环丙沙星和铜复合污染下河流底质微生物群落与抗生素抗性基因的交互关系

选择环丙沙星(CFC)和铜(Cu)作为目标污染物,设计室内驯化试验,通过16S rRNA高通量测序、定量PCR等技术探究CFC和Cu复合污染下河流底质微生物群落与抗生素抗性基因(ARGs)间的交互关系。结果表明,CFC单一污染、Cu单一污染和复合污染试验组中ARGs丰度、微生物群落组成及功能存在显著差异;所有试验组的总ARGs相对丰度呈现随时间先增后减的变化趋势。共现网络分析表明, intI 1与3类ARGs和8个菌群相关,是ARGs和微生物群落之间的桥梁;所属变形菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和绿弯菌门的细菌最有可能成为水环境中ARGs的潜在宿主。基于偏冗余分析发现,在MGEs、微生物群落和污染物等因素中微生物群落对ARGs丰度变化总解释率最高(49.77%);路径分析表明,CFC和Cu主要通过微生物群落间接地影响ARGs的传播和扩散。     

自然水体生物膜中微生物群落结构与组成分析

为深入了解自然水体生物膜微生态群落系统中微生物群落的组成与结构。采集松花江吉林江段自然水体生物膜为研究对象,对其中微生物的总DNA进行了提取;之后利用高通量测序技术对生物膜中细菌的16S rDNA基因进行了序列测定。分析了自然水体生物膜中微生物群落组成鉴定和相对丰度。物种分类显示,细菌种类隶属于15个门、31个纲、58个目、80个科和148个属,其中优势类群为变形菌门(Proteobacteria),其相对丰度分为63.50%。     

内源激活剂驱油藏内微生物菌群结构变化分析

油藏内源功能微生物的激活能有效提高采油效率。其中激活后功能微生物的群落变化分析及相关代谢基因丰度的变化对内源激活剂的筛选及激活机理研究具有重要的指导意义。本实验利用高通量测序技术准确分析了内源激活剂注入井（WJW199.1）和对照井（WJW202）中内源微生物（包括古菌和细菌）基于门、纲、属水平的种群多样性和群落结构。结果表明采出水中Thaumarchaeota门的古菌占主导,而丰度最高的细菌属于Proteobacteria门和 Firmicutes门。不管对于古菌还是细菌,注入井中的微生物多样性都远高于对照井,说明激活剂的添加有效激活了其中的内源微生物,提高了群落结构多样性。尤其是Pseudomonas,Arcobacter等具有产表活剂能力的功能微生物。同时,硫酸盐还原菌脱硫弧菌属等有害菌被抑制,丰度降低。表明从微生物种群变化的程度来看内源激活剂的注入降低了有害菌的丰度,激活了功能微生物,增强了整体微生物的驱油能力。     

人工构建微生物组对制革废水的氨氮去除及微生物组的对比变化分析

为探究复合人工微生物组对制革废水处理体系中微生物群落的影响,在传统的厌氧/好氧(A/O)污水处理工艺处理制革废水的基础上,投加微生物复合菌形成人工微生物组。利用复合人工微生物组强化废水处理,应用高通量测序技术测定各样品中的细菌16S rRNA V3-V4变异区序列,并对测序数据进行生物信息学分析、Alpha多样性分析以及物种组成分析。结果表明,投加微生物组后,化学需氧量(COD)和氨氮的处理效果得到提升,COD的去除率约为82.60%,氨氮的去除率约为99.47%。高通量测序结果表明,人工投加微生物组使得活性污泥中微生物群落丰度以及多样性提高,污染物降解功能菌占比有所提升,陶厄氏菌属(Thauera)成为其最主要的优势菌属。复合人工微生物组的投加对强化制革废水处理系统有一定潜力。     

高通量测序分析小清河济南段微生物群落结构

利用高通量测序技术,对小清河济南段上、中、下游的水体和沉积物中微生物群落进行监测,分析不同河段微生物群落的特征以及环境因子相关性,筛选与氨氮降解相关的微生物群.结果表明:变形菌门、放线菌门、蓝藻门是丰度相对较高的三大类微生物群,睦里庄、辛丰庄断面的微生物群落与水体酸碱度及溶解氧呈正相关,与氨氮、总氮、生化需氧量及化学需...     

基于高通量测序技术研究环境微生物群落结构特征

采用高通量测序技术对序批式反应器(R1、R2处理)中微生物群落结构的演变及多样性进行分析，同时对细菌群落与人工模拟番茄酱废水水质相关性进行分析，对微生物酶进行预测。结果表明：微生物菌群在门、纲和属水平上存在显著差异，其中门类水平上，Proteobacteria(变形菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)为优势菌门；纲水平上，Betaproteobacteria(β-变形菌纲)、Alphaproteobacteria(α-变形杆菌纲)和Bacteroidia(拟杆菌纲)为优势菌纲；属水平上，Zoogloea(动胶菌属)和Flavobacterium(黄杆菌属)为优势菌属。在颗粒形成初期至稳定期，R1、R2中Proteobacteria、Bacteroidetes、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Bacteroidia、Zoogloea和Flavobacterium丰度变化分别为1.75%、-7.20%、35.49%、0.12%、-15.23%、-3.11%和-5.23%;1.78%、-2.00%、33.11%、-0.54%、-14.8...     

