保护剂对混合甲烷氧化菌剂中菌群结构的影响

[目的]明晰混合甲烷氧化菌剂制备工艺及保护剂对菌群结构的影响。[方法]通过正交实验优化保护剂配方,并结合高通量测序分析菌剂制备前后菌群结构及甲烷降解能力变化。[结果]当保护剂配比为葡萄糖浓度(单位为g/mL菌液) 2. 5%、甘油15%、脱脂乳粉10%时,菌群存活率高达112. 7%;菌群结构由冻干前的优势菌Methylocystaceae(甲基孢囊菌属)、Acidovorax(食酸菌属)等演替为Ralstonia(罗尔斯顿菌属)、Stenotrophomonas(寡养单胞菌)等,其中对甲烷降解作用的Methylocystaceae(甲基孢囊菌属)冻前丰度71. 70%降为冻后的4. 26%;甲烷降解率由冻前的76. 21%降为冻后的74. 23%。[结论]混合菌剂制备过程中保护剂作为新碳源及能源影响了菌群结构,甲烷降解率下降2. 6%。菌群对外界因素的响应灵敏,但群体行为之间的关系和机理还有待探析。     

青海湖河源湿地甲烷氧化菌群落对温度升高的响应

甲烷氧化菌对甲烷的氧化能力显著影响全球甲烷排放总量。研究河源湿地甲烷氧化菌群落对温度升高的响应有助于深入探究河源湿地生态系统的甲烷循环机制。采用高通量测序方法研究了温度升高后青海湖河源湿地甲烷氧化菌群落特征的变化。青海湖河源湿地甲烷氧化菌的优势菌门为变形菌门, 增温处理没有显著影响河源湿地甲烷氧化菌的群落多样性。河源湿地甲烷氧化菌的群落结构对温度升高响应明显, 增温显著增加了属水平优势菌群(相对丰度 > 0.1%)的相对丰度。LEfSe分析表明, 增温处理组与自然对照组共存在23个差异菌群, 增温显著增加了甲基球菌属的相对丰度, 显著降低了甲基杆菌属的相对丰度。河源湿地甲烷氧化菌群落功能与碳、氮代谢过程密切相关。整体而言, 河源湿地甲烷氧化菌的群落结构对温度升高较为敏感, 部分菌群的相对丰度变化显著。     

模拟增温对青海湖湖滨湿地甲烷氧化菌群落的影响

为探究全球气候变暖对青海湖湖滨湿地中甲烷氧化菌群落特征的影响,以青海湖湖滨湿地的鸟岛湿地观测站为研究对象,通过模拟增温实验设置开顶箱(open top chamber, OTC),利用高通量测序探究增温对湖滨湿地甲烷氧化菌群落结构及多样性的影响。湖滨湿地甲烷氧化菌群落的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)(84.50%);增温对湖滨湿地甲烷氧化菌群落的多样性指数没有显著差异影响(P>0.05),但对湖滨湿地甲烷氧化菌的属水平群落结构有显著影响(P<0.05)。LEfSe分析表明,增温与自然处理之间共存在33个差异菌群;增温使优势菌群甲基球菌科(Methylococcaceae)的相对丰度增高;增温使属水平的优势菌群甲基球菌属(Methylococcus)、甲基杆菌属(Methylobacter)、甲基单胞菌属(Methylomonas)的相对丰度升高,其中甲基单胞菌属的相对丰度显著升高,但硝化螺旋菌属(Nitrospira)和亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)相对丰度降低。湖滨湿地甲烷氧化菌群落功能基因组20个,其中大部分参与碳氮循环过程。整体而言,青...     

