A new method of autotrophic denitrification with spent sulfidic caustic as substrate and alkalinity source

A new method based on sulfide utilizing autotrophic denitrification was adopted to remove nitrate from wastewater and to reuse spent sulfidic caustic containing high sulfide and alkalinity levels. The experiments were performed using a bench-scale upflow anoxic hybrid growth reactor (UAHGR) and an upflow anoxic suspended growth reactor (UASGR) to characterize the stoichiometric relationship between sulfur and nitrate in the process as well as the performance of the reactors. The level of nitrate removal from the UAHGR and UASGR were maintained at over 90% at a nitrate loading rate ranging from 0.15∼0.40 kgNO₃ ⁻/m³·d and no significant nitrite accumulation was observed in either reactor. Although the influent pH values were higher than the optimum range of autotrophic denitrification at 8.7∼10.1, the effluent pH was stable at 7.2∼7.9 due to the production of hydrogen ions during operation. The stoichiometric ratio of sulfate production to nitrate removal was 1.5∼2.1 mgSO₄ ²⁻/mgNO₃ ⁻ in both reactors. A comparison of the reactor performance revealed that the chemical parameters of the UAHGR operation corresponded to a plug flow like type reactor while the chemical parameters of the UASGR operation corresponded to a completely stirred tank reactor like type reactor. UAHGR did not require sludge recycling due to the packed media while UASGR required 300∼700% sludge recycling. Therefore, spent sulfidic caustic could be used in the sulfur utilizing autotrophic denitrification processes as substrate and alkalinity sources.     

Autotrophic denitrification and inhibitory effect caused by the injection of spent sulfidic caustic in a modified Ludzack-Ettinger process

As spent sulfidic caustic (SSC) from petroleum plants contains a high concentration of alkalinity and sulfur compounds, SSC can be applied in sewage treatment system as an electron donor for autotrophic denitrification. In our previous study, the reuse of SSC in the biological nitrogen process was successful, and some neutralization may be required for stable treatment performance. In this study, the pH of SSC was neutralized to 12.0 from 13.3, and the modified Ludzack-Ettinger process was conducted for 90 days with the municipal wastewater. Some toxic effects of SSC on microorganisms were tested via a specific oxygen uptake rate (SOUR) assay. According to the SOUR assay, as compared with no SSC injection condition, SOUR was reduced by approximately 5.4% when 4 mL SSC/L was injected and the effective concentration of a toxicant causing 50% inhibition of the microorganism’s activity (EC₅₀) was 22.6 mL/L. During the days of operation, the COD removal and nitrification efficiency were over 53.0 and 98.2%, respectively. The TN removal efficiency was 56.6% and the nitrogen removal rate (NRR) was 0.15 kg/m³·d when the hydraulic retention time (HRT) in the anoxic tank was 3 h. The ratio of nitrifying bacteria was unaffected by the HRT, and Nitrobacter spp. and Nitrospira genus existed at similar ratios. The ratio of T. denitrificans increased after the injection of SSC and was approximately 6.5%.     

黄顶菊对不同入侵地植物群落及土壤微生物群落的影响

为明确不同入侵地植物群落和土壤生态对黄顶菊入侵的反馈机制,选取天津静海(JH)、河北沧州(CZ)、河北衡水(HS)及河南安阳(AY)4个黄顶菊入侵典型区域,研究黄顶菊对不同入侵地植物群落多样性、土壤理化及土壤微生物群落结构的影响,并进一步揭示植物群落、土壤养分和土壤微生物之间的相关关系。结果表明,黄顶菊入侵显著降低了JH、CZ和HS的植物群落多样性指数(P0.05),改变了四个地区的土壤理化性质,显著升高了不同入侵地真菌PLFA的含量、总PLFA的含量、真菌/细菌和革兰氏阴性菌/革兰氏阳性菌(P0.05),降低了土壤微生物的Margalef丰富度指数(P0.05),但均存在地区间差异;RDA和相关分析的结果表明,硝态氮、全氮的含量对植物群落的影响较大,而铵态氮的含量对土壤微生物群落结构的影响较大,除丰富度指数外,植物群落与土壤微生物群落的多样性指数之间存在显著的负相关关系(P0.05)。总之,黄顶菊改变了入侵地植物群落多样性,并且对入侵地土壤理化性质和土壤微生物群落结构产生了显著影响,且存在地区差异。本研究将为更好的理解外来植物的入侵机制及制定相应的防控策略提供理论依据。     

