糖蜜酒精废水的生物脱色及其细菌群落结构分析

糖蜜酒精废水是糖厂利用糖蜜生产酒精后的废液,废水中色素的含量较高,脱色为该类废水处理过程中的一大难题。采用富集培养技术,将取自糖厂IC(internal circulation)反应器底部的活性污泥加入到不同浓度废水中进行富集,得到的菌群可使废水脱色24%、COD(chemical oxygen demand)去除率19.2%。为了提高菌群的脱色能力,研究了几种单因素对菌群生长、脱色及COD去除能力的影响,结果发现,菌群使废水脱色和去除COD的最佳条件为:10%(v/v)废水中添加0.5%葡萄糖、0.1%蛋白胨、0.1%KH2PO4、0.05%MgSO4·7H2O、0.05%KCl,废水初始pH7.0,在37℃培养7d,废水脱色率达46.2%、COD去除率为38.5%。为了了解以上条件下菌群的群落结构,采用分子生态学方法构建了菌群中细菌16S rDNA文库并对代表性的克隆进行了测序,结果显示其中细菌主要分布在Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes的7个目中,分别是Erysipelotrich-ales、Clostridiales、Lactobacillales、Xanthomonadales、Burkholderiales、Enterobacteriales、Bacteroidales。大多数细菌属于发酵型细菌,化能异氧型。本研究结果为利用微生物调控糖蜜酒精废水的生物处理提供了依据。     

糖蜜酒精废液厌氧生物降解性能的BMP分析

在中温条件下,对pH值和营养比例两个影响因素进行了糖蜜酒精废液的BMP分析,探讨酒精废液在厌氧消化过程中产甲烷量、COD浓度的变化情况,以及COD去除率与产气量、pH值之间的关系。研究结果表明,厌氧处理法能够使糖蜜酒精废液的有机负荷大大降低,CODcr去除率最高可达90．6％;在调节营养比例的条件下,pH=8．5时甲烷菌活性最佳,其中COD．P=300：1的产甲烷量最高。     

糖蜜酒精废液发酵生产单细胞蛋白的研究

经反复筛选比较,获得Candida tropicalis ct-3 菌株,在糖蜜酒精度液中生长良好,28℃通气培养8—10小时可获干酵母菌体20g/L,且蛋白质含量在45%以上,氨基酸、维生素及微量元素等均能符合食用酵母标准,为一株利用废液生产酵母蛋白的优良菌株。     

耐受高浓度铯离子细菌的研究进展

浓度高于毫摩尔级的铯离子即可对一般的微生物产生毒害作用。迄今为止,研究发现多株可以耐受铯离子的细菌,一些细菌耐受铯离子的浓度甚至超过200毫摩尔,这对于揭示细菌耐受铯离子机制,开展微生物修复铯污染环境具有重要意义。本文系统总结在筛选耐受铯离子细菌方面的研究进展,探讨这些菌株耐受高浓度铯离子的分子机制,展望利用微生物进行铯污染环境修复的前景,以期为探索放射性铯污染环境的微生物生态修复提供参考。     

木薯粉与甘蔗糖蜜混合发酵高浓度酒精

对木薯粉与甘蔗糖蜜混合原料发酵高浓度酒精的条件进行了优化,先应用P-B(Plackett-Burman)试验筛选影响混合原料高浓度酒精发酵的重要影响因素,结果表明,初始总糖浓度、糖蜜添加时间、初始pH值是影响混合原料酒精发酵的重要因素。采用最陡爬坡实验找到响应面试验的中心点,再利用Box-Behnken设计确定重要参数的最佳水平。各因素的最佳水平是:总糖浓度为29.14%,添加时间为16.5 h,初始pH值为4.7。1 L发酵罐验证试验酒精浓度可达16.07%(V/V)。优化后酒精浓度提高了20%。     

小试厌氧混合处理糖蜜酒精废液及不同阶段活性污泥中可培养微生物的群落结构分析

高活性且平衡的微生物群落结构是厌氧生化处理成功的关键。本研究将糖蜜酒精废水与猪粪水以COD比为3:2混合后,利用有工作积为20 L的IC厌氧反应器在自然温度(20~38℃)下进行厌氧发酵。在不添加任何营养元素以及缓冲物的条件下,最适进水负荷为3 200 mg/L,HRT为24 h,COD去除率最高约为80%,单日最高沼气产量为20.15 L。沼气产量与COD去除率呈正相关性。采用传统的分离培养法对发酵不同时期(启动期Q1,稳定期Q2,超负荷期Q3,调整期W1)的活性污泥中可培养菌进行分离纯化。通过比较发现4个阶段中好氧菌占主导地位的菌群分别为Pseudomonas(假单胞菌属)和Bacillus(芽孢杆菌属)(Q1)、Bacillus(芽孢杆菌属)(Q2)、Bacillus(芽孢杆菌属)和Advenella(产碱菌科)(Q3)、Rhodococcus(红球菌属)(W1);而厌氧菌中占主导地位的为Clostridium(梭菌属),不同阶段的污泥中微生物群落在属水平上的种类与数量均有差异。     

