温州市境内城市河流底泥氨氧化菌富集培养物微生物群落结构分析

【背景】城市河流底泥含有丰富的微生物资源,底泥表面更是硝化作用的主要位点之一,其表面微生物在河流生态系统氮的转化过程中发挥着重要作用。【目的】以温州市境内的城市河流水系温瑞塘河茶山段舜岙河和横江河的4条河道作为采样点,比较分析4种不同环境下城市河流表层底泥氨氧化菌富集培养物的微生物群落结构。【方法】通过野外采样及室内培养对底泥中氨氧化功能菌进行富集培养,采用高通量测序技术分析微生物群落的组成、丰度和多样性。【结果】富集培养后主要优势类群为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。4个样品共涉及氨氧化细菌3个属,分别为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化球菌属(Nitrosococcus),涉及氨氧化古菌1个属为Nitrososphaera,其中所有样品均以Nitrosomonas为主。不同底泥富集样品氨氧化微生物可操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)组成存在明显差异,栽种有水生植物的河道底泥样品DA2具有最高的氨氧化细菌OTU数量和相对丰度,而存在生活餐饮污染的河道底泥样品DA4具有最高的氨氧化古菌OTU数量和相对丰度;相较于滞留水体,采自相对流动水体的富集样品DA2、DA4具有更高的氨氧化微生物OTU数量和相对丰度。【结论】阐述了4种不同环境下城市河流底泥氨氧化菌富集培养物微生物群落结构的多样性,确定了富集培养之后的优势类群,为氨氧化微生物培养源的选择提供了参考,也为城市河流底泥中氨氧化菌进一步的筛选分离及其生理生态特征的研究提供了科学依据。     

不同放牧对滇西北高原泥炭沼泽土壤氨氧化微生物群落的影响

氨氧化由氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)共同执行,是土壤硝化过程的第一步和限速步骤。放牧过程中,动物啃食、排泄和践踏等行为将影响土壤氨氧化微生物群落,但目前关于不同类型放牧对湿地氨氧化微生物群落结构及其多样性的影响尚不清楚。利用Illumina Mise高通量测序技术,对比研究牦牛放牧和藏香猪放养两种放牧类型对泥炭沼泽土壤氨氧化微生物群落结构及其多样性的影响。结果表明,牦牛放牧显著增加土壤容重,显著降低土壤pH、TN、TOC、NH~+_4-N和NO~-_3-N含量;藏香猪放养显著增加土壤NO~-_3-N含量和硝化潜势(PNR)。牦牛放牧显著降低土壤AOA的丰富度和AOB的α多样性,藏香猪放养降低土壤AOA的α多样性和AOB的丰富度。放牧显著降低泉古菌门(Crenarchaeota)的相对丰度。AOA的α多样性与土壤NO~-_3-N含量和PNR呈显著负相关。AOB的α多样性与pH、TOC、TN和NH~+_4-N含量呈显著正相关。放牧影响下土壤pH、TN和NO~-_3-N含量的变化是影响AOA群落结构的主要因素。藏香猪放养对AOA和AOB群落的影响更显著,由放牧引起的土壤环境条件的变化是导致氨氧化微生物群落发生改变的重要因素。     

自然微生物挂膜处理水产养殖废水的效果及微生物群落分析

以弹性填料和流化床填料为硝化反应的生物挂膜材料, 聚羟基丁酸/戊酸共聚酯(PHBV)为反硝化反应的碳源和生物膜载体, 通过微生物自然挂膜处理低C/N比水产养殖废水, 去除水体中的氨氮、亚硝酸盐氮及总氮。应用Miseq高通量测序技术对生物膜的微生物群落组成和结构进行分析。结果表明: 温度25—30℃, 该处理系统首次挂膜成功需要4周, 启动后运行稳定, 对2种不同来源和氮污染程度的养殖废水均有较好的脱氮效果, 氨氮、亚硝酸盐氮及总氮的去除率均在90%以上。硝化生物膜(a)的优势菌分别归属变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。反硝化生物膜(b)微生物群落的多样性指数和丰度指数均远大于前者, 主要为变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门(Spirochaetae)及绿菌门(Chlorobi)。其中, 归属于变形菌门β-变形菌纲(Betaproteobacteria)的丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和红环菌科(Rhodocyclaceae)在2种生物膜中占比均较高。由于所处环境(载体, 碳源、溶氧等)不同, 在属分类水平上, 2种生物膜的细菌群落结构表现出明显差异。生物膜a中属的种类仅为b的三分之二, 相对丰度>0.5%的优势菌属, a为8个, b为18个。其中, 隶属丛毛单胞菌科和红环菌科未知属的优势种群分别占到a、b总序列数的56.67%和45.51%。磁螺菌属(Magnetospirillum)和硝化螺菌属(Nitrospira)是a中特有的优势功能菌群, 梭菌属(Clostridium)、动胶菌属(Zoogloea)、管道杆菌属(Cloacibacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等具有反硝化功能的菌群为b的优势菌属。     

