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。     

江西龙宫洞不同季节土壤微生物群落结构比较

采用非培养法和传统培养法相结合,利用Illumina 高通量测序技术对江西省九江市彭泽县龙宫洞微生物的16S rDNA 和ITS相关区域进行测序及生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR(qPCR)对洞穴土壤中细菌和真菌含量进行绝对定量,探究不同季节对洞穴土壤微生物群落结构的影响,同时观察相应可培养微生物分布情况.结果表明:随着季节的变化,洞穴土壤的理化性质发生改变,继而引起土壤菌群结构的改变,其中土壤含水率是影响菌群结构的重要因素之一; 利用高通量测序技术获得非培养微生物的群落分布,根据其基因组信息,调整培养条件将可能有助于实现未培养微生物的可培养化.     

烟叶表面微生物类群两种检测方法的比较研究

为研究克隆文库法和高通量测序两种方法对烟叶表面微生物类群的检测效果,确定检测烟叶表面微生物多样性的最优方法,检测了基于细菌16S rDNA和真菌ITS区域的烤烟表面微生物类群的多样性.结果显示,高通量测序得到的序列数量比克隆文库法多,两种方法检测到细菌的OTU数目相近,但高通量检测的真菌OTU数目较多;稀疏曲线显示高通量测序的数据饱和度更高;预计的群落多样性(Chao1指数和Ace指数)克隆文库法均高于高通量测序法,实际的群落多样性(Simpson指数和Shannon指数)表明克隆文库法检测的细菌多样性略高,而高通量测序检测的真菌多样性略高;在检测到的细菌和真菌种类上,高通量测序略多于克隆文库法,两种方法检测的细菌优势类群基本一致,为假单胞菌属、不动杆菌属和鞘氨醇单胞菌属,但真菌类群相差较大,且高通量测序检测到大量新的真菌序列.总体上,高通量测序方法具有通量大、产出数据多的优势,可更全面、更准确地反映烟叶表面微生物群落结构.     

官厅水库水体及底泥中硝化功能细菌的群落多样性研究

为了探讨水生生态系统中生物脱氮的硝化功能菌群(氨氮氧化细菌和亚硝酸氮氧化细菌)在水体和底泥样品中群落多样性的差异,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对官厅水库的水体和底泥微生物群落进行了检测.结果表明:不同采样点的水体中进行硝化微生物优势菌群相似,底泥中进行硝化微生物优势菌群也类似,但水层和底泥中的优势硝化菌群相比有明显差异,环境变化导致群落结构发生了演替.多样性分析显示:氨氮氧化细菌在水层和表层底泥样品的多样性水平差异不大,而亚硝酸氮氧化细菌在底泥中的多样性与水层相比明显降低,表明对外界供氧量响应显著.     

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.     

基于高通量培养分析稻虾共作模式土壤的细菌群落

高通量测序技术的发展发现并鉴定了土壤微生物的未培养物种,然而,仅依赖非培养的高通量测序无法获得发挥关键功能的微生物培养物,限制了对其功能的验证及其应用,这对关键功能微生物的机理性研究和应用具有一定的局限性.本研究以稻虾共作和水稻单作两种稻作模式的土壤样品为研究对象,分别对比了传统平板涂布、96孔培养板划线分离以及将非培养和培养法相结合的——“96孔高通量培养法”3种方法的土壤细菌分类差异、菌群多样性、组成特异性以及细菌功能特征.结果表明,相对于传统涂布培养法,96孔高通量培养法所获取的细菌数量高约5倍,能鉴定到属的培养物高约4倍,预测功能鉴定提高约2倍.由此可见,“96孔高通量培养法”大大提高了对土壤细菌培养物的获取和鉴定率.本研究弥补了传统培养法的获得率低的不足,拓宽了高通量培养技术的应用领域,同时,也为进一步揭示稻虾共作模式参与土壤生态变化过程的微生物机制提供研究基础.     

