非培养技术解析生化系统微生物群落结构

为揭示城市污水厂生化系统稳定运行阶段微生物与污染物降解效率间的关系,采用变性梯度凝胶电泳（PCR—DGGE）和Biolog技术,对冬春季城市污水厂稳定运行阶段生化系统中的微生物群落结构及代谢活性进行动态监测．结果显示,冬春季生化系统出水水质指标COD、NH4＋－N和TN的平均去除率分别达84．4％、84．7％和59．8...     

超高温堆肥过程中微生物群落及其理化性质研究

为了研究微生物在超高温堆肥过程中的变化及其对堆肥的影响,利用聚合酶链式反应 - 变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction - denaturing gradient gel electrophoresis, PCR - DGGE)技术分析了超高温堆肥畜禽粪便中微生物的组成结构,并检测了其理化性质(温度、含水率、碳氮比(C/N)和pH)随时间的变化情况.研究结果表明:不同堆肥阶段其主要含有的微生物不同,其中优势菌门为Firmicutes; 在超高温堆肥过程中,温度、含水率和C/N随堆肥时间总体呈逐渐下降趋势,而pH随堆肥时间总体变化趋势不大且pH值大于8; 腐熟35 d后发酵基质趋于稳定.该研究结果可为超高温堆肥畜禽粪便发酵菌种的筛选和功能菌剂的制备提供理论基础.     

常温CANON反应器内微生物群落结构及生物多样性

为研究基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)工艺中微生物群落结构及种属特征,从常温条件下稳定运行的CANON反应器中采集生物膜样品,并基于聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分别对总细菌、氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌进行群落结构解析.结果表明:反应器中与亚硝化作用有关的功能菌为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira),与厌氧氨氧化作用有关的功能菌是Candidatus Brocadia属和CandidatusKuenenia属,未检测到亚硝酸盐氧化细菌,且系统内氨氧化细菌的生物多样性明显高于厌氧氨氧化菌.此外,反应器中还存在其他微生物,如Shewanella 、Pseudomonas 、lgnatzschineria、Dechloromonas以及属于Clostridia、α-Proteobacteria、Bacillales的uncultured bacteium等.     

有机碳源对SNAD工艺脱氮性能及微生物种群结构的影响

为考察不同有机碳源质量浓度对亚硝化的全程自养脱氮工艺(SNAD)脱氮性能的影响,将该工艺应用到生活污水的处理中,采用MBR反应器,以葡萄糖作为有机物来源,通过逐步增大COD来实现,并运用PCR-DGGE技术研究了微生物种群结构的变化.反应器运行结果和DGGE图谱分析表明:碳氮比为0~2时,COD的增加不会抑制AOB和Anammox菌,AOB和Anammox菌的菌属种类不受影响,反而通过反硝化作用提高氮去除负荷.总氮去除率和氮去除负荷分别为67%和0.34 kg/(m3·d)左右.碳氮比为3~4及生活污水运行条件下,Anammox菌不受影响,AOB的活性受到抑制,菌属种类减少,脱氮效率下降.生活污水运行阶段,总氮去除率和氮去除负荷平均分别为73%和0.17 kg/(m3·d).Nitrosomonas和Candidatus Kuenenia stuttgartiensis一直是反应器内的优势菌属,共同完成脱氮过程.     

投放方式对聚氨酯内微生物及其净化效能影响

为探讨聚氨酯在生物接触氧化池内不同投放方式对污水净化效能的影响,通过3种投放方式(完全悬浮、完全下沉、一半悬浮一半下沉)的比较,分析不同投放方式导致的微生物群落结构差异与系统净化效果之间的关系.结果表明:聚氨酯在生物接触氧化池内一半悬浮一半下沉状态下的净化效果最佳,COD及NH4+-N的去除率可达90%和94%;在此状态下载体附着的微生物数量最多、多样性最高、活性最强、功能结构最合理.聚氨酯在生物接触氧化池内的投放状态直接影响着生物接触氧化池的净化效果,一半悬浮一半下沉是更有效的投放方式.     

降解水源水中有机物的优势菌筛选及其特性

为解决活性炭生物增强技术（BEAC）应用过程中接种高活性菌群稳定性差的问题,必须分离出既具有有机物降解能力,又具有种群竞争能力的菌株.应用变性梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳（DGGE）技术,分析BAC滤池优势菌群结构,结果表明,有4种细菌占优势地位,其中2种可降解有机污染物,分别为Pseudomonas sp.和Bacillu...     

不同铁硫比的黄铜矿浸出过程中微生物群落能量代谢结构的变化

微生物群落的能量代谢结构在生物湿法冶金过程中起着重要作用.本文采用由嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌和嗜酸氧化硫硫杆菌三种菌株组成的人工微生物群落对三种不同铁硫比的黄铜矿进行浸出.经过36 d的浸出,铁硫比约为1:1的黄铜矿的铜浸出率最高(69.62％).前期以铁氧化菌为主,rus和rio的表达量比后期高8倍.后期以...     

