生物炭添加对根际土壤微生物群落影响研究进展

为揭示生物炭添加对根际土壤微生物群落的影响及其作用机理,进而指导农林业生产。本文通过梳理根际微生物群落形成及其影响因素、生物炭添加对根际土壤环境影响,探讨生物炭对植物根际土壤微生物群落的实际影响与可能的作用机理。研究表明,生物炭添加能够提高根际土壤微生物群落的丰度,调控根际土壤微生物群落结构,并使其向有利于植物生长的方向转化,提高根际土壤微生物多样性。究其原因,是生物炭既可以直接吸附若干种类微生物,为微生物提供养分和繁殖空间,也可以参与到土壤、植物、气候和时间对根际土壤微生物的作用,产生间接影响。     

不同植被恢复模式对根际土壤MBC/WSOC的影响

以马尾松与木荷混交林(MM)为对照,马尾松与阔叶树复层林(MK)、封育林(FY)、阔叶混交林(KY)为研究对象,探讨不同恢复模式下根际与非根际土壤MBC和WSOC含量特征。结果表明,各种恢复模式均呈现出土壤MBC和WSOC含量随着土壤深度的增加而减少的趋势,根际土壤的MBC含量较非根际土壤高,而其WSOC含量较非根际土壤低。MK、MM根际土壤的MBC含量分别与它们的WSOC含量存在显著相关关系,MM、MK和KY非根际土壤的MBC含量分别与其WSOC含量存在显著性相关关系。总体上,各种植被恢复模式根际与非根际土壤之间MBC、WSOC均存在较为明显的差异。     

冬季农田不同深度土层及小麦根际土壤细菌群落结构和共现网络分析

为探究冬季农田不同深度土层及小麦根际土壤细菌的多样性和群落结构,采集不同深度的农田土壤(0≤FG-A≤5 cm、5+₄-N和TOC含量呈负相关。样本聚类显示GJ、FG-A和FG-B相互聚类。共现网络分析表明,变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门(Bacteroides)在网络中共现性较高,不同模块之间的细菌组成以及相互作用均具有独特性。     

樟树根际和内生细菌群落结构差异研究

以芳樟醇型樟树根际土壤、根、茎、叶和果为材料,通过16S rRNA扩增子测序评估根际土壤细菌及不同组织器官内生细菌群落的多样性。结果表明,樟树根际土壤细菌群落结构主要由γ-变形菌纲、α-变形菌纲、放线菌纲、嗜热油菌纲、芽孢杆菌纲、酸杆菌纲等组成,而γ-变形菌纲是樟树主要的内生细菌。细菌多样性表现出依赖于植物器官的现象,证实了樟树根际土壤及不同组织器官内生细菌群落的生态位分化,确定了樟树根际土壤和不同组织器官的核心细菌。研究结果对园林绿化用樟树的新品种创制、栽培养护和樟树相关微生物的开发利用具有重要意义。     

基于ITS rDNA分析辣椒幼苗根际真菌群落结构差异

[目的]比较云南地方两个主要辣椒栽培种(Capsicum annuum L.和Capsicum frutescens L.)幼苗根际真菌群落结构相似性与差异性,为探索根际特有微生物群功能挖掘、调控机制及应用提供参考.[方法]运用ITS rDNA高通量测序技术对其根际土壤真菌群落组成进行测定并分析其多样性.[结果]一年生辣椒中子囊菌门Ascomycota为优势群落,而在灌木状辣椒中则是担子菌门Basidiomycota为优势菌群,表明不同辣椒可根据生长环境选择性"招募"不同的有益真菌群类来分解环境中不同有机体为自身提供养分以促进生长.在仅多样性分析中灌木辣椒根际真菌群落的丰度和多样性显著高于一年生辣椒、对照.[结论]辣椒根际真菌群落结构多样性受不同基因型辣椒品种的影响,灌木辣椒种相较于一年生辣椒种根际真菌群落结构表现出显著的差异性和丰富的多样性.     

