稻田土壤反硝化厌氧甲烷氧化菌的时空分布与群落结构分析

由"Candidatus Methylomirabilis oxyfera"主导发生的以甲烷和亚硝酸盐为底物的反硝化厌氧甲烷氧化反应(nitrite-dependent anaerobic methane-oxidizing,n-damo)的发现,将生物地球化学碳循环和氮循环以新的方式结合起来.本研究以夏季和冬季江阴稻田土壤柱状样品为研究对象,对稻田土壤M.oxyfera-like菌的时空分布和群落结构进行了考察.M.oxyfera-like菌16S rRNA基因的定量PCR结果显示M.oxyfera-like菌的丰度随着土壤深度的增加而增加,且无明显季节性差异,60~200 cm深度的稻田土壤是M.oxyfera-like菌的高丰度区域.M.oxyfera-like菌pmo A基因的系统发育分析和生物多样性分析显示M.oxyfera-like菌的群落结构具有一定的时空异质性,且生物多样性随着土壤深度的增加而增加.这些结果都说明江阴稻田深层土壤(60~200 cm)是适宜M.oxyfera-like菌生存的生态环境.     

铁还原菌shewanella oneidensis MR-1对根表铁膜中砷运移的影响

水稻根表铁膜是控制砷在根际-植物体系转运的重要区域,但是其中铁还原微生物对砷运移的作用并不清楚.实验以吸附砷磷的水铁矿以及野外采集水稻根系为研究对象,分析铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1还原铁膜内铁氧化物过程中,铁还原、砷释放和固定速率.研究表明铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1可以将水稻根表铁膜中的Fe(Ⅲ)快速还原为Fe(Ⅱ)并释放到溶液中.溶液中的砷在48 h内达到最大值18μmol·L-1,之后逐渐下降,120 h之后,与最大值相比减少了约60%.利用吸附砷的水铁矿模拟铁膜砷释放过程发现,微生物的固定作用是造成溶液中砷含量下降的主要原因之一.本研究表明,促进根际微生物的大量生长,可能是降低土壤环境中砷风险的途径之一.     

湖南石门雄黄矿区矿样中的砷氧化细菌的分离及鉴定

绿色的生物学方法处理含砷废水,对于缓解工业发展所带来砷污染问题,提高居民健康生活质量具有重要意义。以湖南石门雄黄矿区的尾矿池积水（SY）、地下400 m处的矿坑水（NY）和尾矿池底泥表层（XY）3个样本为研究对象,利用细菌富集和多次传代的方法,从这3个环境样本中获得可氧化三价砷的3个菌群。在砷质量浓度为l~5 g·L-1的培养基中分别检测上述3个菌群的耐受能力,发现在砷质量浓度高达5 g·L-1的条件下,上述菌群均能在2~3 d内达到109 cells·mL-1。利用上述菌群处理l g·L-1亚砷酸钠溶液,SY、XY和NY菌群可分别在25、20和35 h内将三价砷完全氧化,并且使溶液中的总砷质量浓度降低66.7%。进一步对3个菌群进行多次平板分离,利用五价砷和硝酸银的颜色反应,获得11株可氧化三价砷的目的菌株。对这些菌株16S rDNA进行NCBI的BLASTN序列比对发现,菌株SMY24、SMY33、SMY22、SMY32、SMY21和SMY31均属于假单胞菌属（Pseudomonas）,菌株SMY104属于不动杆菌属（Acinetobacter）,菌株SMY17、SMY25、SMY9和SMY1在所有的已知序列中,最大的相似率只有91%,最小的相似率为76%,且都是未曾报道纯培养的细菌。对这些菌株三价砷氧化能力进行测定发现,其中菌株SMY104和SMY21在20 h内能将三价砷几乎完全氧化。通过对这些菌株三价砷氧化酶基因进行初步检测,发现了多个菌株具有三价砷氧化酶基因（AoxB）。     

筛选高效硝化反硝化菌株处理养猪场废水的研究

采用BTB培养基与格利斯试剂检测相结合的改良方法,从养猪场废水中分离纯化出6株高效异养硝化反硝化菌株,其中,F3菌株脱氮性能最佳,NH+4-N和NO-3-N去除率分别为98%和99%。F3菌株在pH=8.0、38℃时,30~72 h进入快速生长期。F3菌株分别处理3种氨氮浓度不同的模拟废水A、B、C,培养3 d,F3菌株对NH+4-N去除率均达到93%以上;F3菌株分别处理3种不同来源的养猪场废水,降解NH+4-N效果在52%~78%。     

辅助水解菌剂强化造纸废水厌氧处理的试验研究

针对造纸废水厌氧处理工艺,采用具有复杂有机质水解功能的复合菌剂对反应装置进行强化增效。经过40 d左右的驯化和适应,平均产气量增加11%以上,同时COD产气系数约提高25%。表明该复合菌剂可显著提升厌氧处理装置的反应效率,可在相关工艺中进行强化应用。     

