复合功能菌群应用于铁尾矿生态改良及修复

针对铁尾矿高盐碱、低营养、保水性差、难以有效利用等缺点,通过菌群体系对铁尾矿的生态功能进行改良和恢复,同时选用紫花苜蓿作为先锋植物,通过分析植株的生长指标研究复合菌群对铁尾矿的改良和修复效果.盆栽实验结果表明菌剂处理组的紫苜蓿株高较对照组平均提高了63.99%,尾矿pH值在紫花苜蓿中有所下降;脲酶、过氧化氢酶及有效磷等组分含量增长明显.微生物多样性结果表明处理组中固氮相关菌群丰度如硝化螺旋菌门(Nitrospirae)较未处理组提高1倍左右.因此,复合功能菌群可有效改善铁尾矿的酸碱性和营养物质含量,促进植物生长,增加固氮微生物群落丰度,增强代谢能力和固氮潜力,有助于形成类土矿物组分.

高效定向驯化人工窖泥功能菌群及机制的研究

窖泥的质量和窖龄密切相关,且显著影响基酒的品质和产率。窖泥中功能菌群的形成是一个非常缓慢的过程,因此缩短优质人工窖泥(artificial pit mud,APM)的生产周期迫在眉睫。挖掘优良窖泥功能菌群资源,优化窖泥培养工艺是攻克发展障碍的关键。研究了太空(taikong,TK)大曲对窖泥群落结构的影响特点,确定了百年窖龄泥是人工窖泥功能菌群的强化源。TK大曲驯化生产APM及发酵后窖泥(pit mud,PM)显著改善了窖泥群落结构及挥发性代谢组分,提高了细菌群落的α-多样性。浓香型白酒酿造功能菌梭状芽孢杆菌(Clostridium_sensu_stricto_12)和古菌,尤其是甲烷八叠球菌(Methanosarcinales)的丰度显著增高了2~4倍,其中己酸和己酸乙酯是关键代谢物。研究结果可为基于优质窖泥和大曲的人工窖泥培养技术开发提供理论与技术支撑。

苦草附生细菌的分离鉴定及高效功能菌株筛选

为探究沉水植物附生细菌的功能特性,选取苦草(Vallisneria natans)在室内配置模拟污水进行菌群驯化,分离苦草根、叶际附生细菌进行筛选,结合16S rRNA基因序列分析鉴定结果,共分离纯化和保藏172株菌株(分布于5个门、15个目、42个属),其中根际分离菌107株,叶际分离菌65株.将分离得到的5个门、30个属、47个种的82株代表性菌株进行脱氮、解磷释磷、产吲哚乙酸(IAA)和去除有机物功能验证实验.最终筛选到高效氨氮去除菌10株、硝氮去除菌9株、解无机磷菌12株、解有机磷菌11株、产IAA菌11株及去除有机物菌10株.苦草根、叶际可培养微生物多样性较为丰富,该研究中筛选到的高效功能菌丰富了对苦草附生微生物资源的认识,为沉水植物合成菌群的研制和应用奠定基础.

江汉油田中高温高矿化度油藏采油功能菌群落结构分析

油藏中存在丰富的内源微生物,通过激活内源微生物,利用其生长繁殖的代谢产物与油藏原油的作用实现提高稠油油藏原油采收率的目的。因此,掌握油藏内源微生物群落的结构组成和多样性信息对于高效采油功能菌的筛选至关重要。利用二代测序技术对江汉油田普通稠油油藏的4个中高温高矿化度区块采出液中的细菌和古菌群落组成进行了多样性分析。结果表明,4种样品中古菌种类丰富,均高于细菌种类;在属水平上,细菌群落主要以Pseudomonas、Thauera、Halobacillus和Marinobacter为主,古菌群落主要以Halogeometricum、Methanobacterium和Methanothermobacter为主;4种样品中的内源微生物群落均具有降黏和脱氮的性能,表明江汉油田内源微生物具有降黏和脱氮的巨大潜力,可通过不同培养基富集筛选高效的采油功能菌,为其在提高江汉油田采收率的应用奠定了基础。