鄱阳湖湖泊细菌群落组成及结构——以松门山为例

于2011年5月在鄱阳湖——松门山湖区采集底泥与表层水样,分别提取了表层水体浮游和底泥微生物基因组DNA,利用454高通量测序技术对细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了湖泊底泥细菌、水体浮游细菌群落结构特征。结果显示:底泥细菌OTUs(Operational Taxonomic Units)为1454,表层水体浮游细菌OTUs为269;底泥细菌群落比表层水体更加多样化,底泥细菌的物种数大大多于表层水体。同时,底泥细菌群落与表层浮游细菌群落结构存在显著差异。物种分类显示鄱阳湖底泥细菌种类隶属于20门,228属,其中优势种群为δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia);表层水体浮游细菌隶属于13门116属,优势种群为β-变形菌纲、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)。结果进一步揭示,无论是浮游细菌群落还是沉积物细菌群落,优势细菌种群的基因型多样性更高。     

模拟垂直流人工湿地不同木本植物根际细菌群落特征

为探讨植物种类对人工湿地中根际细菌群落结构特征分布的影响,以7种木本植物细叶水团花(Adina rubella)、南川柳(Salix rosthornii)、白棠子(Callicarpa dichotoma)、夹竹桃(Nerium oleander)、木芙蓉(Hibiscus mutabilis)、水蜡(Ligustrum obtusifolium)、大叶女贞(Ligustrum lucidum)为研究对象,运用16S rRNA细菌高通量测序技术,探究垂直流人工湿地木本植物根际微生物群落结构及其主要功能类群。结果表明:细叶水团花、水蜡根际菌群的多样性、丰富度与均匀度均高于其他5种植物,其根系能够更好地富集微生物。门水平上,变形菌门、厚壁菌门是木本植物平均相对丰度较高的门,其次为绿弯菌门、放线菌门和蓝藻门;属水平上,乳杆菌属、片球菌属、地杆菌属为木本植物的共有优势菌属;大叶女贞、白棠子、夹竹桃菌落组成差异显著,乳杆菌属、片球菌属、乳球菌属是引起7种木本植物样本间菌落差异的关键物种; 7种木本植物根际硝化功能菌属丰度普遍较低,相对丰度范围为0.11%—1.06%;反硝化功能菌属的相对丰度范...     

应用高通量技术分析F446饱水木漆器中微生物群落结构多样性

【背景】饱水保藏木漆器的环境中,微生物数量多、种类丰富,木漆器易受到微生物的腐蚀。【目的】研究木漆器上的微生物群落结构,分析饱水木漆器的微生物病害信息。【方法】采用Illumina MiSeq高通量测序技术对木漆器和保藏水样中的细菌进行群落结构分析。【结果】木质样品与水样品中的微生物群落多样性较丰富并在分布上存在一定差异。门水平上,木质样品共有7个优势菌门(相对丰度1%),分别为Proteobacteria(64.00%)、Acidobacteria(14.70%)和Actinobacteria(3.83%)等;水样共有6个优势菌门,分别为Proteobacteria(61.26%)、Acidobacteria(8.25%)和Planctomycetes(4.88%)等。属水平上木质样品共有8个优势菌属(相对丰度1%),分别为Phenylobacterium(16.24%)、Acidobacteria-Gp6(9.68%)和Rhodoplanes(6.45%)等;水样共有10个优势菌属,分别为Naxibacter(9.03%)、Acidobacteria-Gp6(3.84%)和Nevskia(3.27%)等。未分类菌在门和属上,木质样品分别占8.70%和50.68%;水样品分别占12.83%和59.35%。【结论】木漆器饱水保藏环境中木质样品与水样品的微生物群落结构均比较丰富,在门和属水平上水样品比木质样品复杂。另外,被测样品中可能含有大量潜在新菌。     

