16S rRNA基因高通量测序方法检测奶牛场常用干草表面微生物群落结构及多样性

【目的】随着中国奶牛业的发展,干草需求量与日俱增。作为天然牧草,干草可以成为家畜传播病原体的载体。以干草表面附着物为研究对象,了解干草中细菌群落结构以及致病菌属特征。【方法】对来自6个不同奶牛场饲草舍的干草样本,应用Illumina Mi Seq高通量测序技术测定干草表面附着物细菌的16S r RNA基因V3-V4变异区序列,分析不同干草样本细菌群落组成。【结果】干草样本中的细菌在97%的相似水平下共得到OTU个数为15 416,涵盖了29门87纲144目219科323属的细菌。微生物多样性分析表明,干草样本具有很高的细菌多样性,不同样本多样性存在差异。对干草样本菌群中丰度较高的14种病原菌属进行分析,发现相较于人工种植牧草制备的干草,天然牧草制备的干草中病原菌属丰度较高。【结论】研究解析了干草样本中微生物的多样性、丰度及主要病原菌属的特征,对奶牛场疾病防控有一定指导意义。     

福州左海湖冬春季浮游细菌群落16S rRNA多样性

【目的】为揭示福州左海湖冬春不同季节水体中浮游细菌群落的多样性。【方法】通过对2012年1月(冬季)和2012年4月(春季)的左海湖水体样品构建细菌16S rRNA基因克隆文库,对2个季节样品中细菌群落的多样性和均匀度等进行比较,并对其群落结构特征进行分析。【结果】冬季左海细菌群落的多样性指数Shannon-Wiener(H)达到3.53,均匀度指数(E)达到0.66;春季细菌群落的多样性指数Shannon-Wiener(H)为3.37,均匀度指数(E)为0.64,这2个季节样品的细菌群落均具有很高的多样性,但均匀度都偏低。2个季节水体中共检测到5个细菌门类:α-变形菌纲(α-proteobacteria)、β-变形菌纲(β-proteobacteria)、拟杆菌门(bacteroidetes)、放线菌门(actinobacteria)、蓝细菌门(cyanobacteria),此外还存在一些未被认知的序列。冬季的优势菌群为β-proteobacteria,次优势菌群为cyanobacteria;春季的最优势菌群为cyanobacteria。【结论】左海湖水体细菌在冬春2季节中的菌群结构存在差异,特别是最优势的细菌发生了很大变化,其中冬季细菌群落的多样性及均匀度相对较高。     

广西蚕沙细菌组成多样性解析和VBNC菌群的发掘

【目的】解析广西蚕沙中细菌群落组成与多样性,为蚕沙中菌种资源发掘和蚕沙的综合利用提供科学依据。【方法】通过高通量测序技术研究细菌群落组成特征,同时利用常规稀释涂布平板法和基于复苏促进因子(Rpf)的MPN培养系统解析并筛选蚕沙中可培养和活的非可培养(VBNC)状态的优势菌群,并经16SrRNA基因测序对筛选得到的菌株作初步分类鉴定。【结果】高通量测序表明,广西蚕沙样品中细菌归属于10个门、18个纲、27个目、57个科、96个属,其中4个属的丰度达1%以上,优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌属(Enterobacter);通过稀释涂布平板法共获得14个属的33株可培养细菌,其中4个属(Citrobacter、Weissella、Chitinophaga、Pseudoclavibacter)在高通量测序中未被检测到;而在MPN培养系统中,基于复苏促进因子的处理组细菌总数最大检出丰度提高了100倍,并从中共检出21株对Rpf敏感的VBNC菌株,其中6个属(Paenibacillus、Caulobacter、Roseomonas、Pantoea、Erwinia、Acine...     

