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.     

土壤宏基因组学研究方法与应用

宏基因组学是一门研究环境中全部遗传物质的学科,它为研究未培养微生物、寻找新功能基因和开发新活性物质提供了重要手段,其技术流程包括DNA的提取、宏基因组文库的构建和筛选。该文综述了土壤宏基因组研究基本流程,介绍了第二代测序平台及基因芯片技术在土壤宏基因组研究中的应用,并对其研究应用前景进行了展望。     

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。     

稳定同位素探针技术结合宏基因组学在探究环境污染物微生物转化/降解过程中的应用进展

稳定同位素探针技术(SIP)结合宏基因组学在环境污染物微生物转化/降解研究中的应用已逐渐成为趋势.该组合技术不依赖纯培养方法,能够从复杂自然环境中鉴定出具有特定代谢功能的微生物类群,揭示污染物的微生物代谢途径,在研究污染物的原位微生物转化/降解过程方面具有显著优势.本文综述了该组合技术在探究不同环境介质中烃类化合物及其衍生物、有机农药、重金属和新型污染物微生物转化/降解过程中的应用进展,包括功能微生物的识别和污染物微生物转化/降解机制的解析等.最后,基于该组合技术的应用现状进行了展望,提出未来该组合技术与多种原位表征技术的联用将为微生物驱动污染物的转化/降解机制研究提供更准确全面的信息.     

元基因组和元转录组学在环境微生物中的应用

元基因组学直接针对从环境中提取的微生物遗传物质进行分析和研究,不仅巧妙避开了微生物纯培养的步骤,而且可以根据不同的研究目的对特定环境中所有的DNA序列进行分析,为研究未培养微生物开辟了新的途径。伴随元基因组学的发展,元转录组学也应运而生,成为研究功能基因组学的重要方法。将2种方法结合起来更有助于了解复杂环境微生物的基因组成与表达情况,获得一些新的发现。该文就元基因组学和元转录组学的概念、优势、研究方法、基本思路,以及在环境微生物学中的最新成果进行总结和展望。     

宏基因组技术在土壤污染微生物修复中的应用

微生物修复在土壤污染治理中具有重要地位。虽然环境中可以培养的微生物比例很低,但微生物的基因资源十分丰富,运用宏基因组技术可以克服传统修复技术中微生物资源利用不充分的问题,为未培养微生物的研究提供了有力手段。本文对宏基因组技术一般流程作了介绍,并结合土壤污染的特点,对该技术应用在土壤污染微生物修复的现状、研究及展望作了阐述。     

宏转录组学在环境微生物生态学中的应用

系统总结了宏转录组学实验操作及数据分析流程，概述了宏转录组学在环境微生物生态学的研究策略和最新进展，并指出其应用前景.宏转录组学在解析环境微生物群落功能上具有广阔的前景，为了解微生物群落的动态演化及其与环境因素和生态系统功能的关系提供了强有力的工具.     

生物降解芳香族化合物的分子检测技术研究进展

编码环羟基化加氧酶的基因常作为评价环境中微生物降解芳香族化合物能力的分子标记.近年宏基因组学技术的出现极大地加速了对环境中功能基因及功能类群的研究.本文总结了目前关于芳香族化合物环羟基化加氧酶基因的数据库,介绍了微生物降解芳香族化合物（苯系物、萘及其它多环芳烃）过程中发挥重要作用的各类功能基因,总结了环境检测中使用的分子引物,并综述了它们在各类复杂环境样本中的检测应用,此外对使用宏基因组技术来研究微生物在环境中降解芳香族化合物的能力进行了总结与展望.     

微生物群落对氨胁迫响应的宏基因组学研究

为探析厌氧消化微生物群落对氨胁迫的响应,在串联批次实验中引入氨氮(TAN)胁迫,结合宏基因组学分析,研究了不同TAN浓度下,厌氧消化系统的过程参数、群落结构/组成及其功能基因/代谢途径的响应.结果显示,TAN为3000mg/L时,系统性能逐步优化;TAN为6000mg/L时,甲烷产率逐步下降,并伴随着丙酸、丁酸积累.从...     