大曲功能菌的分离及应用进展

该文综述了不同类型大曲优势微生物的组成及代谢功能,并对已分离和应用的物种进行了概述。芽孢杆菌(Bacillus)、高温放线菌(Thermoactinomyces)、泛菌(Pantoea)、曲霉菌(Aspergillus)和嗜热子囊菌(Thermoascus)等是大曲中主要的优势微生物。其中,具有分泌淀粉酶、蛋白酶等功能的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、多枝横梗霉(Lichtheimia ramosa)、米曲霉(Aspergillus oryzae)等物种都曾分离于不同类型大曲,异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)、扣囊复膜酵母(Scchromycopsis fibuliger)、库德里阿兹威毕赤酵母(Pichia kudriavzevii)等酵母菌也是如此,而高温放线菌(Thermoactinomyces vulgaris)、沙阿霉素链霉菌(Streptomyces zaomyceticus)、娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)等主要分离于高温大曲。这些物种主要被用于制作强化大曲、改善原生微生态系统和开发新产品等。该综述对大曲功能菌株的研究、分离鉴定及应用提供了全面的总结,有助于其微生物资源库的进一步完善,促进大曲微生物资源的开发与利用。

毛乌素沙地固碳功能菌群落随生物结皮发育阶段的演变特征

生物结皮是干旱区生态系统光合固碳的重要贡献者,固碳功能菌是生物结皮碳固定过程中的关键功能群,而毛乌素沙地生物结皮有关固碳功能菌群落多样性的研究未见详细报道。通过qPCR和高通量测序,研究了毛乌素沙地固碳功能菌基因丰度、群落多样性在生物结皮发育过程中的演变规律及其关键环境因子。结果表明,form IAB、IC和ID的基因丰度均随生物结皮发育呈升高趋势,在地衣结皮最高,在藓结皮又明显降低;form IAB的Chao1和form IC的Shannon指数随生物结皮演替呈显著上升趋势,而form IC和ID的Chao1则在藻结皮达到峰值。物种组成上,IAB型固碳功能菌以蓝藻门的颤藻目占优势,其相对丰度在藻结皮最高,随生物结皮演替逐渐降低;IC型固碳功能菌在裸沙中以土壤红杆菌目为主,而在三种生物结皮中以生丝微菌目、亚硝化单胞菌目和红螺菌目占优势;ID型固碳菌则以硅藻门的舟形藻目占优势,其丰度在裸沙中最高。IAB和IC型固碳功能菌群落结构在藻结皮和地衣结皮类似,而与裸沙和藓结皮差异显著,裸沙与藓结皮亦具显著差异。生物结皮演替过程中生物类群和土壤理化特征的改变为固碳功能菌提供了不同的生态位,土壤总有机碳、全氮、铵态氮、全磷、速效磷和pH对固碳功能菌群落进行综合调控,通过对固碳功能菌的筛选作用,最终改变固碳功能菌群落组成和结构。为深入理解荒漠生态系统生物结皮的光合固碳功能的微生物学机制提供了理论支撑。