石油污染土壤植物修复根际效应研究

研究了铺地黍、牛筋草和百丝3种草对石油污染土壤修复的根际降解效应.通过150 d的盆栽实验,观察到3种植物的根际在不同程度上加快了土壤中石油污染物的降解.结果表明,植物根系可改善污染土壤的含水率,与未种植植物土壤相比,含水率提高约 5%;土壤中脱氢酶的活性高出0.61～1.20倍;植物根际微生物的数量平均高出3个数量级;植物根际环境的诱导和石油污染物的胁迫改变了土壤微生物种类的分布和活动;植物根际土壤中的石油降解率比未种植植物高22.1%～30.3%.植物根际降解效应使石油组分发生明显的变化,强化了对低中碳正构烷烃的降解程度,有利于将高碳链烃降解为低碳链烃;同时促使Pr/nC17,Ph/nC18和Pr/Ph的峰面积比值分别提高了 0.99,2.69 和 1.25,促进了正构烷烃的异构化.     

间作下根际微生物控制土传病害的研究进展

为了解根际微生物在间作模式下有效控制土传病害的作用和机理,综述了间作系统对于根际微生物群落结构和代谢功能的影响,介绍了间作作物组合、作物品种选择和间作方式对根际微生物群落的影响,并从养分和宿主感染位点竞争、生防微生物的拮抗作用、植物化感自毒作用的缓解以及植物诱导系统抗性四个方面总结了与根际微生物相关的间作抗病机理。最后,讨论了现阶段间作抗病研究的局限性并对今后的研究方向进行了展望。     

异氧硝化细菌处理氨氮废水及微生物群落结构分析

从生物陶粒反应器中筛选出6株异养硝化细菌,采用乙酸钠-氯化铵培养基培养细菌进行硝化特性研究,经过12d好氧培养,6株异养硝化细菌对COD的去除率在45%以上,总氮和氨氮最终去除率在60%以上,并且具有产生NO_x-N的硝化性能.应用PCR-DGGE(denaturing gradient gel elelectrophoresis)方法研究了SBR反应器种群结构动态变化规律,PCR-DGGE图谱分析表明,微生物多样性与废水的处理效果出现协同变化的特征,1 d与15 d微生物群落结构相似程度最高为75%,1 d与30 d相似性最低为52.94%,15 d与30 d相似性为70.59%,3株筛选的异氧硝化细菌wgy1、wgy3、wgx5成为SBR反应器的优势菌群.     

采用高通量测序分析全程自养脱氮（CANON）系统不同脱氮效能下的微生物群落结构

从微生物优势菌群构成角度揭示一体式全程自养脱氮反应器(completely autotrophic nitrogen removal overnitrite,CANON)启动、稳态运行及崩溃的微观机理,有助于优化调控微生物种群、增强CANON的脱氮效能.试验采用序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR),以间歇曝气方式启动CANON系统(35益依1益),考察了CANON系统从启动、稳定到恶化过程的氮素转化率和微生物活性;同时对污泥样品采用16S r DNA宏基因组高通量测序技术,考察种泥和不同脱氮效能时期的微生物种群结构.试验结果表明:本CANON系统的厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonium oxidation bacteria,An AOB)为Candidatus Kuenenia,氨氧化菌(ammonium oxidation bacteria,AOB)和硝化菌(nitrite oxidation bacteria,NOB)分别为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和Uncultured Nitrospinaceae;系统启动时,An AOB丰度达到0.44%,AOB和NOB分别占总菌的27.61%和1.33%,脱氮效果最佳时的总氮容积去除率达到218.0 mg/(L·d);由于系统溶解氧质量浓度较低(0.15~0.25 mg/L),好氧段发生厌氧氨氧化反应,好氧段结束时亚硝氮积累量持续下降,导致缺氧段亚硝酸盐基质不足,An AOB受到抑制;长期运行条件下,反应器内生物多样性及An AOB丰度均有所下降.反应末期,Nitrosomonas占总菌群数量的62%,成为优势菌种,而An AOB仅占0.13%,与此时较低的总氮容积去除率(19.3 mg/(L·d))相吻合.     

大运河沉积微生物群落结构特征分析

基于沉积微生物在河流生态系统物质循环和能量流动中起的重要作用,探讨了其群落结构与环境要素间的关系,采用PLFA谱图法研究了宿迁市大运河不同水体类型中沉积微生物于不同月份的群落结构特点.结果表明:1)同一水环境状况下的河流沉积微生物群落结构具有很强的一致性,且不同采样断面的水质指标是导致不同条件下微生物群落结构之间存在差异的主要原因;2)在同一采样断面,11月的沉积微生物量均高于9月;3)Ⅳ类采样断面沉积微生物群落结构随时间变化,且此变化主要由G-群落所致,而Ⅲ类采样断面沉积微生物群落结构未随时间发生明显改变;植物因子与11月时不同采样断面的沉积微生物群落结构差异较9月时进一步扩大的现象呈对应关系;4)G-/G+因子适合表征营养要素导致的沉积微生物群落结构变化.     

