长期秸秆还田对潮土真菌群落、酶活性和小麦产量的影响

为了研究秸秆还田对黄淮海平原潮土真菌群落的影响,开展连续10 a田间定位试验,设置不施肥（NF）、单施化肥（NPK）和秸秆还田配施化肥（NPKS）这3个处理,通过网络分析和结构方程模型,揭示真菌群落对土壤肥力、酶活性和小麦产量的影响机制.结果发现,NPKS处理土壤有机质（SOM）较NPK处理和NF处理分别升高9.20%和34.75%,碱解氮（AN）升高12.03%和39.17%,脱氢酶（DHA）升高37.21%和50.91%,β-葡糖苷酶（β-GC）升高17.29%和73.48%,小麦增产16.22%和125.53%.不同施肥处理真菌α-多样性并未发生显著变化,却导致β-多样性出现明显分异.冗余分析表明,速效磷（AP）、SOM和AN是潮土真菌群落组成变化的主要调控因素.差异物种分析表明,NF处理富集了Mortierella、Aspergillus、Ceriporia和Acremonium等具有溶磷/解钾功能的物种,以及Leohumicola和Hyalodendriella等植物共生菌;NPK处理中Sarocladium、Fusarium和Fusicolla等植物病原菌丰度显著升高;NPKS处理则激发了Pseudogymnoascus和Schizothecium等抑病菌生长,并提高Trichocladium和Lobulomyces等秸秆降解物种丰度.网络分析发现整个网络由4个主要模块组成,其中模块2物种累积丰度在NPKS处理显著升高,且与DHA和β-GC呈线性正相关关系.结构方程模型结果进一步表明小麦产量主要受SOM直接正向调控,而模块2物种可通过正向调节DHA和β-GC,间接影响SOM和小麦产量.综上所述,黄淮海平原潮土区秸秆还田可通过调节真菌种间互作关系,刺激特定物种集群生长,抑制病原菌活性,提高土壤酶活性,促进SOM累积,最终获得作物高产.     

小麦与不同作物多样化轮作对土壤真菌群落的影响

为明确华北平原冬小麦与不同作物多样化轮作下的土壤真菌群落差异,为生态可持续种植制度的构建和优化提供理论依据,采用实时荧光定量PCR和高通量测序技术研究了连续冬小麦-夏玉米M、冬小麦-夏花生(夏玉米)PM和冬小麦-夏大豆(夏玉米)SM轮作处理的土壤真菌群落丰度、组成和多样性.结果表明,与连续冬小麦-夏玉米处理相比,轮作花生PM2和大豆SM2处理显著降低了土壤真菌ITS序列拷贝数,轮作花生或大豆处理增加了土壤真菌群落丰富度和多样性.非度量多维尺度分析(NMDS)结果显示,不同轮作茬口之间土壤真菌群落存在明显分离,轮作作物对土壤真菌群落结构的影响达显著水平.华北平原砂壤质潮土中不同作物轮作处理的土壤真菌群落均以Ascomycota为优势菌门,以Sordariomycetes和Eurotiomycetes为优势菌纲.不同轮作茬口土壤真菌群落组成存在差异显著的类群,Neocosmospora、Plectosphaerella和Gibellulopsis等潜在病原真菌在冬小麦-夏花生(夏玉米)轮作处理中显著富集,而Penicillium和Zopfiella等潜在有益真菌在冬小麦-夏大豆(夏玉米)轮...     

重金属含量对城市土壤真菌群落结构的影响

作为土壤微生物系统的一个重要组成部分,真菌可以明显地对土壤环境的变化起到指示作用;城市中的人为活动很容易影响到土壤状况,因此城市土壤往往有人为重金属富集现象的出现.对城市内部不同功能区土壤中的真菌群落结构进行分析,旨在探明城市内部不同功能区中重金属含量对土壤真菌群落结构的影响,为城市土壤生态系统的修复与保护和城市环境质...     

Developed fungal–bacterial biofilms as a novel tool for bioremoval of hexavelant chromium from wastewater

Remediation measures for hexavalent chromium [Cr(VI)] are required for a safe environment. As a recent development in microbiology, bacterial biofilms are being studied as effective bioremediation agents. When bacteria are in fungal surface-attached biofilm mode, they are called fungal–bacterial biofilms (FBBs). They have not been tested for bioremediation so far. Hence, this study was conducted to develop FBBs and glass-wool-attached bacterial biofilms (BBs), and to evaluate Cr(VI) tolerability and removal of bacterial monocultures, BBs and FBBs. FBBs showed a significantly high level of Cr(VI) tolerance and resistance compared with its BBs or monocultures. After 10 days, up to 90% of Cr(VI) had been removed, which was significantly higher than that of BBs or its monocultures. Thus, it is clear that FBBs can be used as a novel tool to decontaminate Cr(VI) both in situ and ex situ.     

漆酶降解阴离子型聚丙烯酰胺/聚丙烯酸酯活性的理性设计

为探究漆酶降解聚丙烯酸酯（PAA）/阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的微观机理,采用对接模拟了其结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（B. subtilis laccase）的结合.根据-CDOCKER_Energy score打分最高的原则,对获得的最佳结合构象进行分析.然后基于亲和力虚拟氨基酸突变进行丙氨酸（ALA）扫描和饱和突变.结合模式分析表明,HPAM比PAA可更深地埋入活性口袋,B. subtilis laccase对HPAM的亲和力和结合能皆高于PAA.相互作用分析表明,疏水相互作用可能对B. subtilis laccase与底物的结合起到促进作用,而氢键作用会阻碍该酶与底物的结合.通过ALA扫描进一步得知,ARG487、GLY486和TYR133是B. subtilis laccase降解HPAM的关键氨基酸残基,而ASP113和TYR133是B. subtilis laccase降解PAA的关键氨基酸残基.通过饱和突变表明,ASP113>ARG可以提高B. subtilis laccase降解PAA的活性,这些数据为理性设计增强活性的B. subtilis laccase突变体提供了理论参考.     

