复合菌株YH01+YH02强化SBR好氧反硝化脱氮及菌群结构分析

为探讨复合菌株强化好氧反硝化的脱氮特性以及揭示菌群结构动态演替与生物反应器运行效率之间的联系,以硝态氮为底物,研究了异养硝化-好氧反硝化复合菌株Delftia sp.YH01+Acidovorax sp.YH02强化好氧SBR的脱氮特性,并借助高通量测序技术对强化过程中的菌群结构进行了分析.结果表明,经复合菌株强化后,反应器对NO₃^--N、TN和COD去除率分别提高了12.1%、9.2%和9.4%;复合菌株YH01+YH02的加入对菌群结构产生了较大的影响,菌群结构在属水平上丰度呈上升趋势,多样性呈下降趋势;PCA主成分析和UPGMA聚类分析大致把反应器运行过程分成4个阶段;Delftia和Acidovorax菌的丰度随着反应器呈上升趋势,复合菌株YH01+YH02在SBR反应器内具有良好的适应能力,对好氧反硝化起着非常重要的作用.     

表面流人工湿地和复合型生态浮床处理污水厂尾水的脱氮性能分析

采用菖蒲型表面流人工湿地和复合型生态浮床净化模拟污水厂尾水,以探究在不同季节、不同进水氮形态下两者的脱氮性能差异;并结合高通量测序技术分析微生物组成,以考察两系统内微生物群落结构特征及功能特征。研究结果显示:植物和水温对系统TN的去除具有显著影响,在夏季表面流人工湿地组和复合型生态浮床组的处理效果明显优于春、秋季,在系统水力停留时间为3 d、水温为(34±2)℃的条件下,两者对TN的去除率分别达到(84. 97±3. 90)%和(82. 23±4. 83)%;进水氮形态对系统的运行效果有显著影响,当水温为(25±2)℃时,进水中ρ(NH+4-N)/ρ(NO_3~--N)=1∶1时,系统对TN的去除负荷达到最大,湿地组为1333 mg/(m~2·d),浮床组为923 mg/(m~2·d),适当提高进水中氨氮的比例有利于植物生态系统中总氮的去除。菌群分类结果表明,两种处理系统均具有很高的细菌多样性,相较于浮床组,湿地组的反硝化菌相对丰度更高,表现出更强的脱氮性能。     

ABR处理综合印染废水中细菌群落结构研究

印染废水是公认的难降解工业废水之一,以细菌菌群为主的厌氧生物污泥决定印染废水的脱色和解毒效果,但是基于厌氧折流板反应器(ABR)处理综合印染废水工程污泥细菌群落结构的研究鲜见报道。该文基于Miseq高通量测序分析技术,对长期稳定运行的ABR处理单元6个隔室的微生物菌群分布进行研究。结果表明,ABR处理单元中微生物菌群多样性较为丰富,且各隔室间存在较大差异。前5个隔室中优势细菌门类为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、螺旋体门(Spirochaetae)和厚壁菌门(Firmicutes),而第6隔室为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和互养菌门(Synergistetes);主要属为螺旋体属(Spirochaetes_norank)、陶厄氏菌属(Thauera)、未命名菌属(vadinBC27_wastewater-sludge_group和Sh765B-TzT-29_norank)、长绳菌属(Longilinea)、副球菌属(Paracoccus)、利恩氏热杆菌属(Thermovirga)、丛毛单胞菌属(Comamonas)和假单胞菌属(Pseudomonas),大多数属与印染废水的脱色和降解过程有关。该结果为综合印染废水污染物的去除机制和运营提供了理论基础。     

