超声波促进好氧/缺氧污泥消化过程中细菌群落结构分析

应用基于16S rDNA的PCR-DGGE对超声波-好氧/缺氧污泥消化过程中微生物种群的多样性进行研究.通过SDS细胞裂解法提取不同时期污泥中的基因组DNA,采用通用引物进行V3区域PCR扩增,长约190 bp的PCR产物经DGGE分离后,获得污泥微生物群落的DNA特征指纹图谱,对条带进行切胶测序,使用序列数据进行同源性分析并建立系统发育树.DGGE图谱表明,在反应器运行的不同时期,微生物群落结构发生动态演替.5、10、15、20、25 d微生物相似性与0 d相比分别为61.2%、48.2%、46.4%、42.6%、41.7%,总细菌Shannon指数经历了一个从逐渐减少到趋于稳定的过程,这表明超声波改变污泥内部性质,导致微生物多样性的降低.UPGMA聚类分析将DGGE图谱区分为三大族群并对应于不同运行时期.测序结果表明,超声波-好氧/缺氧污泥消化中微生物群落主要为Firmicute、Genuscitrobacter、Bacilli、α-Proteobacteria、β-Proteobacteria.     

蔗渣垫料在零排放发酵床养猪中的应用研究

目前微生物发酵床养猪垫料是选用木屑、谷壳作为原料,来实现零排放养猪。文章选用农业固体废弃物——蔗渣为垫料应用于零排放漏缝发酵床养猪,跟踪了3个月垫料在实际使用中的温度、有机质、氮、磷、钾、微生物指标,对蔗渣的使用效果进行了评价,并建立PCR反应体系来扩增DNA,利用PCR-DGGE技术对垫料中的微生物群落多样性进行研究。结果表明:蔗渣作为垫料,能使垫床温度控制在40⁶5℃之间,保证了良好的发酵效果、且有效活菌数达到0.22×109cfu/g,可以对猪粪便等有机质进行较彻底的消解,因此蔗渣可以作为一种垫料应用于零排放漏缝发酵床;垫料中总养分达到1.371 7%,使用后的垫料可以作为一种原料生产生物有机肥。     

Decrease of NH4+-N by bacterioplankton accelerated the removal of cyanobacterial blooms in aerated aquatic ecosystem

We used aerated systems to assess the influence of the bacterioplankton community on cyanobacterial blooms in algae/post-bloom of Lake Taihu, China. Bacterioplankton community diversity was evaluated by polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis(PCR-DGGE) fingerprinting. Chemical analysis and nitrogen dynamic changes illustrated that NH4+-N was nitrified to NO2-N and NO3-N by bacterioplankton. Finally, NH4+-N was exhausted and NO3-N was denitrified to NO2-N, while the accumulation of NO2-N indicated that bacterioplankton with completely aerobic denitrification ability were lacking in the water samples collected from Lake Taihu. We suggested that adding completely aerobic denitrification bacteria(to denitrify NO2-N to N2)would improve the water quality. PCR-DGGE and sequencing results showed that more than 1/3 of the bacterial species were associated with the removal of nitrogen, and Acidovorax temperans was the dominant one. PCR-DGGE, variation of nitrogen, removal efciencies of chlorophyll-a and canonical correspondence analysis indicated that the bacterioplankton significantly influenced the physiological and biochemical changes of cyanobacteria. Additionally, the unweighted pair-group method with arithmetic means revealed there was no obvious harm to the microecosystem from aeration. The present study demonstrated that bacterioplankton can play crucial roles in aerated ecosystems, which could control the impact of cyanobacterial blooms in eutrophicated fresh water systems.     

大亚湾浮游细菌的变性梯度凝胶电泳分析

于2010年12月以及2011年6月采集了大亚湾9个站点的表层水样,利用PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术对浮游细菌DNA指纹进行了分析.结果显示,大亚湾海域浮游细菌DNA指纹比较丰富,冬季和夏季样品中分别共得到32条和33条条带,每个样品得到的条带数为18~25条.DNA指纹的Shannon-Weaver多样性指数(H')和Pielou均匀度(J)的变化范围分别为2.48~2.88和0.80~0.93.DNA指纹条带数与温度和盐度明显正相关,而与p H、DO、透明度呈明显负相关关系.结果说明PCR-DGGE技术可以在一定程度上反映细菌的群落结构和多样性,但需要与其他技术相结合方能较全面反映细菌的结构与功能.     

