应用16SrDNA序列分析对砾石接触氧化反应器中细菌多样性

 运用分子生物学手段,对砾石接触反应器内的典型区域,包括石球表面的生物膜、石球内部污泥及反应器底部的沉淀污泥,通过DNA提取、PCR扩增、纯化与回收、TA克隆、序列测定,基因比对等方法,对反应器内的细菌多样性进行分析。结果表明,系统中主要存在好氧呼吸菌群及厌氧发酵菌群两大类,优势菌群为以呼吸代谢为主的假单胞菌属、以发酵为主要代谢方式的拟杆菌/噬纤维菌菌属和纤毛菌属。同时好氧菌群中还发育有α蛋白菌、β蛋白菌、γ蛋白菌、硝化螺菌属、土壤杆菌属、衣原体属、葡萄糖杆菌属及褐色高温单孢菌属细菌;厌氧菌群中则发育属于螺旋体属、δ蛋白菌、反硝化菌、乳杆菌属;此外,使生物量的增长减少的各种慢速生长菌群也是本系统内的一大特色菌群。生物多样性的存在,是污泥减量化研究的关键。     

cDCE好氧矿化菌群的多样性及群落结构特征

有机氯溶剂作为重要的化工原料在使用过程中可能会造成严重的环境污染.目前在多个有机氯污染场地地下水中均探测到顺1,2-二氯乙烯(cDCE)浓度超标,其毒性远大于三氯乙烯和四氯乙烯.针对有机氯污染场地地下水中cDCE的微生物好氧矿化的问题,本研究选择了某地区有机氯污染地下水作为菌源,经过338 d富集驯化,最后培养得到了cDCE好氧矿化菌群.培养得到的cDCE好氧矿化菌群表现出较好的代谢cDCE的能力,在cDCE浓度为1 mg/L的初始浓度下,16 d后降解率为38.1%.为丰富其生物学信息,同时针对驯化期间不同时期的菌群运用16S rRNA高通量宏基因组测序技术对其进行了分析,得到了菌群的分子生物学信息:不同培养阶段的样品有一定的连续性;其多样性随着微生物的培养时间先降低后升高;同时得到了不同阶段微生物的群落结构,结合其他生物学信息以及培养过程中微生物对cDCE的代谢能力,最终推测cDCE好氧矿化菌群属于Delftia属.     

一株富含类胡萝卜素光合细菌的分离鉴定

从不同生物环境中分离紫色非硫菌,测定其类胡萝卜素含量,筛选出富含类胡萝卜素的菌株.对该菌株的形态学特征、碳氮源利用情况、最适生长pH值及盐度等生物学特征进行研究;利用PCR技术扩增其16S rRNA基因,测序后进行16S rRNA基因序列分析,研究其分类地位.结果:分离自暨南大学明湖底泥的菌株R2,在所分离的8株紫色非硫菌中,类胡萝卜素质量分数最高,为4.83 mg/g(干菌体),该菌株符合红游动菌属(Rhodoplanes)的生物学特性,其最适生长pH为7.0,盐度为0.2%;16S rRNA基因的分子系统学分析表明,该菌株与红游动菌属的Rhodoplanessp.HA17相似性为99.4%.可确定筛选出一株高产类胡萝卜素的菌株,该菌株属于红游动菌属(Rhodoplanes).     

石化污泥优势菌群的高通量分析及16S rRNA基因鉴定

针对石化污泥中的细菌进行了454高通量分析,共得到11 488条序列.发现在相似度97%的水平上,样品的OTU丰度最高;经测序分析,石化污泥中共有细菌235个属,其中短小盒菌属最多,占到整个细菌菌群的28.39%,芽孢杆菌属占14.43%,属种丰度1.5%～10.0%的有9个属(占28.99%).这11个属被确定为优势菌群.通过对污泥优势菌群的分离培养,依据16S r RNA基因鉴定该11属有22个种,并用16S r RNA基因序列比对建立了优势菌株系统发育树.该优势菌群能分解石化污水污泥中的工业污染物,并以此污染物为营养和能源,进行相对旺盛的生命活动,成为对石化污染水体进行生物修复的宝贵菌种资源.     

云台山白云岩表层土可培养细菌多样性

运用纯培养法和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析贵州云台山白云岩表层土可培养细菌的多样性.稀释涂布平板分离共获得131株细菌,限制性内切酶HhaⅠ和HaeⅢ对扩增的16S rRNA基因片段进行酶切分型,根据ARDRA酶切图谱划分为40个操作分类单元.16S rRNA基因序列测定和系统发育分析结果显示,这些菌株隶属于包括厚壁菌门(Firmicutes,64.89%)、β-变形菌纲(β-Proterbacteria,3.82%)、γ-变形菌纲(γ-Proterbacteria,17.56%)、放线细菌门(Actinobacteria,11.45%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,3.82%)等5大类群,共13个属.优势菌群为芽胞杆菌属(Bacillus,53.44%),亚优势菌群为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas,9.16%)、假单胞菌属(Pseudomonas,8.40%)和微小杆菌属(Exiguobacterium,8.40%).15.00%的有效序列与GeneBank已知序列相似性小于等于97%,可能为潜在新类群.研究表明,云台山白云岩喀斯特地区不仅含有较为丰富的细菌物种多样性,且潜藏着许多新的微生物资源.     

