零价铁对污泥厌氧消化过程中四环素抗性基因水平转移的作用影响

细菌抗药性问题已成为全球生态环境安全和人体健康领域的一个关注焦点.污水处理剩余污泥是抗生素抗性基因（ARGs）的一个重要储存库和排放源,采用荧光定量PCR方法检测分析了四环素抗性基因（TC-ARGs,包括tetA、tetC、tetG、tetM、tetO、tetW和tetX）及第一类整合子 intI1基因丰度在污泥厌氧消化过程中的变化特征,考察了不同投加量零价铁（Fe⁰）对目标基因的消长影响,初步分析了质粒DNA接合作用对TC-ARGs水平转移的作用影响,并探讨了TC-ARGs与 intI1基因之间的相关关系.结果表明,污泥厌氧消化过程对TC-ARGs和intI1基因丰度具有不同程度的削减作用,其中tetX基因丰度降幅可达2.4个数量级.Fe⁰的加入对TC-ARGs和intI1基因丰度削减不显著,并且随着Fe⁰投加量的增加,TC-ARGs和intI1基因丰度相比对照组出现逐渐升高的趋势.通过对质粒组DNA所携带的TC-ARGs基因丰度进行检测分析发现,质粒DNA接合作用对TC-ARGs的水平转移具有促进作用.相关性分析结果显示,tetG与intI1基因之间具有显著正相关关系,表明intI1基因在污泥厌氧消化过程中可能对tetG基因的演变过程具有重要影响.     

几株亚硝化菌的筛选及初步鉴定

通过富集培养获得了几株自养型氨氧化菌，在进行形态学和生化检验之后，又设计了几对引物，以扩增亚硝化菌的特征性基因Amoa。试验表明，不同菌株采用不同引物，均扩增出了预期片段，所以可初步断定，所筛选到的菌种确为亚硝化菌。     

氮肥分施次数及硝化抑制剂对盆栽玉米N2O排放的影响

合理施氮是获得较高目标产量和降低因氮环境污染的重要策略.通过盆栽试验研究等氮量下不同分施次数对玉米产量及土壤N₂O排放的影响,并探讨氮转化功能基因丰度与N₂O排放的关系.本试验设空白（CK,不施尿素）、一次性施氮（S1,将0.5g·kg^-1尿素一次性施入土壤+硝化抑制剂）、二次分施（S2,将0.5g·kg^-1尿素分40%和60%两次施入土壤）和三次分施（S3,将0.5g·kg^-1尿素分20%、40%和40% 3次施入土壤）.结果表明：①施氮促进土壤酸化,氮分施次数造成土壤酸化程度的显著差异,氮分施次数越多,土壤酸化越强.施氮显著提高鲜食玉米果穗产量及茎秆生物量,但氮肥分施次数对土壤pH影响的差异可能会导致植物对氮的吸收利用程度也存在着差异.S3处理显著降低土壤pH的同时,也降低了植物氮吸收累积量和氮素利用效率,也造成了高的N₂O累积排放量.与S3处理相比,S1和S2处理分别增产了40.21%和42.55%,其N₂O累积排放量也分别显著降低了79.4%和20.9%.② N₂O排放与AOB和nirK基因丰度呈显著正相关关系,AOB和nirK是N₂O排放的主要贡献者.S1处理显著降低了AOB和nirK基因丰度,降低N₂O排放,S2和S3处理施肥后显著增加了nirK和nirS基因丰度,降低了nosZ基因丰度,促进了N₂O的排放.氮分施次数影响氮转化过程的功能基因,从而影响N₂O排放.由此可见,尿素配合DCD一次性施入不仅能保证玉米产量,提高氮素利用效率,还能降低温室气体排放,可作为海南地区鲜食玉米种植过程推荐的施肥模式.     

Alterations of organ histopathology and metallolhionein mRNA expression in silver barb, Puntius gonionotus during subchronic cadmium exposure

Common silver barb,Puntius gonionotus,exposed to the nominal concentration of 0.06 mg/L Cd for 60 d,were assessed for histopathological alterations(gills,liver and kidney),metal accumulation,and metallothionein(MT)mRNA expression.Fish exhibited pathological symptoms such as hypertrophy and hyperplasia of primary and secondary gill lamellae,vacuolization in hepatocytes,and prominent tubular and glomerular damage in the kidney.In addition,kidney accumulated the highest content of cadmium,more than gills and liver.Expression of MT mRNA was increased in both liver and kidney of treated fish.Hepatic MT levels remained high after fish were removed to Cd-free water.In contrast,MT expression in kidney was peaked after 28 d of treatment and drastically dropped when fish were removed to Cd-free water.The high concentrations of Cd in hepatic tissues indicated an accumulation site or permanent damage on this tissue.     