基于mcrA基因的沁水盆地煤层气田产甲烷菌群与途径分析

【目的】分析沁水盆地煤层气田不同煤层气井产出水样中产甲烷菌群和生物成因气的生成途径。【方法】以甲基辅酶M还原酶基因(mcr A)作为目标基因,采用454焦磷酸高通量测序方法,同时比对NCBI功能基因文库中的mcr A序列,分析不同煤层气井产出水中的产甲烷菌群。【结果】高通量测序表明,5个出水样产甲烷菌群OTUs(Operational taxonomic units)数为64–157个,共有的为22个,各占样品总数14%-34%;样品共检测到4种已知菌属,即甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷微菌属(Methanomicrobium)、甲烷叶菌属(Methanolobus)和甲烷螺菌属(Methanospirillum),优势菌属均为Methanobacterium。系统发育分析表明,未明确地位的菌属主要与Methanobacterium、Methanomicrobium、产甲烷球菌属(Methanococcus)和甲烷囊菌属(Methanoculleus)有较近的亲缘关系。5个样品中菌属所占比例不同,检测到的菌属类别大致相同。所有检测样品生物成因煤层气(Coalbed methane,CBM)的生成途径主要为氢营养型产甲烷途径。【结论】沁水盆地不同煤层气田产甲烷菌群菌种差异比较大,但生物成因气生成途径基本相似,与地理位置和煤藏条件没有相关性。     

青海湖3种类型高寒湿地甲烷氧化菌群落特征

【背景】甲烷氧化菌在维持湿地生态系统碳平衡方面发挥着重要作用,青海湖高寒湿地具有十分重要的生态地位,但目前有关该地区甲烷氧化菌的研究相对较少。【目的】探究不同类型高寒湿地土壤甲烷氧化菌的群落特征与驱动因素。【方法】以青海湖流域内的小泊湖沼泽湿地、鸟岛湖滨湿地、瓦颜山河源湿地为研究对象,通过高通量测序技术对土壤甲烷氧化菌进行检测。【结果】3种不同类型高寒湿地土壤甲烷氧化菌的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)。鸟岛湖滨湿地与瓦颜山河源湿地的甲烷氧化菌α多样性存在显著差异(P<0.05),而小泊湖沼泽湿地与二者的甲烷氧化菌α多样性的差异不显著(P>0.05)。LEfSe分析表明,不同类型高寒湿地共存在40个差异菌群,尤以瓦颜山河源湿地差异菌群数量最多,从门到属水平均存在显著差异。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,甲烷氧化菌菌群变化的主要驱动因子为土壤温度、土壤水分、电导率。【结论】整体而言,青海湖3种类型高寒湿地土壤理化性质及甲烷氧化菌群落多样性均存在差异,且部分菌群的相对丰度具有显著性差异(P<0.05)。     

含有甲烷氧化菌的混合菌群特性研究

为获得高效甲烷氧化微生物体系,从农业土壤中采样,以甲烷作为唯一碳源进行好氧选择性传代培养,得到生长性能稳定、生长优于Methylosinus trichosporium OB3b纯培养的具有甲烷单加氧酶(Methane Monooxygenase,MMO)活性甲烷氧化混合菌。利用MMO的共代谢特性,分别以苯酚和环氧丙烷作为目标对象,考察该混合菌对有机污染物的降解及用于生产有用化学物质的催化特性。结果表明,所得混合菌具有高效降解苯酚能力,对初始浓度为600mg/L的苯酚,经过11h培养,苯酚降解率可达99%。另外,以该混合菌为催化剂可以实现丙烯氧化生产环氧丙烷。通过降低磷酸盐浓度可以有效提高环氧丙烷的积累浓度,最大可至5mmol/L。此外,采用纯种分离方法结合PCR扩增、16SrRNA和MMO功能基因分析技术对混合菌群结构进行解析。结果表明,该混合菌群由Ⅱ型甲烷氧化菌及其它至少4种非甲烷氧化菌组成,它们分别属于Methylosinus trichosporium和Acinetobacter junii、Cupriavidusme tallidurans、Comamonas testosteroni和Stenotrophomonas maltophilia。采用PCR方法从混合菌及纯化菌株M.trichosporiums Y9总DNA中都能扩增得到mmoB、mmoX和pmoA基因片段,表明该甲烷氧化菌同时具有sMMO和pMMO两种形式的MMO。通过对从甲烷氧化混合菌中分离纯化得到的甲烷氧化菌进行PCR产物测序,结果发现其与Methylosinus trichosporium的同源性为99.9%。     

