SSCP技术在微生物群落监测中的应用

综述了应用单链构象多态性技术(SSCP)对微生物群落进行分析的基本过程,以及在模式微生物群落、人工与自然群落结构和动态分析中的应用。并针对SSCP技术存在的问题提出了一些改进建议,指出在进行复杂微生物群落分析时,应采用含有甘油的高比率凝胶(丙烯酰胺∶双丙烯酰胺>49∶1)和低pH值(7.7)的TBE电泳缓冲液,并以λ核酸外切酶将PCR产物中的反意义链去掉以减少大量非特异带的出现,提高技术的分辨率。另外,该技术在SSCP条带的菌种唯一性和纯培养标记等方面还有待改进。     

生活污水人工渠自净过程及原生动物演替

为探讨小城镇生活污水人工渠自净的可行性及原生动物的响应过程,采用传统的生化分析方法并结合最新的基因指纹技术,对哈尔滨双城市居民生活污水水体自净过程中的水质变化以及相应的指示性原生动物的动态演替进行分析.结果表明,化学需氧量(COD)为140 mg/L的生活污水,经由约9 km的人工渠,通过沉降、化学分解、生物代谢等作用,降至40 mg/L以下,碱度逐渐从1000 mg/L下降至250 mg/L,pH从7.3上升至8.0;总磷含量由2.0 mg/L逐渐降低至1.3 mg/L.在整个过程中的原生动物种类较少,主要有草履虫属、四膜虫属和鞭毛虫属.鞭毛虫属一直是优势原生动物,草履虫属和四膜虫属在寡污带出现,最后消失.居民生活污水在人工渠中通过较长的自净流程(≥9 km)达到排放的要求,注入松花江支流拉林河.     

TRFLP在微生物群落结构与动态分析中的应用

介绍了末端限制性片段长度多态性技术(TRFLP)的基本原理和操作要点,综述了该技术在土壤、肠道、受污染环境以及污染物处理工艺微生物群落结构、动态分析中的应用.由于技术整合了自动测序仪的高分辨率和高通量特征,对分析复杂群落的结构较其它指纹技术更具有明显优势和广阔的应用前景.对于无法将特异条带进行测序分析及原位杂交的缺点,可通过与克隆文库序列进行比较,并采用软件将多酶切的末端限制性片段(TRFs)与现有数据库进行叠加比较的方式加以弥补.     

一株新硫醇脱臭菌的降解机能研究

从多菌源经富集分离出一株高效降解硫醇臭气的菌株(JLL),通过16S rRNA基因序列分析法和传统的生理生化法相结合,鉴定JLL为黄杆菌属的新种。经洗涤法降解实验分析JLL对硫醇气体的降解机理,并对JLL采用碱裂解法未提出质粒,基本可以确定菌株JLL不含质粒,其降解基因在染色体上,降解过程为染色体控制。     

SO2对稀土精矿催化剂NH3-SCR脱硝催化性能的影响

抗硫性能是评价脱硝过程中催化剂性能的关键指标,研究SO₂对催化剂理化特性的影响对催化剂脱硝应用具有重要意义。通过焙烧处理白云鄂博稀土精矿得到稀土精矿催化剂,利用催化剂抗硫性能实验台,结合SEM、BET、XRD和FT-IR,分析了O₂、NH₃、NO气氛下SO₂在催化剂表面的吸附及不同SO₂浓度对催化剂催化脱硝性能的影响。结果表明, SO₂对稀土精矿催化剂脱硝性能有显著的促进作用,300℃时,NO转化率从28%提高至50%,350℃时,NO转化率从42%提高至75%; SEM、BET和XRD结果表明催化剂抗硫性能测试前后的物理结构和化学组成基本保持不变,稀土精矿催化剂具有较好的抗硫性能;FT-IR结果证实SO₂的吸附使稀土精矿催化剂表面B酸性位点增多,催化剂对NH₃的吸附能力增强,因此有利于提高催化剂活性。研究结果可为白云鄂博稀土精矿催化剂NH₃-SCR脱硝应用过程中抗硫性能提供有价值的基础数据参考。     

一株同步脱氮脱硫菌的分离鉴定及其代谢特征

为改善传统脱氮工艺中需要外加有机碳源从而增加运行费用的缺点,采用平板夹层培养和Hungate厌氧培养技术相结合的方法,从土壤中分离到一株能够同时利用硫化物和硝酸盐的化能自养型兼性厌氧菌3-1F.16S rDNA测序分析表明,该菌与红平红球菌的相似性达99%.菌株3-1F的代谢特征表现为接种后24 h后进入对数生长期,60 h达到生长高峰,此时,硫代硫酸盐和硝酸盐的利用率分别超过94%和75%,代谢产物以单质硫和氮气为主,含少量硫酸盐.目前,具备同步脱硫脱氮功能的红平红球菌尚未见报道,该菌株的获得为研究废水同步脱硫反硝化工艺并通过生物强化方式提高工艺的处理效能提供了微生物资源.     

