再生水补给对景观湖异养菌耐药性和微生物群落的影响

为了解再生水补给对景观水体微生物组成及其特性带来的影响,该文选取以再生水为补给水源的景观湖采样调查,并构建再生水补给模拟系统进行实验研究。通过抗生素抗性平板检测,研究了再生水补给过程中异养菌含量及其对常见抗生素的耐药率的变化。通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术,分析了可培养异养菌和典型的耐药性异养菌群落在再生水补给过程中的动态变化。结果表明,再生水中的可培养异养菌含量为350 CFU/mL,其对磺胺甲恶唑、氨苄西林和四环素的耐药率分别为11.53%、8.11%和5.42%,接受再生水补给的景观湖中异养菌含量为4.92×106CFU/mL,高出再生水的约4个数量级,而耐药率则显著低于再生水（p<0.05）。再生水补给过程中,随着时间的推移,异养菌对于这3种抗生素的耐药率逐渐降低,但水中的微生物群落相似度则逐步升高,群落结构趋于稳定。假单胞菌是再生水补给过程中持久存在的耐药菌,在再生水补给的景观湖中也是优势异养菌,需要特别注意其导致的健康风险。     

污染土壤中植物根际细菌群落功能差异研究

为了对化工污染土壤进行生物修复,阐释污染胁迫下植物根际细菌群落结构特征与功能,该研究以化工污染场地中3种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,测定土壤理化性质。利用高通量测序技术对土壤细菌多样性及群落结构进行分析,并预测群落功能。4种土壤pH均超过8,4种土壤含水量介于25.6%～30.9%之间;全氮均多于444 mg/kg;全磷均多于462 mg/kg;氯化物含量介于22～29 mg/kg之间。根际微生物群落共检出细菌17门、43纲、87目、124科、174属,其中玉兰植物根际细菌群落多样性高于其他群落。基于UPGMA聚类树与LEfSe分析可知不同细菌群落结构相似但相对丰度差别较大,菌群相对丰度表现出植物特异性,莲子草根际微生物群落结构差异性最高,红叶石楠与玉兰根际细菌群落结构较为相似。FAPROTAX基因预测表明,莲子草根际细菌群落拥有更强的化能异养、光营养、甲醇电氧化、甲基营养、氢化物氧化、硝酸盐脱氮、硫化物氧化功能,而红叶石楠根际细菌群落只有固氮功能基因数量多于其他细菌群落,玉兰根际细菌群落中尿素分解、碳氢化合物降解功能基因数量较多。该文通过根际与非根际微生物群落及其功能研究了...     

拉萨市三个区域青杨天牛肠道细菌结构组成与多样性研究

青杨天牛(Saperda populnea)是一种主要以北京杨、新疆杨和藏川杨等绿化树种为食的蛀干害虫,其虫害在西藏每年爆发一次,对城市生态景观造成严重影响.本研究利用高通量测序方法,以青杨天牛肠道细菌为研究对象,分析了拉萨市3个区域青杨天牛肠道细菌多样性.结果表明,青杨天牛肠道细菌Shannon多样性排序为:HBL>...     

生物转盘+表面流人工湿地对北亚热带秋冬季节受污染河水强化处理效果研究

受污染河水传统修复工艺在秋冬季节存在运行效果不佳、容易返黑返臭等问题。通过耦合生物转盘(RBCs)+表面流人工湿地(FWSCWs)技术,构建生物-生态组合工艺,探究其在秋冬季节对受污染河水的处理效果,并解析微生物种群特征,揭示微生物群落结构与污染物强化处理效能之间的关系。结果表明,组合工艺对氨氮(NH₄⁺-N)、总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除率分别为83.83%、3.32%、11.09%和20.52%,出水NH₄⁺-N浓度和COD分别达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类和Ⅴ类标准。组合工艺中优势菌属包括硝化螺旋菌属(Nitrospira)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、红杆菌属(Rhodobacter)、乳杆菌属(Lactobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillius)、β-变形菌纲脱氯菌属(Dechloromonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、丛毛单胞菌属(Comamonas)和不动杆菌属(Acinetobacter...     

水环境中微塑料表面细菌群落特征研究进展

微塑料因其比表面积大、难降解等特点,在水环境中长期存在,可作为水环境中微生物的独特栖息地。以细菌群落为主的微生物可定殖在微塑料表面,对生态系统和人类健康产生潜在风险。本文综述了国内外海水、淡水环境中微塑料表面细菌群落特征的研究进展,阐述了微塑料表面细菌群落的研究方法和结构多样性,分析了暴露时间、地点及塑料理化性质对微塑料表面细菌群落多样性的影响,探讨了水环境中微塑料表面细菌群落的生态效应和健康风险。后续研究应采用宏基因组学全面地探究水环境中的“微塑料圈”,并关注远洋、入海口和内陆地表水微塑料表面微生物群落,从全球尺度上探索水环境中微塑料表面微生物群落的定殖规律及其生态效应。此外,鉴于微塑料表面存在降解菌,需进一步明确定殖在微塑料表面的微生物参与微塑料降解的效率及其机制,可为了解微塑料在水环境中的归宿问题提供科学依据。     

快速启动厌氧氨氧化用于老龄垃圾渗滤液脱氮及其机理分析

基于短程硝化处理后的老龄垃圾渗滤液,含有大量难降解有机污染物,且氨氮和化学需氧量浓度高,C/N比低等特点。本研究以厌氧硝化污泥作为接种污泥,采用升流式厌氧污泥床反应器(UASB),快速启动厌氧氨氧化反应,对其进行深度脱氮。探究启动厌氧氨氧化反应的最佳条件和脱氮性能,根据污泥形貌特征和微生物群落结构的变化,阐明厌氧氨氧化的作用机理。结果表明,厌氧氨氧化快速启动最佳条件：温度为(30±1)℃、初始pH为7.5、NO₂^-/NH₄⁺为1.25～1.50、无外加碳源和MLSS为4 200 mg·L^-1。历经60 d后,厌氧氨氧化成功启动,进水TN容积负荷最高为0.45 kg·(m³·d)^-1,TN容积负荷去除速率最高为0.36 kg·(m³·d)^-1,NH₄⁺-N、NO₂^--N和TN去除率超过80%。同时,UASB...     

