粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）吸收氢和同化CO2的特性

应用同位素氚(T_2)和~13C(~13CO_2),证明了水稻联合固氮菌——粪产碱菌A—15是一种含有吸氢酶的兼性化能自养细菌,具有较强的吸氢能力,吸氨酶活性可达到13.11μmol H_2 ml~(-1) cultureh~(-1);同时,它还可利用H_2为能源同化CO_2营化能自养生活,其RuBPC活性为24.65 nmolCO_2 mg~(-1) protein min~(-1)。无论在自养还是异养条件下,H_2都支持、并促进固氮活性。粪产碱菌培养在N_2条件下比在NH_4~ 条件下能积累更多的多聚-β羟基丁酸(PHB)。     

自养黄杆菌合成羟基丁酸和羟基戊酸共聚体的发酵研究

采用本实验室从土壤中分离到的一株自养黄杆菌进行了羟基丁酸和羟基戊酸共聚体〔P(HB-co-HV)〕的发酵试验。实验结果表明,该菌株是自养黄杆菌葡萄糖运输突变株,可以葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乙酸盐、乳酸盐和苹果酸盐作为唯一碳源,尤以葡萄糖和果糖效果最佳。硫酸铵、氯化铵和蛋白胨等不同氮源不影响其生长,却影响细胞中P(HB-co-HV)的含量和P(HB-co-HV)中HV/HB的比例。应用两阶段控制方式,经42h的补料分批发酵,细胞浓度达34.9g·L~(-1),P(HB-co-HV)浓度达25.28g·L~(-1)。细胞和P(HB-co-HV)生产速率系数分别为0.83g·L~(-1)”·h~(-1)和0.61g·L~(-1)·h~(-1)。以基质为基准的细胞得率系数(Yx/s)、产物得率系数(Yp/s)和以干细胞为基准的产物得率系数(Yp/x)分别为0.283(g/g)、0.174(g/g)和0.73(g/g)。改变培养基中碳氮源组分可将P(HB-co-HV)中HB的含量调节在24％～78％之间。     

小球藻RubisCO的纯化及其在异养向自养转变过程中的含量变化

经硫酸铵分部沉淀、ＳｅｐｈａｃｒｙｌＳ－３００和ＤＥＡＥ－纤维素柱层析纯化了小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ,得率为１５％,比活力达１．２３２μｍｏｌＣＯ２ｍｓ－１ｍｉｎ－１,分子量是５００ｋＤ,它和菠菜叶片ＲｕｂｉｓＣＯ在分子量、亚基组成和免疫特性等方面相似,反映ＲｕｂｉｓＣＯ在高等和低等植物中有较高的同源性。自养小球藻ＲｕｂｉｓＣＯ占细胞可溶性蛋白质的２４％。而异养转变后的小球藻细胞内不含ＲｕｂｉｓＣＯ。异养小球藻向自养生长转变过程中,２０ｈ后细胞内叶绿素含量逐渐增加,２４ｈ时细胞内出现ＲｕｂｉｓＣＯ,２４ｈ后大量增加,至４１ｈ时含量达最高峰;标志着小球藻细胞光合作用能力的恢复和加强。     

三级串联垂直潜流人工湿地的脱氮性能及微生物学特征

探究了3种水力负荷(HLR)下三级串联垂直潜流人工湿地(T-VFCWs)对农村生活污水的处理效果,并解析了系统中的氮素转化机制。结果表明: 当系统HLR由0.10增至0.20 m³·m^-2·d^-1时,T-VFCWs始终保持着对农村生活污水高效的处理效果,系统出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。T-VFCWs中顺次连接的3个VFCW单元(标记为V-1、V-2和V-3)在限氧环境下因其进水水质的差异可形成各自不同的氮素转化途径,并通过协同作用实现系统的高效脱氮。当T-VFCWs在试验期间连续运行时,V-1、V-2和V-3中主要的脱氮途径分别为短程硝化/反硝化作用、基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)作用和反硝化作用,上述3单元对进水中总氮(TN)和NH₄⁺-N去除的贡献率分别为(51.3±4.4)%和(63.7±2.6)%、(30.9±4.8)%和(35.5±4.5)%、(17.8±5.0)%和(0.8±0.1)%。该研究可为组合式人工湿地的研发及工程化应用提供科学依据和技术支撑。     