宏组学方法及在污水生物处理系统研究中的应用

近年来随着测序、质谱等技术的高速发展,基于核酸分子信息为基础的包含宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白组学与代谢组学等核心内容的生物分子宏组学方法逐渐成熟,成为揭示污水生物处理系统中的关键微生物菌群结构和功能特征的有力工具,也在检测污水系统中多种ARGs以及探究其传播机制上发挥出无法替代的巨大优势,在污水生物处理研究中应用宏组学,对于深化认知污水处理系统本质、提高污水处理效率以及控制ARGs在环境中的传播具有重要指导意义.本文对宏组学方法进行了简单的介绍,着重综述了其在污水生物脱氮、强化生物除磷及探究抗生素抗性基因等方面的进展,并展望了其在污水生物处理系统中的广泛应用前景.     

环境基因组技术在微生物多样性研究中的应用

环境中的微生物具有极大的生物多样性,但99%的微生物不能通过标准的实验技术加以培养,不依赖于培养的环境基因组技术由于适合分析生态系统中整个复杂的微生物基因组而迅速发展起来。文章针对环境基因组技术的原理、方法以及目前该技术在环境微生物多样性研究中的应用等作一综述。     

Benders计算机程序库的开发及其在环境规划中的应用

混合整变量线性规划模型在国外许多行业和我国环境规划领域得到广泛应用。Benders分解算法是求解大规模混合整变量线性规划问题的一种先进技术,该技术在国外求解运输问题和网络问题范畴的实际问题得到了成功。我们应用Benders技术研制开发了大型计算机软伴;这是在我国系统工程领域和国际环境规划工作中的首次应用。在程序库开发工作中,引进和采用了当今国际上先进的运筹学方法和计算机技术。程序库在求解实际的环境规划问题中获得了初步的成功。我们应用所开发的程序库和数学模型求解了一个具有635个约束条件,1087个变量(其中0—1整变量为126个)的实际城市综合整冶规划问题。这是至今国内所求解的最大规模的混合整变量线性规划问题,也是国际上用Benders方法求解的最大的环境规划问题。     

A profile of environmental science in China

This paper concisely introduced the eco-environmental survey in China and the Chinese scientific programme for environmental research which is being practiced or being planned. China has established a nation-wide system relating to environmental scientific research and environmental administration and has taken the following strategies for solving the environment problems: (1) a series of laws and regulations for environmental protection has been promulgated so as to strengthen the legal administration and economic punishment. (2) the idea of ecological construction has been proposed for the purpose of taking the environmental protection work into the consideration of the national and provincial (or regional) economic construction planning. (3) spreading ecological engineering and ecological technologies have reduced the pollutant sources and have increased the industrial and agricultural economic profit.     

涪陵页岩气开发主要环境风险分析及对策研究

涪陵国家级页岩气示范区取得重大突破对中国页岩气行业产生了重大影响,但开发过程中的环境风险也不容忽视,主要包括:钻井液漏失、废水污染物、固体废物等.对此,涪陵示范区创新环境管理模式,通过构建完善的环境管理体系、优化井场选址、强化井场标准化建设、细化污染防治措施、开展环境监理工作、强化日常环境监测、加强新技术研究与应用等手段,有效的控制了页岩气开发过程中的环境风险,较好的保护了当地的环境,具有很好的示范和推广作用.     

不同施工阶段扬尘污染特征研究

以北京城近郊区40多个建筑工地为实验工地,以降尘作为施工扬尘监测指标,对不同施工阶段的扬尘污染规律进行了研究,对不同施工阶段自身降尘浓度数据进行频率分布统计.结果表明,挖槽阶段相比结构和装修的施工扬尘污染更加严重;挖槽、装修和结构阶段自身降尘浓度＞50 t/(km²·30 d)的概率分别为16%、16%和3%,挖槽和装修阶段比结构阶段更容易发生高强度施工扬尘污染;不同施工阶段都遵循春季施工扬尘污染强度明显大于夏、秋、冬季,以及冬季略大于夏、秋季的规律;不同施工阶段的扬尘污染强弱关系非常明显,扬尘污染强度比值为,挖槽∶结构∶装修等于100∶67∶87.     

