不同营养程度湖泊中细菌群落组成及其分子生态网络特征

长江中下游地区是我国淡水湖泊的主要集中区，随着社会和经济的快速发展，该地区绝大部分湖泊正处于富营养状态.作为湖泊生态系统中的分解者和生产者，细菌群落在维持物质循环和能量流动中扮演着极为重要的角色，然而其组成及种间关系对富营养化过程的响应机制仍不明确.利用16S rDNA测序技术和分子生态网络技术探讨了长江中下游10个湖泊水体中细菌群落的组成、结构及其网络拓扑关系等特征.结果表明:①根据湖泊水体的富营养化指数，长江中下游地区的湖泊可分为中度富营养湖泊和重度富营养湖泊两种，并且这两种湖泊中细菌群落的α多样性均无显著性差异.②在这两种湖泊中细菌群落的优势类群基本一致，如在纲水平上均以Actinobacteria、Acidimicrobiia、Sphingobacteriia和Betaproteobacteria为主，在属水平上均以Hgcl_clade和CL500-29_marine-group为主.然而，与丰富种亚群落相反，稀有种亚群落在这两种湖泊中具有显著的区别.③中度富营养湖泊中细菌群落生态网络的节点和边的数量均小于重度富营养湖泊，并且前者网络具有更多的物种协作关系，其网络的中心性也显著大于后者.研究显示，湖泊富营养化的加剧使得水体中细菌群落的组成，尤其是稀有种亚群落发生了显著的演替，并且明显地削弱了细菌群落物种之间的协作关系.      

降解炼油废水菌株0297发酵条件的研究

对筛选出的一株降解炼油废水的短状杆菌的发酵培养基组成(碳源,氮源及无机盐)和工艺条件(发酵温度,装液量)进行了单因素试验和正交优化试验,在不降低菌株降解性能的情况下,确定了发酵培养基组成:玉米粉0.4%,豆饼粉0.5%,MgSO4.7H2O0.4%,炼油废水50mL/100mL;最适发酵培养温度为35℃,最佳培养初始pH为5.5￣6.5,在250mL三角瓶中装40mL培养基,在145r/min摇床培养16h,发酵液中菌体浓度超过1010个/mL。     

一株苯好氧降解菌的分离及其降解特性研究

从一长期被苯类工业废水污染的土壤中驯化分离出一株能快速降解苯胺的菌株,初步鉴定为假单胞菌属。该菌株在5-35℃,都可以20mg/L的苯为碳源进行生长并完全降解苯,最适宜的生长温度为25℃;在pH为5-9范围内,可以生长并降解20mg/L的苯,偏碱性更适合细菌生长;培养过程中振荡速率大于120r/min,降解速率最大。     

滇池底泥微生物菌群对微囊藻毒素的生物降解

采用滇池水华蓝藻中提取提纯的微囊藻毒素(microcystins,MCs)作为微生物生长的碳源和氮源,从长期暴露于蓝藻水华的滇池底泥中,通过从含低浓度到高浓度MCs的逐步培养驯化,获得了高效降解MCs的微生物混合菌群,在初始MC-RR和LR浓度大约分别为50 mg/L和30 mg/L下,3 d内可将MCs全部降解.进一步活性研究显示,不同含碳和含氮化合物虽然能够促进混合微生物菌群的生长,但对降解MCs却无明显的促进作用,说明MCs既可以作为微生物生长的碳源,又可以作为微生物生长的氮源,在富含有机物的天然水体中并不一定能够促进微生物对MCs的生物降解.     

Molecular characterization of bacterial community in aerobic granular sludge stressed by pentachlorophenol

To characterize the effects of pentachlorophenol (PCP) on the performance and microbial community of aerobic granular sludge in sequencing batch reactor (SBR), the web-based terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) and real-time PCR (RT- PCR) techniques were used to explore the bacterial community structure. When PCP increased from 0 to 50 mg/L, the COD removal rate changed little, while the ammonia removal rate dropped from 100% to 64.9%. The results of molecular characterization showed t...     