扬州平山五泉矿泉水的微生物学评价

本文通过对扬州平山五泉矿泉水的各类微生物的数量和异养细菌组成的研究,从水生态微生物学角度评价该矿泉水的质量。除微量的铁细菌外,放线菌、酵母菌、霉菌、大肠菌群、鼠伤寒沙门氏菌、粪链球菌、厌氧细菌、梭状芽孢杆菌、氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、硫化细菌、反硫化细菌等,作者均未检测到。分离了少量异养细菌,经纯种鉴定,种群简单,其优势种群为 Flavobacterium aquatile和Zoogloea sp。分析结果表明,扬州平山五泉矿泉水水质清洁卫生,可作高级饮料水,进一步开发利用。     

察尔森水库水质特征及其微生物多样性分析

察尔森水库出险加固后,丰水期水质特征有待进行评价,水环境的变化对微生物群落也会构成影响.为了探究查尔森水库水质与微生物群落变化之间的联系,结合环境因子变化特征,利用高通量测序技术,对丰水期察尔森水库上游东、西入口及下游出口三个位点的微生物群落结构进行分析,对表层水体及水库底泥中沉积物微生物群落组成及分布特征进行分析.最终获得了hgcl-clade、不动杆菌属(Acinetbcter)、黄杆菌属(Flavbacterium)、CL500-29-marine-grup等465个属组成;底泥中微生物的多样性远多于水质中微生物多样性;微生物多样性排序为:DHN_2>DHN_1>DHN_3.明确了察尔森水库水质、水体和底泥中微生物群落结构及其多样性的变化,为察尔森水库富营养化的微生物指示作用提供理论依据和数据支持.     

基于高通量测序的玉米秸秆自然发酵过程中细菌菌群结构特征

采用DNS、苯酚硫酸法每隔2 d检测自然发酵秸秆发酵液中的还原糖与总糖质量浓度,运用高通量测序方法,对秸秆自然发酵初期、中期、末期样品细菌16SrRNA基因的V4~V5区测序,分析不同时期的玉米秸秆腐烂样品中细菌群落组成和多样性.研究发现:随发酵时间的延长,发酵液中的还原糖与总糖质量浓度均呈现下降-上升-下降的趋势,测序共获得80575条有效序列,3307个操作分类单元序列,共涉及细菌18门,194属.自然发酵过程中,样品中细菌群落多样性和微生物丰度显著提高.微生物群落组成分析发现,在发酵中后期,拟杆菌门的菌群明显增加,变形菌门菌群持续减少,厚壁菌门呈现先下降后上升的趋势,末期菌属的数目相对于发酵初期,增加了69.3%.参与秸秆发酵的细菌多样性极为丰富,且在不同时间段出现不同的优势菌群.     

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。     

菌群感应AHLs分子对小鼠肠道菌群多样性影响的分析

目的 探讨菌群感应信号分子N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactones,AHLs)对小鼠肠道微生物菌群构成的影响,为感染状态下肠道微生态的紊乱补充理论依据。方法 3-oxo-C10-HSL分子经腹腔注射小鼠后,于24 h分别在小鼠十二指肠及空回肠部位用拭子涂抹法取样,并通过Illumina Hiseq 2500高通量测序平台对样品16S rDNA测序,并进行微生物菌群分类构成及多样性分析。结果 在实验小鼠肠道内共检出22个细菌门,109个细菌属;对照组和3-oxo-C10-HSL处理组小鼠肠道不同部位菌群均以厚壁菌门(>50%)和变形菌门(>20%)为主,但两组在属水平菌群构成有明显差异,对照组优势菌属依次为葡萄球菌、埃希氏-志贺菌、乳球菌、假单胞菌、肠球菌,3-oxo-C10-HSL处理组优势菌属主要为肠球菌、埃希氏-志贺菌、葡萄球菌;多样性和丰度分析提示3-oxo-C10-HSL处理组肠道菌群多样性均有提高,大肠埃希菌属等主要优势菌丰度显著上升,而且空回肠部位的菌落丰度最高。结论 AHLs对小鼠肠道菌群构成影响较小,而对菌群内部某些特定类群结构变化影响较明显。     

通过PCR-DGGE技术分析鄱阳湖不同河口底泥中微生物多样性

通过PCR-DGGE技术分析了鄱阳湖不同河口底泥中微生物的组成和多样性。共回收28条DGGE条带,其中赣江底泥样本条带数最多,抚河样本条带数最少。Blast比对结果指出,这28条条带来源于放线菌门、变形菌门、醋杆菌门、绿弯菌门以及不可培养未知细菌。UPGMA聚类分析表明,不同河口底泥中微生物组成存在差异,赣江底泥样本中微生物组成与其他河口微生物组成差异最大。利用SPSS软件对环境因子和微生物的多样性进行相关性分析,结果表明,亚硝态氮与微生物的多样性(DGGE条带数)之间存在显著的正相关性,该研究结果证明了生境中环境因子会显著影响该生境中微生物种类组成和多样性,同时也进一步表明可以通过检测特定功能性微生物的组成和多样性从而间接的反映生境的环境变化。     

