甲烷代谢古菌分离培养研究进展

全球变暖是全人类面临的一个巨大挑战,而温室气体排放持续上升是全球变暖的关键因素,并引发一系列生态环境问题。甲烷是第二温室气体,对全球变暖的贡献达20%。然而,在甲烷代谢中发挥重要作用的产甲烷古菌和厌氧甲烷氧化古菌(anaerobic methanotroph,ANME)较难培养,极大地限制了人们对甲烷代谢及其影响碳源-汇关系与机制的研究。本文综述了最新产甲烷古菌和ANME富集、分离和培养方法,包括富集培养、原位培养、共培养、微流控技术、稀释分离和固体分离技术、ANME反应器和培养瓶富集培养,以及宏基因组预测和反向基因组学,并对这些方法的优缺点进行了评估,对未来甲烷代谢古菌的富集、分离和培养提出新的建议。     

含氟有机废水处理过程活性污泥微生物群落研究进展

随着有机氟化物在各领域的广泛应用,含氟有机废水处理面临巨大挑战。活性污泥作为有机废水处理的核心技术之一,微生物在其中发挥着极其重要的作用。本综述首先聚焦在活性污泥微生物群落多样性、组成、结构和功能及其与含氟废水类型、处理工艺和处理效率之间的关系,进而讨论了功能微生物降解/转化有机氟化物的途径和作用机制,最后展望了结合分离培养降解有机氟化物的关键微生物,以及微生物组学技术解析活性污泥微生物群落构建、互作、代谢等核心问题,以提高对含氟有机废水微生物降解机理的认识,优化含氟有机废水处理工艺。     

滨海湿地生态系统微生物驱动的氮循环研究进展

滨海湿地生态系统介于陆地生态系统和海洋生态系统之间,其类型多种多样,环境差异极大,微生物种类丰富。近年来,随着人为氮源的大量输入,造成滨海湿地生态系统富营养化污染问题日趋严重。本文主要总结了滨海湿地生态系统微生物驱动的固氮、硝化、反硝化、厌氧氨氧化、NO_3~-还原成铵等主要氮循环过程,并综述了通过功能基因(如nifH、amoA、hzo、nirS、nirK、nrfA)检测微生物群落多样性及其环境影响因素的相关研究,旨在更好理解微生物驱动氮循环过程以去除氮,以期为减轻富营养化和危害性藻类爆发提供科学依据。     

渗透胁迫对高粱根中K^＋累积的刺激作用

本工作中发现,２,４－二硝基酚可有效地洗去高粱根中的Ｋ＾＋,从而提高了测定和比较Ｋ＾＋累积量的显示度和准确性,渗透胁迫下,高粱根中Ｋ＾＋的累积量比对照增加高达６．７倍;同时,组织的Ｈ＾＋分泌明显受到促进,动力学研究表明,经ＰＥＧ胁迫的高粱根对Ｋ＾＋的亲和力显著增强。对照：Ｋｍ＝９．２５ｍｍｏｌ／Ｌ,Ｖｍ＝２３．６μｍｏｌ ｇ＾－１ＤＷ ｍｉｎ＾－１;ＰＥＧ处理者：Ｋｍ＝２７．２５μｍｏｌ／Ｌ,Ｖｍ     

渗透胁迫对高粱根中K~+累积的刺激作用

本工作中发现,2,4—二硝基酚(DNP)可有效地洗去高粱根中的K~+,从而提高了测定和比较K~+累积量的显示度和准确性,渗透胁迫下,高粱根中K~+的累积量比对照增加高达6.7倍;同时,组织的H~+分泌明显受到促进,动力学研究表明,经PEG胁迫的高粱根对K~+的亲和力显著增强。对照:K_m=9.25mmol/L,V_m=23.6μmolg~(-1)DW min~(-1);PEG处理者:K_m=27.25μmol/L,V_m=14.71μmolg~(-1)DW min~(-1).地上部的存在有利于 K~+的吸收。渗透胁迫所促进的K~+吸收可被亚胺环己酮(CHM)完全抑制,这一结果暗示渗透胁迫诱导的K~+吸收的增加依赖于蛋白质的诱导合成,本文讨论了K~+吸收增强的可能机理。     

盐胁迫下苜蓿中盐蛋白的诱导产生

盐胁迫下苜蓿叶片中蛋白质的合成受到抑制,而其离体叶绿体中蛋白质合成增强,ABA阻碍了后者的蛋白质合成。NaCl胁迫下,“松江”和“肇东”两品种的根和叶中均无新多肽出现。在盐敏感的“松江”品种离体叶绿体中,NaGl诱导70,65,60和43kD4种多肽产生,ABA诱导60和17kD两种多肽产生;在较抗盐的“肇东”品种离体叶绿体中,NaGl诱导83,80kD和43kD3种多肽产生,但100mmol/L NaCl并不诱导83kD多肽出现,ABA无明显作用。两品种的43kD多肽和肇东品种的80kD多肽都存在于类囊体膜上,而松江品种的60kD多肽则存在于叶绿体间质中。     

微生物驱动的滨海湿地N2O产生及其机制研究进展

滨海湿地位于海陆交界,具有初级生产力高、生物多样性丰富以及微生物驱动的营养元素循环活跃等特点,同时也是大气中一氧化二氮(N_2O)的重要排放源。N_2O是仅次于二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的第三大温室气体,而全球90%以上的N_2O排放由微生物主导,并与滨海湿地氮循环的微生物群落多样性及功能密切相关。因此,滨海湿地系统中N_2O的产生与转化逐渐受到关注。本文综述了滨海湿地生态系统中微生物驱动下N_2O的产生过程,以及氮元素及其与碳、硫和金属元素耦合过程中产生N_2O的代谢途径,N_2O排放的时空变化与微生物调控,并对未来相关研究方向进行了展望,旨在揭示微生物驱动的N_2O产生及环境调控机制,为减缓全球变暖提供科学依据。     

红树林沉积物中微生物驱动硫循环研究进展北大核心CSCD

红树林滨海湿地是在周期性咸水、淡水作用下形成的特殊生态系统,其沉积物中有机质含量丰富,微生物驱动的营养物质循环活跃。由于红树林沉积物中硫酸盐含量高、硫化物种类多,因此红树林是研究硫元素生物地球化学循环过程和机制的理想系统。本文综述了红树林生态系统中主要的硫元素循环过程,重点总结了硫氧化和硫酸盐还原过程及其功能微生物,分析了影响硫氧化和硫酸盐还原的主要环境因素,并对红树林沉积物中微生物驱动硫循环的重点研究方向进行了展望。鉴于微生物驱动的硫循环过程耦合碳、氮和金属元素循环,本文可为深入探究微生物驱动的生物地球化学元素循环耦合机制提供参考。