中国南海南沙海区沉积物中细菌16SrDNA多样性的初步研究

通过构建并分析中国南海南沙海区沉积物中细菌16S rRNA基因文库,对其遗传多样性进行了研究.发现沉积物中细菌16S rRNA基因主要来自变形细菌(Proteobacteria)的δ-,γ-,α-亚族和浮霉状菌目(Planctomycetales)等类群,所获的16S rRNA基因的序列与GenBank中已知的细菌16S rDNA序列差异较大,这一结果表明在中国南沙海区沉积物中存在丰富的微生物多样性,并潜藏着特有的微生物资源.     

玉龙雪山冰川雪坑中细菌多样性群落结构及其与气候环境的关系

通过DAPI荧光计数、恢复培养和变性梯度凝胶电泳,分析了玉龙雪山不同深度积雪中的细菌数量、多样性及其群落结构.结果显示:玉龙雪山雪坑样品中细菌数量和多样性指数与气候环境替代指标W(Ca~(2+)),W(Mg~(2+)),W(Cl~-)等具有相关性.可培养细菌隶属于三个不同系统发育群:Actinobactema(37%),Firmicutes(11%)和Proteobacteria(α-Proteobacteria)(52%),其中α-Proteobacteria类为优势类群.DGGE测序结果表明细菌属β-Proteobacteria,Actinobacteria和Bacteroidetes类群,以β-Proteobacteria为优势类群,并且不同深度雪坑中细菌多样性和群落结构没有明显变化.结果表明:海洋型冰川雪中细菌数量和多样性、群落结构与大陆型冰川雪相比,冰雪微生物具有其特殊性.     

太湖梅梁湾不同深度沉积物中细菌群落结构组成

为研究湖泊沉积物不同深度处的细菌群落结构组成和多样性,选取太湖梅梁湾作为采样点,应用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术比较湖泊不同深度沉积物样品中细菌群落的结构组成及其多样性。结果表明:太湖沉积物中细菌具有丰富的多样性,细菌种类和相对丰度与当前已有的可培养细菌研究结果一致。细菌群落结构随着沉积物深度的增加呈现一定的变化规律,相邻近的沉积物分层中细菌群落结构的相似度较高;随着沉积物深度的增加,沉积物中优势菌属发生了一定的变化;表层沉积物与底层沉积物的细菌群落结构相差较大。鉴于氧含量随着沉积物深度的增加而逐渐减少,可以推断氧含量的变化是造成湖泊沉积物中细菌群落结构与多样性差异的主要原因。另外,表层沉积物中的生物扰动也是可能的原因。     

不同类型冰川雪坑中真核微生物多样性变化与环境因子关系研究

通过变性梯度凝胶电泳（DGGE）,对两个不同类型冰川雪坑中真核微生物的多样性进行比较分析．并结合冰雪中δ^18O、可溶性离子等多项环境指标,探讨了不同类型、不同深度冰川雪中真核微生物多样性的差异及其与环境因子关系．结果表明,东天山大陆性冰川和玉龙山海洋性冰川雪样中的真核微生物多样性显著不同,玉龙山雪坑中真核微生物主要为Fungi和Cercozoan;东天山雪坑中真核微生物分属于Viridiplantae,Fungi,Cercozoan,Alveolata和Metazoa等5大类,其中,Viridiplantae为主要类群,Fungi次之．大陆性冰川表层雪和深层雪中优势真核微生物多样性差别较大,但在海洋性冰川雪坑中,这种变化较小．不同类型冰川雪中真核微生物的这种差异与环境指标的变化明显相关,实验证明,环境与地域对冰雪中真核微生物的多样性有重要影响,真核微生物同冰雪细菌一样,可作为气候环境变化的指标．     

土壤微生物多样性与植物多样性

土壤中生活着丰富的微生物类群,是一个重要的地下生物宝库.土壤微生物是土壤中的主要分解者,对环境起着天然的“过滤”和“净化”作用,在自然生态系统的功能发挥和维持能力方面极其重要.植物、土壤和微生物相互作用,构成了一个植物-土壤-微生物的有机整体.土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,指生命体在遗传、种类和生态系统层次上的变化.从遗传、分类、生态功能以及系统发育等多方面阐述了当前土壤微生物多样性的研究工作.同时探讨了植物多样性与土壤微生物多样性之间的内在联系,植被的破坏可直接导致土壤微生物多样性的丧失,而土壤微生物对植物物种多样性的维持又具有重要作用.因此,加强土壤微生物多样性研究对植物多样性保护具有重要意义.     