基于高通量测序的4种硝化细菌富集培养物微生物群落结构分析

【目的】比较分析4种硝化细菌富集培养物(以铵盐为氮源的淡水富集物A、以亚硝酸盐为氮源的淡水富集物B、以铵盐为氮源的低温淡水富集物C和以亚硝酸盐为氮源的海水富集物D)的微生物群落结构与组成。【方法】分别提取样品的总DNA,采用高通量测序技术,分析微生物群落的组成、丰度和多样性。【结果】在不同微生物的分类水平,4个样品共检测到24门47纲129属。4个样品的优势菌门均为变形菌门;样品A、B、C的优势菌纲为β-变形菌纲和γ-变形菌纲,样品D的优势菌纲为γ-变形菌纲、δ-变形菌纲和芽孢杆菌纲;而优势菌属各不相同,其中样品A为亚硝化单胞菌属(24.56%),样品B为链霉菌属(7.15%),样品C为噬菌弧菌属(19.36%)和类诺卡氏菌属(19.35%),样品D为嗜酸菌属(13.6%)和柄杆菌属(11.5%)。共检测出7种具有硝化功能的细菌,其中样品A、B和D中主要是亚硝化单胞菌属,占比分别为24.56%、4.94%和0.63%,样品C主要为Nitrospirillum(0.69%)和硝化螺旋菌属(0.69%)。此外在样品中还检测到红灯食烷菌、羽扇豆根瘤菌等有益菌,以及弧菌属、伯克霍尔德菌等致病菌。【结论】阐述了4个样品微生物群落结构的多样性,确定了不同培养物中起主要作用的硝化细菌类群以及其它与环境物质循环相关或具有特殊生理特性的菌群,研究结果为硝化细菌富集培养物的实际应用奠定了基础。     

沙颍河下游城市黑臭内河沉积物微生物群落季节变化特征

为了研究沙颍河下游城市黑臭内河不同季节沉积物微生物群落特征,对安徽省阜阳市黑臭内河中清河、七渔河表层沉积物进行16S rDNA高通量测序。结果发现:黑臭河流中沉积物的微生物多样性指数均不高,但是表现出一定的变化规律,即春季>冬季≥夏季>秋季;通过冗余性分析发现微生物多样性受季节与沉积物pH影响较显著。分析沉积物门水平上的微生物群落结构发现,季节、温度、TN及SOM对微生物影响较大。变形杆菌、厚壁菌门、绿弯菌门、疣微菌门、拟杆菌门和放线菌门等优势菌门的相对丰度在季节水平上存在差异,春季厚壁菌门、绿弯菌门、放线菌门和酸杆菌门相对丰度较高,其中绿弯菌门和酸杆菌门是已知指示污染的微生物,变形杆菌门相对较少。秋季疣微菌门与拟杆菌门相对丰度显著减小,变形杆菌门相对其他季节显著增加。样品中共发现16个硫酸盐还原菌(SRB)菌属,其中Desulfoprunum是丰度最高的菌属。春季沉积物中SRB的类群最多,相对丰度最大;硫酸盐还原菌群与SO42-、TN、SOM、Cl–等呈显著正相关。上述结果为营养盐控制时机的选择从而有效避免河流中黑臭物质的产生提供了一定参考。     

