硝化细菌的培养及包埋固定化中试

为实现硝化细菌规模化富集及包埋固定化技术的工业化应用.以污水厂回流污泥为菌源,利用工业级生物发酵罐,连续投加并逐渐提高底物浓度,控制FA和FNA实现硝化细菌的快速增长,实现了氨氧化速率118 mg·(L·h)~(-1)的高表达.高通量种群分析结果表明,回流污泥生物多样性较大,具有硝化作用的Nitrosomonas比例仅为0.53%;富集培养后污泥多样性明显降低,Nitrosomonas比例上升至10.27%,相较于驯化前,比例提高了20倍.以此为菌源,用PVA(聚乙烯醇)进行包埋固定化,包埋填料填充率为30%,通过连续流的方式进行包埋填料的活性恢复,仅用27 d填料的硝化速率达到62mg·(L·h)~(-1),证明包埋填料活性恢复.     

中国科学家克隆出世界首只转基因羊鹏鹏

中国首屈一指的基因组测序中心“华大基因”于4月18日宣布,该研究院与其他机构联合开展的科研项目取得重大进展,成功克隆出世界第一只转基因羊。这也是目前世界上首例采用“手工克隆”技术获得的转基因克隆绵羊。     

焦磷酸镁的酸解及酸解产物的氨氮沉淀性能

针对磷酸铵镁热解过程中,生成焦磷酸镁的问题,开展了热解产物中焦磷酸镁的酸解研究,考察了pH值、温度、反应时间等对焦磷酸镁酸解行为的影响,得到焦磷酸根向正磷酸根的转化规律。研究表明通过酸解能有效地使不具备氨氮沉淀能力的焦磷酸镁转化为对氨氮具有高效沉淀作用的磷酸镁,从而实现磷酸铵镁的循环利用。研究还考察酸解产物的氨氮沉淀性能,包括pH值、投加量等对氨氮沉淀性能的影响。研究结果表明在适当的热解与酸解条件下,磷酸铵镁循环使用5次仍具有90%以上的氨氮脱出性能。     

复合碳源填料反硝化脱氮及微生物群落特性

为探讨低碳氮比污水厂尾水的深度脱氮技术,以碱处理玉米芯、零价铁和活性炭组成的复合碳源作为填料,考察反硝化生物脱氮滤柱的运行效果,并借助Miseq高通量测序技术对滤柱生物膜的微生物群落组成和结构进行解析.结果表明,复合碳源填料进行反硝化脱氮时,能有效的被微生物利用并获得较高的TN去除率.在温度为28℃左右,反硝化滤柱进水NO3--N浓度为20~30mg/L、HRT=7.7h时,TN去除率可达到95%以上,出水TOC在15mg/L左右;微生物在属水平进行聚类分析结果表明,生物膜中与反硝化作用有关的菌属和与纤维素降解有关的菌属分别占已知菌属的40.35%和29.04%.因此,污泥中反硝化作用菌属和纤维素降解有关的菌属的大量存在,为复合碳源填料高效反硝化作用提供了可能.     

黄河三角洲土壤古菌群落结构对盐生植被演替的响应

采用高通量测序技术,探究黄河三角洲光板地和4种典型盐生植被类型（翅碱蓬、獐茅、白茅和罗布麻）下土壤古菌群落组成和数量分布特征,揭示其对盐生植被演替的响应.结果表明,植被覆盖有利于降低土壤盐化程度、增加土壤营养物质含量,土壤速效磷随盐生植被在光板地-重盐土壤（翅碱蓬、獐茅）-轻盐土壤（白茅、罗布麻）中的正向演替有不断升高的趋势.5种覆被类型下土壤古菌在种群组成上差异明显,无植被覆盖的光板地具有最高的古菌群落多样性和丰富度,广古菌门为优势菌群.土壤古菌群落结构与盐生植被演替顺序不具有严格的一致性：当植被处于相同演替阶段时,土壤古菌群落结构不具明显的相似性;在不同演替阶段时,土壤古菌群落结构也未均表现出更大的差异性.随着盐生植被正向演替,土壤温度、电导率（含盐量）对土壤古菌群落结构多样性起促进作用,土壤全氮、碱解氮、有机质起抑制作用.     

