鄱阳湖典型湿地土壤微生物活性对季节性水位变化的响应

为探究湿地土壤微生物对季节性水位变化的响应关系,以鄱阳湖湿地土壤为研究对象,在2014年3、6、10及2015年1月4个季节采集了3个不同高程样带的土壤样品,对土壤微生物基础呼吸、生物量及胞外酶等活性进行了测定。研究结果表明:(1)季节性水位变化不仅显著改变了土壤有机碳、溶解性有机碳、有效磷等含量,也使得微生物量碳和4种水解酶β-葡萄糖苷酶、β-木糖苷酶、N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、磷酸酶活性表现出夏冬季较高、秋季最低的动态变化,而2种氧化酶酚氧化酶和过氧化氢酶的表现正好相反。(2)水位高程和地上植被类型同样对土壤微生物产生了显著影响,表现为南荻样带有较高营养元素含量和微生物活性。(3)一些土壤理化指标(含水量、铵态氮、有机碳、有效磷等)与微生物活性(微生物量、基础呼吸、酶活)显著相关;季节水位变化对微生物活性的影响大于高程差异。研究结果表明水位波动对湿地土壤微生物活性产生了重要影响,鄱阳湖水文节律的改变将影响到湿地土壤的正常生态功能。     

水淹条件下灰化薹草和虉草活体、枯落物分解过程的比较

为了揭示鄱阳湖湿地活体植物和自然枯落物在水淹条件下分解过程的差异,以鄱阳湖湿地优势植被物种灰化薹草(Carex cinerascens)和虉草(Phalaris arundinacea)为研究对象,采用分解袋法开展室内模拟实验。植物样品设置新鲜和风干两种处理,分别模拟活体植物和自然枯落物在水下的分解过程。研究结果表明:(1)在180 d的淹水实验过程中,两种处理下的灰化薹草和虉草的分解过程都具有阶段性,前期分解速率较快,后期较慢。(2)两种植物枯落物的分解速率与植物C/N比有显著相关性,而活体植物的分解速率与植物C/N比相关性不强。(3)活体植物和自然枯落物的水下分解速率与物种有关,虉草活体比虉草枯落物分解速率快,而薹草活体比薹草枯落物分解速率慢。(4)模拟实验结束时活体植物仍有34%—43%未分解,推测鄱阳湖丰水期退水后大量洲滩植被消失的原因并非是植被在水淹下完全分解,而是一部分植被被水生动物啃噬或被水流冲走。     

敦煌莫高窟第98窟壁画表面菌斑的群落结构分析

【目的】确定第98窟壁画表面白色污染物内微生物微观特征, 分析其群落组成、结构特点及诱发壁画病害微生物产生的因素, 为石窟寺保护和旅游管理提供建议。【方法】利用无菌手术刀收集壁画表面白色污染物样品; 利用扫描电子显微镜(SEM)分析样品中微生物体微观形貌; 通过提取样品总DNA、扩增细菌16S rDNA、构建克隆文库、测序和系统发生关系分析等技术研究壁画微生物群落组成与结构特点。【结果】壁画白色污染物中存在大量具有微生物特征的结构体, 形态多呈短杆状和卵圆形, 大小在 (3.0?5.5)?μm×(1.5?2.5) μm之间。共得到克隆文库序列111条, 主要为变形菌门γ-变形菌亚门肠杆菌科(Enterobacteriaceae)与假单孢菌科(Pseudomonadaceae)成员。群落组成和结构分析表明所得序列主要隶属于肠杆菌属(Enterobacter)、埃希菌属(Escherichia)、固氮菌属(Azotobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和克雷伯菌属(Klebsiella); 埃希菌属和肠杆菌属为优势属, 分别占克隆文库中总序列的46.8%和35.1%, 二者在自然界分布广泛, 大多属于人类致病菌。【结论】莫高窟第98窟壁画表面白色污染物主要为病害细菌生长所形成的菌斑群落集成。变形菌门在壁画细菌克隆文库中占绝对优势, 壁画病害微生物的出现和蔓延可能与该洞窟之前长期旅游开放存在一定关联。     

应用环境微生物治理淡水湖泊微囊藻毒素污染的研究进展

近年来,随着水体富营养化程度的加剧,蓝藻水华现象时有发生,蓝藻及其释放的藻毒素对生态环境和人类健康构成严重威胁。在各种藻毒素中,以微囊藻毒素(Microcystins,MCs)毒性最强,对人类危害也最大,微囊藻毒素的化学性质相对稳定且难以通过常规水处理方法消除,因此如何有效去除环境中的MCs是国内外普遍关注的难题。研究发现自然界中的微生物能够有效降解和消除MCs污染,由此产生的环保技术极具应用价值。本文主要概述了微囊藻毒素的产生机理、化学结构以及毒性危害,总结了微囊藻毒素的自然分解过程以及微生物群落对微囊藻毒素的响应机制,重点分析了微生物群落在微囊藻毒素污染控制技术中的潜在应用,并对应用微生物技术治理微囊藻毒素污染的技术瓶颈提出了建议,以期加速微囊藻毒素微生物降解技术的完善和应用。     

