营养盐与盐双重胁迫下水体中浮游细菌的响应

为阐释干旱地区内陆湖泊微生物群落对营养盐和盐双重胁迫的响应机制,针对干旱、半干旱地区许多湖泊水体受咸化与富营养化双重影响的特点,通过454高通量测序16S rRNA基因和多元统计分析,研究水体营养盐和盐的添加对细菌群落结构、多样性变化的影响. 结果表明,盐与营养盐的输入引起了水体中细菌群落组成和多样性的显著变化, 具体表现为:①随着盐度(以w计)的升高,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)的相对丰度显著增加,从对照处理的16.0%±4.6%增至SO(贫营养-盐水)处理的39.8%±18.1%;但会受到水体营养水平的制约. ②富营养水平下,微咸条件(盐度为1.5‰)有利于细菌类群丰富度的增加,BE-30(微咸-富营养处理培养30 d样品)的Shannon-Wiener多样性指数(4.62)显著高于FE-30(淡水-富营养处理培养30 d样品,2.08)和SE-30(高盐-富营养处理培养30 d样品,1.69);③高盐(盐度为3.0‰)条件下,随着水体中营养盐含量的增加,喜营养的嗜盐细菌类群大量繁殖(SE-30中无法分类的Comamonadaceae科的相对丰度达到69.3%),因而降低了水体中细菌群落的多样性. 研究显示,α-变形菌纲和无法分类的Comamonadaceae科对盐与营养盐的变化较为敏感,可作为干旱区湖泊咸化和富营养化过程的参考类群.      

CRISPR/Cas系统抵御细菌耐药

近年来,细菌耐药性问题在全球范围内日益严重,世界各地不断出现各种新型耐药基因及"超级细菌",以此形成的细菌耐药性污染已成为威胁全球公共卫生与环境安全的重大问题。目前除了在管理上规范合理用药和限制抗生素排放,应探讨抵御细菌耐药的分子机制,有效地从根本上遏制细菌耐药的产生。CRISPR系统作为一种天然免疫系统,可用来对抗入侵的外源性遗传物质,其结构和功能与细菌耐药及毒力因素密切相关,深入分析两者的关系有助于更好地理解细菌耐药机制,为防治细菌耐药提供了新的方向。     

城市河流内源释放与微生物群落构效关系

底泥作为河流营养物质的主要储集层,其主导的内源污染物释放对河流上覆水及其微生物多样性有重要影响。文章以绵阳市木龙河为研究对象,对河道上覆水与底泥中污染物质分布、原核生物与真核生物生物群落结构及其与内源污染释放构效关系进行了深入研究。实验结果发现木龙河上游到下游上覆水总氮(TN)、氨氮(NH3-N)及总磷(TP)浓度均呈现逐渐提高的趋势,对应的微生物多样性和丰富度却呈明显下降趋势,且主要优势物种为浮游藻类与真菌;在木龙河底泥中,总碳、总有机碳、TN、TP从上游到下游呈现递减的趋势,与上覆水成反相关,且主要优势微生物为浮游动物,与上覆水亦明显不同。研究结果表明,木龙河水质超标主要由底泥内源污染物释放导致,底泥中TN、总硫、NH3-N对底泥中微生物多样性影响显著;此外,以内源释放为特征的河流,由于内源释放污染物与外源污染物有一定差异,导致上覆水微生物多样性与外源污染条件下呈现不同。     

冰封状态下达里湖冰-水中浮游细菌群落结构差异

细菌是湖泊生态环境、物质能量循环的关键参与者.为了解寒旱区湖泊冰封状态下上部水体中浮游细菌群落结构变化特征,于2019年1月中旬,在内蒙古达里湖进行了15个取样点处的湖冰底层、冰下表层水等样品（"底冰"和"表水"）的采集与分析.结果表明,在门类水平上,达里湖底冰中浮游细菌群落多样性比表水中略低,且优势浮游细菌门类的相对含量出现明显冰-水差异.虽然底冰和表水中优势浮游细菌门类均由Proteobacteria、Actinobacteria、Cyanobacteria、Bacteroidetes、Verrucomicrobia、Planctomycetes、Tenericutes及Gemmatimonadetes等组成,但Proteobacteria的相对含量在底冰中平均达到63.64%,而表水中的平均相对含量下降到26.75%,明显小于Actinobacteri的平均相对含量（39.10%）.再者,由于冰封过程中"冷冻浓缩"作用导致氮（N）、磷（P）等元素迁移幅度不同,促使底冰和表水中Proteobacteria和Actinobacteria等优势细菌门类相对含量存在明显的差异响应,导致主要浮游细菌属种的相对含量出现冰-水明显不同.整体上,总磷（TP）和溶解性总磷（DTP）等变化成为影响底冰中优势细菌门类结构变化的环境因子,而溶解态无机磷（DIP）和氨氮（NH₄⁺-N）等变化成为影响表水中优势细菌门类结构变化的环境因子.显然,不同形态N、P元素的迁移幅度等成为影响冰封状态下湖泊表层水体中浮游细菌结构差异的主要影响因素,这也将为进一步分析寒旱区湖泊水生态环境提供基础数据.     