沼液施用对麦稻茬口期土壤微生物群落结构特征及功能的影响

为揭示麦稻茬口期沼液施用对土壤微生物群落及功能的影响,通过土柱试验,设置麦秆还田后3种处理［无氮肥（CM）、常规施肥（SN）和添加沼液（SZ）］,采用Illumina高通量测序技术分析了土壤淹水后1 d和21 d土壤细菌及真菌群落的组成、多样性和结构差异,并对其功能进行预测.微生物多样性分析表明,1 d时各处理的真菌α多样性指数均显著高于21 d处理且各处理间无显著差异;21 d时各处理细菌Simpson指数开始出现差异,SZ-21处理的细菌Simpson指数高于SN-21处理,而细菌Chao1指数显著低于SN-21处理;细菌群落结构分析表明,1 d时,SN处理的厚壁菌门、绿弯菌门和放线菌门与其它处理差异较大,而21d时,SZ和SN处理的各细菌菌门相对丰度相似;真菌群落结构分析表明,1 d时,SZ处理中的子囊菌门和接合菌门相对丰度高于SN和CM处理;21 d时,SN和SZ处理的子囊菌门相对丰度均低于CM处理,而接合菌门的相对丰度均高于CM处理.NMDS分析表明,21 d时,SN和SZ处理的细菌和真菌群落组成均有逐渐相似的趋势.PICRUSt功能分析表明,不同时期和不同处理的土壤细菌群落在功能层上表现相似,FUNGuild功能预测反映SZ-21和SN-21处理的真菌功能主要差异体现在腐生营养型和病理营养型上.综上说明茬口期施沼液在一定程度上可以替代化肥平衡土壤养分和维持土壤生态功能,但仍可能存在真菌致病风险.     

不同材质水窖沉积物中真菌群落差异及其与环境因子的相关性

集雨窖水沉积物中蕴含丰富多样的真菌群落,这些真菌作为连接窖水生态系统与沉积物之间物质交换的桥梁和纽带,在窖水生态系统中发挥着重要作用;真菌群落结构特征的变化也通常与环境因子的变化有着紧密的联系.运用16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术,对两种不同集流面环境下的水窖沉积物中真菌群落多样性及差异进行研究.结果表明,混凝土集流环境下的水窖沉积物较黄土地集流环境下的水窖沉积物具有更高的真菌群落多样性与丰富度,两种集流环境下的真菌群落优势菌门相同,分别为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和接合菌门（Zygomycota）,它们构成了菌门丰度的90%以上,但前者具有更好的均一性和稳定性.基于LEfSe分析得到的标志物种显示,在黄土地集流环境中对差异性贡献最大的菌群是Basidiobolales,贡献最小的是Mycosphaerella;在混凝土集流环境中对差异性贡献最大的菌群是Saccharomycetales,贡献最小的是Periconia.微生物群落-环境因子共现性网络显示真菌和真菌之间,真菌和环境因子之间均为正向关系大于负向关系.研究结果加深了对水窖沉积物中真菌群落多样性的认识,可为保障集雨窖水人畜饮用安全和改善窖水水质提供了借鉴.     

典型水环境介质中整合酶基因分布特征研究

抗生素滥用及其引发的微生物耐药问题严重影响公众健康,也是国内外环境领域的研究热点.环境中抗生素的健康风险主要来自耐药菌及其携带的耐药基因(ARGs),而ARGs的水平转移是评估其健康风险的关键环节.整合子是诱发ARGs水平转移的重要遗传元件,也是导致多重耐药和产生超级细菌的关键元件,整合酶基因(intI)能捕获游离的A...     

磷石膏和碱蓬对盐渍化土壤水盐及细菌群落结构的影响

盐渍土改良是农田土壤环境不可忽视的重要问题,土壤盐分的改变势必会影响土壤细菌群落.试验基于河套灌区中度盐渍土,以当地无改良措施枸杞园为对照(CK),设施加磷石膏(LSG)、枸杞间种碱蓬(JP)及施加磷石膏和枸杞间种碱蓬(LSG+JP)的改良处理,探究枸杞生育期内不同改良方式对土壤水分、盐分、养分和细菌群落结构多样性的影响.结果表明,相较CK,在开花期至落叶期LSG+JP显著降低了土壤EC值和pH值(P<0.05),平均降低39.96%和7.25%;全生育期内LSG+JP显著提高了土壤有机质(OM)和速效磷(AP)含量(P<0.05),年平均提高81.85%和203.50%;开花期和落叶期LSG+JP显著提高了全氮(TN)含量(P<0.05),年平均提高48.91%.改良初期LSG+JP的Shannon指数较CK提高了3.31%和6.54%,Chao1指数较CK提高了24.95%和43.26%;土壤优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和酸杆菌门,优势菌属为鞘脂单胞菌属.开花期至落叶期改良处理的变形菌门相对丰度较CK增加了0.50%～16.27%,改良处理的放线菌门相对...     

