厦门市区10月份大气气溶胶中细菌群落结构的初步研究

为了全面准确地研究厦门大气气溶胶的细菌群落构成,使用不依赖于培养的分子生态学手段对厦门市区10月份大气气溶胶中的细菌群落结构多样性进行了分析.通过气溶胶采样器在10月份3次收集了气溶胶样品,利用膜DNA提取试剂盒能够较有效地提取到气溶胶中的环境DNA,并且所提取的DNA能够用于后续的PCR扩增及细菌16S rRNA基因克隆文库的构建.克隆文库中的100个克隆子分别分布在3个细菌类群中,分别是:壁厚菌门(Firmicutes),β及γ变形细菌门(Proteobacteria).其中厚壁菌门的克隆子占71%,β变形细菌门占28%,γ变形细菌门占1%.细菌气溶胶的优势菌为Solibacillus属、微小杆菌属(Exiguobacterium)、罗尔斯顿菌属(Ralstonia).在所构建的克隆文库中,发现有部分的克隆子的序列与致病菌或机会致病菌的16S rRNA基因的序列相似,包括引起医院血液感染的细菌不动杆菌属(Acinetobacter)和皮氏罗尔斯顿菌(Ralstonia pickettii),坏疽性口炎及口腔溃疡病原菌(Caryophanon sp.)等.为长期全面监测厦门市微生物气溶胶的组成与变化以及评估空气中微生物对人类健康的潜在影响提供了重要信息.     

金钗石斛根际可培养细菌多样性及抑菌活性研究

根际土壤微生物对植物根系发育和植物生长具有重要促进作用.为探究金钗石斛根际土壤细菌的多样性,利用稀释涂布平板法和16S r DNA序列分析技术,对贵州贵阳、金沙和赤水三地栽培的金钗石斛根际土壤中的细菌进行分离和初步鉴定.同时,通过双层平板打孔法和对峙培养法筛选具抑菌活性菌株.结果表明,从金钗石斛根际土壤共分离了1010株细菌,包括67个OTUs,隶属于厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门α亚群(aProteobacteria)、变形菌门β亚群(β-Proteobacteria)、变形菌门γ亚群(γ-Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)的32个属.其中厚壁菌门(54.5%),芽孢杆菌属(Bacillus,44.5%)为优势类群.不同地栽培的金钗石斛根际土壤细菌群落组成存在差异,Shannon-Wiener指数为2.80~2.94.此外,通过筛选共获得23株抑菌活性菌株,其中,JCSHGTTB03-24和CYSHGTR2A05-20两株菌对多种植物病原菌具抑菌活性.金钗石斛根际土壤细菌具丰富的多样性和潜在的生物活性.研究为今后金钗石斛栽培和农业生物防治提供了宝贵的微生物资源.     

东太平洋结核区细菌调查及鉴定

对东太平洋结核区6个站点沉积物样品进行细菌培养和数量统计,发现各个站点间的细菌总量变化幅度较大,站点E2003-01的细菌量最多;细菌量纵向分布规律基本是从表层到深层逐渐递减.对所获得的菌株进一步用RFLP和16S rDNA 基因序列分析,发现所获得的菌株主要来自变形菌门(Proteobacteria)的α、β、γ亚群和放线菌门(Actinobacteria),厚壁菌门(Firmicutes) 等类群.此外还发现了与已知细菌菌种相似性在97%～95%之间的有12株,它们可能是新种;与已知细菌菌种相似性小于或等于95%的有4株,它们可能是新的属种.     

东太平洋结核区细菌调查及鉴定

对东太平洋结核区6个站点沉积物样品进行细菌培养和数量统计，发现各个站点间的细菌总量变化幅度较大，站点E2003-01的细菌量最多；细菌量纵向分布规律基本是从表层到深层逐渐递减．对所获得的菌株进一步用RFLP和16S rDNA基因序列分析，发现所获得的菌株主要来自变形菌门（Proteobacteria）的α、β、γ亚群和放线菌门（Actinobacteria），厚壁菌门（Firmicutes）等类群．此外还发现了与已知细菌菌种相似性在97％～95％之间的有12株，它们可能是新种；与已知细菌菌种相似性小于或等于95％的有4株，它们可能是新的属种．     

