多环芳烃污染对桑园土壤微生物结构及种群多样性的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析法和变性梯度凝胶电泳(DGGE)考察了受多环芳烃(PAHs)污染的桑园3个区域的土壤微生物群落结构及种群多样性的变化.PLFAs分析结果表明,区域2中微生物PLFA总量最高,主要为细菌和真菌;聚类分析揭示,土壤中微生物的PLFAs主要分为3大类群;冗余分析表明,土壤PAHs污染程度对土壤微生物群落结构有一定的影响.DGGE指纹图谱分析结果显示,在PAHs污染较高区域,其电泳条带较多,且3个区域中Shannon指数和Simpson优势度差异达显著水平,区域2种群优势度较高;主成分分析表明,不同区域微生物的种群结构存在显著性差异.     

三种微生物对铀的吸附行为研究

开展了酵母菌(真菌)、枯草芽孢杆菌(细菌)、小球藻(藻类)对水体中铀(Ⅵ)的吸附性能及机理研究.结果表明:3种微生物对铀都具有较好的吸附效果.酵母菌,小球藻,枯草芽孢杆菌对铀的最佳吸附率分别为97.19%、97.13%、98.03%;且最大吸附量分别达到341.2、356.5、512.5mgU/g(DW).3种微生物对铀的吸附过程和机理有所不同,酵母菌和小球藻符合Langmuir模型,枯草芽孢杆菌更适合Freundlich模型,吸附至12h,酵母菌表面逐渐出现铀和磷的片状结晶及含铀沉积物堆积,小球藻和枯草芽孢杆菌与铀(50mgU/L)作用后细胞出现明显变形,菌体表面未出现铀的结晶物.     

常温厌氧MBR中微生物群落结构与膜污染研究

为考察微生物群落结构与膜污染的关系,在常温下运行厌氧膜生物反应器,并应用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)技术,对膜丝表面微生物群落结构变化进行了研究,同时考察了微生物群落结构变化与反应器中溶解性微生物产物(SMP)、胞外聚合物(EPS)的关系.结果表明:在常温状态下膜污染周期约为18d,CODCr的去除率约为93%,运行效果稳定;微生物代谢产物的浓度随着微生物种群的演替呈逐渐升高的趋势,加速了膜污染进程;膜压(pTM)处于缓慢上升期时,膜丝表面微生物优势菌群为Raoultella、Owenweeksia hongkongensis,膜压(pTM)处于稳定上升期时,膜丝表面的优势菌群演替为 Delftia acidovorans、Halothiobacillus neapolitanus,最后当膜压(pTM)处于快速上升期时,bp78的微生物成为了膜丝表面的顶级群落.膜压(pTM)处于缓慢上升期和稳定上升期时,膜压(pTM)与微生物群落结构的多样性呈显著正相关;膜污染进入快速上升期时,膜丝表面出现了顶级群落,此时微生物群落多样性明显降低且与膜压升高呈弱相关;膜丝表面微生物群落均匀度随着膜压(pTM)的升高呈现出先增高后降低的趋势,膜丝表面微生物群落经历了不断附着,相互竞争至顶级群落出现的演替过程.     

喀斯特土壤微生物和活性有机碳对生态恢复的快速响应

喀斯特地区普遍面临生态退化的问题,退耕还林作为其重要的生态恢复措施之一而备受关注。土壤活性有机碳通常较总有机碳对环境变化和干扰更加敏感,此外土壤微生物对环境变化和干扰亦十分敏感。然而,关于喀斯特不同时间尺度退耕还林土壤活性有机碳和微生物的系统研究尚少见报导。为了揭示土壤活性有机碳和微生物对喀斯特生态恢复的快速指示作用,为喀斯特生态恢复评价和生态环境治理提供科学依据,以广西古周村典型喀斯特景观为代表,采用空间代替时间的方法,选取不同年限（2 a、4 a、8 a、12 a）退耕还林地和玉米耕地对照样地,研究了表层土壤微生物指标和活性有机碳指标随退耕还林的变化特征。研究结果显示,较耕地对照相比,退耕还林8 a后,土壤总有机碳（TOC）质量分数才发生显著变化,提升24%;而还林2 a后,土壤水溶性有机碳（WSOC）、颗粒有机碳（POC）和易氧化有机碳（KMnO4-C）的绝对含量便分别显著提高62%、36%和38%,相对含量分别显著提升60%、34%和36%,且随还林年限的延长呈升高趋势;退耕还林2 a后,土壤微生物生物量碳（MBC）、基础呼吸（BR）和微生物商（MBC︰TOC）分别显著增加56%、27%和54%,并随还林年限的延长呈逐渐升高趋势;土壤微生物代谢熵（qCO2）在退耕还林2 a后显著降低19%,之后随还林年限延长呈下降趋势。本研究表明,土壤活性有机碳及土壤微生物指标可以作为喀斯特生态恢复的早期指示者。     

