采用温度梯度凝胶电泳(TGGE)分析消毒剂对池塘型微宇宙细菌群落结构的影响

构建6个池塘型微宇宙模拟水生态系统,1个设为对照组,试验组连续投加次氯酸钠13 d,投加剂量分别为1.0、2.5、5.0、10.0、20.0 mg/L,停止投加后再观察10 d.试验期间对各微宇宙分别进行8次采样,经37 ℃培养后提取细菌总DNA,进行16S rDNA V3区扩增后,对扩增产物进行TGGE分析.对TGGE图谱中的主要条带进行回收、重新扩增、克隆、建库、测序以及序列分析.结果显示,消毒剂进入环境后会对细菌群落结构产生影响,但不同剂量消毒剂产生的影响有显著差异,存在明显的剂量-效应关系:低剂量消毒剂对细菌群落结构的影响比较小,而且是可逆的,微宇宙系统对消毒剂逐渐适应后其群落结构即可恢复;而高剂最消毒剂对细菌群落结构的破坏比较大,且不可逆转,即使消毒剂停止投加后也不能恢复.说明盲目的过量投加消毒剂会对水体微生态环境造成严重破坏.图4表1参10     

高效水解酸化UASB活性污泥的菌群结构分析

采用454高通量测序技术对低能耗、低污泥产量且具有脱氮效能的印染废水处理工艺中UASB污泥的微生物菌群结构进行了分析.结果表明,UASB内污泥的微生物菌种呈多样性分布且优势菌群突出,通过菌群鉴定发现,脱硫橄榄样菌属(Desulfobacula)、Levilinea、长绳菌属(Longilinea)、Candidatus Tammella、Paludibacter、索氏菌属(Thauera)、Tepidimicrobium、杆状脱硫菌属(Desulforhabdus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、梭菌属(Clostridium)是主要的优势菌属.其中,梭菌属是起到产酸和污泥减量作用的主要菌种.另外,具有脱氮效能的原因可能是由于发生了硫酸盐型厌氧氨氧化作用.通过Shannon、Chao、Simpson、Shannon指数的计算,发现该UASB中微生物较其他废水处理系统,群落结构拥有较高的多样性和丰度,有利于稳定产酸.     

细菌信息素研究进展

有关细胞信号的研究一直是生物学研究中的热点课题,尤其是动物细胞信号系统的研究已很深入,发现了许多信号分子和信号传导途径.但对微生物而言,长期以来的认识都是微生物,特别是细菌,一般只能被动地感受环境的变化,而没有群体的效应.其中唯一的特例是粘细菌(ｍｙｘｏｂａｃｔｅｒｉａ),在营养缺乏的条件下,通过释放ｃＡｍｐ等信号分子,促使营养细胞聚集,形成子实体和粘孢子[1].直至70年代,Ｈａｓｔｉｎｇ等通过对海洋发光细菌Ｖｉｂｒｉｏｆｉｓｃｈｅｒｉ和Ｖｉｂｒｉｏｈａｒｖｅｙｉ的发光机制的研究,发现发光细菌本身能产生一类小分子物…     

混合接种PN与PN/A颗粒污泥快速启动连续流自养生物脱氮反应器

在连续流条件下,快速培养亚硝化-厌氧氨氧化（PN/A）颗粒污泥是实现污水高效生物脱氮处理的关键技术. 与PN/A污泥相比,亚硝化（PN）颗粒污泥具有生长周期短、易于批量化培养的优点,并可作为富集厌氧氨氧化菌（AMX）的载体. 在3个完全混合流反应器（R1~R3）中,分别按照质量比3∶1、1∶1和1∶3混合接种PN/A和PN颗粒污泥,并通过设置高氨氮负荷、短水力停留时间和强水力剪切条件,成功启动了连续流自养生物脱氮工艺. 结果表明,尽管R3的启动时长较R1和R2更长,但污泥接种比并未显著影响连续流反应器在稳定状态下的脱氮性能,总氮去除负荷均可达到2.6 kg·（m³·d）^-1以上. 接种的PN颗粒污泥通过提供好氧氨氧化菌种（AOB）,为AMX生长供给了充足的亚硝态氮基质,充分发挥了培养PN/A颗粒污泥的前驱体作用. 由高通量测序结果可知,R1~R3中成熟颗粒的微生物丰度和多样性指数均明显高于接种污泥. AOB（Nitrosomonas属）和AMX（Candidatus Kuenenia和Brocadia属）与Chloroflexi、Bacteroidetes和Chlorobi等异养菌门是驱动自养生物脱氮和维持颗粒结构稳定的关键菌群. 总之,PN与PN/A颗粒污泥的混合接种是快速启动连续流自养脱氮工艺的可行策略,对工程应用具有指导意义.     