造纸白水中的细菌多样性及系统发育树分析

在制浆造纸过程中,白水的循环回用加重了纸机微生物污染的问题,促进了纸机腐浆的形成,影响了纸机的正常运转。此次研究用滤膜抽滤富集细菌菌体,对白水样品直接提取DNA,通过16S rDNA序列分析,构建16S rDNA文库,对芬欧汇川(UPM)常熟纸厂PM1纸机白水中的细菌多样性进行了研究。获得的61个16S rDNA序列可分为28个可操作分类单元(OTUs),分属于6个不同门类,优势菌种顺序为变形菌门(Proteobacteria)(77.05%)、厚壁菌门(Firmicutes)(11.48%)、放线菌门(Actinobacteria)(4.92%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)(3.28%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(1.64%)、蓝藻门(Cyanobacteria)(1.64%)。造纸白水具有较丰富的细菌多样性,以变形菌为优势菌群,占库容总量的77.05%,其中尤以β-变形菌群为主,占库容总量的45.90%,而首次在中国纸机鉴定出的水生施莱格尔氏菌(Schlegelella aquatica)为克隆文库的优势菌株,另外还含有2个菌种属于异常球菌-栖热菌门,该菌门为红色腐浆形成菌种。     

造纸白水中的细菌多样性及系统发育树分析

在制浆造纸过程中,白水的循环回用加重了纸机微生物污染的问题,促进了纸机腐浆的形成,影响了纸机的正常运转。此次研究用滤膜抽滤富集细菌菌体,对白水样品直接提取DNA,通过16S rDNA序列分析,构建16S rDNA文库,对芬欧汇川(UPM)常熟纸厂PM1纸机白水中的细菌多样性进行了研究。获得的61个16S rDNA序列可分为28个可操作分类单元(OTUs),分属于6个不同门类,优势菌种顺序为变形菌门(Proteobacteria)(77.05%)、厚壁菌门(Firmicutes)(11.48%)、放线菌门(Actinobacteria)(4.92%)、异常球菌-栖热菌门(Deinococcus-Thermus)(3.28%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(1.64%)、蓝藻门(Cyanobacteria)(1.64%)。造纸白水具有较丰富的细菌多样性,以变形菌为优势菌群,占库容总量的77.05%,其中尤以β-变形菌群为主,占库容总量的45.90%,而首次在中国纸机鉴定出的水生施莱格尔氏菌(Schlegelella aquatica)为克隆文库的优势菌株,另外还含有2个菌种属于异常球菌-栖热菌门,该菌门为红色腐浆形成菌种。     

深圳湾和大鹏湾微生物群落结构及其功能预测比较分析

多样性丰富的微生物对海洋生态系统的稳定起着主导作用,采用Illumina Miseq测序技术,针对深圳大鹏湾和深圳湾,综合比较分析两者的表层海水微生物多样性,预测其微生物生态功能差异。结果表明大鹏湾水体微生物群落的Shannon、Simpson、Chao1和ACE多样性指数及菌群OTUs高于深圳湾的水体。大鹏湾和深圳湾的微生物群落在门水平分别有24和10个菌门,两者主导菌门都为蓝藻细菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门、浮霉菌门,这六个分别占其总微生物群落的99.3%和99.9%。然而各菌门在2个水体中的相对丰度不同,且在纲、目、科、属等分类水平的菌群结果也表明群落组成差异显著,在属水平发现隶属于蓝藻菌门的原绿球藻(60%)主导了深圳湾的表层水体,而大鹏湾的主导蓝藻菌属为未被分离出纯菌株的菌群。代谢功能预测初步揭示了大鹏湾和深圳湾水体微生物的代谢功能有所差异,主要体现在生物降解功能、脂质代谢、酶系统和碳水化合物代谢等方面。该研究为认识海洋微生物多样性与海域生态系统的保护修复提供基础数据和理论支撑。     

北极深海沉积物中嗜冷细菌的系统发育分析

从北极白令海深海沉积物中分离得到19株嗜冷细菌,通过测定16S rDNA序列对它们进行了分类鉴定及系统发育分析,并且与从热带西太平洋“暖池”区沉积物中分离的嗜冷细菌进行了比较.结果表明,由北极海底沉积物中分离得到的细菌主要属于γ-变形菌(γ-Proteobacteria),此外还有少量的α-变形菌和革兰氏阳性菌.在γ-变形菌中主要的菌属为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas),假单胞菌属(Pseudomonas)和希瓦氏菌属(Shewanella).与西太平洋“暖池”区沉积物中的嗜冷细菌的比较分析表明,假交替单胞菌属和假单胞菌属在两个海域中普遍存在,而希瓦氏菌属的分布则表现出一定的地域性.系统发育分析表明,相同菌属但来自北极和西太平洋海域两个不同环境的嗜冷细菌在系统发育树中的位置都相对独立,有的还形成了独立的分支,说明其分子进化过程可能受到生存环境条件的影响.     