稻秆生物炭对稻田土壤Cd形态转化和微生物群落的影响

为阐明稻秆生物炭介导土壤Cd形态转化过程中化学性质与微生物群落多样性变化特征,通过室内培养实际污染土壤实验,研究施加稻秆生物炭对土壤Cd形态、pH值、阳离子交换量（CEC）、有机质（SOM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）含量,以及土壤蔗糖酶（CA）、脲酶（UA）、过氧化氢酶（IA）活性等的影响特征,并通过高通量测序手段揭示土壤细菌和真菌群落结构组成与多样性的变化规律。结果表明,稻秆生物炭能够显著降低土壤中酸提取态Cd含量（23.19%）,增加残渣态Cd含量（28.42%）,促进Cd形态由不稳定态向稳定态转化。生物炭在不同程度上提高土壤pH、CEC、SOM、AN、AP和AK含量,其中SOM和AK含量增幅最显著,分别达到48.42%和81.28%。生物炭的添加显著影响土壤细菌和真菌群落中的优势类群丰度,其中Bacillus、Streptomyces、Aspergillus等与重金属形态有关的功能菌种丰度增加,细菌群落相较于真菌群落可能更容易受到环境因子的影响;影响土壤Cd形态转化的关键因素主要包括土壤pH值、SOM和AK以及细菌群落。稻秆生物炭主要通过影响土壤pH值、有机...     

滇东南亚热带土壤细菌群落对植被垂直带变化的响应

为探究南亚热带森林土壤细菌群落的变化特征及其与环境因子的耦合机制,沿海拔自下而上选取滇东南文山国家级自然保护区亚热带季风常绿阔叶林（E1）、半湿润常绿阔叶林（E2）、中山湿性常绿阔叶林（E3）3种典型森林类型为研究对象,采用Illumina高通量测序技术研究土壤细菌群落组成、结构和多样性对植被垂直带变化的响应规律,以及它们与环境因子之间的关系。研究发现,（1）环境因子沿植被垂直带变化显著（P<0.05）。E3植被带的凋落物厚度、Simpson指数、土壤含水量、有机质、氮、磷、钾含量较E1和E2显著增加,而植物的Margalef指数、Shannon指数、Pielou指数、土壤密度、pH、温度较E1和E2显著减少,其平均增幅和降幅分别3倍和1.5倍。（2）酸杆菌门、变形菌门、放线菌门等细菌优势菌群的相对丰度沿植被垂直带和土层变化差异显著（P<0.05）;次优势菌门变形菌、放线菌在E3植被带的相对丰度显著高于E1和E2(P<0.05),而酸杆菌门相对丰度略低于其他两个植被带（P>0.05）;变形菌与放线菌主要富集于土壤表层（0—10 cm）、酸杆菌富集在中层（10—3...     

喀斯特地区植被不同恢复阶段功能冗余和功能多样性对群落稳定性的影响

喀斯特地区属于生态脆弱区,由于环境本身的脆弱性和人为的干扰,导致植被恢复难度较大。所以,在植被恢复过程中群落稳定性的增长和维持成为了重要的研究内容,对指导生态修复具有重要意义。该文通过物种功能性状研究功能多样性、功能冗余与群落稳定性的关系,阐明植被恢复过程中影响群落稳定性增长与维持的内在因素。采用“空间代替时间”的方法,在贵州喀斯特高原区选择处于退化喀斯特植被自然恢复不同阶段的植物群落,即草本群落阶段、灌草过渡阶段、灌木灌丛阶段、灌乔过渡阶段和乔木林阶段的植物群落,探究功能冗余和功能多样性对群落稳定性影响的差异。结果表明：在喀斯特高原区,随着植被的恢复（1）群落的稳定性呈现逐步递增的趋势,两种测定方式均得到一致的结果,群落稳定性指数（C）由0.393上升至1.206,M.Godron稳定性指数法也显示曲线交点与稳定点之间的距离由10.49缩短至2.32;(2)功能冗余逐步递增,在乔木林阶段达到最高,且各阶段具有显著性差异;功能多样性则是先增后减,在灌乔过渡阶段达到最高;（3）根据逐步回归结果显示,功能冗余和功能多样性均能提高群落的稳定性,但是在不同的恢复阶段两者对于稳定性的影响并不一致...     

石油污染土壤微生物群落结构与分布特性研究

针对污染胁迫下土壤微生物群落结构与分布问题,基于PCR-DGGE分析与系统发育树等现代分子生物学分析方法,探讨典型油田区石油污染土壤微生物群落结构特征,污染水平与微生物群落分布的关系.结果表明,污染土壤石油含量的差异是造成微生物群落结构相似度差异的主要因素;微生物群落结构相似性指数与土壤石油污染水平具有显著相关性;随着土壤污染程度的增加,微生物群落的均匀度指数降低,菌属分布不均匀,表现出土壤微生物群落结构和种属的污染胁迫与分异现象;石油污染土壤中存在明显的优势菌属:Gulosibacter、Halomonas、Petrobacter、Methylocystis、Pseudoalteromonas.本研究结果为认识石油污染土壤微生物特性提供基础.