异养条件下高氯酸盐降解细菌群落变化研究

了解特定环境中高氯酸盐(ClO-4)降解菌的群落组成,对ClO-4的降解具有重要的指导意义。通过添加醋酸盐作为电子供体降解ClO-4,利用高通量测序(HiSeq 2000)的方法获得了复杂环境中生物群落的组成,对比了降解前后菌种结构的变化。结果表明,补充醋酸盐的降解体系(Acetate Degradation,AD)将10 mg/L ClO-4降至检出限以下需100 h。降解完毕后代表性的ClO-4降解菌Dechloromonas的相对丰度为0.2%,与原始活性污泥相比无明显差别;另一典型ClO-4降解菌脱氯菌属Azospira相对丰度为3.2%;一些同时参与ClO-4降解和脱氮作用的细菌如假单胞菌属Pseudomonas也有检出,相对丰度为8%。异养条件下ClO-4降解是假单胞菌属Pseudomonas和脱氯菌属Azospira起主导作用。AD体系内菌种多样性小于原始活性污泥。电子供体的加入使活性污泥类的混合体系内生物群落结构单一化,使降解基质具备了在特定环境下针对某种污染物降解的能力。     

酸性矿山废水影响下水库真菌群落特征与环境因子研究

水体浮游真菌是水生生态系统中重要组成部分。为探明水库水体真菌群落结构的变化特征及其与环境因子的相关关系,该文运用高通量DNA测序技术诊断水库水体真菌群落结构的异质性,并结合主成分分析方法研究真菌群落与各水质参数的关系。结果表明,受酸性矿山废水(AMD)影响的水库水体EC、DO、SO_4~(2-)及重金属值较高,而pH和DOC含量较低。pH变化范围在4.78～6.13,SO_4~(2-)浓度范围在384.13～718.66 mg/L,EC变化范围在399.00～1 177.00μS/cm。水体真菌群落高通量DNA测序共发现2 073个分类操作单元(OTUs),隶属8个门20个纲240个属,各水库水体优势菌门主要有担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),毛霉菌门(Mucoromycota)和顶复亚门(Apicomplexa)是未受酸性矿山废水影响水库水体中除担子菌门、子囊菌门和壶菌门外的2个优势门类。主成分分析表明Ascomycota、Basidiomycota和Chytridiomycota受DO正向调控,而与pH、EC、NH_4~+-N、DOC、SO_4~(2-)及各重金属离子(Pb~(2+)、Mn~(2+)和Ni~(2+))呈负相关关系。DOC、水温、pH、总磷(TP)正向调控浮游真菌Mucoromycota和Apicomplexa,其中与DOC正相关性在p0.01水平,与水温在p0.05水平, EC、Eh、DO、NH_4~+-N、总氮(TN)及各重金属离子(Pb~(2+)、Mn~(2+)和Ni~(2+))与Mucoromycota和Apicomplexa呈负相关关系,其中与TN达p0.05水平。由此推测受AMD影响与未受AMD影响水库水体浮游真菌群落与水质参数关系存在异同之处。该研究结果为受AMD影响下水库水质参数与真菌群落结构的偶联机制提供科学依据。     

新疆且末地区沙尘暴过程中空气细菌群落结构变化的比较

采集新疆且末地区沙尘暴空气微生物样品,揭示沙尘暴前期、中期和后期细菌多样性和群落结构差异,为沙尘暴灾害预警提供依据.采用16S rRNA基因高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及与环境因子的相关性.新疆且末地区沙尘暴空气样品中共获得740364条有效序列,聚类为156个可操作分类单元（Operational Taxononmic Units）,包括9个门,87个属.门水平上,丰度最高为变形菌门（Proteobacteria,80.52%）,其次为拟杆菌门（Bacteroidetes,20.96%）、放线菌门（Actinobacteria,5.84%）和厚壁菌门（Firmicutes,2.63%）;在属水平上,优势属为不动杆菌属（Actinobacteria）、假单胞菌属（Pseuodomonas）、鞘氨醇宝盒菌属（Sphingobacterium）、海洋杆菌属（Ponibacter）.沙尘暴中期空气细菌的Chao 1（135.013）、ACE（130.424）、Shannon（2.614）指数均高于沙尘暴前期和沙尘暴后期空气细菌多样性数值（p<0.01）.沙尘暴空气细菌主成分分析表明,不同时期的细菌群落组成差异显著.冗余分析表明,湿度和气压可能与沙尘暴空气细菌多样性呈正相关,与经度、维度、海拔和温度呈负相关.新疆且末地区沙尘暴中蕴藏着丰富的细菌资源,沙尘暴前中后期空气微生物菌落结构和物种多样性差异显著.     

