HRT对CSTR亚硝化颗粒污泥性能影响

在CSTR中控制稳定的进水氨氮负荷,基于对粒径分布、胞外聚合物（EPS）组分和功能菌动力学活性的分析,考察水力停留时间（HRT）对颗粒污泥形态、氮转化效能和微生物动力学活性的影响,并采用MiSeq高通量测序技术分析污泥中微生物菌群结构.结果表明,HRT从4 h逐渐缩短至1 h,反应器中氨氮去除率从80%逐渐提高至95%,亚硝酸盐累积率始终大于85%.缩短HRT可显著改变颗粒污泥粒径分布,0.3~0.8 mm的颗粒逐渐占主导,约达50%,粒径小于0.3 mm和大于1.6 mm的颗粒逐渐减少.HRT对功能微生物活性影响与颗粒大小有关.系统中变形菌门（Proteobacteria）占绝对优势,亚硝化单胞菌属（Nitrosomomas）为代表的AOB富集度高达56%以上,缩短HRT有利于AOB的富集.     

4种网络交易的粪肥中抗生素抗性基因多样性分析和传播风险评估

为探究网络交易的粪肥是否成为抗性基因的传播载体,采用高通量荧光定量PCR技术对网上购买的4种粪肥(牛粪肥、鸡粪肥、羊粪肥和鸡羊混合肥)中抗生素抗性基因的多样性和丰度进行了比较分析,并对其潜在的传播风险进行了评估。结果表明:4种网络交易的粪肥中共检测出165种抗生素抗性基因和10种可移动遗传元件,检测到抗性基因的个数表现为:羊粪肥(130种)鸡粪肥(98种)鸡羊混合肥=牛粪肥(89种);4种网络交易的粪肥中抗生素抗性基因的绝对丰度为7.18×10~7～3.99×10~(11)copies/g(干重),相对拷贝数为0.013～0.727copies/bacterialcell,抗生素抗性基因的丰度均表现为羊粪肥鸡羊混合肥鸡粪肥牛粪肥;4种网络交易的粪肥主导的抗生素抗性基因主要是氨基糖苷类、多重耐药类和磺胺类抗性基因,而不同粪肥中抗生素抗性基因多样性的差异显著,且都具有其独有的抗性基因;4种网络交易的粪肥中都检测到intI-1LC和tnpA-04等4种可移动遗传元件,且总抗性基因的相对拷贝数与总可移动遗传元件的相对拷贝数呈极显著相关(p0.01),表明抗生素抗性基因的水平转移可能加剧其迁移和传播的风险。综上,网络交易的粪肥可能是抗生素抗性基因迁移和传播的潜在载体,该研究对健全我国网络交易中粪肥的微生物安全标准具有重要的参考价值。     

两次污泥颗粒化过程中微生物群落的动态变化

利用序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)培养好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS),在此期间发生了AGS破碎现象,后经培养,破碎污泥再次变为成熟的AGS.因此,采用Illumina Mi Seq PE300高通量测序技术研究了两次污泥颗粒化过程中微生物群落结构变化的差异,以期揭示有利于AGS形成的优势菌属;此外,利用实时定量聚合酶链式反应(quantitative polymerase chain reaction,q PCR)探究了两次污泥颗粒化过程中硝化微生物的动态变化.结果表明,在两次污泥颗粒化过程中,胞外蛋白质和胞外多糖的含量均增加;氨氧化古菌(ammonia oxidizing archaea,AOA)在第一次污泥颗粒化过程以及AGS成熟过程丰度增加,氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)虽然在第一次污泥颗粒化过程中丰度降低,但是在AGS培养过程中其丰度都一直高于AOA;微生物群落多样性随着AGS的形成而降低;变形菌门(Proteobacteria)相对丰度明显增加,分别增加了12.29%和5.90%;某些属于变形菌门的属其相对丰度也增加,其中,Candidatus Competibacter在两次污泥颗粒化过程中相对丰度增加最明显,并且在成熟的AGS中呈现很高的相对丰度,达到14.20%.总的来说,胞外蛋白质和胞外多糖含量的增加,可能促进了污泥颗粒化;AOA和AOB可能共同参与了AGS的氨氧化作用;Ca.Competibacter的富集可能有利于AGS的形成.     

基于高通量定量PCR研究城市化小流域微生物污染特征

水体微生物污染(包括致病菌、病毒、寄生虫)会引起多种传染病和寄生虫病,对生产生活用水安全和人体健康造成重要威胁。本研究应用基于Taq Man探针的高通量荧光定量PCR技术对厦门市后溪流域冬季微生物污染进行检测,包含了5种粪便污染源(人源、反刍动物源、猪源、家禽源、狗源)微生物源示踪分子标记物与12种病原微生物。结果表明,该流域在上游及水库5个位点没有粪便污染,仅在其中一个水库位点检测出棘阿米巴,微生物污染极小;中下游检测出人类、反刍动物、猪、家禽、狗粪便污染,并且检测出产气荚膜梭菌、肠聚集性大肠杆菌、肠毒素型大肠杆菌、幽门螺杆菌、霍乱弧菌、副溶血弧菌、棘阿米巴、克雷伯氏肺炎杆菌等病原菌,其中流经旧城区居民生活生产区水样微生物污染严重,下游新城区微生物污染较小。这些结果暗示着城市人类活动是流域微生物污染主要来源,应从污染源头加强微生物污染控制。     

