基于宏基因组技术获得的对厌氧氨氧化菌代谢的新理解

厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)是化能自养菌,由于其生理代谢的奇异性、细胞结构的特殊性以及对氮素循环的重要性,已成为环境工程、微生物以及海洋生物学等领域的研究热点.然而,AAOB未能实现纯培养的现状已成为AAOB代谢途径研究的巨大障碍.近年来兴起的宏基因组技术(Metagenomics)为AAOB代谢途径的研究提供了新手段.采用宏基因组技术,可直接研究微生物群体中某特定微生物基因组的结构与功能,摆脱了传统微生物学研究对纯培养的依赖,使未培养微生物的认识和开发成为可能.本文首先简述获取AAOB宏基因组信息的过程,然后通过比较由传统代谢研究方法和宏基因组技术获得的AAOB代谢途径的研究成果,论述基于宏基因组技术获得的对AAOB代谢的新理解,得出以下结果和结论:1)AAOB的碳素固定途径为乙酰辅酶A途径,碳素固定的还原力来自NADH或者QH2;2)AAOB氮素转化的重要中间产物是NO,而非NH2OH,并提出了以NO为核心的AAOB代谢的改进模型;3)AAOB的ATP合成途径为氧化磷酸化,推测的电子传递途径为N2H4—QH2—细胞色素bc1复合体;细胞色素bc1复合体再将电子用于NO2-还原和N2H4合成.AAOB的宏基因组技术使AAOB代谢途径的研究更具方向性.随着分子生物学理论和技术的不断发展,宏基因组学的升级技术(如宏转录组学、宏蛋白质组学)将为AAOB代谢途径的研究提供新的方法与平台.图3表1参51     

大气细颗粒物对小鼠T淋巴细胞亚群的影响

大气颗粒物对肺免疫系统有潜在毒性作用,打破免疫系统平衡,大气颗粒物成分中危害首当其冲的是大气细颗粒物(PM_(2.5)),为研究大气细颗粒物引起的机体T淋巴细胞中Th1/Th2免疫失衡方向。本研究通过免疫组化实验方法检测暴露后小鼠肺组织中T淋巴细胞的表达,进一步采用流式细胞术检测大气细颗粒物气管滴注后小鼠肺脏淋巴细胞中Th1/Th2比例。暴露组小鼠肺组织免疫组化研究结果提示浸润细胞区有大量的CD4~+T细胞,中高剂量暴露组小鼠肺组织中淋巴细胞亚群Th1/Th2比例向Th1偏移。大气细颗粒物影响免疫失衡,使T淋巴细胞向Th1漂移。     

南京阳山绝世碑材

明朝初期,成祖朱棣为其父太祖朱元璋,采凿的"神功圣德碑"材坯料,因太大、太重,无法运输,遗弃在南京阳山采石场中,成为古今中外绝世碑材.     

微生物降解石油烃的代谢机制及研究进展

石油烃类污染物是复杂的有机化合物,对生态环境和公众健康具有较大危害。目前微生物技术已成为修复石油烃污染环境的主要方法,微生物可利用目标污染物作为碳源,通过一系列的酶催化对其进行代谢降解。研究了微生物降解石油烃的代谢机制,可通过合理设计降解途径中关键步骤的酶,降低限制因素对石油烃微生物降解的影响,提高限速步骤的反应速度,从而提高对石油烃的降解率,以更好地应用于石油烃污染场地的修复。通过梳理总结石油烃的主要组成和结构、代谢途径、功能基因和关键酶种类,以及组学和合成生物学技术在石油烃降解代谢机制研究中的应用现状,为进一步优化提升微生物修复技术在石油烃污染领域的应用前景提供参考。     