基于高通量测序技术的大连低温海域细菌群落结构和功能分析

采用高通量测序技术研究大连低温海域细菌群落组成和功能。实验结果显示:在门的水平上群落中优势菌依次为拟杆菌门(47%)、厚壁菌门(23%)、变形菌门(13%)和螺旋体门(12%)的细菌;在属的水平上群落中优势菌依次为拟杆菌属(17%)、普氏菌属(13%)和密螺旋体属(12%)的细菌;注释到大量的与外源物降解相关的功能基因,如氯烷烃和氯烯烃、氯环己烷与氯苯、多环芳烃、DDT等外源物的降解相关基因。     

特殊竹林土壤细菌群落结构及多样性研究

为对活竹酒生产区这种特殊环境中的竹林土壤细菌群落进行分析,研究其土壤微生物结构及其多样性,通过16S rDNA测序技术在IonS5TMXL测序平台上完成土壤细菌的高通量测序,对位于竹酒酿造区域的竹林核心区J1、非竹林区J2及竹林边缘区J3土壤进行了细菌群落结构分析。结果表明:样本细菌种类主要集中在酸杆菌门（Acidobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatinonadetes）、疣微菌门（Verrucomicrobia）。其中,竹林核心区J1土壤细菌以放线菌门OTUs数占比最高,但其优势菌群为酸杆菌门酸栖热菌属（Acidothermus）;非竹林区J2以酸杆菌门占比最高,优势菌群为其下苔藓菌属（Bryobacter）;竹林边缘区J3处于竹林生境和非竹林生境的交汇地带, 生境不稳定,土壤细菌以变形菌门占比最高,优势菌属主要包括变形菌门鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、酸杆菌门苔藓菌属（Bryobacter）、芽单胞菌门金雀花属（Gemmatimonas）等,群落内物种较为复杂,但其细菌群落结构仍与竹林核心区J1相似。可见,随着样本从非竹林区逐渐接近竹林核心区,1）细菌群落多样性总体呈现先增加后降低的趋势,可能与竹林单一生境有关;2）个别细菌菌群数理和结构发生了较大变化,活竹酒酿造环境使得竹林土壤放线菌门而非变形菌门数量最多,或与当地独特的竹酒酿造环境相关。     

对虾养殖池沉积物细菌的遗传多样性

为了解对虾养殖池沉积物中细菌的遗传多样性,采用细菌通用引物构建了细菌16S rRNA基因克隆文库,并从文库中随机挑选克隆子测序,得到37条有效序列,进行序列同源性分析和系统进化分析.结果表明：对虾养殖池底泥中细菌的遗传多样性非常丰富.主要分为六大类群：其中γ-变形菌纲细菌占据优势地位,约占所分析克隆子数的41% 其次是α-变形菌纲和δ-变形菌纲细菌,分别占19% 还有少量的酸杆菌纲、放线菌门和厚壁菌门细菌,分别占所分析克隆子数的3%-8%.所得克隆子序列大都与GenBank库中来自土壤环境中的未培养克隆子序列相似,并且大部分序列的相似性值小于95%,说明对虾养殖池中的细菌大都是未培养的未知细菌,特异地存在于土壤环境中.     

大连低温海域细菌群落结构和功能研究

本研究采用高通量测序技术研究大连低温海域细菌群落组成和功能。实验结果显示：在门的水平上群落中优势菌依次为拟杆菌门(47%)、厚壁菌门(23%)、变形菌门(13%)和螺旋体门(12%)的细菌;在属的水平上群落中优势菌依次为拟杆菌属(17%)、普氏菌属(13%)和密螺旋体属(12%)的细菌;注释到大量的与外源物降解相关的功能基因,如氯烷烃和氯烯烃、氯环己烷与氯苯、多环芳烃、DDT等外源物的降解相关基因。     

基于高通量测序对四川怀远特色发酵食品微生物群落结构分析

为了研究四川怀远特色传统发酵食品的微生物多样性,利用Illumina HiSeq 2500高通量测序平台,对当地豆腐帘子和冻糕的微生物群落结构进行了系统分析.结果表明,豆腐帘子的菌群主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)和担子菌门(Basidiomycota),检测出40个细菌属和21个真菌属,主要优势微生物是Acinetobacter和Trichosporon.冻糕的菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和子囊菌门(Ascomycota),检测出36个细菌属和23个真菌属,主要优势微生物是Lactobacillus和Kazachstania.     