偏肿拟栓菌共代谢降解芘条件的优化

为提高中国东北土著白腐真菌偏肿拟栓菌(Pseudotrametes gibbosa)对高分子量多环芳烃芘的共代谢降解效果,通过正交试验研究了共代谢基质、接种量、装液量及2,2￠-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)的最佳配比,同时采用浓度梯度法考察芘的初始浓度对偏肿拟栓菌共代谢降解芘的影响.结果表明,偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa共代谢降解芘的最佳培养基为:麸皮浓度为20g/L,接种量为3片直径为10mm的菌片,装液量为50mL,不加ABTS,在该培养条件下,酶活可达53.41U/mL,对芘的降解率达到88.8%.初始浓度小于10mg/L的芘对菌体产酶有一定的促进作用,大于10mg/L时抑制漆酶的分泌,同时菌体对初始浓度小于90mg/L芘的降解率在22.24%~93.54%之间.     

杂色云芝漆酶对溴酚蓝的高效降解

以杂色云芝菌(Coriolus versicolor)发酵所产漆酶为催化剂,对溴酚蓝溶液进行脱色处理。探讨了反应温度、反应体系pH、反应时间、酶加入量、溴酚蓝质量浓度及金属离子和小分子介质的添加等因素对溴酚蓝溶液脱色率的影响。实验结果表明:在反应温度为40℃、反应体系pH为4.5、反应时间为240 min、酶加入量为60U/L、溴酚蓝质量浓度为40 mg/L的条件下,溴酚蓝溶液的脱色率达到94.5%;小分子物质2,2′-连氮-双(3-乙基苯并噻吡咯啉-6-磺酸)(ABTS)或金属离子的添加对溴酚蓝溶液的脱色效果没有明显的促进作用。     

模拟酸雨对毛竹阔叶林过渡带土壤真菌结构及其多样性的影响

为探究酸雨对毛竹扩张形成的竹阔混交林土壤真菌群落的影响程度,于2017～2018年在浙江省杭州临安天目山国家级自然保护区开展酸雨模拟实验,选取T1(pH=4.0)和T2(pH=2.5)两个模拟酸雨梯度,并以CK(pH=5.5)对照,利用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析不同强度酸雨胁迫下,土壤真菌群落多样性变化及影响因素.结果表明与对照相比,T1处理显著提高了真菌群落的OTU数量、Chao1指数和Ace指数(P0.05).竹阔混交林土壤主要由13个门类群的菌群组成,优势菌群包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和毛霉门(Mucoromycota).主坐标(PCoA)分析和相似性检验结果表明模拟酸雨改变了土壤真菌结构.Bifiguratu属、Geminibasidium属、Purpureocillium属和Oidiodendron属相对丰度变化显著,可作为酸雨胁迫下土壤真菌群落结构变化的指示种.冗余分析(RDA)和相关性分析表明,土壤pH和全氮对土壤真菌群落结构影响显著(P0.05).综上所述,酸雨提高了真菌群落多样性指数,改变土壤真菌群落结构.该研究结果有助于了解森林生态系统中的真菌群落,以及土壤真菌作为影响因子在预测环境变异中的作用.     

黄孢原毛平革菌在多种氨氮浓度下木质素降解酶的产生

在氨氮浓度0．0308-0．924g／L，下对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)在空气环境中进行自由悬浮振荡培养，在氨氮浓度0．0308-0．308g／L下可检测到木质素过氧化物酶活性，最高酶活为42．8U/L；在氨氮浓度0．0308g／L和0．154g/L下可检测到漆酶活性，最高酶活为35．0U／L，在氨氮浓度不低于0．154g/L时，葡萄糖消耗速率大致相当，明显高于在氨氮浓度0．0308g／L下的葡萄糖消耗速率；氨氮在葡萄糖耗尽时达到最低值，然后开始增大；木质素过氧化物酶和漆酶的活性峰与葡萄糖和氨氮的最大消耗基本对应。实验结果对木质素降解酶发酵和白腐真菌在环境工程中的直接应用具有启发意义。     

有机农药滴滴涕和毒死蜱生物降解机制的分子模拟研究

为探索有机农药滴滴涕和毒死蜱相应降解酶的微观降解机制,用分子对接方法模拟了滴滴涕(DDT)与漆酶(laccase)、毒死蜱(chlorpyrifos)与有机磷水解酶(organophosphorus hydrolase)的相互作用,得到它们复合物结构的理论模型,根据打分函数最低原则筛选出的最佳构象打分函数分别为-103.134和-111.626,二次打分函数分别为-72.858和-80.261.并应用LPC/CSU server研究这些最佳构象的相互作用情况,结果表明,滴滴涕与漆酶之间以疏水作用数量最多,毒死蜱与有机磷水解酶以氢键和疏水作用数量最多.漆酶的Tyr224和有机磷水解酶的Arg254在催化过程中起到了重要作用.