铬污染对土壤细菌群落结构及其构建机制的影响

随着工业的快速发展铬（Cr）已经成为我国主要的土壤重金属污染物之一,严重地影响了土壤生态环境以及居民的身体健康.本研究以河北省某制革工厂污泥堆周边污染土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对不同污染程度土壤样品中的细菌群落结构及其群落构建机制进行分析.结果表明,铬污染显著地影响了土壤理化性质以及微生物群落.不同铬污染程度的土壤样品中,细菌群落结构与组成差异显著.高浓度的铬污染能降低土壤细菌群落的α多样性.铬污染土壤样品中的细菌共分为55个门,其中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和厚壁菌门（Firmicutes）为优势菌门（相对丰度>5%）.铬污染土壤中,细菌群落在构建过程中以决定性过程为主,随机性比例随着铬含量的升高而降低,并且均为同质性选择过程.土壤中总铬含量、含水率、pH、有机质与细菌群落显著（P<0.05）相关,是影响细菌群落结构的主要驱动因子.     

高通量测序分析黄土高原退耕还林区土壤细菌群落特征

为分析不同植被恢复模式下土壤细菌群落特征,探讨微生物在植被恢复过程中对黄土高原退耕还林区土壤生态系统的作用,采用高通量测序技术,以山西吉县典型森林生态系统人工林（人工刺槐林、人工油松林）、天然次生林和荒草地为研究对象,分析其土壤细菌α多样性、群落结构特征、功能预测以及土壤环境因子与细菌群落的相关性.结果表明,各恢复模式共得到25门、66纲、129类、240科、392属、760种和2213 OTUs;细菌群落的丰富度存在显著差异,均表现为草地 > 天然次生林 > 人工刺槐林 > 人工油松林.在门分类水平上,天然次生林和草地与人工林之间群落的相对丰度变化存在差异性,但差异性不显著.α-Proteobacteria、β-Proteobacteria和δ-Proteobacteria在天然次生林土壤中的相对丰度要高于其他4种恢复模式,而在草地中的相对丰度最低.在土壤环境因子中TN和pH对土壤细菌群落的影响较大,优势细菌门类与TN和pH具有显著相关性,其中TN与Actinobacteria （放线菌门）呈显著正相关,pH与Proteobacteria （变形菌门）呈显著正相关,与Actinobacteria （放线菌门）呈显著负相关,而Acidobacteria （酸杆菌门）与TN和pH均呈显著负相关关系.土壤细菌群落主要涉及细胞运动,信号转导机制,氨基酸转运和代谢、辅酶的运输和代谢等24个二级功能,均表现出功能上的丰富性.本研究结果可为黄土高原退耕还林区植被恢复的效益评价提供良好的数据基础,并为人工林的合理经营提供科学依据.     

铁尾矿芦苇根际微生物和根内生菌群落分布及其限制性因子解析

利用Illumina高通量测序技术研究了北京市怀柔区前安岭铁尾矿库周边春季和夏季芦苇根际土壤微生物和根内生菌的组成.测序结果表明：在门水平共鉴定出40个门类,在各样本中,变形杆菌（Proteobateria）和放线菌（Actinobacteriota）均是优势菌门,在所有样本中二者之和所占比例均大于80%;在属水平,假杆菌属（Pseudarthrobacter）在根际和根内均占优势.α多样性分析表明,根际土壤微生物的物种丰富度（Sobs、Chao）和物种多样性指数（Shannon、PD）均显著高于根内生菌,Sobs、Chao、Shannon和PD指数的最大值和最小值差值分别为1336、1582.24、6.48和81.18.β多样性分析表明,根际土壤微生物和根内生菌的群落组成差异显著,而不同季节的样本之间差异并不明显.另外,各样本中的优势菌种,如假单胞菌属（Pseudomonas）、节杆菌属（Arthrobacter）和链霉菌属（Streptomyces）对重金属具有较强的耐受性.独有和共有微生物分析结果显示,在774个属中,共有250个属在4种类型的样本中同时存在,这表明不同样本的微生物群落组成具有一定的相似性.与土壤基本理化性质的相关性分析表明,Ni、Fe、有效磷、有效硫和有机质与微生物群落显著相关.通过COG功能预测发现,芦苇根际土壤和根内样本中的微生物代谢功能（如能量生产与转换、氨基酸转运与代谢、碳水化合物转运与代谢和无机离子转运与代谢）十分丰富.