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n-damo细菌在不同生态环境中的遗传多样性和潜在功能研究
1
作者
丁昊
李长鑫
+1 位作者
丁静
兰昊
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期202-211,共10页
反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)是自然环境中减少甲烷排放的关键过程。近年来研究发现,亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化(n-damo)细菌在湖泊、河流、稻田和生物反应器等环境中表现出不同的分布特征和群落格局。然而,以往的环境调研主要集中在单一...
反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)是自然环境中减少甲烷排放的关键过程。近年来研究发现,亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化(n-damo)细菌在湖泊、河流、稻田和生物反应器等环境中表现出不同的分布特征和群落格局。然而,以往的环境调研主要集中在单一生态环境或样本类型,使得n-damo细菌在全球生态格局中的总体作用和分布特征仍然存在一定的未知。此外,在描述不同生态环境中n-damo细菌多样性时,16S rRNA和pmoA基因之间的具体区别或偏好性尚不清楚。因此,为了填补这一研究空白,基于n-damo细菌的两个关键基因,即16S rRNA和pmo A,通过生物信息学分析来评估不同生态系统中n-damo细菌的多样性特征。研究发现,16Sr RNA和pmoA基因所揭示的n-damo细菌遗传多样性和潜在功能存在差异。保守性更高的16S r RNA基因在湿地环境中多样性最高,而在人工富集环境中多样性最低。pmo A基因则在淡水环境中表现出最高的多样性,但也同样在人工富集环境中表现出最低的多样性。热图和韦恩图显示,淡水环境和湿地环境中n-damo细菌的相似性最高,但人工富集和咸水环境下的n-damo细菌与其他环境差异显著。此外,系统发育分析显示,16S rRNA与pmoA基因具有不同的同源模式,16S r RNA因其保守性而具有较高的同源性,而pmo A基因则表现出更多的簇族分化。这些结果为了解DAMO微生物对不同生态系统中甲烷减排和碳氮生物地球化学循环的贡献提供了重要见解。此外,未来n-damo细菌的环境调研工作应同时分析16S rRNA和pmo A基因,从而对n-damo细菌的分布和功能进行更加科学地综合评价。
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关键词
反硝化
厌
氧
甲烷
氧化
(DAMO)
亚硝酸盐
依赖型
厌
氧
甲烷
氧化
细菌
(
n-damo
细菌
)
16S
rRNA基因
pmo
A基因
生物信息学分析
遗传多样性
下载PDF
职称材料
静压快速启动亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化反应
被引量:
1
2
作者
王一囡
胡振
+2 位作者
茹东云
姜丽萍
刘华清
《环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期5565-5571,共7页
在序批式反应器(SBR)中接种污水厂厌氧池污泥和深层水稻土的1∶1混合污泥,在阶段性提升基质NO_2^--N浓度的条件下,考察静压条件对亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,N-DAMO)反应快速启动过程...
在序批式反应器(SBR)中接种污水厂厌氧池污泥和深层水稻土的1∶1混合污泥,在阶段性提升基质NO_2^--N浓度的条件下,考察静压条件对亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,N-DAMO)反应快速启动过程的影响,并对N-DAMO反应的主导微生物的丰度变化进行分析.结果表明运行120 d后,常压(R1)和0.3 MPa静压(R2)条件下,都观测到了明显的N-DAMO现象,并且R2的NO_2^--N去除速率达到了36.90 mg·(L·d)^(-1),较R1提高了24%;其4 h内平均脱氮速率(以NO_2^--N计)达到0.10 mmol·(L·h)^(-1),比R1提高了186%.R2中富集得到的污泥粒径约为R1的2倍,比表面积更大,优化了污泥中甲烷的传质情况,有助于N-DAMO反应的进行,且R2污泥的N-DAMO比活性(以N/VSS计)达到了0.29 mg·(g·h)^(-1),是R1的2倍.此外,静压有助于N-DAMO功能微生物Candidatus Methylomirabilish oxyfera(M.oxyfera)的生长,实验结束时R2中M.oxyfera细菌16S rRNA基因的丰度比接种初期提高了22倍,是同阶段R1中的10倍.可见,提高静压能够有效促进N-DAMO反应的启动.
