脱氮硫杆菌特异引物/探针的设计和评价

自脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)16S rRNA基因V3可变区中发现一条27 bp的特异序列, 以该序列为反向引物, 对高效同步脱硫反硝化系统污泥DNA进行了温度梯度PCR扩增和基因文库构建, 结果证实了该引物的高度专一性。应用该探针在去离子甲酰胺和NaCl的浓度分别为35%和100 mmol/L, 杂交/洗脱温度为48°C条件下对污泥样品杂交得到较好的阳性结果, 软件分析表明脱氮硫杆菌在污泥中约占15%。脱氮硫杆菌专一性引物/探针的提出, 将为不同生态环境中该种微生物的时空分布、结构动态以及实时定量等研究提供分子生物学工具。     

有机污染物对水体真细菌群落结构的影响

为了揭示有机污染物对环境真细菌组成和多样性的影响,应用末端限制性片段长度多态性(tRFLP)和16S rDNA文库技术并结合水质分析方法,比较分析了松花江流域内受不同程度有机污染的4个水体及其沉积物中真细菌的群落结构。tRFLP分析表明各水体及底泥均呈现较为复杂的群落结构模式,不同底泥群落形成的末端限制性片段(TRF)图谱具有很高的相似性,但随着污染程度的加强,部分类群明显富集,而且在水样组和泥样组内,群落结构的相似性同水质相似性是一致的,主成分分析(PCA)显示水样和泥样中的真细菌TRF形成不同的群。16SrDNA文库分析表明松花江哈尔滨段底泥中真细菌分布于10个门,Proteobacteria门占优势,达群落总数的21.92%(β-Proteobacteria亚门占10.96%),而有机染污物严重超标的生活污水排污道底泥中的微生物多样性较低,分布于7个门,Proteobacteria门为优势群,占群落的47.37%(α-Proteobacteria亚门占21.05%,δ/ε-Proteobacteria亚门占15.79%)。该研究表明向水体中长期排放高浓度有机物能使系统中微生物群落多样性降低,与污染物降解相关的功能微生物类群明显富集。     

PCR-SSCP技术分析碱度影响下硫酸盐还原反应器中微生物群落动态

采用PCR-单链构象多态性(SSCP)技术和杂交技术, 分析进水碱度降低引起的产酸-硫酸盐还原反应器中微生物群落动态. 试验结果表明, 碱度人为控制在4000 mg/L, 硫酸盐负荷率为4.8 kg/(m³·d)时, 反应器25天启动成功, 硫酸盐去除率达87%, 此时Lactococcus sp., Anaerofilum sp.和Kluyvera sp.等占优势. 当短时间降低进水碱度至1000 mg/L以下时, 硫酸盐去除率迅速降到35%; 继而提高并稳定进水碱度为3000 mg/L时, 硫酸盐去除率稳定在55%, Dysgonomonas sp., Sporobacte sp., Obesumbacterium sp.和Clostridium sp.得以富集, 同Lactococcus sp., Anaerofilum sp.和Kluyvera sp.一起构成优势菌群. 碱度继续降低并稳定至1500 mg/L时, 硫酸盐的去除率上升并稳定在70%, Dysgonomonas sp., Sporobacter sp.和Obesumbacterium sp.消亡, 而Desulfovibrio sp.和Clostridium sp.的某些菌种得以大量富集. 为探讨系统所能承受的最低碱度阈值, 再次将碱度降低至400 mg/L, 发现硫酸盐去除率、pH值和出水碱度迅速下降, Petrotoga sp., Prevotella sp., Kluyvera sp.和Neisseria sp.的数量水平明显降低, 杂交显示硫酸盐还原菌(SRB)的数量也随之降低. 微生物群落结构特征和多样性分析表明, 种泥中的SRB种群异常丰富, 碱度降低使种群的丰度逐渐趋于单一. 常驻种群绝大多数为发酵产酸菌(FAB), 其中Firmicute门所占的比例最大, 而SRB所占数量比例极少. 这种群落结构体现了FAB与SRB之间的协同代谢作用, 从而维持着系统硫酸盐较高去除率和运行稳定性.