燕麦黄酒发酵过程中微生物群落结构变化及对高级醇的影响

燕麦作为一种营养独特的作物,用于酿造黄酒是黄酒酿造研究的一项新的尝试。为进一步探究燕麦黄酒中的高级醇指标、微生物群落结构及其相关性,研究燕麦黄酒特性,本研究应用顶空固相微萃取、气相色谱-质谱联用技术对燕麦黄酒发酵过程中的高级醇变化进行了定量分析,并通过高通量测序检测了燕麦黄酒发酵过程中的微生物群落结构变化。利用统计学原理对高级醇变化与微生物代谢之间的相关性进行预测。燕麦黄酒中共检测到β-苯乙醇、异戊醇等18种高级醇。门水平上,相对丰度最高的细菌和真菌分别是厚壁菌门和子囊菌门;属水平上,相对丰度最高的细菌和真菌分别是乳球菌属和酵母属。高级醇与微生物间共建立869项关联,有297属微生物可能参与高级醇的代谢。本研究表明,以燕麦为原料酿造黄酒不仅可以增加黄酒的品类及原料来源,还可能改善黄酒营养价值;另外,高级醇与微生物之间的关联分析可以预测燕麦黄酒品质特性的生物学机制。     

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.     

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。     

新疆玛纳斯河流域抗生素抗性基因的污染分析

抗生素抗性基因(ARGs)是一类新型的环境污染物,可通过基因水平转移在不同的环境介质中传播扩散。本文考察分析了新疆玛纳斯河流域中抗生素抗性基因及耐药菌的污染分布。沿玛纳斯河流域采集了8个表层水样,对四环素类,磺胺类以及大环内脂类三类抗生素耐药菌和七种抗生素抗性基因的含量与分布进行了分析,结果表明:采集的水样对三类抗生素均有耐药性,磺胺类耐药菌的耐药率为85%,其对数值比其他两类高出1.6左右;PCR反应检测ARGs存在情况,除erm A基因外,其它6种ARGs均被检出;荧光定量PCR技术测定ARGs的含量,磺胺类抗性基因(sul1,sul2)的相对丰度较高,均值为3.66×10-3(sul1/16s r RNA)和1.72×10-3(sul2/16s r RNA);水样中各抗性基因的相对表达量sul1sul2erm Btet Wtet Mtet O。上述结果表明,玛纳斯河流域已经受到了ARGs和耐药菌的污染。本研究可以为监测新疆地区水环境中的ARGs提供科学的研究方法,并为流域水污染控制的管理和决策提供科学依据。     

含铀凋落物腐解前后微生物群落结构特征及多样性分析

采集含铀凋落物腐解前后土壤样本,通过Illumina Miseq高通量测序技术研究腐解前后土壤微生物的多样性及群落结构,解析含铀凋落物腐解前后土壤微生物群落结构特征及其变化规律,为发掘潜在含铀生物质降解菌种提供理论基础。通过高通量测序,分别获得158 781条细菌和242 198条真菌的有效序列,菌群Alpha分析显示,腐解后细菌的多样性和丰富度增加,真菌的多样性和丰富度减少。通过微生物群落结构解析,发现腐解前后门水平上始终存在的优势菌群,细菌中为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌中为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、unclassified_Fungi和被孢囊门(Mortierellomycota)。结果表明,含铀凋落物腐解后,凋落物内的铀被释放到土壤中,改变了土壤微生物群落结构。腐解后土壤中可识别的优势菌群功能主要集中在对纤维素、半纤维素、木质素的降解和铀的浸出。热酸菌属(Acidothermus)和软盘菌属(Mollisia)可能是降解凋落物和浸出铀较好的微生物组合。     

微生物燃料电池在废水处理中的应用研究进展

利用微生物燃料电池技术处理废水,在降解污染物的同时能够产生电能,是一种新型废水处理工艺,具有良好的研究开发价值.作者介绍了微生物燃料电池技术处理废水反应装置的构造和工作原理;概述了电极材料、微生物种类、电池内阻等因素对处理废水与产电性能的影响;总结了该工艺在化工、制药、食品加工、畜牧养殖、垃圾场渗滤液等有机废水和含氮废水中的应用研究现状及进展,并对今后的研究工作提出了建议.     

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．     

微生物相互作用研究进展：从观察到预测?

地球上的微生物有着极高的丰富度和多样性.它们的生命活动和相互作用对维持生态系统稳定性起到关键作用;生存在宿主体内的微生物对其宿主的健康有重要影响.第二代测序技术的发展使得科学家获得了大量的关于微生物群落和功能基因组成的数据;而微生物群落和生态系统生态学的重点,正在从获得观测数据转变到理解微生物相互作用过程,并预测群落结构和功能的动态变化.近年来发展了很多针对第二代测序数据的算法和数学模型,以推测微生物种间相互作用网络,但这种自上而下的研究仍存在局限性.自下而上的实验研究可以对微生物种间作用进行直接验证,并帮助我们理解更高层次上的生态学模式和过程.与此同时,基于数学分析或模拟的理论研究展示了微生物相互作用的动态及其对群落动态和功能的影响.今后的研究应该结合观测数据、实验验证、理论模型多种研究方法,增进我们对微生物种间相互作用的理解并做出预测,以应对全球气候变化、传染病暴发、抗生素抗性进化等诸多挑战.     

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。     

基于宏基因组方法对西藏传统发酵牦牛奶中微生物多样性的研究

采用454高通量测序技术从宏基因组角度对西藏地区自然发酵牦牛奶中微生物多样性进行分析,以细菌16S rRNA的V3区和真菌的ITS区序列为扩增、测序靶点,分别获得3 051和3 396条高质量序列.研究发现,西藏自然发酵牦牛奶样品中真菌的丰度要大于细菌.在门的水平上,细菌和真菌分别由硬壁菌门(Firmicutes)和子囊菌门(Ascomycota)组成,而在属的水平上细菌和真菌的优势菌分别为乳杆菌属(Lactobacillus)和耐碱酵母属(Galactomyces).