应用PCR-DGGE技术分析黄海冷水团海域的细菌群落组成

利用PCR-DGGE技术对2个季节(2006-04和2006-10)的黄海冷水团海域的细菌群落组成和优势菌群进行了分析.通过软件Glyko Bandscan分析DGGE图谱,4月份所有站位的条带数相近(约17条),多样性丰富;10月份,在冷水团范围以内站位的条带约16条,其多样性也较丰富;而在冷水团范围以外站位的条带少(约12条),其多样性较低.细菌16S rDNAV3区特征片段经DGGE分离、条带切割,共得到24条条带,克隆、测序后,进行系统进化分析,结果显示这24条带分别归属于2个细菌类群:变形细菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroides).在24条序列中有16条分别与变形细菌亚群的γ和δ-Proteobacteria相似,有5条与拟杆菌门相似.时空分析发现,4月份所有站位水体(海水温度为7-12℃)的细菌群落组成和10月份(冷水团存在期)冷水团内部水体(海水温度低于10℃)的细菌群落组成相同(都包括γ-Proteobacteria、δ-Proteobacteria和Bacteroides),与10月份冷水团外部水体(海水温度大于19℃)的(包括γ-Proteobacteria和Bacteroides)不同.优势菌群也存在同样的分布特点,4月份所有站位水体的优势菌群与10月份冷水团内部水体的优势菌群也相同(都是γ-Proteobacteria),而10月份冷水团外部水体不同的站位优势菌群不同.该海域细菌群落组成和优势菌群的分布特点,可能与冷水团的形成有一定的相关性.     

稻秆生物炭对稻田土壤Cd形态转化和微生物群落的影响

为阐明稻秆生物炭介导土壤Cd形态转化过程中化学性质与微生物群落多样性变化特征,通过室内培养实际污染土壤实验,研究施加稻秆生物炭对土壤Cd形态、pH值、阳离子交换量（CEC）、有机质（SOM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）含量,以及土壤蔗糖酶（CA）、脲酶（UA）、过氧化氢酶（IA）活性等的影响特征,并通过高通量测序手段揭示土壤细菌和真菌群落结构组成与多样性的变化规律。结果表明,稻秆生物炭能够显著降低土壤中酸提取态Cd含量（23.19%）,增加残渣态Cd含量（28.42%）,促进Cd形态由不稳定态向稳定态转化。生物炭在不同程度上提高土壤pH、CEC、SOM、AN、AP和AK含量,其中SOM和AK含量增幅最显著,分别达到48.42%和81.28%。生物炭的添加显著影响土壤细菌和真菌群落中的优势类群丰度,其中Bacillus、Streptomyces、Aspergillus等与重金属形态有关的功能菌种丰度增加,细菌群落相较于真菌群落可能更容易受到环境因子的影响;影响土壤Cd形态转化的关键因素主要包括土壤pH值、SOM和AK以及细菌群落。稻秆生物炭主要通过影响土壤pH值、有机...     

滇东南亚热带土壤细菌群落对植被垂直带变化的响应

为探究南亚热带森林土壤细菌群落的变化特征及其与环境因子的耦合机制,沿海拔自下而上选取滇东南文山国家级自然保护区亚热带季风常绿阔叶林（E1）、半湿润常绿阔叶林（E2）、中山湿性常绿阔叶林（E3）3种典型森林类型为研究对象,采用Illumina高通量测序技术研究土壤细菌群落组成、结构和多样性对植被垂直带变化的响应规律,以及它们与环境因子之间的关系。研究发现,（1）环境因子沿植被垂直带变化显著（P<0.05）。E3植被带的凋落物厚度、Simpson指数、土壤含水量、有机质、氮、磷、钾含量较E1和E2显著增加,而植物的Margalef指数、Shannon指数、Pielou指数、土壤密度、pH、温度较E1和E2显著减少,其平均增幅和降幅分别3倍和1.5倍。（2）酸杆菌门、变形菌门、放线菌门等细菌优势菌群的相对丰度沿植被垂直带和土层变化差异显著（P<0.05）;次优势菌门变形菌、放线菌在E3植被带的相对丰度显著高于E1和E2(P<0.05),而酸杆菌门相对丰度略低于其他两个植被带（P>0.05）;变形菌与放线菌主要富集于土壤表层（0—10 cm）、酸杆菌富集在中层（10—3...     