硬化地表对不同树种土壤微生物群落结构和功能的影响

城市硬化地表可减少土壤有机物输入,并改变土壤理化性质,由此可能影响土壤微生物群落结构和功能,但目前国内外相关研究较少。为研究不同树种下土壤微生物群落对硬化地表的响应,设置透水硬化地表(Pervious pavement, P)、不透水硬化地表(Impervious pavement, IP)和自然地表(Control, C)3个处理水平的地表类型,并栽种北方常见的常绿针叶树油松(pine,Pinus tabulaeformis)和落叶阔叶树白蜡(ash,Fraxinus chinensis)。采用氯仿熏蒸浸提法、磷脂脂肪酸法(PLFA)及BIOLOG培养法分别测定了土壤微生物量、群落结构和功能多样性。结果表明:(1)与自然地表(C)相比,硬化地表下土壤微生物生物量碳、氮含量显著降低(P0.05),土壤微生物群落组成和群落功能多样性发生了改变。透水和不透水硬化地表下土壤微生物细菌、真菌数量降低,真菌/细菌(fungi/bacteria, F/B)、cy/pre(环丙基脂肪酸/前体结构cyclopropyl fatty acid/monoenoic precursors)和sat/mono(一般饱和脂肪酸/单不饱和脂肪酸normal saturated fatty acid/monounsaturated fatty acid)等环境压力指标均显著升高(P0.05),且土壤微生物cy/pre值在不透水硬化地表下显著高于透水硬化地表下,表明不透水硬化地表下土壤环境压力更大;不透水硬化地表下土壤微生物对糖类、氨基酸类、羧酸类、胺类和聚合物的利用显著降低(P0.05),微生物群落功能丰富度及多样性指数显著降低(P0.05)。(2)土壤微生物群落结构和功能多样性在不同树种间存在一定差异。油松树下土壤微生物真菌、丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)和F/B值在透水和不透水硬化地表下均显著降低(P0.05),而白蜡树下只在透水硬化地表下显著降低(P0.05);硬化地表使土壤微生物对糖类、氨基酸类和聚合物的利用强度在油松和白蜡树下表现出显著差异。硬化地表对土壤微生物的影响将进一步影响城市绿地的养分循环、树木生境和生态系统服务功能。     

微生物菌剂对绞股蓝药效成分及根际细菌群落的影响

【目的】为缓解中药绞股蓝种植区由于连作导致的土壤微生态失衡,提高绞股蓝品质及产量,使用本课题组的娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei) D74菌剂及新构建的复合菌剂T3,研究微生物菌剂的施加对绞股蓝产量、品质以及根际细菌群落组成的影响,明确绞股蓝在连作和正茬不同种植条件下的适用菌剂。【方法】采用五点取样法,测定大田种植试验中各处理组绞股蓝单位面积的产量。采用紫外-可见分光光度法及高效液相色谱法测定黄酮、多糖、皂苷等绞股蓝主要药效成分含量。利用16S rRNA基因高通量测序技术分析添加菌剂对绞股蓝根际细菌群落结构的影响。【结果】在正茬型Z区地块,T3菌剂处理组绞股蓝干重较对照组增加了63.44%,总黄酮含量提高12.50%,总多糖含量提高32.95%,增产提质效果均优于D74菌剂;而在连作型P区地块,D74菌剂处理组绞股蓝干重较对照组增加了77.41%,总黄酮含量提高112.50%,总多糖含量提高23.10%,效果优于T3菌剂。通过分析微生物群落组间差异发现,与对照组相比富集在T3菌剂组中的差异微生物为新鞘氨醇菌属(Novosphingobium)、罗河杆菌属(Rhodanobacter) 等有益微生物,富集在D74菌剂组中的差异微生物为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、硝化螺菌属(Nitrospira)等有益微生物。【结论】研究表明T3复合菌剂及D74菌剂均能够通过招募土壤中有益微生物类群,优化根际土壤中微生物群落结构,改善绞股蓝根际微生态环境,显著提高绞股蓝药效成分含量及产量。D74菌剂在连作型地块施用效果更佳,T3菌剂对正茬型地块施用效果更佳。     