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.     

湖泊沉积物中细菌含量影响因子分析

为探讨湖泊沉积物中的生源要素对细菌含量的影响,采用实时定量PCR技术检测沉积物中的细菌含量,运用统计学方法找出中值粒径、总有机碳、总氮、总磷等环境因子与细菌含量之间的相关关系,并据此对影响细菌含量的环境因子进行分析.结果表明:湖泊沉积物中细菌含量随深度的增加而减少;沉积物粒径影响营养元素的赋存从而对细菌含量产生影响;总氮、总磷、总有机碳对沉积物中细菌含量的影响与湖泊水域环境、不同季节温度有关.     

稻蟹生态种养对水稻根际微生物区系的影响

稻蟹生态种养模式以水稻生产为主体,同时适量放养蟹苗,在取得显著经济效益的同时,亦能改善稻田生态系统环境。本研究以水稻不同生育期根际土壤为研究对象,采用平板计数法和MPN法研究稻蟹生态种养对水稻根际微生物区系及主要生理类群细菌的影响。结果表明:水稻各生育期根际土壤微生物均以细菌为主要类群,全生育期内稻蟹种养生产田细菌、真菌、放线菌总量分别为为常规稻田的1.65,0.48,1.00倍;稻蟹种养生产田氨化细菌、反硝化细菌、嫌气性纤维素分解菌、好气性自生固氮菌、亚硝酸细菌分别是常规稻田的9.28,6.44,5.22,3.65,3.00倍;稻蟹种养生产田主要微生物物种增加,改变了微生物多样性格局,细菌多样性指数最高出现的时间提早出现20 d。     

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.     

文昌红树林海草床产蛋白酶菌的多样性

为了探究海南红树林/海草床沉积物中产蛋白酶细菌的多样性及产胞外酶的特性,以海南文昌红树林-海草床复合生态系统表层沉积物中的可培养产蛋白酶细菌为研究对象,通过16S rRNA测序和蛋白酶抑制剂实验进行探究.结果表明,在10个采样点共分离出111株产蛋白酶细菌,分别隶属于厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）,共9属,其中弧菌属菌株占总数的75.7%,为优势属.选择61株产蛋白酶活性较高的菌株,通过抑制剂实验结果显示,蛋白酶类型主要有金属蛋白酶和丝氨酸蛋白酶,占比分别为91.8%和86.9%.本研究初步探明了文昌红树林/海草床沉积物中产蛋白酶细菌的丰度及蛋白酶种类的多样性,初步探索了养殖尾水的排放对微生物群落结构的影响,这为后续开展应用性的研究奠定了基础.     

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.     

海水养殖沉积环境细菌多样性PCR-DGGE分析

采用PCR结合变形梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析泉州东海海水养殖池基地新建虾池与一15年池龄虾池沉积物样品中细菌群落组成的变化.对DGGE图谱中的13条主要条带进行测序分析,结果表明,虾池环境中的主要微生物类群为γ-变形杆菌亚群(γ-proteobacteria,30.77%)、厚壁菌群(Firmicutes,15.38%)、δ-变形杆菌亚群(δ-proteobacteria,7.6%)、拟杆菌群(Bacteroidetes,7.6%)、绿弯菌群(Chloroflexi,7.6%),放线菌群(Actinobacteria,7.6%),未知菌群(Unknown environmental samples)占23.08%.     

