分子生物学技术应用于石油降解微生物鉴定分类的研究进展

分子生物学技术弥补了传统微生物学试验的不足,能对环境样品中的微生物进行原位观察,高效、快速地反映环境样品的微生物信息。本文针对分子生物学技术在筛选优良石油降解菌的应用进行了分析,同时对其在该领域的发展进行了展望。     

基因芯片技术在环境微生物分子生态学研究中的应用

基因芯片技术是20世纪90年代发展起来的一门高新技术,其作为不依赖于微生物培养、高通量和高灵敏度的新技术在环境微生物分子生态学研究中得到广泛的应用。环境微生物生态学研究主要包括环境中微生物的种类、数量、功能、动态变化规律以及环境因子、微生物种群和数量对微生物及环境的影响。探讨了基因芯片技术在微生物群落和多样性、微生物功能基因以及微生物群落动态变化和相互作用关系等环境微生物分子生态学研究中的应用。     

不同大豆品种对根际土壤微生物群落影响的差异

采用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid, PLFA)分析法研究4个大豆品种(台湾75、中黄42、春丰早和六月半)对根际土壤微生物区系的影响。结果发现：尽管不同大豆品种在红壤(黄筋泥土)中的生物量和产量差别很大,但对根际土壤好氧菌、厌氧菌、革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、放线菌和原生动物的影响不大;六月半品种显著影响根际土壤真菌PLFA总量,改变了细菌/真菌的比值;与六月半相比,春丰早显著增加了根际微生物群落的多样性、群落的优势种群和均匀度;中黄42显著提高了根际微生物群落优势种群的丰富度;中黄42和台湾75对根际土壤微生物Shannon均匀度的影响也有显著差异;但是4种大豆品种对根际土壤微生物群落的McIntosh和Gini多样性指数没有显著影响。主成分分析结果表明,六月半和中黄42品种对根际微生物的影响差异明显,而春丰早和台湾75变化相近,差异不明显。     

末端限制性酶切片段长度多态性分析技术进展

末端限制性酶切片段长度多态性分析(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism,T-RFLP)是近年来发展起来的、不依赖于培养的微生物群落分析方法之一.由于其在微生物群落结构分析方面的特点,包括分辨率高、易于实现自动化及互联网海量数据共享等优势,自1997年最先被报道以来得到了广泛的应用,成为环境微生物群落分析的最强有力的工具之一.类似于其他的分子微生物生态学技术,T-RFLP也有自身的缺陷,本文详细介绍了T-RFLP技术的原理及其解析环境微生物群落的基本流程,简述了近年来T-RFLP技术在群落分析中的研究进展,重点讨论了该技术的局限性及相应的解决办法.     

环境微生物学——第二版

环境微生物学是环境科学中的一个重要分支,研究自然环境中的微生物群落、结构、功能与动态;研究微生物对不同环境中的物质转化以及能量变迁的作用机理,进而考察其对环境质量的影响。在当前环境污染日益严重的情况下,环境微生物学深入研究并阐明微生物、污染物与环境三者间的相互关系与作用规律,为保护环境、造福人类服务。     

甲胺磷影响下土壤微生物群落结构的动态平衡

采用磷脂脂肪酸(PLFA)作为一种微生物分子标靶,研究不同浓度甲胺磷(C2H8ONPS)输入对土壤微生物群落的影响。结果表明：与对照土壤相比,高浓度甲胺磷分别使细菌PLFAs显著提高 0.85 nmol/g,而使真菌PLFAs显著下降 0.87 nmol/g。甲胺磷并没有使土壤微生物总量发生显著变化,真菌丰度下降和抵抗性细菌群落上升形成了土壤微生物群落结构的动态平衡。分析认为,由甲胺磷输入而产生的H+可能导致这一微生物群落结构的变化。     

遗传指纹图谱技术对微生物群落的分析

微生物培养技术无法获得自然生境中99％以上的微生物，而可培养的微生物也仅提供极少的形态学线索，鉴定和生理学特性经常是模糊的。分子生物学技术对不可培养微生物的研究，开启了探索微生物多样性和新资源的大门。DNA杂交、rRNA分子标记测序等已经成为研究分子微生物生态学的常规手段，可以鉴定和描述微生物群落的种群，但却不适于探索微生物复杂群落的动力学。遗传指纹图谱技术允许同时进行多样本的分析，可比较不同生境和随时间变化的微生物群落行为，是传统手段的有力补充。     