低浓度铬对SBR中微生物抑制影响研究

研究了低浓度铬(三价和六价)对SBR生物系统的抑制影响,考察了两种不同SBR工艺(传统工艺和分段进水工艺)在处理含低浓度铬废水过程中常规的出水水质和活性污泥性状的变化,以及微生物群落的变迁.研究结果表明,在进水总铬(Cr(III)∶Cr(VI)=4∶1)浓度为0.5mg·L-1的条件下,传统工艺和分段进水工艺的氨氮去除率由99%分别下降至70%和65%,同时,磷酸盐去除率也由99%分别下降至51%和43%.当进水中总铬浓度达到1 mg·L-1时,分段进水工艺SBR系统的氨氮和磷酸盐去除率最终分别下降至44%和37%.此外,多糖和蛋白质的分泌量变化分别呈下降和上升趋势.高通量测序结果表明,活性污泥细菌群落丰富度和多样性受到了铬离子的影响,并且Nitrospira、Acidobacteria、Planctomycetes、Cyanobacteria和Candidatus_Accumulibacter等脱氮除磷功能菌种的生长都受到了一定程度的抑制,也与被抑制的SBR系统脱氮除磷去除率下降的宏观现象相吻合.     

能源植物修复镉污染土壤对根际细菌网络结构的影响

选取油脂类能源植物大豆和碳水化合物类能源植物玉米,采用高通量测序方法研究大豆、玉米修复Cd污染土壤过程中根际土壤细菌群落组成,基于高通量测序数据采用分子生态网络分析细菌相互作用.结果表明,50 mg·kg-1Cd污染土壤中两种植物根部Cd浓度和积累量最高,转移系数TF分别为玉米0.78和大豆0.35.基于细菌16S r RNA基因的群落分析表明,大豆、玉米根际土壤细菌主要包括Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)31个门细菌组成,大豆、玉米种植均能影响土壤细菌群落组成,能影响Candidate division TM7 norank、Acidimicrobiales norank、Sphingomonas等丰度.分子生态网络分析表明种植大豆和玉米增加了细菌之间的相互作用,导致其网络结构更为复杂,关键细菌从不种植物处理的1个增加到种植大豆的6个和种植玉米的10个.     

渤海长兴岛海域微型和微微型浮游植物多样性

为研究微型/微微型浮游植物在褐潮生消过程的多样性变化,以18S rDNA V4区作为目标基因,结合高通量测序技术,对2014年5月、7月和2015年5月、7月长兴岛近岸海域海水中微型/微微型浮游植物多样性进行了检测.结果表明,高通量测序技术可有效地检测长兴岛近岸海域海水中微型/微微型浮游植物多样性,自行设计的V4(F/R)引物在微型/微微型浮游植物群落鉴定方面更为高效.2014年5月、7月在长兴岛海域分别检出微型/微微型浮游植物143、165种,2015年5月、7月分别检出123、167种.微型/微微型浮游植物群落中绿藻门相对丰度最高,2014年5月、7月分别为44.5%、65.6%,2015年5月、7月分别为81.8%、73.7%.微型/微微型浮游植物多样性指数和种类数都是同年7月高于5月,说明7月海水中微型/微微型浮游植物群落结构较5月稳定.同时发现了渤海海域的褐潮致灾种微拟球藻(Nannochloris sp.)和金牛微球藻(Ostreococcus tauri),2014年和2015年其平均优势度分别为0.37和0.39;而已发现的褐潮致灾种——抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)在长兴岛海域的4次调查中虽都有检出,但其优势度(平均为0.000 3)较低.      

采油废水ABR厌氧处理系统中微生物的群落特征

为了了解采油废水ABR厌氧处理系统中起主要作用的微生物种群,利用高通量测序手段分析了北海涠洲岛采油废水处理终端ABR厌氧反应池内的微生物群落特征。结果表明,ABR反应池内活性污泥中的细菌主要是产甲烷菌,主要来源于变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和热袍菌门。目前已经形成了以产甲烷菌介导的稳定的功能降解菌群。真菌主要来源于三个门类:Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota,对于采油废水中的组分均有一定的降解作用。     

杨焕明持续解读生命密码

音乐家使用音符组成美妙的音乐;诗人凭借字句的安排咏出千古绝唱;基因测序研究者,则利用基因解读生命的密码,向人类探索生命本源的终极梦想不断迈进。     

镉胁迫对栾树幼苗不同组织部位转录组差异研究

随着重金属镉（Cd）污染日趋严重,找寻高效土壤Cd污染治理方法刻不容缓.以具有植物恢复潜力的栾树（Koelreuteria paniculata）作为研究对象,通过转录组学RNA-Seq测序研究不同浓度Cd胁迫后栾树地上部与根部基因表达与代谢通路的变化.转录组测序结果表明,共获得了65171条Unigenes,根中差异表达的基因显著多于茎叶,且下调表达的基因多于上调表达基因.GO富集结果表明,在Cd胁迫下细胞内核糖核蛋白复合物（Intracellular ribonucleoprotein complex）、核糖核蛋白复合物（Ribonucleoprotein complex）和大分子复合物（Macromolecular complex）是栾树根部差异表达基因主要富集部分.在地上部中,差异表达基因主要富集在膜内组分和膜部分.KEGG途径富集分析表明,在根部中核糖体（Ribosome）、吞噬体（Phagosome）和三羧酸循环（Citrate cycle(TCA cycle)）是主要的富集途径.在叶中,植物激素信号转导通路显著富集.转录因子鉴定结果显示共有10种转录因子家族的基因差异表达...