利用16S-23S rDNA RFLP及16S rRNA基因序列分析方法对湖北省饭豆(Vigna umbellata L.)根瘤菌系统发育的研究

采用16S-23S rDNA间隔区段(IGS)PCR-RFLP与16S rRNA基因部分序列分析的方法对饭豆根瘤菌进行了遗传多样性及系统发育分析.由16S-23S rDNA IGS PCR-RFLP分析可知,所有菌株在52%的相似性水平上聚在一起,形成了慢生型菌群与快生型菌群这两大菌群.群Ⅰ中,在79%相似性的水平上分为ⅠA与ⅠB两个分支.群Ⅱ中,在62%相似性的水平上分为ⅡA与ⅡB两个分支,分支ⅡA在72%的相似性水平上进一步分为ⅡA1、ⅡA2和ⅡA3三簇;分支ⅡB中的饭豆根瘤菌与标准菌株USDA205T聚在一起,表现的差异并不大.由16SrRNA基因部分序列分析结果可知,供试的4个代表菌株分别位于不同的系统发育分支中.CYR4243与Sinorhizobium fredii的模式菌株USDA205T的序列相似性达到了99.87%.HCY1101与Rhizobium leguminosarum中的三叶草生物型(bv.trifolii)和豌豆生物型(bv.viceae)这两个生物型的参比菌株亲缘关系最近,序列相似性为100%.HCY5202与R.galegae亲缘关系最近,序列相似性为99.86%.CYY3302与Bradyrhizobium elkanii的参比菌株USDA86有最近的亲缘关系,序列相似性近似于100%.图4表1参13     

从油田分离的两株嗜热产孢子硫酸盐还原菌系统进化分析

为了寻找极端微生物资源,将来自油田环境的微生物作为研究对象,分离得到两株硫酸盐还原菌.菌株CW02来自于油田联合污水处理站里的地面污水,兼性厌氧,能在pH为2.8的酸性培养基中生长,耐受最高矿化度为30.0g/L,最高生长温度为48℃,可利用苯环化合物为唯一碳源生长.菌株CW03取自于4000多米深原油井的原油分离水中,严格厌氧,不耐酸,能够在68℃的温度下生长,可利用较短碳链的有机化合物.两株菌都是直或弯的杆状,革兰氏阳性,有极生鞭毛,产孢子.通过16SrDNA测序以及在线的Blast系列比对分析:两株菌均属于细菌界(Bacteria),厚壁菌门(Firmicutes),梭菌纲(Clostridia),梭菌目(Clostridiales),蛋白胨链球菌科Peptococcaceae,脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),与该属中的种Desulfotomaculumnigrificans和Desulfotomaculumaeronauticumd相似性达到98%.但是通过多重序列比对构建进化树的方法分析发现,菌株CW03属于古细菌界,与古细菌界的古生球菌属进化距离较近.图5表2参32     

北极海洋沉积物石油降解菌的筛选及系统发育分析

从中国第二次北极科学考察采集的海洋沉积物中经富集培养、分离筛选得到了26株石油降解菌.研究表明,分离到的石油降解菌均可在以石油为唯一碳源和能源的无机营养盐培养基中生长,其中菌株P18、P28和P29生长最佳.当培养基中石油含量为2g·L-1时,于5℃下振荡培养14d,3株菌株的石油降解率可分别达到30.96%、34.85%和51.28%.分离到的石油降解菌绝大部分(25/26)能分泌胞外脂肪酶.表明其石油降解能力与产脂肪酶能力有着较强的相关性.分子鉴定与系统发育分析表明,分离到的石油降解菌除P31和P32属于细菌域(Bacteria)拟杆菌门(Bacteroidetes)的黄杆菌纲(Flavobacteria)外,其余均属于细菌域(Bacteria)变形杆菌门(Proteobacteria)的γ-变形杆菌纲(γ-Proteobacteria),其中包括交替单胞菌目(Aheromonadales)的假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、科尔韦尔氏菌属(Colwellia)、希瓦氏菌属(Shetoanella),弧菌目(Vibrionales)的发光杆菌属(Photobacterium),假单胞菌目(Pscudomonadales)的假单胞菌属(Pseudomonas)和海螺菌目(Oceanospirillales)的盐单胞菌属(Halomonas).分离到的石油降解菌以假交替单胞菌属为优势菌群,其比例可达42%.     