黄河内蒙古段甲烷通量变化特征及甲烷功能菌群落对通量的影响

内陆水体被认为是甲烷(CH_(4))排放的一个重要来源,占全球CH_(4)排放总量的25%。为研究黄河内蒙古段水⁃气界面CH_(4)通量变化特征及甲烷功能菌群落对甲烷排放的影响,于2023年3月—11月采集样品,采用静态箱⁃气相色谱法探讨了黄河内蒙古段水⁃气界面CH_(4)气体通量时空变化特征并分析了其主要影响因素,利用16S rRNA基因高通量测序技术,对甲烷功能菌群落与甲烷排放通量间的关系进行了研究。研究发现:黄河内蒙古段在研究期间总体表现为大气CH_(4)的排放源,春季、夏季、秋季CH_(4)排放通量分别为(5.92±4.54)mg m^(-2)d^(-1)、(13.42±18.83)mg m^(-2)d^(-1)和(1.40±3.81)mg m^(-2)d^(-1),存在明显的季节变化,且不同采样点排放通量存在显著空间差异性。CH_(4)气体通量受多种环境因子的影响,与溶解氧(DO)呈显著负相关(P<0.05),与溶解有机碳(DOC)和铵态氮(NH_(4)^(+)⁃N)呈显著正相关(P<0.01和P=0.05)。研究区产甲烷菌优势菌群为Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)和Methanobacterium(甲烷杆菌属),甲烷氧化菌优势菌群为Methylocystis(甲基孢囊菌属)和Methylobacter(甲基杆菌属);不同样本中甲烷功能菌群落多样性和丰富度存在显著差异,对产甲烷菌影响最大的环境因子是总碳(TC)(r=0.8792),对甲烷氧化菌影响最大的环境因子是NH_(4)^(+)⁃N(r=0.7190);在产甲烷菌群落中,Methanobacterium(甲烷杆菌属)和未分类菌属unclassified_k_norank_d_Archaea对CH_(4)排放影响最大,这类细菌会促进甲烷排放;在甲烷氧化菌群落中,未识别的甲烷氧化菌norank_d_Bacteria对CH_(4)氧化影响最大,这类细菌会促进甲烷氧化,从而减少水⁃气界面甲烷排放。本研究可为我国河流温室气体排放量的估算以及排放机制提供数据支持。

硫自养反硝化ASBR工艺脱氮除硫效果及功能菌研究

研究了硫自养反硝化-厌氧序批式反应器(SDAD-ASBR)同步脱氮除硫效果的影响因素和SDADASBR中微生物群落结构特征。结果表明,当n(S)/n(N)(记作S/N)为1,进水S^(2-)和NO_(3)^(-)-N质量浓度分别为300 mg/L和131.25 mg/L时系统内无亚硝酸盐积累现象,脱氮除硫效率高,硫化物和硝酸盐的去除率分别为99.97%和84.34%;但S/N降低,出水产物中亚硝酸盐升高。水力停留时间(HRT)对硝酸盐的去除效果影响显著,但对硫化物的去除效果影响不大,当HRT由12 h缩短至2.4 h时,硫化物的去除率均在99%以上,而硝酸盐的去除率则由93.14%下降至77.04%。系统中脱氮除硫的主要功能菌属为微小杆菌属、梭菌属、芽孢杆菌属、硫杆菌属和鞘单胞菌属。

短程硝化反硝化工艺运行稳定性及功能菌群结构研究

以模拟废水为处理对象构建了实验室规模的3组上流式反应器,试验结果表明,短程硝化反应器运行性能波动较大,平均NH_(4)^(+)-N去除率(ARE)为58.2%±19.0%;短程硝化反硝化系统ARE为41.4%±12.2%,TN去除率为85.6%±5.4%,几乎无NO_(2)^(-)-N积累。短程反硝化反应器运行性能较好,其NO_(2)^(-)-N去除率高达99.7%±0.5%。Proteobacteria门细菌在短程硝化污泥和短程反硝化污泥中具有最大相对丰度(RA)值,分别为42.91%和64.23%,短程硝化反硝化污泥中优势门为Firmicutes(44.48%)和Proteobacteria(30.28%)。在属水平下,短程硝化污泥中优势属为Nitrospira(9.30%)和Nitrosomonas(5.41%),短程反硝化污泥优势属为Trichococcus(24.94%)、Desulfomicrobium(10.76%)和Macellibacteroides(5.83%),短程硝化反硝化污泥优势属为Trichococcus(20.96%)、Desulfomicrobium(16.72%)和Aeromonas(5.38%)。

窖泥复合功能菌液培养及应用的研究

通过对窖泥复合功能菌液的不同配方方案的研制、不同配方方案的窖泥复合功能菌外观特征、常规分析及用不同配方功能液养护窖泥后酿造白酒后酒中微量成分分析,研究己酸菌纯种培养和混合培养技术,探索己酸菌培养的种子培养和一级培养在厌氧环境下采用纯种培养和二级培养采用混合培养的应用;成功解决了退化窖泥转变为优质窖泥速度缓慢的难题。

