明亮发光杆菌培养的响应面优化及其对常见金属离子的毒性评价研究

随着人们对金属毒性认识的不断深入,对生物毒性检测方法的灵敏度提出了更高的要求.以发光度为响应值,通过响应面法对传统的明亮发光杆菌(Photobacterium phosphoreum)培养基中主要组分的浓度进行了优化,得到了最佳培养基组成：氯化钠(25.00 g·L^-1)、胰蛋白胨(4.010 g·L^-1)、酵母浸出液(1.200 g·L^-1)、甘油(2.475 g·L^-1),在此条件下培养14 h后,发光细菌的发光度达到1.7×10⁹RLU,比优化前增加了1倍,菌浓度达到0.85,较优化前增加了5%.在优化培养基组分浓度的基础上,对其他条件(接种量、p H值、温度)进行了单因素发光度影响分析,发现在接种量1%(初始种子液OD₅₉₅为0.003),测定环境22～25℃,样品p H值为6～8的条件下,利用优化培养基进行急性毒性测定基本不会影响发光度.随后,基于优化后的培养条件对常见金属离子的急性毒性进行了评价,结果表明：除Fe²⁺、Zn...     

同步脱氮除磷复配菌剂对河流水质净化效果研究

通过选择培养基、溴麝香草酚蓝（Bromothymol Blue,BTB）培养基筛选及脱氮除磷性能检测,从城市河道中成功筛选出6株异养硝化-好氧反硝化菌株,分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）、产碱杆菌属（Alcaligenes）、无色杆菌属（Achromobacter）和陶厄氏菌属（Thauera）,其中3株菌株兼具硝化、反硝化和聚磷能力,菌株MC-5除磷能力最优.在此基础上,将筛选出的6株单菌株进行复配,考察了复配菌剂在不同COD/TN下的脱氮除磷性能.根据群落结构变化分析,发现复配菌剂中的产碱杆菌属在脱氮除磷中发挥了更为关键的作用.水中碳源耗尽时补加碳源能显著提升复配菌剂的脱氮除磷性能,氨氮和总磷去除率分别由55.87%和50.48%提高到100%和98.89%,而水中COD/TN高于20会对微生物产生抑制作用.探究复配菌剂处理受污染河水最佳投加量的试验结果表明,投加量为1.69 g·m-3时,总磷指标能够从地表水劣Ⅴ类提高至Ⅲ类水质标准,氮类指标能够提升至接近地表水Ⅴ类水质标准.适当提高菌剂投加量能提高氮、磷元素降解速率,缩短河道水质修复时间.这说明本研究中的同步脱氮除磷...     

丝状菌膨胀污泥好氧颗粒化稳定性及微生物多样性

丝状菌作为污水生物处理中的常见菌种,被认为是诱发污泥膨胀的主要因素.然而由于其特殊的丝状形态,对污泥颗粒的形成起到了至关重要的作用.以丝状菌膨胀污泥为研究对象,探究丝状菌对污泥颗粒化过程及维持污泥颗粒稳定性的影响,并对污泥系统微生物多样性进行分析.试验分别接种丝状菌膨胀污泥(SVI=241.56 mL·g^-1)和絮状污泥(SVI=64.22 mL·g^-1)进行颗粒化培养,结果表明,膨胀污泥和絮状污泥颗粒出现时间分别为20 d和40 d,成熟颗粒粒径分别为650μm和700μm,膨胀污泥颗粒化时间仅为絮状污泥的一半.缺氧区添加后,颗粒都有不同程度破碎,但膨胀污泥培养的成熟颗粒SV₃₀/SV₅值短期波动后恢复至1,维持稳定性能力更强.微生物群落结构分析表明,膨胀污泥中norank＿o＿＿Saccharimonadales、unclassified＿o＿＿Saccharimonadales和unclassified＿f＿＿Saccharimonadaceae相对丰度从0.05%、0.01%和0.01%增长...     

同质环境下不同锦鸡儿属植物根际土壤细菌群落结构差异及其影响因素

采用高通量测序技术分析同质环境下小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和荒漠锦鸡儿根际土壤细菌多样性及群落结构,以期探讨驱动锦鸡儿属植物根际土壤细菌群落结构构建的关键因子.结果表明,土壤样品中共检测到细菌42门55纲123目244科558属,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteria)(相对丰度>1%),优势属为苯基杆菌属(Phenylobacterium)、剑菌属(Ensifer)和鞘氨醇菌属(Chitinophaga).双因素方差分析表明,物种间差异显著影响土壤细菌香农指数和辛普森指数(P<0.05),种源和物种交互作用对土壤细菌的物种数、 Chao1指数、香农指数和辛普森指数均影响显著(P<0.05).主坐标分析表明,3种锦鸡儿属植物根际土壤细菌群落结构差异显著(P<0.05),且聚类分析显示来自不同种源地的中间锦鸡儿和荒漠锦鸡儿根际土壤细菌群落结构组成不同.通过冗余分析发现...     