低温厌氧氨氧化生物滤池群落结构分析

为了解低温(150～165 ℃)稳定运行的厌氧氨氧化生物滤池微生物特征,利用扫描电镜(SEM)、变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)和克隆测序等方法,对低温稳定运行的两个上流式厌氧氨氧化生物滤池进行微生物群落结构分析．SEM结果显示,陶粒填料反应器(B1)内丝状菌较多,球形细菌分布密度较低,而火山岩填料反应器(B2)没有发现丝状菌,球形细菌分布密集．DGGE结果表明,B1与B2反应器微生物种类有所差别,种群相似性为681％,B2反应器内细菌丰度更高,但两反应器内厌氧氨氧化细菌种类相同．通过细菌及ANAMMOX菌16S rRNA克隆测序,鉴定反应器内厌氧氨氧化细菌为Candidatus Kuenenia stuttgartiensis．采用火山岩填料生物滤池反应器形式,并富集Candidatus Kuenenia stuttgartiensis,有助于厌氧氨氧化工艺在较低温度(150～165 ℃)条件下稳定运行和推广应用．     

基于PCR—DGGE技术分析不同深度土壤层细菌的群落结构

为了研究不同深度土壤中微生物的多样性以及优势菌群,采集来自于不同深度的土壤样品,利用SDS苯酚／氯缈异戊醇提取土壤中总DNA。扩增16SrDNA的V,可变区,变性梯度凝胶电泳进行分析。结果表明：土壤层自下向上各层香农指数分别为1．56、1．59、1．54、1．57、1．57、1．57、1．59、1．54、1．59、1．59、1．59。不同深度土壤层优势菌群数量和种类经测序分析并将结果在NCBI数据库比对,主要的优势菌属为anaerobacteraceae、Cyanobacteria、Firmicutes、Proteobacteria？ Gammaproteobacteria？ Oscillatoriophycideae？Clostridia？ Deltaproteobacteria、Desulfobacterales。     

带有Size结构和迁移的种群系统的稳定性

考虑了基于Size结构的并且带有迁移项的非线性生物种群动力系统,应用不动点理论证明了该种群系统平衡态的存在唯一性;通过线性化方法得到了该种群系统平衡态的特征方程,进而给出了该种群系统平衡态的局部稳定性条件和不稳定性条件。     

超声波破碎法提取活性污泥DNA及其DGGE分析

为快速提取活性污泥中的微生物DNA,进一步应用于变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析其群落结构,采用细胞超声波破碎法直接提取反应器活性污泥DNA,以16S rRNA V3区域通用引物进行PCR扩增,随后利用DGGE技术对扩增产物的多样性进行评估.结果表明,超声波破碎法可以快速地提取活性污泥DNA,用超声波破碎法提取到的活性污泥克服了PCR扩增困难的问题.在一定的超声波功率下,超声时间对DNA产率、PCR扩增效率和DGGE分析均有很大影响,实验的最佳超声时间为27 s.DGGE分析表明,用该法提取到的DNA种类较为丰富,多样性较好,种群强度最高能达到0.7 OD,能够进一步应用于群落结构分析.     

TRFLP在微生物群落结构与动态分析中的应用

介绍了末端限制性片段长度多态性技术(TRFLP)的基本原理和操作要点,综述了该技术在土壤、肠道、受污染环境以及污染物处理工艺微生物群落结构、动态分析中的应用.由于技术整合了自动测序仪的高分辨率和高通量特征,对分析复杂群落的结构较其它指纹技术更具有明显优势和广阔的应用前景.对于无法将特异条带进行测序分析及原位杂交的缺点,可通过与克隆文库序列进行比较,并采用软件将多酶切的末端限制性片段(TRFs)与现有数据库进行叠加比较的方式加以弥补.     

不同SO_2添加量的草莓发酵微生物种群及理化特性动态测定

研究了不同SO2添加量的草莓发酵醪微生物种群数量以及还原糖、滴定酸的变化。平板涂布培养法的实验结果显示,在不同SO2添加量的草莓发酵过程中,酵母菌数量先增加后稳定,细菌数量先增加后减少,霉菌数量逐渐减少直至消失,未检测出醋酸菌和乳酸菌,添加120mg/L SO2对抑制草莓发酵醪中细菌和霉菌的作用较明显。在发酵过程中,添加低质量浓度(0～120mg/L)SO2的草莓发酵醪还原糖先升后降,而添加高质量浓度SO2的草莓发酵醪还原糖质量浓度无变化;每种SO2添加量下的滴定酸质量浓度变化不明显,但滴定酸质量浓度随SO2添加量增加而降低。     

