Monitoring of a Coastal Mediterranean Area: Culturable Bacteria, Phytoplankton, Environmental Factors and their Relationships in the Southern Adriatic Sea

Culturable heterotrophic bacterial and phytoplanktonic densities were investigated at four sites in the Southern Adriatic Sea (Brindisi, S. Cataldo, Otranto and S. M. di Leuca) over an annual cycle. The main phytoplankton groups, the bacterial biodiversity, as well as the faecal contamination indicators were determined. Culturable bacterial numbers averaged 4.8 ± 0.2 log CFU ml⁻¹ whereas phytoplankton numbers averaged 2.1 ± 0.4 log cells ml⁻¹. Relationships between culturable bacteria, phytoplankton and the environmental factors were established. Bacterial and phytoplankton densities usually depended significantly on temperature, dissolved oxygen, phosphate and nitrite only in the S. Cataldo transect. In all the examined transects phytoplankton showed a bloom during the January–February period followed by a bacterial peak during the February–March period. Thus we can suppose that the phytoplankton winter bloom is responsible for the availabily of organic matter for bacterial populations in the following months in this oligotrophic ecosystem.     

Quantitative Analyses of Pollution-Indicator and Pathogenic Bacteria in Mumbai Waters from Ballast Water Exchange Perspective

As large numbers of ships either take in ballast from or discharge their ballast into the Mumbai Harbor region, it is pertinent to quantify microorganisms of health concerns and suggest on the suitability of water for ballasting purposes. To meet with this main aim, a selected set of general and pathogenic bacterial groups and their seasonal variations were studied from the Mumbai Harbor area. Sampling was carried out during postmonsoon (November 2001), pre-monsoon (April 2002) and monsoon (October 2002) periods. We quantified total coliforms and eight other groups of known human pathogenic bacteria from water, sediment, marine plant and animal samples collected in and around Mumbai Harbor. When compared with similar studies from other parts/harbors of the world, the Mumbai Harbor area has over 100-times higher levels of coliforms. The serotypes of Escherichia coli O157 and Shigella-Alkaligens Dispar group were abundant throughout the year. Even Vibrio cholerae, V. parahaemolyticus, Salmonella spp., campylobacters and aeromonads were present in large numbers. This comprehensive study, conducted with a view to quantify these bacterial groups and to evaluate the suitability of these waters for ballasting purposes, clearly suggests that both ballasting and deballasting be avoided in this region and alternative procedures should be developed for treating/handling ballast water.     

滨海芦苇湿地土壤微生物数量对长期模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chamber,OTC)连续8 a(2008~2015年)长期模拟温度升高,研究滨海芦苇湿地不同土壤深度,及两种代表植物芦苇(Phragmites australis)和白茅(Imperata cylindrical)根际、非根际土壤可培养微生物数量变化对长期增温的响应。结果表明:(1)相对于对照,长期增温导致土壤可培养微生物的数量显著增加。其中,增温对土壤表层细菌、真菌的数量影响显著,细菌在第一层的增幅最大,增加率为34.16%,真菌在第三层的增幅最大,增加了64.42%。增温对20~40 cm土层放线菌影响显著,其中在第二层达到最大增加率59.47%;(2)长期增温对芦苇根际土壤微生物的根际效应变化的影响不大,表现为各土层芦苇根际效应增温对照,而白茅根际真菌和放线菌分别在第二层和第三层有显著差异;(3)不同的植物类型,其根际可培养微生物数量及根际效应对长期增温的响应不一致,表现为芦苇和白茅根际土壤可培养微生物数量及根际效应的增加幅度不同,这可能与植物不同类型,根际分泌物种类、数量的差异有关。     

