生物淋洗法修复2,4-DNT-3-SA污染土壤

采用静态生物淋洗法处理含2,4-二硝基甲苯-3-磺酸钠(2,4-DNT-3-SA)的土壤。考察供氧条件、土水比及温度对2,4-DNT-3-SA去除效果的影响,结果表明,在好氧、37oC、土水比为10:5的条件下,2,4-DNT-3-SA去除率最高,达到98.75%。采用高通量测序法分析土壤中微生物菌落结构及多样性,结果表明,土壤中的优势菌属主要为假单胞菌属、鞘脂菌属和芽孢乳杆菌属。     

铅锌矿区土壤真菌响应重金属污染的群落组成变化

为研究土壤真菌适应不同程度重金属污染的群落组成变化,以云南省勐糯铅锌矿区土壤样品为研究对象,通过对其重金属含量和理化性质聚类分析,选取5个重金属高污染和4个低污染样品为代表,提取土壤样品总DNA,利用Illumina Mi Seq测序技术对其进行测序分析,并在门、纲、目、科、属、种水平上,分析比较真菌的群落组成变化。研究结果表明,在高浓度重金属污染样品中,未被分类真菌占绝对优势,其次是Aspergillus,Un--s-Clavulinaceae sp.及Un--s-fungal sp.ARIZ L453等。污染低的样品中未被分类真菌也含有较高丰度,但低于高污染样品,其次是Geastrum,Aspergillus和Mortierella等。利用代表性差异分析技术(RDA)分析重金属对土壤真菌多样性的影响,发现Pb含量对微生物群落结构具有极显著影响。研究结果可为寻找表征重金属污染程度的"核心微生物"奠定一定的理论及实验基础。     

基于材料基因组计划的计算和数据方法

 材料基因组计划的核心理念,是通过计算、数据和实验“三位一体”的方式,变革传统的主要基于经验和实验的“试错法”材料研发模式,把发现、开发、生产和应用新材料的速度提高到目前的两倍。它旨在建立一个新的以计算模拟和理论预测优先、实验验证在后的新材料研发文化,从而取代现有的以经验和实验为主的材料研发的模式。本文论述如何通过计算和数据的方法加快新材料研发,介绍帮助加快新材料发现的高通量集成计算基础平台和软件框架MatCloud。     

基于转录组高通量测序分析白光对杜仲愈伤组织中绿原酸含量的影响

利用Illumina HiSeq 2500平台对光暗培养的杜仲愈伤组织进行了转录组高通量测序,利用BLAST软件进行差异表达基因的功能注释和富集分析,就白光(光强为12 000 lux,16 h 光照,8 h 黑暗)对杜仲愈伤组织中绿原酸含量的影响进行了研究.结果表明:通过Trinity软件合并组装后共获得62 030个Unigenes,通过BLASTX比对,共获得25 417(40.98%)个有注释信息的Unigenes.通过对KEGG通路进行深入分析表明,白光(光强为12 000 lux,16 h 光照,8 h 黑暗)培养杜仲愈伤组织18 d,与绿原酸合成相关的3种酶基因上调表达,它们分别为苯丙氨酸解氨酶(EC 4.3.1.24,phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、肉桂酸-4-羟基化酶(EC 1.14.13.11,trans-cinnamate 4-monooxygenase,C4H)、奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(EC 2.3.1.133,Shikimate o-hydroxyl-cinnamoyltransferase,HCT).由此推断,白光能促进杜仲愈伤组织中绿原酸的积累.研究结果为获取高产绿原酸资源和杜仲遗传分析提供有价值的资料.     

氮添加与凋落物管理对华北落叶松人工林土壤真菌群落的短期影响

以阴山山地华北落叶松人工林为研究对象,开展氮添加和凋落物管理试验,利用高通量测序技术,研究不同措施对表层土壤(0～10 cm)真菌群落组成、多样性和功能的短期影响,并对二者交互作用进行探讨。结果表明:氮添加和凋落物管理显著增加子囊菌门相对丰度,降低担子菌门相对丰度。氮添加显著增加糙缘腺革菌属相对丰度,高氮最大,为10.15%;凋落物管理显著增加猪块菌属、马鞍菌属和被孢霉菌属相对丰度,均堆积最大,分别为11.03%、13.57%和6.36%。两种处理方式均显著提高土壤真菌Shannon指数和Simpson指数,分别高氮、搅拌最大,结果为6.41、5.77和0.96、0.94。氮添加和凋落物管理显著降低共生营养型真菌相对丰度。土壤pH和硝态氮含量是影响土壤真菌群落的主要因子。高氮搅拌土壤有效磷、速效钾、硝态氮含量以及真菌OTU(operational taxonomic units)数目、Alpha多样性指数、腐生营养型真菌相对丰度均最大,对促进凋落物分解,维持地力平衡具有重要作用。     

微流控技术在生物膜研究中的应用

生物膜是由细菌及其分泌的胞外聚合物组成的微生物簇. 目前,生物膜培养和研究多采用静态培养平台（如培养皿和孔板）,这种方式缺乏精准模拟理化微环境、高通量以及原位分析细菌行为的能力. 近年来,微流控技术作为一种在微米尺度处理和操纵流体的新技术,在生物膜研究中的应用不断增加,且取得了一系列突破性进展. 文章系统综述了最新的基于微流控技术的生物膜研究成果,总结并展望了微流控技术辅助生物膜研究的优缺点及未来方向,以期为全面了解和拓展微流控技术在生物膜研究中的应用提供帮助.     