餐厨垃圾厌氧消化处理主要过程的微生物群落结构分析

【背景】厌氧消化是我国餐厨垃圾处理的主要方法,微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对其不同工艺单元微生物群落结构的研究较少。【目的】通过分析各工艺单元的微生物多样性与群落结构,为改进餐厨垃圾资源化处理技术、提高资源利用效率提供科学依据。【方法】采集某餐厨垃圾处理厂油水分离、厌氧发酵、沼渣脱水等3个工艺单元产生的废液样品,采用16S rRNA基因高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及其与环境因子的相关性。【结果】初始油水分离样品中的微生物群落种类相对较少,而经厌氧发酵和沼渣脱水处理后样品中的微生物群落种类较丰富。在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)在各单元样品中所占平均比例最高,为81.1%,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),分别占15.81%和4.59%;在属水平上,相对丰度较高的菌属为乳酸菌属(Lactobacillus)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)等。餐厨垃圾处理过程中的部分菌属可能具有资源-环境双重属性,例如在沼渣脱水单元相对丰度高达32.67%的假单胞菌属(Pseudomonas),该菌属中既存在少部分致病菌或条件致病菌,也具有生产聚羟基脂肪酸酯的功能菌。影响各组样品微生物群落组成结构最显著的因子是p H值,其次是总糖的含量。【结论】研究明确了典型餐厨垃圾厌氧消化处理工艺单元的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。     

东太湖地区湿地水质与浮游细菌群落结构关联性研究

[目的]考察东太湖地区湿地水质与浮游细菌群落结构之间的关联,探索对湿地水质具有指示作用的微生物。[方法]应用高通量测序研究浮游细菌群落结构;通过相关性分析考察了浮游细菌群落多样性与水质的关联,并运用LEf Se分析定位不同水质水样的标志微生物。[结果]东太湖湿地浮游细菌主要分布于放线菌门(相对丰度34.78%)、变形菌门(26.30%)及蓝细菌门(19.28%)等7个门;水质指标综合得分与浮游细菌群落香农-威纳指数和辛普森指数分别显著相关(r=-0.597,p0.05;r=0.694,p0.01);蓝细菌门与伯克氏菌科的相对丰度在不同水质水样中差异最为显著(LDA得分4.0)。[结论]东太湖地区,较高的浮游细菌多样性表征较好的湿地水质;蓝细菌相对丰度较高(27.80%)指示湿地水质较差,而伯克氏菌相对丰度较高(5.48%)指示湿地水质相对较好。     

北京市妫水河浮游动物群落结构与水质评价

由于浮游动物对水体环境变化敏感,可表征水体污染程度,因此在2017年对妫水河浮游动物群落结构进行调查研究,分析了浮游动物群落结构时空变化特征及其与环境因子的关系,并利用生物学评价方法对水质进行评价。结果表明:妫水河浮游动物有4门22属88种,其中原生动物种类最多,为42种,主要以轮虫和原生动物为主,浮游动物平均细胞密度和生物量分别为5041.58个/L和2.88 mg/L。浮游动物群落结构与环境因子的CCA分析显示,水温、pH、DO和氨氮是影响妫水河浮游动物群落结构变化的重要因素,其中裂痕龟纹轮虫、冠饰异尾轮虫和螺形龟甲轮虫等对水体中氮磷的相关性极为显著,具有富营养化指示作用,可作为监测水质的指示生物。妫水河浮游动物多样性指数H、均匀度指数J和丰富度指数D全年平均值分别为0.43、0.31和0.41,整体评价结果显示,妫水河水体处于中到富营养型水平,尤其是下段城区段污染严重,表明妫水河水体生态功能遭到破坏,水质还需进一步改善和治理。本研究结果可为妫水河水质评价、水环境监测及水污染治理提供基础数据资料和理论依据。     

