人工沉床对富营养化河道净化效果及水体微生物群落的影响

对于透明度低、富营养化严重的河道,难以直接在河底种植沉水植物净化水质。通过构建穗花狐尾藻人工沉床系统,对上海临港一典型富营养化河道进行生态修复。结果表明：人工沉床可通过沉水植物吸收和改变微生物群落结构及多样性,达到脱氮除磷、提高水体透明度效果。沉床修复30 d后,水体透明度升高了152.2%,水体叶绿素a浓度降低了87.4%,总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃-N)和活性磷(PO₄^3--P)浓度平均去除率分别为61.0%、76.4%、91.8%和76.6%,与对照区差异显著(P<0.05)。修复后水体微生物多样性提高,改变了门、属水平群落结构以及水体氮处理细菌结构,提高了磷处理细菌丰度;冗余分析进一步表明,TP、NH₃-N、NO₃^--N和PO₄^3--P是导致沉床修复不同时期水体门水平群落结构差异的主要驱动因子,变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门与TP、NH₃-N、PO₄     

基于分级过滤的自然水体原核微生物群落分析

自然水体中微生物种类丰富,采集了上海周边的湖水、河水、海(岸)水、井水四类水体各两处样品,设计了含0.1μm终端截留孔径的半自动分级过滤装置分离富集不同粒径的水体微生物,使用原核微生物通用引物对16S rRNA基因V3+V4区扩增,高通量测序获得序列,对四类水体中的微生物群落进行比较分析,关注了能穿透0.22μm常规除菌过滤孔径的超微小微生物。结果显示水体环境主导了微生物的群落差异,河水与湖水中的群落总体接近,不同于海(岸)水和井水;海(岸)水和井水的微生物群落差异较大。0.1μm上截留的优势超微小微生物在河水与湖水样品中均为Proteobacteria门SAR11 clade目的Clade Ⅲ和Actinobacteria门Sporichthyaceae科HgcI clade,海(岸)水中为Proteobacteria门SAR11 clade目的Clade Ia和Nanoarchaeota门Woesearchaeia古菌,井水中为Nanoarchaeota门Woesearchaeia属古菌以及未定域或未分类的微生物。其中未定域的微生物16S rRNA基因在系统发育树上单独成簇,可能是古菌的一个新类型。本研究所使用的分级过滤装置显示了在发掘超微小微生物上的潜力。     

青藏高原柴达木盆地尕海盐湖浮游生物群落多样性特征的初步研究

青海尕海是青藏高原柴达木盆地比较典型的高盐度且具有丰富卤虫资源的盐湖 ,海拔高程 2 849.6m。 1997年夏季我们对尕海盐湖浮游生物主要类群群落多样性特征进行了初步调查。调查期间在内湖主要水体 5个断面2 2个采样站共发现浮游藻类 46种 ,平均密度为 5 4.39× 10 4 Cells/L ;浮游动物 12种 ,全湖平均密度为 8.2 2个 /L ,平均生物量 0 .2 9mg/L。通过盐度含量较高 (119g/L)的内湖主要水体采样断面与盐度含量较低 (1.8g/L)的湖西北岸小水面采样断面比较 ,浮游生物不论是在种类组成特征、群落的多样性还是其个体丰度都存在十分明显的差异。结果表明 :在盐湖生态系统中 ,盐度是决定生物物种多样性及其个体丰度的关键因素之一。     

植被对土壤微生物群落结构的影响

研究了不同土壤及覆盖其上的植被与土壤微生物群落结构和多样性的关系．植被使土壤中的微生物种类更丰富,群落多样性更高．表层土壤微生物群落中没有明显的优势种群,种间竞争作用较弱．并介绍了研究土壤微生物群落的分子生物学方法．     

油藏微生物群落结构解析

微生物采油(Microbial enhanced oil recovery,MEOR)以其费用低廉、无环境污染、施工简单、应用范围广等优点得到学者以及油田开发者的认同。油藏中的微生物类型多样且功能各异,可促进原油的开采,大幅度提高油气资源的利用率。因此分析油藏中微生物的类型和组成,了解土     

