甘肃、宁夏部分地区根瘤菌资源及其共生固氮特性

对甘肃中西部及宁夏南部不同生态条件下栽培和野生豆科植物根瘤菌资源进行了调查,从36属98种豆科植物根瘤样品中分离得360株根瘤菌,其中44株是从30种未报道过结瘤情况的豆科植物中分离获得。以20属22种寄主植物对大部分菌株进行了回接结瘤实验,回接结瘤率81.2%。它们与豆科寄主植物共生结瘤85%为有效根瘤。不同种根瘤固氮活性差异较大,一般比较低,小于1μmolC2H4?gFWh的占46.6%,大于10μmolC2H4?gFWh的占6.8%,最高者仅37.73μmolC2H4?gFWh。根瘤固氮活性与寄主植物生态及生长发育期有相关性。所有分离菌株均保存在中国科学院新疆生物土壤沙漠研究所微生物研究室及中国农业大学生物学院菌种室。     

新乡市镉污染土壤细菌群落组成及其对镉固定效果

重金属污染土壤中具有丰富的微生物群落组成,为生物修复提供了微生物资源.本研究以新乡市某电池厂周边Cd污染土壤为研究对象,采用高通量测序和平板分离方法分析其细菌群落组成.传统培养方法表明新乡市重金属污染土壤细菌由厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门这4个门,芽孢杆菌属、节杆菌属和根瘤菌属等30个属组成;高通量测序表明,其由变形菌门、放线菌门和酸杆菌门等25门及400属组成.相较于培养方法,高通量测序群落组成更为丰富.基于高通量测序的分子生态网路分析表明其关键细菌分别为Arthrobacter、Marmoricola、Nocardioides、Ferruginibacter、Flavitalea、Nitrospira和Lysobacter等组成.对分离的159株可培养菌株进行Cd摇瓶吸附实验,结果表明Aneurinibacillus、Arthrobacter和Bacillus等11个属的30株菌具有较好地固定效果.效果验证实验表明,Ochrobactrum sp. 1-6、Bacillus sp.2-11和Pseudomonas sp.1-9等6株高效菌株能提高青菜(鸡毛菜)生物量、降低青菜不同组织中的Cd含量.本研究为新乡市重金属污染土壤修复提供菌种资源,同时为重金属污染土壤细菌群落和功能提供参考依据.     

沉水植物轮叶黑藻附生细菌对双酚A的降解能力研究

沉水植物附生细菌可能具有降解转化水体中双酚A（BPA）能力从而影响该污染物在环境中的归趋.以轮叶黑藻为代表,分离筛选其BPA降解附生菌,结果共获得22株,在接种量为1×10⁸个/mL,37℃下72h对BPA的去除率为11.46%~25.06%.选择降解率最高的3株细菌B12、B14和B23,采用16S rDNA鉴定,结合生理生化反应和形态观察,3株细菌分别为属于Lysinibacillus sp.（杆菌属）,Brevibacterium sp.（短杆菌属）和Ochrobactrum sp.（苍白杆菌属）.将3株菌株添加至轮叶黑藻无菌苗体系中,发现BPA去除率显著下降（P<0.05）.物理去除部分野生轮叶黑藻表面部分附生细菌后,BPA去除率反而上升（约5%）.综合本研究结果,沉水植物附生细菌具有降解BPA的能力,但在沉水植物-附生生物体系去除BPA过程中贡献较小（约为23%,2d）,植物本身起关键作用.     

抚顺西露天油页岩可培养微生物的分离与鉴定

为了解油页岩中可培养微生物的多样性,利用稀释平板培养法对我国抚顺盆地西露天组油页岩中可培养微生物进行分离纯化,并对所获菌株进行16S rDNA(细菌)和rDNA ITS(真菌)序列测定和系统发育树分析.以营养琼脂培养基分离到8株细菌,以马铃薯葡萄糖琼脂培养基分离到4株真菌.16S rDNA序列测定结果表明细菌菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus),赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus),短杆菌属(Brevibacillus),类芽胞杆菌属(Paenibacillus)和红球菌属(Rhodococcus); rDNA ITS序列测定结果显示真菌菌株分别属于芽枝霉属(Cladosporium),曲霉属(Aspergillus),犁头霉属(Absidia)和正青霉属(Eupenicillium). 2株细菌(ZK4和ZK5)能够在以油页岩为唯一碳源和氮源的固体培养基上连续生长5代以上,且长势良好, 可作为油页岩生物转化的潜力菌株进行深入研究.     