水库底泥中微生物多样性及其与环境因子相关性分析

为评价广东某水库底泥中微生物多样性及其与环境因子的相关性, 为该区域微生物的生态功能研究提供理论基础, 选择水库库中、外部引水入口及主要支流入口共6个采样点, 进行不同季节的水质特征分析, 结合PCR扩增技术和T-RFLP技术, 对不同时期各点水体中微生物进行多样性分析, 并分析微生物群落结构多样性与水库环境条件的关系。从总体上看, 水库底泥中各采样点间隙水的理化性质具有较高的时空差异性, 库中不同形式氮的浓度和有机碳浓度低于外部供水入口及支流, 各指标浓度大体上呈现丰水期>枯水期>平水期的现象。枯水期水库底泥的微生物比平水期和丰水期丰富, 不同时期不同采样点的细菌多样性分布也呈现不同规律。平水期的优势菌属主要有Family1_uncul- tured, Bacteroidetes_uncultured, Sphingobacteriales_uncultured和Anaerolineaceae, 丰水期的优势菌属主要有Peptostre- ptococcaceae_incertae_sedis, Anaerolineaceae, SCI-84, Xanthomonadales和Clostridium, 枯水期的优势菌属主要有Rhodocyclaceae, Fusobacteriales, BSV26_norank, Comamonadaceae和Anaerolineaceae。水库底泥中细菌具有丰富的多样性, 水体微生物群落结构在不同点位具有一定的差异性, 受环境因子的综合影响, 不同形式氮浓度的影响尤为明显。     

乙醇对生物成气过程中煤地质微生物菌群结构及产气途径的影响

微生物增产煤层气是煤层气再生和赋存的有效途径,了解煤地质微生物菌群结构对促进煤层气的生物生成具有重要意义。文章旨在分析在不同乙醇浓度下褐煤厌氧发酵过程中,微生物产甲烷菌群数量、结构的动态变化及产气类型,分别添加质量分数0.5%和1%两种不同浓度的乙醇,利用褐煤进行为期90 d的厌氧发酵实验。在发酵过程中不同时间取样,通过PCR-DGGE、实时荧光定量PCR,对不同发酵阶段微生物的种类和数目进行分析。采用454焦磷酸高通量测序,进一步分析不同发酵阶段细菌及古菌菌群结构的变化,进而推测产气类型的变化。实时荧光定量PCR分析表明,随着发酵时间的延长,不论是细菌菌群还是古菌菌群的数量均有所增加。高通量测序结果显示,发酵过程中,对照组和添加0.5%和1%乙醇的实验组细菌物种组成差异不明显(P0.05)。对于古菌菌群而言,对照组和添加0.5%和1%乙醇的实验组物种组成差异明显(P0.05)。PCR-DGGE指纹图谱分析表明,样品微生物主要菌群与高通量测序结果大体一致。添加乙醇的实验组与对照组之间差异明显(P0.05),对照组中,随着发酵时间的延长,甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)逐渐增多,添加0.5%和1%乙醇的实验组中则是甲烷杆菌属(Methanobacterium)明显增加,表明乙醇的添加改变了煤地质微生物发酵的菌群结构。Candidatus-Methanoplasma、甲烷杆菌属、甲烷八叠球菌属分属不同的产甲烷菌属,表明乙醇的添加改变了甲烷生物生成的产气类型。     

赣南脐橙柑橘黄龙病株内生细菌群落多样性研究

柑橘黄龙病发病组织除病原菌韧皮杆菌外,还可能有影响黄龙病菌生长的伴生细菌。利用LB培养基和橙汁培养基对黄龙病株脐橙叶片的内生细菌进行分离培养,通过16S r DNA高通量测序技术对未培养和培养后的内生细菌进行分类鉴定以及菌群结构比较分析。结果表明,未处理叶片中Anderseniella属占90%以上,LB培养基中的优势菌属是肠杆菌属(Enterobacter),而在橙汁培养基中培养后,肠杆菌属和短小杆菌属(Curtobacterium)是优势菌属。3个样本中共有的菌属有11个,且未培养样本中有12个特有菌属。脐橙黄龙病叶片内生菌经培养后,菌群结构会发生明显变化,且不同培养基对菌群结构影响较大。研究结果对于黄龙病菌伴生菌的筛选具有一定的参考价值。     

