苯酚反硝化降解特征分析

以苯酚作为碳源,NaNO3为反硝化氮源,接种成熟反硝化污泥,在厌氧发酵罐连续运行,定期取样分析苯酚、NO-x-N浓度变化情况,确定反硝化降解动力学特征;在线监测反应过程中pH和ORP变化规律;对反硝化污泥进行PCR-DGGE测定,分析系统微生物特征.在C/N比为4时,苯酚去除率83.3%,降解速率6.45mg/(g VSS·d),NO-x-N降解速率3.85mg/(g VSS·d).反硝化过程出现NO-2-N积累,最大积累率43.1%.pH和ORP曲线出现明显的"NO-2-N积累量最大点"和"反硝化真正结束点",可用来指示反硝化进程.苯酚反硝化降解细菌菌纲主要以Alphaproteobacteria,Gammaprotobacteria,Betaproteobacteria变形菌门和Bacteroidetes拟杆菌门为主;系统中检出了Altererythrobacter sp.,Bacteroides sp.,Pseudomonas baetica,Thermomonas sp.等苯酚、硝酸盐有效降解菌.     

基质负荷对秸秆与污泥厌氧消化微生物群落结构的影响

为明确秸秆污泥厌氧消化体系中微生物群落的结构特征,采用Ⅰllumina HiSeq高通量测序技术,研究在高低两种基质负荷条件下微生物群落结构的变化和多样性,并监测其产气性能.结果表明:高负荷基质条件下（TS 20 g/(L·d)）,平均日产气量为4.1 L;低负荷基质条件下（TS 12 g/(L·d)）,平均日产气量为2.1 L.高负荷基质条件下细菌的相对丰度为91.57%,产甲烷古菌的相对丰度为8.43%;低负荷基质条件下细菌的相对丰度为94.35%,产甲烷古菌的相对丰度为5.65%,高负荷基质条件下产甲烷古菌的丰度比在低负荷基质条件下相对增加了49.2%,表明产甲烷古菌的相对丰度和产气量有一定的正相关性.高负荷基质条件下的前3种优势菌群分别为:相对丰度为51.06%的拟杆菌门（Bacteroidetes）、11.65%的厚壁菌门（Firmicutes）、8.25%的广古菌门（Euryarchaeota）.低负荷条件下的前3种优势菌群分别为:相对丰度为50.78%的拟杆菌门（Bacteroidetes）,7.67%的Cloacimonetes、6.46%的互养菌门（Synergistetes）.两种基质条件下都检测到12种产甲烷菌属,分属氢营养型、甲基营养型、乙酸营养型,说明整个秸秆污泥厌氧消化体系的代谢途径较为丰富,各种微生物群落生长代谢相互依存、相互平衡,具有一定的抗冲击负荷,建立了较为平衡的稳态缓冲体系.     

无机碳对SNAD工艺硝氮积累问题恢复的影响

为研究充足的无机碳对同步亚硝化-厌氧氨氧化与反硝化(SNAD)工艺的恢复与稳定运行的影响,向硝酸盐氮积累而崩溃的SNAD反应器中投加过量无机碳,对反应器的运行情况进行研究.结果表明:在无机碳质量浓度为理论需要量的350%~410%的条件下运行36 d后,出水硝酸盐氮由12.1 mg/L下降至3.47 mg/L,特征比由2.31升高至20.77;继续投加无机碳至理论需要量的200%~310%,运行42 d后,总氮去除负荷由0.176 g/(L·d)升高至0.299 g/(L·d);投加无机碳前后,好氧氨氧化活性(AOR,RAO)与厌氧氨氧化活性(ANR,RAN)分别由0.061 4和0.040 6 g/(g·d)升高至0.081 1和0.065 9 g/(g·d).结果表明,充足的无机碳投加在有效解除SNAD工艺硝酸盐氮积累问题的同时,可以促进好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(An AOB)的活性.     

基于高通量测序分析结肠息肉患者肠道细菌群落结构

结直肠癌是胃肠道中最常见的恶性肿瘤,而结肠息肉尤其是腺瘤性息肉是结肠癌前病变的指征之一.作者采用基于16S rRNA基因的高通量测序技术,对收集自云南省第一人民医院结肠息肉患者粪便样品的细菌群落结构进行分析研究.不同患者粪便样品微生物群落存在较大差异,其中拟杆菌门、厚壁菌门以及变形菌门在7个样品中所占序列比例较高;在科的水平上,拟杆菌科、毛螺菌科、瘤胃菌科以及肠杆菌科为主;在属的水平上,所占序列比例较高的菌属为拟杆菌属(Bacteroides)、Clostridium Xl Va、Lachnospiracea科未分类属以及粪杆菌属(Faecalibacterium).部分结肠息肉患者肠道细菌组成与健康人群存在较大差异,分析结肠息肉患者肠道微生物群落组成,有利于发现早期癌症病变指征,为建立无创早期肿瘤诊断方法提供依据.     

