天然红树林土壤微生物大片段宏基因组文库的构建

采用改良及优化后的原位裂解法提取红树林土壤环境DNA,通过脉冲场电泳图谱显示所得DNA片段主要集中于23～50 kbp范围, 表明大片段DNA在总DNA中的比率明显提高; 对改良后的原位裂解提取法与不同DNA纯化方法的组合进行比较分析, 确定电洗脱为最佳纯化方法; 运用改良后的原位裂解提取法与电洗脱纯化法联用实验方案,构建了4个季节天然红树林土壤Cosmid宏基因组文库. 随机挑取克隆子,提取质粒后经BamHI酶切验证, 平均插入片段均大于35 kbp,且片段类型各不相同, 推测该文库至少包含了335 Mbp潮间带微生物基因组信息. 该方法的建立使得开发红树林湿地生态系统的特色微生物资源成为可能, 并为探索其它生境的未培养微生物资源提供借鉴.     

宏基因组研究及其应用研究进展

传统的微生物培养方法损失了近乎99%的微生物资源,而宏基因组研究能够直接从环境中提取全部微生物基因组DNA,通过构建宏基因组文库并结合适当的筛选方法,得到目的基因及其表达蛋白,该研究能够最大限度地开发微生物的序列空间。文章简要概述了宏基因组研究的产生、原理及其在生态学方面的发展和对新基因资源的开发和利用。     

环境宏基因组学技术的主要瓶颈及发展

从环境宏基因组文库的构建及筛选两方面分析了环境宏基因组学技术所存的主要瓶颈,综述了针对主要瓶颈而发展的最新环境宏基因组学技术,展望了环境宏基因组学技术在微生物生态学基础研究及生物技术应用研究领域的发展方向.     

植物修复技术在土壤污染治理中的应用

为了降低重金属对土壤的污染与危害,介绍了土壤污染治理修复技术,包括化学物理修复技术,物理修复技术,生物修复技术。分析了植物修复技术及其优劣势,提出了其在土壤污染治理中的应用策略：可施肥促进植物生长,提升植物生物量,改善土壤性质;选择最适合的植物,利用现代生物技术改造生物,添加螯合剂,使其与重金属结合;调节根际微环境,改善植物对重金属的吸收和转化,将重金属转化为无毒且易于吸收的形式。     

宏基因组揭示紫色土中邻苯二甲酸酯去除的微生物学机制

邻苯二甲酸酯具有内分泌干扰特性,在环境中持久存在,其去除机制备受关注.为探究邻苯二甲酸酯在紫色农田土壤中的去除机制、关键微生物及功能基因,以邻苯二甲酸二正丁酯（DBP）和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）为目标污染物,分别设置含量为0、5、10和20 mg·kg^-1的单一污染土壤,避光培养90 d,利用宏基因组技术探究其去除的微生物生态学机制.结果表明,DBP和DEHP在土壤中的降解动态均符合一级动力学降解模型,半衰期介于17.0~38.2 d之间,5 mg·kg^-1的DBP降解速率最快,依次快于10 mg·kg^-1的DEHP、5 mg·kg^-1的DBP、5 mg·kg^-1的DEHP以及20 mg·kg^-1的DBP和DEHP.第7 d和15 d的土壤样品间细菌群落结构存在显著差异,放线菌门相对丰度随时间不断提升,且与DBP或DEHP半衰期呈反比.物种共现网络分析筛选出变形菌门的Pandoraea属为群落中的关键物种,可以用来指示DBP和DEHP污染程度.KEGG功能注释结果表明,Pandoraea在群落中负责酯键水解、苯甲酸降解、群体感应、ABC转运和双组分系统等功能,可以促进邻苯二甲酸酯上下游降解、细胞通讯和其它降解菌的生长繁殖,以此维持群落结构的稳定.由此可见,紫色土中,DBP和DEHP的去除效率取决于初始含量和自身性质,放线菌门的细菌在降解中扮演重要角色,Pandoraea在促进邻苯二甲酸酯降解和调节降解菌群结构和功能的稳定中均发挥关键作用.     