厌氧颗粒污泥微生物菌群及研究方法进展

厌氧颗粒污泥是废水厌氧处理过程的决定性因素。本文对厌氧颗粒污泥中主要微生物菌群特别是产甲烷菌的结构进行了详细描述,并对FISH、实时荧光定量PCR、变性梯度凝胶电泳、16S rRNA、T-RFLP等现代分子生物学技术在厌氧颗粒污泥微生物菌群结构研究中的应用进行了综述,并对颗粒污泥的形成与生长过程以及调控颗粒污泥内部菌群结构等方面的研究趋势进行了展望。     

16S rRNA测序在细菌鉴定中的应用

对分离获得的一株细菌P29,经聚合酶链式反应扩增后测定该菌株的16S rRNA基因序列,由16S rRNA基因序列比较可知,菌株P29与肠杆菌属和泛菌属亲缘关系最为接近,16S rRNA基因相似性达到99%.结合生理生化实验结果综合分析后,将其鉴定为泛菌属的成团泛菌.     

基于Miseq测序的长江中游枯水季水体菌群结构

采用基于16S rRNA基因的Illumina Miseq测序方法,对长江中游枯水季冬季的水质及水体细菌群落多样性进行系统分析。研究发现,所测长江水段当季属于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水。长江中菌群多样性高,变形菌门(Proteobacteria,44. 9%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria,32. 9%)以及丛毛单胞菌科(Comamonadaceae,30. 6%)分别在门、纲、科上为优势菌。除此之外,长江水体中大量的优势菌科与生物除氮相关,其中具有好氧反硝化功能的丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)相对丰度最大,对于控制水体中氮素的污染指标,促进水体自净修复有积极的作用。PICRUSt功能预测分析表明水体中菌群在碳水化合物代谢和氨基酸代谢方面功能最强。在菌种关联网络中,拟杆菌属(Bacteroides)、黄杆菌属(Luteolibacter)、Pseudarcicella等在共存网络菌群中具有正相关的关系,可以抑制微囊藻的生长。研究揭示了长江枯水季的水质与其微生物群落结构的内在关系,可以为长江枯水季饮用水源地水质安全保障提供理论依据。     

沟眶象成虫肠道好氧及兼性厌氧菌群的研究

对沟眶象(Eucryptorrhynchus chinenis)成虫的肠道菌群进行了分离和鉴定.结果表明,葡萄球菌属(Sta phylococcus)是优势菌群.同时,还分离出了芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseidp,pmas)、邻单胞菌属(Plesiomonas)、芽孢八叠球菌属(Sporasarcina)、奈瑟氏球菌属(Neisseria)、耶尔森氏菌属(Yersinia)、埃希氏菌属(Escherichia)、孤菌属(Vibirio)等共9个属.利用纤维素碳源培养基分离到了纤维素降解菌,它们与沟眶象营养及消化生理可能有极为密切的关系.     

基于高通量测序的液态奶中微生物多样性研究

目的 为探究不同液态奶样品中微生物的菌群组成和其多样性。方法 采用高通量测序技术对液态奶中细菌16S rRNA的V₃-V₄区进行测序,研究了四组液态奶样品在门水平和属水平的菌群结构。结果 四组样品中共有分类操作单元(Operational Taxonomic Unit, OTU)数目为119个,独有的OTU数分别占15.0%、6.85%、8.86%和12.35%。在门水平,厚壁菌门和变形菌门是四组液态奶的共有菌门,其中4组样品中厚壁菌门的相对丰度分别为38.9%、73.8%、20.9%、29.6%,变形菌门的相对丰度分别为46.9%、10.0%、28.0%、17.2%;在属水平,4组液态奶中的优势菌属分别是芽孢杆菌属、短波单胞菌属;芽孢杆菌属;Cloacibacterium和寡养单胞菌属;芽孢杆菌属、微杆菌属和异常球菌属。结论 四组样品在门水平的菌群组成基本相似。属水平上,液态奶中含有的不动杆菌属、芽孢杆菌属和克雷伯氏菌属属于嗜冷菌,这些菌属可以导致液态奶发生腐败变质等现象。这为今后探索液态奶中腐败菌防治措施提供重要依据。     

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。     

EGSB反应器中颗粒污泥形态及微生物相解析

采用葡萄糖自配水研究了厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器运行过程中颗粒污泥的形态,微生物相及优势菌群的分布状况.结果表明,随着运行时间和有机负荷的提高,反应器中颗粒污泥的粒径逐渐增大,污泥床底部颗粒污泥的粒径大干上部的污泥粒径,呈明显的分层现象.在扫描电镜下观察颗粒污泥的微生物相,运行初期甲烷丝菌属为优势菌群;随着有机负荷的提高,甲烷丝菌逐渐减少,甲烷杆菌占优势;待反应器稳定运行后,菌群类型更加丰富多样,在甲烷杆菌和甲烷丝菌上附着有部分球菌,反刍产甲烷球菌等多种产甲烷菌混栖.不同高度颗粒污泥的形态和微生物相分布也表现出特有的规律性.     