Differences in nitrite-oxidizing communities and kinetics in a brackish environment after enrichment at low and high nitrite concentrations

Nitrite accumulation in shrimp ponds can pose serious adverse effects to shrimp production and the environment.This study aims to develop an effective process for the enrichment of ready-to-use nitrite-oxidizing bacteria(NOB)inocula that would be appropriate for nitrite removal in brackish shrimp ponds.To achieve this objective,the effects of nitrite concentrations on NOB communities and nitrite oxidation kinetics in a brackish environment were investigated.Moving-bed biofilm sequencing batch reactors and continuous moving-bed biofilm reactors were used for the enrichment of NOB at various nitrite concentrations,using sediment from brackish shrimp ponds as seed inoculum.The results from NOB population analysis with quantitative polymerase chain reaction(q PCR)show that only Nitrospira were detected in the sediment from the shrimp ponds.After the enrichment,both Nitrospira and Nitrobacter coexisted in the reactors controlling effluent nitrite at 0.1 and 0.5 mg-NO_2~--N/L.On the other hand,in the reactors controlling effluent nitrite at 3,20,and 100 mg-NO_2~--N/L,Nitrobacter outcompeted Nitrospira in many orders of magnitude.The half saturation coefficients(Ks)for nitrite oxidation of the enrichments at low nitrite concentrations(0.1 and 0.5 mg-NO_2~--N/L)were in the range of 0.71–0.98 mg-NO_2~--N/L.In contrast,the Ksvalues of NOB enriched at high nitrite concentrations(3,20,and 100 mg-NO_2~--N/L)were much higher(8.36–12.20 mg-NO_2~--N/L).The results suggest that the selection of nitrite concentrations for the enrichment of NOB inocula can significantly influence NOB populations and kinetics,which could affect the effectiveness of their applications in brackish shrimp ponds.     

基于高通量测序的ABR厌氧氨氧化反应器各隔室细菌群落特征分析

为明确厌氧折流板反应器(ABR)稳定运行厌氧氨氧化反应后各隔室微生物群落结构特征,本文采用Miseq高通量测序分析技术,对ABR厌氧氨氧化反应器5个隔室的微生物分布规律进行了研究,结果表明,ABR反应器中脱氮微生物多样性较为丰富,变形菌门(Proteobacteria)占11.66%~20.28%,浮霉菌门(Planctomycetes)占2.18%~7.94%,硝化螺旋菌门(Nitrospirae)占0.19%~6.30%.其中,在ABR反应器中变形菌门占据主导地位,主要包含Rhodoplanes、Dok59、Rubrivivax和Bdellovibrio等菌属,浮酶菌门次之,主要包含Candidatus brocadia和Candidatus kuenenia菌属.从第1~5隔室,污泥表观红色逐渐减退,趋向于灰黑色,Chao、ACE、Shannon、Simpson指数均表明微生物群落丰富度逐渐增加,且变形菌门微生物逐渐增加,而浮霉菌门微生物逐渐降低,这与基质的降解和功能微生物的富集规律相一致.     

富硫沉积生境中微生物群落的垂直分布特征

为探讨富硫沉积环境中特定微生物类群对硫循环的贡献,人工建立富含硫酸盐的模型,对模型中各种环境化学参数进行监测,并采用不依赖于培养的微生物分子生态学技术对微生物群落垂向分布特征进行解析.结果表明,以沉积物-水界面为分界线,上层水相为好氧环境,硫化物浓度较底;而沉积物相中硫化物浓度较高,为厌氧生境.微生物群落分布与环境特征具有很好的吻合性,沉积物相中微生物群落相似性较高,多样性相对较低,而水相中微生物多样性较高,且与沉积物中微生物分离距离较大.在水-沉积物垂向剖面中,细菌域中的变形菌门(Protebacteria)(丰度为7.6%~32.8%)、绿弯菌门(Chloroflexi)(13.6%~22.3%)以及古菌域中的广古菌门(Euryarchaeota)(19.3%~29.2%)是微生物群落中的绝对优势类群.在该生境中,存在微生物主导的硫循环过程,在厌氧沉积物表层,δ变形菌纲(Deltaprotebacteria)中的硫酸盐还原细菌还原硫酸盐产生硫化物,同时降解有机质.硫化物向上层扩散时,被Thiobacillus、Acidithiobacillus和Halothiobacillus等属的硫氧化微生物氧化为单质硫,并进一步氧化为硫酸盐,在硫循环过程中有机质被逐渐降解.特定微生物种群的富集需要在不同的环境因素,多种微生物共同参与硫循环过程,完成有机质降解.     