工农业生产之间的良性循环——糖蜜酒精废液农用资源化

以专利生物法处理糖蜜酒精废液后所得的浓缩液为基料,添加一定量的制糖滤泥及无机辅料而制成的生物有机复合肥,既有无机肥高效快速又有有机肥长效改土提高肥力的优点,兼有明显的微生物效应,经盆栽及大田试验表明肥效显著。该项目既实现了酒精生产中的废液“零排放”,又可获得可观的经济效益、巨大的环境效益和深远的社会效益     

甘蔗糖蜜酒精废液混菌发酵菌体蛋白的研究

本文报导利用甘蔗糖蜜酒精废液混菌发酵高质量菌体蛋白的研究,通过热带假丝酵母Ｃａｎｄｉｄａ ｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ种合融合株Ｃｔ－３配伍其他菌株,混菌发酵时间缩短２￣４ｈ,生物量可达２０ｇ／Ｌ,粗蛋白质含量５０￣５３％,灰份≤１０％,水分为５￣８％,与Ｃｔ－３单菌发酵相比,蛋白质提高４￣６％。     

水葫芦根际细菌群落结构多样性分析

【目的】了解水葫芦根际细菌群落结构。【方法】运用末端限制性片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术分析富营养化水体中水葫芦根际和水葫芦近、远水样的细菌群落特征及多样性,结合克隆文库技术和培养法分析根际的细菌种群类型。【结果】同一时期水葫芦根际细菌多样性(Shannon-Weiner指数H′或Simpson指数D)更高,水葫芦近水样次之,远水样最小。10月份的细菌多样性高于5月份的。通过水葫芦根际细菌的克隆文库可知变形杆菌门(Proteobacteria)是水葫芦根际细菌的主要类群,占总群体的65.1%,包括噬菌弧菌(Bacteriovorax sp.)、Dechloromonas sp.、Leptothrix sp.、红螺菌科(Rhodospirillaceae)、Rhodoferax sp.和红环菌科(Rhodocyclaceae)等。T-RFLP图谱显示159 bp为最大优势菌,247 bp为第二大优势菌,对照克隆文库及培养结果分析247 bp属于γ-Proteobacteria,159 bp为不动杆菌(Acinetobacter sp.)。【结论】水葫芦根际细菌的群落结构丰富,不同时段水葫芦根际细菌的丰度略有变化,主要类群为变形杆菌门。     

密云水库不同季节细菌群落多样性

为加强对密云水库水体状况的全面了解,对2006年11月到2007年11月不同季节水体中的微生物进行了研究.用流式细胞仪技术和LB固体培养基培养测定了水体中的细菌数目;利用PCR-DGGE技术对水体细菌的多样性和相似性进行分析.结果表明,细菌数目随季节变化有所不同,但利用流式细胞仪测定的每毫升水体细菌的数目基本上均为104数量级,而培养得到的细菌菌落数为102～103 CFU/ml,基本符合国家饮用水源的卫生标准.细菌的多样性指数也表现出随季节变化的规律,冬季(2006-11和2007-11)Shannon-Weaver多样性指数较低,为3.0左右;春季(2007-04)开始增大,至夏季(2007-07)时可高达3.3068;秋季(2007-09)又减小到3.1246.另外,密云水库细菌的优势类群有β-Proteobacteria、Actinobacteria、Cytophaga/Flexibacter/Bacteroides (CFB) 类群和Cyanobacteria. 这些资料有望为以后进一步从微生物角度评价水质提供参考.     

腐败变质鸡蛋内容物细菌群落多样性分析

为研究腐败变质鸡蛋内容物细菌群落,本研究以蛋白液化(J)、发臭(JC)的鸡蛋为样品,鸡蛋内容物细菌基因组DNA为模板进行16S rDNA(V4+V5)区域Miseq测序、多样性指数分析及物种组成分析。结果表明,J样品和JC样品分别得到了42 550条和38 477条高质量序列,可归为19个操作分类单元(OTU),分属于2门、14科、19属、23种;多样性指数分析表明J样品的细菌丰度小于JC样品,而群落多样性高于JC样品。两样品的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、沙雷氏菌属(Serratia)和莫拉菌科(Moraxellaceae)不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)假单胞菌属(Pseudomonas)细菌以及厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌科(Bacillaceae)芽孢杆菌属(Bacillus)和肉杆菌科(Carnobacteriaceae)肉杆菌属(Carnobacterium)的细菌;其中,J样品中芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度最大(40.10%),但在种水平上未分类;而JC样品中主要是柠檬酸杆菌属(Citrobacter)相对丰度最大(81.23%),多为吉伦氏柠檬酸杆菌(Citrobacter gillenii)、埃希氏-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella)和肠球菌属(Enterococcus)等序列极少,丰度很低;在种水平上23个种中,有14个种为未分类或未培养,同一个种分属于不同OTU。本研究得出,腐败变质鸡蛋内容物细菌种群复杂,其菌群组成及丰度能对鸡蛋腐败变质造成影响,为进一步研究鸡蛋主要腐败菌及其控制提供了参考。     