紫茎泽兰不同入侵区域土壤细菌群落多样性比较研究

【目的】紫茎泽兰的入侵将对入侵地生态环境和农业经济造成严重危害,比较紫茎泽兰不同入侵区域土壤细菌多样性,丰富入侵植物的土壤微生物假说,也为紫茎泽兰的防控提供重要的理论依据。【方法】采用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析法和16s rDNA高通量测序法,对不同紫茎泽兰重度入侵区域其根际土壤细菌群落进行分析比较,在此基础上使用相关性分析和主成分分析等统计方法,比较土壤细菌群落差异,探究其与土壤环境因子之间的相互关系。【结果】(1)各采样点中紫茎泽兰根际土壤细菌含量占微生物总量的比例均高于60%。其中Y2样点土壤细菌含量显著高于其他样点样品,达123.74μg·g~(-1),但该样地中检测到的门、科、属数量均低于其他样点。(2)从门水平上看,各样点土壤样品中相对丰度最高的前五个门分别是变形杆菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和疣微菌门,其中变形杆菌门的相对丰度均为最高,在细菌群落中所占比例均超过30%;从属水平上看,四个样点存在不同的优势菌群,Y1样点优势菌群为固氮菌属和芽孢杆菌属,Y2样点优势菌群为乳酸杆菌属、结核分枝杆菌属以及根瘤菌属等,Y3样点优势属为鞘氨醇单胞菌属,Y4中的优势菌群为假单胞菌属。(3)土壤速效钾、铵态氮、有机碳、蔗糖酶、脲酶以及蛋白酶等环境因子与土壤细菌群落Alpha多样性指数存在显著相关性;土壤速效钾、硝态氮、有机碳、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶等环境因子影响不同样点紫茎泽兰根际土壤细菌群落组成。【结论】不同紫茎泽兰重度入侵区域其根际土壤细菌在含量、门水平和属水平上均存在差异。土壤速效钾、有机质含量、蔗糖酶、脲酶等是影响土壤细菌群落结构的主要因素。     

普氏蹄蝠胃肠道菌群的多样性

【目的】研究普氏蹄蝠(Hipposideros pratti)胃肠道菌群多样性及致病菌的种类。【方法】采用Mi Seq高通量测序技术,通过对16S r RNA基因V1-V2区基因进行测序,研究普氏蹄蝠胃肠道细菌的群落组成。应用MG-RAST V3.3.6分析和统计样品序列和操作分类单元(OTU)数目,分析胃肠道菌群物种丰度,并进行聚类分析。【结果】从普氏蹄蝠胃和肠道中分别获得144 998条和275 274条原始序列以及48 332条和91 758条有效序列,分属于894个和756个操作分类单元。胃中菌群丰度指数Chao指数(1 490)和ACE指数(2 221)分别低于肠道菌群的Chao指数(2 051)和ACE指数(3 556);Shannon多样性指数(2.405)低于肠道(2.407);Simpson多样性指数(0.168)高于肠道(0.151)。系统进化分析表明胃肠中的细菌主要分布在6个门,均以变形菌门(Proteobacteria)(胃中占56.4%,肠中占46.0%)和厚壁菌门(Firmicutes)(胃中占40.7%,肠中占49.2%)为优势菌门。胃肠道中丰度在0.1%以上的属有24个,胃中优势类群为乳球菌属(Lactococcus)和哈夫尼菌属(Hafnia),分别占整个菌群的26.1%和21.0%;肠道中优势类群为肠球菌属(Enterococcus)和沙门氏菌属(Salmonella),分别占整个菌群的15.2%和12.7%。普氏蹄蝠胃肠道中的优势菌群均为人类的致病菌或者条件致病菌。【结论】普氏蹄蝠携带有大量人类致病菌。因此,应注意防止向人类传播。     

基于高通量测序的辐射污染区细菌群落特征分析

【目的】为了更加全面地揭示辐射污染区细菌种群多样性,了解辐射污染对辐射区土壤中细菌群落结构的影响。【方法】运用高通量测序方法,分别进行了土样细菌16S r RNA基因的V3可变区测序,进而对无辐射污染对照和不同辐射污染程度的土样中细菌群落组成和多样性进行分析。【结果】研究共获得110 348条有效序列,17 604个OTUs,共涉及细菌域的19个门和6个潜在菌门和其它未分类菌群的726个属。多样性分析表明,辐射污染会引起土壤样品中微生物群落的分布显著差异化,显著提高细菌群落种群多样性和微生物丰度。微生物群落组成分析发现,在辐射污染胁迫下,辐射污染区样品中变形杆菌门分布比例显著下降;随着辐射污染程度的提高,放线菌门所占比例逐步提高,未分类菌门、厚壁菌门和酸杆菌门也有明显的提高。同时,研究发现辐射污染区中存在着大量未分类菌属。【结论】研究揭示了辐射污染区极为丰富的细菌多样性,大量微生物新物种资源有待发掘。     

