人为源微生物气溶胶的分布特征及风险研究进展

近年来,新型冠状病毒肺炎疫情全球肆虐,引起了公众对于微生物气溶胶潜在风险的极大关注,其中人为源微生物气溶胶潜在的健康危害逐步成为越来越多学者关注的热点之一。本文综述了近年来4类主要人为源微生物气溶胶的研究现状,比较了不同人为源微生物气溶胶的分布特征和微生物组成特性,并探究了影响微生物气溶胶特征的主要因素及其存在的潜在风险。结果表明,畜禽养殖场微生物气溶胶平均浓度最高,其次是污水处理厂和垃圾填埋场,医院最低。从微生物组成特性来说,不同人为源微生物气溶胶中微生物组成与其产生源密切相关;同时,其组成也受其所处环境条件影响。基于以上分析,本文进一步展望了未来人为源微生物气溶胶的主要研究方向,以期为微生物气溶胶控制标准的制定及控制技术的研发奠定基础。     

高黎贡山土壤微生物生态分布及其生化特性的研究

研究了高黎贡山东坡不同海拔高度的自然林、不同海拔高度和人为干扰强度的集体林、不同权属森林和不同土地利用类型土壤微生物数量及某些生化特性。结果表明,在高黎贡山上半部,自然林随海拔降低,土壤微生物数量及活性升高。而下半部,集体林随海拔降低,人为干扰强度和频率增加,土壤微生物数量和活性降低;森林权属从国有集体个人,土壤微生物数量及活性降低;森林被纯林替代后,土壤微生物数量及活性迅速降低,但耕作通常更有利于微生物繁殖。高黎贡山中部(海拔2000m左右)的自然植被下土壤微生物含量丰富且活性较高,但海拔高气温低不利于土壤微生物生长繁殖及进行生物化学变化。另一方面,森林植被的过份砍伐和利用也使土壤微生物数量和活性降至较低水平。     

小病毒撬起大世界

病毒是微生物大家族中最小的成员。其他的微生物都有细胞构造,因而可用光学显微镜观察,惟独病毒没有细胞构造,小到只能借助电子显微镜才能看到。在电子显微镜尚未出现的19世纪至20世纪30年代间,人类还无法目睹病毒的真面目,当时只能借助过滤细菌的滤器来测定病毒的大小,因此,当时称它为"滤过性病毒"。     

小病毒撬起大世界

病毒是微生物大家族中最小的成员。其他的微生物都有细胞构造，因而可用光学显微镜观察，惟独病毒没有细胞构造，小到只能借助电子显微镜才能看到。在电子显微镜尚未出现的19世纪至20世纪30年代间，人类还无法目睹病毒的真面目，当时只能借助过滤细菌的滤器来测定病毒的大小，因此，当时称它为“滤过性病毒”。     

现实世界的微小造物主

什么是微生物?微生物是指肉眼难以看清,需要借助光学或电子显微镜才能观察到的一切微小生物(<0.1毫米)的总称。它们大多为单细胞,少数为多细胞,还包括一些没有细胞结构的生物。     

荧光原位杂交技术及其在环境微生物生态学中的应用研究

荧光原位杂交技术是一种能够同时对微生物进行定性、定量和研究微生物群落空间分布情况的有力工具。简要介绍了荧光原位杂交技术的方法,并对其在人为创制环境和自然环境中特征性微生物种群及群落生态学中的应用研究进行了讨论,指出了该种技术在应用中存在的问题与缺陷,最后对荧光原位杂交技术在堆肥微生物生态中的应用及与其他方法的组合应用进行了展望。     

微生物微培养系统研究现状与展望

微生物培养是微生物学的起源和根本,成功的微生物培养是进行后续研究的重要前提与基础。但是,微生物培养操作不仅耗费了科研人员大量的精力和时间,还存在着极大的人为误差。近年来,容量小、高通量、模块化、可操作性良好并可进行在线检测的微生物微培养系统得到了微生物学领域的广泛关注。文中介绍了应用于微生物学领域的微培养系统,并按系统构成分类讨论了微生物微培养系统的发展、应用和展望。     

