人工湿地中氮代谢微生物的共存策略及机理

人工湿地中氮元素的脱除主要依靠多种微生物的联合作用，因此氮代谢微生物的和谐共存成为人工湿地高效脱氮的基础。本文分析回顾了氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化细菌及厌氧氨氧化菌等主要氮代谢微生物的共存策略及反应机理。     

嗜油铜绿假单胞菌的氮源优化

本文采用从油田污水中筛选出来的铜绿假单胞菌为菌种,以酵母膏为氮源,通过五组不同初始酵母膏浓度下的铜绿假单胞菌培养,对细胞吸光度、上清液吸光度、糖消耗率、界面张力等生长代谢参数的过程变化进行监测研究,确定铜绿假单胞菌以酵母膏为氮源的最优酵母膏浓度为2 g/L,其细胞吸光度、上清液吸光度最大值分别为1.80、0.54,糖浓度消耗率为0.13 g/(L·h),上清液-原油的界面张力最小值为0.34m N/m。     

产油微藻胁迫培养策略研究综述

围绕微藻的胁迫培养,介绍了不同胁迫手段影响下产油微藻的生长及产油特点,对比了不同胁迫手段下微藻产油效果及各手段优劣势,在此基础上进一步综述了各因素胁迫在微藻油脂合成代谢中的作用机理,并给出了各胁迫手段在实际生产中的选用建议.以期通过该综述,对微藻生物柴油产业化中相关胁迫策略的选择提供借鉴.     

基于代谢组学指标的土壤亚致死剂量汞对蚯蚓的毒性研究

将赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)暴露于亚致死剂量(1.0、5.0、25.0 mg·kg~(-1))汞污染土壤中4周,以蚯蚓个体(致死率、体重增长率)及小分子代谢物(代谢组)为指标研究其对汞的动态毒性响应,并采用最小二乘判别分析(OPLSA-DA)对暴露组及对照组的代谢物进行分类,进而识别潜在的标记物.结果表明,蚯蚓对汞的吸收尚未达到稳态,蚯蚓体内代谢物的响应依赖于暴露剂量及暴露时间.暴露1周时,蚯蚓体重略有增长但不显著;最低暴露剂量(1.0 mg·kg~(-1))导致蚯蚓体内亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、组氨酸、酪氨酸、5-氧脯氨酸、2-脱氧肌苷显著低于对照水平,柠檬酸、肌苷酸与腺苷在5.0、25.0 mg·kg~(-1)剂量下显著高于对照水平;暴露4周时,最高暴露剂量(25 mg·kg~(-1))显著抑制了蚯蚓的生长;汞添加组的蚯蚓体内谷氨酸、酪氨酸、马来酸、2-脱氧肌苷水平显著低于对照.上述代谢物对汞的动态变化表明它们可作为潜在生物标记物,用于诊断土壤汞污染.对代谢途径分析发现,1.0～25.0 mg·kg~(-1)汞即可破坏蚯蚓正常氨基酸代谢、三羧酸循环,扰乱能量代谢,对蚯蚓产生氧化损伤.本研究结果表明,相比个体水平的受试终点,代谢组学指标比个体水平指标能更敏感地响应较低剂量汞,是土壤汞污染生态毒性效应诊断的有效指标.另外,本研究结果可为土壤汞污染的风险评估及相关环境标准的修订提供大量基础数据.     

液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）法快速测定水产品中硝基呋喃类代谢物

硝基呋喃类药物是人工合成的具有5-硝基呋喃基本结构的广谱抗菌药物,对光敏感,代谢快速,原药及其在动物体内残留的代谢产物有致畸、致突变和致癌的危险.出于安全性考虑,欧美等发达国家及我国先后颁布了禁止使用该类兽药的禁令.目前对硝基呋喃类代谢物的检测     

乙酰辅酶A羧化酶:脂肪酸代谢的关键酶及其基因克隆研究进展

乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl-CoA carboxylase,ACC)在脂肪酸合成和分解代谢中发挥着重要作用.系统介绍了该酶的结构与分类、生物学作用与应用、抑制剂的类型与作用机理以及基因克隆4个方面的进展.ACC在大多数原核生物中为多亚基型酶,而在大多数真核生物中为多功能型单亚基酶,在天蓝色链霉菌和古菌勤奋金属球菌中为另外两种特殊类型;但都具备3个关键的功能域,即生物素羧化酶(BC)、生物素羧基载体蛋白(BCCP)和羧基转移酶(CT).CT功能域作为潜在的靶标广泛应用于植物除草剂的筛选和哺乳动物肥胖、糖尿病等代谢疾病的药物设计中.ACC基因也成为转基因油料作物和生物柴油研究中重要的靶标基因.研究表明,植物质体中的β-CT亚基是多亚基型ACC的限制因子,而BCCP是脂肪酸合成的负调控因子.油脂的合成代谢十分复杂,且存在反馈抑制机制,因此克隆和表达ACC基因可以提高宿主中ACC的活性,但不一定能显著促进脂肪酸的积累.图2参52     

