基于pmoA基因的污泥干化芦苇床中甲烷氧化菌多样性分析

为了探讨污泥干化芦苇床稳定化污泥中甲烷氧化菌的多样性,利用PCR-DGGE技术分析了不同时期、不同于化床污泥中甲烷氧化菌群落的变化.通过DGGE图谱聚类分析发现,同一时期不同干化床污泥中甲烷氧化菌群落相似度较高;而同一干化床、不同时期污泥中的甲烷氧化菌群落有一定的差异.结果表明,污泥干化芦苇床中优势种属主要随芦苇生长时期和污泥稳定化时间延长而改变.基于序列和系统发育树分析,干化床污泥样品中主要的优势菌属是未培养的Ⅰ型甲烷氧化菌,表明有通气结构的芦苇床更能有效氧化甲烷,有利于减少甲烷的排放.     

芦苇床中古细菌的群落多样性分析

为了描述剩余污泥稳定化芦苇床系统中有机质矿化、甲烷排放及相关微生物多样性之间的内在关系,采用PCR-DGGE技术分析了不同芦苇床、不同季节的稳定化污泥中古细菌群落结构及其多样性。序列分析发现,与DGGE条带序列亲缘关系最近的种属为未培养古细菌和未培养产甲烷古细菌。古细菌群落结构呈季节性变化,且同一季节不同芦苇床的群落结构存在一定差异。具有通气结构芦苇床的剩余污泥中产甲烷古细菌的丰度较低,同时甲烷排放量也较低,因此设置通气结构的芦苇床设计更合理。     

污泥比表面积对蚯蚓堆肥系统中细菌群落组成及多样性的影响

城镇污泥蚯蚓堆肥属于好氧堆肥范畴,污泥复氧能力是制约其堆肥效率的一个重要因素.污泥团粒尺寸不同,其比表面积不同,与氧接触的面积不同,降解效率也会有所差异.将城镇污泥制成5 mm和14.5 mm的粒状,比表面积分别为 1.98×10-3m2/g、0.68×10-3 m2/g,进行历时60 d的蚯蚓堆肥试验,探讨污泥与氧接触面积差异对细菌群落组成及多样性的影响.结果表明:在城镇污泥蚯蚓堆肥系统中,增大污泥比表面积能加速氨化和提前硝化进程,使污泥有机质降解程度更高,矿化速度更快;污泥比表面积大,微生物物种多样性低,优势度和均匀度高;拟杆菌门(Bacte-roidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacte-ria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、绿菌门(Chlorobi)是受比表面积影响的主要细菌门类;污泥比表面积大,能分解纤维素的细菌菌门相对丰度占比高,与理化性质有显著相关性的细菌菌属种类多.     

平朔安太堡矿区复垦地土壤微生物与土壤性质关系的研究

调查安太堡大型露天矿区西排土场植被恢复与土壤微生物的关系.结果表明,土壤中微生物量与土壤中的水分、速效磷、土壤有机质、有效性氮和海拔高度有明显的关系.麦地、林地、草地的土壤中呈现出:细菌》放线菌》固氮菌》霉菌;撂荒地呈现为:细菌》放线菌》霉菌》固氮菌;裸地呈现出:细菌》放线菌》霉菌.细菌、放线菌和霉菌呈现麦地最高,裸地最低,固氮菌为林地高于其他样地.在撂荒地和裸地中,细菌占微生物总量的一半以上.麦地、林地、草地、撂荒地中的各种菌、速效磷、土壤有机质、有效性氮含量明显高于裸地中的含量.微生物总量和样地的海拔、样地土壤的含水率有明显的关系,土壤中的含水量直接影响微生物总量.微生物总量与速效磷含量和有机质含量成正比,有机质含量与有效性氮含量成正比.细菌与海拔呈极显著负相关,与其他几种养分指标呈极显著正相关,放线菌与海拔和速效磷呈极显著相关,与其他指标相关性不显著,固氮菌与几种养分指标相关性均不显著.按全国土壤养分划分标准,安太堡大型露天矿区复垦地等级不高,还需要用科学的方法加快复垦区土壤的恢复.     