酒糟生物炭短期施用对贵州黄壤氮素有效性及细菌群落结构多样性的影响

为实现酱香型酒糟资源化综合利用和黄壤氮素有效性提升,采取田间培养试验,通过设置5个生物炭施用量0%（MB₀）、0.5%（MB_0.5）、1.0%（MB_1.0）、2.0%（MB_2.0）和4.0%（MB_4.0）,研究酒糟生物炭短期施用对贵州黄壤氮素有效性及细菌群落结构多样性的影响.结果表明,施用酒糟生物炭使土壤全氮（TN）和硝态氮（NN）含量分别提高35.79%~365.26%和122.96%~171.80%,微生物量氮（MBN）含量降低34.10%~59.95%,且随着生物炭施用量的增加,铵态氮/全氮（AN/TN）、硝态氮/全氮（NN/TN）和微生物量氮/全氮（MBN/TN）呈现出降低趋势.施用酒糟生物炭显著降低了土壤细菌OTU数量、群落丰富度和多样性,且随酒糟生物炭施用量的增加,该影响程度随之增加.与未施用酒糟生物炭MB₀处理相比,酒糟生物炭的施用显著改变土壤细菌群落结构,随着生物炭施用量的增加,拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度提高了1.76~2.11倍,而酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、浮霉菌门（Planctomycetes）、装甲菌门（Armatimonadetes）、奇古菌门（Thaumarchaeota）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度均出现不同程度的降低,均以MB_4.0处理降幅最为显著.同时,酒糟生物炭的施用还增加了一些土壤功能细菌的相对丰度,如链霉菌属（Streptomyces）、极小单胞菌属（Pusillimonas）等,降低了溶杆菌属（Lysobacter）和芽孢杆菌属（Gemmatimonas）等优势菌属的相对丰度.此外,冗余分析（RDA）结果显示,MBN/TN、NN和MBN是引起土壤细菌群落结构变化的主要氮素环境因子,而且MBN/TN、MBN与奇古菌门（Thaumarchaeota）和硝化螺旋菌属（Nitrospira）均呈显著正相关性,说明短期内酒糟生物炭的施用可以显著降低氨氧化古菌和硝化细菌的丰度,抑制土壤氨氧化作用和硝化速率,提高土壤氮素有效性.综上所述,短期内施用酒糟生物炭可以提高黄壤氮素养分,改变土壤细菌群落结构和多样性,并可以通过抑制土壤氨氧化作用和硝化作用有效阻控土壤氮素淋溶发生的风险,提高土壤氮素有效性.     

长三角典型城郊土壤抗生素空间分布的影响因素研究

阐明土壤抗生素的空间分布特征对于认识抗生素的空间扩散和迁移过程、控制土壤抗生素污染、维护土壤安全具有重要意义.本研究通过空间采样,系统分析了长三角地区典型城郊流域土壤抗生素的空间分布特征,并探讨了人类活动、土壤性质和微生物群落对土壤抗生素分布的影响.结果表明,农田土壤中抗生素含量显著高于园地和林地,其中,检出浓度顺序为:四环素类(TCs)喹诺酮类(QNs)大环内酯类(MLs)磺胺类(SAs),平均含量分别为41.43、11.38、0.15、0.09μg·kg~(-1),农田土壤抗生素含量与有机肥施用密切相关.Spearman相关分析结果表明,TCs、QNs、SAs及抗生素总含量与距城镇距离、距道路距离、海拔及C/N具有显著的负相关性(p0.05),表明这3类抗生素的空间分布受人类活动的强烈影响,而MLs含量与人类活动的关系则较弱.土壤养分、颗粒组成、pH、容重等对抗生素的吸附、迁移、降解等环境行为具有强烈的影响,其空间异质性影响了土壤抗生素空间分布的差异性.土壤微生物群落与土壤抗生素之间具有较为复杂的联系,研究发现,部分变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门及浮霉菌门细菌与土壤抗生素含量呈现负相关.方差分解分析揭示出土壤性质、人类活动及其相互作用是土壤抗生素空间分布的主要影响因素,对土壤抗生素分布空间变化的总解释度接近于58%,达到了较高水平.     