利用细菌表面展示技术构建镉耐受性的重组根瘤菌

通过细菌表面展示功能基因InaXN、猴金属硫蛋白α亚基四聚体MT4α和两种启动子PnifH及Plac元件,分别构建两个重组质粒pTNIM和pBLIM.进一步通过三亲本杂交,将重组质粒分别导入费氏中华根瘤菌HN01,分别构建获得诱导表达型重组菌HN01(pTNIM)和组成表达型重组菌HN01(pBLIM).在培养条件下比较测定重组菌和出发菌对镉的吸附能力和耐受性,结果表明,组成表达型重组菌HN01(pBLIM)在上述两个方面的能力得到明显增强,对镉的吸附富集能力提高了2倍.研究还发现重组根瘤菌也具有很好的静态吸附效果.盆栽实验结果表明,接种诱导表达型重组菌HN01(pTNIM)的大豆根瘤和根中Cd2+的富集量均明显高于野生菌株HN01.本实验为后续探索重组根瘤菌与宿主植物共生体系在Cd2+污染土壤修复中的应用前景奠定了基础.     

城市化对绿地植物组成特征的影响——以深圳为例

随着对保护生物多样性与消除城市化过程不利影响的日益重视,城市森林结构功能和发展变化已经引起广泛关注。本文基于对深圳特区城市森林详细大量的样方调查,对城市森林植物科属种的成分和地理分布进行了研究。结果表明特区共有植物106科289属445种;其中大戟科、棕榈科、桑科、樟科、桃金娘科、蝶形花科、茜草科、山茶科、禾本科、含羞草科和木兰科11科的属种数占多数,共占101属182种,占总属数的34．95％和总种数的40．9％;在289属中,种数最多的是榕属（18种）,其次是冬青属（9种）,木槿属（6种）,蒲桃属（6种）和润楠属（6种）,共占总属数的1．73％,总种数的10．11％。特区种子植物可戈Ⅱ分为13个分布区类型和14个变型。深圳特区城市森林中的热带成分共有220属,357种,分别占特区植物区系地理成分的80％和83．2％,可以看出,特区较发达的经济水平和快速城市化过程并没有改变其强烈的热带性质。城市森林作为城市生态系统中具有自净功能的重要组分受到了城市化的强烈干扰,不仅表现在景观水平上的生境破碎化,更重要的是在小尺度的物种组成结构中有明显反映,为生物多样性保护和城市森林后期更新与维护带来问题。     

土著致病菌及其胞外物在生物防治斑马贝中的作用

无脊椎动物斑马贝(Dreissena polymorpha) 的生物污损造成了巨大的经济损失,而应用从斑马贝体内分离出的土著菌株及其体外代谢产物对它进行生物防治是一种经济效益显著且对环境友好的方法.本文主要报导从斑马贝体内分离的土著菌株中筛选出致病菌并研究该细菌及其代谢产物对它的控制作用.在三十多种土著菌株中,中间气单胞菌( Aeromonas media),维罗纳气单胞菌(A. veronii),杀鲑气单胞菌杀鲑亚种(A. salmonicida subsp. salmonicida)和腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)是幼体斑马贝的致命致病菌.当接种量为每只斑马贝107 个细菌时,接种中间气单胞菌、杀鲑气单胞菌杀鲑亚种和腐败希瓦氏菌的5 d 死亡率为100%,而维罗纳气单胞菌为65%.通过扫描电镜(SEM)发现,垂死的斑马贝肌肉组织被破坏并含有大量的细菌.4种细菌代谢产物的不同组分表现出对斑马贝不同的致死效果,在所研究的3种不同Mr组分中(Mr<5×103,5×103～10×103及>10×103),>10 ×103组分具有最高致死率.这些结果为控制贝类无脊椎动物的生物污损提供了新方法. 图4 参24     