室内饲养松墨天牛幼虫不同肠段细菌的群落结构及功能分析

【目的】了解室内饲养松墨天牛(Monochamus alternatus)幼虫前、中、后肠段细菌的群落结构,比较不同肠段之间菌群多样性和优势菌群的差异,为揭示肠道细菌在松墨天牛获取营养、克服寄主植物化学防御的机理提供参考。【方法】分别提取室内饲养的松墨天牛4龄幼虫前、中、后肠各3组样本(每组5个前肠、5个中肠、5个后肠)的肠道DNA。利用Illumina HiSeq技术对松墨天牛幼虫肠道细菌的16S rDNA V3-V4区序列进行文库构建和高通量测序。原始序列使用Trimmomatic软件和FLASH软件分别进行质控和拼接。利用USEARCH软件对序列进行操作分类单元(OTUs)聚类,统计OTUs数量并绘制Venn图。在门和属分类水平上统计各样本的群落组成及物种丰度情况。通过Alpha多样性和Beta多样性分析反映不同样本的菌群多样性和相似性。采用PICRUSt软件预测松墨天牛幼虫肠道细菌映射到KEGG数据库上的功能,探究不同肠段细菌群落发挥的潜在功能。【结果】共获得643 404条高质量序列,在97% 相似度下将其聚类为1 614个操作分类单元(OTUs),共注释到35门、63纲、137目、250科、554属和844种。前肠OTUs最少,后肠OTUs最多,每个肠段的OTUs组成上既有相似性,也存在差异性。变形菌门(Proteobacteria)为3个肠段中最优势门;葡糖杆菌属(Gluconobacter)为前肠中最优势属,沙雷氏菌属(Serratia)为中肠的最优势属,葡糖杆菌属和沙雷氏菌属同为后肠的最优势属。Alpha多样性显示中、后肠群落多样性更丰富;Beta多样性分析表明,3个肠段的细菌群落组成存在差异,但中肠与后肠的群落组成较相近。功能预测表明,整个肠道菌群中代谢功能丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,这些功能集中在中、后肠。【结论】本实验中菌群功能是基于PICRUSt软件预测的结果,松墨天牛幼虫室内种群的前、中、后肠的细菌群落结构及不同肠段细菌的潜在功能存在差异,是由于不同肠段内的理化性质差异及其在消化中发挥的不同功能所致。肠道细菌与松墨天牛幼虫形成一个共生功能体,菌群在协助幼虫代谢物质、获取营养以及克服寄主植物化学防御方面发挥着重要作用。     

鳗鲡养殖循环水处理系统细菌的组成及其数量

为研究鳗鲡养殖循环水处理系统中细菌的组成与数量,从循环水处理系统中的养殖池、沉淀池、生物膜池、滤池和紫外消毒池采集水样,并从生物膜池和滤池中采集附着生物样品,分别用平板菌落计数法和16S rRNA基因克隆文库分析法进行细菌计数和附着样品的细菌组成分析.结果表明:1)养殖水经过各处理环节后,水体中细菌数量逐渐减少,如由养殖池中的2.98×106CFU/L降低至牡蛎壳填料滤池中的9.30×105CFU/L,再经过紫外消毒池后,水体中细菌数量又减少了96%,再降低至3.53×104CFU/L.2)生物膜池的尼龙丝挂网载体和滤池中牡蛎壳填料上附着细菌数量较多,其数量分别高达1.39×108CFU/g和1.52×108CFU/g.牡蛎壳上的附着细菌主要分为3大类:分别属于变形菌门(包括α-、β-和γ-变形菌纲)、拟杆菌门和异常球菌-栖热菌门,其中以β-变形菌纲细菌为优势类群,大部分细菌对环境有机物具有良好的分解作用.     

鲫鱼养殖池塘底泥菌群结构及常见可培养菌分析

为了研究江苏地区鲫鱼养殖池塘底泥细菌菌群结构与多样性,通过高通量测序技术对2017年8-10月间采集的江苏省不同区域养殖池塘底泥中所有细菌的16S rRNA V3-V4基因进行扩增测定,分析了底泥菌群结构特征;并通过平板计数法和选择培养基法检测池塘底泥中细菌总数和主要常见菌。结果表明,49个样品高通量测序共获得有效序列2152956条,可归为17735个分类操作单元(OTUs);物种注释结果显示,鲫鱼养殖池塘底泥中具有较高的菌群多样性,检测到的细菌归属于29个门类,所有池塘底泥都具有主要门类为变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、水生古细菌门、酸杆菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门、螺旋菌门、芽单胞菌门、蓝细菌门、浮霉菌门、疣微菌门等。在属的水平上主要以硫杆菌属,乳酸球菌属,硫氧化菌,甲烷菌,地杆菌属,假单胞菌属,厌氧粘杆菌属,甲烷绳菌属,芽孢杆菌属等为主;所有池塘底泥共有菌主要有乳酸球菌属,甲烷菌,盐单胞菌,芽孢杆菌,红杆菌属,链球菌属,肉杆菌属,微小杆菌属,土芽孢杆菌属等。通过细菌培养发现,池塘底泥中常见益生菌如乳酸菌、芽孢菌具有较高的比例。可见鲫鱼养殖池塘底泥菌群结构及组成具有多样性,不同养殖池塘中共有的细菌可作为益生菌开发的参考菌株。     