马尾松林土壤微生群落结构对不同营林处理的响应

以不同营林处理措施(对照、除灌、采伐1(15%)、采伐2(70%)后不同时期(处理后2个月,2013年12月;处理后15个月,2014年12月)三峡库区马尾松飞播林为研究对象,采用磷脂脂肪酸分析法对其土壤微生物生物量、微生物群落结构进行测定,同时比较了不同处理土壤理化性质特征,结果表明:1)处理后1年,除丛枝菌根真菌外,除灌、采伐1和采伐2微生物群落各类群生物量以及总生物量与对照相比均呈现减少的趋势,而在处理后初期并无规律性变化;2)主成分分析表明(PCA)不同处理措施在实施后初期并未对微生物群落结构产生显著影响,而在处理后1年,除灌和采伐1、采伐2的微生物群落结构显著区别于对照,且与土壤微生物群落多样性相关的2个主成分分别解释变量变化的50.40%和26.70%;3)2013年真菌生物标记(20:1 w9c)与主成分1极显著相关,而在2014年与主成分1极显著相关的生物标记物变为革兰氏阴性细菌(16:1w7c);4)冗余度分析表明,土壤湿度、土壤温湿度比值、土壤微生物熵(微生物量碳(MBC)/土壤有机碳(SOC))是影响不同时期微生物群落结构的显著环境因子(P0.05)。     

肉苁蓉寄主梭梭根际土壤微生物种类及群落结构特征

为探索梭梭根际土壤微生物结构特征及其与肉苁蓉寄生的关系,应用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析了5—8月份梭梭生长季节的根际土壤微生物种类及群落结构特征,采用湿筛倾注-蔗糖离心法对其根际土壤AM真菌进行了初步分离和鉴定,并分析了肉苁蓉寄生与梭梭根际微生物及环境因子间的相关性。结果表明,5—7月3个月份的梭梭根际土壤微生物磷脂脂肪酸种类及含量均显著高于8月份,总磷脂脂肪酸和AM真菌磷脂脂肪酸以6月份含量最高。梭梭根际土壤共鉴定出AM真菌4属35种,它们分别为球囊霉属(Glomus)22种、无梗囊霉属(Acaulospora)7种、多孢囊霉属(Diversispora)3种和巨孢囊霉属(Gigaspora)3种。其中以黑球囊霉(Glomus melanosporum)和双网无梗囊霉(Acaulospora bireticulata)为优势种群,并且发现了与寄生有关的巨孢囊霉属AM真菌。6月份和8月份的AM真菌孢子数量最多,而5月份的AM真菌孢子数量最低。6月份梭梭根际土壤提取液得到的肉苁蓉种子萌发率(65.94%)和田间接种寄生率(59.19%)均为最高值,而5月份土壤提取液测试得到的肉苁蓉种子萌发率最低。因此,推测梭梭根际AM真菌可能参与了肉苁蓉的寄生过程。相关分析表明梭梭根际土壤微生物种类和数量主要与土壤温湿度和土壤理化性质相关性较大,其中可能与寄生有关的真菌数量与土壤温度呈显著正相关;肉苁蓉寄生率与土壤温度及土壤养分呈显著负相关。研究为解析梭梭根际土壤微生物在肉苁蓉寄生过程中的作用以及指导肉苁蓉人工种植提供参考。     