Characterization of a salt-tolerant bacterium Bacillus sp. from a membrane bioreactor for saline wastewater treatment

High salt concentrations can cause plasmolysis and loss of activity of cells, but the salt-torlerant bacterium can endure the high salt concentrations in wastewater. In this research 7 salt-torlerant bacteria, which could survive in dry powder products and could degrade organic contaminants in saline wastewater, were isolated from a membrane bioreactor. The strain NY6 which showed the fastest growth rate, best property for organic matter degradation and could survive in dry powder more than 3 months was selected and characterized. It was classified as Bacillus aerius based on the analysis of the morphological and physiological properties as well as the 16 S rRNA sequence and Neigh borjoining tree. The strain NY6 could survive in the salinity up to 6% and the optimal growth salinity is2%; it belongs to a slightly halophilic bacterium. The capability of its dry powder products for COD removal was 800 mg COD/(g·day) in synthesized saline wastewater with salinity of 2%. According to salt-tolerant mechanism research, when the salinity was below 2%, the stain NY6 absorbed K+and Na+to maintain osmotic equilibrium, and when the salinity was above 2%, the NY6 kept its life by producing a large amount of spores.     

长期施用四环素残留猪粪对土壤中耐药菌及抗性基因形成的影响

探讨了长期施用含兽用四环素药物残留的畜禽粪便对土壤环境中耐药菌及抗性基因形成的影响.分秋季和夏季两次采集苏北黄淮地区沭阳市某养猪场周边长期用含有四环素残留的猪粪作为肥料的耕地土壤,并采集当地没有施加过猪粪的耕地土壤作为对照.分析样品中耐药菌的组成,同时利用PCR技术研究3种目前常见的四环素抗性基因(tetA、tetC、tetE).结果表明,从秋季土壤样品中共分离出59株耐药菌,属于13个菌属,夏季土壤中共分离出35株耐药菌,属于10个菌属,其中致病菌数占总耐药菌数的比例高达38.14%,而对照组中的3株耐药菌只属于一个菌属(Streptomyces).PCR结果显示所有的耐药菌上都携带了抗性基因,tetC是含量最高的抗性基因.施用过含有四环素残留猪粪的土壤样品中四环素的残留含量为41.1~61.9μg·kg-1,干土中四环素抗性基因含量为4.63×105~37.42×105copies·g-1,通过将土壤中四环素的残留量与土壤中抗性基因的量进行拟合,结果发现在一定范围内,四环素残留量与四环素抗性基因量存在着显著的正相关关系.研究还发现合适的气候条件对耐药菌和抗性基因的形成有较好的促进作用.     

河蚬（Corbicula fluminea）扰动对表层沉积物中氨氧化菌群落结构和丰度的影响

为研究不同生物量河蚬(Corbicula fluminea)的生物扰动对表层沉积物中氨氧化菌群落结构和丰度的影响,本研究设计了沉积物-水微宇宙的模拟体系,通过构建克隆文库、实时荧光定量PCR(real-time qPCR)等分子生物学方法比较不同密度河蚬扰动的沉积物中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)群落结构和丰度差异.结果表明,河蚬的生物扰动作用对表层沉积物氮素释放有明显的促进作用.氨氧化菌(AOA和AOB)amoA基因克隆文库中,AOA的amoA基因序列包含了已知的海洋和土壤环境中的两个分支,AOB的amoA基因绝大部分序列都属于变形菌门β亚纲(β-Proteobacteria)中的亚硝化单细胞菌属(Nitrosomonas).3个处理组表层沉积物中细菌amoA基因丰度均高于古菌amoA基因丰度,且河蚬密度越高则细菌amoA的丰度越低.同时,河蚬的添加使得微宇宙体系中氨氧化菌(AOA和AOB)的多样性降低.综上,河蚬的生物扰动对表层沉积物中氨氧化菌群落结构和丰度产生了一定的影响.