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。     

野生冬虫夏草伴生细菌群落结构及多样性分析

采用基于PCR扩增的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,研究8种不同地理来源野生冬夏草中伴生细菌的群落结构,通过优势条带切胶测序分析,确定了不同来源冬虫夏草伴生优势细菌的种属信息,分析结果表明冬虫夏草中细菌群落多样性丰富,不同来源冬虫夏草的细菌多样性指数(H’)、丰度(D)和均匀度(J)均有所不同,且伴生细菌群落相似性与样品产地间的距离远近呈一定的正相关。本研究还发现了冬虫夏草样品中的4种共有细菌Flavihumibacter petaseus、Sphingomonas aestuarii、Geobacillus pallidus和Methylovirgula ligni,为进一步研究伴生细菌在冬虫夏草生长发育中所起的作用奠定了基础。     

棕榈科植物种子内生细菌群落多样性的高通量测序分析

【目的】探究棕榈科种子内生细菌群落组成及其随物种的差异。【方法】运用MiSeq高通量方法测定蒲葵、棕榈、加拿利海枣、山棕、软叶刺葵、短穗鱼尾葵及三药槟榔7种棕榈科种子内生细菌群落16S rRNA基因V3–V4区序列并进行生物信息学分析。【结果】7种测试种子中获得的V3–V4区有效序列数在2341–40671条之间,聚成97–590个操作分类单元(OTU),Shannon指数计算为1.35–2.94,以加拿利海枣种子最高,山棕种子最低;种群归类结果显示不同种子中测得的各级细菌分类阶层总数及组成不同,总丰度以厚壁菌门的肠球菌属最高,同为厚壁菌门的芽孢杆菌属次之;属级水平上,第一优势细菌属分别为:蒲葵种子(芽孢杆菌属,45.8%),棕榈种子(肠球菌属,51.2%),山棕种子(肠球菌属,12.1%),短穗鱼尾葵种子(肠球菌属,32.6%),三药槟榔种子(肠球菌属,42.9%),软叶刺葵种子(肠球菌属,28.3%),加拿利海枣种子(糖多孢菌属,31.2%)。各种子中次优势细菌属分别为:蒲葵种子(乳球菌属),棕榈、山棕及三药槟榔种子(类芽孢杆菌属),加拿利海枣种子(戈登氏菌属),软叶刺葵和短穗鱼尾葵种子(鞘脂单胞菌属);PICRUST基因预测显示各种子均包含多个与人体器官及人类疾病相关的KEGG功能模块。此外,各种子中均产生了丰度较高的外源物质降解、萜和聚酮合成、多糖合成等有益功能信息。【结论】棕榈科植物种子内生细菌群落多样性较为丰富,群落组成随物种不同而异。各种子内生细菌群体中普遍含多个与人和动物体相关的种群和功能信息,也定殖多种具有益功能性状的细菌类群,值得进一步研究。     

乌梁素海湖滨湿地细菌群落结构多样性

【目的】了解乌梁素海湖滨湿地水陆过渡带细菌群落结构及多样性变化,探讨富营养化湖泊湿地基质条件对细菌群落结构的影响。【方法】应用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,分析和比较了依陆向分布的4个水陆过渡带样点的湿地细菌群落结构多样性,采用典型对应分析(CCA)探讨了湿地基质因子对细菌多样性的影响。【结果】DGGE图谱显示依湖泊水体沉积物(S-1)→湖滨芦苇沼泽沉积物(S-2)→湖滨碱蓬盐化草甸土壤(S-3)→岸上白刺荒漠土壤(S-4),4个样点的条带数依次减少,对应菌群结构及多样性变化显著;多样性指数分析结果显示,Shannon-Wiener指数(H)、均匀度(E)、丰富度(S)以及Simpson指数(DS)均显示依陆向分布逐步下降的规律,即:S-1S-2S-3S-4。序列比对结果显示,沉积物及土壤细菌分属于变形菌门(78.6%)、酸杆菌门(7.1%)、拟杆菌门(14.3%)这3个细菌类群,优势菌门为变形菌门,而变形菌门又分为5个亚群,其中ε变形菌纲为优势亚群;CCA结果表明,图中各条带对应物种的分布受铵态氮、总氮、有机碳、水溶盐总量、氯离子以及钾离子影响最大。【结论】乌梁素海富营养化湖泊的水陆过渡带湿地细菌群落结构存在较大差异,富营养化相关基质因子对细菌多样性影响较大。这为研究富营养化湖泊湿地水陆过渡带的细菌结构多样性及空间异质性提供了科学依据。     

