学机制,影响成冰活性的因素以及冰核在大气冰核核化过程中作用的研究进展等做了重点介绍,对冰核细菌的生物学、分子生物学和形态学及其实际应用等方面的研究进展也做了讨论,同时也指出了今后需要进一步研究的问题,尤其是生物冰核在云和降水中作用方面的问题.     

祁连山七一冰川及融水中细菌多样性的研究

通过荧光显微镜测定细菌密度,利用分离培养和16S rDNA序列分析细菌种类多样性,对祁连山七一冰川雪及融水中的细菌数量和多样性进行了研究.结果表明,七一冰川雪及融水中微生物总数为103~105cells.mL-1,可培养细菌数为0~600cfu.mL-1.恢复出的22株不同种类的细菌隶属于Bacteroidetes、Actinobacteria、Firmicutes和a,β,γ-Proteobacteria共6个类群,其中Bacteroidetes占总类群的80%,为优势类群;Pedobacter和Pseudomonas属为优势菌,占可培养细菌数量的90%.与青藏高原、南北极冰雪中微生物的比较分析发现Pantoea、Providencia、Terrabacter及Aerococcus这4个属和Oxalobacteraceae细菌是七一冰川的地方种类,在其它低温环境中未被发现.     

西门岛红树林沉积物细菌分布与环境特征

为了解浙江省西门岛红树林沉积物的细菌分布与环境特征,2010年4月和11月,采集红树林(T1、T2站)和光滩(T3、T4站)中潮带0~2 cm、10 cm~12 cm和20 cm~22 cm层沉积物,培养计数异养细菌(HB)、反硝化细菌(DNB)、氨化细菌(AB)、无机磷细菌(IPB)和有机磷细菌(OPB);同时测定总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、氧化还原电位(Eh)、硫化物(S)及油类(Oil)含量;进行站位聚类分析和细菌与环境因子的相关性分析。结果显示:5类细菌在20 cm以上沉积物中均有分布,但0~2 cm层数量明显高于10 cm~12 cm和20 cm~22 cm层;HB、IPB和OPB数量均值无明显季节差异,而DNB和AB数量呈现秋高春低。聚类结果显示:春季,T1和T4站的相似度最高(93.3%),秋季,T1和T2站的相似度最高(94.6%),即红树林区沉积物细菌群落未与光滩区形成稳定差异。环境因子中,TOC、TN和TP含量因充足而未对细菌生长产生限制;而Eh(p=0.002)和Oil(p=0.034)对细菌分布的影响显著。本文综合分析细菌数量和碳、氮、磷元素分布特征认为,西门岛红树林生态系统与我国大面积长时间自然生长的红树林生态系统仍存在差异。     

山东威海-日照近岸海域浮游细菌的分布特征

于2006年8月~2007年10月,分春夏秋冬四个航次对山东威海-日照近岸海域进行了现场调查,研究了该海区浮游细菌丰度、生物量及可培养异养细菌生物量的分布特征,探讨了它们与温度、溶解氧、总有机碳、总N、总P和活性磷酸盐之间的关系。结果表明:浮游细菌生物量具有一定的时间、空间分布特征,冬季浮游细菌生物量明显低于其他三个季节,近岸生物量高于远岸区域;浮游细菌丰度及生物量与温度、溶解氧、总有机碳呈非常显著相关关系(P0.01);夏冬季节可培养异养细菌数与总N、总P及PO4-P均呈现显著相关关系,表明以上三种环境生态因子可能是该海域可培养异养细菌生长的限制因子。     

养鸡场空气微生物污染及工人呼吸暴露风险

动物养殖场是空气环境微生物污染的重要来源,然而目前关于养殖场空气中微生物污染特征的时间规律少有报道.针对以上情况,以蛋鸡场为例,采用16S rRNA基因扩增子测序分别对养殖场空气和粪便环境中细菌分布特点及呼吸暴露展开为期80余周的研究.结果表明,空气和粪便样本中16S rRNA含量范围分别在6.08×10⁵ ~4.90×10⁶ copies·m^-3和4.27×10⁸ ~1.15×10¹⁰ copies·g^-1之间.空气中细菌浓度的平均值在冬季显著高于夏季,而生物多样性则呈现相反趋势.蛋鸡场空气与粪便中的优势细菌门均为厚壁菌门（Firmicutes）.在所调查时间内,空气中前3个优势菌属的种类较为稳定,依次为乳杆菌属（Lactobacillus）、拟杆菌属（Bacteroides）和栖粪杆菌属（Faecalibacterium）,而粪便中优势菌属则随养殖时间的增加波动较大.空气和动物粪便中细菌和致病菌群落结构的相关性均不显著,但不同介质中两种目标微生物的含量均显著相关.粪便中细菌的气溶胶化指数随养殖时间的增加而呈上升趋势,而致病菌趋势相反.其中,瘤胃菌科torques属（[Ruminococcus]_torques_group）、拟杆菌属（Bacteroides）和栖粪杆菌属（Faecalibacterium）为最易发生气溶胶化的前3个致病菌属.养鸡场工人的细菌呼吸暴露具有季节性差异,其中细菌和致病菌摄入量的平均值分别为2.54×10⁷ copies·d^-1和2.87×10⁵ copies·d^-1.研究结果将为系统评估养殖场空气微生物的污染特征和潜在健康风险,对以及制定相应的职业暴露行业标准和防控措施提供科学依据.     