改进型人工快渗系统处理村镇污水效能研究——水力负荷周期的影响

在传统人工快速渗滤(CRI)系统的基础上,构建非饱水层、饱水层两段式改进型CRI系统,并以玉米芯作为饱水层的固体碳源,探究了水力负荷周期(3, 6和12h)对村镇生活污水处理效能的影响,分析了其微生物机理.结果表明,改进型CRI系统的最佳水力负荷周期为6h,系统出水化学需氧量(COD)、氨氮、总氮和总磷平均浓度分别为5.40, 0.91, 5.59与0.47mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准.微生物分析结果表明,系统COD的去除与硝化作用发生在系统的非饱水层,Proteobacteria和Actinobacteria是有机物代谢主要的功能微生物,Nitrospirae是主要的硝化功能菌.饱水层的功能微生物Chloroflexi降解玉米芯为反硝化过程提供了充足的碳源,并且携带高丰度的反硝化关键功能基因促进了饱水层的反硝化过程.研究结果不仅可以为农业废弃物的资源化利用实现村镇生活污水的提质增效提供依据,还可以为改进型CRI系统强化村镇生活污水的处理提供技术支撑.     

新疆黄萎病发病程度不同棉田土壤细菌群落结构差异分析

新疆棉区棉花黄萎病发生危害严重,提高该病的生态防控技术对实现棉花"化肥、农药"减施增效有重要意义.文章以阿克苏、石河子和库尔勒三地棉花黄萎病不同发生程度棉田土壤为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌种群结构进行研究,并分析土壤理化性质与细菌多样性及种群结构的相关性,以期揭示棉田土壤的细菌群落结构差异及主要影响因子,为...     

MPSR无污泥外排系统长期运行机制分析

针对日益凸显的剩余污泥产量大、处置难的问题,实验采用微压内循环生物反应器(MPSR)在无污泥外排运行方式下处理污水.MPSR的有效容积为36L,序批式运行,运行参数为曝气量0.14m3/h,排水比50％,循环周期12h,进水温度(20±1)℃,连续运行225d.实验结果表明,MPSR具有良好的污染物去除效果,COD、T...     

潜流人工湿地基质结构与微生物群落特征的相关性

为查明造成不同基质结构人工湿地净化性能差异的微生物因素,利用高通量测序技术,研究水平潜流人工湿地基质结构与微生物群落结构的相关性.结果表明,3个对比人工湿地系统中,从床体表层到底层渗透系数逐渐升高的六层结构人工湿地(CW6)净化性能最高,其出水中COD、TN、NO-3-N及NH_4~+-N平均浓度分别为39、11、0.35及4 mg·L~(-1),其后为三层结构人工湿地(CW3),而单层结构人工湿地(CW1)的净化效果最差,平均出水浓度分别为95、21、0.60及12 mg·L~(-1).高通量测序结果显示,多层结构人工湿地中微生物OTUs略低于单层结构湿地,但其优势菌门变形菌门(Proteobacteria)和其属水平上的硝化与反硝化细菌的相对丰度却显著高于单层湿地.PCA和丰度热图分析结果显示,CW3和CW6床体中变形菌门(Proteobacteria)属水平上的微生物存在显著的空间分布差异,从而有利于污染物的分区降解,而CW1各样点间的微生物群落结构无显著性差异.     

基于微生物电化学技术的萘普生高盐废水处理

制药废水是环境中萘普生的主要来源之一,因废水中含盐量较高,传统生物法对其中萘普生的去除效果有限,因此研究如何快速去除制药废水中的萘普生污染以及如何获得高盐废水中快速降解萘普生的功能菌群对生态环境具有重要意义.本研究基于长期驯化的混菌,研究微生物电化学技术在0.3%—3.0%不同盐度下对萘普生的去除效果.驯化后的混菌在108 h对8 mg·L~(-1)萘普生的去除率达到75%以上,并且在3.0%的高盐度下经过108 h去除率可达98%.通过高通量测序技术分析发现,发现相比于原始接种源,在门水平上,驯化后的微生物群落中厚壁菌门(Firmuicutes)和拟杆菌门(Bacteroidales)相对丰度显著增加;而在属水平,在0.3%—1.0%盐度下,真细菌属(Eubacterium spp.)的丰度显著增加至27.9%—50.5%,Bacteroides和Dysgonomonas等也分别从0.05%、0.03%增加至2.7%—6.8%和10.0%—19.9%;值得注意的是,Castellaniella和Pseudomonas在3.0%的高盐度下显著富集至6.9%和37.3%.本研究表明,Eubacterium、Dysgonomonas、Bacteroides等菌属能够耐受较低的盐度(0.3%—1.0%),且可能在降解转化萘普生体系中发挥作用;Castellaniella和Pseudomonas会在3.0%的高盐环境下富集,可能是两类较好耐盐性且具有较强萘普生降解能力的功能微生物.