趋磁细菌的地域分布特征

通过对来自目前GenBank中趋磁细菌的16S rDNA序列分析,并进行系统进化树的构建,比较不同区域趋磁细菌的差异.目前,GenBank中共有239条趋磁细菌16S rDNA序列,相似性分析后有137条不同的序列(海洋55条,淡水82条),分属于变形菌门和硝化螺菌门.全长序列的系统进化分析显示,全球趋磁细菌的分布具有一定的区域性,海洋与淡水趋磁细菌区分明显.不同地域的趋磁细菌的系统进化分析显示,近海与大洋的趋磁细菌有明显的差别;而同为海洋或淡水的环境中,如巴西和美国近海、德国和中国的淡水湖泊,趋磁细菌相似性较高,即相同生境中的趋磁细菌相似性较高,表明趋磁细菌的类型与生境条件有很大关联性.基于16S rDNA序列分析,推测趋磁细菌起源可能是多源的,环境条件可能作为重要的进化压力在趋磁细菌长期演化过程中扮演重要角色.     

城市污水厂活性污泥强化自养反硝化菌研究

采集北京高碑店城市污水厂的反硝化污泥样品,以硫磺作为电子供体进行驯化培养. 测定污泥的增长率来确定污泥活性,分别测定NO^-₃-N、SO^2-₄浓度来确定硝酸盐的去除效率和硫酸盐生成速率. 当硝酸盐去除率达到90%以上时,提取污泥中微生物总DNA,构建16S rRNA基因片段克隆文库来分析细菌群落结构. 结果表明,污泥的增长率为0.177 g/(L·d),污泥中硝酸盐浓度与时间的关系符合一级反应. 污泥中细菌类群主要为Beta-Proteobacteria、Deta-Proteobacteria、Gamma-Proteobacteria和Unclassified bacteria,其中Beta-Proteobacteria类细菌占主导地位. 在成熟的反硝化污泥中,自养反硝化菌Thiobacillus denitrificans占所占比例高达48.65%. 此外,反应器中还存在Denitratisoma sp.、Curvibacter sp.、Thermomonas sp.、Geobacter sp.等细菌. 对自养反硝化污泥中细菌多样性的研究有利于优化反应条件,从而提高污泥的硝酸盐去除率.     

菌株ZD8的分离鉴定及其异养硝化和缺氧/好氧反硝化特性研究

从稳定运行的ASBR厌氧氨氧化反应器中分离筛选出一株在缺氧和好氧条件下均具有高效反硝化能力的菌株ZD8,该菌株为假单胞属(Pseudomonas sp.),大小2 μm×0.25 μm,无鞭毛和芽孢.实验结果表明,缺氧条件下,ZD8最适合的碳源为柠檬酸钠;当C/N为10时,具有最佳的反硝化效果.菌株ZD8在缺氧条件下不具有硝化能力.在好氧条件下菌株ZD8获得最佳反硝化效果的C/N为22,最适合pH范围是7.2~9.9.菌株ZD8在好氧条件下具有高效的异养硝化能力,NH₄⁺-N平均去除速率为8.3 mg·L^-1·h^-1.当以KNO₃为氮源时ZD8的反硝化速率为13.1 mg·L^-1·h^-1;而以NaNO₂为氮源时,其反硝化速率为6.98 mg·L^-1·h^-1.在同时存在NH₄⁺-N和NO₃^--N或NH₄⁺-N和NO₂^--N的系统中,菌株ZD8均首先利用NH₄⁺-N发生硝化作用,NH₄⁺-N的存在对反硝化具有抑制作用,并且NH₄⁺-N对NO₂^--N的反硝化抑制作用更强;在同时存在NO₃^--N和NO₂^--N的系统中,菌株ZD8优先利用NO₃^--N进行好氧反硝化脱氮.     