氮源类型对甲烷氧化过程主要菌群的影响

为分析氮源类型对甲烷氧化体系微生物群落的影响,本研究设计了以硝酸盐、铵盐、或氮气为唯一氮源的3个实验组对甲烷富集样品进行培养,监测培养基中离子浓度的变化,利用Illumina Miseq测序和克隆文库测序分析样品的微生物群落结构和组成,并通过定量PCR检测甲烷氧化菌和非甲烷甲基氧化菌嗜甲基菌的含量。研究显示,所有实验组中甲烷氧化菌的丰度均较低,非甲烷甲基氧化菌在群落中占主导地位,硝酸盐组和铵盐组中,嗜甲基菌科细菌的丰度最高,无氮源组中丛毛单胞菌科和柄杆菌科细菌占主导。这表明甲烷氧化是由甲烷氧化细菌和非甲烷甲基氧化菌协同完成,非甲烷甲基氧化菌通过利用甲烷氧化菌的代谢中间产物参与甲烷氧化。硝酸盐和铵盐在甲烷氧化过程中对嗜甲基菌的生长起促进作用。硝酸盐组和铵盐组中细菌群落的结构、组成及变化趋势相近,因此,硝酸盐可能和铵盐一样,作为营养物质参与到甲烷氧化过程中,而非作为电子受体进行反硝化反应。     

顺北典型油气藏上方土壤甲烷氧化菌菌群特征及其勘探意义

【目的】甲烷氧化细菌(MOB)长期以来一直被用作石油和天然气勘探的重要油气指示菌,其仅能利用甲烷作为唯一碳源。根据甲烷氧化菌菌群特征结合地质剖面可以较好地预测深部油气藏,为石油勘探提供良好的数据支撑。由于传统平板培养法只能针对可培养甲烷氧化菌,方法具有一定局限性。【方法】本文采用分子生物学技术结合地球化学烃类指标研究了顺北典型油气藏上方土壤中甲烷氧化菌的分布。【结果】研究结果显示,油气田上方pmoA基因拷贝数与酸解烃含量具有一定的正相关性,且油气区比背景区高0.5–2个数量级。16SrRNA基因高通量测序和pmoA基因的克隆文库结果显示顺北油藏上方土壤中甲烷氧化菌主要以I型为主,水平剖面中甲烷氧化菌随着离油田距离增加存在I型向II型演变的现象,且Methylomonassp.在背景区与油气区的丰度有较大差异,具有良好的油气指示潜力。【结论】综上所述,长期微渗透过程中甲烷氧化菌(MOB)的菌群特征对预测深层油藏具有一定的指示作用,结合地质剖面和地表烃类可以有效预测有利油藏区域。     

高效降解纤维素产甲烷菌群的富集及其性质研究

以获得1组高效降解纤维素的产甲烷菌群为目的,以蔬菜厌氧消化液、糖蜜厌氧消化液和池塘沉积物底泥为菌株来源,55℃条件下,以滤纸为碳源进行继代培养,检测其甲烷含量,最终获得1组有效分解纤维素的产甲烷菌群。该菌群能够有效分解滤纸,相对分解率可达67.3%,培养7 d甲烷累积产量可达46.5%(体积分数),培养第3天羧甲基纤维素酶(CMC)活性最高值为26.3 U/mL。有机酸中乙酸产量最高,7 d累积量为2.7 g/L。基于16S rRNA基因扩增子高通量测序分析结果表明,细菌的多样性高于古菌。细菌菌群主要由Lutispora、好氧芽胞杆菌属(Aeribacillus)、解硫胺素杆菌属(Aneurinibacillus)、共生小杆菌属(Symbiobacterium)、梭菌属(Clostridium)等组成,其中Lutispora为优势菌群,占细菌总丰度的11.04%。古菌菌群主要包括甲烷嗜热杆菌属(Methanothermobacter)、甲烷丝状菌属(Methanothrix)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷螺菌(Methanospirillum)等,其中甲烷嗜热杆菌属为优势古菌菌群,占古菌总丰度的99.82%。这组高效降解纤维素的产甲烷菌群可通过多种微生物协同作用实现纤维素的降解和甲烷的产生。     