不同主伐方式对兴安落叶松(Larix gmelinii)根际土壤理化性质及微生物群落的影响

对内蒙古根河大兴安岭林区1987年（恢复后期）、2013年（恢复前期）的皆伐与渐伐样地以及未采伐对照样地兴安落叶松的根际土壤理化性质、微生物群落结构和多样性进行了分析,旨在揭示不同主伐方式对兴安落叶松根际土壤理化性质以及微生物群落的影响。结果表明,主伐后兴安落叶松根际土壤的理化性质以及微生物群落的变化特征与非根际土壤存在区别,且不同主伐方式在不同恢复时期会对兴安落叶松根际土壤理化性质以及微生物群落产生不同的影响：（1）根际与非根际土壤微生物群落中真菌均比细菌更容易受到土壤理化性质的影响,但是单一种理化性质的改变对根际与非根际土壤微生物群落均不能造成显著影响。（2）相较于未采伐对照样地,皆伐样地恢复前期兴安落叶松根际土壤理化性质、微生物群落结构和多样性没有显著变化。皆伐样地恢复后期,兴安落叶松根际土壤理化性质（总碳、总氮、速效氮、pH）发生了显著变化,导致了微生物量碳氮、真菌磷脂脂肪酸（PLFA）含量显著降低、细菌/真菌显著升高,辛普森多样性指数显著降低。（3）渐伐样地恢复前期兴安落叶松根际土壤总碳、总氮、速效氮含量以及含水量均显著降低,总钾、速效磷含量显著上升,根际土壤微生物量碳含量显著降低。恢复后期,兴安落叶松根际土壤总磷含量显著升高,根际土壤微生物量碳的含量已恢复到渐伐前水平。渐伐干扰对根际土壤各微生物类群PLFA含量、微生物群落结构以及多样性没有显著影响。     

Characterization of a microbial community capable of reducing perchlorate and nitrate in high salinity

Denitrifying up-flow packed-bed bioreactors fed with perchlorate and nitrate allowed for the examination of the impact of a variety of salt conditions (up to 10% w/v NaCl) on the complete perchlorate and nitrate removal capacity of the reactor using activated sludge taken from a municipal wastewater treatment plant. Based on the evaluation of the microbial community in the bioreactor by cloning analysis, Clostridium sp. and a Rhodocyclaceae bacteria were identified as the dominant clones. This suggests that they may be tolerant to high salt and can reduce both nitrate and perchlorate in such conditions.     

两种代表性蚯蚓对设施菜地土壤微生物群落结构及理化性质的影响

不同生态型蚯蚓的取食偏好和生境有所差异,因此蚯蚓的生态型差异可能关乎其对土壤性质的不同影响;有关不同生态型蚯蚓对土壤性质尤其是微生物学性质影响的研究有助于了解蚯蚓生态功能的作用机制。在野外调控试验的第4年采集土壤,研究了牛粪混施和表施处理下内层种威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)和表层种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对设施菜地土壤微生物群落结构和主要理化性质的影响。结果表明,土壤微生物群落结构同时受到蚯蚓种类和牛粪施用方式的影响。牛粪表施时,两种蚯蚓均显著降低了菌根真菌、真菌生物量和原生动物生物量(P0.05);牛粪混施时,不同蚯蚓的影响有所差异,威廉腔环蚓明显增加了菌根真菌、真菌生物量和放线菌生物量,而赤子爱胜蚓的作用不明显。此外,两种蚯蚓均提高了土壤孔隙度、团聚体稳定性和土壤p H、矿质氮以及微生物生物量碳氮水平,但提高幅度取决于蚯蚓种类和牛粪施用方式。冗余分析表明蚯蚓影响下土壤微生物群落结构的变化与团聚体稳定性、p H、速效磷、矿质氮呈正相关,而与土壤容重呈负相关。     

模拟氮沉降对马尾松土壤微生物群落结构及温室气体释放的影响

以2年生马尾松(Pinus massoniana)盆栽苗土壤为对象,通过施氮肥模拟氮沉降对土壤理化性质、微生物群落结构及温室气体释放的影响,探明氮沉降对森林土壤温室气体释放的驱动机制。结果表明,模拟氮沉降处理显著提高了土壤速效氮含量和苗木根系氮含量;土壤微生物碳(SMBC)含量比对照显著下降78%,而土壤微生物氮(SMBN)则提高2.6倍。模拟氮沉降处理显著降低土壤中微生物群落总含量。施氮肥对马尾松土壤N_2O和CO_2的释放速率均有显著影响,增施氮肥不仅显著提高了土壤N_2O的释放速率,而且CO_2释放速率短期内也显著提高,但伴随微生物群落的下降,施肥后期CO_2释放速率表现下降趋势。相关分析表明,土壤CO_2和N_2O释放与土壤pH值、土壤温度、土壤湿度、土壤速效氮含量及SMBC、SMBN相关;逐步回归分析表明,土壤硝态氮含量的变化是驱动土壤温室气体释放的主导因子。3株种植单位土壤体积内根系生物量较高,增加了土壤水分的消耗速率和氮的吸收固定,因而减少N_2O的释放速率。以上研究阐明了氮沉降或过量施肥对土壤氮含量、土壤pH值、根系生物量及氮含量、土壤微生物群落结构等因子的影响,这些因子直接或间接影响土壤温室气体释放速率。氮沉降及施用氮肥是加快土壤温室气体(CO_2和N_2O)排放进程的重要因素。     