生态补水对黄河三角洲盐沼地土壤微生物群落分布特征的影响

为探究生态补水对盐沼湿地土壤微生物群落的影响，以黄河三角洲国家级自然保护区内人工围坝、实施“引淡压咸”淡水补给工程的湿地土壤为研究对象，以潮汐区天然盐沼湿地土壤为参照，使用磷脂脂肪酸（PLFA）法对比研究0~30 cm土层中4种土壤微生物群落（细菌、真菌、放线菌和丛枝菌根真菌等）在2类湿地中的分布特征，同时区别不同植被条件下（芦苇群落、盐地碱蓬群落和裸滩）的差异。结果表明:供试土壤的PLFA总量在4.25~32.71nmol.g-1之间，微生物群落组成均以细菌为主，表征4种微生物类群的PLFA含量由高到低依次为细菌(（8.47±4.66) nmol.g-1）、真菌（（1.28±2.21 ）nmol.g-1）、放线菌（（0.98±0.68） nmol.g-1）、丛枝菌根真菌（（0.29±0.27） nmol.g-1）。表征4种微生物类群的PLFA的含量均表现为生态补水区高于天然盐沼区，其中细菌平均高出39.63% ，真菌平均高出63.56% ，放线菌平均高出65.14% ，丛枝菌根真菌平均高出69.22% ，这可能是由补水引起的土壤pH减小、有机碳含量增加而导致的；从3种植被条件的对比来看，土壤PLFA含量由高到低依次为芦苇群落（7.43~32.71 nmol.g-1）、盐地碱蓬群落（4.87~16.58 nmol.g-1）、裸滩（4.25~7.54 nmol.g-1）。6种样地土壤PLFA总量排序为:补水区芦苇群落（17.70~32.71 nmol.g-1）、补水区盐地碱蓬群落（10.71~15.44 nmol.g-1）、潮汐区芦苇群落（7.43~12.23 nmol.g-1）、补水区裸滩（5.93~7.54 nmol.g-1）、潮汐区盐地碱蓬群落（4.87~6.50 nmol.g-1）、潮汐区裸滩（4.25~5.02 nmol.g-1）。补水区芦苇湿地土壤PLFA总量和真菌PLFA相对含量的增幅较大，这与补水区土壤适宜芦苇生长，而芦苇生物量的大量增加又导致土壤有机质的大幅增多和pH的下降密切相关；真菌与其他3类微生物相比，对补水和植被的响应幅度最大，尤其在恢复区芦苇群落土壤中，这进一步证实了土壤真菌在植物枯落物分解、植物碳转化为土壤碳方面的重要作用。从当前PLFA含量增加的角度来看，补水显著提升了芦苇群落土壤中微生物的生物量，然而盐沼湿地土壤微生物生物多样性及盐沼湿地生态过程、生态系统结构和功能在补水后的变化有待进一步系统综合地研究和评估。      

模拟干旱对亚热带森林土壤微生物生物量及群落结构的影响

土壤微生物作为生态系统的重要组成部分,在生态系统的物质转化和能量流动等生物地球化学循环过程中起着重要作用.本文以亚热带典型森林为研究对象,通过设置隔离穿透水的干旱处理、样地建设影响的干扰处理,以及自然状态下的空白对照处理,利用磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acid,PLFA)分析法,研究了干旱环境对森林生态系统土壤微生物生物量及群落结构的影响.结果表明:不同处理方式对土壤温度影响差异不显著,但干旱显著降低了土壤湿度.与对照组相比,干扰处理下土壤微生物生物量与群落结构没有显著变化,干旱处理轻微显著降低了3个土层土壤微生物总PLFAs、细菌和真菌PLFAs含量(P0.1).干旱对i15:0和16:0两种表征细菌的脂肪酸含量没有显著影响,但对a15:0,i16:0,16:12OH和18:1ω7c等4种表征细菌的脂肪酸含量影响明显.土壤微生物总PLFAs含量与土壤含水量在干旱处理下显著正相关,而在干扰和对照处理下呈现负相关关系.这些结果表明,干旱影响了森林生态系统土壤微生物生物量及群落结构,并且土壤水分是引起干旱条件下微生物生物量变化的关键因素.     

电子计算机在微生物分类和鉴定中的应用

微生物学领域是最早应用电子计算机进行分类、鉴定工作的领域之一。计算机的引入给微生物的分类和鉴定带来了革命性的变化。本文简要论述了电子计算机在微生物分类和鉴定中的应用概况、发展前景，以及数量分类法、提纲式检索表与计算机的关系等问题。     

水驱油藏微生物群落结构及影响因素

我国主力油田多已进入开采中后期,其开采难度进一步增大,微生物采油技术具有成本低、效益高、绿色环保等优点,在剩余油进一步提高采收率中具有广泛的应用前景。由于对油藏微生物群落结构认识不足、激活剂配方筛选周期长等问题,限制了微生物驱油技术的现场推广应用。通过分析油藏中群落结构差异及环境因子与优势菌种间的相互作用关系,为定向激活油藏微生物提供基础数据及理论指导。本文通过物种组成分析、物种多样性分析、PcoA分析以及冗余分析方法对油藏高通量测序数据进行分析,结果表明A油田注水井和生产井间的物种组成差异较大,L油田的注水井和生产井间的物种组成差异不明显;在物种丰度、物种均度以及物种多样性上,A油田和L油田的均表现出差异不明显情况;但在基于属水平的注水井和生产井间的物种相似性上,A油田表现出较低的相似性,而L油田则表现出较高的相似性;环境因子分析中,L油田中的微生物群落与含盐量相关性显著,而A油田中的微生物群落组成则与温度、pH和SO42-浓度显著相关。     