基于QSAR和ICE模型的磺胺类药物的水质基准研究

药物水环境污染是一个严重的环境问题,引起了人们越来越多的关注。磺胺类药物是一类广泛使用的药物。文章应用水质毒性快速检测仪测定一系列磺胺类药物的发光菌毒性,建立发光菌毒性QSAR模型,从而解决ICE模型的基准物种毒性数据缺失的问题。基于发光菌毒性测试和QSAR、ICE毒性估算方法获得更多毒性数据,初步推导了保护水生生物的磺胺类化合物的水质基准,并为建立更加具有生态统计学意义的物种敏感性分布(SSD)模型提供一定的数据支撑。同时,结合国内外水环境中磺胺类药物的暴露水平,对我国磺胺类药物的风险水平做了初步评估,其中磺胺甲恶唑、磺胺嘧啶和磺胺喹恶林的风险较高。     

模拟土壤团聚体中金属离子的吸附-还原解吸

通过高分子水凝胶包裹技术,研究了不同的团聚体模拟体系中金属离子的吸附-生物还原解吸机制。结果表明:无定形铁矿物模拟团聚体对于金属离子的吸附量高于针铁矿模拟团聚体,且交联密度1.0%包裹组金属离子吸附量小于0.3%包裹组。在希瓦氏菌的作用下,凝胶包裹的铁矿物体系中亚铁浓度先升高后下降,而铁矿物上吸附的Cu2+和Mn2+则随着生物还原作用而解吸释放;针铁矿组的解吸量低于无定形铁矿物,而交联密度高的1.0%包裹组金属离子解吸量高于0.3%包裹组。在凝胶包裹的水稻土团聚体体系中,生物还原作用同样会引起铜/镍/钴/锰离子的溶出,从而影响土壤环境中重金属污染的迁移转化。     

水体砷污染微生物修复的研究进展

介绍了细菌、真菌以及菌藻共生体等相关微生物对水体砷污染的生物修复研究。对水体砷污染的微生物修复技术未来进一步的研究重点进行了简单的讨论。     

强化丙酮酸-CO2途径对克雷伯氏菌合成1,3-丙二醇的影响

克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)中辅酶NADH的有效供给影响1,3-丙二醇的产量和得率,通过在K.pneumoniae强化丙酮酸-CO2途径,以提高胞内NADH水平和1,3-丙二醇产量.将来源于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae W3 03)的甲酸脱氢酶基因fdh1和K.pneumoniae的丙酮酸甲酸裂解酶基因pfl B在K.pneumoniae中过表达,强化丙酮酸-甲酸-CO2途径.结果显示,单独表达fd h1、pfl B和共表达fhd1、pfl B基因的克雷伯氏菌与出发菌株相比,胞内NADH含量明显增加,1,3-丙二醇产量分别提高了8%、12%、18%,摩尔转化率分别提高了7.3%、13.2%、19.5%,除乙酸外其他副产物都有不同程度的降低.本研究表明,强化丙酮酸-甲酸-CO2途径提高了NADH的再生效率,促进了1,3-丙二醇的合成.     

发生和未发生连作芦蒿枯萎病土壤的尖孢镰刀菌数量、产毒能力和致病力

尖孢镰刀菌引起的枯萎病是芦蒿连作障碍主要病害.对芦蒿不同种植年限发病和未发病土壤中尖孢镰刀菌数量、产毒素(镰刀菌酸)能力、致病力等开展研究.对采集的11份土壤样品分析结果显示:相较于不发病土壤,发病率≥40%的土壤尖孢镰刀菌数量显著增加;不发病和发病率≤25%的土壤尖孢镰刀菌数量没有显著差异(P>0.05).发病率为85%和40%的土壤尖孢镰刀菌高产毒素(镰刀菌酸产量>500μg L-1)的菌株比例显著(P<0.05)高于发病率为11%和不发病土壤.致病力测定显示发病率为85%和40%土壤中高致病力菌株比例显著(P<0.05)高于发病率为11%的土壤和不发病土壤,不致病菌株比例显著(P<0.05)低于发病率为11%的土壤和不发病土壤.土壤尖孢镰刀菌数量与连作年限没有显著相关性(P>0.05).发病土壤中,发病率、尖孢镰刀菌高产毒素菌株比例和高致病力菌株(病情指数>2)比例与连作年限显著(P<0.05)相关;未发病土壤中,尖孢镰刀菌高产毒素菌株比例和高致病力菌株比例与连作年限没有显著相关性(P>0.05).随着连作芦蒿发病率的增加,土壤中尖孢镰刀菌菌株数量、高产毒素菌株比例、致病菌株比例均显著增加(P<0.05),未发病连作土壤尖孢镰刀菌菌株数量、高产毒素菌株比例、致病菌株比例均没有显著变化.本研究结果可为连作芦蒿枯萎病发病机理的研究及其防治提供理论基础.