白酒功能菌的功能特性及应用研究

在传统白酒酿造过程中,微生物对白酒的风味起着重要的作用,要提高白酒品质必须要对白酒功能菌进行研究。该文从功能菌的功能特性和菌种的应用两方面进行综述,介绍了白酒功能菌的功能特性以及其在不同香型白酒中的使用情况,并指出将不同种类的功能性微生物进行复配、优化、并应用于不同香型的白酒是功能菌研究的发展趋势。

海洋有害赤潮调控功能菌的发现与研究

近年来,赤潮的微生物调控研究受到了科学界的高度重视,"以菌治藻"的赤潮调控理念格外引人注目.先从国内外抑/杀藻菌及其作用方式的研究进展进行论述,再结合本课题组近年来筛选获得的海洋抑/杀藻细菌,探讨该类菌质资源的发掘与利用,最后对该领域研究进行了展望.

印染废水处理功能菌研究进展

利用微生物处理印染废水被认为是较为经济、有效的方法。本文将印染废水成分分类,分别介绍了印染废水中难降解污染物,如染料、助剂(表面活性剂)、浆料(聚乙烯醇)的分类,并进一步阐述其结构特征。另外,本文以印染废水的主要成分为基础,分别系统总结了功能菌对其降解机理、降解条件的优化调控及降解产物等方面的内容。目前,虽然功能菌在印染废水处理的实验室研究较为广泛,但是由于实验室多用传统的高营养型LB培养基进行筛选,导致其对工程无机环境适应性差、无法存活。本文提出在深入探讨微生物作用机理的基础上,筛选出以目标污染物作为唯一碳源、氮源及能量的高效功能菌群及菌株,从而极大地发挥功能菌在印染废水处理的实际工程中的作用。

多株功能菌的混合培养

以自行研制的功能菌为对象,通过菌体生长曲线与基质消耗曲线的比较与分析,研究不同菌混合培养时各菌的生长与单一培养时的差异.结果显示,功能菌FPN、FEm、FCB和F10单一培养时,菌体生长过程服从修定的Logistic方程,最大比生长速率分别为0.248h-1、0.207h-1、0.196h-1和0.348h-1;当FPN和FEm为一组、F10和FCB为一组进行两株菌混合培养时,由分离培养基计数得到的各种菌的生长曲线与对应的该菌单一培养时的生长曲线无显著差异,各组的基质消耗曲线与各自对应的菌单一培养时的消耗曲线之和无显著差异;当FPN、FEm、FCB、F10这4株菌混合培养时,混合菌体的生长曲线与单一培养时的菌体生长曲线之和无显著差异,碳源消耗曲线与各菌单一培养时的碳源消耗曲线之和无显著差异.

山西老陈醋产酸功能菌研究

跟踪老陈醋醋醅的酿造过程,分离了醋醅中的可培养微生物共96株。分析了老陈醋醋醅酿造过程中菌群的动态变化规律和代谢产物的积累过程。通过对分离获得的可培养微生物进行初筛,确定了8株产酸菌,而后,对产酸菌的代谢特性进行研究,最终确定了4株产酸功能菌。采用16SrDNA序列分析结合传统分类法将4株产酸功能菌株分别归属为:植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和巴斯德醋酸杆菌(Acetobacter pasteurianus)。该结果可为山西老陈醋传统酿造工艺优化提供一定的酿造理论参考及菌种资源基础。

不同泥厚窖池窖泥主要功能菌及代谢产物研究

以优质人工窖泥建造不同壁厚的窖池,通过对窖池发酵过程中窖泥主要功能菌及其代谢产物的分析研究,揭示不同建窖厚度窖泥功能菌的分布规律和代谢特征。为科学建造浓香型白酒窖池提供理论指导,推动窖泥生产技术不断完善。