溶菌酶对瘤胃体外发酵、甲烷生成及微生物菌群结构的影响

【目的】通过体外静态模拟瘤胃发酵法研究溶菌酶对瘤胃发酵、甲烷生成及微生物菌群结构的影响。【方法】采用单因素多水平试验设计,溶菌酶添加水平分别为0(L-0,对照组)、0.1 mg/100 m L(L-0.1)、1 mg/100 m L(L-1)、10 mg/100 m L(L-10)和100 mg/100 m L(L-100),定时测定产气量和甲烷产量,培养24 h后,发酵液用于发酵参数和微生物菌群数量的q PCR测定,其中L-0、L-1和L-100三个组发酵液同时进行16S r RNA基因Illumina高通量测序。【结果】与对照组相比,低剂量溶菌酶添加(L-0.1组)不影响甲烷产量、氨氮浓度、干物质消失率、有机物消失率和总挥发性脂肪酸等瘤胃发酵参数(P0.05);随着剂量提高,L-1处理组甲烷产量、氨氮浓度显著降低(P0.05),丙酸浓度显著增加(P0.05),并且干物质消失率、有机物消失率和总挥发性脂肪酸不受影响(P0.05);而较高剂量组(L-10和L-100组)虽然甲烷产量显著降低,丙酸浓度显著增加(P0.05),但干物质消失率和有机物消失率也显著降低(P0.05)。q PCR结果显示高剂量组(L-100组)总菌、原虫、甲烷菌数量与对照组相比显著降低(P0.05),而L-0.1、L-1和L-10组总菌、真菌和原虫数量与对照组相比均无显著变化(P0.05)。高通量测序主成分分析(PCA)显示对照组与溶菌酶添加组间瘤胃细菌组成的明显区分,说明添加溶菌酶显著改变了瘤胃细菌菌群结构。溶菌酶通过增加月形单胞菌和琥珀酸弧菌等丙酸生成菌的相对丰度,使更多的氢被用于生成丙酸,导致甲烷产量降低;溶菌酶可抑制普雷沃氏菌和拟杆菌属等蛋白降解菌的生长,进而减少蛋白质过度降解,降低氨氮浓度。【结论】添加适宜浓度(1 mg/100 m L)的溶菌酶可通过调控瘤胃微生态改变瘤胃发酵模式,降低瘤胃甲烷和氨的生成,短期内并不影响饲料消化。     

Enrichment and characterization of a microbial community from tannery effluent for degradation of pentachlorophenol

A bacterial community obtained by continuous enrichment from the microbial population of tannery effluent using pentachlorophenol (PCP) as sole source of carbon and energy, contained four different bacterial species including Serratia marcescens (three isolates, TE₁, TE₂ and TE₄) and Pseudomonas fluorescens (one isolate, TE₃). The members of the community grew separately on various chlorinated compounds, carbon and nitrogen sources and exhibited a remarkable ability to utilize PCP. Biodegradation studies revealed a time-dependent disappearance of PCP and its intermediary metabolites, tetrachloro-p-hydroquinone and chlorohydroquinone, and indicated the individual role of members of the community in the degradation of PCP.     

