北冰洋微型浮游生物分布及其多样性

近年来随着全球气候变化对北冰洋生态环境的影响日益显现,北极微型浮游生物生态学研究得到了广泛的重视和实质性的进展。对北冰洋微型浮游生物的主要类群:异养细菌、古菌、光合异养原核生物和微型真核生物的分布及其多样性研究进展做了概述,并在此基础上展望了未来北冰洋微型浮游生物学研究。     

异养硝化作用酶学研究进展

对异养硝化作用作了简单的概述,着重从异养硝化作用和好氧反硝化作用的偶联机理、其中涉及的关键酶和相关基因几方面综述了异养硝化作用的研究进展,最后还提出了研究展望。     

湖南会同林区毛竹林地的土壤呼吸

采用CID-301PS光合分析仪(配带土壤呼吸室),对湖南会同林区毛竹林地土壤呼吸进行测定,结果表明,毛竹林地土壤总呼吸速率、异养呼吸速率、自养呼吸速率及凋落物呼吸速率的年平均值分别为2.13、1.44、0.69μmolCO2·m-2·s-1和0.31μmolCO2·m-2·s-1,并呈现明显的季节变化规律和日变化规律,季节变化曲线呈单峰型,表现为1～7月份随着气温、地温的升高呈上升的趋势,在8月达年呼吸速率的最大值,分别达4.95、3.01、1.94μmolCO2·m-2·s-1和0.80 μmolCO2·m-2·s-1,此后随温度的降低而呈逐渐递减的趋势,直到翌年的1月份或2月份,分别为0.76、0.70、 0.06μmolCO2·m-2·s-1 和 0.05μmolCO2·m-2·s-1.日变化曲线图表现为单峰形态,一般也是随着温度的升高而加大,随着温度的降低而减小.6:00～14:00,随着土壤温度的升高而增加,一般在16:00～18:00出现最高峰,此后,一直递减,直到次日4:00～8:00.由此计算出毛竹林地土壤年释放CO2量为33.94 t·hm-2·a-1,其中,林地异养呼吸、自养呼吸和凋落物呼吸分别占总呼吸的59.5%、28.3%和12.2%.     

海藻糖强化高盐胁迫下异养硝化-好氧反硝化菌群的代谢机制

异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification, HN-AD)菌是一类可在高盐环境脱氮的好氧微生物,但其工程应用效果不理想。海藻糖作为相容性溶质,通过参与调节细胞渗透压帮助微生物抵抗高盐胁迫,对提升高盐环境菌群的脱氮效率起重要作用。本研究通过启动膜曝气生物膜反应器(membrane aerobic biofilm reactor, MABR)富集HN-AD菌,设计添加150μmol/L海藻糖的C150实验组和未添加海藻糖的C0对照组,开展了外源性海藻糖对高盐胁迫下HN-AD菌群代谢的强化机制研究。反应器运行性能及群落结构分析结果显示,C150组相较C0组,NH4+-N、总氮(total nitrogen, TN)和化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)去除率分别提高29.7%、28.0%和29.1%;以不动杆菌属(Acinetobacter)和假黄褐藻属(Pseudofulvimonas)为优势菌属的耐盐型HN-AD菌群总相对丰度在C150组达到66.8%、较C0组提高了18.2...     

一株水生产碱杆菌(Alcaligenes aquatilis)的分离鉴定及其氨氧化效果

【背景】随着畜牧业的高速发展,资源化利用畜禽粪便并减少其所造成的污染是一项艰巨的任务。好氧堆肥作为一种有效利用畜禽粪便污染的途径而成为重点研究方向。【目的】通过筛选具有高效氮转化能力的微生物,用于减少好氧堆肥中氮素损失,从而提高肥力、减少污染。【方法】通过对牛粪中异养硝化细菌的分离鉴定及对氨氧化能力的研究得到氨氧化能力较强的菌株NS-1。在不同工艺参数下培养菌株NS-1,进一步研究其氨氧化能力。【结果】通过形态学鉴定及16S rRNA基因序列鉴定,最终确定菌株NS-1为水生产碱杆菌(Alcaligenes aquatilis)。试验结果表明当碳源为丁二酸钠、C/N为15、温度为35℃、pH 7.0时菌株NS-1的氨氧化能力有大幅度提升。菌株NS-1在32 h内将1 230.694 7 mg/L的氨氮完全去除,去除率达到了100%,去除速率高达38.46 mg/(L·h)。【结论】菌株NS-1优良的氨氧化能力对于减少堆肥过程中的氮素流失有重要意义,可为生产优质生物有机肥提供微生物材料和技术支持。     

