Seasonal variations of soil bacterial communities in Suaeda wetland of Shuangtaizi River estuary, Northeast China

Estuarine wetland is the transitional interface linking terrestrial with marine ecosystems, and wetland microbes are crucial to the biogeochemical cycles of nutrients. The soil samples were collected in four seasons (spring, S1; summer, S2; autumn, S3; and winter, S4) from Suaeda wetland of Shuangtaizi River estuary, Northeast China, and the variations of bacterial community were evaluated by high-throughput sequencing. Soil properties presented a significant seasonal change, including pH, carbon (C) and total nitrogen (TN), and the microbial diversity, richness and structure also differed with seasons. Canonical correspondence analysis (CCA) and Mantel tests implied that soil pH, C and TN were the key factors structuring the microbial community. Gillisia (belonging to Bacteroidetes) and Woeseia (affiliating with Gammaproteobacteria) were the two primary components in the rhizosphere soils, displaying opposite variations with seasons. Based on PICRUSt (Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States) prediction, the xenobiotics biodegradation related genes exhibited a seasonal decline, while the majority of biomarker genes involved in nitrogen cycle showed an ascending trend. These findings could advance the understanding of rhizosphere microbiota of Suaeda in estuarine wetland.     

代谢活化作用对多溴代联苯类污染物类/抗甲状腺激素活性的影响

选用大鼠肝匀浆(S9)和鼠肝癌细胞(H4ⅡE)两种体系代谢活化多溴代联苯醚混标(BDEs)和十溴联苯醚(BDE209),采用重组甲状腺激素受体基因酵母检测BDEs和BDE209母体及其代谢产物的类/抗甲状腺激素效应.结果表明,BDEs和BDE209母体均不表现甲状腺激素效应(p>0.05);但是经S9和H4ⅡE细胞代谢活化后,其代谢产物表现出明显的类甲状腺激素活性和抗甲状腺激素活性(p<0.05),BDEs和BDE209的干扰甲状腺激素效应需要经过代谢活化步骤.比较不同代谢活化体系,重组酵母细胞本身的代谢活化作用并不显著,而H4ⅡE细胞和S9代谢活化体系均能够导致活性中间体.     

孤对电子杂环化合物的代谢化学和生物学研究进展

地球环境特别是化石燃料中存在着大量含硫,氮和氧孤对电子杂环化合物.对孤对电子杂环化合物代谢机制的研究具有重要的科学意义和实践价值.生物法降解这些杂环化合物具有较化学法无可比拟的优势,主要表现在生物法具有反应专一性好,反应条件温和,可实现许多化学上难以实现的反应.本文结合课题组的近期研究,尝试论述国内外的部分研究进展.     

一株苯胺降解菌的分离鉴定及其降解特性

为研究苯胺污染的生物控制,通过驯化培养,从南京化工厂污水处理厂的活性污泥中分离出一株高效苯胺降解菌——菌株AN4.生理生化试验鉴定菌株AN4为金黄杆菌属(Chryseobacterium sp.).菌株AN4利用苯胺生长和降解苯胺的最适温度为30 ℃、pH为7.0,它可在苯胺质量浓度低于3 000 mg/L的无机盐固体培养基上生长.菌株AN4除可降解苯胺外,还可以苯酚、苯甲酸、硝基苯、甲苯、萘、氯苯、二甲苯作为唯一碳源生长,蛋白胨可加速其对苯胺的代谢.代谢机制研究证实,菌株AN4在邻苯二酚1,2-双加氧酶作用下经邻位裂解途径降解苯胺.     

纳米乳化油修复地下水硝酸盐过程中产气及微生物增殖代谢对多孔介质堵塞的模拟评估

为有效评估纳米乳化油原位处理地下水硝酸盐过程中,产气及微生物增殖代谢对含水层多孔介质的堵塞作用,以纳米乳化油为碳源,采用市售反硝化菌剂接种微生物进行硝酸盐降解批实验研究,探讨产气及微生物增殖代谢的动态变化及特征,并基于Kozeny-Carman(K-C)方程、Clement、Pham及Kozeny Grain(KG)模型,对假定含水层一维流模拟柱,预估产气及微生物增殖代谢造成的渗透性损失,识别堵塞过程及主导因素.结果显示,反硝化菌降解效果良好,硝氮总去除率达90.23%.CO_2及N_2为主要产气成分,降解1 mg硝氮对应的平均CO_2产气量为0.71 mL,平均N_2产气量为0.14 mL;微生物代谢产物胞外聚合物以蛋白质及多糖为主,降解1 mg硝氮平均蛋白产量为0.64 mg,平均多糖产量为0.16 mg.在含水层不与外界交换气体的假设前提下,K-C方程预测显示产气可在2个周期内造成渗透性完全损失,Clement、Pham及KG模型评估的微生物增殖代谢造成中、细砂渗透性损失分别为10.87%～31.10%、12.77%～48.32%,分析认为初期细胞生物量是导致渗透性骤降的关键因素,后期为细胞生物量和胞外聚合物共同作用.此外,封闭体系中产气是堵塞的主导因素,随着含水层开启程度增加,产气的贡献占比会下降,微生物的贡献占比提高.因此,对于相对封闭的含水层系统,探索增强其开放状况是缓解堵塞的有效途径之一.     