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关键词
亚硝酸盐
依赖型
甲烷
厌
氧
氧化
(
n-damo
)
快速启动
静压
M.
oxyfera
序批式活性污泥反应器(SBR)
原文传递
酸性稻田土n-damo细菌的多样性和丰度
3
作者
常佳丽
张元勤
+1 位作者
江滔
马旭光
《乐山师范学院学报》
2020年第12期33-38,共6页
亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(n-damo)细菌是新近发现的一类具有特殊功能的微生物,在废水深度脱氮领域具有潜在应用前景。研究利用n-damo菌16S rRNA和pmoA基因的专一性引物,通过系统发育分析和定量PCR技术,检测酸性稻田土中该类群的多样...
亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(n-damo)细菌是新近发现的一类具有特殊功能的微生物,在废水深度脱氮领域具有潜在应用前景。研究利用n-damo菌16S rRNA和pmoA基因的专一性引物,通过系统发育分析和定量PCR技术,检测酸性稻田土中该类群的多样性和丰度。结果显示,在弱酸性中等养分水平的稻田土中,n-damo菌聚为3~4个OTUs类群;系统发育分析表明,酸性稻田土中存在新型未知n-damo类群;n-damo细菌丰度较高,16S rRNA基因拷贝数可达1.25~2.31×10^8拷贝每克干重,pmoA基因拷贝数为8.66×10^6~2.54×10^7拷贝每克干重。研究为后续富集培养嗜酸型n-damo菌提供可靠菌源。
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关键词
亚硝酸盐
依赖型
甲烷
厌
氧
氧化
细菌
酸性稻田土
系统发育分析
定量PCR
下载PDF
职称材料
微生物厌氧甲烷氧化反硝化研究进展
被引量:
15
4
作者
袁梦冬
朱静
吴伟祥
《微生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期129-138,共10页
厌氧甲烷氧化反硝化过程(Denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO)以甲烷为电子供体进行反硝化作用,在实现废水脱氮处理的同时,可有效削减温室气体甲烷的排放,从而减缓全球温室效应。相关机制研究集中在逆向产甲烷途径耦合反硝...
厌氧甲烷氧化反硝化过程(Denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO)以甲烷为电子供体进行反硝化作用,在实现废水脱氮处理的同时,可有效削减温室气体甲烷的排放,从而减缓全球温室效应。相关机制研究集中在逆向产甲烷途径耦合反硝化和亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,n-damo)两个方面。鉴于厌氧甲烷氧化反硝化过程对全球碳氮物质循环的重要意义,本文对近年来厌氧甲烷氧化反硝化过程的研究进展进行了概述,着重阐述了有关厌氧甲烷氧化反硝化微生物富集培养物,特别是含Candidatus Methylomirabilis oxyfera(M.oxyfera)富集培养物的微生物特性、甲烷氧化反硝化的机理以及影响因子。在此基础上,探讨了厌氧甲烷氧化反硝化过程未来的研究方向和工业化应用前景。
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关键词
厌
氧
甲烷
氧化
反硝化(DAMO)
亚硝酸盐
依赖型
厌
氧
甲烷
氧化
(
n-damo
)
Candidatus
Methyzomirabilis
oxyfera
内部好
氧
微生物机制
原文传递
题名
n-damo细菌在不同生态环境中的遗传多样性和潜在功能研究
1
作者
丁昊
李长鑫
丁静
兰昊
机构
苏州科技大学环境科学与工程学院
苏州科技大学/城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室
出处
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期202-211,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41807413)
江苏省自然科学基金项目(BK20180967)
+2 种基金