土壤污染修复技术及其应用分析

随着我国国民环保意识的增强,人们对生态环境的保护也越来越重视。土壤是农业发展基础,也是重要的自然资源。土壤如果大面积被污染,那么造成的后果是非常严重的,文章对我国常见的几种土壤污染修复技术进行分析,希望可以为土壤的生态环境保护及污染的管理工作提出一些参考。     

基于宏基因组与宏转录组分析石化废水生物处理系统脱氮功能菌群

石化行业是我国的支柱产业,长期以来,石化废水处理一直是水污染治理领域的重难点,阻碍了石化行业高质量可持续的发展.由于石化企业和园区多临河或临海而建,其废水排放易造成流域性或区域性水生态风险,尤其石化废水中的氮素污染,严重威胁了水生态安全及人民群众身体健康.因此,从上海某化工区的某条石化废水A/O脱氮工艺线中采集了污泥样品,通过宏基因组和宏转录组对比分析了出水水质稳定时期与出水水质波动时期的不同污泥中微生物的群落结构,脱氮菌群的功能特征和关键的氮代谢途径.结果表明,工艺的氨氧化功能易波动,而亚氮和硝氮的去除相对稳定.菌群研究发现该A/O工艺主体脱氮途径为硝化-反硝化脱氮途径,未发现工艺内有厌氧氨氧化相关基因片段.体系脱氮关键功能基因中约有90%与反硝化作用相关,只有约0.17%的基因参与了硝化过程中氨氮的转化.进一步研究发现,氨氧化功能菌在工艺中丰度极低且结构单一,主要的氨氧化功能菌属是Nitrosomonas.这可能是工艺线出水氨氮浓度易波动的主要原因.     

在土壤污染治理中生物修复技术的运用探讨

自改革开放以来,我国国民经济得到了较为快速的发展,但与此同时也带来了较为严重的环境污染问题。尤其是近年来我国城市化建设进程深入推进,土壤盐碱化、重金属污染、耕地面积锐减等土壤污染问题越发严重与凸显。因此,加强土壤治理已然进入了较为迫切与严峻的局面。在土壤污染治理过程中,生物修复技术的应用发挥着极为重要的作用。基于此,文章对土壤质量过程中生物修复技术的运用及其相关进行了分析、探讨,希望能够为相关部门、人员提供有益参考。     

土壤污染修复技术及土壤生态保护策略

随着社会的进步和国民经济的发展,国民环保意识逐渐增强,对生态保护的关注度越来越高.土壤是工农业发展和人类生存的重要物质基础,土壤污染对人类生产及生活活动的影响不言而喻.文章首先探讨了几种常见的土壤污染修复技术,继而分析了土壤生态保护及污染管理策略.     

微生物修复在煤矿区水处理中的应用

在煤矿区因生产和生活等各种原因,水环境受到了一定的污染,很多指标都超出了国家饮用水标准,威胁到矿区周围居民的生活.利用微生物修复技术处理受污染的水,可以很好的解决这种问题,而且具有成本低、效率高等特点.     

土壤中石油污染物微生物降解过程中各石油烃组分的演变规律

设计了一组实验，将7个石油烃生物降解的主要影响因素迫近在预实验中所得的最佳水平上，探索了石油烃中正构烷烃、异构烷烃、环烷烃、烯烃等不同组分在生物修复过程中各自的降解模式和降解速度。研究发现：碳数的多少是影响石油烃组分降解速度的最大因素；C23烷的降解速度近似于石油烃的总体降解速度；碳数越大，降解越难进行；当碳数相同时，不同类石油烃组分的降解速度由其官能团所决定。     

