华北平原典型城市土壤微生物群落时空变化规律及其驱动因子

微生物群落结构和功能受多种环境因素的共同影响,为阐明典型城市土壤中微生物群落的时空变化规律及其主要影响因素,亟需开展典型城市土壤中微生物群落时空动态变化特征研究.鉴于此,选取华北平原典型城市——石家庄市为研究区,共设置12个采样点,分别于2021年6月（夏季）和9月（秋季）采集表层土壤,并利用16S rRNA高通量测序技术对土壤中微生物群落结构及功能进行研究,探究其时空变化规律;同时运用Pearson相关性分析建立微生物群落与环境因子间的相关性,识别微生物群落时空变化的主要驱动因子.结果表明：①石家庄市表层土壤中主要优势菌门为放线菌（Actinobacteriota）和变形菌（Proteobacteria）;就季节变化而言,在门水平上,Actinobacteriota和Proteobacteria相对丰度均呈降低趋势;在属水平上,夏季主要优势菌属为节杆菌属（Arthrobacter）和未知分类菌属,秋季主要优势菌属为Arthrobacter和Candidatus_Nitrocosmicus,且优势菌属呈显著季节差异（P<0.05）;②就季节变化而言,Simpson、Ace和Chao指数均值呈升高趋势,而OTU均值呈降低趋势;就空间差异而言,Shannon指数和Simpson指数呈显著空间差异（P<0.01和P<0.05）;③各类功能基因无显著季节和空间差异;其中能源生产和转换类功能基因相对丰度最高,在夏季和秋季的相对丰度分别为24.06%~24.84%和24.63%~25.98%;④微生物群落结构组成、多样性指数和功能基因与喹诺酮类抗生素（QNs）、总磷（TP）和硝氮（NO₃^--N）呈显著相关,且与QNs显著相关性最强（|r| >0.900）;这表明在石家庄市表层土壤中抗生素成为影响微生物群落变化的主要驱动因素.因此,为保障城市土壤中微生物群落结构和功能稳定,应进一步加强土壤中抗生素污染的综合管控.     

一株嗜油不动杆菌(Acinetobacter oleivorans)的分离鉴定及石油降解特性

从石油污染土壤分离到30株石油降解菌,经复筛得到一株适应能力强、对石油降解效率高的优势菌株JC3-1。该菌株在温度为20~40℃、pH 5~9、盐度(NaCl)为0~3%(W/V)条件下生长良好。在以4 g/L原油为惟一碳源的培养基中生长15 d后对原油的降解率达42.15%。通过形态学观察、生理生化实验及16S rDNA序列分析,初步鉴定属于嗜油不动杆菌(Acinetobacter oleivorans)。菌株在以正戊烷、正己烷、十六烷、十八烷、苯、甲苯、二甲苯、邻苯二酚、萘、芘为惟一碳源培养基中都能很好生长。用特异性PCR检测发现,JC3-1具有酰基辅酶A脱氢酶、苹果酸合成酶、异柠檬酸裂合酶、TonB-依赖性铁载体受体、铁载体受体蛋白、多功能脂肪酸氧化酶复合体α亚单位等代谢功能基因,及烷烃单加氧酶、芳烃双加氧酶、联苯双加氧酶、邻苯二酚双加氧酶、萘双加氧酶、甲苯双加氧酶等降解功能基因。     

稀有鮈鲫神经发育相关基因的克隆、同源性分析及组织分布

作为重要的本土模式鱼类,稀有鮈鲫神经发育相关的生物学背景几乎空白,导致其在神经毒性评价方面的应用受到限制。本文从稀有鮈鲫脑部克隆得到了神经发育相关的神经生长因子(nerve growth factor;ngf)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor;bdnf)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein;gfap)、髓鞘相关糖蛋白(myelin-associated glycoprotein;mag)、P0蛋白(myelin protein zero;mpz)、微管蛋白α1(α1-tubulin)和Y染色体性别决定基因10(SRY-box containing gene 10;sox10)等基因的片段,并对其进化树及表达谱进行了分析。序列分析表明,bdnf的核苷酸序列与鲫鱼、鲤鱼的同源性最高,均为98%;gfap、ngf、mag和α1-tubulin与斑马鱼的同源性最高,分别为95%、92%、92%和96%;mpz与黑头软口鲦的同源性最高,为94%;sox10与鳙鱼同源性最高,达97%。表达谱分析结果表明,ngf、bdnf、mag、mpz、α1-tubulin和sox10基因均在脑组织中表达量最高,gfap在脊髓中表达量最高,上述结果为这一模式鱼类在神经发育学和神经毒性效应评价方面的应用奠定了基础。     

抗生素在地下水系统中的环境行为及生态效应研究进展

抗生素在环境中的残留已引起广泛关注。随着对地下水污染的报道日益增多,抗生素对地下水系统的潜在影响不容忽视。本文系统地阐述了地下水中抗生素的来源、污染水平及迁移转化规律,总结了抗生素对地下水微生物群落的影响以及抗生素诱导产生的抗性基因的潜在污染趋势。因地下水赋存隐蔽,一旦污染难以及时察觉,抗生素进入地下水系统后易长期残留。目前,针对抗生素及抗性基因在地下水系统中的环境行为及生态效应研究还十分有限,本文据此指出了当前形势下开展相关研究的必要性,并对今后的研究方向进行了展望。     

石化废水处理厂中耐药菌和耐药基因的分布特征与去除效能解析

抗生素耐药性污染已成为全球新兴环境问题之一.本研究选取某座石化废水处理厂,对耐药菌(ARB)和3种形态耐药基因(ARGs):细胞内耐药基因(iARGs)、细胞外附着态耐药基因(aeARGs)和游离态耐药基因(feARGs)的分布特征与去除效能开展研究.结果表明,废水处理厂中检出四环素、磺胺和氨苄西林这3类ARB,其绝对...     