锐齿栎林年龄序列土壤呼吸组分特征研究

林龄作为影响土壤呼吸的因素已是碳循环关注的热点问题之一,且林龄在模拟演替及长期碳动态的监测过程中发挥重要作用。该研究采用Li-Co-r8100土壤呼吸仪,研究林龄对土壤呼吸通量及其组分的影响。结果表明：锐齿栎林年龄序列(40 a,80 a,>160 a)及不同组分的土壤呼吸速率都表现出明显的单峰型季节动态,且与5 cm土壤温度呈显著指数相关。这可能是由于温度变化影响土壤生物活性引起的,土壤温度与土壤呼吸关系的指数方程可以解释80％以上的土壤呼吸变化。土壤呼吸及其不同组分在林龄间均无明显差异,土壤呼吸对温度的敏感性在锐齿栎林年龄序列及各组分间也无显著差异,这可能与林龄间土壤特性、森林生产力、微环境条件等相差不大有关。加倍凋落物的累计土壤呼吸通量显著( P<0.05)高于对照、断根和去除凋落物处理的累积呼吸量,说明增加凋落物输入为土壤提供了更丰富的养分,改善了样地微环境,有利于激发土壤微生物活性。锐齿栎林累计土壤呼吸通量与土壤有机碳( SOC)、细根生物量( FR)和微生物呼吸( MR)也显著相关,表明该地区土壤特性以及地下新陈代谢能很好地解释锐齿栎林土壤呼吸格局。     

废水自养生物脱氮技术研究进展

基于短程硝化和厌氧氨氧化的自养脱氮工艺是生物脱氮领域研究的热点,它的发现为低碳氮比废水的处理提供了新的思路。近些年来,人们陆续开发了SHARON、ANAMMOX、CANON、OLAND等自养生物脱氮工艺,进一步推动了高效、低耗脱氮技术的开发和研究。本文从工艺原理、特点等方面,对自养生物脱氮工艺的国内外研究状况进行了总结和对比,并提出了存在的问题及发展方向。     

Growing season ecosystem respirations and associated component fluxes in two alpine meadows on the Tibetan Plateau

From 30 June to 24 September in 2003 ecosystem respiration （Re） in two alpine meadows on the Tibetan Plateau were measured using static chamber- and gas chromatography- （GC） based techniques. Simultaneously, plant removal treatments were set to partition Re into plant autotrophic respiration （Ra） and microbial heterotrophic respiration （Rh）. Results indicated that Re had clear diurnal and seasonal variation patterns in both of the meadows. The seasonal variability of Re at both meadow sites was caused mainly by changes in Ra, rather than Rh. Moreover, atthe Kobresia humilis meadow site （K_site）, Ra and Rh accounted for 54% and 46% of Re, respectively. While at the Potentilla fruticosa scrub meadow （P_site）, the counterparts accounted for 61% and 39%, respectively. T test showed that there was significant difference in Re rates between the two meadows （t = 2.387, P = 0.022）. However, no significant difference was found in Rh rates, whereas a significant difference was observed in Ra rates between the two meadows. Thus, the difference in Re rate between the two meadows was mainly attributed to plant autotrophic respirations. During the growing season, the two meadows showed relatively low Q10 values, suggesting that Re, especially Rh was not sensitive to temperature variation in the growing season. Additionally, Re and Rh at the K_site, as well as Rh at the Psite was negatively correlated with soil moisture, indicating that soil moisture would also play an important role in respirations.     

氮形态转化途径研究的新进展──厌气铵氧化及其应用前景

20世纪90年代初在污泥处理系统中发现了氮素形态转化的新途径--厌气铵氧化过程.厌气铵氧化过程是铵以亚硝酸根为电子受体在自养细菌参数下氧化成氮气的过程.但目前尚无土壤、河、湖、海底泥等自然系统中是否存在厌气铵氧化过程的报道.由于该过程无需外加有机碳,耗氧和处理产生污泥少,用于污泥脱氮成本较低,具有很大潜力.     

胡萝卜光自养型愈伤组织的诱导培养及其光合特性

经诱导得到胡萝卜光自养型愈伤组织。以叶绿素为单位计算,获得的光自养型愈伤组织的光合活力达到甚至超过了整体植株叶片水平。同时测定愈伤组织光自养过程中光合特性的变化,结果表明其叶绿素含量逐渐上升、暗呼吸速率和Chl a/Chl b比值逐渐下降。并且用电子显微镜观察到愈伤组织中叶绿体结构逐渐发育的过程。     

集胞藻6803光合自养生长突变株的筛选与鉴定

集胞藻(Synechocystis sp.)PCC6803(以下称集胞藻6803)是一种单细胞蓝藻,既可进行自养生长,也可在光合系统失活的情况下利用葡萄糖进行异养生长[1],具有天然的DNA转化系统,为筛选光合自养生长突变株和基因功能的鉴定提供了便利.其全基因组序列已于1996年公布[2].