稀土掺杂热障涂层材料分立成分样品的高通量 X 射线表征

随着科研人员对材料科学研发的不断投入, 高通量 X 射线表征技术的广泛应用极大提高了新材料的研发效率. 高通量 X 射线表征技术是材料基因组工程研究的重要工具. 设计了高通量 X 射线表征系统, 研究了不同含量稀土元素掺杂热障涂层材料对其结构相稳定性的影响. 样品台可进行高精度 $x$-$y$ 二维平面平动, 在保证数据样品质量的情况下,仅用极短时间就能测试多个分立样品.     

基于微流控技术的高通量材料合成、表征及测试平台

随着微流控技术的不断发展以及传统实验方法所暴露出的种种弊端,人们迫切希望微流控技术可以将传统实验室中的实验操作过程如样品预处理、混合、反应、萃取、分离、表征和检测等集中在一个芯片上,以微流控芯片代替传统实验室。这种高通量的实验方法将显著提高反应效率,增加产量,从而不但实现高通量材料的合成、表征与检测,也进一步促进了平台的集成化、微型化、自动化和便携化的发展。     

Illumina高通量测序分析百合内生真菌群落多样性

百合具有较高的药用食用价值,研究发现它的许多内生菌代谢产物有进一步开发利用的潜能,深入了解百合内生真菌群落结构与多样性,有助于发现新菌种以及具有特定功能的内生菌代谢产物。以ITS区的rDNA为靶标序列,采用Illumina MiSeq测序技术分别对百合叶片(bhy417)、百合茎秆(bhj417)和百合地下鳞茎(bhl417)三个样品的内生真菌群落结构组成和多样性进行测定分析。经过分析有以下结果:三个样品共得到用于后续样品分析的436394条有效序列和122205709个碱基;样品bhy417的内生真菌群落丰富度最大;三个样品之间的内生真菌群落多样性差异不显著、群落结构不同;球腔菌属Mycosphaerella、外囊菌属Taphrina、炭疽菌属Colletotrichum、散斑壳属Lophodermium、壳二孢属Ascochyta、Zymoseptoria属、Catenulostroma属、Phaeophleospora属、Endoconidiophora属、Hormonema属、乌氏霉属Uwebraunia、Capnobotrylla属、丛赤壳属Neonectria、长毛盘菌属Trichophaea等在样品中丰度较高。FUNGuild功能预测结果显示,百合内生真菌包括以下功能菌群:植物病原菌、动物病原菌、腐生菌、未定义腐生菌、内生菌、木材腐生菌、地衣寄生菌等。研究结果表明百合有丰富的内生真菌定殖,其中的植物病原菌以及一些目前还未鉴定出来的菌将可能对百合生防菌以及具特定功能代谢产物的研发提供帮助。     

洪泽湖湿地植被类型对土壤有机碳粒径分布及微生物群落结构特征的影响

【目的】研究不同植被覆盖下湿地土壤有机碳组成、微生物群落结构的特征,为合理开发利用、恢复和保护湿地生态功能提供依据。【方法】以江苏洪泽湖与淮河交汇区湿地自然植被类型(湖草滩、芦苇滩)和人工植被类型(杨树林、柳树林)的土壤为研究对象,应用物理分组的方法研究土壤不同粒径 (<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm、≥200~2 000 μm) 组分分布、有机碳含量与分布情况,采用高通量测序技术对土壤微生物群落结构特征进行表征,运用聚类分析、冗余分析研究不同植被类型土壤中微生物物种丰度相似性、微生物群落结构与不同粒径组分土壤有机碳及土壤理化性质之间的关系。【结果】①洪泽湖与淮河交汇区湿地人工植被类型林地中土壤粒径≥200~2 000 μm组分分布最少,土壤粒径≥2~63和≥63~200 μm组分分布显著高于其他粒径组分;人工植被类型土壤总有机碳含量显著高于自然植被类型,其中各植被类型各粒径组分(除粒径≥2~63 μm组分)土壤有机碳含量大小顺序均为柳树林>杨树林>湖草滩>芦苇滩;粒径< 2 μm组分的土壤有机碳分布比例显著高于其他粒径组分的,粒径≥200~2 000 μm组分的土壤有机碳分布比例低于其他粒径组分的。②各植被类型土壤微生物群落多样性(Shannon 指数)大小顺序均为芦苇滩>湖草滩>柳树林>杨树林,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是样地土壤细菌的主要优势种群(50.21%~66.12%);子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)是土壤真菌的主要优势种群(68.32%~95.11%)。土壤细菌群落聚类分析相似性系数最高的是湖草滩和芦苇滩,这个聚类和杨树林的土壤细菌群落相似性较远;真菌群落聚类分析中,湖草滩和芦苇滩的真菌群落自成一族群;杨树林和柳树林的真菌群落聚为另一族群。③微生物群落结构与土壤理化性质相关性分析显示,土壤有机碳含量和含水量是影响土壤微生物群落结构的主要因子,细菌中的酸杆菌门(Acidobacteria)和真菌中的担子菌门(Basidiomycota)受粒径<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm组分的土壤有机碳分布影响很大。【结论】洪泽湖湿地4种植被覆盖下不同粒径组分土壤的质量和有机碳含量数值呈现两头小中间大趋势,不同粒径组分中有机碳分布比例随粒径的增加而降低。种植人工植被(柳树林、杨树林)有利于增加土壤有机碳的含量,但人工植被类型未增加土壤微生物的多样性,粒径<200 μm组分的土壤有机碳分布可能影响特定的优势微生物类群。