喀斯特地区植被不同恢复阶段功能冗余和功能多样性对群落稳定性的影响

喀斯特地区属于生态脆弱区,由于环境本身的脆弱性和人为的干扰,导致植被恢复难度较大。所以,在植被恢复过程中群落稳定性的增长和维持成为了重要的研究内容,对指导生态修复具有重要意义。该文通过物种功能性状研究功能多样性、功能冗余与群落稳定性的关系,阐明植被恢复过程中影响群落稳定性增长与维持的内在因素。采用“空间代替时间”的方法,在贵州喀斯特高原区选择处于退化喀斯特植被自然恢复不同阶段的植物群落,即草本群落阶段、灌草过渡阶段、灌木灌丛阶段、灌乔过渡阶段和乔木林阶段的植物群落,探究功能冗余和功能多样性对群落稳定性影响的差异。结果表明：在喀斯特高原区,随着植被的恢复（1）群落的稳定性呈现逐步递增的趋势,两种测定方式均得到一致的结果,群落稳定性指数（C）由0.393上升至1.206,M.Godron稳定性指数法也显示曲线交点与稳定点之间的距离由10.49缩短至2.32;(2)功能冗余逐步递增,在乔木林阶段达到最高,且各阶段具有显著性差异;功能多样性则是先增后减,在灌乔过渡阶段达到最高;（3）根据逐步回归结果显示,功能冗余和功能多样性均能提高群落的稳定性,但是在不同的恢复阶段两者对于稳定性的影响并不一致...     

水环境中微塑料表面细菌群落特征研究进展

微塑料因其比表面积大、难降解等特点,在水环境中长期存在,可作为水环境中微生物的独特栖息地。以细菌群落为主的微生物可定殖在微塑料表面,对生态系统和人类健康产生潜在风险。本文综述了国内外海水、淡水环境中微塑料表面细菌群落特征的研究进展,阐述了微塑料表面细菌群落的研究方法和结构多样性,分析了暴露时间、地点及塑料理化性质对微塑料表面细菌群落多样性的影响,探讨了水环境中微塑料表面细菌群落的生态效应和健康风险。后续研究应采用宏基因组学全面地探究水环境中的“微塑料圈”,并关注远洋、入海口和内陆地表水微塑料表面微生物群落,从全球尺度上探索水环境中微塑料表面微生物群落的定殖规律及其生态效应。此外,鉴于微塑料表面存在降解菌,需进一步明确定殖在微塑料表面的微生物参与微塑料降解的效率及其机制,可为了解微塑料在水环境中的归宿问题提供科学依据。     

生物转盘+表面流人工湿地对北亚热带秋冬季节受污染河水强化处理效果研究

受污染河水传统修复工艺在秋冬季节存在运行效果不佳、容易返黑返臭等问题。通过耦合生物转盘(RBCs)+表面流人工湿地(FWSCWs)技术,构建生物-生态组合工艺,探究其在秋冬季节对受污染河水的处理效果,并解析微生物种群特征,揭示微生物群落结构与污染物强化处理效能之间的关系。结果表明,组合工艺对氨氮(NH₄⁺-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除率分别为83.83%、3.32%、11.09%和20.52%,出水NH₄⁺-N浓度和COD分别达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类和Ⅴ类标准。组合工艺中优势菌属包括硝化螺旋菌属(Nitrospira)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、红杆菌属(Rhodobacter)、乳杆菌属(Lactobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillius)、β-变形菌纲脱氯菌属(Dechloromonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、丛毛单胞菌属(Comamonas)和不动杆菌属(Acinetobacter...     

