制药废水厂抗性基因和微生物群落相关性研究

以2座制药废水厂的生物曝气阶段为例,结合Miseq测序分析技术和荧光定量PCR技术研究活性污泥中微生物群落和β-内酰胺类抗性基因的分布特征、扩增情况及其相关性.结果表明：β-内酰胺类抗性基因OXA-1、OXA-2和OXA-10在2个水厂（J厂和K厂）中均能被检出,OXA型基因丰度在K厂中为5.82×10⁵~3.94×10⁷copies/g（干重）,在J厂的丰度范围为4.84×10⁷~1.09×10¹⁰copies/g,3种基因丰度在曝气处理中显著扩增.Miseq测序结果表明：K厂中主要优势菌门为Proteobacteria,Planctomycetes,Bacteroidetes,Chloroflexi和Acidobacteria等,总平均相对丰度比例为82.13%;J厂中主要优势菌门Proteobacteria,Bacteroidetes,Verrucomicrobia,Gemmatimonadetes和Thermi,总平均相对丰度比例为85.76%.冗余分析显示：生物群落中Bdellovibrio、KD8-87和Paracoccus等菌属可能是OXA-1、OXA-2和OXA-10的主要携带菌属;Hyphomicrobium、Thermomonas和Comamonadaceae可能是OXA-1的主要携带菌属,Caldilineaceae、Myxococcales和Pirellulaceae可能是OXA-10的主要携带菌属.     

玉米—大豆轮作体系对黑土土壤固氮菌群落结构及其质量的影响

以大豆连作（CS）、玉米连作（CM）、玉米—大豆轮作（MS）、玉米—玉米—大豆（MMS）和玉米—大豆—大豆（MSS）为研究对象,利用荧光定量PCR和高通量测序分析种植制度对土壤固氮菌丰度和群落结构的影响。结果表明：轮作中土壤有机质（SOM）、全磷（TP）、有效氮（AN）和有效磷（AP）的含量显著高于连作;轮作固氮菌丰度显著高于CM,显著低于CS;MMS与MSS固氮菌多样性显著高于CM;轮作和连作土壤固氮菌群落结构差异明显,全氮（TN）是固氮菌群落结构变化的主要驱动因子,种植制度通过土壤化学性质间接影响固氮菌丰度和多样性。这说明,在吉林省西部半干旱区,MSS与MMS更有利于土壤固氮菌繁殖,可以从微生物学的角度为合理种植和氮素调控提供科学依据。     

MUCT短程硝化和反硝化除磷系统中Candidatus Accu- mulibacter的代谢活性和菌群结构

采用实现亚硝酸型硝化的MUCT工艺处理低C/N实际生活污水,在短程硝化的基础上实现反硝化除磷.研究短程硝化建立与破坏过程中,亚硝酸盐积累率的变化对系统除磷性能及Candidatus Accumulibacter菌群结构的影响.结果表明:MUCT除磷以反硝化除磷为主,平均反硝化除磷率高达88%.磷去除率与亚硝酸盐积累率具有很好的正相关性.短程硝化阶段磷的平均去除率比全程硝化阶段高30%以上,证明了亚硝酸盐更适合作为低C/N比污水反硝化除磷的电子受体.以多聚磷酸盐激酶基因(ppk1)作为遗传标记,采用实时荧光定量PCR方法考察不同亚硝酸盐积累率下Accumulibacter的丰度、各主要进化分支的菌群结构和相对丰度.当系统处于全程硝化状态时,存在少量以硝酸盐为电子受体的Acc-I型反硝化聚磷菌,低于总Accumulibacter的5%;当系统进入短程硝化状态后,Acc-I逐渐消失.运行期间以亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化除磷的Acc-IID始终是优势聚磷菌,达到总Accumulibacter的92%以上,甚至接近100%,保证了亚硝酸型反硝化除磷的稳定运行,亚硝酸盐浓度是影响其丰度变化的重要因素.     