pH值对剩余污泥有机物溶出和菌群结构的影响

碳源不足是制约生物脱氮除磷效果的重要因素,对剩余污泥进行厌氧发酵处理可获取污泥内碳源,而pH值是影响污泥发酵产酸的关键因素。以城市污水处理厂剩余污泥为研究对象,采用批次试验考察了pH值分别为3、5、7、9、10、11时剩余污泥厌氧发酵过程中有机物的溶出情况,并利用高通量测序技术对强酸和强碱环境下的发酵污泥进行细菌群落结构分析。结果表明,pH值影响剩余污泥厌氧发酵过程中有机物的溶出和发酵体系的细菌群落结构。碱性条件下污泥破解率和有机物溶出率均高于酸性和中性条件,pH=10是厌氧发酵产酸的最适pH值条件,发酵10 d时的VFAs质量浓度最高为166.23 mg/L,且以异丁酸为主。高通量测序结果显示,pH=3和pH=10时的优势菌门均为Proteobacteria、Chloroflexi、Firmicutes和Bacteroidetes,pH=3时的微生物群落结构的丰度和多样性均高于pH=10时,但pH=10时的发酵污泥中水解酸化菌的丰度更高,因此可促进有机酸的积累,优势度最高的门为Firmicutes,其次为Chloroflexi。     

污泥干化芦苇床中芦苇内生菌群多样性研究

以污泥干化芦苇床中芦苇内生菌的多样性作为主要研究对象,结合16S rDNA高通量测序技术与PCR-DGGE技术,对污泥干化芦苇床和天然湿地中污泥菌群及芦苇内生菌群多样性进行了比较分析。结果表明,污泥干化芦苇床芦苇内生菌的细菌类群包含了20门、30纲、73目、152科、467属、1 167种细菌。其中变形菌门(65.6%)和拟杆菌门(25.5%)占绝对优势,γ-变形菌纲是丰度最高的纲,占总数的43.4%;排前20位的优势菌种相对百分比之和为46.5%,分属于所对应的18个属、12科、10目、6纲、3门。DGGE分析表明,污泥干化芦苇床中的污泥和芦苇内生菌优势菌群的种类与天然湿地相比差异显著;同时由于污泥的影响,芦苇内生菌群种类也发生了较为明显的变化。     

二氧化碳入侵土壤包气带对微生物群落的影响

为探讨地质封存CO_2泄漏对土壤微生态环境的影响,以中国青海省西宁市平安县三合镇天然CO_2泄漏试验场土壤为研究对象,采用活菌计数法测定不同物质的量比CO_2试验区土壤微生物的菌落数目,应用PCR-DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)和16S r DNA文库技术对样品的细菌和真菌群落结构及遗传多样性进行分析。结果表明:当CO_2物质的量比由600μmol/mol增加到23 000μmol/mol时,土壤细菌、真菌数量明显增加,而放线菌数量显著减少;各试验区细菌和真菌多样性指数(H)、丰度(S)有所不同,土壤真菌多样性变化高于细菌;高物质的量比CO_2对真菌Geomyces sp.、根瘤菌unclassified_Rhizobiales等菌群的生长产生刺激作用,但对unclassified-Actinobacteria(放线菌群)、Sphingomonas sp.(鞘氨醇单胞菌属)等菌群的生长有抑制作用;3 010μmol/mol CO_2对真菌Ascomycota sp.(子囊菌门)、Phoma medicaginis(茎点霉)产生了较强的毒性,使之不能正常生长繁殖。研究表明:高物质的量比CO_2入侵土壤包气带对微生物群落多样性影响较大,主要表现为原有细菌、真菌数量的丰富或被削弱,或部分物种的消失及新物种的出现,但其主要建群种未变;对根瘤菌等菌群生长的刺激作用可能使土壤固氮能力提高;不同物质的量比CO_2入侵下土壤细菌群落相似性系数远大于真菌,即真菌对CO_2胁迫表现更为敏感,真菌Ascomycota sp.及Phoma medicaginis有望成为地质封存CO_2泄漏微生物监测与甄别的指示菌种。     