高效石油降解菌的筛选及石油污染土壤生物修复特性的研究

从陕北石油污染土壤中富集分离、优选出7株菌株,并进一步研究了7株菌的生理生化特性.菌株鉴定结果表明,SY21为不动细菌属,SY22为奈瑟氏球菌属,SY23为邻单胞菌属、SY24为黄单胞菌属、SY42为动胶菌属、SY43为黄杆菌属、SY44为假单胞菌属.7株菌的降油试验结果表明,降解8d后,加菌试样的石油烃降解率均达到80%左右,7株菌的石油烃降解速率高于目前已有的报道.接种量越大,石油菌数量越多,石油烃降解率随接种量的增加而提高.采用SY43和SY23菌株对土壤进行生物修复,试验结果表明,投加高效菌株SY43和SY23均可在较短的时间内将土壤中的石油污染物去除,去除率可达88.4%和73.4%,其中菌株SY43的修复效果优于SY23.     

产生物表面活性剂耐盐菌的筛选鉴定及其对石油污染盐渍化土壤的修复作用

为得到高效产生物表面活性剂耐盐菌,从黄河三角洲石油污染盐渍化土壤中分离出41株细菌,经测定发酵液排油活性、表面张力和乳化值（EI24）,得到1株高效产生物表面活性剂耐盐菌BF40.通过形态、生理生化特征和16S rDNA序列分析,确定该菌为沙雷氏菌（Serratia sp.）.通过液体培养试验,研究了BF40的耐盐特性和降解原油能力,并通过室内土壤培养试验研究了BF40及其产生的生物表面活性剂对石油污染盐渍化土壤的修复作用.结果表明,在含5~70 g·L^-1NaCl液体培养基中BF40生长良好,属中度耐盐菌.BF40能有效利用原油,在含10 g·L^-1NaCl液体培养基中培养7d,原油降解率达到56.7%.添加BF40产生的生物表面活性剂或接入BF40能明显促进盐渍化土壤石油烃的降解,修复60 d,土壤石油去除率与对照相比分别提高了24.6%和13.4%.接种BF40能降低土壤溶液表面张力,明显提高土壤脱氢酶活性,更能有效促进沥青质降解.添加生物表面活性剂土壤脱氢酶活性与对照相比没有显著差异,但更能有效降低土壤溶液表面张力,促进饱和烃降解,表明接种BF40和添加生物表面活性剂可能对促进石油污染盐渍化土壤的生物修复存在不同作用机制.     

生物修复石油污染盐碱土壤小试模拟系统中土壤性质与微生物特性变化

利用生物刺激(BS)、生物刺激+生物强化(BS+BA)2种方案修复石油污染盐碱土壤,考察了不同处理小试模拟系统中石油烃及16种多环芳烃(PAHs)的降解率、土壤pH值、表面张力、脱氢酶活性和微生物群落结构的变化.结果表明:腐殖酸、诺沃肥和生物有机钙等土壤改良剂及营养盐的加入使土壤盐碱环境得到明显改善,pH值由8.1~8.2降低至7.6~7.8,并随着酸性代谢产物的累积降低至6.6~7.0.随着微生物活动BS+BA与BS处理土壤溶液表面张力分别由72.2,71.8mN/m降低到64.9,67.2mN/m,提高了石油烃的生物可利用性.对比2组小试系统,BS+BA处理修复效果更加显著,对石油烃、总PAHs的降解率可达到50.8%,69.2%,而BS处理为40.5%和61.2%.其中添加菌剂对5~6环PAHs的去除效果明显.不同修复策略对土壤微生物有显著影响,表现为土壤脱氢酶活性及微生物群落结构的动态变化.     