农杆菌介导法获得抗病毒病转基因大白菜

为获得抗芜菁花叶病毒病的大白菜植株,用携带TuMV-cp基因的农杆菌R1000和EHA105转化大白菜子叶和下胚轴,PCR、PCR-Southern检测证实TuMV-cp基因已导入并整合到大白菜的基因组中.RT-PCR检测表明TuMV-cp在转录水平上获得了稳定表达.TuMV-cp基因在转基因植株T1代中获得了稳定的遗传.抗病性鉴定结果表明转基因植株T1代较非转基因植株对TuMV的抗性增强,获得了抗病毒病的转基因大白菜植株.     

快速筛检活性污泥中硫酸盐还原菌的新方法

由于硫酸盐还原菌(SRB)的生物学多样性以及在系统发育学上的分散性,采用传统方法筛选活性污泥中的SRB准确率不高,且耗时、耗力,而直接采用16S rRNA基因(rDNA)序列分析方法既耗资又不适合从大量细菌中检测SRB.本研究开发出一种新方法,采用SRB16S rDNA特异引物SRB385F为正向引物,真细菌通用引物EUB926R为反向引物,通过梯度PCR,选择适当的退火温度来扩增SRB通用培养基分离的细菌,通过扩增条带与阳性和阴性对照比较,判断待检测菌株是否为SRB,整个过程仅需6h即可完成.将测试菌株进行16S rDNA测序表明该技术获得的阳性菌株全部为SRB.     

FISH技术监测硫酸盐还原反应器中碱度降低对功能微生物群落的影响

Alkalinity is one of the most important parameters that influence microbial metabolism and activity during sulfate-laden wastewater biological treatment. To comprehensively understand the structure and dynamics of functional microbial community under alkalinity changes in sulfate-reducing continuous stirred tank reactor （CSTR）, fluorescent in situ hybridization （FISH） technique was selected for qualitative and semi-quantitative analysis of functional microbial compositions in activated sludge. During 93d of bioreactor operation, the influent alkalinity was adjusted by adding sodium bicarbonate from 4000mg·L^-1 down to 3000mg·L^-1, then to 1500mg·L^-1, whereas other parameters, such as the loading rates of chenucal oxygen demand （COD） and sulfate （SO4^2-）, hydraulic retention time （HRT）, and pH value, were continuously maintained at 24g·L^-1·d^-1 and 4.8g·L^-1·d^-1, 10h,and about 6.7, respectively. Sludge samples were collected during diflerent alkalinity levels, and total Bacteria, tlae sulfate-reducing bacteria （SRB）, and four SRB genera were demonstrated with 16S ribosomal .RNA-targeted oligonucleotide probes. The results indicated that bioreactor started-up successfully in 30d. The two instances ot drop in alkalinity resulted in the fluctuation of sulfate removal rate. The diversity of SRB community showed significant shift, and the alteration of microbial community directly resulted in the corresponding statuses of bioreactor. The dominant genera during the bioreactor start-up and alkalinity drops were Desulfovibrio, Desulfobacter, Desulfovibrio, Desulfobacter, and Desulfovibrio, respectively. In addition, the acetotrophic SRB sutterecl more trom me reduction of alkalinity than the non-acetotrophic SRB. This strategy can present the functional microbial community structure during start-up and alkalinity drop stages, and provides a powerful theoretical guideline for optimization and adjustment of bioreactor, as well.     

沉积物掩埋程度对海洋微生物燃料电池阴极电化学性能的影响

海洋沉积物微生物燃料电池(MSMFCs)在海底产电并长期驱动传感器运行过程中,悬浮于水体中阴极易被海底沉积物掩埋从而影响产电性能,导致电池失效。在实验室中模拟沉积物分别掩埋1/3,1/2和2/3电池阴极,探究阴极电化学性能和电池产电规律。结果表明：随着阴极被沉积物掩埋程度增加,开路电位逐渐降低,而需要稳定的时间增加;阴极电容逐渐减小,最小电容降至32 F/cm~2,是未掩埋对照组的0.72倍;动力学活性先降后升,最大活性为对照组的1.61倍(2/3组)。掩埋过程中,MSMFCs产电性能未受影响,最大功率密度达140.83 mW/m~2(1/3组),是对照组的1.21倍。可见,随着阴极被海底沉积物掩埋程度的增加,尽管阴极电化学性能下降、电池产电性能出现波动,但MSMFCs仍可正常工作。