甲基对硫磷长期污染对土壤微生物的生态效应

研究了有机磷农药甲基对硫磷长期污染对土壤微生物的影响,结果表明:污染土壤中细菌、放线菌、真菌数量变化不大,自生固氮菌和反硝化细菌数量减少,氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌数量有所增加;与对照土壤相比,污染土壤呼吸作用下降29.93%,而氨化作用和硝化作用则增强。1g对照土壤(以干土计)中微生物总DNA提取量为(13.01±1.91)μg,污染土壤中则为(12.23±1.36)μg。     

硝化作用微生物的分子生物学研究进展

回顾了硝化作用微生物的分子生物学研究进展 ,主要介绍了硝化作用微生物的种类 ,包括氨氧化菌、亚硝酸氧化菌、异养氨氧化菌和厌氧氨氧化菌 .这些微生物的系统发育分析表明亚硝化菌的系统发育相对简单 ,而硝化细菌则要复杂许多 .还介绍了在硝化作用微生物生态学研究中应用的分子生物学技术 ,如PCR、变性梯度胶电泳 (DGGE)、原位荧光杂交 (FISH)等 ,以及不同类群细菌中与硝化作用相关的酶类及其基因 .文章的最后还提出了一些研究展望 .图 3参 35     

中药三黄汤、小檗碱对E.coli生长抑制作用与庆大霉素的比较

庆大霉素对E．coli的抑菌作用强，试管稀释法、琼脂稀释法和平板抑菌圈法抑菌试验得到一致的MIC(3-5μg／mL)；三黄汤、小檗碱抑菌作用弱而稳定，试管稀释法测得的MIC分别为500mg／mL和2．5mg/mL，而用平板抑菌圈法得不到明显的抑菌圈．在亚MIC药物液体分批培养时，庆大霉素抑菌曲线起初2h迅速下降，而后回升到初始浓度，而三黄汤抑菌曲线平缓稳定，说明中药和抗生素的抑菌机制明显不同．庆大霉素与小檗碱混合使用时，与庆大霉素单独使用相近，而与三黄混合使用时，则主要表现三黄汤的抑菌作用．因此中西药结合时需要慎用．在接近MIC药物培养基中连续传代20次后，庆大霉素MIC提高8倍多，而三黄汤和小檗碱MIC无显著变化，无抗药性产生，也不产生对庆大霉素的交叉抗药性．研究结果还表明，在1／4MIC三黄汤中连续传代20次，能消除E.coli已形成的庆大霉素抗性，这为解决抗生素抗药性提供了线索．图4参23     

沣河水系脱氮微生物群落结构研究

河流水体氮素的超负荷不仅破坏了水体生态环境,也严重威胁着人类的生存和发展.水体中有机氮、无机氮（氨氮、亚硝氮、硝氮）和分子氮之间的转化（氮循环）有赖于水体中大量的氮循环微生物（固氮细菌、硝化细菌和反硝化细菌）,然而这些氮循环微生物的生长繁殖也受到包括氮素的形态和浓度在内的多种环境因子的影响,这些因素也通过影响氮循环微生物的生长繁殖进而使得水体中氮素的转化速率发生变化,对水体氮污染的防治有不可忽视的作用.本研究通过在沣河设置不同的研究断面,采集水体样品,进行水质分析,并通过现代分子生物学技术（PCR-DGGE）方法对研究断面水体中氮循环微生物（固氮细菌、硝化细菌和反硝化细菌）的群落结构进行分析.再通过统计学软件对所得分子生物学信息与水质环境因子的相关性进行统计学分析,发现沣河水体中氮循环微生物群落结构受到多种环境因子共同影响,且在枯水期和丰水期表现出不同的特征.在丰水期沣河水体中,硝化细菌群落在中游表现出较高的多样性和丰富性,这与沣河中上游农业COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）氨氮及有机氮污染物排放量较大,沣河水体DO（溶解氧）高有关.水体中的氨氮、亚硝氮、温度的增加是促进水体中硝化细菌的均匀性和丰富度的增高的主要因子,而pH 值的升高,使得水体中硝化细菌的均匀性和丰富度降低.反硝化微生物在中游和下游的多样性和丰富度较高,与有机物及硝酸盐含量相关.水体中的BOD、COD、TP（总磷）、硝氮的增加是促进水体中反硝化细菌的均匀性和丰富度的增高主要相关因子,而DO 的增多则会对部分反硝化细菌产生不利影响,使得水体中反硝化细菌的均匀性和丰富度降低.本研究结果为沣河以及其他河流的污染控制以及基于微生物的生态修复提供了科?     