多功能菌群混合施用的生态效应

从蔬菜地黄瓜根围土壤中经分离筛选,得到两个对黄瓜枯萎病菌(Fusariumoxysporumf.sp.cucumerinum)有抑制作用,并能明显促进黄瓜生长的菌株ZJY1(Brevibacillusbrevis)和ZJY116(Bacillussubtilis).将这两菌株与一株毒死蜱降解菌DSP3(Alcaligenesfaecali)按照不同组合处理黄瓜种子,以研究多功能菌群在环境中发挥生态效应的可行性.结果表明,这两株具有生防和促生功能的菌株与DSP3按不同组合混合后,对黄瓜的防病促生作用均不受影响.同时对黄瓜根围土中毒死蜱含量检测分析发现,DSP3与这两株细菌混和施用后其降解率与单独施用相比没有明显差异.实验初步证明,不同功能的菌株混合施用后可以发挥其生态效应.

轻基质复配功能菌对江南油杉苗生长的影响

针对江南油杉造林后蹲苗期长的问题,以提高出圃苗木总生物量和质量为目的,采用2×2×2析因实验设计,研究轻基质复配微生物功能菌对江南油杉苗木生长的影响。试验表明,轻基质配方是影响江南油杉苗木生长的决定性因素,功能菌作为增效剂添加在一定程度上能够提高苗木的存活率并促进生长。主效应结果显示,功能菌对苗高和壮苗指数有显著影响(P<0.05),对地径和总生物量有极显著影响(P<0.01),且功能菌与基质配方、容器规格均存在交互作用。单因素方差分析结果表明,轻基质配方体积比为腐殖质土40%+椰糠45%+菇渣5%+珍珠岩10%并复配功能菌,同时容器规格选择7.5 cm×13 cm时育苗效果最佳。在江南油杉轻基质容器育苗中,将复合功能菌作为增效剂应用是一项培育江南油杉优质容器苗的有效技术措施。

菌剂强化潜流湿地总氮总磷去除及功能菌特性

从活性污泥中筛选的1株具有高效反硝化能力的聚磷菌B8应用于水平潜流人工湿地中进行强化去除总氮和总磷试验,同时分析并对比了菌剂强化潜流湿地系统和未投菌潜流湿地系统的功能菌数量变化规律.采用常绿植物构建2套相同的水平潜流湿地尾水处理模拟生态系统.结果表明,连续投加14 d B8菌液于水平潜流湿地后,在停止投菌后运行89 d内,投菌湿地系统平均脱氮率为70.1%,未投菌湿地系统平均脱氮率为50.2%;在停止投菌后运行19 d内,投菌湿地系统平均除磷率为63.1%,未投菌湿地系统平均除磷率为45.9%.经过4个月的跟踪运行,基于高通量454测序对湿地微生物群落结构及相关生物学信息对比分析,表明投加外菌源B8会引起潜流湿地内部微生物物种数量减少、微生物均匀度下降和湿地基质微生物群落多样性下降.通过湿地进水总氮浓度对投菌湿地系统和未投菌湿地系统脱氮率影响线性拟合分析表明,投菌湿地在不同氮负荷条件下脱氮效果显著优于未投菌湿地,证实投加B8菌可以有效强化水平潜流湿地的脱氮能力.

太空酒曲中功能菌的生物酶活性研究

从太空酒曲中分离、选育出主要功能菌 :根霉SKR3、黑曲霉SKA2、米曲霉SKO3;与原生产中使用的曲药的主要功能菌—根霉SNR1、黑曲霉SNA4、米曲霉SNO2的酶活性进行比较研究。结果表明 :SKR3的糖化酶、液化酶活性均比SNR1高出两倍以上 ,SKR3培养 36h后其糖化酶、液化酶活性达到SNR1培养 72h后的两倍 ;SKA2的糖化酶、液化酶活性比SNA4的高出三倍 ,蛋白酶活性高出一至二倍 ,SKA2培养 4 8h后糖化酶、液化酶活性达到SNA4培养 72h的三倍 ;SKO3与SNO1的糖化酶、液化酶、蛋白酶活性基本无差异。