厦门海域2011年中肋骨条藻和血红哈卡藻赤潮期间细菌群落结构变化

【目的】研究2011年8月厦门海域爆发的由中肋骨条藻和血红哈卡藻共同引发的赤潮生消过程中细菌群落结构变化。【方法】应用变性梯度凝胶电泳技术(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)对两个赤潮站位和一个非赤潮站位的细菌群落结构进行研究。通过DGGE图谱分析确定赤潮生消过程中细菌群落中的关键菌群,借助Canoco软件分析细菌菌群与环境因子的相关性。【结果】在赤潮起始阶段细菌的群落结构与pH、N/P的相关性较大,在赤潮消亡阶段细菌的群落结构与盐度、温度呈明显的正相关。γ变形杆菌(Gammaproteobacteria)(47.7%)在赤潮期间处于主导位置,假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、交替单胞菌属(Alteromonas)、噬氢菌属(Hydrogenophaga)、Actibacter、Oleibacter等属均为优势菌群。香农-威列多样性指数表明,赤潮站位细菌多样性随着赤潮生消呈先升高后降低趋势,而非赤潮站位细菌多样性基本保持不变。通过Canoco对细菌菌群的主成分分析发现,在赤潮开始阶段Hydrogenophaga属为优势菌群,而在赤潮消退阶段则以Pseudomonas和Pseudoalteromonas属为主。赤潮站位藻际细菌和游离细菌群落多样性在藻密度较大时均达到最大值,然而两者与环境因子的相关性有较大差别。【结论】研究结果表明赤潮站位细菌群落多样性远高于非赤潮站位,细菌丰度随着赤潮藻密度的升高而增加,细菌与赤潮藻有着密切的关系。本文首次研究了多种优势藻引发的赤潮环境下细菌群落结构的变化,这对于多种藻引发的赤潮生消过程中细菌菌群结构有了深入的了解,为赤潮调控的研究提供了理论依据。     

基于高通量测序的裕民红花根际土壤细菌群落特征分析

【背景】新疆裕民县是我国最大的红花种植基地,其独特的地理环境和气候条件适合红花生长且有利于红花良好品质的形成。【目的】探究新疆裕民县山地栽培红花不同生育期的根际土壤细菌群落及其与环境因子之间的关系,为揭示道地药材"道地性"的本质与规律提供科学依据。【方法】在3块裕民栽培红花样地中分别采取营养生长期与生殖生长期的根际、非根际土壤,测定其土壤性质,并提取基因组DNA对16S rRNA基因的V4高变区进行PCR扩增构建文库,经过Illumina HiSeq高通量测序平台测序后使用生物信息学技术分析土壤细菌的丰富度、多样性指数和群落结构,然后分析多样性指数与环境因子之间的相关性。【结果】从36个红花土壤样品中共得到10303个细菌操作分类单元(Operationaltaxonomicunit,OTU),分属于47门102纲201目381科738属405种,其中放线菌门(Actinobacteria,32.9%)和变形菌门(Proteobacteria,28.7%)是优势菌群。方差分析显示丰富度指数Chao1与多样性指数Shannon在4个样品分组的细菌群落中无显著差异,而主坐标分析(Principal coordinates analysis,PCoA)和属水平的物种丰度分布情况表明各样地之间的细菌群落构成差异明显。【结论】经分析,红花根际土壤中存在大量适应环境变化的细菌,这些细菌的存在可能对红花道地性的形成有积极作用。此外,土壤性质、植物的生长阶段和根系分泌物可能通过影响红花根际细菌群落来致力于红花道地性的形成。     