模拟增温对青海湖高寒湿地产甲烷菌群落特征的影响

高寒湿地生态系统作为重要的甲烷排放源, 对全球气候变暖有着较大的贡献率。湿地的产甲烷菌群落在温室气体排放中扮演着重要角色, 探究高寒湿地产甲烷菌群落结构及多样性对温度升高的响应十分重要。以青海湖高寒湿地为研究对象, 采用高通量测序方法开展研究。基于97%的序列相似度聚类, 10个土壤样品的总OTU数量为602个, 对照与增温处理样品的特有OTU数分别为30和43。与对照相比, 增温处理并未显著改变高寒湿地产甲烷菌群落的多样性指数及目水平优势菌群(P>0.05)。高寒湿地产甲烷菌均为广古菌门, 目水平以甲烷微菌目(Methanomicrobiales, 67.35%)、八叠球菌目(Methanosarcinales, 14.14%)、甲烷杆菌目(Methanobacteriales, 10.21%)为优势菌群。Lefse分析表明, 增温后Methanomassiliicoccus相对丰度显著降低、Candidatus Methanogranum相对丰度显著升高。整体而言, 青海湖高寒湿地产甲烷菌群落组成及多样性较为稳定, 温度升高对产甲烷菌群落影响较小, Methanomassiliicoccus和Candidatus Methanogranum对温度变化较为敏感。     

青海湖与中国内陆盐湖古菌群落组成的比较

【目的】本研究旨在全面揭示中国最大的内陆咸水湖——青海湖的古菌群落结构,并对青海湖与盐湖的古菌多样性及群落结构进行比较。【方法】随机选取了青海省的茶卡盐湖、陕西省的花马池盐湖和苟池盐湖以及山西省的运城盐湖作为盐湖组。青海湖与盐湖组每个湖泊各采取5个样品,采用针对16S rRNA基因的高通量测序技术分析5个湖泊中的古菌群落组成。【结果】研究发现,青海湖的优势菌群为DHVEG-6_norank、Methanomicrobia_unclassified、Methanobacterium(甲烷细菌属)、Methanolobus(甲烷叶菌属)、Candidatus_Methanomethylophilus、Miscellaneous_Euryarchaeotic_Group(MEG)_norank、AMOS1A-4113-D04_norank、Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)、Miscellaneous_Crenarchaeotic_Group_norank。其中,DHVEG-6_norank(70.46%)占绝对优势,但该类群在盐湖中含量极少。4个盐湖的共有优势属为Halonotius、Halorubrum(盐红菌属)、Natronomonas(嗜盐碱单孢菌属)、Halobellus和Haloarcula(盐盒菌属)。对于青海湖与盐湖之间的古菌群落多样性,影响最大的因素为湖水的矿化度,矿化度与5个湖泊的古菌多样性呈负相关,矿化度较低的青海湖群落组成与其他4个盐湖差异显著,无共同优势菌;其次为pH,pH与湖泊中古菌群落多样性呈微弱正相关,小幅度影响到某些菌属的丰度;而本文研究范围内的海拔与其群落结构及多样性没有明显相关性。【结论】青海湖与其他4个盐湖之间的群落结构及多样性有显著差异,矿化度对古菌群落多样性具有显著影响。另,本次测序发现5个湖泊中均有大量未分类的古菌,应为潜在的新种。     