异养脱氮菌株Bacillus sp. LY降解有毒有机污染物的研究

研究了异养脱氮菌株Bacillus sp. LY降解去除有毒有机污染物的性能.结果表明,菌株在同时实现有毒有机污染物去除与生物脱氮方面具有潜在优势.以典型有毒有机污染物苯酚、邻苯二酚、环境雌激素NP及其前驱物NPEOs为唯一碳源时,该菌株对4种物质的降解去除率分别达87%、77%、96%和80%,一级降解速率常数分别为0.191、0.112、0.435、0.147 d^-1.在分别以NP及NPEOs为唯一碳源的条件下,菌株对体系中的总氮亦有一定的去除,表现出异养脱氮能力.这些研究结果可为开发新型高效生物脱氮联合去除有毒有机污染物工艺打下理论基础.     

中国环境科学理论研究及发展

主要介绍20年来中国环境科学基本理论研究及其发展。即大气和水环境科学与环境生态学和环境管理学主要理论研究及其发展。20年来中国环境科学发展甚为迅速,根据环境流体力学基本理论,研究污染物在大气和水环境中迁移扩散规律,与国际上同类研究并驾齐驱。大气环境化学研究中,对光化学烟雾和酸雨形成条件和机理;水环境化学中,对重金属形态转化和氮、磷转化规律取得许多基本结论。与国外同类研究尚有一定差距。特别污染有机化学基本理论研究甚为薄弱。环境生态学20年来做了大量研究工作,积累了许多资料,对一些巨大环境生态问题,如富营养化作用、赤潮等问题形成机理尚待突破。环境管理学成就最大,从实践中已探索出中国环境管理学研究的道路。已为1992年在巴西召开的“联合国环境与发展会议”所肯定。中国自然环境复杂,经济迅速在发展,会出现许多新的环境问题,其形成规律和防治途经有待全国环境科学研究者研究。     

以水环境承载能力为基础的我国海岸带水环境管理制度体系设计

落实生态文明、陆海统筹的战略离不开合理的海岸带水环境管理顶层设计。本文针对中国海岸带水环境管理构建了一套制度安排。这套制度安排以最新国家级规划和部委规章为基本政策依据,以资源环境承载力预警机制为核心内容,以满足水体的流动性及河海的连通性为基本原则,具备较强的科学性和可操作性。本文最后以环渤海地区为例给出了中央和地方各有关单位落实这套制度安排的具体工作步骤。     

在用机动车环保管理——《2013年中国机动车污染防治年报》（第Ⅳ部分）

环境保护部日前发布《2013年中国机动车污染防治年报》,公布了2012年全国机动车污染排放状况。本期“研究成果展示”专栏以六篇形式连载。本文刊载关于在用机动车环保管理的内容,以飨读者。该年报指出,2012年,全国参加环保定期检验的汽车共有5561．7万辆,占全国汽车保有量的51．3％。天津、重庆、等61个城市汽车环保定期检验率达到80％以上。截至2012年底,全国累计核发环保检验合格标志5981．3万枚,标志发放率达到55．2％。天津市、长春、南京、杭州等32个城市机动车环保检验合格标志发放率达到90％以上。截至2012年底,北京、重庆、天津、辽宁、江苏、内蒙古、陕西、山西、安徽、四川10省（自治区、直辖市）环境保护部门成立了专门的省级机动车环保监管机构;长春、南京、青岛等84个城市组建了相应的市级机动车环保监管机构,与2010年相比、全国共增加机动车专职监管机构27个。2012年,天津市、河北省、四川省政府出台了省级机动车污染防治管理办法;呼和浩特市人大通过了机动车污染防治条例;邢台、晋城、佳木斯等市政府出台了机动车污染防治政府规章。