闽江河口红树林土壤微生物群落对互花米草入侵的响应

采用磷脂脂肪酸标记法(PLFA)研究外来入侵植物互花米草对闽江河口湿地红树林土壤微生物群落结构的影响,并探讨其主要影响因素。结果表明:从3种不同植被群落土壤(红树林群落MC、红树林-互花米草混生群落MS、互花米草群落SC)共检测到22种PLFA生物标记,MS土壤微生物PLFA生物标记总量明显高于其他植被群落,3种植被群落土壤理化性质和酶活性的变化趋势为:MCMSSC,表明互花米草入侵后土壤微生物量增加,而理化性质和酶活性均有明显下降,红树林湿地土壤质量发生了明显退化。3种植被群落土壤中含量最高的PLFA生物标记是16:0,16:1w7c,9Me15:0w,18:1w12c。土壤中特征微生物相对生物量存在明显差异,细菌分布量最大,其次是真菌和放线菌,原生动物分布量最小。群落多样性指数呈相似规律,MS土壤微生物类群多样性指数均小于MC,表明互花米草入侵后土壤微生物群落多样性指数均有下降。通过主成分分析,基本能区分出3种不同植被群落微生物群落的特征。土壤理化性质、酶活性间存在相关性,有机碳、全氮、蔗糖酶、过氧化氢酶与革兰氏阴性菌、放线菌呈显著或极显著正相关。研究结果表明互花米草入侵在一定程度上具有影响红树林群落土壤营养代谢循环的潜力,特别是关于碳、氮、磷等的循环及酶活性,改变部分有利于自身生长的土壤环境相关的微生物类群含量,竞争有利环境,迅速扩张实现入侵。     

不同分布区胀果甘草原生境土壤微生物群落结构特征及其影响因素

胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)主要分布于新疆、甘肃的荒漠区,是耐盐性最强的药用甘草,在改良盐碱地土壤中发挥着重要作用,其原生境土壤微生物群落结构特征是揭示种群分布影响因素及盐碱地修复机制的重要依据。从胀果甘草5个主产区采集原生境土壤,测定土壤理化指标,并采用高通量测序技术,结合Spearman、dbRDA等方法开展微生物群落组成及多样性特征研究,揭示不同分布区的优势微生物群落特征和影响因子。结果表明：真菌群落中曲霉属(Aspergillus)、地丝霉属(Geomyces)、镰刀菌属(Fusarium)和细菌群落中的寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、Marinimicrobium、Idiomarina是野生胀果甘草原生境土壤中的优势微生物类群。不同分布区的土壤真菌多样性和丰富度具有显著差异,但土壤细菌多样性和丰富度差异不显著;部分分布区土壤中的真菌和细菌种类差异较大。土壤理化因子中,土壤含水量和总含盐量对真菌和细菌的群落分布、丰富度有显著影响。原生境含水量与曲霉属(Aspergillus)、镰刀菌属(Fusarium)、链格孢属(Alternaria)...     

氮肥添加对高寒藏嵩草(Kobresia tibetica)沼泽化草甸和土壤微生物群落的影响

以藏嵩草沼泽化草甸为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术,研究连续6年N素添加对地上植被群落数量特征、土壤微生物群落结构的影响。结果表明:①藏嵩草沼泽化草甸群落生物量、枯枝落叶对施肥处理无明显响应,且莎草科植物对土壤氮素的吸收和利用率较低。②施肥增加了0-10 cm土壤微生物类群PLFAs丰富度尤其细菌和革兰氏阳性菌PLFAs,降低了10-20 cm PLFAs丰富度;③磷脂脂肪酸饱和脂肪酸/单烯不饱和脂肪酸、细菌PLFAs/真菌PLFAs的比值随土壤层次增加而增加;④0-10 cm土层革兰氏阳性菌、真菌PLFAs含量与pH、土壤速效磷、速效氮、土壤有机质显著正相关(P0.05或P0.01);10-20 cm土层,细菌、革兰氏阳性菌、真菌和总PLFAs含量与土壤有机质含量显著正相关(P0.05或P0.01)。表明藏嵩草沼泽化草甸微生物PLFAs含量和丰富度对施肥的响应存在明显的土层梯度效应,土壤微生物PLFAs含量和丰富度主要受表层土壤初始养分含量的影响。     