食细菌线虫对土壤微生物量和微生物群落结构的影响

线虫与微生物的相互作用研究往往是在悉生培养体系 (gnotobiotic microcosm)中进行 ,为了研究在自然或开放土壤条件下土壤线虫与微生物的相互作用 ,作者在开放盆栽体系中接种土壤食细菌线虫 (原小杆线虫 ,Protorhabditis sp) ,研究在小麦不同生育期、在有和无根系作用下食细菌线虫对土壤微生物量和微生物群落结构的影响。结果表明 :接种线虫分别使 SMBC、SMBN、SMBP提高了 2 6 .4 %、32 .9%、2 1.8% ,这种促进作用除个别无根系土和非根际土处理外 ,均达到显著性差异。根际土中的 SMBC、SMBN、SMBP>非根际土 >无根系土。从方差解释比例 v来看 ,SMBN受线虫的影响最大 (v=2 4 % )、其次是 SMBC(v=16 % )、然后是 SMBP(v=12 % ) ,线虫对 SMBC的促进作用在根际土中最突出。接种线虫对土壤细菌、真菌和放线菌的数量有明显的影响。在苗期的无根系土和根际土中 ,接种线虫显著降低了细菌的数量、特别在根际土中尤为突出 ,但在其它处理中却增加了细菌的数量。接种线虫对真菌和放线菌数量的促进作用比对细菌更为明显 ,接种线虫后真菌和放线菌数量的总平均值分别比未接种提高了 4 8.5 %和 6 8.2 % ,而细菌数量的总平均值没有变化。细菌数量与微生物量 C相关散点图表明二者相关性在根际土、非根际土和无根系土中均未     

大庆聚驱后油藏微生物群落结构分析

目的:进一步研究大庆聚驱后油藏微生物种类.方法:应用T-RFLP方法比较系统地分析比较了聚驱后油藏微生物多样性,分析了与采油功能相关的主要微生物组成,初步研究了聚驱后油藏微生物分布特点及规律.结果:利用聚驱后油藏细菌群落16S rDNA构建克隆文库,共挑取了49个阳性克隆,T-RFLP分型结果,共出现21个不同类型.所得的序列在Genbank中比对的结果表明细菌克隆可分为5个类群,分属于变形杆菌、拟杆菌、脱铁杆菌、厚壁菌以及未确定分类的类群;同时构建了聚驱后油藏古菌群落16S rDNA的克隆文库,共挑取了48个阳性克隆,根据T-RF分型结果共有5个类群,构建的古菌克隆文库的12个阳性克隆分属5个不同的类群,这些克隆和产甲烷菌亲缘关系很近.结论:该研究为大庆油田本源微生物采油技术的应用提供了可靠的理论依据.     

活性污泥微生物群落宏组学研究进展

活性污泥是全球最常用的废水生物处理人工生态系统,微生物是驱动其污染净化能力的关键。活性污泥微生物群落所有物种与基因(简称"微生物组")的研究先后经历了"显微镜观察和纯菌培养分离"(1915)、"PCR扩增-测序"(1994)和"高通量测序-宏组学分析"(2006)三个重要阶段的发展变迁。相应地,我们对活性污泥微生物组的认知经历了从最早对微型动物(如钟虫和轮虫)及其他微生物的形貌观察和纯种培养鉴定到今天对整个微生物组的全局多样性认识的飞跃。近13年来,基于高通量测序的宏组学方法被广泛应用于揭示活性污泥微生物群落组成结构和功能,我们现在充分意识到活性污泥微生物组蕴藏着大量不可培养新物种和基因多样性,驱动着各类污染物的降解与转化。目前,特异性分子标记基因的扩增子测序技术已经被广泛应用于揭示城市和工业废水处理活性污泥微生物组和典型功能种群(如硝化细菌和聚磷菌)的时空多样性和群落构建机制,进而为未来实现活性污泥微生物组功能的精准调控奠定理论基础。宏基因组学研究在群落、种群和个体基因组水平全面解析了活性污泥微生物组驱动的碳、氮、磷元素循环过程,以及有机微污染物的生物降解和转化机理。将来活性污泥微生物组学研究需要在"标准化的组学分析方法和绝对定量""高通量培养组学""高通量功能基因组学"和"多组学方法的结合及多种方法并用"4个方面取得实现精准生态基因组学所需的技术突破,以最大限度发掘活性污泥微生物组在污水处理与资源回收领域的生态学与工程学价值。     