六种观赏植物根际土壤微生物菌群结构分析

[目的]探讨校园环境中不同观赏植物生长和根际土壤微生物数量、种群结构与代谢功能多样性的关系,以及它们之间的相似性和差异性.[方法]以校园生境为基础,收集校园日本樱花、石楠、枫杨、银杏、夹竹桃、紫楠六种植物根系土壤,进行菌种资源调查,并运用现代高通量测序技术对根际土壤微生物群落结构进行分析.[结果]分离培养出86个优势微生物样株,分别为放线菌38株、细菌27株、真菌21株.由宏基因组分析结果可知,六种植物根系土壤中菌种多数属于放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria),其中在日本樱花和夹竹桃土壤样本中这三个优势菌门数超过50％.奇古菌门(Thaumarchaeota)只存在于枫杨和石楠的根际土壤中,石楠和枫杨根际土壤细菌群落结构具有较大的相似性,而日本樱花与其他观赏树木土壤样本中根际土壤微生物群落结构差距较大.在日本樱花、石楠、枫杨和夹竹桃根际四种土壤样品微生物菌群中含糖苷水解酶、糖基转移酶、糖类酯解酶相关基因所占序列数较多.[结论]同一环境不同植物根际土壤微生物菌群结构不同,为进一步揭示根际土壤微生物与植物之间的关系提供理论基础.     

基于宏基因组的城市污水处理厂生物脱氮污泥菌群结构分析

为了探求活性污泥系统中含有的复杂微生物群落对污水处理厂污水中污染物去除的重要作用,通过对Illumina Hi Seq 4000平台宏基因组测序结果分析,探究了污水处理厂中生物脱氮系统中的微生物群落的多样性、功能菌种以及主要的代谢途径.在KEEG和COG数据库水平上进行生物分类和功能注释.生物检测结果表明:在门水平上的优势菌种是:变形菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门.各个菌的丰度分别占到测序细菌的53. 6%、25. 3%、5. 86%、2. 43%、1. 71%、1. 46%. Nitrosomonas、Nitrospira和Thauera菌是检测到的典型的AOB、NOB和反硝化菌,分别占到5. 82%、2. 26%、4. 30%,表明该生物系统具有良好的脱氮性能.同时,对氮循环过程中的各种主要的酶进行了阐述,量化分析了硝化和反硝化过程中涉及的功能基因(amo:1 966 hits,hao:1 000hits,nar G:8 204 hits,nap A:1 828 hits,nirk:1 854 hits,nor B:2 538 hits,nos Z:5 158 hits),同时亚硝酸盐氧化还原酶的功能基因数量为8 204 hits.本研究对生物脱氮系统中的菌群结构和多样性做了综合的阐述,可为优化系统中营养物的去除提供理论基础.     

功能菌群对柴油污染土壤的修复及菌群演替特性

利用人工模拟柴油污染土壤，研究了功能菌群对柴油污染土壤的降解修复能力，以及菌群多样性和菌群结构组成变化。菌群对土壤中柴油的降解实验结果表明，降解30 d后，菌群对土壤中柴油污染的最终降解率达到74.3%；在降解时间小于30 d时，土壤中菌群的呼吸强度逐渐增大；当土壤深度改变时，菌群的降解能力随深度的增加而逐渐减弱。高通量测序结果表明，降解30 d后，土壤中微生物多样性和丰富度较降解初始都有所增加，说明菌群可以良好地适应柴油污染环境；降解初始柴油降解菌群主要由变形菌门（Proteobacteria）、硬壁菌门（Frmicutes）以及少量拟杆菌门（Bcteroidetes）组成，菌群经30d培养后，表层土壤中的主要优势菌群为Proteobacteria，深层土壤中的主要优势菌群为Firmicutes。研究菌群对柴油污染土壤的修复及菌群多样性和菌群结构组成变化，可为修复柴油污染土壤提供技术支持。     