九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性及系统发育学分析

【目的】结合16S rRNA基因克隆文库和nirS基因克隆文库的分析,揭示九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性。【方法】选取九龙江河口区一富营养化采样点,分别采集水样及沉积物样品,进行理化因子的测定并提取细菌总DNA。以水样DNA构建16S rRNA基因克隆文库,以沉积物DNA构建nirS基因克隆文库,分析微生物群落结构的多样性并构建系统发育树。【结果】从16S rRNA基因克隆文库中获得86条有效序列,按97%的序列相似性划分为53个OTU,分别属于Proteobacteria门、Planctomycetes门、Bacteroidetes门、Actinobacteria门、Firmicutes门和Chloroflexi门。其中属于Proteobacteria门OTU的克隆子占克隆数的62.9%,是最优势的类群,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Deltaproteobacteria纲等。从nirS基因克隆文库中获得190条有效序列,翻译为氨基酸序列后,按82%的序列相似性划分为60个OTU,并定位到属的水平。其中Proteobacteria门是最优势的类群,占文库克隆子总数的71.6%,包括Alphaproteobacteria纲(5.8%)、Betaproteobacteria纲(49.0%)和Gammaproteobacteria纲(16.9%)。nirS基因克隆文库中丰度最高的OTU与GenBank中的一株可培养反硝化菌Thauera sp. R-26906具有100%的序列相似性。【结论】九龙江河口区的微生物以及亚硝酸盐还原酶基因(nirS)具有丰富的多样性。大部分NirS序列在GenBank中的最相似序列来源于河口、海湾等相似的环境。     

不同林龄杉木林土壤细菌群落结构与土壤酶活性变化研究

探究不同林龄杉木人工纯林土壤中的微生物的群落演变与结构特征与酶活性变化,为杉木人工林可持续经营管理提供依据。以福建省南平市的五片不同林龄杉木林表层土壤作为研究对象,通过16SrDNA测定细菌的群落组成,分析与土壤质量密切相关的四种土壤酶活性变化,揭示细菌群落与土壤酶活性的变化机理。结果表明,微生物的多样性指数与OTU都随着林龄的增加而增加,且幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林土壤微生物结构差异较大;不同林龄杉木人工林中包含了29个细菌门,其中酸杆菌门与变形菌门为优势菌群,根据各种群相对丰度变化以及冗余分析,放线菌门、浮霉菌门与疣微菌门等均随林龄增长出现较大变化,且与土壤可溶性有机质以及速效养分有显著相关性（P<0.05）,说明这几种细菌群落对土壤养分变化较敏感;土壤养分变化会影响土壤酶活性,蔗糖酶与全碳呈显著正相关（P<0.05）,与速效钾呈显著负相关（P<0.05）,与放线菌门呈极显著负相关（P<0.01）。脲酶与速效氮呈显著负相关（P<0.05）,脲酶与变形菌门、绿弯菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门以及拟杆菌门均存在较强相关性。综上,不同的土壤细菌种群与酶活性对各养分变化的响应程度不一,细菌群落结构与酶活性能反映不同林龄杉木林土壤的质量变化,适量延长杉木人工林种植年限有益于土壤质量恢复。本研究结果对指导杉木人工林优质经营有重要意义。     

Community structure of bacterioplankton and its relationship with environmental factors in the upper reaches of the Heihe River in Qinghai Plateau

Planktonic microorganisms play a key role in the biogeochemical processes of the aquatic system, and they may be affected by many factors. High-throughput sequencing technology was used in this study to investigate and study the bacterioplankton community of water bodies in the upper reaches of the Heihe River Basin in Qinghai Plateau. Results showed that Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes and Actinobacteria are the predominant phyla in this river section, while the main genera are Thiomonas, Acidibacillus, Acidocella, Rhodanobacter, Acidithiobacter and Gallionella, which are autochthonous in the acid-mine drainage. Additionally, total nitrogen, total phosphorus, permanganate index and pH are significantly correlated with the bacterioplankton abundance and are the main limiting factors for the spatial distribution of the bacterioplankton. PICRUSt inferred that the mainstream microbial assemblages had a higher abundance of KOs belong to metabolism of terpenoids and polyketides, while the tributary had higher abundance of KOs belong to the immune system. The relationship between bacterioplankton community composition and environmental factors in the Heihe River basin was discussed for the first time in this study, which provides a theoretical basis for the healthy, orderly development of the water environment in the Heihe River Basin.     