锡林河流域潜在异养硝化-好氧反硝化菌群的陆向分异及影响因素

为阐明异养硝化-好氧反硝化（HN-AD）菌群的空间分化及其环境影响因素,本研究沿着水生-湿生-旱生的陆向梯度采集沉积物/土壤样品进行细菌16S rRNA基因高通量测序、环境因子检测及生物信息学分析.结果显示,副球菌属主要分布于水生环境,陶厄氏菌属、不动杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属主要分布于湿生环境,芽孢杆菌属、节杆菌属和鞘氨醇单胞菌属主要分布于旱生环境;沿着陆向梯度,ShannonWeiner和Pielou指数均呈先升后降趋势,Simpson指数呈上升趋势.黏粒、粉粒、硝态氮含量对潜在HN-AD菌群组成陆向分异的总解释度分别为79.51%、8.15%、7.81%,砂粒、粉粒、含水量对潜在HN-AD菌群多样性陆向分异的总解释度分别为89.79%、4.34%、2.75%,这些环境因子均发挥直接作用.HN-AD菌群组成及多样性指数存在明显的陆向分布特征并与粉黏粒等环境因子密切相关.研究结果可为废水处理和土壤修复领域寻找新型HN-AD微生物资源提供科学依据.     

水稻不同生长时期不同组织中抗砷内生菌的筛选与鉴定

微生物对于土壤-植物系统中砷的迁移转化有重要作用,植物内生菌是一种极其丰富的微生物资源,但至今尚未有研究报道植物内生菌对砷污染的响应.采用组织分离法和涂布平板法,以水稻(甬优-538)为研究对象,分别于水稻幼苗期、分蘖期、开花期和成熟期(2015年5~8月)分离根部、茎部、叶部、穗部(仅成熟期)可培养内生细菌,并通过16S r DNA序列进行菌种鉴定.对分离所得内生菌先用1 mmol·L~(-1)亚砷酸钠[As(Ⅲ)]和10 mmol·L~(-1)砷酸钠[As(Ⅴ)]进行抗砷筛选,再用2mmol·L~(-1)的As(Ⅲ)和20 mmol·L~(-1)的As(Ⅴ)对初筛抗砷菌株进行复筛,以鉴定内生菌对不同砷形态的抗性.结果表明:共获得126株水稻内生菌,归为13个属,水稻幼苗期分离出8个属共37株菌;分蘖期分离出5个属共25株菌;开花期分离出8个属共24株菌;成熟期分离出8个属共30株菌.主要优势菌属为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、假单胞菌属(Psoudomonas sp.)和不动杆菌属(Acinetobacter sp.).抗砷初筛选实验中得到20株菌对1 mmol·L~(-1)的As(Ⅲ)和10 mmol·L~(-1)的As(Ⅴ)的抗性较强,复筛发现其中16株菌对2 mmol·L~(-1)As(Ⅲ)有较强抗性,13株菌对20 mmol·L~(-1)As(Ⅴ)有较强抗性,其中菌株CS1对两种形态砷的耐性最显著.     