城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室(苏州科技大学)开放课题(2021KF05)
江苏省双创团队(2018-2017)
江苏省双创博士。
文摘
反硝化厌氧甲烷氧化(DAMO)是自然环境中减少甲烷排放的关键过程。近年来研究发现,亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化(n-damo)细菌在湖泊、河流、稻田和生物反应器等环境中表现出不同的分布特征和群落格局。然而,以往的环境调研主要集中在单一生态环境或样本类型,使得n-damo细菌在全球生态格局中的总体作用和分布特征仍然存在一定的未知。此外,在描述不同生态环境中n-damo细菌多样性时,16S rRNA和pmoA基因之间的具体区别或偏好性尚不清楚。因此,为了填补这一研究空白,基于n-damo细菌的两个关键基因,即16S rRNA和pmo A,通过生物信息学分析来评估不同生态系统中n-damo细菌的多样性特征。研究发现,16Sr RNA和pmoA基因所揭示的n-damo细菌遗传多样性和潜在功能存在差异。保守性更高的16S r RNA基因在湿地环境中多样性最高,而在人工富集环境中多样性最低。pmo A基因则在淡水环境中表现出最高的多样性,但也同样在人工富集环境中表现出最低的多样性。热图和韦恩图显示,淡水环境和湿地环境中n-damo细菌的相似性最高,但人工富集和咸水环境下的n-damo细菌与其他环境差异显著。此外,系统发育分析显示,16S rRNA与pmoA基因具有不同的同源模式,16S r RNA因其保守性而具有较高的同源性,而pmo A基因则表现出更多的簇族分化。这些结果为了解DAMO微生物对不同生态系统中甲烷减排和碳氮生物地球化学循环的贡献提供了重要见解。此外,未来n-damo细菌的环境调研工作应同时分析16S rRNA和pmo A基因,从而对n-damo细菌的分布和功能进行更加科学地综合评价。
关键词
反硝化
厌
氧
甲烷
氧化
(DAMO)
亚硝酸盐
依赖型
厌
氧
甲烷
氧化
细菌
(
n-damo
细菌
)
16S
rRNA基因
pmo
A基因
生物信息学分析
遗传多样性
Keywords
Denitrifying anaerobic methane oxidation(DAMO)
nitrite-dependent anaerobic methane oxidation(
n-damo
)bacteria
16S rRNA gene
pmoAgene
bioinformatics analysis
genetic diversity
分类号
X172 [环境科学与工程—环境科学]
下载PDF
职称材料
题名
静压快速启动亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化反应
被引量:
1
2
作者
王一囡
胡振
茹东云
姜丽萍
刘华清
机构
山东大学环境科学与工程学院
出处
《环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第12期5565-5571,共7页
基金
国家水体污染控制与治理科技重大专项(2017ZX07101003)
山东省自然科学基金项目(ZR2018QEE006)
文摘
在序批式反应器(SBR)中接种污水厂厌氧池污泥和深层水稻土的1∶1混合污泥,在阶段性提升基质NO_2^--N浓度的条件下,考察静压条件对亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,N-DAMO)反应快速启动过程的影响,并对N-DAMO反应的主导微生物的丰度变化进行分析.结果表明运行120 d后,常压(R1)和0.3 MPa静压(R2)条件下,都观测到了明显的N-DAMO现象,并且R2的NO_2^--N去除速率达到了36.90 mg·(L·d)^(-1),较R1提高了24%;其4 h内平均脱氮速率(以NO_2^--N计)达到0.10 mmol·(L·h)^(-1),比R1提高了186%.R2中富集得到的污泥粒径约为R1的2倍,比表面积更大,优化了污泥中甲烷的传质情况,有助于N-DAMO反应的进行,且R2污泥的N-DAMO比活性(以N/VSS计)达到了0.29 mg·(g·h)^(-1),是R1的2倍.此外,静压有助于N-DAMO功能微生物Candidatus Methylomirabilish oxyfera(M.oxyfera)的生长,实验结束时R2中M.oxyfera细菌16S rRNA基因的丰度比接种初期提高了22倍,是同阶段R1中的10倍.可见,提高静压能够有效促进N-DAMO反应的启动.