杂交水稻种子固有细菌群落多样性探究

采用传统的分离培养方法和分子生物学技术对我国高产杂交水稻(OryzasativaL.)金优611种子固有细菌进行研究,从而了解其中可培养细菌群落的多样性。对分离得到的91株细菌进行16SrDNA扩增、ARDRA分型和16SrDNA系统发育分析,结果表明,分离得到的91株细菌分属于10个属16个种。其中γ-变形杆菌(Gammaproteobacteria)(53.85%)占据优势地位,其次为α-变形杆菌(Alphaproteobacteria)(20.88%),其它分属放线菌门Actinobacteria(15.39%)及厚壁菌门Firmicutes(9.88%)。其中的泛菌属(Pantoea sp.)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、微杆菌属(Microbacterium sp.)为分离到的优势种群,且在种子这一特殊的生存空间中有4株潜在的新种存在。首次报道了杂交水稻金优611种子具有丰富的微生物群落多样性,为进一步探索植物种子际微生态环境中微生物群落的形成和生态功能提供了基础信息。     

洋山港海域细菌群落多样性的季节变化

洋山深水港是中国大陆首个在远离陆地达30多km的海岛上建立的大型国际港口,水环境复杂;港口环境受港口建设和航运等人类活动的影响巨大。曾有学者针对洋山深水港海域表层海水中古菌多样性进行过调查和分析,但涉及包括细菌在内的微生物多样性尚未深入研究。利用高通量测序技术对洋山港海域细菌丰度、种类组成特征的季节变化进行了研究。结果表明该海域可培养细菌总数1.2—9.1×104CFU/m L,相比其他近岸海域和港口处于较低水平;该海域可培养细菌总数整体情况呈现夏季﹥秋季﹥冬季﹥春季,夏季的可培养细菌总数与其他季节区别明显。该海域优势类群为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria),秋季、冬季和春季样品优势类群为γ-变形菌(γ-proteobacteria)和α-变形菌(α-proteobacteria),夏季样品优势类群为黄杆菌(Flavobacteriales)。秋季和冬季的优势类群为盐单胞菌属(Halomonas)和假单胞菌属(Pseudomonas),夏季则被聚球蓝细菌(Synechococcus)和黄杆菌属(Flavobacteriaceae)等代替。盐单胞菌属在洋山港海域内的秋冬春3季所占比例均接近或超过50%,是最具生长优势的细菌类群,是洋山港海域细菌群落中的优势类群,其生长情况同样存在季节性差异。群落多样性指数显示,该海域微生物多样性整体情况呈现夏季﹥春季﹥冬季﹥秋季,夏季相较其他季节而言,细菌种群较多,物种较为丰富,多样性程度高;秋冬两季微生物物种组成相对单一,多样性程度低。结合同时期环境因子,对洋山港海域细菌群落与环境因子数据进行了典范对应分析,结果显示影响洋山港细菌群落季节性差异的主要环境因子依次为总有机碳、盐度、叶绿素a和温度。海水温度和盐度等重要环境因子的季节变化,导致细菌优势类群存在明显的季节差异。     

不同水稻组织内生细菌的群落多样性

[目的]为详细了解水稻不同组织内生细菌群落多样性。[方法]对宁粳43号内生细菌的总DNA提取后,采用高通量测序技术对水稻内生细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了水稻不同组织部位内生细菌群落结构特征。[结果]叶部共获得内生细菌OTUs 610个,茎部411个,根部174个。物种分类显示,叶部内生细菌种类隶属于22门40纲103目198科399属,其中优势类群是红球菌属（Rhodococcus）和乳酸杆菌属（Lactobacillus）,它们的相对丰度分别为21.00%和9.19%;茎部内生细菌种类隶属于19门31纲85目169科306属,其中优势类群是红球菌属和罗尔斯通菌属（Ralstonia）,它们的相对丰度分别为19.25%和13.52%;根部内生细菌种类隶属于9门19纲44目82科140属,其中优势类群是肠杆菌属（Enterobacter）和埃希氏杆菌属（Escherichia）,它们的相对丰度分别为81.13%和10.89%。根茎叶中相同的OTU有78个,放线菌门（Actinobacteria）与大多数细菌具有相关性。根系内生细菌中具有调控各种代谢网络功能的物种丰度高于茎部和叶部。[结论]不同水稻组织内生细菌具有丰富的群落多样性,其中叶部的内生细菌物种最丰富,根系参与各种代谢调控的细菌丰度最高,各个组织部位的优势菌属各不相同,变形菌门是最重要的水稻内生细菌。