基于MiSeq测序分析酸性农作物土壤细菌群落结构与多样性

为分析酸性农田土壤中微生物群落结构,探寻酸化土壤的综合治理途径,以湖北恩施土家族苗族自治州利川市酸性农作物土壤为研究对象,应用Illumina MiSeq高通量测序技术,测定酸性土壤中总细菌和经驯化的可培养细菌的16S rRNA基因V3~V4变异区序列,确定不同农作物土壤中总细菌和可培养细菌的群落结构,并探讨土壤理化因子对土壤总细菌群落结构的影响.结果表明:白菜地、烟草地、山药地、草莓地、玉米地及莴苣地这6种农作物土壤中总细菌和可培养细菌在97%的相似水平下得到的OTUs（operational taxonomic units,操作分类单元）数量分别为4 008和97个.在门水平上,土壤总细菌中有12个门类的细菌相对丰度大于1%,Proteobacteria、Acidobacteria和Chloroflexi为优势菌门细菌;可培养细菌中仅有3个门类细菌相对丰度高于1%,即Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes.在OTU水平上,土壤总细菌沿pH梯度将6种土壤样品分为2类,即pH < 5.5的玉米地、山药地和莴苣地和pH>5.5的烟草地、白菜地和草莓地.此外,冗余分析（RDA）结果显示,Acidobacteria的相对丰度与pH呈正相关,Firmicutes和Roteobacter的相对丰度均与w（TN）、w（TP）、w（TC）呈正相关.系统进化树分析表明,相对丰度位于前30位的细菌与亚洲地区发现细菌的16S rRNA基因序列同源性较高.研究显示,Illumina MiSeq测序能够较为全面地解析酸性土壤中总细菌和可培养细菌的多样性,驯化过程极大地减少了细菌的种类;同时,发现细菌群落结构的相似性可能因样本来源的地理距离的增加而衰减.      

Cd对欧美杂交杨生长紫色土和冲积土微生物多样性的影响

研究了现实环境中cd污染水平对长江流域典型土壤微生物多样性的影响,分析了现实Cd浓度胁迫对盆栽欧美杂交杨（Populus deltoides×Populus nigra）生长的紫色土和冲积土中可培养的微生物数量、生物量和细菌群落多样性的影响．结果表明,cd处理显著增加了栽植杨树的紫色土中可培养细菌和放线菌数量,降低了可...     

西安市春季生物气溶胶的分布特征和健康影响

西安春季经常出现大量飞絮,易造成空气污染并引发居民哮喘等健康风险.采集西安市春季不同观测点(交通样点和校园样点)生物气溶胶、 PM_2.5和飞絮样品,通过恒温培养和高通量测序等方法研究可培养生物气溶胶的浓度变化、粒径分布,PM_2.5和飞絮携带的微生物的来源、群落结构和健康影响.结果表明,可培养细菌浓度在交通样点高于校园样点(P=0.027);交通样点可培养细菌浓度为真菌的2.7倍,而校园样点可培养真菌浓度高于细菌(1.4倍).可培养细菌和真菌日内最高浓度均出现在08:00;可培养细菌粒径呈双峰分布,真菌为单峰分布.土壤和植被是大气微生物的主要来源(占比85.9%),变形菌门(Proteobacteria)是飞絮和PM_2.5中共有的、丰度最高的菌门,在飞絮中占比达到91.3%(交通样点)和99.1%(校园样点);在PM_2.5样品中放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanobacteria)和异常球菌-栖热菌门(D...     

鄱阳湖湿地细菌群落多样性和可培养细菌功能基因丰度

鄱阳湖湿地中蕴含着丰富的微生物资源,参与并维持着湿地生态系统的物质循环和稳定.为探明鄱阳湖湿地土壤细菌分布规律,分析可培养细菌群落结构和功能特征,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了鄱阳湖湿地土壤全部细菌（AW）和湿地外围周边土壤全部细菌（AS）群落结构多样性特征;又结合可培养方法和qPCR功能基因芯片技术,分析了湿地可培养细菌（CW）和湿地外围周边土壤可培养细菌（CS）功能基因丰度差异.研究发现鄱阳湖湿地土壤细菌多样性低于湿地外围周边土壤细菌,变形菌门和酸杆菌门是两种土壤环境中共有的细菌优势菌门,放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门和热脱硫杆菌门也是存在于两种土壤中的主要菌门,但相对丰度均差异显著;网络分析显示湿地土壤较周边土壤细菌网络结构更简单.采用可培养方法获得的不同采样点土壤细菌群落多样性差异不明显.但湿地土壤可培养细菌功能基因的拷贝数高于周边土壤,其中参与氮循环的UreC基因和参与碳固定的acsE基因在两种土壤可培养细菌中相对丰度较高.研究结果可为深入挖掘调控、维持湿地土壤养分循环和促进鄱阳湖湿地生态系统功能稳定性的潜在有益微生物提供理论依据.     