关键词
亚硝酸盐
依赖型
甲烷
厌
氧
氧化
(
n-damo
)
快速启动
静压
M.
oxyfera
序批式活性污泥反应器(SBR)
Keywords
nitrite-dependent anaerobic methane oxidation (
n-damo
)
rapid start-up
static pressure
M. oxyfera
sequencing batch reactor (SBR)
分类号
X703.1 [环境科学与工程—环境工程]
原文传递
题名
酸性稻田土n-damo细菌的多样性和丰度
3
作者
常佳丽
张元勤
江滔
马旭光
机构
乐山师范学院化学与资源环境学院
出处
《乐山师范学院学报》
2020年第12期33-38,共6页
基金
乐山师范学院引进人才科研启动项目“反硝化型甲烷厌氧氧化过程的电生物强化及机理研究”(XJR18004)
国家青年科学基金项目“微好氧菌群强化分解木质纤维素及其提高甲烷产量的机理研究”(51508258)。
文摘
亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化(n-damo)细菌是新近发现的一类具有特殊功能的微生物,在废水深度脱氮领域具有潜在应用前景。研究利用n-damo菌16S rRNA和pmoA基因的专一性引物,通过系统发育分析和定量PCR技术,检测酸性稻田土中该类群的多样性和丰度。结果显示,在弱酸性中等养分水平的稻田土中,n-damo菌聚为3~4个OTUs类群;系统发育分析表明,酸性稻田土中存在新型未知n-damo类群;n-damo细菌丰度较高,16S rRNA基因拷贝数可达1.25~2.31×10^8拷贝每克干重,pmoA基因拷贝数为8.66×10^6~2.54×10^7拷贝每克干重。研究为后续富集培养嗜酸型n-damo菌提供可靠菌源。
关键词
亚硝酸盐
依赖型
甲烷
厌
氧
氧化
细菌
酸性稻田土
系统发育分析
定量PCR
Keywords
Nitrite-dependent Anaerobic Methane Oxidation
Acidic Paddy Soil
Phylogenetic Analysis
Quantitative Polymerase Chain Reaction
分类号
X172 [环境科学与工程—环境科学]
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职称材料
题名
微生物厌氧甲烷氧化反硝化研究进展
被引量:
15
4
作者
袁梦冬
朱静
吴伟祥
机构
浙江大学环境与资源学院
出处
《微生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期129-138,共10页
基金
公益性行业(农业)科研专项项目(201303091)
国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07101012,2008ZX07101-006)~~
文摘
厌氧甲烷氧化反硝化过程(Denitrifying anaerobic methane oxidation,DAMO)以甲烷为电子供体进行反硝化作用,在实现废水脱氮处理的同时,可有效削减温室气体甲烷的排放,从而减缓全球温室效应。相关机制研究集中在逆向产甲烷途径耦合反硝化和亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化(nitrite-dependent anaerobic methane oxidation,n-damo)两个方面。鉴于厌氧甲烷氧化反硝化过程对全球碳氮物质循环的重要意义,本文对近年来厌氧甲烷氧化反硝化过程的研究进展进行了概述,着重阐述了有关厌氧甲烷氧化反硝化微生物富集培养物,特别是含Candidatus Methylomirabilis oxyfera(M.oxyfera)富集培养物的微生物特性、甲烷氧化反硝化的机理以及影响因子。在此基础上,探讨了厌氧甲烷氧化反硝化过程未来的研究方向和工业化应用前景。
关键词
厌
氧
甲烷
氧化
反硝化(DAMO)
亚硝酸盐
依赖型
厌
氧
甲烷
氧化
(
n-damo
)
Candidatus
Methyzomirabilis
oxyfera
内部好
氧
微生物机制
Keywords
anaerobic methane oxidation coupled to denitrification, nitrite-dependent anaerobic methane oxidation (
n-damo
) , Candidatus Methylomirabilis oxyfera, intra-aerobic, mechanism
分类号
X703 [环境科学与工程—环境工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
n-damo细菌在不同生态环境中的遗传多样性和潜在功能研究
丁昊
李长鑫
丁静
兰昊
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
静压快速启动亚硝酸盐依赖型甲烷厌氧氧化反应
王一囡
胡振
茹东云
姜丽萍
刘华清
《环境科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
1
原文传递
3
酸性稻田土n-damo细菌的多样性和丰度
常佳丽
张元勤
江滔
马旭光
《乐山师范学院学报》
2020
0
下载PDF
职称材料
4
微生物厌氧甲烷氧化反硝化研究进展
袁梦冬
朱静
吴伟祥
《微生物学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014
15
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