低氧生境中好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理及种群结构研究进展

甲烷生物氧化在全球大气甲烷平衡和温室气体的控制中起着重要作用.氧气是甲烷生物氧化过程中的重要影响因素之一.生境中氧浓度不仅影响好氧甲烷氧化菌的种群结构、活性及甲烷碳的分配,而且好氧甲烷氧化菌在不同氧浓度下具有不同的代谢途径.理解低氧生境中好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理和甲烷生物氧化过程,对甲烷驱动型生态系统的碳循环和生物多样性有着重要意义.本文以好氧甲烷氧化菌为对象,综述了低氧生境中好氧甲烷氧化菌的活性及其种群结构、好氧甲烷氧化菌的缺氧耐受机理以及低氧生境中甲烷氧化菌与非甲烷氧化菌的关系,并对今后的研究方向进行了展望.     

不同pH条件下除臭生物滤池微生物种群结构的分子生态分析

采用分子生物学方法研究生物滤池中不同pH环境下的微生物种群的基因多样性,通过扩增细菌16SrRNA基因的V3可变区,结合应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析除臭生物滤池的生物种群的结构变化,并回收主要的DNA片段,采用PCR测序及T载体克隆测序,明确优势菌群的系统发育地位。结果表明,除臭生物滤池在不同的pH条件下,微生物的多样性及其丰度存在较大差别,强酸性对微生物具有较高的选择作用,与中性条件相比,微生物种群多样性相对较低。同时在滤池的不同层次上也表现出明显的空间分布多样性差异,序列比对显示硫氧化细菌在除臭过程中占有优势地位。为更好的处理恶臭气体提供可靠的科学依据,同时也为生物除臭的应用提供一定的理论基础     

水稻根系泌氧对土壤微生物区系及氮素矿化影响的研究进展

根系泌氧(radial oxygen loss,ROL)是水稻在长期淹水状况下从土壤中有效获得养分的重要机制之一,对水稻的生长发育具有重要意义。近年来,研究人员发现并阐明了水稻根系泌氧对于包括厌氧菌、好氧菌及兼性厌氧菌在内的土壤微生物种群数量和种群多样性的影响;大量研究也报道了根系泌氧能促进水稻根际土壤中有机氮的矿化。土壤有机氮矿化与土壤中的微生物区系密切相关,二者之间的相互作用进一步促进水稻对氮素营养的吸收与代谢。本文就水稻根系泌氧对土壤微生物区系和有机质矿化作用的影响进行综述,系统介绍了水稻根系泌氧可能的机理、对微生物区系的影响以及对有机氮矿化的促进作用,提出了目前水稻根系泌氧研究所面临的问题,并展望了水稻根系泌氧的研究前景。     

A~2/O工艺在污水生产中的认识和运用

本论文在对污水处理工艺认识的基础上,重点分析A2/O工艺,得出A2/O工艺在污水处理生产的上的不可忽视的地位。A2/O工艺生物处理部分主要由厌氧池、缺氧池和好氧池三个部分组成。厌氧主要是释放磷,同时对有机物进行部分氨化;缺氧池主要是用来脱氮的;好氧池能够去除BOD还能进行消化和吸收磷,功能多样。     

两株高效苯酚降解菌的筛选、鉴定及生物强化-DTRO组合工艺初步验证

【目的】从煤化工废水中分离、筛选苯酚高效降解微生物,初步考察微生物与DTRO技术联用,构建含酚废水生物强化处理工艺的可行性。【方法】采用苯酚浓度梯度培养基对苯酚降解微生物进行分离和筛选;根据菌体形态电子显微镜观察、菌株生理生化特性考察和16S r RNA基因系统发育树构建,对菌株进行初步生物学鉴定;将筛选出的高效苯酚降解菌制备成相应的菌剂与碟管式反渗透(DTRO)技术组合形成"生物强化-DTRO"工艺,并试用于含酚废水的处理。【结果】共获得7株纯化细菌,其中Phe-03和Phe-05为高效苯酚降解菌;该2株菌均可以苯酚为唯一碳源生长。经鉴定Phe-03为壤霉菌属(Agromyces)菌株;Phe-05为棒杆菌属(Corynebacterium)菌株。到目前为止,壤霉菌属(Agromyces)菌株降解苯酚尚未见报道。在初始苯酚浓度达到1 300 mg/L条件下,Phe-03和Phe-05菌株44 h内对苯酚降解率均达到70%以上;76 h后苯酚降解率均超过90%。组合形成的"生物强化-DTRO"工艺不仅可以有效去除废水中的酚类化合物,而且还能减少反渗透膜污染,以及增加膜的通透性。【结论】研究表明微生物技术可与DTRO技术联用,构建含酚废水生物强化处理工艺,可为含酚废水处理技术研究提供一种选择思路。     