酸性矿山5种植被恢复措施下土壤碱性磷酸酶基因细菌群落特征及其与重金属关系

为揭示酸性矿山不同植被恢复措施下碱性磷酸酶基因（phoD）细菌群落特征及其与重金属的关系,以赣州龙南稀土矿区为研究区域,收集了5种植被（百喜草、香根草、桉树、玉兰、芥兰）的土壤,测量不同植被土壤理化性质和重金属含量,利用高通量测序技术分析16S rRNA细菌和phoD基因细菌多样性及其群落特征,并计算phoD基因细菌与重金属含量的相关性. 结果表明：不同植被土壤存在Cd、As、Pb、Mn超过江西省背景值现象,其中桉树、香根草土壤Pb含量分别为背景值的5.96倍、4.4倍,桉树土壤Cd含量为背景值的2.6倍. phoD基因细菌多样性Chao1指数排序为百喜草<香根草<桉树<玉兰<芥兰. 慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、假单胞菌属（Pseudomonas）、链霉菌属（streptomyces）为主要phoD基因菌属. 相关性分析结果表明,Cd、As、Mn含量与铵态氮、硝态氮呈显著正相关, Cd、As、Pb同phoD基因细菌Chao1指数呈显著负相关, pH、TN、OM、TP、AP与phoD基因细菌多样性呈显著正相关. Heatmap热图显示,新根瘤菌属（Neorhizobium）、kribbella、浮霉状菌属（Planctomyces）、微枝形杆菌属（Microvirga）、紫色杆菌属（Janthinobacterium）、粘杆菌属（Gloeobacter）、Luteolibacter菌属与Pb含量呈显著负相关,孢囊链霉菌属（Streptosporangium）与Cd、As呈显著负相关,慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、固氮螺旋菌属（Azospirillum）、Singulisphaera与Mn呈显著负相关. 研究结果显示,固氮根瘤、放线菌等类phoD基因细菌与Cd、As、Pb、Mn含量相关性更为明显,本研究可为科学认识土壤重金属与phoD基因细菌关系提供依据.     

农药降解质粒向根瘤菌的转移

研究了细菌农药降解质粒P~(JP4)向根瘤菌的转移以及农药降解质粒引入根瘤菌后,对其共生性、固氮能力和根瘤结构的影响。结果表明,三种根瘤菌受体均接受了农药2,4-D降解质粒P~(JP4)。转移频率在4.0×10~(-6)—6.4×10~(-6)之间。其中一个受体菌株在灭菌土壤中接受该质粒,其转移频率为5.1×10~(-7)。接受了农药降解质粒的接合子保持了根瘤菌的共生性状、乙炔还原活性,所形成的根瘤结构与亲本株没有明显差别。从根瘤中分离的接合子仍保持了质粒P~(JP4)。     

南海高效石油降解菌的筛选及降解特性研究

以南海10个采样点采集到的样品为研究材料,以石油降解率为筛选依据,初筛获得52株石油降解菌,从中进一步筛选出6株对石油烃有降解能力的细菌,通过16S rRNA序列分析对筛选得到的6株菌进行初步鉴定,并使用GC-MS内标法测定降解产物,对降解菌的降解特性进行进一步研究.结果表明,采用重量法筛选出来的6株细菌对石油的降解率为20%～55%.与Genbank中的16S rRNA基因序列BLAST对比结果显示,所筛选出的6株菌株中,3株菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus),2株菌株属于假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas),1株属于交替单胞菌属(Alteromonas).降解特性分析表明,所筛选6株菌的烷烃降解率均在40%以上,多环芳烃降解率均在70%以上,其中,菌株B08500m-3对石油中总烷烃和总芳香烃的降解效果较好,降解率分别为75%和87%.     

不同供水管材生物膜抗生素抗性基因分布特征

为了研究不同材质供水管道内壁生物膜中抗生素抗性基因分布特征和水平转移潜力,利用宏基因组测序对304、316 L不锈钢管和PPR、PE塑料管内壁生物膜进行了分析.结果表明,4种管材内壁生物膜中共检出17类146种抗生素抗性基因.多药类抗性基因在不同管材生物膜中的丰度最高且差别较大,是不同管材生物膜抗生素抗性基因差异的主要原因.不同管材生物膜中可移动遗传元件的总丰度水平较高,但整体上和抗生素抗性基因共存的比例较低,其中整合酶基因表现出和抗生素抗性基因更加密切的关系,可能在抗生素抗性基因的水平转移上发挥重要作用.不同的抗性基因拥有不同种类的潜在宿主,水杆菌属（Aquabacterium）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）等高丰度宿主是多药类抗性基因大量存在的基础.不同管材管壁生物膜中抗生素抗性的首要影响因素是细菌群落组成,其次是可移动遗传元件介导的基因水平转移;物种组成和可移动遗传元件共同塑造了抗性基因的分布特征.     