纳米银胁迫下土壤微生物磷脂脂肪酸的响应特征

通过检测不同纳米银粒子(AgNPs)质量分数下(0、10、100、1 000 mg·kg^-1)土壤中微生物标志物磷脂脂肪酸(PLFAs)含量的变化,探讨了AgNPs对农田土壤微生物群落结构的影响。结果表明：随AgNPs质量分数增加,土壤微生物PLFA总含量和微生物PLFA多样性指数均显著降低;革兰氏阳性菌标志脂肪酸a15:0和i16:0、真菌标志脂肪酸18:2ω6c,以及革兰氏阴性菌标志脂肪酸16:1ω7c和18:1ω7c的丰度在不同质量分数AgNPs处理组间表现出显著差异,该结果体现了不同微生物类群对AgNPs的差异性响应特征。AgNPs显著影响了土壤微生物PLFAs含量和群落结构特征,因此需要对AgNPs在农田土壤中的生态风险进行系统评估和科学监管。     

四种碳源条件下城市污水处理厂尾水深度脱氮的性能与微生物种群结构

城市污水处理厂出水符合一级A排放标准,其中含有的硝酸盐氮仍可能引起敏感水域水质恶化,故仍需进一步开发尾水深度脱氮技术.研究采用乙酸钠、葡萄糖、甲醇、乙醇4种碳源作为外加碳源,探究序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)悬浮污泥系统进行城市污水厂尾水深度脱氮的可行性.试验结果表明:在进水硝酸盐质量浓度约为15 mg/L、硝酸盐氮容积负荷率为0.03 kg/(m3·d)的条件下,分别投加4种不同的碳源,SBR均能达到97.80％以上的NOx--N去除率,出水ρ(NOx--N)<1 mg/L.4个系统实现稳定深度脱氮所需的COD/ρ(N)分别为5、12、6和7,对应去除1 g NOx--N的碳源量分别为7.35、12.00、4.00和3.37 g,其中乙醇为碳源时投加量最低而葡萄糖为碳源时最高.使用原位全周期方法测得的4个系统平均氮去除速率分别为0.72、0.19、0.32和0.73 kg/(m3·d),其中乙醇和乙酸钠为碳源时反应速率最高而葡萄糖为碳源时最低.碳源种类对微生物种群组成具有显著影响.经过78 d的培养之后,乙酸钠和葡萄糖系统污泥与接种污泥相比种群结构简单,乙酸钠为碳源时微生物以Firmicutes门为主(94％),葡萄糖为碳源时微生物以Actinobacteria门(45％)和Patescibacteria门(44％)为主.与之相反,甲醇、乙醇系统中微生物种群的多样性比起种泥有所上升.     

冬季农田不同深度土层及小麦根际土壤细菌群落结构和共现网络分析

为探究冬季农田不同深度土层及小麦根际土壤细菌的多样性和群落结构,采集不同深度的农田土壤(0≤FG-A≤5 cm、5+₄-N和TOC含量呈负相关。样本聚类显示GJ、FG-A和FG-B相互聚类。共现网络分析表明,变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门(Bacteroides)在网络中共现性较高,不同模块之间的细菌组成以及相互作用均具有独特性。     

A2/O工艺Microthrix parvicella型微膨胀污泥微生物群落特征

为探究Microthrix parvicella引发的污泥膨胀微生物群落特征，采用A²/O工艺并借助高通量测序技术，考察污泥膨胀中微生物群落整体、硝化菌群和丝状菌群的变化特征。结果表明，当系统运行温度由24℃降低为14℃并运行21 d后诱发了M.parvicella污泥膨胀，污泥体积指数由81 mL/g升高至197 mL/g,系统中COD和NH⁺₄-N的平均去除率分别为84%和98%。污泥膨胀使微生物群落结构发生变化，Actinobacteria门相对丰度由8%增大到20%,优势地位明显提升，Proteobacteria门和Nitrospirae门相对丰度降低。低温下AOB、Nitrospira丰度降低，Nitrobacter丰度升高，但系统内仍存在一定数量的硝化菌群，这维持了良好的硝化效果。丝状菌群中M.parvicella、Thiothrix和Flavobacterium相对丰度升高，其余8种丝状菌属相对丰度降低。升高温度后，污泥膨胀得到控制。     