耐高浓度氨氮的异养硝化好氧反硝化菌株U1的鉴定及其脱氮特性

【背景】城市垃圾渗滤液是一种成分复杂的有机废水,含氮量高,如果未经处理直接排放到环境中会造成严重的环境污染。【目的】筛选可以耐受垃圾渗滤液中高浓度氨氮并高效去除污水中氮素的异养硝化好氧反硝化菌株,为解决垃圾渗滤液的氮素污染提供功能菌株。【方法】从垃圾渗滤液中筛选分离能耐受高氨氮浓度的菌株,通过测定各菌株的脱氮能力,筛选到一株脱氮能力最强的菌株,命名为U1,通过测定16S rRNA基因序列和生理生化特性确定该菌株为铜绿假单胞菌。进一步研究了菌株U1在不同初始氨氮浓度、碳源、转速、初始pH、碳氮比等单因素变量下的脱氮能力,并结合L₉（3⁴）正交试验研究了菌株U1的最佳脱氮条件。【结果】分离出一株铜绿假单胞菌并命名为U1。该菌株的最优脱氮条件为:初始氨氮浓度为1 000 mg/L,红糖和柠檬酸三钠的混合碳源,pH 6.0,C/N为10,转速为130 r/min,菌株U1的最大总氮去除率为64.37%,最大氨氮去除率为76.73%。对于总氮和氨氮含量分别是2 345 mg/L和1 473.8 mg/L的垃圾渗滤液,菌株U1最大总氮去除率为27.86%...     

Bt和Bar基因转化对水稻不同组织生态位微生物群落组成及潜在功能影响

【目的】转Bt基因和Bar基因植物的微生态效应是环境安全评价的重要因素,但关于Bt基因和Bar基因转化引起的水稻基因型改变对水稻不同组织生态位微生物群落组成和潜在功能的影响还无系统研究。【方法】以转Bt基因和Bar基因水稻T1C-1及其亲本对照Minghui63为研究对象,基于细菌16S rRNA基因和真菌ITS高通量测序技术,分析抽穗期T1C-1和Minghui63根际土壤微生物以及根、茎、叶内生菌的群落结构和潜在功能。【结果】细菌和真菌群落多样性在水稻不同组织生态位之间发生显著变化,地下部分组织生态位(根际土壤和根系)微生物多样性显著高于地上部分(叶和茎)。T1C-1显著影响叶片内生真菌的香农指数和辛普森指数,而对茎和根的内生菌以及根际土壤微生物多样性无显著影响。叶片内生真菌曲霉菌属(Aspergillus)和篮状菌属(Talaromyces)相对丰度在T1C-1显著增加,推测其参与碳素代谢、能量代谢和转录作用酶合成等过程。T1C-1和Minghui63微生物群落关联网络分析表明,T1C-1的平均聚类系数和平均度显著高于Minghui63,因而T1C-1提高了相关微生物群落网络复杂程度。通过重建未观测状态对群落进行系统发育研究(phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states, PICRUSt2),对叶片内生真菌功能酶基因进行功能预测,相对于Minghui63,T1C-1显著改变了碳素代谢、脂类代谢和能量代谢等途径。【结论】相较于根际土壤,叶片内生真菌的群落组成和潜在功能对T1C-1更敏感。尽管如此,T1C-1并未导致叶片内生真菌的多样性指数降低。为了更准确地评估转基因植物的微生态效应,我们需要加强对不同组织生态位内生菌多样性的关注。     

Degradation of mono-chlorophenols by a mixed microbial community via a meta- cleavage pathway

A mixed microbial community, specially designed todegrade a wide range of substituted aromaticcompounds, was examined for its ability to degrademono-chlorophenols as sole carbon source in aerobicbatch cultures. The mixed culture degraded 2-, 3-, and4 -chlorophenol (1.56 mM) via a meta- cleavagepathway. During the degradation of 2- and3-chlorophenol by the mixed culture, 3-chlorocatecholproduction was observed. Further metabolism was toxicto cells as it led to inactivation of the catechol2,3-dioxygenase enzyme upon meta- cleavage of3-chlorocatechol resulting in incomplete degradation.Inactivation of the meta- cleavage enzyme led toan accumulation of brown coloured polymers, whichinterfered with the measurement of cell growth usingoptical denstiy. Degradation of 4-chlorophenol by themixed culture led to an accumulation of5-chloro-2-hydroxymuconic semialdehyde, themeta- cleavage product of 4-chlorocatechol. Theaccumulation of this compound did not interfere withthe measurement of cell growth using optical density.5-chloro-2-hydroxymuconic semialdehyde was furthermetabolized by the mixed culture with a stoichiometricrelease of chloride, indicating complete degradationof 4-chlorophenol by the mixed culture via ameta- cleavage pathway.