MBR+蠕虫反应器膜污染特征及微生物群落结构

为研究针对MBR+蠕虫反应器工艺中蠕虫捕食对膜污染的影响,在常温下分别平行运行MBR+蠕虫反应器(R1)和作为对照系统的MBR+空白蠕虫反应器(R2).监测R1工艺中MBR(S-MBR)和R2工艺中MBR(C-MBR)的跨膜压力(pTM),检测污泥混合液及泥饼层微生物代谢产物的变化.利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析S-MBR和C-MBR中微生物种类和分布.结果表明:S-MBR的膜污染周期为90 d,C-MBR的膜污染周期为28~37 d,蠕虫捕食导致S-MBR中SMP和EPS的多糖和蛋白质减少.S-MBR膜丝表面是微生物菌群Alphaproteobacterium,Betaproteobacterium,Deltaproteobacterium和Geobacter,而C-MBR膜丝表面是微生物菌群Azorhizobium,Rhodobacter,Gammaproteobacterium和Flavobacteria,对MBR膜污染进程起主要作用.Caldilinea可能与S-MBR膜污染减轻有关.蠕虫捕食可改变微生物群落结构,减缓S-MBR膜污染.     

实时控制实现短程硝化过程中种群结构的演变

为了考察实时控制下实现短程硝化过程中硝化污泥种群结构的演变,采用荧光原位杂交技术(FISH)和扫描电镜(SEM)对处理生活污水的序批式反应器内污泥进行了跟踪观测.结果表明:通过检测pH曲线上的"氨谷"特征点快速启动了短程硝化,短程硝化维持期间亚硝化积累率平均在93%左右.接种污泥形态多样,含长杆、短杆及球状菌,而随着运行的延续,污泥形态呈现了向短杆状、球状转变的态势.实时控制下反应器内亚硝酸氧化菌(NOB)逐渐被淘洗,而氨氧化菌(AOB)得到了富集.从短程硝化启动初期到短程硝化稳定运行102d,AOB的相对数量从3.5%逐渐上升到8.5%,而对应的NOB相对数量从3.1%下降至0.5%以下.利用好氧曝气时间实时控制实现短程硝化是一种面向种群优化的控制方法,有利于短程硝化系统长期稳定的运行.     

Spatio-temporal succession of iron and manganese microbial community in biological filter layer

This paper studied the structure and dynamic change of microbial communities in bio-reactor for treating ground water which contained high concentration of iron and manganese.In this study,polymerase chain reaction(PCR) denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) was used to evaluate the bacterial diversity.Different samples in spatio-temporal of bacterial community suceession in sands were analyzed,and the removal of iron and manganese were discussed.The results showed that a significant change in the community structure was observed during running time and the bio-reactor which designed by ourselves:the removal rate of iron and manganese could achieve 88.93%.The mass of microrganisms was decreasing,and the type of micro-organisms tended to stable with the increase of operating time.Besides,the change of mass and types of micro-organisms in sands was related to temperature.Along the depth of filter layer,the mass and types of micro-organisms were gradually decreasing.Further,pseudomonas were found to be the main microbiology by recycling the band sequencing and phylogenetic analysis.And with time increasing the mass and kind of bacteria were growing from less to more,finally to be stable.     

污泥发酵液对A2O脱氮除磷和微生物的影响

为研究剩余污泥发酵液作碳源对微生物群落结构的影响,将发酵液与市政污水按流量比1∶35回用于厌氧-缺氧-好氧反应器,在室温下运行90 d．聚类分析表明,发酵液明显改变了微生物群落结构,5~30 d和45~90 d的微生物属于不同的聚集区; 微生物多样性分析表明,发酵液使Shannon-Wiener指数从2.6升高到3.1,系统运行稳定性增强; PCR-DGGE分析表明,发酵液对微生物群落具有一定的选择性,氨氧化菌Nitrosomonas sp.、硝化菌Betaproteobacteria和 Nitrospira sp.、反硝化菌Comamonas sp.和聚磷菌Gammaproteobacteria得到富集,TN和TP去除率从64.5％和52.4％提高到84.7％和94.3％．     

基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良

采用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力. 利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量分析和评价. 通过颗粒分析试验研究MICP改性前后土样粒度组分的变化,通过扫描电子显微镜（SEM）分析土样的微观结构特征. 结果表明：1）素土在浸水后发生快速崩解,而在相同的时间内MICP改性土样则能较好地保持原始结构,水稳性更强;2）崩解指数是描述土体崩解过程和评价土体水稳性的定量指标. MICP改性土样的崩解速率远低于素土,且最终稳定后的崩解指数仅为素土的50%;3）MICP改性能显著改变土样的粒度组分,具体表现为细颗粒质量分数减少,粗粒土质量分数增加;4）微生物诱导所产生的碳酸钙填充了土样中的大孔隙,并在土颗粒之间形成有效的胶结,极大提高土颗粒之间的联接强度,这是MICP技术提高土体水稳性的主要作用机制.