基于高通量测序技术的阳极生物膜群落结构

利用高通量测序技术对阳极生物膜的微生物群落结构进行了分析.实验结果表明,高通量测序能够高效地获取电化学生物膜的群落结构信息,产电模式菌Geobacter属在生物膜中占据着优势地位,其数量比例达到30%左右,其次的主要菌属为Thermovirga,Thauera和Syntrophorhabdus.对比电化学活性丧失前后的生物膜发现,虽然Geobacter菌属在丧失了电化学活性的生物膜中仍然占据统治地位,但是放线菌门的细菌增长显著,其数量比例远高于正常阳极生物膜的0.5%,有可能是抑制生物膜电化学活性的因素之一.     

高通量测序技术分析酱香型白酒酒醅的微生物多样性

通过提取酱香型白酒福矛窖酒生产发酵的第2轮窖内发酵末期、第3轮堆积发酵、第3轮窖内发酵中期的酒醅微生物基因组DNA,采用高通量测序技术对各个发酵时期的酒醅的微生物多样性进行测序分析,实验结果显示:福矛窖酒的堆积发酵和窖内发酵的酒醅的微生物菌群结构具有多样性.不同发酵时期的优势菌群,堆积发酵酒醅的优势微生物为乳球菌属、醋酸杆菌属、芽孢杆菌属、梭形杆菌属、假丝酵母属、曲霉属.窖内发酵酒醅的优势微生物为乳杆菌属、醋酸杆菌属、青霉菌属、毕赤酵母属、曲霉属、嗜热子囊菌属、假丝酵母属.从实验结果分析初步揭示不同发酵时期的酿造微生物功能以及在酱香型白酒的酿造过程的作用,酱香型白酒的丰富香味物质的产生与酿造微生物菌群具有相关性.     

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。     

油藏内源微生物演替规律及其对驱油效果的影响

利用长岩心连续动态驱替实验模拟现场微生物驱油过程,通过高通量测序及荧光定量PCR技术定量描述物模驱出液菌群结构、多样性指数及驱油功能细菌浓度的动态变化规律,并分析生物特征动态变化规律与含水率变化之间的对应关系。结果表明:激活剂多轮次段塞注入方式下,内源菌群呈现连续动态演替变化,菌群结构趋于简单化,多样性指数逐渐降低,不动杆菌、厌氧小杆菌及甲烷嗜热杆菌逐渐成为群落中的优势菌属;内源总细菌浓度及驱油功能细菌浓度随激活剂的注入逐渐升高,在时间尺度上存在明显的好氧、兼性及厌氧驱油功能菌级联激活规律,厌氧产甲烷古菌激活时整个代谢链被启动,驱油效率最高;在兼性及厌氧驱油功能细菌浓度提高2个数量级后,产出液细菌群落多样性指数与含水率变化之间存在明显的相关性,可以作为内源微生物驱油生物特征指标,指导内源微生物驱油现场效果的分析及方案的针对性调整。     

抗生素胁迫暂养下菲律宾蛤仔黏附污泥的耐药絮凝活性菌研究

菲律宾蛤仔黏附污泥是一种新型天然生物絮凝剂,但其中活性成分的产生源尚不完全清楚。使用抗细菌抗生素在菲律宾蛤仔暂养条件下选择性抑制细菌,并由此分析其污泥絮凝活性的下降效果是检验细菌作用的有效方法,然而耐药菌群的出现部分抵消了污泥絮凝活性的下降,目前耐药菌群的生态多样性也不明确。本研究分离培养了菲律宾蛤仔抗生素胁迫暂养下的黏附污泥中具有絮凝活性的耐药细菌,通过Illumina高通量测序以及代表性分离株的16S r DNA基因测序等,结果表明,以97%相似度进行OTU分类,Alpha多样性指数表明其微生物多样性较低,耐药絮凝活性菌群以丰度比例为99.33%的Glaciecola sp.为主;以100%相似度进行OTU分类的结果与97%相似度的分类结果相同,初步表明耐药絮凝活性菌为同一物种;代表性耐药絮凝活性菌的形态学与16S rDNA鉴定结果表明,两株细菌均被鉴定为Paraglaciecola sp.,属于Glaciecola sp.重新划分的新物种。本研究从耐药菌出现的角度证实了细菌是菲律宾蛤仔黏附污泥活性成分的产生源。