墓室酥碱砖壁画及其环境的真菌多样性分析

【背景】酥碱是威胁古代墓室砖壁画保存的主要病害之一,水分和盐分共同作用下壁画产生酥碱病害,而其中真菌类群、来源及耐盐性鲜有报道。【目的】比较敦煌汉墓、晋墓和嘉峪关五号墓内砖壁画酥碱样品及其赋存环境空气中可培养真菌的群落组成、多样性及耐盐性,为砖壁画的防护提供理论依据。【方法】运用扫描电镜观察酥碱样品微观形貌,并结合能谱、X射线衍射进行成分分析;对样品培养、分离、纯化获得真菌纯菌株,运用形态和分子生物学技术鉴定种属;利用梯度含盐培养基研究菌株的耐盐性。【结果】墓室酥碱样品及环境空气中青霉属(Pencillium)、曲霉属(Aspergillus)和枝孢属(Cladosporium)丰度较高,为优势属;其他菌属包括镰孢菌属(Fusarium)和毛壳菌属(Chaetomium)为稀有属。三座墓室砖壁画酥碱中均存在烟曲霉(A.fumigatus)、花斑曲霉(A.versicolor)以及黄灰青霉(P.aurantiogriseum);酥碱样品与墓室内外空气中分离获得的真菌类群间有一定相似性。多数菌株可在含15%NaCl的培养基上生长,一株产黄青霉(P. chrysogenum)甚至可在30%盐浓度条件下生长。【结论】青霉属和曲霉属为墓室共有优势菌,多数菌株有较强的耐盐性。     

在微生物生态学课堂教学中落实生态文明教育

大学生是推动生态文明建设的重要支撑力量,落实大学生生态文明教育是建设生态文明社会的重要内容。微生物生态学是一门与人类活动密切相关的学科。本文通过结合课程知识点、改革教学方法、关注日常课堂生活等方面,介绍如何在微生物生态学课堂教学过程中落实生态文明教育。在传授专业知识的同时,增强大学生节约意识、环保意识、生态意识,引导大学生践行生态价值观,促进高校生态文明发展。同时,为其他相关课程教学落实生态文明教育提供借鉴与参考。     

对不同公司16S rRNA基因MiSeq测序数据的一致性分析

【背景】高通量测序技术已经广泛应用于环境微生物研究的各个领域。不同原理的测序平台以及众多生物公司的出现为各个科研团队提供了各具特色的测序技术支持,在满足了不同研究需要的同时,也产生了多种多样的测序数据。这些基于不同测序平台,以及同一测序平台下不同测序公司所产生的数据之间是否具有通用性,一直以来都是广大科研学者所关注的。【目的】探究同一样品在基于MiSeq测序平台下,不同测序环境以及不同测序深度对实验数据的影响,并进一步探究造成差异的原因,以及这些差异对实验结果的影响。【方法】从鄱阳湖松门山、南矶山、饶河、白沙洲采集底泥沉积物样品,分别在2个公司进行不同测序深度16SrRNA基因V3-V4区高通量测序,并比较分析2组测序数据。【结果】2组数据反映的微生物群落结构在实验样地间的分布规律具有高度的相似性,但稀有微生物的差异导致他们在PCoA以及聚类分析中被分为两簇。关系网络关联分析发现具有较高测序深度的B组数据反映了更为复杂的微生物间相互作用,部分稀有微生物如Deferribacteres(脱铁杆菌门)、Lentisphaerae (黏胶球形菌门)等在群落中发挥着重要的作用。METAGENassist功能预测发现了他们在Atrazine metabolism、Chitin degradation、Sulfate reducer、Nitrogen fixation等14类功能上存在差异。【结论】不同的测序环境对实验数据造成的影响可以通过数据质控过程减弱甚至排除,而测序深度的不同则会对测序数据产生显著影响。这种影响主要体现在较深的测序深度会显著增加稀有微生物的丰富度,进而有利于增强我们对环境微生物群落整体功能的认识。     

基于Web of science数据库的ACC脱氨酶研究文献计量分析

随着土壤环境日益恶化,ACC脱氨酶(1-Aminocyclop ropane-1-carboxylate deaminase)提高植物抗逆性及生态修复功能越来越受到关注。基于文献数据库,客观分析当前国际ACC脱氨酶研究的发展动态,旨在推动我国ACC脱氨酶相关研究及其在土壤污染修复中的应用。基于Web of science数据库,采用文献计量学方法,对全球发表于1991-2016年的ACC脱氨酶研究论文的国家、机构、作者、研究领域、期刊及关注热点进行统计分析。ACC脱氨酶全球论文数量在近几年呈现出持续增长态势。其中印度、加拿大和巴基斯坦在ACC脱氨酶研究领域处于国际领先地位,加拿大的发文量和发文影响力均位于首位,研究力量集中,研究人员实力较强。中国在ACC脱氨酶方面的研究起步较晚,发文数量虽然排名全球第四,但其影响力较低。全球范围内,ACC脱氨酶的研究内容主要集中在农业生产及环境修复两个方面。中国从微生物生态学、植物与微生物互作及植物修复等多个方向开展研究,也是今后值得重点关注和跟踪研究的方向。加拿大的研究力量处于国际领先水平。我国在该领域的研究起步晚,但近五年发展速度较快,关注热点体现出一定的特色和前瞻性,今后要注重高水平论文的发表,同时加强与高水平研究机构之间的合作,带动该领域研究力量的整体提升。