基于16S rRNA基因测序法分析北京霾污染过程中PM2.5和PM10细菌群落特征

2013年1月8~14日,北京出现了严重的霾污染.霾污染时高浓度的大气颗粒物增加了暴露人群的健康风险,而大气中的微生物也可能带来一些风险,但目前对霾污染时大气中微生物组成了解较少.本研究选取了2013年1月8~14日北京7d的PM2.5和PM10采样样本,通过对细菌16S rRNA基因V3区扩增和Mi Seq测序,得到PM2.5和PM10中的细菌群落结构特征,并将结果与相同采样样本的宏基因组测序结果及三项国外基于16S rRNA基因测序方法的大气中细菌研究结果进行了比较.研究发现7 d连续采样条件下,PM2.5中细菌群落结构在门和属的水平上均差别不大.在属级别上,节杆菌属(Arthrobacter)和弗兰克氏菌属(Frankia)是北京冬季大气中细菌群落的主要类群.16S rRNA基因测序与宏基因组测序结果对比分析发现,在属级别上,两种分析方法中有39个相同的属类群(两种分析方法丰度前50的细菌类群合并所得),弗兰克氏菌属(Frankia)和副球菌属(Paracoccus)在16S rRNA基因测序分析结果中相对含量较多,而考克氏菌属(Kocuria)和地嗜皮菌属(Geodermatophilus)在宏基因组测序结果中相对含量较高.在门和属的水平上,PM2.5和PM10中细菌群落结构特征呈现出相似的规律.在门水平上,放线菌门(Actinobacteria)在PM2.5中的相对百分比较大,而厚壁菌门(Firmicutes)在PM10中的相对百分比较大.在属水平上,梭菌属(Clostridium)在PM10中的相对百分比较大.与三项国外基于16S rRNA基因测序研究结果对比发现,尽管在采样地点和采样时间上有较大差异,大气中普遍存在一些相同的细菌类群,且近地面大气细菌群落结构特征相似度较高,区别于高空对流层中细菌群落结构特征.     

基于微流控技术的抗生素敏感性分析研究进展

微流控技术是一种基于对微纳流体的操控从而实现特定功能的分析技术,具有微型化、集成化等特点,在生物、化学、医学等领域表现出了很好的发展潜力和应用前景.利用微流控芯片开发细菌培养和抗生素敏感性分析技术,既能对细菌的培养条件实现精确调控,对细菌生长状态进行实时观察,还能显著节省培养时间和使用成本,并缩短抗生素最小抑制浓度的检测周期.有鉴于此,本文针对抗生素敏感分析中微流控技术的研究进展进行评述,以期为相关研究提供一些思路.     

光照对畜禽粪便中抗生素降解和微生物的影响

为研究光照对粪便发酵降解抗生素的影响,采用固态发酵试验,对比避光和光照培养后不同猪鸡粪中主要残留抗生素浓度和细菌群落组成差异.结果表明,光照促进发酵后粪便的抗生素残留总量下降,在猪粪样品中尤为显著,最高下降23.8％.猪粪中四环素类、氟喹诺酮类和磺胺类抗生素在光培养下的降解总体高于避光培养,且光照降低猪粪中磺胺耐药细菌...     

不同秸秆还田方式对旱地红壤细菌群落、有机碳矿化及玉米产量的影响

为探讨长期不同秸秆还田方式对旱地红壤细菌群落、有机碳矿化及玉米产量的影响,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的不同秸秆还田方式长期定位试验(9 a),选取不施肥(CK)、单施化肥(N)、化肥+秸秆(NS)、化肥+秸秆猪粪配施(NSM)和化肥+生物质炭(NB)这5个处理,通过高通量测序技术研究旱地红壤细菌多样性和群落结构差异,揭示了细菌群落对土壤有机碳矿化和玉米产量的影响机制.结果表明:①不同秸秆还田处理下,红壤化学性质发生显著变化,其中NSM处理对旱地红壤肥力的综合提升效果最好,并显著提高了玉米产量.②相比于CK和N处理,秸秆还田处理均提高了细菌多样性.主成分分析发现,秸秆还田处理改变了土壤细菌群落结构.③秸秆还田处理提高了土壤有机碳矿化能力,NSM处理的土壤有机碳矿化速率和累积矿化量最高.④相关性分析表明土壤AN/AP比值显著改变了细菌群落结构,结构方程模型结果表明,土壤AN/AP比可能通过影响土壤细菌多样性和群落结构,间接提高了土壤有机碳矿化能力和玉米产量.本研究结果为协同提升旱地红壤生物多样性和耕地地力水平,保障健康红壤生态系统和粮食安全提供了科学依据.     

南极土壤可培养石油降解细菌多样性及降解特性研究

石油污染土壤的微生物修复是公认的绿色环保技术,但由于实际应用时环境温度较低,使得微生物降解效率低下.南极地区拥有丰富的微生物资源,为了研究南极土壤可培养石油降解菌的多样性及获取高效低温石油降解菌资源,采集南极菲尔德斯半岛上的土壤样品,以0#柴油和中质原油1∶1混合物作为碳源,分别在10、15和20℃下富集、筛选石油降解...     