印染废水循环利用抗生素抗性基因丰度变化特性

城市污水处理系统中抗生素抗性基因（ARGs）分布研究较多,但是工业废水循环利用时ARGs丰度变化特性研究尚存不足.为此,本研究构建了印染废水循环利用系统,采用16S rDNA技术分析印染废水循环利用过程中微生物群落的变化特性,采用高通量测序技术表征ARGs丰度变化趋势.循环初期,活性污泥中共检出9大类52种ARGs,其中β-内酰胺类（β-lactam）抗性基因的相对丰度最高.循环过程中,芳烃类污染物浓度随循环次数的增加而升高,β-内酰胺类抗性基因丰度则先升高后降低再升高（第100 d,上升61.85%）.与此同时,与ARGs相关的Firmicutes、Actinobacteria和Cyanobacteria的丰度显著下降（降幅分别为84.66%、64.38%和85.15%）.超过21种ARGs受到芳烃类污染物富集的显著影响,其中,6种ARGs与芳烃类污染物的浓度变化极显著正相关,6种极显著负相关.这些结果表明,ARGs的丰度变化受微生物群落和芳烃类污染物的影响,在印染废水循环利用过程中呈现先上升后下降再上升的变化趋势.本研究揭示了印染废水循环利用过程中芳烃类污染物的富集与微生物群落的变化对ARGs的影响,对印染工业废水循环利用降低抗生素抗性基因对环境的污染提供了理论指导.     

民勤荒漠绿洲过渡带人工梭梭林土壤细菌群落结构及功能预测

通过探究人工梭梭林栽植对荒漠土壤细菌群落结构及功能的影响,为荒漠绿洲过渡带土壤微生态修复和土地质量改善提供数据参考.采用Illumina高通量测序技术和PICRUSt2功能预测分析方法,分析土壤细菌群落结构及功能,并用Mantel test和冗余分析（RDA）解释影响土壤细菌群落结构及功能的理化因子.结果表明：(1)梭梭林土壤细菌OTU数、 Chao1指数和Shannon指数均显著高于流动沙丘土壤,且PCoA分析和Adonis检验发现梭梭林与流动沙丘土壤细菌群落结构差异显著（P=0.001）.(2)所有样品共检测到细菌34门、 89纲、 174目、 262科和432属,变形菌门、放线菌门、蓝藻菌门和绿弯菌门占土壤细菌相对丰度的76.05%,属于土壤优势细菌,其中梭梭林土壤放线菌门相对丰度极显著高于流动沙丘土壤（P <0.01）.(3)PICRUSt2功能预测发现,梭梭林土壤细菌群落包括6类一级功能和28类二级功能,其中碳水化合物的代谢、氨基酸代谢、辅助因子和维生素的代谢相对丰度均大于10%,是细菌主要代谢功能.(4)梭梭林的栽植显著改善土壤有机质等养分含量.土壤pH、有机质、全氮...     

无菌型小型饮水机试验研究

随着生活水平的提高,越来越多的家庭和办公室使用直饮水机.直饮水机通常通过活性炭或过滤纤维两种介质来去除自来水中的污染物以达到直饮的目的.在使用过程中,介质表面会生长大量细菌,造成生物学与感观的问题. 采用超声波这一新型物理技术,可抑制过滤介质上的细菌生长.通过大量重复实验,发现超声波可稳定地抑制过滤纤维和活性炭两种吸附介质上生长的菌体甚至原生动物.此外,由于超声波强化介质的吸附作用,超声波与活性炭同时处理较活性炭吸附可以更好地去除自来水中有机物;不同超声波频率下的实验进一步验证了超声波技术对活性炭吸附的强化作用.