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.     

16S rDNA序列技术分析鉴定颗粒污泥中的微生物

采用16S rDNA序列分析技术对降解五氯酚的微氧颗粒污泥形成过程中真细菌和古细菌的种群多样性和动态变化进行了研究.通过对DGGE主要条带进行序列比对,发现颗粒污泥中真细菌和古细菌都与不可培养的微生物具有很高的相似性,微氧颗粒污泥中同时存在好氧菌、微氧菌和厌氧菌.通过比较不同菌的相对数量变化发现五氯酚驯化后的颗粒污泥中产生了一系列对五氯酚降解有利的优势细菌和古菌,如Proteobacteria、Sphingomonas、Methanogenic bacterium等.     

微氧条件下固定化颗粒污泥的氯酚降解及菌群结构

将氯酚优势好氧菌与厌氧颗粒污泥以三种不同方式组合：（1）以聚乙烯醇和海藻酸钠为载体，采用冷冻法将氯酚优势好氧菌和厌氧颗粒污泥进行混合固定；（2）将氯酚优势好氧菌单独固定后再与厌氧颗粒污泥混合；（3）将氯酚优势好氧菌直接投加到厌氧颗粒污泥．比较三种固定化颗粒污泥在微好氧及厌氧条件下的五氯酚降解效果．结果表明：在氯酚优势好氧菌和厌氧颗粒污泥的混合固定中，微好氧条件下可通过厌氧菌与好氧菌的协同作用实现氯酚的厌氧好氧同时降解，而在厌氧过程中，三种固定化颗粒污泥的氯酚降解速率没有明显差别．厌氧好氧活性实验也进一步证实了固定化颗粒污泥中厌氧、好氧菌活性的存在，并进一步推导出了微氧条件下氯酚固定化颗粒污泥的菌群结构．     

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).     

高原地区耐冷菌的分离鉴定

经过10℃下7天驯化,活性污泥系统对生活污水的COD去除率达到90%以上,污泥驯化完成,此时污泥中的优势菌种为耐冷菌;通过反复分离得到32株在10℃下生长良好的优势菌株;再通过初筛阶段测定平均OD值,复筛阶段测定模拟生活污水COD去除率,筛选出低温情况下生长良好且COD去除效率高的五株菌株;通过菌落特征、形态特征和生理生化特性,鉴定得出高原地区的优势低温耐冷菌分别为:革兰氏阴性好氧杆菌—假单胞菌属、革兰氏阳性菌好氧杆菌—嗜冷杆菌属、革兰氏阳性芽胞杆菌和球菌—芽胞杆菌属、革兰氏阴性好氧杆菌—黄杆菌属、革兰氏阴性杆菌—产碱杆菌属。     

PCR-DGGE法研究Sludge bio-membrane(SB)系统中反硝化聚磷菌的变化

采用SB同步脱氮除磷系统富集反硝化聚磷菌,利用平板分离法和PCR-DGGE技术,进行微生物种群的跟踪.研究结果表明:通过平板法分离到的微生物主要为棒状杆菌属、不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌科、莫拉氏菌属、葡萄球菌属、副球菌属共7种,富集后细菌主要为不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌科、副球菌属4种,富集后系统内细菌种类减少,与采用Sequencing Batch Reactor(SBR)池富集的反硝化聚磷菌不同.采用PCR-DGGE法发现富集前以黄杆菌属、产碱杆菌属、副球菌属、紫色杆菌属、赤细菌属为主,富集后以产碱杆菌属、副球菌属、紫色杆菌属为主,副球菌属是唯一通过2种办法获得确认的反硝化聚磷菌株.采用PCR-DGGE和16S rDNA克隆文库方法研究的同步反硝化聚磷菌都以变形门占优势.     

甲烷氧化菌的分离鉴定及其发酵条件优化

甲烷氧化菌是一类能以甲烷作为唯一碳源和能源进行同化和异化代谢的细菌。本研究从污泥中分离、筛选获得一株甲烷氧化菌MO-01,根据该菌株的形态学、生理生化试验和16S r DNA序列同源性分析,证实该菌株与Methylobacterium zatmanii菌株有99%的同源性,属于Methylobacterium属。甲烷氧化菌MO-01的实验室培养条件筛选、研究表明,该菌株以甲烷为碳源,最佳培养温度是37℃,最适PH值为7.0,铜离子浓度为30 umol/L。本研究为今后甲烷氧化菌的放大发酵培养和动物源性单细胞蛋白的生产奠定了科学基础。     

Amycolatopsis sp. FJNU1011的16S rRNA基因序列分析和发酵产物鉴定

从土壤中分离1株具有抗革兰氏阳性菌和抗肿瘤活性的放线菌,其16S rRNA的序列聚类分析结果表明该菌可能是拟无枝酸菌属中的一个新种,定命为Amycolatopsis sp.FJNU1011.通过液相色谱质谱联用仪对其发酵提取物进行分析,发现不仅含有5种抗肿瘤作用kigamicins的组分,并且含有新的kigamicins结构类似物.