磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域的应用

应用磷脂脂肪酸谱图分析技术对微生物群落进行定量分布,克服了传统的微生物培养方法和显微技术的局限性。介绍了磷脂脂肪酸谱图分析方法及其在微生物生态学领域中的应用,包括对微生物群落的生物量、群落结构、营养状况和新陈代谢活动等方面的研究。     

南京玄武湖底泥微生物群落结构研究

采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)的方法研究了南京玄武湖底泥中的微生物群落结构分布。此外,我们还采用了典范对应分析(CCA)的方法研究了底泥中一些环境因子对微生物群落结构的影响。在玄武湖三个不同湖区共选取八个采样点采集底泥样品,测定不同底泥样品中的总氮(TN)、总磷(TP)、有机质(OM)、pH和氧化还原电位(Eh),发现不同采样点的环境参数存在差异。其中,采样点S2底泥样品的总氮和有机质含量最高,氧化还原电位水平最低。对DGGE分离的DNA条带进行测序,测序结果利用BLAST与GenBank数据库中的菌种进行对比,运用MEGA 3.0软件构建了系统进化树。结果表明:玄武湖底泥中分离出的微生物属于Proteobacteria, Actinobacteria, Verrucomicrobia 和 Nitrospira,它们都属于富营养化湖泊中常见的微生物类群。典范对应分析(CCA)的结果表明: 底泥样品的pH值和氧化还原电位水平对底泥当中的微生物群落结构有显著影响。     

中国传统酿造食品微生物生态学及其研究策略

中国传统酿造食品的生产通常是在开放度高、周围环境条件粗放、微生物群落结构时空差异显著批次间变化规律类似的微生态环境中进行的.其过程具有生产原料成分多样、参与的微生物种类多、代谢反应复杂、工艺繁复以及产品组分复杂等特征,从而导致科学阐释其过程代谢机理存在着巨大的挑战.基因组学、转录组学等组学技术以及基于现代检测技术的代谢组学方法的发展和应用,为应用微生态学方法研究其过程的微生物群落结构与功能、群落内部以及与环境的交互作用规律提供了有力的支撑.本文结合本研究团队前期研究工作,综述了近年来传统酿造食品微生物生态学的研究进展,从系统解析酿造微生物群落结构与代谢功能入手,解析微生物群落及个体功能并实现理性调控的传统酿造微生物群落研究策略,包括把握微生物群落三个要素:结构、功能、调控;解析好两个互动:酿造群落内的交互作用,群落与外部环境的交互作用;抓住一个关键:群落中的关键核心功能微生物(群).在上述基础上努力实现传统食品酿造过程中的微生物功能可控、酿造过程可控和产品品质可控的三个目标.     

林下植物剔除对毛竹林土壤微生物群落结构的影响

本研究以中亚热带地区广泛分布的毛竹林为对象,采用随机区组实验设计,分析了林下植物剔除对毛竹林土壤微生物群落结构和土壤理化特性的影响,探讨林下植物对毛竹林土壤微生物群落结构的调控机制。结果表明: 林下植物剔除对土壤理化特性产生显著影响,主要表现为土壤全氮、 硝态氮和有效磷含量增加,而土壤铵态氮、全磷含量及土壤pH值降低。此外,林下植物剔除显著降低了总微生物和细菌(B)的PLFAs,增加了真菌(F)PLFAs,从而增加了F/B值。冗余分析表明,林下植物剔除驱动下的土壤pH值降低是土壤真菌含量增加的主要原因;而全磷含量及pH值的降低是土壤细菌含量显著降低的主要原因,其中i14:0、i15:0及i16:0含量的降低主导了细菌总量的降低。毛竹林剔除林下植物降低了土壤微生物生物量,使微生物群落结构由细菌为主导向真菌为主导转移,可能降低微生物的分解功能。建议在发展毛竹人工林过程中保留林下植物。     

基因芯片技术在环境微生物群落研究中的应用

基因芯片技术作为一种快速、敏感、高通量的检测技术,近几年来在环境微生物群落研究中的应用越来越广泛并且得到充分的发展.它不仅可以研究环境微生物群落的微生物分布、种类、功能、动力学变化,还能分析环境污染等环境因素改变对其微生物生态的影响.本文按照基因芯片探针的设计方法,将环境样品群落研究基因芯片分为系统寡核苷酸芯片、功能基因芯片、群落基因组芯片、宏基因组芯片,并简要综述了该技术在活性污泥、土壤、水等环境样品微生物群落研究上的应用,最后,本文展望了该技术的研究方向和在寻找不同环境微生物群落之间差异微生物、差异基因或差异表达基因研究中的应用前景.     