长期人为干扰对桂西北喀斯特草地土壤微生物多样性及群落结构的影响

人为干扰是喀斯特草地正向演替的主要障碍因素, 从土壤微生物角度探讨草地对干扰的响应可为喀斯特生态恢复与科学利用提供依据。该研究依托中国科学院环江喀斯特生态系统观测站长期干扰监测样地, 通过高通量测序测定3个干扰模式(火烧、刈割、刈割除根)和1个对照(封育)处理的土壤细菌、真菌α多样性和群落结构, 并分析它们与环境因子(坡位、土壤理化性质)的关系, 揭示人为干扰对桂西北喀斯特草地土壤微生物的影响及机制。结果显示: 1)对于α多样性, 在中坡和下坡, 火烧均显著降低了真菌Chao1指数, 刈割均显著降低了细菌的香农指数和谱系多样性指数; 刈割除根在中、下坡分别显著降低了真菌Chao1指数和细菌香农指数。2)对于群落结构, 火烧、刈割和刈割除根在中、下坡均显著降低了酸杆菌门细菌相对丰度, 火烧在下坡使子囊菌门真菌相对丰度从74.49%显著降低至34.72%。3)冗余分析显示, 微生物生物量碳含量解释细菌和真菌α多样性变化的29.8%和26.8%以及细菌群落结构变化的31.7%; 细根生物量解释细菌α多样性和真菌群落结构变化的13.9%和10.3%。可见, 长期人为干扰对土壤微生物α多样性产生负面影响, 并显著改变微生物群落结构, 影响程度因干扰方式、微生物种类不同而异, 且受坡位调控。土壤微生物生物量碳含量和细根生物量的减少是人为干扰影响土壤微生物多样性和群落结构的重要因素。α多样性及子囊菌的减少将不利于土壤生态系统稳定性的维持, 酸杆菌的减少将不利于土壤有机质降解和铁循环。因此, 长期火烧、刈割等人为干扰将导致喀斯特草地生态系统功能发生退化。     

名词解释

微生物培养法在人为条件下繁殖微生物的方法。根据各种微生物对养料、温度、空气、水份、酸碱度等条件的不同要求,以及生产和科学实验上的要求,可分别设计不同的培养方法,如通气培养(摇瓶培养、发酵罐通气培养等)、厌气培养(密闭式发酵培养等)、连续培养等。对于病毒则常用动植物活机体或离体的活组织进行培养。     

基于不同通用引物比较分析肠道微生物群落变化

肠道微生物对于人体健康的重要作用已经得到广泛证实,目前,对肠道微生物的研究大多采用基于扩增细菌16S rRNA基因V3-V4区的高通量测序分析,对古菌的关注较少。本研究选择了一对可以同时扩增细菌和古菌16S rRNA基因的引物,通过比较人为干扰肠道微生物前后的群落变化,说明这对引物适宜分析人类肠道细菌和古菌群落变化并具有一定优越性。采集志愿者粪便样品,同时用仅能扩增细菌引物 (B引物) 和细菌古菌通用引物 (AB引物) 进行扩增和高通量测序;使用几个常用的rRNA数据库判断引物对细菌的覆盖度和对古菌的扩增能力。结果表明,AB引物在可以展示B引物扩增出的细菌群落的基础上,可以得到肠道中常见的产甲烷古菌的序列,同时也展示出人为干扰肠道微生物前后的群落结构变化。AB引物可以仅通过一次扩增和测序同时分析肠道中的细菌和古菌群落,更加全面展示肠道微生物群落结构,适用于肠道微生物相关研究。     

白云山土壤微生物的季节变化及其对环境污染的反应

初步调查了广州市白云山土壤中细菌、放线菌和真菌等微生物．在人为活动频繁的样地土壤微生物的多样性及其生物量均大于森林内的３个样地．土壤微生物的生物量高峰期出现在秋冬季节．用不同污染程度的水处理土壤１５ｄ后,以蒸馏水（ｐＨ７．０）处理为对照,土壤微生物种类多样性的顺序为：蒸馏水＞溪水（ｐＨ５．４）＞雨水（ｐＨ４．８）＞污水（ｐＨ４．２）;而土壤微生物的生物量则无显著变化     

烟叶表面微生物及其应用*

利用微生物发酵技术改善烟叶品质,是目前国内外学争相研究的课题。在发酵过程中有微生物、酶及化学物质的协同作用,诱发一系列与香气物质变化有关的生化反应。其中微生物贯穿烟叶发酵始终,对烟叶品质起重要作用。人为的将微生物用于烟叶发酵是提高烟叶品质、改善烟气特性的新途径,给予烟叶自然、醇和芳香,减少苦涩气味,改善余味。基于以上目的,中综括烟叶微生物种类及应用概况,试图将微生物资源广泛应用于烟叶发酵,诱发烟叶内与香气物质转化有关的生化代谢途径,达到改善烟叶品质和增进烟叶香气目的。     

全球变化下海岸带微生物生态研究进展

海岸带地区是元素循环最活跃的自然区域之一,微生物作为地球元素循环的主要驱动者,对该区域生态系统中物质转化与能量流动起着至关重要的作用。本文从典型海岸带生态系统：海岸带湿地、海草床与海藻森林、近岸水体出发,围绕微生物参与的碳、氮循环过程以及其中的温室气体排放情况,综述了在全球气候变化与人为活动干扰的作用下,海岸带地区的微生物群落对外界环境变化的响应机制以及生态功能维持机制,最后对海岸带系统中微生物生态研究进行了初步的展望。     