3种不同营养水平的河流浮游植物群落结构及其与环境因子的相关性

为了更好地了解人类活动干扰下,河流水质和浮游植物群落结构的变化情况以及河流生态系统的演变过程,于2019年6月对贵州境内3种不同营养类型的河流（锦江河、湘江河和南明河）进行调查。研究了3条河流的理化因子、浮游植物种类组成及密度,结合冗余分析（RDA）研究了它们之间的关系,并应用聚类分析法研究3条河流浮游植物的空间分布特征。结果表明：水体富营养化程度排序为南明河>湘江河>锦江河,3条河流的综合营养指数分别为61.76、48.76和36.05。锦江河共有浮游植物6门19属21种,其中硅藻门种类最多,占总种数的57.14%;湘江河共有浮游植物6门34属43种,其中硅藻门和绿藻门种类最多,分别占总种数的41.86%和37.21%;南明河共有浮游植物6门32属46种,其中硅藻门和绿藻门种类最多,分别占总种数的39.13%和32.61%,锦江河、湘江河、南明河水体中浮游植物细胞数的平均值分别为12.66×10⁵、38.66×10⁵、132.61×10⁵个/L。浮游植物细胞密度与溶解氧呈显著正相关（P<0.05）,浮游植物细胞密度与电导率、溶解性总固体、盐度、总氮、总磷、氨氮、硝酸盐氮也呈显著正相关（P<0.01）。锦江河的电导率、盐度、溶解性总固体和营养盐含量最低,南明河的最高。此外,聚类分析显示3条河流的浮游植物群落按结构特征可分为两大类。这表明,随着人类活动的加强,河流的电导率、盐度、溶解性总固体、营养盐含量升高,浮游植物的细胞密度增加,其群落结构会由硅藻门占优势,逐渐转变为蓝藻门占优势。     

珠三角养殖水体中参与氮循环的微生物群落结构

【目的】为了研究珠三角地区养殖水体中各种含氮化合物循环转化的特征及其相关功能微生物的群落结构。【方法】构建人工模拟养殖系统,采用15N-稳定性同位素探测技术(stable isotope probing,15N-SIP)标记参与氮素迁移的微生物,通过氯化铯-溴化乙锭密度梯度超高速离心法分离15N标记的DNA,并以此构建含15N-DNA的细菌和古菌16S rRNA基因克隆文库。【结果】15N标记的基因组DNA经过超高速密度梯度离心后成功与14N-DNA分离;对克隆文库序列的分析表明:细菌文库得到的19个可操作分类单元(Operational TaxaUnits,OTUs)分别归为变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。变形菌门为绝对优势类群,占整个细菌克隆文库的99.2%,其中优势菌群为丛毛胞菌属(Comamonas)(15.7%)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)(12.4%)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)(11.5%)和硝化杆菌属(Nitrobacter)(11.5%);古菌文库得到的9个OTUs归为奇古菌门(Thaumarchaeota)、泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)。【结论】将15N-SIP技术应用于珠三角养殖水体氮素循环微生物群落结构的研究中,得到了丰富的氮素循环微生物群落的组成,这些信息为进一步分离纯化氮素降解微生物提供了重要的参考,为营造健康的水产养殖环境提供科学依据。     

Microbial Populations of the River-Recharged Fredericton Aquifer

The City of Fredericton, New Brunswick, Canada obtains its water from the Saint John River-recharged Fredericton aquifer. Water quality improves as it flows from the river into the aquifer in a process called bank filtration. Microorganisms contribute to water quality improvements during bank filtration by removing organic carbon. In the Fredericton aquifer, microbially catalyzed reductive dissolution of manganese oxide minerals negatively affects water quality. Aerobic and anaerobic microorganisms were cultured from Fredericton aquifer production well water, from associated bedrock groundwater, and from Saint John River sediment core and sediment groundwater samples. Aerobes were the largest culturable groups in all samples. The ratio of aerobes to other microbial groups, i.e., those reducing nitrate, Mn^{4 +}, Fe^{3 +}, or sulfate, did not vary significantly along the water flow path from the river to the aquifer. Analysis of microbial community composition along the flow path indicated an essentially identical community except in the immediate vicinity of the aquifer. This is in agreement with the absence of macroscale redox zones in the sediment below the Saint John River as determined by groundwater geochemical data. Bacteria isolated from groundwater samples, identified by 16S ribosomal RNA gene sequencing, were α -, β -, γ -, and δ -Proteobacteria, Actinobacteria, and Firmicutes. In contrast to groundwater samples, the majority of bacteria isolated from sediments were γ -Proteobacteria. Numbers of manganese-reducing bacteria, including Aeromonas spp., were small, however Mn^{4 +} reduction ability was widespread in bacteria enriched and isolated with other electron acceptors. The diverse Fredericton aquifer microbial community likely uses manganese oxide minerals as a sink for electrons derived from organic carbon oxidation.     