植被恢复的岩溶湿地沉积物细菌群落结构和多样性分析

为研究岩溶地区湿地生态系统的细菌群落在植被恢复过程中的结构和多样性以及环境因子对其产生的影响,以桂林会仙岩溶湿地沉积物中提取的总DNA为模板,采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术,对细菌16S rDNA V4、V5区进行测序并分析,共得到有效序列711 403条,序列平均长度为372.34 bp,聚类产生5 952个OTU（Operational Taxonomic Unit）.结果表明,研究区沉积物具有较高的细菌多样性,包含70个门,150个纲,195个目,325个科,446个属.其中,变形菌门（Proteobacteria）是优势类群,占比为18.33%~44.16%,并以β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）及δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）为主要组成部分,这些类群中包含了硫杆菌属（Thiobacillus）和脱硫酸盐橡菌属（Desulfatiglans）等参与硫元素循环的菌群,推测对湿地沉积物中的硫循环有着重要作用;同时,属水平上存在大量（37.85%~84.67%）未分类（Unclassified）细菌类群.在会仙岩溶湿地水质及沉积物化学指标中,与细菌群落相关性较大的是ρ（NO₃--N）、ρ（NO₂--N）、ρ（TP）和ρ（TN）等水质指标.研究显示,桂林会仙岩溶湿地细菌具有很高的多样性,沉积物中蕴藏了许多潜在新物种;并且,水质指标对沉积物细菌群落结构及多样性的影响较大,说明人为因素对于会仙岩溶湿地微生物群落结构的影响较为显著.      

合肥市夏季大气颗粒物中微生物群落的高通量测序分析

大气颗粒物的组分、来源和时空变化特征等方面已进行了广泛的研究,但对占大气颗粒物25%的生物气溶胶中细菌和真菌等微生物群落的研究较少.本文使用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和离子色谱仪（IC）分别测定了大气颗粒物中痕量元素和水溶性离子的含量,并结合高通量测序和荧光定量PCR分析了合肥市7~9月大气颗粒物PM_1.0、PM_2.5和PM₁₀中微生物群落组成及其来源.结果表明,不同粒径下细菌群落多样性无显著差异（ANOVA,P>0.05）,雨天细菌和真菌群落多样性均高于晴天,所有样品中细菌群落多样性均显著高于真菌群落多样性（ANOVA,P<0.01）;大气中细菌的优势菌门为变形菌门（46.19%）、厚壁菌门（33.42%）、拟杆菌门（10.99%）、蓝藻门（3.33%）和放线菌门（2.11%）,真菌的优势菌门为子囊菌门（73.23%）、担子菌门（5.78%）、被孢霉菌门（3.41%）和毛霉门（0.10%）;通过分析潜在源环境的指示物种,发现土壤、植物叶片和动物粪便是合肥市大气中细菌群落的主要来源,真菌群落的主要来源是植物叶片和土壤;细菌群落主要受K、Pb、Al、Fe、Mg、Ca、Na⁺、NO₂^-和风速（WS）影响,而真菌群落的主要影响因素是V、Mn、Sr、NO₂^-、NO₃^-、Na⁺、Cl^-、空气质量指数（AQI）和PM₁₀;此外,在细菌和真菌群落分析中鉴定到了不动杆菌属、链球菌属、肠杆菌属、假单胞菌属、代夫特菌属、沙雷氏菌属、木霉属、链格孢属和曲霉属等9种致病菌,它们可以导致人类和其它生物的多种疾病.本文的研究结果有助于揭示大气微生物的各种特性及其影响因素,以及对人类健康的影响,对后续研究和政府相应政策的制定具有重要的参考价值.     