纳米二次离子质谱技术(NanoSIMS)在微生物生态学研究中的应用

超高分辨率显微镜成像技术与同位素示踪技术相结合的纳米二次离子质谱技术(NanoSIMS)具有较高的灵敏度和离子传输效率、极高的质量分辨率和空间分辨率(＜ 50 nm),代表着当今离子探针成像技术的最高水平.利用稳定性或者放射性同位素在原位或者微宇宙条件下示踪目标微生物,然后将样品进行固定、脱水、树脂包埋或者导电镀膜处理,制备成可供二次离子质谱分析的薄片,进一步通过NanoSIMS成像分析,不仅能够在单细胞水平上提供微生物的生理生态特征信息,而且能够准确识别复杂环境样品中的代谢活跃的微生物细胞及其系统分类信息,对于认识微生物介导的元素生物地球化学循环机制具有重要意义.介绍了纳米二次离子质谱技术的工作原理和技术路线,及其与同位素示踪技术、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光原位杂交技术(FISH)、催化报告沉积荧光原位杂交技术(CARD-FISH)、卤素原位杂交技术(Halogen In Situ Hybridization,HISH)等联合使用在微生物生态学研究方面的应用.     

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。     

生物活性炭用微生物菌种的选育及评价

目的:强化生物活性炭在净化饮用水中的作用,采用人为补充有益微生物的办法来提高活性炭的净化水效果。方法:利用生物技术从原水中、运行的活性炭中等分离出适用于制备生物活性炭微生物菌种,将选育的菌种与要处理的水进行培养处理,然后根据测定微生物对水的净化效果以及微生物的菌种对环境的适应能力来建立活性炭用微生物菌株的评价方法,并对分离的菌种进行评价、鉴定。结果:一些菌株对饮用水中TOC的处理效率达90%以上。培养条件要求低,最适温度20-28℃,在处理水中即可生长。并建立了菌剂的发酵生产工艺。     

基于工业环境扰动的微生物适应性进化

合成生物学技术的快速发展极大提升了微生物细胞工厂的构建能力,为化学品的绿色高效生产提供了重要策略。然而,微生物细胞难以耐受高强度工业环境、抗逆性差,成为了限制其生产性能的关键因素。适应性进化是一种人为施加定向选择压力,使微生物经过长期或短期驯化,获得适应特定环境的表型或生理性能的重要方法。近年来,随着微流控、生物传感器、组学分析等技术的发展,适应性进化为提升微生物细胞在工业环境下的生产性能奠定了基础。本文论述了适应性进化的关键技术及在提高微生物细胞工厂环境耐受性和生产效率方面的重要应用,并展望了适应性进化实现微生物细胞工厂在工业环境下高效运行的重要前景。     

微生物资源相关专利分析

微生物(microorganism, 简称microbe)是形体微小、结构简单、通常要用光学显微镜和电子显微镜才能看清楚的生物的统称,包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等,与人类生活关系密切.     

CARD-FISH技术及其在微生物生态学研究中的应用

催化报告沉积荧光原位杂交技术(Catalyzed reporter deposition-fluorescence in situ hybridization,CARDFISH)是基于传统的FISH技术发展而来,由于其较高的灵敏度及稳定性,可以检测微生物的rRNA、mRNA和DNA上的目标基因等,获得环境微生物的群落及功能信息,现已成为微生物生态学研究领域中的重要技术手段。近些年,CARD-FISH与同位素示踪技术、纳米二次离子质谱技术(Nano SIMS)、扫描电子显微镜(SEM)、流式细胞仪等技术方法的联合使用,不仅可以研究复杂环境中微生物的物种组成、数量及其高分辨形态学信息,而且可以获得微生物在单细胞水平的生理代谢信息及其活性,对在单细胞水平认识原位环境微生物的生理生态功能具有重要意义。本文重点介绍了CARD-FISH的技术路线和要点,并探讨CARD-FISH与相关技术联用在环境微生物生态学研究中的应用及进展。     

人为干扰下子午岭次生林土壤生态因子动态变化

对黄土高原陕西子午岭次生林区不同人为扰动条件下林地土壤容重、有机质、团聚体和微生物等进行了研究.结果表明,人为干扰(砍伐与开垦)对土壤生态因子影响较大,随干扰程度加剧,土壤理化性质变差,土壤有机质由2.2%下降到0.8%.土壤稳定性团聚体减少30%;微生物数量由1×10⁹个·g^-1干土下降到8×10⁷个·g^-1干土,土壤退化严重.在同一干扰类型的土壤剖面上,土壤有机质和土壤微生物随土层深度的增加分别减少了50%和90%,并且在不同干扰强度下变化幅度略有差异.土壤容重由表层的0.9 g·cm^-3增加到1.21 g·cm^-3,呈增大趋势.同一干扰类型土壤理化性质在沟缘线上下存在一定差别,沟缘线以下样地表现出较好的土壤理化性质和较高的微生物量.