长期不同施肥对暗棕壤甲烷氧化菌群落特征与功能的影响

不同施肥方式对我国旱地农田土壤甲烷氧化影响的微生物机制尚不明确.本研究利用PCR-DGGE和实时荧光定量PCR技术,结合甲烷氧化速率和土壤性质测定,探索了长期不同施肥条件下暗棕壤的"土壤性质-甲烷氧化菌群落特征-土壤甲烷氧化速率"关系.结果表明,有机肥和无机肥配施处理显著降低了土壤甲烷氧化速率,降幅为61.2%,而单独施用有机肥或无机肥对暗棕壤甲烷氧化速率的影响不显著;与对照相比,有机肥处理土壤甲烷氧化菌多样性指数增加91.9%,有机肥和无机肥配施处理增加102.5%,而单施无机肥后土壤甲烷氧化菌多样性指数变化不明显;有机肥处理土壤的pmoA基因丰度显著增加,平均pmoA基因丰度为不施用有机肥的12.7倍;土壤甲烷氧化速率与甲烷氧化菌的群落结构和比活性呈显著正相关,相关系数分别为0.363和0.684,但与甲烷氧化菌群落丰度和多样性不相关;甲烷氧化菌的群落结构和比活性与土壤pH值、全氮和有机质含量呈显著正相关.上述结果说明,长期不同施肥可以通过改变暗棕壤的pH值、全氮和有机质含量等土壤性质,改变甲烷氧化菌群落结构和比活性,进而影响土壤甲烷氧化速率;有机肥和无机肥配施土壤甲烷氧化菌多样性和丰度大幅度增加,而甲烷氧化速率却显著降低,说明有机肥和无机肥配施土壤中只有部分微生物发挥了甲烷氧化活性,但有待进一步研究.     

Impacts of cadmium addition on the alteration of microbial community and transport of antibiotic resistance genes in oxytetracycline contaminated soil

The large-scale development in livestock feed industry has increased the chances of antibiotics and heavy metals contamination in the soil. The fate of antibiotic resistance genes (ARGs) and microbial community in heavy metals and antibiotic contaminated soil is still unclear. In this study, we investigated the effect of cadmium (Cd) addition on the transport of ARGs, microbial community and human pathogenic bacteria in oxytetracycline (OTC) contaminated soil. Results showed that the addition of OTC significantly increased the abundance of ARGs and intI1 in the soil and lettuce tissues. The addition of Cd to OTC treated soil further increased the abundance and translocation of ARGs and intI1. Moreover, Cd promoted the transfer of potential human pathogenic bacteria (HPB) into lettuce tissues. Compared with O10 treatment, the addition of Cd decreased the concentration of OTC in soil and lettuce tissue, but slightly increased the fresh weight of lettuce tissues. Redundancy analysis indicated that bacterial community succession is a major factor in ARGs variation. Network analysis indicated that the main host bacteria of ARGs were mainly derived from Proteobacteria. Correlation analysis showed that intI1 was significantly correlated with tetG, tetC, sul1, sul2, ermX, and ermQ. Meanwhile, potential HPB (Clostridium, and Burkholderia) was significantly correlated with intI1 and eight ARGs (tetG, tetC, tetW, tetX, sul1, sul2, ermX, and ermQ.). The findings of this study suggest that the addition of heavy metals to agricultural fields must be considered in order to reduce the transfer of ARGs in the soil and crops.     

二月桂酸二丁基锡对大鼠睾酮及合成关键酶的影响

用玉米油或二月桂酸二丁基锡[DBTD0.01,0.1,1mg/(kg·d)体重]对新生雄性Wistar大鼠连续5d注射染毒.至大鼠出生后第49d,检测其血清睾酮,细胞色素胆固醇侧链裂解酶(P450scc)、3β-羟基类固醇脱氢酶(3β-HSD)和细胞色素P450 17-α脱羟基酶(Cyp17)这3种睾酮合成关键酶mRNA表达及脏器系数.结果表明,大鼠血清睾酮随DBTD剂量升高呈上升趋势,1mg/(kg·d)组与对照组比较有显著性差异;P450scc和3β-HSD mRNA相对表达无显著性变化,Cyp17在0.1mg/(kg·d)组的相对表达有显著性升高;1mg/(kg·d)组大鼠睾丸脏器系数有显著性升高,而各DBTD处理组附睾和肝脏脏器系数与对照组比较无显著性变化.     