微生物法制备L一半胱氨酸分离提纯的方法

采用微生物法制备L-半胱氨酸,产物浓度低、易氧化和被脱巯基酶进一步分解,L-半胱氨酸的分离提纯难度较大,是制约产品收率提高的控制步骤.目前多采用将L-半胱氨酸氧化为L-胱氨酸,分离后再电解还原的氧化法和离子交换法,离子交换法以其简洁的工艺成为今后的研究方向.     

16S rRNA基因技术在油藏微生物生态研究中的应用

分子生态学技术的发展大大促进了人们对环境中微生物群落的研究，也为研究油藏微生物群落和微生物采油技术提供了一个新的工具，尤其16S rRNA基因技术应用于油藏微生物生态研究．该技术克服了基于细胞水平研究方法的不足，能更准确、更客观地揭示油藏微生物的多样性、群落动态变化、种群结构及进化等方面的信息．文章简要综述了16S rRNA基因技术发展历程及在环境微生物生态学中的应用，详细概述了16S rRNA基因技术在油藏微生物生态研究中的地位和作用以及用于油藏微生物生态研究的16S rRNA基因技术，讨论了16S rRNA基因技术目前在油藏微生物生态研究中存在的问题，通过实例论证了该技术的现场应用效果，重点介绍了胜利油田利用T-RFLP、DGGE等分子生态学技术在河口采油厂罗801区块空气辅助微生物驱和单12区块内源微生物驱研究中的应用，阐明了分子生态学技术在微生物提高原油采收率研究中的重要的意义．     

微生物燃料电池在污水处理方面的应用研究进展

近年来微生物燃料电池技术在国外接连取得突破性研究成果, 并迅速成为新概念废水处理的热点.介绍了微生物燃料电池技术的原理和特点, 系统综述了该项技术的研究进展, 重点总结了在微生物、介体与电极材料研究等方面的最新研究进展, 分析了存在的问题, 在此基础上指出微生物燃料电池技术研究的重点突破方向.     

共振瑞利散射光谱法同时测定手性对映体的研究进展

自然界广泛存在具有手性的有机对映异构体,还有很多人工合成的手性化合物.这些手性化合物的物理化学性能相似相近,但其旋光性、生物活性和环境行为迥然各异.对这些有机对映体的手性识别和分离分析则是分析化学中很有吸引力的课题.人类对手性化合物的认识和手性识别经历了感性和理性的飞跃,尤其是对其手性识别从操作到理论分析,产生了许多手段和方法.但是适应不同要求的分离分析仍然在快速发展,尤其是不经分离而同时测定手性对映体的方法还在不断探索中.笔者拟用高灵敏度的共振瑞利散射光谱法为主的分子光谱分析方法进行深入研究,拟建立一种快速简捷高效的同时测定手性对映体的现代分析方法.     

分子生物学方法在微生物生态学研究中的应用

由于传统分离培养微生物的局限，分子生物学技术避开了传统微生物培养分析的环节，直接从样品中抽取总DNA，然后通过PCR扩增及其相关技术、核酸杂交技术、RNA基因序列分析等方法对直接提取的总DNA进行分析，了解其中微生物信息．这些通过遗传物质进行研究的分子方法，为微生态的研究开辟了新的途径，并已经得到广泛的应用．     

生物技术在煤炭加工的应用

主要叙述了煤炭微生物转化、煤炭微生物脱硫等生物加工的主要研究进展，并介绍了煤炭微生物转化和脱硫的主要影响因素。     

微生物提高采收率过程中促进原油动用的机制

随着石油需求的不断增长,提高采收率越来越重要。近年来,选择微生物及其代谢产物作为驱油材料,可以降低成本、减少环境污染且效果较好。已有不少学者通过渗吸、填砂管模型、驱替、数值模拟等实验方法对MEOR的效率进行了研究。本文总结了微生物驱油的五个机制,并通过比较其对微生物驱油效率的影响,发现渗透率变化、改善岩石表面润湿性和界面张力降低在微生物驱油机制中占主导地位。参与MEOR的细菌能够适应不同条件的储层环境,并代谢出生物活性物质,其中生物表面活性剂应用效果最为明显。最后,本研究将有助于理解微生物与提高采收率的关系,并确定其在增加石油产量中发挥作用的机制,对于MEOR在油气行业的发展具有重要意义。