温榆河中硝化和反硝化基因的Real-time PCR定量

以温榆河为研究对象,采用real-time PCR研究了温榆河不同断面水样和沉积物样品中TB(总细菌)、硝化和反硝化(nosZ和narG)基因数量的变化. 水样中TB基因数量在丰水期为1.05×109~7.38×1011 copies/L,枯水期为1.06×109~2.69×1012 copies/L;氨氧化细菌(AOB)基因数量在丰水期和枯水期分别为nd(未检出)~4.11×108和nd~1.15×109 copies/L. nosZ和narG基因数量在丰水期分别为nd~2.37×108和3.61×108~1.13×1010 copies/L,枯水期分别为2.0×106~3.04×109和nd~1.39×1010copies/L. 枯水期沉积物样品中TB基因数量为1.35×109~7.32×1010 copies/g,nosZ基因数量为nd~1.06×107 copies/g,narG基因数量为1.99×107~1.02×108 copies/g. 枯水期TB基因数量略高于丰水期,枯水期水样中ρ(NH₄+-N)较高导致其AOB基因数量要远高于丰水期,nosZ和narG基因数量并没有明显的水期变化. 相关分析表明,沉积物样品中微生物基因数量与水样中微生物基因数量不相关,而是水质变化长期作用的结果. 冗余度分析表明,丰水期和枯水期水样中影响微生物基因数量的主要环境因子不同,丰水期微生物基因数量是温度、ρ(COD_Cr)、ρ(NH₄+-N)、ρ(NO₂--N)、ρ(NO₃--N)等共同作用的结果,而温度和ρ(COD_Cr)对枯水期微生物基因数量影响显著.      

Human serum paraoxonase gene polymorphisms and association with chronic symptoms of pesticide toxicity in Indian farmers

The association between PON1 (serum paraoxonase) genotype and symptoms of pesticide toxicity was examined in a total of 268 farm workers in Andhra Pradesh, India. Approximately 140 of the farm workers who did not report at least two of the symptoms of chronic toxicity, such as abdominal pain, nausea, dizziness, headache, drowsiness, fatigue, tremors of fingers, numbness, or limb weakness were categorized as controls. The remaining 128 farmers showed 2 or more of the above symptoms. All the farm workers were genotyped for polymorphisms of PON1 gene at amino acid positions 55 (exon 3) and 192 (exon 6). A decrease in the percentage of high-activity genotypes at both L55M and Q192R was observed in the farm workers reporting symptoms of pesticide toxicity. When combined genotype distribution at both exons was analyzed, a marked increase in the percentage of low-activity genotypes LLQQ, LMQQ, MMQQ, and MMQR was also observed in symptomatic farmers compared to controls. Age, working years, smoking, duration of exposure, and alcoholism were not statistically significant when compared to symptoms of chronic toxicity. Our findings suggest that L55M and Q192R gene polymorphisms influence the variable susceptibility of farmers to pesticide; and thus may be considered a useful biomarker of genetic susceptibility in assessing an individual's risk of pesticide exposures.     

林木外生菌根真菌彩色豆马勃巢式PCR检测

为探讨林木外生菌根真菌的分子检测方法,利用真菌通用引物ITS1-F/ITS4-B扩增了外生菌根真菌彩色豆马勃的核糖体DNA内转录间隔区并进行了序列测定.通过序列比较,设计了一对彩色豆马勃特异性引物PtF/PtR.利用该对特异性引物与ITS1-F/ITS4-B组合进行巢式PCR,能从供试的彩色豆马勃10个菌株中特异性地扩增出1条347 bp的条带,而供试的其他6个参比菌株未出现扩增产物.经分析,该巢式PCR检测技术的灵敏度可达到10 fg的DNA,是常规PCR检测的1 000倍.利用该技术从马尾松苗木菌根中检测到目的外生菌根真菌.这表明采用本研究设计的特异性引物,利用巢式PCR技术可以灵敏、准确地从林木外生菌根中检测出彩色豆马勃.     