硝化作用作为生态毒性指标评价土壤重金属污染生态风险

土壤质量评价基准的确立是土壤污染研究的重要方向.目前评价重金属对土壤微生物生态风险的终点指标主要有土壤生物量、土壤呼吸、酶活性、硝化作用和固氮等.解决土壤中的重金属污染是环境领域的重大课题,评价和确定一个能较早预知重金属毒性的敏感指标则具有重要意义.硝化作用因其对重金属污染的敏感性及在全球氮循环中的重要作用,在评价土壤重金属毒性研究中具有广泛的应用.在总结国内外相关研究基础上,对硝化作用的机制、影响因素以及在指示环境变化中的作用及局限性等方面进行了综述.     

磺胺类兽药对土壤微生物数量的影响

采用室内培养的方法,研究磺胺类兽药(磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲噁唑)污染对土壤微生物数量(细菌、真菌、放线菌、固氮菌、兼气性固氮菌、硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌及氨化细菌)的影响.结果表明,磺胺类兽药对土壤细菌数量有一定的激活作用,其最大激活率在700%以上.兽药对土壤真菌数量的影响主要呈现抑制作用,其最高抑制率为92.9%.兽药对土壤放线菌数量有一定的抑制作用,对土壤固氮菌数量则有一定的激活作用.兽药对土壤兼气性固氮菌数量的影响表现为较低浓度时(10 mg.kg-1)抑制,而较高浓度时(50 mg.kg-1)则激活.兽药对土壤硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌及氨化细菌有一定的激活作用,其中对硝化细菌的最大激活率可达1000%以上.     

植物挥发性物质成分分析及抑菌作用研究

对植物挥发性物质的化学成分及其抵抗微生物的能力以及与生态学相关可能产生的增效作用进行了研究。通过采用活体采气法收集20种园林植物的挥发性物质,利用气质联用仪测定物质成分结果,再进一步做抑菌作用研究。根据测定结果,实验最终确定的抑菌化学成分有:间羟基苯甲酸(m-hydroxybenzoic acid),水杨酸甲酯(methyl salicylate),邻苯二酚(catechol),乙酸(acetic acid),乙醚(acetaldehyde),丙烯酸(acrylic acid),乙硫醚(diethyl sulphide),莰酮-〔2〕(camphanone-2),莰醇-〔2〕(borneol-2)。同时,采用纸片扩散法和MIC(最小抑菌浓度)法对药品进行抑菌实验。结果表明:莰酮-〔2〕(樟脑)的抑菌效果最显著也最全面,水杨酸甲酯的抑菌效果最不显著也最不全面。丙烯酸、邻苯二酚、莰酮—[2]的最佳抑制细菌是金黄色葡萄球菌和酵母菌,质量浓度为0.156×10-3 mg.L-1时即可有效抑制这些微生物的繁殖,可根据这一特点,在医疗、食品中加以运用。从环境生态学角度看,在某些以空气传播的流行性疾病的多发地,特别是在呼吸道疾病曼延的地区,多栽种一些抑菌作用较强的植物(如银杏、香樟、枫香、海桐等),对疾病的控制有很强的现实意义。     

水体中抗生素污染现状及其对氮转化过程的影响研究进展

近年来，抗生素引起的环境污染和生态风险备受关注.作为抗生素最重要的归宿地之一，自然水体中的抗生素污染日益加剧.逐渐累积的抗生素给水生生态系统带来风险，并会改变微生物群落的结构和功能，已成为水体中物质循环过程的重要影响因子.该文总结了我国河流和湖泊中抗生素的污染现状及其对水生生态系统产生的风险，综述了抗生素对水体中微生物群落以及硝化、反硝化和厌氧氨氧化等氮转化过程的影响.我国主要河流和湖泊中均有抗生素检出，类型包括磺胺类、四环素类、喹诺酮类和大环内酯类等，不同水体中抗生素的污染类型及浓度差异显著.目前，有关抗生素给水生生态系统造成的生态风险和对微生物群落的影响研究较多，而抗生素抗性基因在水环境中的传播扩散机制还需要更全面和深入的探索.抗生素可以通过改变氮循环功能微生物、酶活性和功能基因等影响水体中氮转化过程.对反硝化过程主要表现为抑制作用，对硝化过程的影响与其浓度和类型有关，而对厌氧氨氧化和硝酸盐异化还原为铵过程的影响研究相对匮乏.后续研究中还应探索水动力，盐度，水深和氧化还原梯度等典型水环境条件下，氮转化过程对抗生素的响应，为全面揭示抗生素对水体氮转化过程的影响提供依据.     

