16S rRNA测序技术在饮用水全流程微生物多样性研究的应用

饮用水中微生物与人类健康息息相关.16S rRNA基因序列具有的普遍性及保守性,被越来越多地应用于饮用水水质全流程微生物多样性及群落结构研究.文中简要介绍了16S rRNA基因测序技术的发展历程,并基于16S rRNA基因测序技术在饮用水中的研究成果,探讨了全流程水环境条件与水中微生物多样性的相互关系.结果表明,水源水...     

分子生物学技术在土壤生物修复中的应用及展望

综述了分子生物学技术包括环境微生物群落降解基因分析、16S rRNA序列分析技术以及荧光原位杂交技术在生物修复技术中跟踪污染土壤中降解微生物行为、监测降解基因和微生物群落变化,揭示了其中的分子机制的应用现状,对各项技术应用中需要注意的问题进行了讨论并对其发展前景进行了展望。     

分子生物学技术在浸矿微生物生态学研究中的应用

分子生物学技术在冶金微生物生态学中的应用,可以有效避免在传统的富集、培养、分离研究过程中造成的微生物多样性丢失,以及种群构成发生变化等弊病,能够更直接可靠的反映环境微生物的原始组成情况。     

分子生物学技术在污水处理微生物检测中的应用研究

现如今,随着社会经济的可持续发展,城市基础设施项目规模也在发展中不断扩展,与此同时,在施工建设中,产生的污水问题也逐渐严重化。随着时代的发展变化,科技水平的提升,相关部门为解决当前城市污水问题,大力研发污水处理技术,在先进的污水处理技术应用的条件下,不仅控制了水资源污染问题,同时实现了水资源循环利用的效果。目前,在污水处理技术中,分子生物学处理技术的出现受到了相关部门的广泛使用,该技术一定程度上弥补了传统污水处理技术中的不足,同时也能够实现生物菌群的培养。鉴于此,本文主要研究分析分子生物学技术在污水处理微生物检测中的应用,确保我国污水处理工作的顺利开展,维护社会生态环境的稳定。     

分子生物学方法在土壤真菌多样性研究中的应用

真菌是生态系统的重要组成成分,研究土壤中真菌的多样性和群落结构对于开发利用微生物资源、进行土壤生物修复具有重要意义。现代分子生物学的发展为研究土壤真菌提供了行之有效的方法。主要综述了限制性片段长度多态性、末端限制性片段长度多态性、变性梯度凝胶电泳、随机引物扩增多态性DNA、18S rDNA文库构建等技术的原理及在土壤真菌多样性研究中的应用。     

分子生物学方法在环境微生物生态学中的应用研究进展

随着分子生物学的发展和完善,微生物在生态系统中的作用越来越受到重视。目前,先进的分子生物学和物理技术的迅速发展已应用于环境微生物多样性等。生态微生物研究的主要目标为确定微生物的类型和多样性,然而,确定在一段时间内有效的微生物的定义以及微生物的作用或潜在影响,由于微生物学研究方法的复杂性和多样性,不知道如何选择这些方法。主要介绍和分析微生物响应分子生物学方法的多样性和功能。近年来,微生物学和单细胞水平的研究方法(如纳米二次离子质谱)为研究人员选择合适的研究方法来研究环境微生物提供了依据。     

分子生物学技术在微生物采油技术中的应用前景

微生物采油技术中的分子生物学问题,主要有内源微生物群落体系构建与菌种(群)鉴定问题、微生物生态系统分析问题、采油微生物基因重组育种研究问题、微生物与介质作用机理研究技术问题、环境中微生物群落变化的动态监测方法问题和土壤污垢的生物修复术问题等。应用前景集中在三个方面,一是基因分析技术将在油田微生物监测技术发展中得到切实应用;二是现代生物技术在基因工程菌构建方面将步入快车道;三是分子生物学技术将进一步助推微生物采油机理研究。     

PCR-DGGE在水处理微生物群落多样性分析中的应用

阐述了PCR-DGGE技术的原理及其操作过程中的常见问题,并提出了相应的解决方法.综述了PCR-DGGE技术在水处理微生物群落多样性和动态性研究中的应用现状、局限性,展望了该技术的发展方向.     