竹林河岸带土壤反硝化脱氮效果模拟及机理研究

以太湖流域上游南苕溪流域农业区竹林河岸带土壤为研究对象,采用乙炔抑制法研究不同外源硝态氮（NO₃^--N）添加量(模拟添加NO₃^--N浓度分别为0、5和10 mg·L^-1的污水,分别用N0、N5和N10处理表示)对不同离水距离（0～3、3～6、6～12 m）、不同深度（0～10、10～20、20～40 cm）土壤反硝化速率的影响.结果表明,N0、N5和N10处理的土壤72 h内的反硝化速率均值分别为59.65、163.56和295.81μg·kg^-1·h^-1,不同处理间差异显著.N5和N10处理的土壤对外源NO₃^--N的脱氮率均值分别为0.45和0.51,且N5处理显著低于N10处理;土壤反硝化速率和对外源NO₃^--N脱氮率均随NO₃^--N添加量的增大而增加.土壤反硝化速率随离水距离的增加而降低,表层土壤的...     

长期施用猪粪水稻土抗生素抗性基因污染研究

为了全面研究猪粪有机肥对水稻土抗生素抗性及分布格局的影响,选择295对抗生素抗性基因引物,采用高通量荧光定量PCR对水稻土中的抗生素抗性基因污染情况进行了研究.结果表明,未施用猪粪水稻土检测出66种抗性基因,而施用猪粪水稻土则检测出107种抗生素抗性基因,施用猪粪后水稻土中抗生素抗性基因种类显著增加(P<0.05).相对于未施用猪粪水稻土,施用猪粪水稻土有49种抗生素抗性基因丰度显著增加(P<0.05),其中施用猪粪水稻土中喹诺酮类/氯霉素类抗性基因的mexF的丰度相对于未施用猪粪水稻土增加1791倍.高通量定量结果表明,施用猪粪的水稻土抗生素抗性基因分布格局发生显著变化,高通量定量技术是研究环境抗生素抗性基因的一个非常实用的工具.     

化能自养细菌Calvin循环相关基因的组织和调节研究进展

Calvin循环是化能自养细菌同化CO2的主要途径.该循环大多数酶由cbb基因编码.除保守的内在基因排列次序外,不同化能自养细菌cbb基因簇在基因大小和操纵子结构上存在差异.兼性化能自养菌cbb操纵子比专性化能自养菌受到更严格的调控,其调控作用主要由位于cbb操纵子上游编码LysR家族转录激活蛋白的cbbR基因执行.最近的研究表明,另外一些蛋白因子也可能参与cbb基因调控.尽管操纵子调控元件接收到的代谢信号仍是未知的,但一般认为细胞的氧化还原状态起着关键作用.推测cbb操纵子的表达调控整合于一个调控网络中.图2参58     

人工湿地中抗生素抗性大肠杆菌和抗性基因的去除与分布

抗生素的滥用导致抗生素抗性菌和抗性基因随生活污水和养殖废水的排放在环境中肆意散播,其去除及环境行为越来越受到关注。采用K-B纸片法测定了9套不同工艺构型模拟人工湿地中大肠杆菌对7种抗生素的抗性率,并应用多重PCR检测磺胺类sul1、2、3与四环素tetA、B、C、D抗性基因,探究人工湿地对抗性菌的去除效率及抗性菌、抗性基因的分布规律。结果显示,人工湿地能有效去除污水中70%左右的抗性大肠杆菌,有效降低了细菌抗性的传播风险;共计分离出535株大肠肝菌中有378株对一种以上抗生素有抗性性,以四环素、磺胺类和氨苄西林抗性率最高,达到25%以上,其他4种抗性率较低,不足20%;2种抗性基因的检出率都在70%以上;对不同采样点大肠杆菌的抗性性及抗性基因的比较发现,各部分大肠杆菌的抗性水平、多重抗性指数(MRI)以及抗性基因(sul、tet)检出率和组合数表现出:基质≥出水>进水,推测抗性菌被湿地基质截留,在基质生物膜上发生抗性基因的重组,并释放抗性菌,提高了出水中抗性水平和抗性基因检出率。     

Diversity of chlorobiphenyl-metabolizing bacteria and their biphenyl dioxygenases in contaminated sediment

Bacteria and bacterial communities in sites contaminated with polychlorinated biphenyls have been extensively studied in the past decades. However, there are still major gaps in the knowledge of environmental processes, especially in the behavior of previously described bacteria in vitro, their real degradation abilities and the enzymes that are involved in the degradation processes.