不同施肥处理对玉米-小麦轮作土壤微生物群落功能多样性的影响

土壤微生物多样性能反应土壤的肥力,不同的施肥措施对土壤微生物的种群和功能多样性也会产生重要的影响。以山东德州连续两年小麦季和玉米季收获后土壤为研究对象,利用Biolog技术研究了6种不同施肥处理对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明:其中各个施肥处理的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)差异显著,常规氮磷钾肥+全量秸秆还田+秸秆腐熟剂(FS)处理代谢活性最高;物种丰富度指数(H)和均匀度指数(E)也表明各施肥方式均能够维持微生物种群的多样性,其中FS和30%猪粪+70%常规氮磷钾肥(OF)处理物种丰富度指数(H)和均匀度指数(E)最高;PCA及RDA分析显示,OF和FS处理微生物功能多样性相似,且其微生物功能多样性与有机质(Soil organic matter,SOM)、全氮(Total N,TN)、速效磷(Available P,AP)和速效钾(Available K,AK)密切相关。猪粪堆肥有机无机复合肥3 600 kg/hm2(OI2)处理与猪粪堆肥有机无机复合肥1 800 kg/hm2(OI1)处理相似,其功能多样性比常规施肥(CF)处理稍高。综上所述,OF处理和FS处理的土壤微生物群落功能多样性程度高于其他处理,说明秸秆还田+秸秆腐熟剂和有机肥部分替代氮磷钾肥能够显著提高土壤微生物功能多样性,有利于保护土壤微生态。     

SBR和MBR反应器中好氧反硝化菌的筛选与分析

好氧反硝化菌是土壤、沉积物、活性污泥等介质中广泛存在的一类微生物。研究以相同种泥扩大培养的SBR(序批式活性污泥反应器)和MBR(膜生物反应器)中活性污泥为研究对象,采用平板分离法分别从运行6个月的SBR和MBR反应器中分离得到9株和11株好氧反硝化菌。经好氧反硝化性能测定发现,20株细菌中有16株总氮去除率在50%以上,且NO_2~--N累积量均在0.5 mg/L以下。经系统进化分析表明,在门分类级别中,采用同一种泥的2个反应器中好氧反硝化菌表现出极大的一致性,20株好氧反硝化菌全部属于变形菌门(Proteobacteria)。但是,进一步分析发现不同反应器中好氧反硝化菌表现出较大的属、种间的差异。其中,SBR反应器9株好氧反硝化菌分属于4个属,6个物种;而从MBR反应器获得的11株细菌分属于2个属,6个物种;仅1个物种(Pseudomonas toyotomiensis)在2个反应器均有发现。     

采油废水模拟处理系统中酵母菌群落结构动态初步解析

本研究建立好氧活性污泥的模拟体系处理经过物化预处理的采油废水, 控制温度等条件接近实际运行体系的情况下, 考察系统COD去除率和污泥体系中酵母菌多样性变化。结果显示系统稳定后COD去除率在70%以上; 利用非培养的方法考察了污泥中酵母菌在系统启动和稳定后的多样性变化, 结果表明酵母菌在采油废水处理系统中有较高的多样性和稳定性; 原水中具有较高的酵母菌多样性, 并在系统稳定过程中呈现逐渐增加的趋势。表明酵母菌可以在活性污泥系统中稳定存在, 同时酵母菌等真核微生物在烃类污染物去除和环境治理上具有一定的研究和应用 价值。     

生物膜法和SBR法相结合处理难降解制药废水的研究

采用生物膜法和SBR法相结合的废水处理工艺处理含抗生素类等难降解的制药废水 ,对生物膜的耐冲击负荷能力、生物膜对进水可生化性的影响、生物膜对好氧SBR活性污泥性能的影响、pH对系统去除效果的影响等工艺条件进行研究 ,并通过与传统SBR处理工艺的对比试验 ,进一步揭示了生物膜法和SBR法相结合的处理工艺强的耐冲击负荷能力。     

基于基因芯片对微生物基因功能与群落结构分析的硫化矿生物浸出分析

生物冶金技术因具有流程短、成本低、环境友好, 且特别适合处理低品位、复杂、难处理的矿产资源等优点,已经成为研究热点。然而由于缺少高效菌种以及不能对浸矿体系微生物进行定量分析, 难以对浸矿工艺参数和微生物种群进行优化调控, 从而导致硫化矿生物浸出速度慢、浸出率低。随着基因芯片、菌种保存技术的发展, 这些难题在逐一被解决。对近年来针对硫化矿浸出过程微生物的基因功能与群落结构分析的研究进行了概述, 将帮助我们更好地了解基因组学与生物冶金技术结合的重要作用。