南极微生物絮凝剂产生菌的筛选、分子鉴定及适应性研究

从南极海水、海冰、底泥中分离得到7株产絮凝剂的菌株,通过16SrRNA基因序列扩增方法进行分子鉴定,分别隶属于不动杆菌属(Acinetobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、沙雷菌属(Serratia)、假单胞菌属(Pseudomonas)和假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)。改变培养基中碳源和氮源的组成并观察絮凝率的变化,筛选出在经济培养基条件下具有较高絮凝活性、同时对碳源和氮源具有普适性的菌株I-2和P2-13-1。     

分子生物学技术在污水处理中的应用

综述了分子生物技术在污水处理中的应用,包括对不同种类污水处理系统微生物种群的比较、不同污水生物处理工艺中的微生物种群结构分析、菌株的鉴定及在生物强化技术中的应用等研究进展。分子生物技术能够准确地检测污水处理过程中微生物群落结构多样性及其动态变化,克服了传统方法费时费力、培养条件苛刻等局限性。在指导调节实际工艺参数,提高难降解有机物的去除率,筛选和鉴定工程菌等方面具有指导意义。     

荧光原位杂交技术在微生物群落结构研究中的应用

该文综述了荧光原位杂交技术的发展、技术原理及其在环境微生物群落研究中的应用，还探讨了该技术在应用中存在的问题，并对其应用前景进行了展望。     

Assessing the Accuracy of Quantitative Molecular Microbial Profiling

The application of high-throughput sequencing in profiling microbial communities is providing an unprecedented ability to investigate microbiomes. Such studies typically apply one of two methods: amplicon sequencing using PCR to target a conserved orthologous sequence (typically the 16S ribosomal RNA gene) or whole (meta)genome sequencing (WGS). Both methods have been used to catalog the microbial taxa present in a sample and quantify their respective abundances. However, a comparison of the inherent precision or bias of the different sequencing approaches has not been performed. We previously developed a metagenomic control material (MCM) to investigate error when performing different sequencing strategies. Amplicon sequencing using four different primer strategies and two 16S rRNA regions was examined (Roche 454 Junior) and compared to WGS (Illumina HiSeq). All sequencing methods generally performed comparably and in good agreement with organism specific digital PCR (dPCR); WGS notably demonstrated very high precision. Where discrepancies between relative abundances occurred they tended to differ by less than twofold. Our findings suggest that when alternative sequencing approaches are used for microbial molecular profiling they can perform with good reproducibility, but care should be taken when comparing small differences between distinct methods. This work provides a foundation for future work comparing relative differences between samples and the impact of extraction methods. We also highlight the value of control materials when conducting microbial profiling studies to benchmark methods and set appropriate thresholds.     

Analysis of Bacterial and Archaeal Communities along a High-Molecular-Weight Polyacrylamide Transportation Pipeline System in an Oil Field

Viscosity loss of high-molecular-weight partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) solution was observed in a water injection pipeline before being injected into subterranean oil wells. In order to investigate the possible involvement of microorganisms in HPAM viscosity loss, both bacterial and archaeal community compositions of four samples collected from different points of the transportation pipeline were analyzed using PCR-amplification of the 16S rRNA gene and clone library construction method together with the analysis of physicochemical properties of HPAM solution and environmental factors. Further, the relationship between environmental factors and HPAM properties with microorganisms were delineated by canonical correspondence analysis (CCA). Diverse bacterial and archaeal groups were detected in the four samples. The microbial community of initial solution S1 gathered from the make-up tank is similar to solution S2 gathered from the first filter, and that of solution S3 obtained between the first and the second filter is similar to that of solution S4 obtained between the second filter and the injection well. Members of the genus Acinetobacter sp. were detected with high abundance in S3 and S4 in which HPAM viscosity was considerably reduced, suggesting that they likely played a considerable role in HPAM viscosity loss. This study presents information on microbial community diversity in the HPAM transportation pipeline and the possible involvement of microorganisms in HPAM viscosity loss and biodegradation. The results will help to understand the microbial community contribution made to viscosity change and are beneficial for providing information for microbial control in oil fields.     

