稳定性同位素DNA-SIP示踪中性紫色土的氨氧化过程

研究表明酸性土壤中氨氧化作用主要是由氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)催化进行;而在中性和碱性土壤中则主要是由氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)主导.虽然AOA在中性土壤中具有很高的丰度,但其对硝化过程的贡献仍不清楚.因此本文选取p H为7. 2的中性紫色土为研究对象,通过稳定性同位素核酸探针技术结合克隆测序探究中性紫色土中活性氨氧化微生物群落组成.结果表明中性紫色土的净硝化速率为9. 68 mg·(kg·d)~(-1),AOA和AOB在中性紫色土中均有较高的丰度且共同推动硝化作用的进行.系统发育分析结果表明培养初期(0d)在数量上占优势的AOB为Nitrosospira Cluster 3a. 1,而Nitrosospira Cluster 3a. 2只占较小的一部分,经过56d的培养后Nitrosospira Cluster 3a. 2替代了Nitrosospira Cluster 3a. 1成为主导氨氧化的活性AOB.培养初期(0d)在数量上占优势的AOA是Nitrososphaera Subcluster 9,但经过培养后变为Nitrososphaera Subcluster 3. 2/3. 3.在培养期间AOA和AOB的群落结构均发生了改变.对~(13)C标记DNA的测序分析证明AOA和AOB在硝化过程中都起着重要作用,主导氨氧化的活性AOA和AOB主要分别隶属于Nitrososphaera Subcluster 3. 2/3. 3和Nitrosospira Cluster 3a. 2.本研究明确了AOA及AOB对中性紫色土氨氧化过程的推动作用并从微生物层面探究硝化作用的发生机制,为进一步研究紫色土中硝化作用提供理论基础.     

我国典型森林土壤微生物驱动的氮代谢途径特征解析

微生物介导的氮代谢途径对生态系统结构和功能稳定性的维持起着重要作用,阐明微生物群落与氮代谢途径之间的关系可以从微观水平上扩展对氮代谢途径的理解.然而,微生物的基因水平转移使得基于分类学的方法并不能说明两者之间的关系.有研究表明,功能性状影响着群落构建和生态系统功能,将基于功能性状的研究方法应用于土壤微生物能更好地说明氮代谢途径的特征.因此,本文选择5种我国典型森林土壤,包括黑土（黑龙江哈尔滨）、暗棕壤（吉林长白山）、黄棕壤（湖北武汉）、红壤（福建福州）和砖红壤（海南乐东）,利用可以量化微生物功能性状的宏基因组技术对不同森林土的氮代谢途径特征进行了研究,主要包括氨同化、硝酸盐异化还原、硝酸盐同化还原、反硝化、硝化、固氮和厌氧氨氧化过程.结果表明,细菌序列在宏基因组文库中占主导位置,占所有序列的98.02%,且所涉及的几种氮代谢途径在细菌中都被检测到.5种森林土有着相同的氮代谢途径特征,即氨同化是细菌中检出频率最高的氮代谢途径,每百万个带注释的细菌序列平均检测到2830个氨同化途径的功能基因,固氮和厌氧氨氧化代谢途径检出频率较低,每百万个序列分别只检测到28.3和10.7个功能基因.不同森林土壤中同一氮代谢过程可由不同的微生物参与,且负责整个氮代谢途径的微生物的群落结构不完全相同.     

pH对水稻土全程氨氧化细菌丰度和群落结构组成影响

土壤pH被认为是影响AOA和AOB生态位分化的重要因子,而最近发现的全程氨氧化细菌(Comammox Nitrospira)也在土壤中广泛分布,推测pH可能也是影响全程氨氧化细菌生态位分化的重要因子.选取酸性红壤和中性紫色土发育的水稻土,采用荧光定量PCR及克隆测序技术,分析了全程氨氧化细菌Comammox Nitrospira clade A和clade B的丰度和群落组成.结果表明,酸性水稻土的Comammox clade A amoA基因的丰度比中性水稻土高了2个数量级(P<0.05),酸性水稻土的Comammox clade B的丰度也显著高于中性水稻土(P<0.05);酸性水稻土中Comammox clade A amoA基因的丰度比clade B高60倍,而中性水稻土中Comammox clade A和clade B amoA基因的丰度比约为2,这些结果表明土壤pH是影响Comammox Nitrospira丰度的重要因子.克隆测序的结果发现中性水稻土中的Comammox均属于clade A,主要隶属于Nitrospira inopinata类群;而未能检测到属...     

阳离子丹宁絮凝剂的制备及其性能评价

利用曼尼希(Mannich)反应制备阳离子丹宁絮凝剂。影响阳离子化反应的主要因素是:原料配比、pH值、水溶剂用量,反应温度和时间。用正交试验设计法确定了最佳反应条件。通过烧杯实验证实,该絮凝剂与其它混凝剂复配处理钻井废水,可以降低处理费用,提高处理效果。