城市污水中人类星状病毒的检测及变化规律

人类星状病毒是典型的水媒病毒,可引起腹泻等疾病. 为了明确污水中人类星状病毒的分布及去除规律,利用常规PCR和定量PCR方法对西安市3个污水处理厂的进水和出水进行了为期1 a的监测;采用特异性引物,确立了人类星状病毒在环境水体中的定性PCR和荧光定量PCR的检测方法. 结果表明,人类星状病毒在进水和未消毒二级出水中呈较高的阳性率,分别为91.5%和36.6%. 经过核苷酸测序鉴定,人类星状病毒的主要血清型为HAst V-1和HAst V-4. 人类星状病毒在进水和未消毒二级出水中的平均浓度分别为1.47×104和1.03×103 copies/mL,污水处理厂对人类星状病毒的去除率为93.15%. 污水处理厂进水中人类星状病毒浓度呈季节性变化,春季和冬季较高,夏季和秋季较低,这一分布规律与该地区历年人类星状病毒的流行规律相似.      

褐菖鲇肝HSC70基因的环介导等温扩增技术的建立及在石油污染剂量效应研究中的应用

从褐菖鲉肝脏中克隆了热休克蛋白HSC70基因,利用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)建立HSC70基因的定量检测方法.为检测该方法的可行性,将褐菖鲉分别暴露于石油水溶性成分(water-soluble fraction,WSF) 20、60、180 μg·L-11d后,利用real-time PCR及LAMP技术同时测定褐菖鲉肝HSC70 mRNA表达量,两种方法测定结果基本一致,证实LAMP技术可用于褐菖鲉肝HSC70基因的定量.为更细致了解石油WSF影响褐菖鲉肝脏HSC70基因表达的剂量-效应关系,将褐菖鲉分别暴露于25、50、75、100、125、150、175 μg·L-1 WSF中,5d后采样,用LAMP技术定量检测HSC70 mRNA.结果表明,HSC70 mRNA表达量在50 μg· L-1浓度组即被显著诱导,在75μg·L-1浓度下达到最大值,这说明褐菖鲉肝HSC70基因对石油污染较敏感,有潜力作为海洋石油污染的生物标志物.     

厌氧氨氧化耦合脱氮系统中反硝化细菌研究

采用聚合酶链式反应、分子克隆等分子生物学方法,通过构建nirS克隆文库研究了厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮系统中的反硝化微生物.进行同源性分析和系统发育树构建,结果表明,从nirS克隆文库中随机挑选的100个克隆子中有51个阳性克隆子,共分为12个操作单元.经比对发现这些微生物主要为变形菌门细菌和未知菌类,其中β-proteobacteria占据绝对优势且有较多种类,少部分属于 γ-proteobacteria.     

天蓝苜蓿锌胁迫下实时定量PCR内参基因筛选

选取8个管家基因(h2a、act、18s、tub、ubi、ef1、cyp、gapdh)作为候选内参基因,以不同浓度Zn2+处理下接菌第30d的天蓝苜蓿(Medicago Lupulina L.)接种根为实验材料,筛选用于目的基因实时荧光定量PCR分析的最佳内参基因.研究表明:候选内参基因平均表达稳定性由高到低排序为:ef1>ubi>act>h2a>gapdh>cyp>18s>tub;在不同Zn2+浓度胁迫下,最适内参基因组合各不相同:Zn2+=100mg/kg时,最佳内参基因组合为tub (1.97)和ef1 (2.06); Zn2+=200mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1 (1.41)和ubi (2.51); Zn2+=300mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1 (1.41)和h2a (2.78); Zn2+=400mg/kg时,最佳内参基因组合为ef1 (2.45)和act (2.55).该研究可为重金属污染地天蓝苜蓿抗性基因和共生基因的表达分析提供理论依据.