苏北淤泥质海岸典型防护林地土壤呼吸组分分离

土壤呼吸组分分离研究在理解生态系统土壤CO2释放对气候变化的响应研究中具有重要的意义。采用挖壕沟法对苏北淤泥质海岸两种典型防护林地土壤呼吸组分进行了分离研究。结果表明:杨树和水杉林地的根呼吸、异养呼吸与土壤总呼吸的季节变化相似,6—9月份较高,其它月份较低。杨树(Populus tomentosa Carr.)和水杉(Metasequoia glyptostroboides HuCheng)林地根系呼吸的年通量分别为767.5gCO2m-2和902.8g CO2m-2,根呼吸对土壤总呼吸的贡献分别为20.2%和25.0%。杨树和水杉林地土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献均远大于根呼吸,分别是根呼吸的3.9倍和3.0倍。温度是两林地土壤呼吸各组分的主要限制性因子,而土壤含水量不是土壤呼吸组分的限制性因子。本研究结果表明,苏北沿海防护林地的根呼吸对土壤总呼吸的贡献较小。为了能够更加准确的定量估算土壤呼吸各组分,在未来组分分离研究中应加强同位素法的应用。     

半干旱雨养区小麦叶片光合生理生态特征及其对环境的响应

分析了黄土高原半干旱雨养农业区田间春小麦叶片光合生理生态特征及其对环境因子的响应。结果表明,天气晴朗时,净光合速率日变化呈典型的双峰曲线,有“午休”现象,上午明显高于下午,且不同生育期峰值出现的迟早不同。蒸腾速率日变化呈不明显的双峰型,其出现最大值的时间晚于净光合速率出现最大值的时间。在生长季节,叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均受到多个环境因子的共同影响。不同时期,起主导作用的环境因子不同,且同一个因子对几个生理指标的影响程度和强度都有差异,其中,光合有效辐射是对蒸腾速率影响最强烈的环境因子,湿度对光合作用的影响大于温度。受环境因子制约最为显著的生理指标是叶片的蒸腾速率和气孔导度。     

集胞藻PCC6803光激活异养生长必需基因s110886的研究

集胞藻PCC6803能够在微弱、短时光刺激的条件下利用葡萄糖进行异养生长,称为光激活异养生长(LAHG)。从其随机插入诱变文库中,筛选到3个不能进行光激活异养生长的突变株,通过反向PCR和测序确定突变基因全部为s110886。将s110886克隆到表达载体pET21-b,在大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达,并对产物进行了纯化。用Western印迹法研究s110886在集胞藻PCC6803的表达情况,发现在完全黑暗和光照情况下,其表达水平几乎没有差异,并证明其编码产物分布于膜上。因此,s110886是一个编码膜蛋白的不受光调控的LAHG基因。     

一株DDT降解菌的筛选、鉴定及降解特性的初步研究

从DDT污染的土壤中筛选具有DDT降解能力的细菌, 经过富集培养、分离纯化得到56株细菌, 将其接种到基础盐酵母培养基, 7 d后用紫外分光光度计法初筛得到降解率较高的一株菌, 编号为D-1。通过16S rDNA序列分析结合传统分类学方法确定该菌为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)的一株菌。对菌体降解DDT的特性的研究表明, 在培养温度为30℃, 底物质量浓度为40 mg/L, pH 7.0, 摇床转速为200 r/min的条件下, 该菌株对DDT降解10 d的降解率为69.0%。     

异养硝化微球菌的分离及性能评价

利用亚硝化细菌分离培养基从湿地浅层底泥中分离到一株具有硝化反硝化能力的异养硝化细菌,经过常规的分析和部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离所得HB-1菌株与多株Micrococcus sp.16S rDNA具有99%的相似性,初步鉴定为Micrococcus sp.。分别采用乙酸钠和氯化铵作为碳源和氮源进行硝化特性研究,结果表明,8d的好氧培养,铵态氮去除率为49.2%,并且具有产生亚硝态氮的硝化性能。以硝酸钠为氮源进行好氧培养,总氮没有去除效果;而6d的缺氧静置培养,总氮的去除率达90.7%,表现明显的反硝化作用。