水-土壤体系反硝化作用模拟研究

本文设计4组模拟实验,研究不同条件下硝酸盐在水-土壤体系中的反硝化作用。实验结果说明,微生物在反硝化作用中起主要作用,反硝化速度与有机质含量呈对数正相关。30℃比15℃更有利于反硝化作用,恒温30℃厌氧培养96小时,可将120毫克/升的NO_3~--N去除80％,在浸泡或厌氧培养反硝化过程,NO_2~--N的最高浓度可达2—9毫克/升,但持续时间不长,3—6天即可降至土壤本底值。     

转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响

设置非转基因抗虫棉棉田以及分别种植7和10 a转Bt基因抗虫棉的棉田3个处理,于2007--2008年棉花苗期、蕾期、花铃期和吐絮期采样测定了土壤中5个微生物种类的数量,以监测长期种植转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响.结果表明,3种类型棉田土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量以及微生物多样性指数在整个棉花生长期内变化趋势基本一致,其中,在棉花蕾期各种微生物数量达到高峰.与种植非转基因抗虫棉相比,不同种植年限转Bt基因抗虫棉对土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量和微生物多样性指数都无显著影响,但随着采样时间的不同,3种类型棉田土壤各类微生物数量和多样性指数都呈明显季节变化.     

养殖水体复合功能菌的分离及其性能

针对养殖水体中因氨态氮、硫化氢和小分子有机酸富营养化引起的污染问题,分离筛选出硝化细菌、反硝化细菌、光合细菌、硫化细菌和生物絮凝菌等具有不同生理功能的污染物治理菌株,经优化配伍制备出性能优良的复合功能菌,结果表明:硝化细菌对氨态氮的去除率达97.8%,亚硝态氮的去除率达95.7%,反硝化细菌对硝态氮的去除率为96.4%,光合细菌和硫化细菌对硫化氢的去除率为55%,微生物絮凝菌的絮凝效率为83%;复合功能菌对CODCr、NH4+-N,总氮、硫化物的去除率分别可达94.3%,89.6%,88.7%和71.3%。     

香叶醇联合柠檬醛体外抗MRSA的优化配比

通过体外抑菌实验研究香叶醇与柠檬醛联合使用抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin resistant Staphylococcus aureus,MRSA)的体外抑菌活性,并采用单纯形格子混料设计优化二者比例.采用微量稀释法测定香叶醇和柠檬醛对43株MRSA的最低抑菌浓度(Minimum inhibitory concentration,MIC)和最低杀菌浓度(Minimum bactericidal concentration,MBC),采用棋盘法测定香叶醇和柠檬醛联合用药时的分级抑菌浓度(Fractional inhibitory concentration,FIC),采用单纯形格子设计优化香叶醇和柠檬醛联合用药时的比例,并采用微量稀释法对最佳配比混合液的抗MRSA活性进行测定.结果显示:香叶醇的MIC值为0.34-0.67 mg/mL,柠檬醛的MIC值为0.66-42.23 mg/mL.二者联合使用时,以协同作用为主,占46.51%;其次为相加作用,占41.86%.单纯形格子设计优化的香叶醇和柠檬醛联合使用的最佳比例为香叶醇84.50%、柠檬醛15.50%.采用此配比测定香叶醇和柠檬醛混合液对43株MRSA的MIC值,发现混合液MIC_(50)、MIC_(90)分别为0.25 mg/mL和0.44 mg/mL;与香叶醇单独使用相比,MIC_(50)和MIC_(90)分别约为单独使用时的1/2和2/3;与柠檬醛单独使用相比,MIC_(50)和MIC_(90)分别约为单独使用时的1/3和1/4.上述结果表明香叶醇与柠檬醛联合使用时可起到增敏的效果,且降低彼此的用量.(图2表5参31)     