中国田鼠卵巢细胞自发和亚硫酸氢钠诱发突变的gpt基因分子分析

采用标准的突变细胞克隆技术、PCR及DNA序列分析方法研究了二氧化硫在体内的衍生物—亚硫酸氢钠对CHO－AS52细胞gpt基因的致突变作用。实验结果表明,高浓度的亚硫酸氢钠能诱发该基因发生突变,且其突变频率随该化学物浓度的增加而增高。PCR分析指出,在CHO－AS52细胞自发的、5mmol/L和10mmol/L亚硫酸氢钠诱发的突变体中,gpt基因完全缺失者所占比率分别为36.00％、44.00％及65.00％。对10mmol/L亚硫酸氢钠诱发的非缺失型gpt基因突变的PCR产物直接进行DNA序列分析表明,在5个突变细胞克隆中,有1个发生基因的碱基置换型和移码型突变,其余4个突变细胞克隆的gpt基因结构未发现改变,其碱基的改变可能发生在基因启动子区。     

酸性冲击对微生物电解产氢阳极菌群影响及功能基因变化解析

微生物电解产氢工艺是借助能够直接与电极传递电子的功能菌在阳极降解有机质并将产生的电子在阴极与质子结合回收氢气能源的新技术.采用市政废水在固定外加电压相同条件下直接启动15个反应器,以葡萄糖为碳源驯化获得电极功能菌群,稳定运行1个月获得反应器稳定产氢和伴随产甲烷效能.初始稳定时采用pH为7的磷酸盐缓冲液可以获得稳定的产气量,平行反应器表现出不同的氢气和甲烷产量.最高产氢反应器的氢气转化率为32.2%,氢气产率为(3.9±0.6)mol·mol-1(以每mol葡萄糖产生的H2量(mol)计,下同);相同条件下最低产氢效率反应器的甲烷转化率则可达到48.4%.通过48 h阳极生物膜的酸性冲击试验对阳极菌群功能恢复效果进行分析,发现消除冲击10~15 d反应器的电子传递效率得到恢复,但功能菌群多样性增加,氢气与甲烷比例发生变化.最高产氢反应器氢气产率降低1.8 mol·mol-1,而甲烷增量为0.4 mol·mol-1(以每mol葡萄糖产生的CH4量(mol)计,下同).通过关键功能基因分析发现,初始产氢效能高的反应器功能菌群中电子传递功能菌优势较大;阳极功能菌群受到短暂酸性冲击后,基于细胞色素C基因的相关菌群能够较快恢复,其电子传递能力恢复更快;与碳源降解和产甲烷相关基因群落受酸性冲击后变化较为显著,甲烷增量与氢气减少量基本符合反应计量关系.     

玉米秸秆厌氧降解复合菌系的微生物群落结构

以不同来源具有木质纤维素降解能力的环境样品为接种物,以玉米秸秆为唯一碳源,进行了秸秆厌氧降解微生物的驯化培养,构建了8组复合菌系.复合菌系的产气周期为30～50 d,玉米秸秆的总固体(TS)去除率在30%～40%之间.其中6组的甲烷产量(以TS计)为62.1～118.4 mL.g-1,发酵液中挥发性有机酸主要为乙酸、丙酸及丁酸(100～500 mg.L-1),发酵终产物pH为6.5～6.7;而另外2组的甲烷产量较低,在8.5～9.7 mL.g-1之间,但乙酸浓度较高(1 200 mg.L-1左右),发酵终产物pH为5.6～5.9.通过16S rRNA基因克隆文库方法对复合菌系中细菌及古菌的群落结构进行了多样性解析,结果表明细菌主要分为8个不同的类群,其中厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、互养菌门(Synergistetes)及热袍菌门(Thermotogae)为优势菌群,分别占细菌克隆总数的37.8%、34.3%、11.6%和6.4%;古菌属于甲烷微菌纲(Methanomicrobia)和甲烷杆菌纲(Methanobacteria),分别占古菌克隆总数的61.1%和38.9%.对主要功能菌群在秸秆厌氧降解产甲烷过程中发挥的作用进行了探讨.