TISTD反应器中的菌群结构及生态变化

以两相一体式污泥浓缩消化反应器（Two-phase Integrated Sludge Thickening andDigestion reactor,TISTD）为对象,研究了反应器稳定运行期间菌群结构及反应器负荷改变时其内部生态结构的变化。在以30%的投配率稳定运行时,从产酸相和产甲烷相分别取样、培养和分离出20株优势菌属。选取其中6株进行了16S rDNA序列分析,分属于芽孢杆菌属、产甲烷螺菌属和产甲烷球菌属。在投配率分别为10%、20%、30%以及启动期和系统崩溃期5个时期采取10组样品,对其污泥进行DNA提取、纯化和16S rDNA PCR扩增及温度梯度凝胶电泳（Temperature gradientgel electrophoresis,TGGE）电泳检测等。结果表明：中温下反应器中微生物菌群呈多样性分布,生态系统复杂稳定,维持了反应器的正常功能;反应器不同负荷时期污泥DNA提取及扩增效果良好;TGGE图谱分析表明,投配率20%、30%时的群落结构相似度最高,污泥中生物含量丰富,支撑了TISTD在污泥浓缩下良好的消化效果。     

窖泥微生物群落SSCP分析条件优化的研究

由于窖泥微生物群落结构复杂,而PCR—SSCP是研究环境微生物群落较理想的一种方法。试验对影响SSCP图谱的条件进行优化分析,为窖泥微生物群落结构解析提供了有效的手段。结果表明：变性缓冲液配比为：去离子甲酰胺1．9mL、溴酚蓝3mg、5×TBE 250μL、0．5MEDTA5μL、10％SDS 5μL;凝胶条件为：凝胶浓度为12％、丙烯酰胺与N,N′-亚甲基双丙烯酰胺的比例为29：1、无甘油。经95℃变性10min,4℃条件下200V电泳8h,可得到较理想的图谱。     

Degradation Pathway of Benzothiazole and Microbial Community Structure in Microbial Electrolysis Cells

MEC反应器中苯并噻唑的降解途径及微生物群落结构特征

刘先树,丁杰*,任南琪**,赵双阳,张麓岩,李燕,佟清越

（哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨 150090）

创新点说明：

解析了MEC降解BTH的路径,同时提供了微生物学依据,为难降解废水的处理提供一条新的途径,并为MEC反应器的规模化应用提供理论基础。

研究目的：

课题组前期研究发现,MEC反应器用于处理废水中苯并噻唑（BTH）具有良好的脱毒能力,本文着重探讨BTH的降解路径以及MEC反应器中微生物群落结构的演替规律。

研究方法：

采用LC-MS/MS研究BTH降解过程中产生的中间产物,通过高通量测序解析不同反应器内的微生物群落结构。

研究结果：

采用上流式内循环微生物电辅助反应器（UICMER）处理废水中苯并噻唑（BTH）,最终BTH在电场的刺激作用下,微生物将BTH转化为各种小分子羧酸,最终实现完全矿化。研究发现,BTH首先转化为二羟基苯并噻唑（OHBT）,而后通过3个步骤完成矿化反应：首先噻唑环通过一系列水解和氧化作用开环,其次通过脱氨基和羟基化反应生成2-氨基苯磺酸,最终各种小分子羧酸被矿化为CO2和H2O。此外,电场的存在有助于电极表面选择性地富集某些特定微生物种群,电极上的主要细菌类型属于变形菌,拟杆菌和厚壁菌。

结论：

通过研究发现,MEC可有效提高废水中BTH的降解效率,使微生物反应器能够满足高负荷率的要求,可实现反应器经济高效运行。本研究可为MEC反应器的规模化应用提供理论基础。

关键词：苯并噻唑,微生物电辅助反应器,中间产物,降解路径,高通量测序

     