ZE-1号印染废水脱色菌群结构与功能的研究

印染废水是水体的主要工业污染源之一。研究表明,利用微生物对印染废水进行脱色处理是一条可行的途径。浙江省环保科研所曾选育得到一组脱色性能较好,具有应用前景的混合菌群。命名为ZE-1号脱色菌群。     

玉门油田污染荒漠土壤石油降解菌多样性

为探索石油污染荒漠土壤石油降解微生物多样性、筛选高效石油降解菌,采用涂布平板法从石油污染荒漠土壤分离具有石油降解能力细菌,采用细菌形态观察和16S rRNA基因序列分析其多样性,并设计特异性引物,对分离细菌降解相关基因进行检测.结果表明,分离的37株细菌分别属于放线菌纲(Actinobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)和α变形菌纲(Alphaproteobacteria),分别占35.14%、32.43%、13.51%、13.51%、5.41%,归属于21个属的34个种类.优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、微球菌属(Micrococcus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus),占总数的51.35%,其中有36株细菌能以石油为唯一碳源稳定生长,对原油有明显的降解能力.在石油质量浓度为1 500 mg/L的基础培养基中,菌株YM43在培养7 d后对石油的降解率达55.47%,另有8株细菌的降解率不低于30.55%,11株细菌的降解率介于10.05%~28.37%,18株细菌的降解率不高于8.05%. PCR检测表明,有25株细菌含有烷烃单加氧酶基因,6株含芳烃双加氧酶基因,6株含联苯双加氧酶基因,4株含萘双加氧酶基因,3株含甲苯双加氧酶基因,2株含邻苯二酚双加氧酶基因.研究显示,石油污染荒漠土壤中可培养细菌具有高度多样性,分离的菌株有较强的石油降解能力,其降解功能与所存在的降解基因有关.      

再生水湿地香蒲根内生细菌群落多样性及其水质特征分析

以北京白河人工湿地再生水补水河段香蒲根为研究对象,采用16S rDNA克隆文库技术对香蒲根内生细菌群落多样性进行分析,得出该克隆文库包括4大类群细菌,最优势类群为变形杆菌门Proteobacteria,其中包括Gammaproteobacteria、Betaproteobacteria、Epsilonproteobacteria、Alphaproteobacteria;其次为厚壁菌门Firmicutes、疣微菌门Verrucomicrobia、拟杆菌门Bacteroidetes;另外还包括部分非培养未确定种属的细菌.结合研究区再生水排放口与湿地下游水质数据,得出TN、TP、NO₃^-去除率达到了42.15%、47.34%、28.56%,表明湿地对再生水中的TN、TP、NO₃^-具有明显去除机制,说明香蒲根内生细菌克隆文库中菌株与湿地氮、磷等生物地球循环关系密切.     

Abundance and community of snow bacteria from three glaciers in the Tibetan Plateau

Bacterial abundance and diversity in snow of East Rongbuk,Laohugou and Hailuogou glaciers on the Tibetan Plateau were investigated through epifluorescence microscope and denaturing gradient gel electrophoresis.Cell abundance ranged from 4.0 × 10 3 to 290.2 × 10 3 cells/mL.The phylogenetic trees placed the 16S rRNA sequences in four major groups:Proteobacteria,Firmicutes,Actinobacteria and Bacteroidetes.Brevundimonas,Flavobacterium,Hymenobacter,Bacillus,Polaromonas,Rhodoferax and Streptomyces were widely distributed bacteria in glaciers from different cold regions.The remaining five genera of Hylemonella,Delftia,Zoogloea,Blastococcus and Rhodococcus were endemism,only recovered from our investigated glaciers.It is proposed that the three glaciers on the Tibetan Plateau provide a specific ecological niche for prolonging survival of diverse microbial lineages.     