基于高通量测序技术的盐地碱蓬根际细菌群落多样性分析

碱蓬(Suaeda glauca Bunge)是盐碱性土壤的先锋植物,了解碱蓬根际的微生物,对理解碱蓬适应碱性土壤的生活习性,进一步开发盐地碱蓬具有一定意义。利用Miseq测序平台对采自辽宁红海滩的4个碱蓬样品进行细菌DNA V3+V4序列测定,并分析该植株根际土壤的细菌群落结构及多样性。结果显示,在这4个样品中共检测到143041条有效序列,1346个OTU,涉及27个门类、60个纲类、104个目类、193个科类、355个属类和408个种类;基于OTU数量进行样品间和样品内的多样性分析的结果显示:陆地的盐地碱蓬的根际土壤与水洼附近盐地碱蓬的根际土壤的细菌组成相似,其中陆地样品细菌群落多样性最高;门水平中占比最多的三个门类分别为变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes);属水平上,20个优势菌属中变形菌门的细菌属占比接近50%。该结果对了解盐地碱蓬根系微生物组成,探寻碱蓬的生长特性提供了线索,也为寻找和筛选资源微生物提供研究思路。     

基于包埋功能微生物的生物滤塔净化甲苯废气研究

以自制包埋有恶臭假单胞杆菌的缓释复合滤料(CPW)为填料,采用生物过滤法净化甲苯废气.分析了进气载荷和停留时间对降解能力的影响,验证了滤塔停歇期和重新启动后对微生物的变化和系统净化效率的影响.结果表明,包埋功能菌剂的复合填料,无需挂膜,微生物数量多、活性强,对甲苯有较强的降解能力,在适宜的气体停留时间74.2 s,去除率为97.3%,进气载荷为22.11 g/(m~3·h)时,最大去除负荷为16.97 g/(m~3·h).装置在停歇3、7、30 d后,系统净化能力恢复稳定至80%,所需的时间分别为5、21和45 h.停歇周期对生物滤塔恢复及填料微生物影响较大,停歇30 d恢复运行后的细菌数量要明显高于恢复前,且下层细菌数量最多.     

基于16S rRNA序列分析南糯山不同生境茶树根际土壤细菌群落分布多样性

采用平板涂布分离法,探究南糯山古茶树和台地茶根际土壤细菌群落结构的多样性和差异性.针对不同种植环境下的大叶种茶树根际土样20份,采用6种培养基分离纯化共得到800株菌,通过形态学特征去重复后,得到250株代表菌株进行16S rRNA基因序列分析鉴定,共分布于17个科26个属,分属于放线菌门(Actinobacteria),厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria).其中古茶树生境分离到20个属,台地茶生境分离到17个属,在属一级水平,古茶树生境具有更高的多样性.两生境共有类群在属一级有11个,占42%.基于属间相对分离频率(RF)的t检验P=0.03(0.05),不同生境下的细菌群落组成差异性显著,而丰富的链霉菌(Streptomyces)类群则是该区域茶树根际细菌群落组成的一个显著特征.     

典型荧蒽降解菌的固定化方法优选及降解性能

为了对典型荧蒽降解菌(青霉素菌DTQ-HK1)固定化方法进行优选及其荧蒽的降解性能进行探究,比较菌种固定化后的耗氧速率及对荧蒽的短期降解效果,优选出最佳固定化方法,并对其进行液相和底泥中荧蒽长期降解实验.结果显示:粒径为10目玉米芯吸附固定化菌种后的耗氧速率最高为102 mg/(g·d),2%PVA+3%SA的载体包埋固定化后菌种的耗氧速率最高为82 mg/(g·d);对2种固定化方法中的最佳载体进行固定化菌对荧蒽的降解实验,14 d后吸附和包埋固定化菌对荧蒽的降解率分别为28.28%、23.49%,说明吸附固定化菌相对来说对荧蒽的降解和微生物活性更有利.菌种经过最佳固定化方法处理后对液相中荧蒽42 d连续降解实验可知,吸附固定化菌对荧蒽的降解率达到62.45%,比悬浮菌提高了10.23%;而吸附固定化菌对菖蒲根际底泥中荧蒽经过90 d降解实验,降解率达86.14%,比悬浮菌提高了5.56%.     

鼠李糖脂添加下生物滴滤器净化氯苯废气性能

采用生物滴滤器(BTF)净化模拟氯苯废气,考察不同工况下的净化性能及鼠李糖脂(RL)添加下生物膜特性.结果表明:BTF中群落结构稳定,变形杆菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(AActinobacteria)为优势菌门(相对丰度占比88.4％).BTF性能在添加RL质...     