仿生植物附着微生物膜对污染水体氮素迁移转化效能分析

通过室外及室内控制试验,研究5种常见填料作为原材料制成的仿生植物对污染水体氮素的去除性能,结果表明,仿生植物原材料的差异将直接影响其附着生物膜特性,其附着生物膜量、硝化强度、反硝化强度以及硝化细菌、反硝化细菌均表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料。水深对仿生植物附着生物膜亦有不同程度的影响,其中生物膜量随水深的增加并未表现出明显的分层效应,而生物膜硝化作用强度、硝化细菌随水深的增加逐渐降低,但生物膜反硝化作用强度、反硝化细菌则随水深的增加则呈现出逐渐增加的趋势。5种不同材质的仿生植物对水体TN、NH4＋-N、NO3--N具有较好的去除效果,去除率表现为：软性填料﹥组合填料﹥悬浮填料﹥立体弹性填料﹥半软性填料﹥对照系统。同时,仿生植物种植密度也影响其对水体氮素的去除效果,表现为CK〈7株·m-3〈13株·m-3〈20株·m-3,研究结果将为仿生植物的野外实际应用及我国城市重污染河道水质原位修复提供技术支持。     

人工湿地脱氮途径及其影响因素分析

简述了人工湿地脱氮模型。各种形态的氮在人工湿地系统中可以通过氨的挥发、植物吸收、介质沉淀吸附以及微生物硝化/反硝化作用等过程被去除。讨论了各脱氮途径对人工湿地脱氮的贡献,在大多数人工湿地的pH条件下,湿地地面氨挥发可以忽略,湿地植物叶片氨挥发量尚不清楚。湿地介质的直接吸附是短期的。植物在湿地脱氮过程中起了重要作用,但一般认为植物直接吸收和存储只占湿地脱氮的一小部分,一般低于30%。微生物的硝化/反硝化作用,是人工湿地脱氮的最主要的形式。讨论了影响人工湿地硝化作用的主要因素:溶解氧,pH和温度。大多数人工湿地的pH适合硝化作用,溶解氧和温度对湿地硝化作用的影响最大。温度不仅影响微生物的硝化作用,而且可以间接地影响植物的生长从而影响人工湿地的脱氮性能。     

连作茶树根际土壤酸度对土壤微生物的影响

为了解连作茶树根部土壤酸化对微生物生物量及区系的影响,以不同种植年限黄金桂茶树根际土壤为研究对象,分析茶树根际土壤p H值对土壤微生物量、微生物数量和微生物类群的影响以及土壤微生物对土壤酸度响应的敏感性趋势.结果显示,茶树根际土壤的微生物生物量碳、微生物呼吸强度、微生物生物量氮及细菌、放线菌、氨化细菌、亚硝酸细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌的数量随着茶树树龄的增加呈现下降趋势,且与茶树根际土壤p H值呈现极显著正相关(P0.01),而真菌、嫌气性纤维素分解菌、硫化细菌的数量呈现上升趋势,且与茶树根际土壤p H值呈现极显著正相关(P0.01).敏感性分析结果显示,不同微生物指标响应茶树根际土壤p H值变化的趋势为微生物呼吸强度(8.721 8)细菌(8.428 7)微生物量碳(7.955 2)硫化细菌(7.726 8)放线菌(5.780 0)真菌(4.740 8)嫌气性纤维素分解菌(4.065 0)氨化细菌(3.760 6)好气性自生固氮菌(2.368 3)反硝化细菌(2.340 6)微生物量氮(2.324 2)亚硝酸细菌(2.219 8)好气性纤维素分解菌(1.772 0).综上表明,茶树根际土壤酸化显著影响了土壤微生物数量变化,不同的微生物指标响应土壤酸度的敏感性存在一定差异.(图3表3参32)     

养殖场空气中E.coli磺胺类抗生素的抗性

本文从养殖场空气中分离出360株E.coli(大肠杆菌,Escherichia coli),应用肉汤微量稀释法和PCR方法,分离磺胺甲唑敏感菌株,检测抗生素抗性和抗性基因.在分离的E.coli中,对磺胺甲唑敏感菌株为95株(26.4%),有48株含有青霉素、氯霉素、四环素、环丙沙星、庆大霉素和利福平的抗性,而47株未含有抗性.其中,7株菌株含有1种抗生素抗性、11株菌株含有2种抗生素抗性、17株菌株含有3种抗生素抗性、6株菌株含有4种抗生素抗性、4株菌株含有5种抗生素抗性、3株菌株含有6种抗生素抗性.对抗生素的耐受能力依次为:氯霉素、青霉素、四环素、环丙沙星、庆大霉素、利福平.磺胺甲唑敏感菌株共检出163个抗性基因,sul1、int1、sul2、Int2、sul3检出数量依次为49、44、29、20和19;含一种、二种、三种、四种、五种抗性基因菌株分别为45、22、10、7、2;但有6株未检测出抗性基因.结果表明养殖场建场时间、抗生素使用、养殖规模等与抗生素抗性菌的抗性呈正相关;养殖场空气中分离的E.coli抗生素抗性较高,且具有多重抗性;抗生素抗性的表现型与其基因型之间出现不完全吻合现象.     