常温纤维素降解菌群的筛选及其特性初探

在改良PCS培养基的基础上,通过定期改变传代方法,从污泥、森林土、发酵腐熟牛粪、堆肥处理麦秆中筛选出1组纤维素分解能力强而稳定的纤维素混合菌群(代号为Xc),100 mL培养物在37 ℃静置培养5 d,对滤纸纤维素、脱脂棉、麦秆(片)、牛粪纤维降解率分别达到81%、41%、25%、40%.Xc在37、28 ℃分解滤纸时,分别在第5 天、第7 天时CMC酶活性最高,分别达到104.5、95.3 U·mL-1.在初始pH 5～9的培养基上接种均能表现出较强分解能力.采用变性梯度胶电泳(DGGE)法比较来源于不同时期菌群16S rDNA条带表明,菌群结构稳定.     

古田山国家级自然保护区黄山松群落特征及物种多样性研究

通过对黄山松群落特征及物种多样性进行分析,结果表明,古田山自然保护区黄山松群落植物种类较丰富,科属组成分散,区系成分较复杂。从属的地理成分来看,温带分布的属多于热带分布的属。群落的生活型以高位芽植物为主,地下芽植物次之。该群落叶的性质以小型叶、单叶、草质、非全缘为主。群落垂直结构复杂,地上成层现象明显,可分为乔木层、灌木层和草本层,并有一定数量的层间植物。乔木层、灌木层和草本层的物种多样性大小依次为灌木层>乔木层>草本层。     

昆嵛山盐肤木RhuschinensisMill．群落特征及其物种多样性

根据野外典型样方调查结果,以群落植物种类组成、群落外貌特征、群落垂直结构特征、群落多样性几项指标,分析山东半岛昆嵛山国家级自然保护区盐肤木Rhuschinensis群落特征。结果表明：盐肤木群落共出现种子植物66种,隶属于32科57属。在盐肤木群落属的区系组成中,群落植物主要由温带区系和热带区系成分组成,其中温带植物属占显著优势,其次为热带分布属,说明该群落具有明显的温带性质,并具有过渡特征。群落层次分明,有乔木层、灌木层、草本层3个层次,各层次的优势种依次为盐肤木和赤松Pinusdensiflora、麻栎Quercusacutissima、披针叶苔草Carexlanceolata。盐肤木群落的物种多样性由高到低依次为灌木层、乔木层、草本层,低均匀度导致物种丰富度最高的草本层具有最低的物种多样性。调查显示盐肤木幼苗幼树多,自我更新良好,群落处于稳定增长状态。通过对群落特征和物种多样性的研究,揭示了昆嵛山盐肤木群落的自然生态规律,为保护和开发利用盐肤木提供了科学依据。     

微生物制剂净化富营养化湖泊的应用研究

采用经筛选、驯化的"土著"硝化细菌与腐植酸配制而成的复合型微生物制剂对富营养化湖泊水体进行生态修复净化试验,试验现场是在辽宁省鞍山市英泽湖拱桥北部圈定面积为40 m2、平均水深为1.5 m、体积为60 m3的水域内进行的。试验主要集中在湖泊藻类高发、富营养化严重的6、7、8三个月,每月投菌一次,并设未经处理的湖水为对照组。结果表明,该方法能够有效地降低富营养化湖泊水体中的浊度,提高水体溶解氧,消除恶臭,改善水质,英泽湖水体中的TN、TP、氨氮、COD及浊度等水质指标均有明显降低,下降率分别为77.8%、72.2%、94.2%、60.0%和85.6%,并且水生生物具有多样性,水体自净能力大大增强。该生态修复技术具有效果显著、投资省、操作简便、不造成二次污染等特点,对解决天然水体富营养化污染问题具有非常重要的意义和推广应用价值。     

好氧颗粒污泥藻酸盐提取物的聚集形态研究

为探寻细菌藻酸盐对好氧污泥颗粒化的作用,借鉴海藻酸盐的提取方法,将好氧颗粒污泥中的细菌藻酸盐提取和鉴定后,对10～500mg·L-1,范围内不同浓度的藻酸盐提取物在50mg·L-1CaCl2溶液中的聚集形态进行了原子力显微镜观察.结果表明,细菌藻酸盐占好氧颗粒污泥干重的35.1%±1.9%.在CaCl2作用下,藻酸盐提取物具有从无序聚集成有序状态的超分子自组装特性,随着浓度的增加,藻酸盐提取物自发聚集,由纳米级的胶束微球聚集为微米级的花状,进而连接成网状成层堆积.好氧颗粒污泥中细菌藻酸盐通过形成具有三维空间结构的细菌藻酸盐-金属凝胶而对颗粒污泥的形成起骨架作用.其中,细菌藻酸盐-Ca2 凝胶在颗粒污泥的形成和维持其稳定结构中起主要作用.