一株黑曲霉的分离鉴定及其对土壤重金属的生物浸出效果

某些真菌可产生小分子有机酸,既具有酸化环境介质的功能,又具有络合重金属能力,因此可有效浸出环境介质(如土壤、底泥等)中的重金属.本研究从土壤中分离得到一株产酸能力较高的真菌,经形态学及ITS rDNA基因序列分析鉴定为黑曲霉,命名为Aspergillus niger Y9.测定了其生长特性,并采用摇瓶培养法探究其同步、分步培养法去除污染土壤中重金属的效果.结果显示,该菌适宜生长pH范围较广(3.0-8.0),对Zn2+、Cd2+、Pb2+的80%抑制浓度分别为250、130、2 700 mg/L.培养20 d后pH降至2.1,柠檬酸、葡萄糖酸、草酸和苹果酸的产量分别为54.8、20.1、15.9、6.3mmol/L.分步培养法污染土壤中重金属的浸出率最高为Zn 75%,Cd 100%,Pb 43%,略优于同步培养法(Zn 64%,Cd86%,Pb 19%).上述结果表明,Aspergillus niger Y9具有较强的重金属耐受性,能有效浸出土壤中的Zn、Cd、Pb,为后期采用该菌处理重金属污染土壤提供了技术参考.     

基于磷脂脂肪酸技术研究酱香大曲微生物群落结构

为了解制曲环境、峰值温度对大曲微生物群落结构特征的影响,以4种不同的酱香型大曲为对象,研究酿造特征参数、微生物群落特征及挥发性组分之间的相关性.结果表明:4种大曲样品中共计检出16种磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA),总PLFA含量表现为泸州老窖大曲(LZ)国台大曲(GT)郎酒大曲(LJ)仙潭大曲(XT).酱香大曲主要由真菌、G+菌、G-菌等组成,优势菌群均为真菌,且制曲峰值温度相近的样品在聚类分析图上聚类成簇.综合来看,大曲酿造特征参数与大曲微生物数量和生物量呈正相关,大曲挥发性组分组成特征主要取决于G+菌生物量.图5表4参21     

超微七味白术散对菌群失调腹泻小鼠肠道微生物代谢多样性的影响

为探讨超微七味白术散对菌群失调腹泻疗效的微生态学机理,采用灌胃头孢拉定和硫酸庆大霉素混合抗生素进行小鼠菌群失调腹泻造模,灌胃给药七味白术散传统汤药和1/2剂量超微汤药进行治疗,正常组和模型组灌胃等量的无菌水,3 d后,提取肠道微生物,在有氧条件下,运用Biolog微生物自动分析系统研究肠道微生物的代谢情况.结果显示,培养72 h时,各组的颜色平均变化率(AWCD)趋于稳定,且正常组1/2剂量的超微汤药治疗组传统汤药治疗组模型组;正常组的Shannon指数、Shannon均匀度、Simpson指数和Mclntosh指数等微生物群落多样性指数均为最大,且与其他各组都存在极显著性差异(P0.01),1/2剂量超微汤药治疗组的Shannon指数、Simpson指数和传统汤药治疗组的Shannon均匀度、Mclntosh指数分别位于第2位;聚类分析和主成分分析的结果提示抗生素的抑菌作用明显,使得小鼠肠道微生物的某些代谢途径受到影响,七味白术散传统汤药和1/2剂量超微汤药的调控使得小鼠肠道微生物的代谢多样性逐渐恢复平衡,但两种汤药的调控作用存在异同,1/2剂量超微汤药比传统汤药调控作用更显著.研究表明超微七味白术散对肠道微生物代谢多样性的调控作用显著,对小鼠菌群失调腹泻具有明显的微生态调节作用.     