纤维素降解复合菌系的微生物多样性及关键功能菌解析

为分析纤维素降解复合菌系中微生物多样性及关键功能菌,本研究通过梯度稀释法观察不同梯度下滤纸降解及酶活变化情况,确定复合菌系实现滤纸有效降解的临界点为10-5;在此基础上结合高通量测序技术对不同稀释度下的稀释液进行测序.研究结果表明,具有降解能力的稀释液(稀释度≤10-5)与无降解能力的稀释液(稀释度10-5)微生物组成差异显著.从门水平热图看,Firmicutes和Proteobacteria为复合菌系的优势菌门;在属水平上,复合菌系中协同降解纤维素的菌株主要属于Clostridium、Petrobacter、Defluviitalea等属,Clostridium属在有降解能力(稀释度≤10-5)的稀释液中丰度较高,而随着稀释度的增大,在无降解能力(稀释度10-5)的稀释液中几乎消失.经分析判断梭菌属Clostridium是纤维素降解复合菌系的关键功能属,它们与Petrobacter、Defluviitalea等菌属协同作用从而实现纤维素的高效降解.     

澜沧江流域浮游细菌群落结构特征及驱动因子分析

为探究澜沧江流域的浮游细菌群落结构特征及驱动因子,应用16S rRNA高通量测序技术,分析了2017年2月澜沧江流域浮游细菌群落结构特征,并采用Pearson相关性分析(Pearson correlation analysis)和冗余分析(RDA)识别了澜沧江自然河道段和水库段浮游细菌群落结构变化的关键环境因子.结果表明,自然河道段ACE指数和Shannon指数均高于水库段,造成自然河道段和水库段浮游细菌多样性变化的主要环境因子为水温(WT)、溶解氧(DO)、浊度(Tur)、高锰酸盐指数(permanganate index)、p H和总氮(TN).对16S rRNA V3和V4测序,得到用于物种分类的OTU数共26772,涵盖了浮游细菌群落共45门,965属.菌群分类发现,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)为优势门,其中变形菌门(Proteobacteria)含量相对丰富,占细菌群落的36%~94%.澜沧江流域变形菌门(Proteobacteria)主要包括α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、β-变形菌纲(β-Proteobacteria)和γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria),分别占变形菌门(Proteobacteria)的比例为0.39%~21.56%、0.39%~55.80%和31.09%~99.18%.澜沧江水体浮游细菌群落空间差异明显,影响浮游细菌群落结构变化的环境因子主要为WT、高锰酸盐指数、Tur、DO和TN.自然河道段和水库段影响浮游细菌群落结构的环境因子不同,DO和Tur是影响自然河道段浮游细菌群落结构的关键环境因子,而水库段浮游细菌群落结构主要受WT、高锰酸盐指数和TN的影响.     

基于高通量测序检测Pb污染对三叶草根际土壤细菌多样性的影响

为了研究Pb污染对根际土壤微生物多样性的影响,揭示根际微生物对Pb胁迫的适应性机制,通过盆栽试验模拟轻度[w（Pb）为300 mg/kg]、中度[w（Pb）为600 mg/kg]和重度[w（Pb）为900 mg/kg]Pb污染土壤环境,利用高通量测序技术和生物信息学分析方法,测定了不同w（Pb）处理下三叶草根际土壤中细菌群落的丰度和组成.结果表明:①共检测到37个门,其中变形菌门为优势菌群,占比为50.7%~53.9%,其次为拟杆菌门、酸杆菌门和疣微菌门. ②共检测到623个属,其中鞘氨醇单胞菌属为优势菌属,占比为17.1%~19.4%. ③中度Pb污染土壤样本中细菌的多样性最高,重度Pb污染土壤样本中的细菌数量最少,并且其群落组成与其他处理差异最大.研究显示,重度Pb污染会显著抑制三叶草根际土壤样本中细菌的生长,降低土壤样本中细菌总量及其群落的多样性,但中度Pb污染会提高土壤样本中细菌群落的多样性. Pb污染会改变三叶草根际土壤样本中细菌群落组成和丰度,不同类型细菌对Pb污染土壤的适应性不同.根际土壤样本中Gp1菌群的丰度随着土壤w（Pb）的增加而增加,说明Gp1菌群可能是具有Pb污染抗性的优势菌群.