南明河城区河段细菌多样性与环境因子的关系

摘要:【目的】了解南明河城区河段细菌群落结构及多样性变化,探讨城区河段环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】应用对细菌16S rDNA V4区的高通量测序技术,分析和比较了南明河流经城区的5个样点的细菌群落多样性;然后采用冗余分析(RDA)探讨了水体环境因子与细菌多样性的关系。【结果】南明河贵阳区段细菌多样性指数( Shannon-Wiener 指数)分析结果显示,多样性指数平均达7.5,乌当桥采样点的细菌多样性＞水口寺采样点＞五眼桥采样＞花溪大桥采样点＞冠洲桥采样点。序列比对结果显示,南明河内细菌除了部分分类地位不明确的菌群和稀有菌群外,其余分布于11个门包含327个属的细菌,优势菌门为变形菌门(Proteobacterice,66.1%±3.30%),其中γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,54.76%±4.86%)为优势亚群,假单胞菌属(Pseudomonas,16.92%±0.02%)为优势菌属;RDA结果表明不同菌群受不同环境因子的影响 不同,菌属群落Ⅳ和环境中总氮、总磷显著正相关。【结论】高通量测序分析能获得更为全面的细菌群落多样性信息。河流经过城区后环境因子发生较大变化,影响河流细菌群落结构改变。这为研究河流城市区段的细菌结构多样性及与环境因子的关系提供了新的科学数据。     

基于MiSeq测序分析新疆泥火山土壤细菌群落多样性

【目的】以新疆乌苏泥火山土壤为研究对象,了解泥火山细菌群落结构及其时空动态变化。【方法】选择泥火山4种不同生境土壤在4、7、11月份采样,应用Illumina Mi Seq测序技术测定泥火山土壤细菌的16S r RNA基因V3–V4变异区序列,分析乌苏泥火山不同生境土壤细菌群落组成。【结果】泥火山土壤细菌在97%的相似水平下共得到OTU个数为29 005,在细菌门水平上共有38种细菌类群,Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes为优势菌群,在属水平上共有72种细菌类群,其中含量最高的是未分类细菌;多样性分析表明生境D的丰度指数和多样性指数最高,将泥火山细菌群落多样性与理化因子结合分析,发现其多样性随着土壤养分的增加而基本降低,说明物种多样性指数与理化因子之间呈负相关关系;OTU水平的分析表明生境A的群落组成在时空动态上没有显著差异,其样品群落组成较为相似,而生境C的物种组成差异较大。【结论】相比较于传统方法,Mi Seq测序能够更全面解析环境样品中微生物多样性,揭示了乌苏泥火山群蕴含着丰富的微生物资源,这将为深入研究泥火山生态系统奠定基础,为合理利用和开发泥火山微生物资源提供指导。     

柑橘黄龙病赣南脐橙内生菌种群结构分析

【目的】分析赣南脐橙黄龙病植株和健康植株叶片内生菌,对比不同培养条件下培养出的内生菌,为筛选出对柑橘黄龙病原菌有影响的伴生菌奠定理论基础。【方法】通过PCR方法对脐橙中黄龙病菌进行验证,并基于16S r RNA基因高通量测序技术对患病与健康赣南脐橙叶片内生菌以及不同培养基富集培养后的内生菌进行多样性分析。【结果】所采集样品中有5株患病株,5株健康株。5株病株中共同含有的细菌属有13个,其中7个在5株健株中也共同存在。Defluviicoccus属和Granulicella属在病健株植物中都是优势菌属,且在健株中的平均含量高于病株。病株与健株的样品相似度存在明显界线。富集培养后不同样本和不同培养基中菌属分布不同。肠杆菌属(Enterobacter)、短小杆菌属(Curtobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)和泛菌属(Pantoea)得到了大量富集,不动杆菌属和沙雷氏菌属等9个菌属富集量较少。另外,培养和未培养各样本间未分类菌(Unclassified)含量差异也较大。【结论】赣南脐橙患病植株和健康植株叶片内生菌有着明显差异,黄龙病菌的存在改变了脐橙叶片原有内生细菌的菌群结构。从活体植物组织内直接检测才能得到真正的植物内生菌群落分布情况。通过分析菌群的差异,有望找到与柑橘黄龙病菌生长相关的伴生菌。     