采用FISH、DGGE和Cloning对短程脱氮系统中硝化菌群的比较分析

针对4种不同的实际污水短程生物脱氮系统(SBR大型中试反应器、UASB-A/O小型反应器、A/O中试反应器和SBR小型反应器),采用Fish、PCR-DGGE和PCR-Cloning-Sequencing分子生物学方法对系统中硝化菌群AOB和NOB进行定性与定量化分析.Fish结果表明,在4种短程脱氮系统中,AOB相比于NOB已成为明显的优势菌群,占总菌群的3%～12%;在SBR中试和小试反应器中没有检测出NOB;A/O中试反应器中存在极少量的Nitrospira(＜0.2%),而UASB-A/O小型反应器中存在极少量的Nitrobacteria(＜0.2%).PCR-DGGE结果表明SBR中试、A/O和UASB-A/O 3种短程脱氮系统中的AOB均以Nitrosomonas-like为主.SBR大型中试反应器中污泥样品的PCR-Cloning-Sequencing结果表明,所有的克隆相似于Nitrosomonas,其中60%以上的克隆相似于Nitrosomonas europaea.     

利用PCR-DGGE技术分析生物陶粒硝化反应器中微生物群落动态

为了揭示生物陶粒硝化反应器中活性污泥的微生物种群多样性,从运行不同时期的反应器中提取活性污泥,利用PCR-DGGE技术初步分析了生物陶粒反应器细菌的种群演替情况.结果表明,随着进水COD值的逐阶段降低,氨氮去除率逐步提高到64.38%.群落结构和优势种群的数量具有时序动态性,微生物多样性与废水的处理效果出现协同变化的特征.测序结果表明,生物陶粒反应器中运行第21天的优势种群除了自养细菌,还有异养细菌存在.其中自养细菌为Nitrosospira.sp和Nitrobacter.sp,异养细菌为Bacillus.sp、Pseudomonas.sp和Pseudochrobactrum.sp.     

Profiling of microbial communities in a bioreactor for treating hydrocarbon-sulfide-containing wastewater

A technology of polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis(PCR-DGGE)was used to profile the structure and dynamic changes of microbial communities in a bioreactor for treating hydrocarbon-sulfide-containing(HSC)wastewater.The results showed that the heterotrophic genus of Acinetobacter and the autotrophic genera of Thiobacillus and Thiomonas could survive well in all of three operating conditions.Some special genera were also observed with changes of micro-ecoenvironment in the rea...     

PCR-DGGE技术在水解酸化-缺氧法处理采油废水的微生物研究中的应用

采用PCR-DGGE技术直接从水解酸化和缺氧反应器中的污泥样品提取DNA,测定部分菌种的16S rDNA V3区片段序列,通过NCBI基因库比对,初步确定不同生物反应器内优势菌种,并进行了多样性指数分析.结果表明,水解酸化反应器中的生物膜与缺氧反应器中悬浮污泥微生物种群结构存在较大的差异,显示了在不同环境条件下,微生物群落结构的连续动态变化过程.     

不同污泥龄膜生物反应器内微生物的群落结构特征

为研究不同污泥龄MBR(膜生物反应器)内的微生物群落结构特征,构建了SRT(污泥龄)分别为10、20、40和80 d的4个平行的MBR,通过PCR-DGGE技术获得各MBR内微生物的DNA指纹图谱,并对条带进行切胶测序. 结果表明,SRT不影响MBR对废水的处理效果,不同SRT下MBR对NH₄+-N和COD_Cr的去除率均能达到90%以上. DGGE结果表明,在运行过程中,各MBR内的微生物群落结构均发生了明显变化,并且不同SRT的MBR内总细菌群落结构变化特征相同;SRT影响同一微生物在各MBR中的出现速率;总细菌Shannon-Wiener多样性指数和丰富度指数均随着SRT的增加而升高,SRT为80 d的MBR内Shannon-Wiener多样性指数最高. 测序结果表明,不同SRT的MBR内的优势种属不同,其中Arcobacter sp.、beta proteobacterium及Thiothrix sp.为不同SRT的MBR中共同存在的关键菌属,对MBR的运行起着重要作用.      

垃圾填埋场细菌种群空间分布及组成多样性研究

采用PCR-DGGE技术对垃圾填埋场细菌种群垂直分布及组成多样性进行了研究．结果表明：垃圾填埋场细菌种群组成波动较大,某些种群对环境因子的变化十分敏感．在填埋年龄已达3a的取样点,细菌种群的多样性随着垃圾填埋深度的增加而呈现“多—少—多”的变化趋势。各种群间相对密度也呈现由不均一到均一的变化规律,部分层次优势种和非优势种发生较大变化．填埋深度4．0m至6．25m左右的区域是填埋场微生物区系组成发生变化的过渡区,该区域细菌种群的多样性较小,亲缘关系相差比较大的种交叉在一起,具有明显的过渡特征．从时间因素来看,填埋场同层次微生物群落组成随时间延长,种群构成趋于稳定．表层垃圾1～2a内,细菌种群处于交替更叠的阶段,日趋发育成熟．8．25m以下层次的细菌种群主要受填埋深度影响,与填埋时间关系较小。