快速启动厌氧氨氧化用于老龄垃圾渗滤液脱氮及其机理分析

基于短程硝化处理后的老龄垃圾渗滤液,含有大量难降解有机污染物,且氨氮和化学需氧量浓度高,C/N比低等特点。本研究以厌氧硝化污泥作为接种污泥,采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB),快速启动厌氧氨氧化反应,对其进行深度脱氮。探究启动厌氧氨氧化反应的最佳条件和脱氮性能,根据污泥形貌特征和微生物群落结构的变化,阐明厌氧氨氧化的作用机理。结果表明,厌氧氨氧化快速启动最佳条件：温度为(30±1)℃、初始pH为7.5、NO₂^-/NH₄⁺为1.25～1.50、无外加碳源和MLSS为4 200 mg·L^-1。历经60 d后,厌氧氨氧化成功启动,进水TN容积负荷最高为0.45 kg·(m³·d)^-1,TN容积负荷去除速率最高为0.36 kg·(m³·d)^-1,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN去除率超过80%。同时,UASB...     

生物炭对土壤酶活和细菌群落的影响及其作用机制

生物炭因其独特的理化性质能够提高土壤碳氮矿化速率及改善土壤微生态环境,因此探索生物炭调控土壤微生态环境与土壤酶活及其作用机制对改善土壤质量具有重要意义.采用大田试验方式研究不同生物炭施用水平0(CK2)、0.6(T1)、0.9(T2)、1.2(T3)和1.5(T4)t·hm-2以及完全空白对照(CK1:不施任何肥料和生...     

氧四环素的微生物燃料电池处理及微生物群落

氧四环素(OTC)作为一种广谱性抗生素而被大量使用,其滥用不仅直接破坏生态系统,更容易引起微生物耐药性和抗性基因污染等问题.本研究利用微生物燃料电池(MFC)处理OTC,研究OTC在MFC不同运行时期的去除率变化情况,发现在运行150 d后,MFC对10 mg·L-1OTC的去除率在132 h达到99.0%.利用高通量测序技术分析并比较了原始接种猪粪与运行150 d后MFC阳极生物膜的微生物群落结构,发现厚壁菌门(Firmicutes)处于优势地位,但相比于原始接种猪粪,MFC生物膜上的变形菌门(Proteobacteria)的丰度从2.84%提高至8.92%~22.75%,此外,真细菌属(Eubacterium)的比例从几乎为0.00%显著提高至20.49%~49.00%.根据现有研究报道,Eubacterium spp.对多种氧杂环芳香族化合物具有一定的生物降解能力,本研究表明Eubacterium spp.可能是一类具有较强OTC降解能力的功能微生物.     

渭河流域水体细菌群落的环境响应及生态功能预测

流域水体中细菌群落多样性及其代谢功能研究对流域水污染整治及生态修复和水体健康评价具有重要价值.基于Illumina MiSeq高通量测序技术研究渭河流域陕西境内综合治理后水体中细菌群落分布特性,利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)方法分析了水体细菌群落与水环境因子的相关关系,并采用PICRUSt (phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)方法预测和评价了渭河流域细菌群落生态功能.研究结果显示,变形菌门、放线细菌门、蓝藻门和拟杆菌门细菌是水体细菌群落中的主要菌门,占整个细菌群落的相对丰度高达85%,这类细菌与水体中的TP、NO_2~--N、NO_3~--N和TN呈显著的正相关关系(P=0. 02 0. 05);灞河入渭口下游(S5)细菌群落丰度最高,皂河(S4)细菌群落丰度最低;渭河流域水体致使人类患传染性疾病的可能性较大,且对生物体内分泌系统有较大的影响.本研究成果可为渭河流域水环境健康有序发展提供理论基础.