油气田土壤样品中可培养丁烷氧化菌多样性研究

分别采用丁烷或丁醇选择培养法,对采自四川省达州市普光气田和湖北省江汉油田的土壤样品中的丁烷氧化菌进行了分离、纯化、16S rRNA基因序列测定及系统发育研究,探讨不同油田不同环境中烃氧化菌数量、系统发育地位以及种群多样性的差异.结果表明,初步分离获得共25株丁烷氧化菌,分属于厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria).2个油田样品分离出的丁烷氧化菌群落结构简单,均包括芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、红球菌(Rhodococcus)和节杆菌(Arthrobacter)4个属的细菌,苍白杆菌属(Ochrobactrum)和分支杆菌属(Mycobacterium)的细菌分离自普光气田.普光气田分离出的丁烷氧化细菌数量和多样性略高于江汉油田.     

含油废水中一株高效油脂降解菌的筛选和鉴定

从中国海洋大学餐厅下水道废水中分离、筛选获得9株具有油脂降解能力的菌株。菌株ss-11油脂降解能力最强,在初始筛选条件下其降解率达47.29%。对ss-11的降解条件进行初步研究,结果表明,在初始豆油量为1.0mL·L-1,初始pH为7.5,摇床转速为140r·min-1,37℃下培养72h,该菌的油脂降解率达87.55%。通过菌落形态、生理生化特征、16SrDNA序列系统发育分析,将其鉴定为产酸克雷伯氏菌（Klebsiell aoxytoca）。     

1株贫营养好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性

从水库底泥样品中,以硝酸盐为唯一氮源进行驯化、分离筛选出1株能在贫营养及好氧条件下进行高效反硝化的菌株PY8,经过电镜形态学观察、生理生化和16S rDNA序列分析,并基于16SrDNA序列结果,构建了该菌株的系统发育树,最终确定菌株PY8为根瘤菌Rhizobiumsp.。考察了初始pH值、温度、C/N、初始硝酸钠质量浓度、投菌量对菌株PY8硝酸盐还原活性的影响,以及该菌株的异养硝化性能。结果表明,在pH6.0～10.0,温度25～30℃,C/N1.0～9.0,初始硝酸钠质量浓度0.01～0.50g·L-1,投菌量1%～15%时,菌株PY8培养72h后的硝氮去除率可达到95%以上。另外,该菌株具有同时硝化-反硝化作用,在培养过程中氨氮去除率可达到58%左右。实验结果表明,菌株PY8在微污染水体生物脱氮领域中具有很大的应用潜力。     

Methylobacterium sp. YAL-2对乙酰甲胺磷的降解特性

从有机磷生产厂家的下水道污泥中分离出一株对高浓度和低浓度乙酰甲胺磷都具有高效降解能力的寡营养菌YAL-2,根据形态、生理生化和16S rRNA基因系统发育分析,将菌株YAL-2鉴定为Methylobacterium sp.降解特性实验表明,菌株YAL-2能利用乙酰甲胺磷为唯一碳源生长和降解;在添加了甲醇的无机盐培养基中,84 h可完全降解300mg L-1乙酰甲胺磷,24 h将50 mg L-1和10 mg L-1乙酰甲胺磷降至非检测水平;4 d能完全去除100 mg L-1甲胺磷,5 d分别降解58.4%和40.6%的100 mg L-1乐果、敌敌畏.小青菜农药残留去除实验显示,菌株YAL-2可在7 d内将乙酰甲胺磷和甲胺磷将至限量水平.结果表明,将菌株YAL-2应用于保证果蔬等食品的食用安全是可行的.