青藏高原湖泊沉积物中有机碳组分构成及其对微生物群落结构的影响

【目的】探究湖泊沉积物中有机碳组分构成及其对湖泊微生物群落结构的影响。【方法】本研究采集了青藏高原29个湖泊共81个沉积物样品,通过硫酸水解法分析样品中易降解和难降解有机碳含量及其与环境变量之间的相关性;同时使用高通量测序技术分析样品中原核微生物和真菌群落的多样性和组成及其与易降解和难降解有机碳含量的相关关系。【结果】本研究的青藏高原湖泊沉积物中易降解有机碳Ⅰ(labile organic carbon Ⅰ, LOCⅠ)、易降解有机碳Ⅱ(labile organic carbon Ⅱ, LOCⅡ)和难降解有机碳(recalcitrant organic carbon, ROC)的含量分别为0.03–29.62 mg/g、0.02–23.38 mg/g和0.64–75.72 mg/g,ROC是沉积物有机碳的主要组分(占比为54.97%±19.50%)。LOCⅠ含量与海拔、总氮、总磷、钙离子、活性钙和活性铁含量显著相关(P<0.05);LOCⅡ含量与总氮、钙离子和活性钙含量显著相关;而ROC含量与海拔、总氮、总磷、钙离子和活性钙含量显著相关。其中,钙离子和活性钙的浓度与3种有机碳组分...     

运城盐湖细菌群落结构及生态多样性分析

运城盐湖作为一个人类活动深入参与的高盐环境,其中的细菌群落结构及生态多样性既有盐湖环境的共性,又有自身的特殊性。【目的】运城盐湖湖水颜色丰富,蕴含着大量嗜盐及耐盐微生物资源。为了深入探究运城盐湖细菌资源分布规律,对不同水域中细菌多样性和群落结构进行研究,探讨运城盐湖不同水域中细菌群落结构的变化规律。【方法】基于16S rRNA基因的扩增子高通量测序,对运城盐湖不同水域的细菌群落结构进行分析,同时对微生物的潜在代谢功能进行预测。【结果】运城盐湖不同水域中的优势细菌类群有所差异,在盐湖中部,假单胞菌门(Pseudomonadota)、放线菌门(Actinobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)是优势类群;而在运城盐湖东部,芽孢杆菌门(Bacillota)则是主要类群;在运城盐湖西部,髌骨菌门(Patescibacteria)类群较为丰富。对运城盐湖不同区域的细菌多样性进行分析,数据显示盐湖中部浅黄色湖水中微生物多样性显著高于盐湖东部和西部区域,但盐湖中部红色湖水区域的微生物多样性较低。另外,在盐湖中部,湖水颜色不同的区域细菌物种分布也具有较大的差异。对运城盐湖细菌代谢功能进行预测分析发现,在盐湖不同区域的微生物参与的代谢通路活性各不相同,表现出较强的区域分布性,盐湖东部和西部的微生物代谢比盐湖中部更具有活性。【结论】运城盐湖微生物多样性丰富,不同水域的细菌多样性具有显著差异,盐湖不同水域的环境对细菌群落结构具有一定影响。本研究为运城盐湖细菌资源多样性的保育及开发利用提供了重要的理论基础。     

鄱阳湖湿地土壤微生物群落结构沿地下水位梯度分异特征

为了揭示地下水位梯度对湿地土壤微生物群落的影响,在鄱阳湖典型碟形湖泊白沙湖洲滩湿地设置了200m×300m大样地,沿地下水位梯度划分4个样带(从湖岸到湖心依次为GT-A,GT-B,GT-C,GT-D),采集了不同梯度带的土壤样品,利用磷脂脂肪酸法分析其土壤微生物群落结构分异特征。结果表明,随着地下水位抬升,土壤pH和沙粒含量升高,而有机碳、容重、粘粒和粉粒含量降低。与地下水位最低的梯度(GT-A)相比,地下水位在地表上下波动(GT-D)时,土壤微生物量碳氮及其分配比例分别增加了2.82、4.30、5.77和7.15倍;土壤微生物总量、细菌生物量、放线菌生物量、革兰氏阳性细菌及革兰氏阴性细菌生物量分别增长了106.8%、117.2%、74.9%,107.9%和207.2%。洲滩地下水位梯度的升高增加了土壤微生物群落的环境压力,进而降低了其群落结构的多样性。土壤微生物群落结构组成与土壤pH、含水量、沙粒含量以及碳氮比呈显著相关关系,而土壤微生物商则主要受pH和土壤质地的影响。以上结果表明地下水位梯度所引起的土壤微环境变化对微生物量、土壤有机碳周转和群落结构均产生了深刻影响。     