好氧甲烷氧化菌生理生态特征及其在自然湿地中的群落多样性研究进展

甲烷氧化菌是一类可以利用甲烷作为唯一碳源和能源的细菌,在全球变化和整个生态系统碳循环过程中起着重要的作用。近年来,对甲烷氧化菌的生理生态特征及其在自然湿地中的群落多样性研究取得了较大进展。在分类方面,疣微菌门、NC10门及两个丝状菌属甲烷氧化菌的发现使其分类体系得到了进一步的完善;在单加氧酶方面,发现甲烷氧化菌可以利用pM MO和sM MO两种酶进行氧化甲烷的第一步反应,Ⅱ型甲烷氧化菌中pM MO2的发现证实甲烷氧化菌可以利用这种酶氧化低浓度的甲烷;在底物利用方面,已经发现了越来越多的兼性营养型甲烷氧化菌,证实它们可以利用的底物比之前认为的更广泛,其中包括乙酸等含有碳碳键的化合物;在生存环境方面,能在不同温度、酸度和盐度的环境中生存的甲烷氧化菌不断被分离出来。全球自然湿地甲烷氧化菌群落多样性的研究目前主要集中在北半球高纬度的酸性泥炭湿地,Ⅱ型甲烷氧化菌Methylocystis、Methylocella和Methylocapsa是这类湿地主要的甲烷氧化菌类群,尤其以Methylocystis类群最为广泛,而Ⅰ型甲烷氧化菌尤其是Methylobacter在北极寒冷湿地中占优势。随着高通量测序时代的到来和新的分离技术的发展,对甲烷氧化菌的现有认识将面临更多的挑战和发展。     

典型油气藏区域环境因素差异对甲烷氧化菌丰度与群落结构分布的影响

【目的】甲烷氧化菌(methane-oxidizing bacteria, MOB)是油气微生物勘探中重要的指标微生物,其丰度与群落结构分布受到地理位置和多种环境因素的影响。本研究以采集的7个典型油气藏区域的土壤样品为研究对象,探究油气藏区域环境因素差异对甲烷氧化菌丰度与群落结构分布的影响。【方法】对采集自7个典型油气藏区域土壤样品进行pmoA基因实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qPCR)、细菌16S rRNA基因测序和甲烷氧化菌功能基因pmoA测序,结合环境因子,比较甲烷氧化菌丰度差异,分析环境因子对甲烷氧化菌分布的影响。【结果】土壤样品的理化性质测定发现江汉盆地样品的含水量最高,约22.8%,硝态氮平均含量最高位于玉北油田,达到31.96 μg/g干重土壤,春光油田出现最高的SO₄^2- (6 425.0 mg/g干重土壤)及Cl^- (1 617.0 mg/g干重土壤)浓度。qPCR分析发现pmoA基因丰度仅为土壤样本总细菌丰度的0.77%,表明甲烷氧化菌绝对数量较少。16S rRNA基因测序发现type I型甲基八叠球菌属(Methylosarcina)、甲基嗜热菌属(Methylocaldum)、甲基球菌属(Methylococcus)与type II型的甲基胞囊菌属(Methylocystis) 4种主要的甲烷氧化菌,甲烷氧化菌中的优势菌属的相对丰度极低,最高仅为0.124%。甲烷氧化菌功能基因pmoA测序发现type II型的甲基胞囊菌属、甲基弯曲菌属(Methylosinus)为主要优势pmoA基因型。环境因子与甲烷氧化菌丰度相关性分析表明甲烷氧化菌绝对丰度与铵态氮、pH、颗粒大小、硫酸根和氯离子显著相关,而环境因子与甲烷氧化菌的相对丰度的相关性分析仅发现与颗粒大小、总氮、总磷、金属离子(Al、Fe、K、Ca、Mg、Mn、Zn和Cu)显著相关。甲烷氧化菌pmoA功能基因组成判别相关分析(discriminant correlation analysis, DCA)表明含水量(土壤湿度)、pH值、<2 μm的土壤颗粒、总氮及钙离子对甲烷氧化菌pmoA功能基因组成影响具有显著性。【结论】本研究通过对来自7个典型油气藏区域的土壤样品的甲烷氧化菌的绝对丰度与相对丰度进行分析,发现基于不同的测量方法,甲烷氧化菌的丰度存在较大差异,16S rRNA基因测序无法较为全面地反映土壤样本中优势甲烷氧化菌的群落结构,不同地理位置的甲烷氧化菌指示群落存在差异,在全国尺度下油气区及背景点均无特有的甲烷氧化菌指示群落。对环境因子与甲烷氧化菌相关性分析发现,基于不同的甲烷氧化菌丰度指标,环境因子的显著影响具有较大差别。     