川西亚高山林线交错带土壤微生物类群及酶活性季节动态

研究了川西亚高山林线交错带土壤细菌、真菌和放线菌三大微生物、细菌生理类群数量及酶活性季节动态.结果表明,土壤微生物主要集中分布在O～15 cm表层土壤,其数量及酶活性均随土壤深度的加深而降低.随季节性水热状况的变化,表层0～15 cm和15～30 cm土层微生物和酶活性各月差异显著(P<0.05),具明显的季节变化,但各类群变化规律并不完全相同,细菌、真菌、氨化细菌、好氧固氮菌、硝化细菌、有机磷分解菌、好气纤维素分解菌数量及脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和多酚氧化酶活性均8月最高,而放线菌、无机磷分解菌、反硝化细菌与嫌气纤维素分解菌数量则6月最高,各微生物及酶活性均4月最低.底层(30～47 cm)土壤各微生物和酶活性总体上季节动态不明显.各季节中,氨化细菌、好氧固氮菌、反硝化细菌、有机与无机磷分解菌是8种细菌生理类群中的优势菌群,而纤维素分解菌数量最少,表明林线交错带土壤有机质的分解非常缓慢.     

硝化微生物富集及其种群结构与基因表达分析

对采集的长江口潮滩沉积物进行了硝化微生物的富集培养,通过宏基因组技术分析了富集物中硝化微生物的种群结构.检测到4类硝化微生物(占测序总reads的34.7%),包括新近发现的全程氨氧化微生物(complete ammonia oxidizers, comammox)、严格的亚硝酸盐氧化菌Nitrospira、β-变形菌门氨氧化细菌及氨氧化古菌.其中,comammox占硝化微生物类群的48%.此外,基于宏转录组技术分析了4类硝化菌群的基因表达特征(依据Evolutionary genealogy of genes:Non-supervised Orthologous Groups数据库).研究探讨了潮滩沉积物富集物中硝化微生物的种群结构与基因表达特征,证明了长江口潮滩沉积环境中comammox的存在,并验证了其基因表达活性.研究结果加深了对河口地区硝化微生物的认识,对于未来硝化过程的分子生态学研究有重要启示意义.     

济南市护城河代表性区段底泥中细菌菌群分析

对济南市护城河(解放阁)水质及底泥沉积物中细菌菌群进行检测分析。水质理化指标的检测按照国家标准进行;用平板计数法检测河底淤泥中的细菌数量;用MPN法检测肠道菌群及硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌的数量;用16S r DNA部分测序技术对可培养细菌进行分类分析;用高通量测序技术(V4区)对细菌菌群的多样性进行分析。水质理化指标的检测结果表明:护城河水质整体良好。基于微生物培养技术的细菌菌群分析结果表明:底泥中存在较低数量的大肠菌群,硝化细菌和亚硝化细菌数量接近,反硝化细菌数量较高。可培养细菌中还存在多种水生细菌和其它土壤细菌,其中芽孢菌是最常见的分离菌。高通量分析结果表明:护城河底泥中的细菌具很高的多样性,如在属的分类水平上有548个单元,在科的分类水平上有392个单元。研究结果表明:高通量测序技术能提供在不同分类水平上菌群多样性的全貌,信息丰富,但难以提供细菌类群的详细信息,如不能得到种的信息,也不能得到大部分属的信息(因为大部分属至今还没有被正式命名)。而传统的培养方法可以简便地分析特定菌群的数量,还能给出像大肠菌群数量、硝化细菌数量、病原菌的种类及数量等重要信息。因此,高通量测序技术和传统细菌培养方法相结合可弥补各自的局限性,为环境样本中微生物多样性分析提供更加全面和详尽的信息。     