处理垃圾渗滤液复合式膜生物反应器中微生物群落结构的演变和分析

为了揭示复合式膜生物反应器中微生物群落结构多样性的演变过程,为改进工艺提供依据,分别3次从反应器混合液中和生物膜上采集样品并提取样品的微生物总DNA, 然后使用V6-V8区引物对(GC968F/1492R)进行PCR扩增,最后用PCR扩增产物进行变性梯度凝胶电泳(DGGE).DGGE分析表明,在反应器运行初期微生物群落结构变化较大;在整个反应器运行过程中,微生物群落多样性较高;在该系统中,由于有生物填料的存在,可能存在厌氧微环境,所以在该反应器中可能存在短程脱氮和同步脱氮.在反应器运行约2个月时,出现的一些菌群是膜污染物产生和累积的主要因素.     

运用PCR-DGGE和克隆技术对串联附积床系统生物膜菌群的分析

采用PCR-DGGE﹑克隆等分子生物学手段研究了多级串联附积床同时硝化反硝化脱氮系统生物膜菌群的时间演变,并对生物膜菌群进行同源性分析和系统发育树构建,同时讨论了生物膜菌群对系统中有机物的去除及对同时硝化反硝化脱氮的贡献.结果表明,随着时间的推移,生物膜菌群发生了较大演变而且具有高度多样性.对DGGE图谱优势条带进行分析表明,优势菌群分为5个不同的细菌类群:β-变形菌类群(β-proteobacteria)﹑γ-变形菌类群(γ-proteobacteria)、未分类菌类群(unclassified bacteria)、α-变形菌类群(α-proteobacteria)、放线菌类群(Actinobacteria).β-变形菌类群不仅在数量上占有优势,而且在有机物的降解、营养物质的去除中起着重要作用.生物膜细菌中起硝化作用的主要是亚硝化单胞菌和硝化螺旋菌;起反硝化作用的主要是施氏假单胞菌.     

Impact of Online Community Structure on Information Propagation: Empirical Analysis and Modeling

Online social networking sites (OSNS), as a popular social media platform, have been developed massively for business and research purposes. In this paper, it investigated the impact of community structure in online social network on information propagation. A SI (Susceptible-Infected) model based on community structure was proposed. In the SI model, the heterogeneity of user’s active time was taken into account. From the results, it was found that the number of links among communities determines the fraction of infected nodes. With the increase of the number of groups G, however, the fraction of infected nodes remains approximately constant. The simulation results will be of great significance: the information will last relatively short for group networks which have either a small or a large number of groups. The results can be useful for optimizing or controlling information, such as propagating rumors in online social networks.     

西安市典型景观水体水质及反硝化细菌种群结构

为了探求活性污泥系统中含有的复杂微生物群落对污水处理厂污水中污染物去除的重要作用,通过对Illumina HiSeq 4000平台宏基因组测序结果分析,探究了污水处理厂中生物脱氮系统中的微生物群落的多样性、功能菌种以及主要的代谢途径.在KEEG和COG数据库水平上进行生物分类和功能注释.生物检测结果表明:在门水平上的优势菌种是:变形菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门、放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门.各个菌的丰度分别占到测序细菌的53.6%、25.3%、5.86%、2.43%、1.71%、1.46%.Nitrosomonas、Nitrospira和Thauera菌是检测到的典型的AOB、NOB和反硝化菌,分别占到5.82%、2.26%、4.30%,表明该生物系统具有良好的脱氮性能.同时,对氮循环过程中的各种主要的酶进行了阐述,量化分析了硝化和反硝化过程中涉及的功能基因(amo:1 966 hits,hao:1 000 hits,narG:8 204 hits,napA:1 828 hits,nirk:1 854 hits,norB:2 538 hits,nosZ:5 158 hits),同时亚硝酸盐氧化还原酶的功能基因数量为8 204 hits.本研究对生物脱氮系统中的菌群结构和多样性做了综合的阐述,可为优化系统中营养物的去除提供理论基础.

     

高校体育资源促进社区体育发展的优势分析

通过对高校体育场地设施资源、体育人才资源、体育经费资源等优势的深入分析，旨在解决制约社区体育发展的根本问题——体育资源匮乏，为全面促进社区体育发展提供决策依据。     

从粘性土微观结构的角度论述含水量变化对土的工程特性的影响

从粘性土微观结构的角度,论述了含水量变化对土的工程性质的影响,并得出了土的微观结构、含水量与其物理指标、强度的关系。