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。     

典型草地土壤好氧甲烷氧化的微生物生态过程

【目的】针对我国甘肃三个典型生态区草地土壤(玛曲MQ、临泽LZ和环县HX),研究其甲烷氧化潜力、甲烷氧化菌(methane-oxidizingbacteria,MOB)丰度及可能存在的群落分异规律。【方法】通过原位分析、室内高浓度甲烷模拟培养三种典型土壤及实时荧光定量、高通量测序的方法研究甲烷氧化菌标靶基因pmoA序列的组成及其丰度变化规律。【结果】三种典型草地土壤的原位甲烷氧化菌的丰度存在显著差异,表现为MQ>HX>LZ,其数量范围为为0.18–6.86×10^7g/d.w.s.;甲烷氧化潜力也表现出类似规律,其通量为109–169mg/(m^2·h);甲烷氧化潜力与原位土壤中甲烷氧化菌丰度有正相关。三种草地土壤甲烷氧化菌存在明显的空间异质性,采用高通量测序的方法,发现三种草地原位土壤中的优势类群为USCγ(Upland Soil Cluster gamma,USCγ);然而,室内高浓度甲烷氧化过程中,传统的甲烷氧化菌均发生明显增加,MQ土壤中TypeⅡ的Methylocystis为优势类群,而LZ和HX土壤的优势类群均为TypeⅠ型Methylosarcina。【结论】这些研究结果表明,我国甘肃典型草地土壤中也存在难培养的大气甲烷氧化菌和经典的可培养甲烷氧化菌,这些微生物极可能氧化极低浓度的大气甲烷,也可能利用闭蓄于土壤中的高浓度甲烷生长。未来应采用先进技术原位观测大气甲烷氧化过程并分离相应微生物类群,研究草地土壤甲烷氧化菌地理分异规律及其环境驱动机制。     

高通量测序研究浓香型酒醅的细菌菌群多样性及共变性

高通量测序研究河南三个不同酒厂的浓香型酒醅的细菌微生物菌群,逐次在门、纲、目、科和属5个水平上分析入窖酒醅和出窖酒醅的菌群多样性,探究酒醅发酵后菌群的共性变化规律.结果表明:浓香型酒醅在门水平上的优势菌为厚壁菌门、变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、异常球菌-栖热菌门.在属水平上的优势菌有乳杆菌属、肠杆菌属、短波单胞菌属、克...     

应用16S rRNA测序法对过敏性鼻炎患者 鼻前庭菌群组成分析

目的探索过敏性鼻炎患者鼻前庭微生物组成与过敏性鼻炎的关系,为过敏性鼻炎的诊疗提供新思路。方法提取细菌基因组DNA,通过16SrRNA高通量测序法分析(Illumina测序),将测序结果与greengenes database进行比对,通过生物信息学、医学统计学分析过敏性鼻炎患者鼻前庭微生物组成与正常人的差异。结果在门水平的相对丰度上,试验组与对照组放线菌和梭杆菌差异显著。在菌群属的研究水平上,试验组与对照组之间有明显差异的菌属有13种,包括黄单胞菌科中的一个未注释的菌属、棒状杆菌属、嗜胨菌属、厌氧球菌属、大芬戈尔德菌属、丙酸杆菌属、短杆菌属、希瓦菌属、微小单胞菌属、考克菌属、鞘脂单胞菌科中的一个未注释的菌属、嗜盐单胞菌属和叶瘤菌属。结论过敏性鼻炎患者与健康正常人鼻前庭微生物组成存在明显的差异,进一步可深入研究鼻腔内微生物组成影响鼻炎发病的机制。     