云南省蒙自酸性矿山排水微生物群落结构和功能

为探究酸性矿山排水生态系统不同环境中的微生物群落和功能,全面了解酸性矿山排水的形成和发展规律,采用高通量测序技术研究云南省蒙自某矿区酸矿水坑和周边溪水中的原核微生物群落组成,并结合样本理化特征分析影响群落结构的主要因素,进而解析菌群的环境功能。研究发现酸矿水坑中主要有广古菌门、变形菌门(包括α、γ和δ变形菌纲)、硝化螺菌门、厚壁菌门、放线菌门和酸杆菌门等类群,与周边溪水的群落结构具有明显差异。群落多样性与pH呈显著正相关,而热原体纲(Thermoplasmata)与pH呈负相关,可对群落结构起主导作用。酸矿水坑不同样本中均具有高丰度的亚铁原体属Ferroplasma (6.60%–86.34%),酸硫杆菌属Acidithiobacillus是酸矿水和沉积泥中主要的铁、硫氧化细菌,而专性铁氧化的钩端螺旋菌属Leptospirillum的丰度较低,铁卵形菌属Ferrovum几乎只存在于酸矿水中;此外,嗜酸或耐酸的异养菌广泛分布于酸矿水和沉积泥中,它们可促进铁、硫氧化菌的生长及催化矿石溶解。结果表明,pH通过影响微生物多样性和菌群分布而对酸性矿山排水环境微生物群落结构造成重大影响。     

桑树-大豆间作对盐碱土碳代谢微生物多样性的影响

针对桑树-大豆间作可缓解盐碱土危害的特点,利用Biolog^TM技术研究了桑树-大豆间作对盐碱土作物根际碳代谢微生物多样性的影响.结果表明：表征土壤微生物代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)在桑树-大豆间作下明显高于桑树单作和大豆单作,其中间作大豆的AWCD最高,单作桑树最低.桑树-大豆间作的土壤微生物均匀度指数高于单作,而土壤微生物的多样性指数和优势度指数在间作和单作之间差异不显著,说明桑树-大豆间作改变了盐碱土根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落多样性.主成分分析表明,桑树-大豆间作和单作下土壤微生物的碳源利用模式出现分异,主要碳源为糖类、羧酸和聚合物类物质等.盐碱土pH和盐度是制约微生物群落多样性的主要因素,间作有效降低了土壤pH和盐度,促进了土壤微生物群落多样性的提高.     

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。     

植被退化对滇西北高寒草地土壤微生物群落的影响

【目的】在同尺度下比较我国滇西北高寒草地土壤(GS)及其退化土壤(DGS)中细菌和真菌群落,研究植被退化对高寒草地土壤微生物群落的影响,并探索其环境驱动因子。【方法】分别以16SrRNA基因和ITS基因作为细菌和真菌分子生态学分析的靶标基因,采用定量PCR法测定基因数量来表征微生物群落丰度,采用Illumina Hiseq测序及生物信息学分析研究土壤微生物群落组成和群落结构。【结果】草地退化后,土壤pH值显著上升0.65个单位,土壤水分、总有机碳、可溶性氮含量和C/N比分别显著下降了18.4%、67.5%、47.2%和71.2%;草地退化显著降低了土壤细菌和真菌群落丰度,降低幅度分别为92.4%和94.9%;草地退化没有影响土壤细菌和真菌群落α-多样性,但显著改变了细菌和真菌群落β-多样性(群落结构);草地退化改变了土壤细菌和真菌在OTU水平上的物种组成,土壤真菌OTU种类变化更为显著;草地退化没有影响土壤细菌在门水平上的群落组成,但改变了细菌在纲水平上的群落组成(如Acidimicrobiia、Betaproteobacteria、Chloroplast等);草地退化没有影响土壤真菌在门水平和纲水平上的群落组成。【结论】本研究发现植被退化后滇西北高寒草地土壤质量显著降低,寄居在土壤中的微生物群落丰度也显著降低、微生物群落结构明显改变。     

中等嗜热细菌浸出黄铜矿过程中pH对群落结构的影响

为了优化浸出工艺,研究了pH对浸矿过程主要微生物种群结构的影响。用中度嗜热混合菌槽浸黄铜矿精矿,在不控制pH,控制pH为2．5及控制pH为1．2时,应用PCR-RFLP（限制性酶切片段长度多态性）方法对上述浸出条件下的细菌群落动态变化进行研究。结果表明,浸出体系只有两种微生物,一种为Acidithiobacillus Caldus,一种为Leptospirillum ferriphilum。pH对群落结构有明显影响。不控制pH时,浸出开始阶段At．caldus是优势种群,占群落的96％,随着浸出的进行,L．ferriphilum增多,在浸出后期代替At．caldus成为优势菌种,占69％。控制pH时,L．ferriphilum始终占主导地位,同时发现pH为2．5时At．caldus在群落中的丰度比pH为1．2时高。