产甲烷微生物研究概况

甲烷是仅次于CO2的第二大温室气体,因此环境中甲烷来源的研究在环境保护方面具有重要意义.大气中甲烷的浓度(体积分数)约为1.7×10-6,其中约有75%来源于产甲烷菌的代谢.产甲烷菌是一类厌氧古生菌,其分类主要依据为16S rRNA以及其他生化指标.产甲烷菌主要以乙酸、H2和CO2及甲基类化合物为底物并以甲烷为终产物.产甲烷菌生命活动过程深受自然环境的影响.本文从产甲烷菌的发现、形态、分类、代谢机制、生态学研究方面介绍产甲烷菌的研究概况.     

兽药洛克沙胂处理对空心菜生长代谢和营养价值的影响

随着养殖业大规模发展,含洛克沙胂(ROX)的禽畜排泄物正以有机肥形式被大量施加于菜地。ROX的大量施入是否会降低叶菜产量和品质值得人们关注。本文选取常见叶菜空心菜(Ipomoea aquatic)为实验材料,从种子萌发、幼苗生长代谢、营养价值及食用安全性等角度分析了ROX处理对空心菜的影响。结果表明:ROX≧1mM处理抑制空心菜种子萌发和幼苗生长,幼苗株高、叶面积、各器官生物量等均显著下降;幼苗正3-4位叶片光合色素含量急剧下降、叶绿素F0、Fm和Fv/F0等荧光参数指标变化不明显;各器官K、Ca、Mg、P含量以及包括Fe、Mn、Zn、Cu、B和Mo等元素在内的微量元素总量降低;还原性抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)以及花青素含量随ROX处理浓度的提高而提高;ROX处理会导致空心菜叶片内可溶性糖含量升高,但可溶性蛋白和游离氨基酸含量却降低;各器官在ROX处理下As元素大量累积;虽然As主要聚集在根部,但地上可食用部位的As含量均超出国家叶菜类最低限量标准;空心菜叶片内硝态氮在ROX处理后也急剧增加。由此可见,兽药ROX的大量残留,不仅会影响种子萌发,抑制幼苗生长,降低空心菜营养含量和品质,同时还可能导致As及硝态氮在空心菜内的积累,影响其食用安全。     

活性污泥合成聚羟基烷酸(PHAs)的研究进展

聚羟基烷酸(PHAs)是微生物合成的作为碳源和能源的贮存物。PHA同时也是一种可完全生物降解的塑料,由于其良好的环境效应及机械性能,受到广泛关注。使用活性污泥及廉价基质合成PHA以降低生产成本有很好的应用前景。文章综述了活性污泥合成PHA的最新研究进展,包括活性污泥合成PHA的工艺、影响因素及提高PHA合成量的策略。     

草甘膦对青鳉鱼卵黄蛋白原的诱导及其潜在分子机理

为了研究草甘膦潜在的雌激素效应,将1~3d的雌雄青鳉幼鱼暴露于不同浓度 (0.2, 2, 20, 200, 2000μg/L)的草甘膦5周,发现雌雄鱼肝脏卵黄蛋白原(VTG I)基因表达分别在0.2, 2, 20μg/L浓度(雌鱼)和2, 20, 200μg/L浓度(雄鱼)下受到显著诱导,但在高浓度下(雌鱼,200μg/L和2000μg/L;雄鱼,2000μg/L)恢复到正常水平.草甘膦诱导雌激素效应的机理存在雌雄差异:雌鱼中雌激素效应主要由于草甘膦诱导了脑部FSH和性腺CYP19A基因,从而增加了雌激素合成能力.雄鱼中主要由于草甘膦抑制肝脏中雌激素代谢酶 (CYP1A、CYP1B和CYP3A)而显示雌激素效应.     

天津独流减河流域不同等级河流沉积物细菌区系及功能辨识

细菌群落对环境变化的敏感性较高,但在相似等级的生态条件下其代谢功能或具有趋同性.为探讨微生物群落的这种环境属性并验证其用于流域功能单元划分方面的可行性,本文以天津市独流减河流域上游汇水段河流表层沉积物为研究对象,从河道干流(MS)、左岸支流(LT)和右岸支流(RT)这3个连续的空间单元入手,研究沉积物中细菌的多样性、结构和功能代谢丰度,并探讨其作为流域功能单元划分关键因子的可行性.结果表明,不同等级河流沉积物之间细菌的Shannon指数和Simpson指数无显著差异(P>0.05),但Chao1、 Ace、 Observed＿species和PD＿whole＿tree指数均呈现支流显著高于干流的现象(P<0.05).细菌优势菌门的相对丰度在不同等级河流沉积物中差异不显著,但其功能代谢丰度则表现为干流显著高于支流(P<0.05),而不同支流之间差异不显著(P>0.05).本研究发现,除可交换态磷和硝态氮之外,其他理化性质在不同河流空间单元之间差异不显著,但pH和铁铝结合态磷显著影响了细菌群落的结构组成,有机质和总氮则与细菌功能代谢密切相关.研究同时发现,基于细菌代...