活性污泥微生物胞外多聚物生物合成途径与菌胶团形成的调控机制

活性污泥法是借助活性污泥微生物菌胶团形成来实现泥水重力分离和部分污泥回用,辅以曝气供氧,在曝气池中高密度的微生物细胞可将溶解性有机污染物迅速降解、转化后为己所用,外排的剩余污泥带走大量有机质和氮磷,水质得以净化。活性污泥微生物所合成的胶质状胞外多聚物(Extracellular polymeric substances,EPS)是污泥菌胶团形成必不可少的"黏合剂",吸水性极高,这也造成剩余污泥难以处置和利用。我们初步总结了活性污泥微生物宏基因组研究概况,利用分子遗传学和基因组学手段,对活性污泥优势种动胶菌(Zoogloea)和其他菌胶团形成菌的EPS生物合成途径和菌胶团形成与调控机制加以研究,鉴定出一个约40 kb的胞外多糖生物合成大型基因簇和一个由7个基因组成的小型基因簇,该基因簇中除胞外多糖合成相关基因外,还编码组氨酸激酶Prs K和反应调节蛋白Prs R双组分系统,可激活RpoNσ因子共同调控一类称之为PEP-CTERM的新型胞外蛋白质的表达,参与菌胶团的形成。PEP-CTERM富含天冬酰胺(缩写为Asn或者N)残基,可能与胞外多糖通过N-连锁的糖基化形成复合物,包裹微生物细胞群体来介导菌胶团的形成。类似的PEP-CTERM基因和胞外多糖合成基因簇在许多重要的活性污泥细菌如聚磷菌和全程氨氧化菌中存在,说明这些细菌也是菌胶团形成菌,可通过污泥沉淀和回用在活性污泥中得以富集。这些研究结果可供活性污泥膨胀控制、污泥减量和剩余污泥资源和能源回收利用参考。     

细菌必需基因、最小基因组和合成细胞

单细胞原核生物是原始的细胞生命形式,确定细菌必需基因和最小基因组对理解生命的本质、细胞生命的起源和进化有非常重要的意义。文中简要介绍近年来有关细菌的必需基因、最小基因组和合成细胞的研究方法、理论和进展。还特别介绍人工建立最小细菌基因组的策略以及应用前景。     

武汉东湖水生植物群落演替的研究

 本文根据1992～1993年调查结果并结合前人研究资料,讨论了东湖水生植物群落30多年来的动态变化及其与富营养化和渔业养殖等因素的关系,提出了东湖水生植物群落的演替系列是从微齿眼子菜阶段→微齿眼子菜+大茨藻+金鱼藻+狐尾藻阶段→微齿眼子菜消失阶段→大茨藻阶段→大茨藻+狐尾藻+苦草阶段。同时,还从物种生理生态、补偿和再生能力、生活史及生殖对策、种间关系等方面探讨了水生植物群落演替的物种替代机制及其演替模式,为湖泊水生植被恢复、人工调控和优化提供理论依据。     

活性污泥微生物解壳聚糖松江菌中菌胶团形成相关大型基因簇的鉴定和分析

【背景】活性污泥法已广泛应用于城市污水和工业废水的处理,微生物菌胶团的形成在污泥通过重力沉淀实现泥水分离和污泥回用的过程中起着重要作用。从西安北石桥污水处理厂活性污泥中分离到一株菌胶团形成菌XHY-A6,经鉴定为解壳聚糖松江菌(Mitsuariachitosanitabida)。【目的】旨在揭示该株解壳聚糖松江菌菌胶团形成相关的基因及其菌胶团形成机制。【方法】结合分子遗传学,包括转座子插入突变技术和遗传互补分析以及基因组学方法分析与菌胶团形成相关的基因和基因簇。【结果】通过转座子插入突变技术获得了两株菌胶团形成缺陷的突变株,转座子插入位点在糖基转移酶(称为gt3)和多糖链长决定蛋白(wzz)基因内,且这两个基因位于一个与菌胶团形成相关的大型基因簇内,该基因簇内还包括与胞外多糖生物合成和分泌相关的基因、epsB2-prsK-psrR-prsT基因以及一个编码PEP-CTERM蛋白A的基因,遗传互补分析证明gt3基因、wzz基因及其下游wzc基因在菌胶团形成过程中是必需的。【结论】松江菌中菌胶团形成和调控机制极可能与活性污泥优势菌动胶菌(Zoogloea)非常相似,即由胞外多糖和PEP-CTERM家族胞外蛋白质共同介导。从武汉二郎庙、汤逊湖和深圳南山污水处理厂活性污泥中分离纯化出松江菌,这些松江菌属细菌可以用于富含几丁质和壳聚糖的市政污水和虾蟹类食品加工废水的净化和资源化利用。     