给水生物预处理反应器的细菌种群多样性和群落结构

提取一生产性规模的给水生物预处理反应器中生物膜样品的总DNA,构建细菌16S rDNA克隆文库,并通过16S rDNA序列的系统发育分析,对生物膜中的细菌种群多样性和群落结构进行了研究.实验结果表明,给水生物膜反应器中的细菌种群多样性十分丰富;生物膜中的细菌分别属于10个主要类群,其中α-Proteobacteria是克隆文库中的最大细菌类群,占克隆子总数的32.28%,其次是β-Proteobacteria;与Rhodobacter系统关系密切的细菌是克隆文库中所占比例最大的一个菌属,占克隆子总数的12.6%;反应器中与硝化作用有关的是Nitrosomonas和Nitrospira属的细菌.研究结果表明,给水生物预处理反应器中的细菌群落结构和废水生物处理反应器中的细菌群落结构是有所差异的.图1表1参13     

全氟化合物对水生植物的生态效应研究Ⅰ——典型城市河道全氟化合物的暴露水平及植物富集特征

全氟化合物(perfluorinated compounds,PFCs)近年来得到国内外广泛关注,针对工业源排放区域的环境暴露、来源解析以及动物层面的生态效应有较多研究,但对于普遍存在于非工业源(生活源)的城市河道PFCs暴露及水生植物富集等研究较为缺乏。本研究选择位于北京北部东西贯通的城市河道——清河水体为对象,分析结果表明,清河水体中12种目标PFCs均有检出(总量最高为65.45 ng·L-1),并以全氟丁烷磺酸盐(perfluorobutane sulfonate,PFBS)为主(最高达45.63 ng·L-1);6种水生植物(篦齿眼子菜、黑藻、金鱼藻、芦苇、菖蒲及水葱)的富集物质均以全氟辛烷磺酸盐(perfluorooctane sulfonate,PFOS)和全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)为主,沉水植物中金鱼藻对于PFOS的蓄积效果优于黑藻及篦齿眼子菜,挺水植物中根部PFCs含量高于茎叶,根部PFOA及PFOS含量高于茎叶,但全氟丁酸(perfluorobutanoic acid,PFBA)含量茎叶则高于根部。整体来看,尽管芦苇、菖蒲和水葱3种挺水植物尚不能作为PFCs的超富集植物,但其根部对PFCs均有显著的吸收效果,具有一定的生态修复潜质;沉水植物中金鱼藻是北方自然河道的优势物种,且对PFOS具有显著的富集效应,因此有必要进一步探索其PFCs生物指示和生态修复功能。     

莱州湾南岸滨海湿地的生物多样性特征分析

通过2005年、2006年的实地调查和整理相关文献资料分析了莱州湾南岸滨海湿地的生物多样性总体特征,湿地维管束植物和水禽的区系组成特点,并与黄河三角洲滨海湿地的生物多样性特征进行了对比。莱州湾南岸滨海湿地维管束植物区系科的分化程度较低,属的分化程度较高,湿生植物、水生植物在区系中占据重要地位;从生活型角度分析,区系中草本植物、地下芽植物和一年生植物占据优势;从维管束植物区系的地理分布成分看,以温带分布属和世界分布属为主;莱州湾南岸滨海湿地水禽区系的居留型构成以旅鸟和候鸟为主,地理分布成分构成以古北界种为主。莱州湾南岸滨海湿地的维管束植物和水禽种类都明显少于相邻的黄河三角洲滨海湿地。