污泥厌氧消化和后续处理中沙门氏菌杀灭及VBNC发生

应用最大或然数(MPN)培养法和反转录定量PCR(RT-qPCR)技术研究了4种污泥厌氧消化方式以及后续处理过程中沙门氏菌杀灭及有活性但不可培养(VBNC)状态的发生情况.中温厌氧消化(MAD)和高温预处理后中温消化(65℃+MAD)的沙门氏菌分别减少了2.8和5.6个数量级;高温厌氧消化(TAD)和高温-中温两相厌氧消化(TPAD)的沙门氏菌含量均低于检测限.沙门氏菌的杀灭速率常数排序为65℃+MAD>TAD>TPAD> MAD.结果显示高温对病原菌的灭活效果显著增加,高温短时预处理使得杀灭速率明显加快.TAD和TPAD的污泥VBNC沙门氏菌数量高于MAD和65℃+MAD 2个数量级,表明长时间的高温厌氧消化易导致沙门氏菌进入VBNC状态.消化污泥经过离心脱水后会出现沙门氏菌数量增加的现象,MAD、65℃+MAD、TAD和TPAD的消化污泥中沙门氏菌分别增加了1.1、2.4、3.7和2.5个数量级.但其中VBNC状态的沙门氏菌数量明显降低了1~3个数量级,表明消化后污泥中部分VBNC沙门氏菌在离心脱水过程中复活并生长,使得MPN检测得到的可培养沙门氏菌数量增加,初步解释了消化污泥经离心脱水后的病原菌再生长现象.消化污泥中沙门氏菌数量在室温放置过程中会进一步下降.     

四氢呋喃对贴沙河水pH、溶解氧及微生物的影响

四氢呋喃是一种应用非常广泛的工业有机溶剂和中间体,但因其高水溶性和难生物降解性,使得四氢呋喃极容易进入水体和土壤中,造成环境污染。由于水具有流动性,污染物易随水体扩散,因此考察四氢呋喃对于水质的影响更显紧迫。选择了杭州市饮用水源——贴沙河作为考察对象,测定不同浓度四氢呋喃引起的贴沙河水短期和长期pH、溶解氧及可培养微生物数量这3个重要水质指标的变化,研究四氢呋喃对水体可能造成的影响。结果经过统计分析发现,四氢呋喃的添加使得水体pH随其浓度增加而显著上升;与空白对照相比,四氢呋喃使水体中微生物数量显著下降,但在实验设定不同浓度之间差异性不显著;四氢呋喃对河水溶解氧的影响不显著。     

可培养细菌多样性及抗辐射-抗氧化相关性特征——以库姆塔格沙漠东缘为例

对库姆塔格沙漠东缘可培养细菌进行系统发育学多样性研究的基础上,对菌株的抗辐射和抗氧化能力进行筛选,利用辐射或氧化胁迫后细菌的存活率进行二者耦联关系的研究.研究表明,pH值、TOC和TN是影响库姆塔格沙漠东缘中可培养细菌群落结构的主要因素;分离出的105株细菌分别归属于放线菌门（Actinobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）,在可培养细菌数量（9.96×10⁵CFU/g）和物种丰富度（9个属共72株菌）方面放线菌门均为最优势的门;除拟杆菌门以外,归属于放线菌门、厚壁菌门和变形菌门的可培养细菌中都筛选出了兼具抗辐射-抗氧化的菌株.通过抗辐射抗氧化性能研究表明可培养细菌的抗辐射能力与抗氧化能力具有一定的正相关性;UV-C辐照强度的D₁₀（致死率为10%）剂量高于100J/m²的菌株占可培养细菌总数的21.3%,过氧化氢耐受浓度的D₁₀剂量高于10mmol/L的菌株占70.2%,其中放线菌门的3株细菌K4-10、K5-3和K2-40兼具有很强的抗辐射和抗氧化能力.