Local adaptation of microbial communities to heavy metal stress in polluted sediments of Lake Erie

Microbial communities must balance the assimilation of biologically necessary metals with resistance to toxic metal concentrations. To investigate the impact of heavy metal contaminants on microbial communities, we performed two experiments measuring extracellular enzyme activities (EEA) in polluted and unpolluted sediments of Lake Erie. In the first experiment, inoculations with moderate concentrations of copper and zinc appreciably diminished EEA from uncontaminated sites, whereas EEA from contaminated sediments increased or were only negligibly affected. In the second experiment, we compared the effects of three separate metals (i.e. copper, arsenic, and cadmium) on microbial community metabolism in polluted and unpolluted locations. Although copper and arsenic elicited differential effects by inhibiting EEA only in unpolluted sediments, cadmium inhibited EEA in both polluted and unpolluted sediments. Multivariate analyses of EEA from polluted sediments revealed direct associations among hydrolytic enzymes and inverse or absent associations between hydrolases and oxidases; these associations demonstrated resilience to heavy metal stress. In contrast, addition of heavy metals to unpolluted sediments appeared to have a higher impact on the multivariate pattern of EEA associations as revealed by an increase in the number of associations, more inverse relationships, and potential enzymatic trade-offs. The results of this study suggest community-level adaptations through the development of resistance mechanisms to the types and local levels of heavy metals in the environment.     

基于高通量测序研究青藏高原茶卡盐湖微生物多样性

【目的】茶卡盐湖(Chaka Salt Lake,CSL)是青藏高原有名的天然结晶盐湖,具有独特的石盐盐湖矿床,盛产青盐。盐湖卤水环境中存在丰富的嗜盐菌资源和潜在的新种,细菌和古菌的群落结构特征和物种多样性尚不明确。【方法】采用Illumina高通量测序平台对茶卡盐湖水样和底泥混合物中的细菌和古菌群落进行16S r RNA基因(V3-V5区)高通量测序,检测4个样本的群落结构差异和微生物多样性。【结果】获得细菌和古菌总有效序列分别为117 192和110 571条。结果分析表明细菌和古菌的物种注释(Operational taxonomic unit,OTU)数目分别为421和317,获得分类地位明确的细菌种类为14门28纲170属,古菌为5门4纲34属。细菌的优势类群是厚壁菌门(Firmicutes),所占比例为68.37%,其次为变形菌门Proteobacteria(20.49%);优势种属依次为芽孢杆菌属Bacillus(41.94%)、海洋芽孢杆菌属Oceanobacillus(8.03%)、假单胞菌属Pseudomonas(7.67%)、盐厌氧菌属Halanaerobium(7.42%)和乳球菌属Lactococcus(7.38%);古菌的优势类群以广古菌门(Euryarchaeota)盐杆菌纲(Halobacteria)为主,优势菌是Halonotius(17.21%)和盐红菌属Halorubrum(16.23%)。【结论】揭示了茶卡盐湖中细菌和古菌的群落结构及物种多样性,为嗜盐菌的开发及后续微生物资源的挖掘提供了理论依据。     

Response of microbial communities of Lake Baikal to extreme temperatures

The survival rate, metabolic activity, and ability for growth of microbial communities of Lake Baikal have been first studied after exposure to extremely low temperatures (freeze-thawing) for different lengths of time. It has been shown that short-term freezing (1–3 days) inhibits the growth and activity of microbial communities. The quantity of microorganisms increased after 7-and 15-day freezing. In the periods of maximums, the total number of microorganisms in the test samples was twice as high as in the control. It was established that after more prolonged freezing the microorganisms required more time after thawing to adapt to new conditions. In the variants with 7-and 15-day freezing, the activities of defrosted microbial communities were three or more times higher than in the control. The survival rate and activity of Baikal microorganisms after freeze-thawing confirms the fact that the Baikal microbial communities are highly resistant to this type of stress impact.     