贵州阿哈湖水库沉积物中甲烷氧化菌分布与功能

甲烷氧化菌是一类能够以甲烷作为唯一碳源和能量维持生存的微生物,其活动与生态系统中物质循环及能量流动密切相关。【目的】了解阿哈湖水库沉积物中甲烷氧化菌群落结构及代谢功能。【方法】采用宏基因组技术对环湖沉积物和湖心沉积物进行研究。【结果】水库沉积物中主要的好氧甲烷氧化菌是甲基杆菌属(Methylobacter) (0.37%)和甲基单胞菌属(Methylomonas) (0.12%),主要的厌氧甲烷氧化菌是Candidatus_Methylomirabilis (0.12%),属于NC10门细菌中的亚硝酸盐反硝化型厌氧甲烷氧化菌,其中好氧甲烷氧化菌的pmoA基因为6.16×10⁷ copies/g,反硝化型厌氧甲烷氧化菌的16S rRNA基因为2.84×10⁷ copies/g。4种代谢的功能基因多样性表现为氮代谢>碳代谢>硫代谢>甲烷代谢,基于京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)基因库进行注释得到6大类功能,发现18条与碳(包括甲烷)、氮、硫代谢有关的完整代谢途径。主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)显示环湖沉积物与湖心沉积物之间的甲烷氧化菌种类和功能存在显著差异。影响甲烷氧化菌分布的主要环境因子为氧化还原电位、电导率和硫酸根。【结论】阿哈湖水库甲烷氧化菌以Ⅰ型好氧甲烷氧化菌为主,甲烷氧化菌群落代谢途径丰富,Ⅰ型和Ⅱ型甲烷氧化菌在对O₂的适应性上有显著差异。相关研究可为湖泊水生态环境的保护和微生物资源的开发利用等方面提供一定的理论支撑。     

饥饿及恢复喂食对日本医蛭肠道菌群多样性的影响

为了研究饥饿及恢复喂食对日本医蛭肠道微生物菌群的影响, 采用高通量测序技术分析了正常组、饥饿30d、恢复喂食7d以及恢复喂食14d的日本医蛭肠道微生物菌群特征及多样性的变化。结果显示: 日本医蛭核心菌群门水平上, 主要集中于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes), 属水平核心菌群有气单胞菌属(Aeromonas)、Mucinivorans属、拟杆菌属(Bacteroides)、丹毒丝菌属(Erysipelothrix)等。饥饿及恢复摄食, 对气单胞菌属、Mucinivorans属在内的核心菌群多样性及丰度产生了一定的影响。本研究为揭示日本医蛭肠道菌群组成以及研究日本医蛭消化道微生物功能奠定了基础。     

典型草原区不同生境反硝化菌群的空间特征

【背景】锡林河-河滨湿地-阶地草原是蒙古高原典型草原区代表性的水生-湿生-陆生生境,但不同生境中反硝化菌群的空间分布特征尚不明晰。【目的】阐明典型草原区不同生境反硝化菌群的组成、丰度、空间分布特征及异质性成因。【方法】利用16S rRNA基因测序研究锡林河流域水生、湿生、陆生生境6个样带沉积物/土壤细菌群落组成及相对丰度。基于2014年及以前文献报道的反硝化细菌及16S rRNA基因信息构建参比菌库,筛选生境关联的反硝化菌属。通过典范对应分析等探究反硝化菌群空间异质性成因。【结果】参比菌库包含80种反硝化细菌(65个属),6个样带测序获得的469个细菌属中36个为反硝化细菌属。3种生境共存的反硝化细菌有14个属,其中黄杆菌属(1.65%-14.17%)和噬氢菌属(1.56%-1.69%)是水生和湿生生境共有的优势菌,假单胞菌属(1.85%)是低河漫滩样带的优势菌。空间分布特征显示反硝化菌群沿水生-湿生-陆生生境呈现先升后降的分布趋势,在低河漫滩湿地达到最高值。典范对应分析表明:黄杆菌属、噬氢菌属、气单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属等与pH值、水分及沙粒含量呈正相关关系,而芽孢杆菌属、链霉菌属、马杜拉放线菌属等与粘粒、粉粒、有机质、总氮含量等呈正相关关系。【结论】典型草原区反硝化菌群组成及丰度具有明显的生境异质性,低河漫滩湿地是反硝化细菌生长繁殖的最佳生境,由颗粒组成、水分含量和pH等环境因子共同驱动。