西安市典型景观水体水质与微生物种群结构多样性

选取西安市区9个景观水体,在分析水体水质指标基础上,运用巢式PCR-DGGE和克隆测序技术研究景观水体细菌和真菌的群落结构多样性.结果表明,9个景观水体均为劣Ⅴ类水.水质指标中总氮(TN)含量最高为丰庆公园,为11.286 mg/L,是曲江池的5倍;硝氮(NO3-N)含量最高为革命公园,为5.614 mg/L,是曲江池的5.6倍;氨氮(NH4-N)含量最高为丰庆公园,为3.442 mg/L,是大明宫太液池的12倍;高锰酸盐指数(CODMn)最高为丰庆公园,为38.886 mg/L,是曲江池的3.2倍.巢式PCR-DGGE图谱主成分分析(PCA)结果显示,莲湖公园、永阳公园和大明宫太液池水体细菌种群相似度高,丰庆公园、新纪元公园、曲江池和革命公园水体细菌种群多样性相似,而兴庆湖水体细菌群落结构与其他水体差异显著(P0.05).莲湖公园、永阳公园和大明宫太液池水体细菌种群结构主要受水体NO3-N、TN和DO含量的调控,其中NO3-N含量影响显著;NH4-N含量对革命公园、新纪元公园和曲江池水体细菌种群影响显著,其中NO3-N和CODMn呈现负相关关系.CODMn含量对兴庆湖水体细菌种群多样性影响显著.大明宫太液池、莲湖公园、丰庆公园、新纪元公园和兴庆湖水体真菌种类高度相似,革命公园水体真菌群落结构与其他水体存在差异,种群受到TN、NO3-N和NH4-N的综合调控.NO2-N含量对永阳公园水体真菌种群影响最大,同时与酸碱度(pH)和溶解氧(DO)含量呈现负相关.茎点霉属(Phoma sp.)为革命公园水体中优势真菌.可见,西安市典型景观水体悬浮细菌和真菌群落结构特征受到不同水质指标的综合调控.表4图2参27     

基于rDNA ITS和ISSR标记研究四川松茸遗传多样性

松茸是一种珍贵的食药用菌,至今无法人工栽培.为更好地开发利用松茸资源,以采自四川小金、雅江、木里等7个县的24株不同生境的野生松茸子实体为材料,采用ISSR(Inter-Simple Sequence Repeat)分子标记及rDNA ITS序列分析的方法研究这些菌株的遗传资源及多样性.从15条ISSR引物中筛选出2条多态性较好的引物对所有菌株进行了扩增,所得条带表明,在松茸中存在一定的遗传多样性;亲缘关系树状图表明,来自木里、会东、小金的大部分松茸样品聚为一个类群,而雅江、盐源、盐边、冕宁的为另一类群,呈现一定的地理分化现象.通过对各菌株rDNA ITS序列分析表明,松茸菌株间的ITS序列相似性很高.同时系统进化树表明四川松茸(Tricholoma matsutake)与美洲口蘑(T.magnivelare)同源关系较近,与欧洲口蘑(T.caligatum)距离较远,这与报道的形态学分类结果并不一致.本研究表明四川松茸蕴含丰富的遗传信息.图4表4参16     

民勤绿洲退耕地土壤微生物群落结构与功能多样性特征

为明确退耕阶段对土壤微生物群落结构和功能的影响,选取3个不同退耕阶段的荒漠绿洲区土壤为研究对象,通过宏基因组测序技术来研究不同阶段退耕地中土壤微生物群落的结构和功能多样性特征.结果表明,3个阶段退耕地土壤中放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）的相对丰度存在显著差异,为优势菌门.与退耕前期相比,退耕修复后期增加了群体感应、卟啉与叶绿素代谢、泛酸盐和辅酶A生物合成以及苯乙烯降解的功能基因比例,且相对丰度存在显著差异（P<0.05）,表明不同退耕阶段改变了土壤微生物群落营养循环与能量代谢的功能潜力.RDA结果表明电导率（EC）、速效钾（AK）和全氮（TN）对土壤微生物功能组成具有显著影响,其中EC对微生物功能组成的影响最大.不同退耕阶段对土壤微生物群落结构和功能组成多样性具有显著影响,在民勤绿洲退耕地生态修复中,微生物群落结构和功能组成对不同阶段的土壤修复敏感性可综合相关指标进行考虑.     

不同植物组合对模拟污水厂尾水的净化效果及对根系微生物群落的影响

为阐明不同水生植物配置对污水厂尾水净化效果的影响,选取常用于生态修复中的3种挺水植物——西伯利亚鸢尾（Iris sibirica）、石菖蒲（Acorus tatarinowii）和再力花（Thalia dealbata）,并将这3种挺水植物分别与粉绿狐尾藻（Myriophyllum verticillatum）进行配置,比较3种不同植物配置系统对污水厂尾水营养物的去除效果.结果显示,经过40 d的试验,狐尾藻+西伯利亚鸢尾组合对尾水中总氮、总磷和硝态氮的去除效果最佳,最高去除率分别达94.7%、96.2%和98.9%;狐尾藻+西伯利亚鸢尾组合的生物量增长率也是3个试验组当中最高的,达66.4%.高通量测序表明,3种植物组合根系微生物表现出了明显群落差异;其中,狐尾藻+西伯利亚鸢尾组合在根系微生物方面拥有最高的ACE丰富度指数;反硝化菌属和脱磷菌属相对丰度最高的植物组合是狐尾藻+石菖蒲组合,分别达到了14.19%和9.67%.上述结果表明植物的生长状况和根系脱氮除磷相关菌属的相对丰度均会对系统的净化能力产生影响,但植物的生长吸收是污水中营养盐得以去除的主要途径.（图4表5参38）