油藏微生物群落结构的分子分析

利用PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术考察本源微生物驱油前后,即营养剂注入前后微生物群落结构的变化.实验室模拟地层培养结果表明,在以N-1(主要成分为淀粉纤维素)为唯一营养剂、培养温度为48℃时,在有氧或厌氧务件下,24 h后原始水样中对驱油有利的本源茵便可以被激活,并随着培养时间的延长最终达到稳定.主要激活的对驱油有利的3种菌株为假单胞菌(Pseudomonas sp.)、梭状芽孢杆菌(Clostridium sp.)和烃类降解菌(Hydro-carbon seep bacterium).经分析,原始底层注入水中虽然含有对驱油不利的脱硫肠状菌属(Desul fotomaftculum salinum),但是在经N-1激活后的水样中均未发现该菌的存在,证明N-1不会激活原始水样中的脱硫肠状菌属.为营养体系的筛选、注入方案的优化设计和驱油效果评价提供了理论支撑.     

天然气库上方土壤微生物群落研究

通过基于16S rRNA基因克隆文库的方法研究了天然气库上方土壤的微生物群落结构。针对大港油田板876气库上方同一取样点1.0 m和2.0 m的土壤样品构建了16S rDNA克隆文库DGS1和DGS2,并对其150个阳性克隆进行限制性酶切片段长度多样性分析(ARDRA)。结果表明,克隆文库DGS1有40个操作分类单元(OTU),克隆文库DGS2有39个OTU,该天然气库上方土壤中微生物较丰富;但由于土壤深度的不同两个土壤样品微生物群落结构存在着差异。每个OTU的代表克隆序列分析结果表明,克隆文库DGS1中优势菌群为芽单胞菌(Gemmatimonadetes)28%、绿弯菌(Chloroflexi)23%和放线菌(Actinobacterium)21%;克隆文库DGS2菌群分布较平均,其中Chloroflexi19%、硫氧化菌(Sulfur-oxidizing)12%、酸酐菌(Acidobacteria)10%、Gemmatimonadetes10%。天然气库上方土壤微生物多样性的分子分析可为开展微生物油气勘探(MPOG)技术奠定基础。     

表面活性剂在油田中的应用

综述了表面活性剂在油田中的应用。在钻井中 ,表面活性剂用作起泡剂、乳化剂、页岩抑制剂、润滑剂等 ;在采油中 ,表面活性剂用作驱油剂、培水剂、酸化添加剂、压裂添加剂、防蜡剂、乳化降粘剂、解堵剂等 ;在原油集输中 ,表面活性剂用作破乳剂、消泡剂、除油剂、防垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等。同时介绍了油田用表面活性剂的发展趋势。     

国内微生物驱矿场试验分类分析研究

由于国内关于微生物驱矿场试验的大部分文献对于增油要因、驱油机理等的阐释不够明确，探索试验过程中各要素与试验结果上的一些重要的关联关系十分重要。故对国内文献发表的18个微生物驱矿场试验按照驱油机理、微生物菌种类型、营养物以及油藏物性分别进行了分类分析，并在此基础上得出了一些结论，结合前人的研究成果提出了几点建议。调研结果将有助于查明实验室研究到矿场试验过程中存在的问题和工作机制，有助于解释MEOR试验失败或者成功的原因，对设计一个规范、系统和可靠的微生物驱矿场试验方案有所帮助。     

植物胶在油田中的应用

近代油田化学品的研究、开发和应用起步于20世纪70年代初．这期间最有代表意义的交联技术首先在压裂施工中应用．如70年代初的羧甲基槐豆粉、皂角粉、田菁粉、甲撑基聚丙烯酰胺、CMC冻胶压裂液等相继在大港、胜利、长庆、中原等油田大面积推广应用．进入90年代．羟丙基瓜尔胶冻胶压裂液等在压裂等采油作业中大面积应用。