应用原生动物群落评价枯水期白洋淀的水质现状

应用PFU微型生物群落监测方法,对长期处于低水位状态下的白洋淀水质进行了综合评价。结果表明,白洋淀水域受府河污水的影响,淀内的内源性污染,对原生动物群落造成了极大的影响。与20世纪90年代的资料相比,淀内中心区4个采样点原生动物的群集种类数(1d)急剧下降,而丰度上升了1．28倍,表明内源性污染对白洋淀水质的影响加剧。     

鄱阳湖流域含珍稀针叶树种的群落特征

亚热带分布有众多珍稀针叶树种, 珍稀针叶植物的保护与濒危机制研究受到广泛关注。为了解鄱阳湖流域天然森林植被中珍稀针叶树种的分布及其生存状况, 对其所在的植物群落进行调查。调查采用样方法, 样方面积20 m × 20 m, 记录样方信息、群落物种组成及数量特征, 计算物种重要值, 分析了群落的类型及结构特征。样方分布于鄱阳湖流域内南岭山地、罗宵山脉、武夷山脉、黄山山脉、九岭山脉。论文提供了23组详细的群落样方数据, 11种珍稀针叶树种分布于14个不同群系中, 珍稀针叶植物多以共建种或伴生种出现在群落中, 以针叶树为优势种的群系有南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)林、黄杉(Pseudotsuga sinensis)林、福建柏(Fokienia hodginsii)林、榧树(Torreya grandis)林。     

Characterization of the depth-related changes in the microbial communities in Lake Hovsgol sediment by 16S rRNA gene-based approaches

The undisturbed sediment of Lake Hovsgol (Mongolia) is scientifically important because it represents a record of the environmental changes that took place between the Holocene (the present age) and Pleistocene (the last ice age; 12,000 14C years before present day). Here, we investigated how the current microbial communities change as the depth increases by PCR-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis of the 16S rRNA genes of the microbial communities. The microbial diversity, as estimated by the Shannon index, decreased as the depth increased. In particular, significant changes in archaeal diversity were observed in the middle depth (at 39-42 cm depth of total 60 cm depth) that marks the border between the Holocene and Pleistocene. Phylotype belonging to Beta-and Gamma-Proteobacteria were the predominant bacteria and most of these persisted throughout the depth examined. However, as the depth increased, some bacteria (some genera belonging to Beta-Proteobacteria, Nitrospira, and OP8-9) were not detectable while others (some genera belonging to Alpha-, Beta-, Gamma-Proteobacteria) newly detected by DGGE. Crenarchaea were the predominant archaea and only one phylotype belonging to Euryarchaea was found. Both the archaeal and bacterial profiles revealed by the DGGE band patterns could be grouped into four and three subsets, respectively, subsets that were largely divided by the border between the Holocene and Pleistocene. Thus, the diversity of the current microbial communities in Lake Hovsgol sediments decreases with increasing depth. These changes probably relate to the environmental conditions in the sediments, which were shaped by the paleoclimatic events taking place between the Holocene and Pleistocene.     

青海湖岸带土壤与沉积物的地化特征与细菌群落对水位上升的响应

【目的】探究青海湖岸带土壤与沉积物的地化特征与细菌群落对水位扩张的响应。【方法】从岸上至岸下沿垂直青海湖岸带方向,采集距离湖面不同高度土壤(土壤：S1、S2)、岸边不同水深表层沉积物(过渡区：E0、E6、E17)及湖心表层沉积物(沉积物：D1、D2)样品,土壤与沉积物水深(土壤水深表示为负数)从小到大的变化表征岸边土壤被淹水转变为沉积物的过程。采用地球化学分析和16SrRNA基因高通量测序技术,探究岸带土壤与沉积物样品中的地化特征与微生物群落构成。【结果】青海湖水位上升导致的生境转变对岸带土壤与沉积物的理化性质、营养水平、有机碳类型等地化特征产生显著影响。具体表现为,随着水位升高,岸带土壤与沉积物的pH、矿物结合态有机碳含量显著升高,而碳氮比值、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、颗粒态有机碳含量显著下降。随着水位上升,青海湖岸带被淹没土壤的细菌群落多样性下降,且群落结构发生明显变化。这种变化与环境因子变化密切相关,具体表现为,细菌群落物种丰富度指数和香农多样性指数随着水位上升呈下降趋势;活性金属结合态有机碳含量与细菌群落多样性的变化密切相关;理化...