活性污泥菌胶团/生物絮团形成菌的分离鉴定及基因组分析

从云南省泸西县的污水处理厂分离到一株菌胶团形成菌YN12, 经过鉴定与象牙白伪杜擀氏菌(Pseudoduganella eburnea)10R5-21T模式株具有较近的亲缘关系, 属于同一物种。为揭示该菌株与其他活性污泥细菌间菌胶团形成机制及碳源利用方面的异同, 对该菌株进行全基因组测序、组装、注释及比较基因组学分析。结果表明: P. eburnea YN12株基因组大小约为5934 kb, G+C含量为63.9%, 包含5313个蛋白质编码序列, 具有与喜树脂动胶菌(Zoogloea resiniphila)MMB株、解叔丁醇水居菌(Aquincola tertiaricarbonis)RN12株及解壳聚糖松江菌(Mitsuaria chitosanitabida)XHY-A6株相似的胞外多糖生物合成途径、PrsK-PrsR双组分系统和PEP-CTERM胞外蛋白家族, 共同介导和调控的菌胶团形成机制。与后者相比, 菌株YN12中胞外多聚物(Extracellular polymeric substances, EPS)形成相关基因集中在大小约为72 kb的大型基因簇上, 且能吸收利用的碳源特别是单糖、二糖和多糖更为丰富多样。同时, 我们还从河流及养殖水体中也分离到象牙白伪杜擀氏菌, 这些菌株可用于生物絮团技术(Biofloc Technology), 改善水产养殖水质。     

武汉东湖湖水和底泥对黄丝草生长的影响

利用人工栽培方法,研究了武汉东湖重污染区湖水和底泥对黄丝草（ＰｏｔａｍｏｇｅｔｏｎｍａａｃｋｉａｎｕｓＡ．Ｂｅｎｎ．）生长的影响。以湖滨黄棕色粘土作对照,在上覆水条件相同时,东湖底泥上培养的黄丝草生长良好,生物量高,枝条较长。东湖底泥中黄丝草根系较纤细,每个植株的根数也较少,但根系活力明显高于对照。底泥中有机质过高对黄丝草根系发育不利。东湖湖水的水质状况对黄丝草的生长也有一定的影响,在底质相同的情况下,在湖水中生长的黄丝草生物量低,根茎重量比小,根数少。对东湖黄丝草种群消失机理和水生植被重建对策也作了探讨。     

武汉东湖水生植物生态学研究 Ⅱ.后湖水生植被动态与水体性质

报道１９９１－１９９３年武汉东湖子湖后湖区水处植被和水体理化性质的调查结果。上前后湖水生植物较东湖其它湖区丰富,共记载了４７种,３年间水生植物生物量和水生植被分布面积变动剧烈。１９９１年水生植被分布面积约为该湖区面积的８．４％;１９９２年高达３８１ｈｍ＾２,覆盖面积达８０％;而１９９３年水生植被面积不到１％。经分析,认为目前影响后湖水生植被的扩要因子是草食性鱼类,只要停止放养     

不同生活型大型植物对浮游植物群落的影响

湖泊加速富营养化是世界范围内的普遍现象,由此造成水质恶化,藻类大量增生,水生植被特别是沉水植物衰退乃至消失,生物多样性降低,严重影响湖泊主要功能的发挥。大型植物与浮游植物都是浅水湖泊的初级生产者,其间存在复杂的相互关系,如除竞争作用外,还可能存在相生...     

二(噁)(口英)对人体和动物的毒性作用和内分泌干扰

阐述了二(噁)(口英)的概念、来源和毒性、特性及对人体和动物的毒性作用和内分泌干扰.     

PCR技术在环境生物学上的应用

ＰＣＲ技术在环境生物学上的应用邱东茹,吴振斌（中国科学院水生生物研究所武汉４３００７２）水是许多疾病的传播途径之一,为监测水环境、水处理系统和供水系统的卫生学质量,需要对水中的病原菌和病毒作检测,由于直接检查水中各种病原微生物方法复杂,如有些细菌很难...