Shifts in Microbial Community Composition Following Surface Application of Dredged River Sediments

Sediment input to the Illinois River has drastically decreased river depth and reduced habitats for aquatic organisms. Dredging is being used to remove sediment from the Illinois River, and the dredged sediment is being applied to the surface of a brownfield site in Chicago with the goal of revegetating the site. In order to determine the effects of this drastic habitat change on sediment microbial communities, we examined sediment physical, chemical, and microbial characteristics at the time of sediment application to the soil surface as well as 1 and 2 years after application. Microbial community biomass was determined by measurement of lipid phosphate. Microbial community composition was assessed using phospholipid fatty acid (PLFA) analysis, terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP) analysis of 16S rRNA genes, and clone library sequencing of 16S rRNA genes. Results indicated that the moisture content, organic carbon, and total nitrogen content of the sediment all decreased over time. Total microbial biomass did not change over the course of the study, but there were significant changes in the composition of the microbial communities. PLFA analysis revealed relative increases in fungi, actinomycetes, and Gram positive bacteria. T-RFLP analysis indicated a significant shift in bacterial community composition within 1 year of application, and clone library analysis revealed relative increases in Proteobacteria, Gemmatimonadetes, and Bacteriodetes and relative decreases in Acidobacteria, Spirochaetes, and Planctomycetes. These results provide insight into microbial community shifts following land application of dredged sediment.     

Shift of microbial community in gas-phase biofilters with different inocula,inlet loads and nitrogen sources

The research on gaseous VOCs biofilters has often concentrated on process optimization. However, the microbial community change upon operating conditions is not well understood. In this study, three lab-scale biofilters treating gaseous toluene were operated for 66 days with different inocula under changes in inlet loads and nitrogen sources. Three biofilters were inoculated with activated sludge, river sediment or microbial consortia, respectively. The microbial community differed a lot initially but gradually deviated toward similar structures with the same dominant microorganisms, i.e. Proteobacteria, Actinobacteria (phylum level) and Rhodococcus,Pseudomonas(genus level). Among three biofilters, the two biofilters inoculated with activated sludge and river sediment showed higher microbial diversity, better VOCs removal performance and higher metabolic activity. Higher relative abundance of Alcanivorax (3% compared with lower than 0.03%), Pimelobacte (0.05% compared with lower than 0.01%)were detected under low inlet load, and Zoogloea(0.1%), Alkaliphilus(0.2%) were detected when the inlet load was increased. the abundance of Pseudomonasdecreased from 14% to 2% when ammonia was used as nitrogen source instead of nitrate, meanwhile the abundance of Bacillus and Gordoniaincreased from 0.01% to 0.05% and 0.8% to 5.8% respectively. Some special organisms were observed i.e. the intestinal microorganism.     

基于高通量测序对呼伦贝尔陶顺阿尔山细菌群落多样性的研究

对内蒙古呼伦贝尔陶顺阿尔山水体与沉积物的细菌群落结构和多样性，进行16S rRNA基因(V3～V5区)高通量测序。运用Illumina MiSeq高通量测序平台，共获得594 226条优化序列。结果显示，水体中最主要的细菌类群为变形菌门(Proteobacteria),而沉积物样品中的主要优势类群为盐厌氧菌门(Haloanaerobium);细菌在属分类水平上，水体中优势菌群为嗜盐单胞菌属(Halomonas)、冷弯菌属(Psychroflexus)、盐厌氧菌属(Haloanaerobium);沉积物样品中优势菌群为盐厌氧菌属、盐单胞菌属、未分类菌(no-rank-f-unclassified),其中存在大量的未知物种。陶顺阿尔山水体与沉积物中存在着丰富的微生物群落，且差异性大，未知菌种居多。本研究首次阐明了陶顺阿尔山细菌群落的多样性，为今后开发和利用陶顺阿尔山的功能菌群提供参考。