近地层臭氧浓度升高对稻田土壤氨氧化与反硝化细菌活性的影响

利用中国唯一的稻麦轮作臭氧FACE（free-air O3 concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高）试验平台,研究近地层臭氧浓度升高对稻田不同生育时期植株氮吸收量、土壤氮含量与脲酶活性、土壤氨氧化细菌与反硝化细菌数量以及成熟期土壤硝化与反硝化作用强度的影响。结果发现,臭氧浓度升高条件下,单株水稻（Oryza sativaL.）的氮吸收量趋于升高,土壤全氮含量趋于下降、脲酶活性趋于增强,在成熟期土壤全氮与对照相比平均下降9%,土壤脲酶活性与对照相比平均升高13%。在水稻整个生长季节,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均呈现出先增多后减少的趋势,且均在开花期达到峰值,但臭氧熏蒸土壤与对照相比趋于升高;在水稻成熟期,土壤中单个氨氧化细菌和反硝化细菌的活性均趋于下降,土壤硝化强度和反硝化强度与对照相比也平均下降17%和24%。结果表明,近地层臭氧浓度升高条件下,稻田土壤氮素转化因为水稻氮素吸收增强而加快,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的数量均趋于增多,但它们的生理代谢活性均趋于下降。     

功夫菊酯与镉复合污染对土壤微生物和镉生物可利用性的影响

为探讨菊酯类农药和镉复合污染对土壤微生物功能和镉生物有效性的影响,分析了功夫菊酯和镉单一及复合作用下土壤微生物碳、呼吸率和酶活性的变化;同时采用同位素标记和薄膜扩散梯度(diffusive gradients in thin-films,DGT)技术分析了土壤微生物群落抗性和镉的生物有效性。结果表明,镉在复合污染中起主导作用,但功夫菊酯与低浓度镉的复合作用可协同促进微生物活性;功夫菊酯能促进微生物群落对镉的抗性,提高镉的生物可利用性,并可能提高镉在植物中的累积。     

土壤环境中四环素类抗生素残留及抗性基因污染的研究进展(Tetracycline Residues and Tetracycline Resistance Gene Pollution in Soil: A Review)

近年来,致病菌耐药性的增加和扩散已成为全世界关注的热点问题,而人类医疗和畜禽养殖业抗生素的滥用正不断加剧这一问题.众多研究表明土壤环境作为一个巨大的抗性基因储存库,在抗性微生物和抗性基因的传播中起重要的作用,具有潜在的生态与健康风险.在总结国内外最新研究基础上,对土壤环境中典型抗生素-四环素类抗生素的主要污染源以及其在土壤中的基本环境行为等进行了分析,并探讨了土壤中四环素类抗性基因的来源、迁移和扩散及分子检测手段等问题.我国作为抗生素的生产和消费大国,抗生素污染问题较其他国家更为严重,而国内相关研究才刚刚起步,迫切需要开展有关环境中抗生素和抗生素抗性基因污染的系统研究.     

菲和铬(Ⅵ)单一及复合暴露对土壤微生物多样性的影响

有机物和重金属已成为我国土壤环境中常见的2类污染物质,二者间复合污染引起的土壤生态环境风险不容忽视。本研究以多环芳烃模式物菲和典型重金属铬(VI)作为受试物质,采用PCR-DGGE分子指纹图谱技术,探讨这2种污染物单一及复合暴露对土壤微生物群落多样性的影响,并选用主成分分析、聚类分析和戴斯系数3种算法对微生物群落相似性进行了比较。结果表明,在暴露实验第1天,菲单一暴露低浓度组中微生物群落相似性产生了极为明显的变化,而到第7天时,菲和铬(VI)单一暴露高浓度组均对微生物群落结构相似性产生最大程度的影响;采用香农指数法评价微生物群落的多样性,发现在暴露实验第7天,菲和铬(VI)单一暴露高浓度组对微生物群落多样性的影响比复合暴露高浓度组更强,二者复合暴露的相互作用方式表现为拮抗效应。本研究证明低浓度菲短期暴露的效应高于高浓度暴露结果,因而多环芳烃菲自身及其在复合暴露中所扮演的角色尤其值得关注。