Degradation behaviors of nonylphenol ethoxylates by isolated bacteria using improved isolation method

Nonylphenol ethoxylate (NPEO)-degrading bacteria were isolated from activated sludge using an improved isolation method, and the corresponding degradation behaviours were investigated. Eight NPEO-degrading strains distributed in genera Pseudomonas, Sphingomonas, Sphingobium, Cupriavidus, Ralstonia, Achromobacter, and Staphylococcus were acquired. The latter five genera have never been reported for the degradation of NPEOs. Four degradation patterns were observed for the eight pure strains. In pattern A, NPE...     

土壤芘降解菌的分离及特性研究

本研究分离纯化出芘的高效降解菌株,并探讨了菌株在土壤环境中对芘降解情况,主要结论如下：通过富集培养的方法分离得到2株对芘具有较强降解能力的菌株：芽孢杆菌B6和假单孢菌B17。2菌株对除能有效降解利用芘外,还能有效利用苯、萘、菲、甲苯、苯酚、邻苯二酚和1一萘酚等多种芳香类化合物,具有一定的应用前景。     

香蒲浮床有机物去除能力及根表微生物群落结构

为探讨植物浮床有机物去除能力和根表细菌群落组成特点,选择香蒲为研究对象,通过对根系诱导扩增,构建根系覆盖度（遮光率）分别为50%、70%和90%的香蒲浮床系统,并对其COD_Cr去除能力及根系微生物群落结构开展系统研究.结果表明,3个覆盖度系统的根系体积分别达到1.74、3.48、4.30 L/m2.经过适应驯化,3个系统都可以有效地对人工模拟生活污水有机物进行去除,COD_Cr的单位面积负荷平均去除速率分别为8.28、8.78、13.46 g/（m2·d）;系统根系体积增加或加入一定体积的软性纤维填料都可以提高有机物去除能力.基于各系统根系和填料表面微生物样品高通量测序结果显示,根系与填料表面细菌多样性及组成都有较大差异,根系细菌丰度及多样性均小于填料.但在门水平上,根系和填料表面细菌优势类群相同,前2个优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）.根系表面细菌群落优势菌种类（OTUs）较单一,各系统根表微生物仅由1~3个相对丰度在10%以上种类构成了优势种群,并且根系和填料优势种类具有较大的不同.根系优势种类为Enterobacter、Acinetobacter、Clostridium属,代表序列OTUs2、OTUs4、和OTUs8,分别与Enterobacter ludwigii、Acinetobacter soli、Clostridium diolis有着100%的匹配度;填料优势种为Bacillus、Pseudomonas属,代表序列OTUs3和OTUs11分别与Bacillus funiculus NAF001、Pseudomonas argentinensis具有非常高的相似度.研究显示,根系经过诱导扩增的植物浮床系统对有机物具有较高的去除能力,与常规颗粒填料人工湿地相当,但根表微生物群落多样性较低,优势菌较单一,抗冲击负荷潜在能力较低.      

内蒙古荒漠灌木根际解磷菌多样性及其解磷和产铁载体能力

为深入挖掘解磷菌资源,采用无机磷和有机磷培养基对内蒙古荒漠灌木根际解磷菌（phosphorus-solubilizing bacteria,PSB）进行分离筛选,以16S rRNA基因序列初步分析PSB的分类地位;采用钼锑钪比色法和钒钼比色法分别测定菌株的解无机磷和有机磷能力;采用铬天青S（CAS）蓝色平板法筛选可产铁载体的菌株,根据分光光度法定量测定产铁载体能力.结果表明:从荒漠灌木根部共分离到62株解磷细菌,分属6纲和21属,其中放线菌纲（Actinobacteria,32.26%）为最优势菌纲,芽孢杆菌属（Bacillus,17.74%）为最优势菌属;其中23株菌可以使PVK培养基变色,解无机磷能力较强,为4.2~33.99 g/mL;32株菌可在有机磷培养基上生长,其解有机磷能力为0.30~191.03 IU;有22株菌具有产铁载体能力,其铁载体的相对含量（A_s/A_r）范围为0.47~0.99.研究显示:内蒙古荒漠灌木根际PSB类群多样,且不同灌木间PSB组成差异较为明显;含有多种较高解有机磷能力和产铁载体能力的PSB菌株是多种植物根际促生菌的重要来源.