北京市居家空气微生物污染特征

在北京市选取31户有1岁至10岁儿童的家庭进行空气微生物取样,系统研究了室内家庭空气微生物污染特征.结果表明,北京市居家环境空气微生物总浓度变化范围为269～13066 CFU·m-3,均值为2658 CFU· m-3,空气细菌浓度变化范围为47 ～ 12341 CFU·m-3,均值为1821 CFU·m-3,空气真菌浓度变化范围为62～3498 CFU·m-3,均值为837 CFU·m-3.空气细菌和真菌浓度百分比分别为61.0％和39.0％,细菌浓度明显高于真菌浓度.居家环境优势细菌属依次为微球菌属(Micrococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和库克菌属(Kocuria),4属细菌百分比约占63.1％ ～70.9％,优势真菌属为青霉属(Penicillium)、枝孢属(Cladosporium)、曲霉属(Aspergillus)、链格孢属(Alternaria)和茎点霉属(Phoma),分别约占总数的36.0％、17.8％、9.3％、5.3％和3.6％.文中最后针对北京市居家环境空气微生物污染的现状及其来源,从宠物饲养、空调清理、室内外优良环境的保持及垃圾处理、室内花卉种植等方面提出了治理建议.     

不同土地利用方式对土壤细菌分子生态网络的影响

利用16S rDNA基因Illumina MiSeq高通量测序技术结合分子生态网络方法,测定了4种利用类型土地中的细菌群落组成,并分别构建了可视化的细菌网络.结果表明,旱田和水田土壤细菌网络的平均路径长度与模块性较小,而节点数、连接数、平均连通度和聚类系数较高;4个细菌网络均以正相关关系占优,天然林地负相关比例较高;酸杆菌门、厚壁菌门和变形菌门中的部分菌群在土壤细菌网络中起着重要的连接作用;4个细菌网络的部分关键节点所属的菌群相对丰度较低(1%),并非本研究区域的主体细菌;旱田土壤菌群主要受TP显著影响(P0.05);水田土壤菌群主要受黏粒、粉粒和含水量显著影响(P0.05);天然林地和城市绿地土壤菌群主要受C/N显著影响(P0.05).以上研究结果表明,旱田土壤细菌网络规模更大,物种间关系更加复杂,不同利用类型土地中的细菌均以协同合作关系为主,天然林地土壤细菌之间存在更强的竞争作用.水田和旱田土壤细菌对外界环境因子的扰动更加敏感,响应迅速,群落结构更易发生变化;部分细菌在网络间存在角色转化现象,低丰度菌群在构建土壤细菌网络中具有重要作用.     

Reduction and characterization of bioaerosols in a wastewater treatment station via ventilation

Bioaerosols from wastewater treatment processes are a significant subgroup of atmospheric aerosols. In the present study,airborne microorganisms generated from a wastewater treatment station(WWTS) that uses an oxidation ditch process were diminished by ventilation.Conventional sampling and detection methods combined with cloning/sequencing techniques were applied to determine the groups,concentrations,size distributions,and species diversity of airborne microorganisms before and after ventilation. There were 3021 ± 537 CFU/m3 of airborne bacteria and 926 ± 132 CFU/m3 of airborne fungi present in the WWTS bioaerosol.Results showed that the ventilation reduced airborne microorganisms significantly compared to the air in the WWTS. Over 60% of airborne bacteria and airborne fungi could be reduced after4 hr of air exchange. The highest removal(92.1% for airborne bacteria and 89.1% for fungi) was achieved for 0.65–1.1 μm sized particles. The bioaerosol particles over 4.7 μm were also reduced effectively. Large particles tended to be lost by gravitational settling and small particles were generally carried away,which led to the relatively easy reduction of bioaerosol particles0.65–1.1 μm and over 4.7 μm in size. An obvious variation occurred in the structure of the bacterial communities when ventilation was applied to control the airborne microorganisms in enclosed spaces.     

配水管网细菌活性影响因素

为研究配水管网水中细菌活性的变化规律,以北方某市试验室模拟配水管网为对象,应用荧光显微镜对经吖啶橙染色的细菌进行直接镜检并计数,以更准确地对细菌活性进行定量分析.以活菌数占细菌总数的比值来表征整体细菌活性,并研究多种因素对配水管网水中细菌活性的影响.结果表明,吖啶橙染色荧光显微镜直接镜检应用于管网水中细菌计数能够快速得到较稳定的结果,计数结果重现性好.试验水样中的活菌数10~3~10~4cells·m L~(-1),细菌总数10~4~10~5cells·m L~(-1).管网水中整体细菌活性与水温、浊度和流速都存在正相关关系;与运行稳定后的水中余氯存在负相关关系.模拟配水管网水中常见形态的细菌对次氯酸钠消毒剂的耐受能力依次为:短杆形菌球形菌长杆形菌弧形菌,并且杆形菌恢复活性和再繁殖的能力较强.夏季水样中短杆形菌多于冬季.     