几种主要窖泥微生物丰度与窖龄的关系

浓香型白酒窖泥微生物对窖池老熟和白酒品质有着关键作用.为了解能表征不同年份窖池的微生物和窖池老熟与窖泥微生物数量之间的关系,从而加强窖池的管理和维护,提供窖池人工老熟的方法和评价标准,选取几种窖泥中主要的微生物菌属,包括3个真细菌属Sporanaerobacter、Petrimonas、Tissierella,和3个古细菌属Methanobrevibacter、Methanoculleus、Methanosarcina,设计了这6个菌属的特异性引物和真细菌、古细菌的通用引物;建立了引物特异性的验证方法,并分析验证了引物的基本性质和特异性;然后应用荧光定量PCR法,测定了这6个菌属和真细菌、古细菌在不同年份窖泥中的丰度,并对比分析了其与窖龄的关系.结果显示:真细菌、古细菌总数及各目标菌数随窖龄增加呈波动上升;水井坊酒厂(代指为B酒厂)窖泥中总微生物丰度和几种目标菌属的数目在50年以内增长较快,150年与50年数量接近;剑南春酒厂(代指为A酒厂)窖泥中的Methanobrevibacter以及B酒厂窖泥中的Methanosarcina占总古细菌数百分比与窖龄呈较好的线性关系.研究证明:正常窖池的窖泥微生物丰度与窖池所酿白酒酒质成正相关关系;不同酒厂窖池的微生物总量和各种主要菌的数目及比例相差较大;不同酒厂窖池窖龄可由其特异的微生物指示.     

土壤中稀土元素的生态毒性研究进展

为了解稀土元素对农田生态系统的影响,综述了近几十年来国内外有关土壤稀土元素生态毒性的研究进展,包括土壤稀土元素的主要来源途径,稀土元素对农田生态系统中植物、动物和微生物生长、发育、繁殖的影响。高浓度的稀土元素会破坏植物细胞膜的性质和结构,影响植物的抗氧化系统,扰乱植物对矿质营养元素的正常吸收和利用,诱使植物细胞发育不良、染色体畸变等现象发生。稀土元素可影响动物的消化、呼吸、生殖、神经、血液和免疫系统等。稀土元素对土壤微生物数量、种类、群落结构与功能多样性等均有影响。探讨了土壤稀土元素的生态毒性诊断方法,目前常见的植物毒性诊断法、蚯蚓毒性诊断法、土壤微生物诊断法、生物标记物诊断法和遗传毒性诊断法等可用来诊断土壤中稀土元素的生态毒性。提出了以后开展土壤稀土元素生态毒性研究应加强的方面:在群落、个体和细胞水平上研究稀土元素对土壤动物和微生物的影响,加强稀土元素生态毒性诊断新方法和新技术的探讨,进行稀土元素生物有效性与土壤因素关系的研究等。     

土壤酶和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应及其影响因子研究

土壤酶和微生物量碳是反映土壤健康的重要微生物性质指标。土壤重金属污染能够对土壤微生物性质产生影响,然而土壤酶和微生物量碳对土壤重金属污染的响应受到土壤本身理化性质的影响。通过北京市建成区233个样点的数据监测和实验室模拟,研究了土壤脲酶活性和微生物量碳对土壤低浓度重金属污染的响应以及受土壤理化性质的影响。研究结果表明:在野外主要重金属污染的浓度范围内(Cd 0.003~0.98μg·g-1,Cu 13.4~207.9μg·g-1,Zn 29.4~322μg·g-1,Pb 4.02~174μg·g-1),土壤脲酶活性、微生物量碳(MBC)和有机碳(SOC)的含量与土壤中Cd、Cu、Zn和Pb的浓度正相关,而微生物量碳占有机碳的比率(MBC/SOC)与重金属浓度负相关;脲酶活性、MBC/SOC与重金属浓度建立的相关关系只能解释总变异的5%~10%。实验室模拟试验表明,土壤酶活性受土壤重金属含量和土壤性质联合效应的影响;土壤有机质含量和pH是影响酶活性的主要土壤理化性质。引入土壤有机碳含量和pH两个参数,重新建立脲酶活性、MBC/SOC与土壤中重金属浓度的关系,建立的相关关系的决定系数变大,能够解释总变异的14%~17%。