淮南深部山西组煤中汞的含量分布及赋存特征研究

以淮南煤田深部山西组煤为研究对象,分别采集研究区张集煤矿和新集二矿二叠系山西组1煤层的煤样品,测试了样品中总汞的含量,分析汞的空间分布特征,采用浮沉实验、逐级化学提取实验以及相关性分析研究了煤中汞的赋存状态,并结合沉积环境探讨了深部山西组煤中汞的富集成因。结果表明:(1)研究区煤样中汞含量介于0.03～0.93μg/g之间,算术平均值为0.21μg/g,均高于中国和世界煤中汞的背景值,与地壳中汞含量相比,富集系数高达2.6,表现出明显富集;(2)淮南煤田不同煤矿山西组煤中汞含量不同,张集煤矿煤中汞算术平均值为0.35μg/g,新集二矿煤中汞算术平均值为0.12μg/g;受复杂沉积环境和沉积相作用,同一煤层中,汞含量分布差异性较大;(3)相关性分析、浮沉实验和逐级化学提取实验结果表明,煤中的汞主要以硫化物结合态存在;矿物分析结果显示,黄铁矿是煤中汞的主要载体,张集煤矿煤中的汞主要以固溶态赋存于原生黄铁矿中,新集二矿山西组煤中的汞主要赋存于裂隙充填的后生黄铁矿中。     

独山!河池甲线串补人工短路试验的仿真分析

针对独山-河池甲线串补人工短路试验的金属氧化物可变电阻(metaloxidevaristor,MOV )保护动作情况,对串补过电压、断路器断口恢复电压进行了仿真分析。仿真结果表明: MOV大电流保护动作触发间隙满足人工接地试验的要求,MOV吸收的能量和阻尼电阻能耗均在能量吸收水平之内。故障清除过程中,对侧断路器最大恢复电压低于IEC标准允许值,从而.满足人工短路试验的要求。     

土壤轻组有机质

轻组有机质主要是由不同分解程度的植物残体和一些微生物结构体组成,它的改变可以用来指示土壤肥力的变化.本文综述了轻组的分离方法、轻组的组成、种植和施肥对轻组的影响、轻组在土壤团聚体和土壤剖面中的分布以及轻组的季节性变化.     

养猪废水中试规模亚硝化-反硝化-厌氧氨氧化组合工艺脱氮效能及群落结构分析

与传统硝化-反硝化工艺对养猪废水脱氮处理相比,厌氧氨氧化(Anammox)是一种更为绿色节能的污水生物脱氮工艺,但缺乏成熟的大规模养猪废水处理的工程应用案例.因此,本研究开展厌氧氨氧化技术应用于猪场废水处理的中试项目,采用一体化集装箱式组合工艺,主要包括前置反硝化池、亚硝化池、亚硝化-厌氧氨氧化池(PN-A池).结果表明,中试设备稳定运行阶段,处理规模为2 m³·d^-1,总氮去除率为93.93%±0.44%,有机物(以COD计)去除率为84.43%±0.84%,表现出良好的脱氮除碳能力.高通量测序分析结果表明,Nitrosomonas为系统中主要的好氧氨氧化菌,在亚硝化池和PN-A池都有显著富集,其相对丰度最高可达7.50%;亚硝化池亚硝氮积累率为74.28%,系统能够实现稳定亚硝化.反硝化池中主要的反硝化功能细菌为Thauera和Halomonas.Candidatus Kuenenia是系统中唯一检测到的AnAOB,只存在于PN-A池中,稳定运行期间其在填料上的相对丰度较悬浮污泥中的相对丰度高0.76～10.95倍.综上所述,厌氧氨氧化一...     

基于Ecopath模型的北方典型中小河流生态系统营养结构与能量流动分析

中小河流多而广,是与人类最为亲近的河流类型,但受到的人为改造及生产生活活动干扰强度也最大,表现出的生态退化程度更为明显。以北方典型中小河流清潩河(许昌段)为例,基于2021年夏、秋季水生态调查结果,采用Ecopath with Ecosim软件构建了夏、秋季食物网模型。模型模拟结果显示,清潩河生态系统主要由5个整合营养级(范围值为1.00～3.29)构成,其中,营养级Ⅰ、Ⅱ传递效率较低,严重阻碍了能量向更高营养级流动,夏、秋季系统总转化效率分别仅为1.08%和1.82%。清潩河生态系统夏、秋季交互营养关系无明显变化,捕食者中除翘嘴鲌外均表现出对饵料生物较强的抑制作用。对生态系统总体特征的分析发现,夏季生态系统规模(总流量为2 571.06 t·km^-2)大于秋季(1 472.58 t·km^-2),同时,Finn循环指数(FCI)和Finn平均路径长度(FML)计算结果也表明夏季生态系统成熟度和稳定性优于秋季。最后,利用食物网模型筛选出不同营养级范围的关键功能组为浮游植物、软体动物和翘嘴鲌。根据这3类生物的习性特征与生境适宜性需求,提出限制浮游...