热带盐场域近海及潮间带沉积物可培养细菌遗传多样性

为了研究热带盐场域近海及潮间带沉积物可培养细菌遗传多样性,从海南莺歌海盐场域近海及潮间带沉积物中分离可培养细菌,通过16S rDNA序列比对,分析菌株遗传多样性.结果表明,9株分离自近海沉积物的细菌菌株均属于Bacil-lus;8株分离自潮间带沉积物细菌菌株分为5个属,分别为Acinetobacter、Massilia、Pseudomonas、Pantoea、Paenibacillus;系统发育树结果表明,分离自近海沉积物的菌株YGHWSB2、YGHWSB3、YGHWSB4、YGHWSB5、YGHWSB6、YGHWSB10、YGHWSB21与B.amyloliquefaciens聚为一支,而菌株YGHWSB13、YGHWSB30与B.altitudinis、B.aerophilus、B.stratosphericus、B.xiamenensis聚为一支;分离自潮间带沉积物的菌株聚类较分散,YGHISB1、YGHISB2、YGHISB3、YGHISB4与A.johnsonii聚类;而其他4株菌株YGHISB5、YGHISB6、YGHISB7、YGHISB8分别与4个属的菌株M.haematophila、P.psychrotolerans、P.eucrina、P.peoriae亲缘关系较近.这些结果展现了分离自潮间带沉积物可培养细菌存在丰富的遗传多样性.可见莺歌海近海沉积物中可培养细菌资源分类地位单一,而潮间带沉积物由于所处环境变化多样,可培养细菌资源多样性丰富.     

氧氟沙星在沉积物-水界面上的降解动力学研究

氧氟沙星大量进入水环境,具有较高的生态风险.探明氧氟沙星在沉积物-水界面上的降解规律有助于对其水环境污染进行控制.本研究探索了从沉积物中提取和测定氧氟沙星的方法,研究了其在沉积物-水界面上的降解动力学过程以及微生物对该过程的影响.研究结果表明利用1:1的乙腈和Mcllvina缓冲溶液(p H=10)可以从沉积物中有效提取氧氟沙星,提取回收率大于90%.降解动力学结果显示:在微生物抑制条件下,氧氟沙星降解微弱;在微生物未抑制条件下氧氟沙星的降解基本符合一级动力学和二级动力学过程,半衰期分别为10.1天和7.2天.研究暗示可以通过工程措施增强水环境中微生物的群落多样性和活性,达到促进水体中氧氟沙星的降解、降低环境风险的目的.     

海洋沉积物中特有细菌类群的初步探讨

通过构建16S rRNA基因文库对中国南沙南海区沉积物中细菌多样性进行分析,并将获得16S rRNA基因序列与国际基因数据库GenBank进行相似性比较及聚类分析,结果发现来自海洋沉积物的未能培养的微生物往往组成一簇,并与现已获培养并鉴定的微生物自然分开,这一表象表明,海洋沉积物中存在特有的微生物属种。     

虾池沉积物细菌多样性分析和若干可培养技术的优化探讨

为了研究虾池沉积物细菌的多样性,改进培养技术,采用8种培养基培养虾池沉积物细菌,并用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对不同培养基平板获得的细菌群落结构进行研究,同时与原位样品的细菌群落结构进行比较.多数细菌在2周内长出,第3周至12周,在VL55、DNB、HM2和DR2A平板上可分离出新的细菌,其他培养基平板上的菌落数目增长不明显.分别使用琼脂和结冷胶作为凝胶剂,结果发现,结冷胶平板和琼脂平板相比,表现出高保湿性、高菌落数和高细菌多样性的特点.变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析结果表明,沉积物样品中的优势细菌约60种,经过不同培养基培养后,得到的细菌多样性为50种左右,约为原来总数的83%,但是细菌群落结构发生较大改变,优势菌群发生转化.测序结果证明了这一点.虾池沉积物中有着较高的细菌多样性.培养基的改进、结冷胶的使用和培养时间的延长有效提高了虾池沉积物中细菌的可培养性.     

基于不同引物的湖泊沉积物中细菌群落结构多样性的比较研究

采用PCRD-DGGE技术,用两对引物对湖泊沉积物细菌群落结构进行了比较研究.结果表明:沉积物样品中细菌群落结构显示了明显的空间分布多样性差异,随着沉积深度的增加,细菌群落多样性指数降低.采用不同引物扩增的产物DGGE图谱聚类相近,均分成0～20cm和20～45cm两大类,但引物341f/534r导出的相似性Cs值在30.2%～75.9%之间,引物341f/926r得出的相似性Cs值在34.3%～84.1%之间,采用不同引物不同沉积深度样品群落结构之间的相似性和优势种动态变化存在差异.