塔里木河中游不同水文条件下维管束植物物种多样性研究

根据塔里木河中游地区输水堤防有生态闸断面(乌斯满和阿其河断面)和无生态闸断面(沙子河断面)的地下水位、土壤养分以及植被的监测调查资料,分析了塔里木河中游河岸林水土空间分布特征及其特征与物种多样性的关系.结果表明,水分是影响该区域植物多样性的主导因子.由于生态闸的定期放水,乌斯满和阿其河断面水分条件明显好于沙子河断面,而不同断面间其他环境因子(土壤有机质、全氮、全磷、全钾、全盐含量和pH值)的差异不显著.草本植物多样性受水分的影响最为明显,其丰富度随土壤含水率的增加而增加,随地下水埋深的增加而减小.木本植物多样性受环境因子的影响不明显.群落物种的丰富度决定于草本植物的丰富度,同一断面,水分条件较好的近河道处物种丰富度并不高.距堤防100m的不同断面,乌斯满断面形成高丰富度与低均匀度组合的群落特征,沙子河断面则形成低丰富度与高均匀度组合的群落特征.输水堤防的修建明显影响塔里木河中游地区的土壤含水率,进而影响地表植被尤其是草本植物的物种多样性.生态闸的设置可以在一定程度上减少堤防建设引起的负面生态影响.     

池塘水体微生物群落代谢活性的动态变化及其与水质的关系

全程跟踪监测罗非鱼混养池塘的微生物群落代谢活性的动态变化,并分析了微生物群落代谢功能与水质之间的相互关系.结果表明,异养细菌数量和微生物群落代谢活性在各时间点无显著性差异(p＞0.05),9月和5月的代谢功能多样性指数均显著高于6月(p＜0.01),微生物群落对糖类及其衍生物、代谢中间产物及次生代谢物的平均利用率显著高于氨基酸及其衍生物、脂肪酸及脂类(p＜0.05).不同的微生物群落代谢指标与水质因子的相关性有所差异,其中,水体异养细菌数量与pH值和TOC呈显著负相关(p＜0.05);微生物群落代谢活性与PO43-呈极显著负相关(P＜0.01);群落代谢功能多样性与PO43-呈显著负相关,与NO2--N呈显著正相关(p＜0.05).微生物群落对糖类及其衍生物、脂肪酸及脂类、代谢中间产物及次生代谢物等碳源的利用率均与PO43-呈显著的负相关关系,表明磷元素在微生物群落降解不同类型的碳源物质过程中具有重要作用.     

天童常绿阔叶林退化过程中土壤微生物主要类群变化特性研究

研究了浙江天童常绿阔叶林植被5个主要退化阶段土壤微生物主要类群数量分布特征.采用涂布平板法和MPN法(最大可能数法)进行三大微生物类群(细菌、放线菌和真菌)和氨化细菌等重要功能微生物的分析.测定时间为2003年7月和2004年2月.以考察常绿阔叶林退化过程中土壤微生物主要类群变化特性,为退化生态系统的恢复和重建提供基础研究.结果表明,从栲树林至灌木的5个主要退化阶段,0～20 cm土壤层中细菌较真菌和放线菌的数量分布占绝对优势.2003年7月和2004年2月细菌占三大微生物总数平均比例分别为73.4%和85.6%.土壤微生物总数的变化同土壤全氮、土壤有机质含量及土壤肥力综合指标的变化呈显著相关性.2003年7月和2004年2月土壤层氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌、硝化细菌四类主要微生物生理类群中,氨化细菌占绝对优势,占四类微生物生理类群的平均比例分别为98.3%和94.3%,在森林凋落物分解过程起重要作用.从栲树林至灌木林的5个退化阶段,三大微生物数量、微生物总量、四类主要微生物生理类群数量总体呈下降趋势,尤其以冬季变化趋势明显.2004年2月从1#栲树林至5#灌木林,细菌数量下降80.4%,微生物总数下降82.2%,固氮菌减少99.1%,氨化细菌减少96.8%,纤维素分解菌减少95.8%,硝化细菌减少99.8%.随着植被的退化演替,土壤肥力降低,土壤环境条件不利于微生物的生长.土壤主要微生物生理类群数量的减少削弱了土壤中C、N等营养元素的循环速率和能量流动.