共代谢在废水处理中的应用

共代谢是微生物特殊的代谢类型,可对废水中难降解有机物进行高效去除。本文探讨了共代谢的生化机制,详细论述了共代谢在生化机理和工艺方面的研究现状,同时对共代谢降解速率的影响因素作了分析,并针对实验室研究阶段,提出了共代谢在实际废水处理中存在的问题。     

一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺污泥膨胀发生和恢复过程中微生物群落演替及PICRUSt2功能预测分析

以中试规模的一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化(CPNA)工艺为研究对象,通过对其污泥膨胀发生和恢复过程中活性污泥的16S rRNA高通量测序数据进行数据挖掘和分析,结合PISCRUSt2功能预测分析,旨在揭示一体式CPNA工艺污泥膨胀和恢复不同阶段的微生物群落变化及氮、碳代谢特征.结果表明,污泥膨胀和恢复过程中微生物α多样性呈先上升后下降趋势,污泥膨胀阶段氮素转化菌属Nitrosomonas、Candidatus＿Brocadia和Thauera相对丰度分别从12.36%、 11.86%和0.272%下降至5.97%、 8.30%和0.061%,而Candidatus Kuenenia相对丰度保持稳定,丝状菌Levilinea、Longilinea和Turicibacter相对丰度分别从0.031%、 0.018%和0.009%上升至0.055%、 0.025%和0.033%. PICRUSt2功能预测分析结果表明,总共有47个参与氮代谢的功能酶基因,其中硝化、反硝化、异化性硝酸盐还原(DNRA)、同化硝酸盐还原(ANRA)和固氮反应的功能酶基因相对丰度均发生了变化.污泥膨胀阶段,部分亚硝...     

西安市景观湖泊水体细菌群落结构分析与代谢功能预测

湖泊水体中细菌群落多样性及其代谢功能研究对城市景观湖泊水环境健康发展有着重要意义.以汉城湖、南湖、兴庆湖和桃花潭为研究区域,使用Illumina Nova高通量测序技术研究4个不同类型湖泊中群落组成和结构,使用冗余分析方法分析细菌群落与环境因子的相关性,采用Tax4Fun预测细菌群落的代谢功能.结果表明,不同湖泊水体细菌群落多样性各不相同,其中桃花潭α多样性最高,兴庆湖最低,同一湖泊水体的细菌群落结构有聚集趋势;4个湖泊水体的细菌优势门类相似,主要是变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,不同之处仅在于细菌的比例;4个湖泊水体属水平细菌群落分布有较大差异;水体理化性质与细菌群落存在显著相关性,其中最关键因子为氮磷营养盐(P<0.05); Tax4Fun功能预测表明,4个湖泊水体细菌群落代谢功能相似,氨基酸代谢和碳水化合物代谢相对丰度最高,此外,其潜在的耐药性细菌污染较大以及致人类患传染性疾病可能性较大.研究结果有助于了解西安市城市湖泊水环境细菌现状,为城市湖泊治理及可持续发展提供理论依据.     

基于高通量测序和代谢组学解析重金属污染对农田微生物群落组成和功能的影响

重金属污染会影响微生物组成和群落结构,其与微生物的相互关系一直是重金属污染生态学研究的热点.河南省新乡市是中国著名的电池生产城市,因电池生产废水污灌造成严重的土壤重金属污染.目前有关新乡市长期灌溉电池废水造成的重金属污染对微生物群落组成和代谢功能的影响鲜见报道.采集了新乡市某长期生产电池厂旁3个重金属污染位点,重金属含量测定表明Cd和Pb超过相关标准,分别超标34~66倍和1.5~2.32倍.采用高通量测序分析了细菌和真菌群落组成,结果表明细菌由芽孢杆菌属、节杆菌属、鞘氨醇单胞菌属和类诺卡氏菌属等优势属,真菌由油壶菌属、小不整球壳属、Gibellulopsis和被孢霉属等优势属组成,表明经过长期的重金属胁迫,新乡长期重金属污染土壤富含重金属抗性细菌和真菌.环境因子和微生物群落相关性分析表明,总量Cu、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响细菌群落组成,总量Cd、Ni、Pb、Zn、DTPA提取态Cu和水溶态Pb显著影响真菌群落组成.目前,关于重金属污染对微生物群落代谢影响的研究较少,采用非靶向代谢组学分析表明,不同位点间代谢产物具有差异.通路富集分析表明,这些差异代谢物涉及代谢过程、环境信息处理和翻译等遗传信息加工等,在微生物缓解重金属导致的胁迫和环境适应中可能起到作用.