基于宏基因组技术获得的对厌氧氨氧化菌代谢的新理解

厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)是化能自养菌,由于其生理代谢的奇异性、细胞结构的特殊性以及对氮素循环的重要性,已成为环境工程、微生物以及海洋生物学等领域的研究热点.然而,AAOB未能实现纯培养的现状已成为AAOB代谢途径研究的巨大障碍.近年来兴起的宏基因组技术(Metagenomics)为AAOB代谢途径的研究提供了新手段.采用宏基因组技术,可直接研究微生物群体中某特定微生物基因组的结构与功能,摆脱了传统微生物学研究对纯培养的依赖,使未培养微生物的认识和开发成为可能.本文首先简述获取AAOB宏基因组信息的过程,然后通过比较由传统代谢研究方法和宏基因组技术获得的AAOB代谢途径的研究成果,论述基于宏基因组技术获得的对AAOB代谢的新理解,得出以下结果和结论:1)AAOB的碳素固定途径为乙酰辅酶A途径,碳素固定的还原力来自NADH或者QH2;2)AAOB氮素转化的重要中间产物是NO,而非NH2OH,并提出了以NO为核心的AAOB代谢的改进模型;3)AAOB的ATP合成途径为氧化磷酸化,推测的电子传递途径为N2H4—QH2—细胞色素bc1复合体;细胞色素bc1复合体再将电子用于NO2-还原和N2H4合成.AAOB的宏基因组技术使AAOB代谢途径的研究更具方向性.随着分子生物学理论和技术的不断发展,宏基因组学的升级技术(如宏转录组学、宏蛋白质组学)将为AAOB代谢途径的研究提供新的方法与平台.图3表1参51     

趋磁细菌的分子生物学研究进展

趋磁细菌菌体内含有磁小体,能够沿地球磁力线方向定位、运动.趋磁细菌和磁小体的研究具有重要的理论意义和应用价值.本文对趋磁细菌及其胞内产物磁小体作了介绍,论述了该领域分子生物学方面的研究进展,包括与磁小体相关的基因和蛋白的研究、趋磁细菌遗传体系及基因组方面的研究等,展望了该领域今后的发展前景.图3表1参35     

测定环境污染物对青海弧菌发光强度抑制的微板发光法研究

以新型淡水发光菌——青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiensissp.—Q67)为检测生物,以VeritasTM微孔板光度计为发光强度测试设备,建立了测定环境污染物对发光菌发光强度抑制毒性的微板发光测试新方法.系统地研究了pH值、菌密度、反应时间等实验条件对发光强度的影响.应用该方法成功地测定了7种取代酚环境污染物对Q67的发光抑制毒性效应.提出应用非线性迭代最小二乘拟合法模拟环境污染物对Q67毒性的剂量-效应曲线(DRC),拟合效应与实验结果之间的相关系数均大于0.99.通过拟合的DRC参数,准确地计算了污染物的半数效应浓度EC50.对比有关文献方法,微板发光法具有更简便快捷,节省试剂药品,便于多次平行测定从而提高准确度等优点.     

对一株海洋发光细菌保存方法的探究

从乌贼体表及内脏中提取一株海洋发光细菌,进行分离、纯化。通过四种不同保存方法对该株发光菌进行保存,测定了发光菌在存活期内的相对发光强度,探讨了最佳保存方法,比较发现:低温甘油法可在短期内替代条件苛刻的冷冻干燥法,可保存至少一年,沙土管保存法发光菌复苏效果差,不适宜保存发光菌,常温石蜡保存在实验室条件下可短期保存半年。     

活性污泥高质量RNA快速提取方法研究

通过比较RNA产量、纯度、降解程度、特定基因的扩增能力、微生物多样性等评价指标,考察和探讨了5种不同RNA提取方法对活性污泥总RNA提取效果的影响并最终建立了一种快速、有效的活性污泥RNA提取方法,即在TENP和PBS洗涤沉淀污泥的基础上,分别采用溶菌酶和TRIzol裂解活性污泥细菌、氯仿去除细菌裂解液中的蛋白和大部分DNA、异丙醇沉淀核酸和DNase I水解残留DNA后,最后进一步用离心柱纯化RNA.结果表明,这种方法可以有效提取高质量的菌群RNA,不仅提取的RNA总量多(每g污泥可提取169.6μg RNA)、纯度高、降解程度低、完整性好、具有丰富的生物多样性,而且可同时进行16SrRNA和amoA基因的RT-PCR扩增反应;与其它方法相比,性价比高,具有明显的优越性,适用于活性污泥RNA的大量提取,同时,T-RFLP结果证明RNA提取方法对分析样品的微生物种类和丰度分析结果影响较大,不同的RNA提取方法所获得的微生物群落基因多样性及其种类、丰度均不同.本研究建立了一种快速、有效的高质量RNA提取方法,将在监测活性污泥菌群动态变化、菌群代谢功能学、微生物群落芯片等研究上具有重要意义.     

铁路专用线声环境影响评价

针对新建铁路专用线沿线的环境特征，提出了铁路专用线声环境影响评价的程序、内容和方法。在目前缺乏新建铁路噪声预测模式的情况下，提出了应对铁路边界噪声、不同距离处的铁路噪声、敏感点噪声、鸣笛噪声进行预测，并以某铁路专用线声环境影响评价为例，对上述四种噪声进行了预测，通过预测得到铁路两侧的声环境状况，并以此为依据提出了铁路噪声的防治对策，以保证铁路专用线沿线声环境质量。     

嗜酸硫氧化菌株的分离及其在污泥生物脱毒中的应用

以元素硫为底物,采用选择性液体培养基加富培养继以稀释平板法直接从污泥中分离出一株嗜酸硫氧化菌株SS-3.该菌株能将硫粉或硫代硫酸盐氧化成硫酸或硫酸盐,但不能氧化二价铁.序批式生物淋滤试验结果表明,接种该菌株并添加硫作为底物可有效加速污水污泥中重金属的溶出.经过15 d的生物淋滤,Cr,Cu,Zn的去除率可分别达到66.8%,95.4%,100%.      

本溪地区灰霾天气时空分布特征分析研究

近年来,灰霾天气对本溪地区的影响越来越严重,由霾引发的环境污染对人们生产生活造成的影响也越来越大,因此对灰霾天气发生的时空分布特征的研究就尤为重要.文章运用本溪地面观测2012-2014年本溪市、本溪县、桓仁县3个国家基本站的观测资料,对霾日进行筛选和统计,分析本溪地区霾日发生的时空分布特征,本溪地区霾日数呈逐年增长趋势,2014年霾日数增长迅速.本溪地区冬半年霾日明显多于夏半年,两县霾日少于市区,空气质量优于市区.     

杭州市生态补偿机制的实践

建立生态补偿机制已成为社会共识,各级政府就开展生态补偿进行了多种形式的探索与实践,流域下游地区对上游地区予以适当经济补偿作为解决区域之间社会经济失衡、保护流域水资源生态安全问题的重要手段和迫切需要。本文综述了杭州市生态补偿机制,主要分析了生态补偿专项资金的实践效果及现存问题,并提出进一步完善的对策措施,旨在对中国生态补偿机制的建立和完善提供借鉴。     

浅析化学事故应急响应专线的发展

纵观国外同类化学事故应急咨询机构30多年的发展经验,结合化学事故应急响应专线的现状,提出了扩大化学事故应急响应专线的服务范围、加强化学事故技术支持体系的建设及加强与国内外同类机构的交流与合作等发展建议。