新疆且末地区沙尘暴过程中空气细菌群落结构变化的比较

采集新疆且末地区沙尘暴空气微生物样品,揭示沙尘暴前期、中期和后期细菌多样性和群落结构差异,为沙尘暴灾害预警提供依据.采用16S rRNA基因高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及与环境因子的相关性.新疆且末地区沙尘暴空气样品中共获得740364条有效序列,聚类为156个可操作分类单元（Operational Taxononmic Units）,包括9个门,87个属.门水平上,丰度最高为变形菌门（Proteobacteria,80.52%）,其次为拟杆菌门（Bacteroidetes,20.96%）、放线菌门（Actinobacteria,5.84%）和厚壁菌门（Firmicutes,2.63%）;在属水平上,优势属为不动杆菌属（Actinobacteria）、假单胞菌属（Pseuodomonas）、鞘氨醇宝盒菌属（Sphingobacterium）、海洋杆菌属（Ponibacter）.沙尘暴中期空气细菌的Chao 1（135.013）、ACE（130.424）、Shannon（2.614）指数均高于沙尘暴前期和沙尘暴后期空气细菌多样性数值（p<0.01）.沙尘暴空气细菌主成分分析表明,不同时期的细菌群落组成差异显著.冗余分析表明,湿度和气压可能与沙尘暴空气细菌多样性呈正相关,与经度、维度、海拔和温度呈负相关.新疆且末地区沙尘暴中蕴藏着丰富的细菌资源,沙尘暴前中后期空气微生物菌落结构和物种多样性差异显著.     

亚热带典型岩溶水库细菌丰度和细菌生产力及其与环境因子的关系

细菌丰度是反映水体污染状况的敏感指标.为了解亚热带岩溶区水库营养状况,细菌丰度和细菌生产力及其与环境因子的关系,本文以亚热带典型岩溶水库——广西上林县大龙洞水库为研究对象,采用综合营养状态指数法(TLI)评价大龙洞水库水体的营养化类型、荧光定量PCR技术研究细菌丰度分布情况以及14C标记法测定细菌生产力.结果表明,大龙洞水库处于富营养化状态,细菌丰度在调查水域存在明显空间异质性;沿着水流方向从上游到下游表层水的细菌丰度呈先递减后增加的趋势;细菌丰度垂向分布特征均表现为表层中层底层;细菌生产力的变化特征为表层水的细菌生产力明显高于中层和底层.相关性分析表明,细菌丰度与细菌生产力呈显著正相关;细菌丰度与温度、p H、高锰酸盐指数呈显著正相关,与电导率和DIC呈显著负相关,与DO、叶绿素a、DOC呈极显著正相关;细菌生产力则与p H、DOC、高锰酸盐指数呈显著正相关,与电导率、DIC呈显著负相关,与DO极显著正相关.主成分分析将影响细菌丰度和细菌生产力的10个环境因子均划分为两个主成分,第一主成分为温度、p H、电导率、DIC、DO、Chla、DOC和高锰酸盐指数,第二主成分为TN和TP,表明大龙洞水库细菌丰度和细菌生产力受多种环境因子共同影响,进而使光合细菌成为水体初级生产力的重要贡献者.     

渭河流域水体细菌群落的环境响应及生态功能预测

流域水体中细菌群落多样性及其代谢功能研究对流域水污染整治及生态修复和水体健康评价具有重要价值.基于Illumina MiSeq高通量测序技术研究渭河流域陕西境内综合治理后水体中细菌群落分布特性,利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)方法分析了水体细菌群落与水环境因子的相关关系,并采用PICRUSt (phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)方法预测和评价了渭河流域细菌群落生态功能.研究结果显示,变形菌门、放线细菌门、蓝藻门和拟杆菌门细菌是水体细菌群落中的主要菌门,占整个细菌群落的相对丰度高达85%,这类细菌与水体中的TP、NO_2~--N、NO_3~--N和TN呈显著的正相关关系(P=0. 02 0. 05);灞河入渭口下游(S5)细菌群落丰度最高,皂河(S4)细菌群落丰度最低;渭河流域水体致使人类患传染性疾病的可能性较大,且对生物体内分泌系统有较大的影响.本研究成果可为渭河流域水环境健康有序发展提供理论基础.