H_2O_2在石油污染土壤微生物治理过程中的作用

为探讨缩短石油污染土壤微生物治理过程的有效途径，采用生物泥浆法，系统地研究了Ｈ２Ｏ２对土壤中烃类污染物微生物降解速度的影响。结果表明，Ｈ２Ｏ２既可直接氧化一部分烃类污染物，又可为微生物的氧化过程提供充足的电子受体，强化它们对烃类污染物的氧化降解作用，通过添加适量的Ｈ２Ｏ２，使土样中石油污染物的去除率增加了近３倍     

石油污染土壤原位生物修复强化技术研究进展

因石油污染物的性质及土壤环境条件限制,石油污染土壤中的石油降解微生物普遍存在数量偏少和活性不足的问题,导致其自然净化能力较低,且速度缓慢。多种原位强化技术可提高石油降解微生物的降解能力,主要包括生物投加法、生物刺激法、生物通风法及微生物燃料电池等。生物投加法主要包括高效微生物、固定化微生物及植物-微生物的投加等方法;生物刺激法主要包括营养物质、生物表面活性剂、共代谢生长基质、电子受体的投加等方法。系统分析了各原位生物修复强化技术的作用机理及研究、应用现状,在此基础上提出了电动-微生物联合修复技术、微生物燃料电池-微生物联合修复技术及固定化材料纳米粒子的应用是原位生物修复强化技术未来的研究方向。     

石油污染土壤微生物修复过程中植物毒性变化规律

植物幼苗生长发育和叶片的生化指标能综合反映土壤石油污染的程度及其生态毒性的强弱.为探究植物对石油污染土壤生态毒性的指示效果和污染土壤在生物修复过程中毒性的变化规律,本研究采用3株对石油烃具有良好降解效果的降解菌构建混合菌体系,开展石油污染土壤模拟微生物修复实验.文章考察了5种典型植物指示不同修复时期土壤生态毒性强弱的可行性与敏感性,并进一步从生态学角度揭示修复过程中石油污染土壤生态毒性的变化规律.结果表明,小麦和萝卜相对于莴苣、黑麦草和小青菜而言,更适宜作为石油污染土壤的指示生物.石油污染土壤的生态毒性随着微生物修复过程的进行呈先上升后下降的趋势,石油污染土壤生态毒性在修复的第8 d达到最大.不同的供试植物对石油污染的响应存在一定的差异.小麦和萝卜的生长发育指标能较为敏感地指示石油污染土壤在微生物修复过程中的生态毒性,可作为石油污染土壤微生物修复效果的指示生物.     

氧气条件对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响

通过对比不同氧气条件下矿化垃圾修复石油污染土壤的效果、降解产物、生态毒性、酶活性和微生物群落,分析了氧气条件对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响.结果表明,添加矿化垃圾在厌氧、好氧和厌氧-好氧3种氧气条件下对微生物修复石油污染土壤都有较好的强化效果.修复的最佳氧气条件为好氧,好氧修复后土壤总石油烃(TPH)去除率最高,土壤...     

氯嘧磺隆降解菌的筛选及对污染土壤的生物修复

采用富集培养方法从江苏某激素研究所污水处理池排污口污泥中分离得到1株氯嘧磺隆降解菌,经菌株形态学特征和26S rDNA序列分析,鉴定为胶红酵母菌（Rhodotorula mucilaginosa ）.经降解条件优化,菌株对含100mg/L氯嘧磺隆的无机盐培养基中氯嘧磺隆的最佳降解条件为：接种量2.5%,培养温度28℃,pH 6.0,培养5d后降解率为87.33%;在氯嘧磺隆初始浓度为10mg/kg（干土）的模拟污染土壤中,菌株最佳降解条件为：接种量2.5%,温度25℃,pH 6.0,土壤含水量30%,静息培养30d后降解率为90.74%.土壤修复实验结果表明,施加胶红酵母菌后减轻了氯嘧磺隆对小麦幼苗的药害,在氯嘧磺隆浓度为10mg/kg的土壤中投加降解菌后,小麦的出苗率、株高、根长及鲜重均明显高于未投加降解菌的对照组（P < 0.05）.     

Enhanced bioremediation of oil contaminated soil by graded modified Fenton oxidation

The fraction of oil (C₁₀-C₄₀) became more biodegradable after graded modified Fenton’s oxidation, therefore, it can be considered a mild pre-treatment method to obtain more effective bioremediation for oil contaminated soil.