低聚木糖对小鼠肠道菌群和短链脂肪酸的影响

选取18²2 g BalB/C雄性小鼠,随机分为低、中、高剂量组和对照组共4组,剂量组连续14 d分别以0.12、0.23、0.70 g/(kg·BW)低聚木糖灌胃,对照组用等量无菌生理盐水灌胃.收集0、7、14 d小鼠粪便进行肠道菌群菌落数量及短链脂肪酸乙酸、丙酸、正丁酸和异丁酸含量的测定.结果表明,低聚木糖可以促进小鼠肠道益生菌双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖,并抑制肠道中可能致病菌肠杆菌、肠球菌、产气荚膜梭菌的生长.在摄入0.23 g/(kg·BW)条件下,对双歧杆菌和乳酸杆菌的增殖作用最强,对肠球菌、产气荚膜梭菌的抑制生长作用最强;增加低聚木糖的摄入剂量,可以提高对肠杆菌生长的抑制.低聚木糖能够促进小鼠肠道代谢产生乙酸、丙酸和丁酸,提高肠道短链脂肪酸总量.灌胃14 d,乙酸含量在0.70 g/(kg·BW)剂量组中达到最高值131.2μmol/g;丙酸和丁酸含量在0.23 g/(kg·BW)剂量组中达到最高值1.57μmol/g和16.73μmol/g.     

长期氮沉降对杉木人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响

为了探讨长期(> 10a)氮沉降对森林生态系统土壤微生物的影响,选择杉木人工林为研究对象,设定了4个水平的人工模拟氮沉降试验,分别是N0(0 kg·hm~(-2)·yr~(-1))、N1(60 kg·hm~(-2)·yr~(-1))、N2(120 kg·hm~(-2)·yr~(-1))和N3(240 kg·hm~(-2)·yr~(-1))。基于14a野外氮沉降处理后,利用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸(PLFA)法,分析不同氮沉降处理水平对不同土层(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物群落组成的影响。结果表明,土壤微生物生物量均呈现随土层加深而降低的趋势,即0～20 cm> 20～40 cm>40～60 cm;低氮处理(N1)能促进土壤MBC的增加,而高氮处理(N3)抑制了土壤MBC和MBN;氮沉降处理对土壤的微生物类群总量(总PLFAs)、细菌生物量、真菌生物量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均没有显著影响,但N3处理显著降低了20～40cm土层的丛枝菌根真菌生物量。Pearson分析表明,土壤微生物量碳、氮与微生物群落组成之间关系密切。该研究结果为预测长期气候变化背景下森林土壤微生物对其的响应提供了科学依据。     

盐度对共代谢降解底泥多环芳烃的影响及微生物群落响应

微生物共代谢可有效降解河道污染底泥中的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs),沿海城市内河与外海交界处的感潮河段由于受潮汐影响,上覆水盐度波动大,但盐度波动对共代谢降解底泥PAHs的影响及微生物群落的响应仍不清楚。为此,采用乙酸钠耦合邻苯二甲酸为共代谢外加碳源,考察上覆水0～50‰盐度波动范围对底泥PAHs降解的影响,监测底泥理化性质和硫化物质量浓度的变化,解析盐度波动条件下底泥微生物群落的变化。结果表明：低盐环境(0～20‰)更利于共代谢反应进行,PAHs降解率是高盐环境(>20‰～50‰)的1.5～3.3倍;高盐环境产生的高渗透压会影响微生物活性,导致底泥pH和氧化还原电位(oxidation-reduction potential, ORP)下降减缓,SO₄^2-的还原速率下降。高通量测序表明：盐度波动可显著改变底泥的微生物群落结构,低盐环境下变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)占主导地位,其中,Marin...     

三七种植前后土壤细菌群落结构与多样性分析

三七是我国特有的中药材,因存在严重的连作障碍,导致三七产量与品质下降.基于Illumina Mi Seq测序平台采用16S r DNA分析技术对三七种植前土壤、种植3年根际土壤、三七收后1年和3年土壤4种类型土壤中的细菌群落多样性进行了分析.结果表明:三七植株的种植对土壤细菌群落组成在门的分类水平上具有显著的影响,三七种植前后变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)为调查土壤中的的优势细菌门;三七种植使红游动菌属(Rhodoplanes)明显减少而假单胞菌属(Pseudomonas)增加明显;种植三七前后土壤细菌群落多样性指数和丰富度指数的变化规律基本一致,表现出未种植空白对照CK三七收后3年三七收后1年三年生三七根际.