森林母土异地迁播后的土壤真菌和细菌变化

【背景】森林土壤中携带了大量种子和微生物,已经被广泛用于各种退化生态系统的植被恢复。但是,关于土壤迁播到退化生态系统后的真菌和细菌群落变化研究较少。【目的】研究土壤迁播后真菌和细菌的组成和多样性,比对其与森林母土和受体土壤之间的物种组成与群落差异。【方法】通过Illumina HiSeq高通量测序,获取迁播15个月的土壤、森林母土及受体土壤中真菌和细菌特征值,比对其多样性和丰富度。【结果】3类样地真菌优势菌门为担子菌门和子囊菌门,细菌优势菌门为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门和绿弯菌门,土壤迁播后显著改变了真菌和细菌优势菌门的相对丰度。主成分分析表明3类样地真菌和细菌群落组成存在显著差异。聚类分析表明迁播土壤与受体土壤聚类距离更近,物种组成更相似,真菌和细菌优势属与受体土壤无显著差异。迁播土壤的真菌和细菌丰富度和多样性与森林母土差异显著(P0.05)。【结论】森林土壤迁播15月后,其细菌和真菌物种组成逐步趋同于受体土壤。该结果为进一步研究石漠化微生物生态系统、改善和提升土壤迁播技术提供支撑。     

织金洞钟乳石沉积物表面可培养细菌多样性和网络分析

【背景】洞穴环境中蕴含丰富而独特的细菌资源,对洞穴环境中细菌的分离培养有助于了解洞穴细菌多样性及细菌资源的挖掘和利用。【目的】利用不同培养基分离细菌,探究钟乳石表面可培养细菌的多样性及其种间互作关系。【方法】通过11种培养基对织金洞内钟乳石沉积物表面的细菌进行分离纯化,并利用16S rRNA基因序列分析初步确定分离菌株的分类地位。在R软件下,通过Bipartite包分析可培养细菌属间的相互作用。【结果】从钟乳石沉积物表面共分离出206株细菌,它们隶属于4门25属45种,香农(Shannon)指数为4.78,辛普森(Simpson)指数为0.95。变形菌门(Proteobacteria)和芽孢杆菌属(Bacillus)分别为样品中可培养细菌的优势门(47.09%)和优势属(29.61%)。无机寡营养培养基有助于洞穴钟乳石沉积物细菌的分离。属水平-采样点网络分析表明,可培养细菌分布具有非随机、显著的嵌套性。芽孢杆菌属(Bacillus)、德沃斯氏菌属(Devosia)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、节杆菌属(Arthrobacter)和短杆菌属(Brevibacterium)在细菌群落中存在较多的有效合作值(Effective Partners)和亲密度(Closeness),被其他细菌所依赖程度(Species Strength)较高,是该群落中的重要组成类群。【结论】织金洞内钟乳石沉积物表面存在丰富的细菌资源,分析细菌类群在群落中的作用应结合细菌相对丰度和网络分析。     

青岛近海沉积物生物被膜中密度感应及密度感应淬灭细菌多样性

【背景】细菌密度感应(Quorum sensing,QS)是指细菌利用分泌的信号分子进行相互交流的现象,而密度感应淬灭(Quorumquenching,QQ)是指通过干扰信号分子的产生、释放、积累或应答从而阻抑密度感应通路。【目的】探究青岛近海沉积物生物被膜中密度感应和密度感应淬灭细菌的多样性。【方法】采用海水培养基2216E从青岛近海沉积物生物被膜中分离获取可培养细菌,采用平板交互划线和高通量筛选的方法分别筛选具有密度感应和密度感应淬灭的菌株。【结果】共分离获得83株共54种具有密度感应和密度感应淬灭的细菌,分属于四大细菌门类:变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门。其中,38株(45.8%)可以产生酰基高丝氨酸内酯(Acyl-homoserine lactone,AHL)类信号分子,它们分属于变形菌门(37株,15种)和拟杆菌门(1株,1种),优势属为弧菌属和鲁杰氏菌属;能够降解AHL类信号分子的有57株(68.7%),在变形菌门(41株,23种)、拟杆菌门(14株,10种)、厚壁菌门(5株,5种)以及放线菌门(1株,1种)中均有分布。【结论】在青岛近海沉积物生物被膜可培养细菌中,具有密度感应和密度感应淬灭现象的菌株具有很高的丰度和多样性,为后续生态学意义的研究与海洋微生物的开发提供了参考。     

稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构与多样性分析

【目的】为明确水稻主要害虫稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)幼虫肠道细菌的群落结构和多样性。【方法】利用Illumina Mi Seq技术对稻纵卷叶螟4龄幼虫肠道细菌的16S r DNA V3-V4变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME软件整理和统计样品序列数和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析4龄幼虫肠道细菌的物种组成、丰度和多样性。【结果】稻纵卷叶螟4个数量不同的4龄幼虫样本(1,2,3和5头)共得165 386条reads,在97%相似度下可将其聚类为604个OTUs。总共注释到22个门,43个纲,82个目,142个科,204个属,244个种。其中在门水平上,主要优势菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度26%~34%)和放线菌门(Actinobacteria)(23%~32%);在纲水平上,主要优势菌为放线菌纲(Actinobacteria)(相对丰度23%~32%)、酸杆菌纲(Acidobacteria)(9%~11%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(10%~13%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)(6%~8%)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(6%~12%);在科水平上,共有优势菌为类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)等。在属水平上,4个样本前5位优势属中,类诺卡氏属Nocardioides和鞘脂单胞菌Sphingomonas为共有优势属。稻纵卷叶螟肠道细菌Simpson指数、Shannon指数、Ace指数和Chao指数分别为0.16~0.65,0.94~3.22,212~488和210~490。【结论】稻纵卷叶螟幼虫肠道细菌多样性比较丰富,个体间微生物群落结构和多样性有差异。不同数量样本数据与总体数据有助于综合反映稻纵卷叶螟种群肠道微生物状况。本研究结果为进一步研究稻纵卷叶螟肠道微生物的功能及其在防治中的应用奠定了基础。     

滴灌对苜蓿根际土壤细菌多样性和群落结构的影响

【背景】细菌作为土壤微生物中的重要类群,能够有效促进土壤物质循环和能量流动,细菌多样性以及群落结构能够反映土壤的质量状况。【目的】了解滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌群落结构及多样性变化,探讨土壤环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】基于细菌16Sr RNAV3-V4区高通量测序技术,分析比较滴灌与自然降雨两种模式下生长的苜蓿根际与非根际土壤中细菌多样性和群落分布规律,然后采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨土壤环境因子与细菌多样性的关系。【结果】苜蓿根际土壤中细菌多样性丰富,滴灌根际土壤中细菌多样性显著高于自然降雨根际土壤;土壤样品中共检测到细菌46门53纲116目220科469属,主要的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,25.27%-34.42%),其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,11.41%-18.97%)为优势亚群,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,1.00%-4.54%)为优势属。相较于自然降雨,滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌的6个门和16个属的群落结构发生显著变化;此外,RDA分析表明,不同环境因子对微生物群落的影响不同,滴灌根际土壤中9个细菌属的丰度与全磷、全钾、有效磷、碱解氮、有机质、土壤中性磷酸酶以及土壤脲酶的含量显著正相关。【结论】滴灌作为新型节水技术,在促进植物生长、提高产量、节约成本的基础上增加了植物根际土壤中细菌多样性和丰度,该结果为新型灌溉体制的改革以及土壤微生物资源的开发利用提供科学数据。     

餐厨垃圾厌氧消化处理主要过程的微生物群落结构分析

【背景】厌氧消化是我国餐厨垃圾处理的主要方法,微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对其不同工艺单元微生物群落结构的研究较少。【目的】通过分析各工艺单元的微生物多样性与群落结构,为改进餐厨垃圾资源化处理技术、提高资源利用效率提供科学依据。【方法】采集某餐厨垃圾处理厂油水分离、厌氧发酵、沼渣脱水等3个工艺单元产生的废液样品,采用16S rRNA基因高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及其与环境因子的相关性。【结果】初始油水分离样品中的微生物群落种类相对较少,而经厌氧发酵和沼渣脱水处理后样品中的微生物群落种类较丰富。在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)在各单元样品中所占平均比例最高,为81.1%,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),分别占15.81%和4.59%;在属水平上,相对丰度较高的菌属为乳酸菌属(Lactobacillus)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)等。餐厨垃圾处理过程中的部分菌属可能具有资源-环境双重属性,例如在沼渣脱水单元相对丰度高达32.67%的假单胞菌属(Pseudomonas),该菌属中既存在少部分致病菌或条件致病菌,也具有生产聚羟基脂肪酸酯的功能菌。影响各组样品微生物群落组成结构最显著的因子是p H值,其次是总糖的含量。【结论】研究明确了典型餐厨垃圾厌氧消化处理工艺单元的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。