我国西北某陆地油田采出水微生物群落结构

油藏中普遍栖息着多种微生物,其生长代谢可在多个层面影响油田开发过程,但有关微生物多样性及群落组成的认知仍十分有限.采用基于16S r RNA基因的高通量测序技术解析了我国西北地区某油田10口油井采出水中微生物多样性与群落结构.采出水中变形菌门为优势类群,其下属的γ-变形菌纲、α-变形菌纲、ε-变形菌纲在多数样品中的相对丰度较高,而β-变形菌纲相对丰度较低(≤3.2%).假单胞菌属(Pseudomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和不动杆菌属(Acinetobacter)是相对优势的属,各采出井间微生物多样性与群落结构差别明显.共检出10个属的潜在硫化氢产生菌,硫酸盐还原菌的相对丰度低;硫磺单胞菌属(Sulfurospirillum)在所有样品中均存在,其相对丰度在0.02%～0.89%间波动,该类群在油田酸败中的作用有待研究.     

再生水补给湿地香蒲根际细菌群落多样性分析

为了研究再生水补给湿地中水生植物根际细菌群落的多样性特征,进而分析根际细菌对水体污染的修复和净化机制,采用细菌培养构建的16S rRNA克隆文库与非培养的16S rRNA高通量测序相结合的方法,对生长于北京白河再生水补给湿地的香蒲根际细菌群落进行多样性分析.16S rRNA克隆文库结果表明:香蒲根际细菌主要有3个类群,最优势类群为变形菌门(74.51%);其次为拟杆菌门和芽单胞菌门,分别占总数的6.54%和5.88%.变形菌门中数量最多的是β-变形菌纲(59.80%).高通量测序结果表明:在门的分类水平上,香蒲根际细菌可分为13个类群,主要类群为变形菌门(34.71%)、拟杆菌门(16.20%)、放线菌门(15.20%)、芽单胞菌门(9.49%)和酸杆菌门(6.78%);在纲的分类水平上,香蒲根际细菌可分为26个类群,主要类群为4个变形菌纲(34.57%)和放线菌纲(11.15%).由此可见,构建克隆文库和高通量测序分析香蒲根际细菌群落的多样性结论基本一致,即变形菌门、放线菌门和拟杆菌门是香蒲根际细菌群落中的主要类群.     

崇明岛东滩不同植物覆盖的土壤可培养细菌多样性比较

崇明岛东滩湿地是我国主要的湿地之一.试验对东滩湿地的光滩、海三棱藨草根部土壤和芦苇根部土壤样品用稀释的R2A培养基分别进行培养.通过平板计数得到每克光滩样品、海三棱藨草样品、芦苇样品中的细菌数量分别为8.6×106cfu,1.3×107cfu,1.05×108cfu.对所分离到的84株菌株的16S rRNA基因序列的多样性指数进行分析,结果表明光滩样品的多样性最高.通过与公共数据库中标准菌株序列的比较以及系统发育树分析确定了这些菌株的分类地位,结果表明分离到的菌株分布于γ-变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、α-变形菌门和放线菌门的30个属,在光滩中分离到8个其他样品中没有的属.     

微山湖养殖区与非养殖区细菌多样性的研究与比较

细菌群落结构对湖泊生态系统的物质循环和能量流动起着非常重要的作用,所以微山湖湖泊生态环境中的细菌群落多样性的分析为通过细菌的环境修复功能改善微山湖的生态环境奠定了理论基础.采用了DGGE和16SrDNA建库相结合的方法对微山湖养殖区与非养殖区及其沉积物细菌群落结构进行了研究,并对养殖区和非养殖区细菌的群落结构进行比较.研究的结果表明,养殖区与非养殖区的细菌群落结构存在较大差异,养殖区的细菌种类明显比非养殖区的细菌种类多,养殖区主要分布为:变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、螺旋体门(Spirochaetes)、绿菌门(Chlorobi)、拟杆菌门(Bacteroidetes).其中β-变形菌纲(Betaproteobacteria)为主要优势菌群.非养殖区主要分布为:变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、拟杆菌门(Bacteroidetes),其中β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)种类最为丰富.