广东某农村塘坝饮用水污染的微生物溯源

以大肠杆菌为指示微生物,采用脉冲场凝胶电泳(PFGE)、肠杆菌间重复一致序列PCR(ERIC-PCR)和BOX插入因子PCR(BOX-PCR)3种分子分型方法对广东省某典型农村塘坝饮用水污染来源进行了追踪研究,利用软件Quantity One进行分析.结果表明,浅层井水与其近处的池塘水存在大肠杆菌的克隆现象,两者可能存在着共同的污染传播载体,或是浅层井水受到了池塘水的污染.3种方法的分型能力从强到弱依次为PFGE、BOX-PCR、ERIC-PCR.其中,BOX-PCR最宜在水体污染的微生物溯源中应用.鉴于分离培养的溯源方法存在的缺陷,应加强与非培养微生物溯源相结合进行分析以使结果更加准确.

地表水微生物溯源技术的开发和应用进展

论述了微生物溯源(microbial source tracking,MST)技术的发展背景与特征,从源指示物的选择、源指示物的检测和源解析总结了MST技术的开发与应用进展,并介绍了用于支持最大日负荷总量(total maximum daily load,TMDL)方案制定或实施的MST技术工作流程,对今后MST技术的研究与应用进行了展望,以期为我国地表水病原微生物污染控制提供参考。

基于拟杆菌16S rRNA基因进行微生物溯源的研究进展

微生物溯源方法可利用粪便中的微生物区分来自人或动物的粪便污染.其中,拟杆菌以其丰度高﹑不能体外繁殖和宿主特异性强等优势被广泛应用于微生物溯源研究中.本文以拟杆菌16S rRNA基因为标记物,总结了拟杆菌及其标记物在环境中的衰减﹑拟杆菌引物的敏感性和特异性以及分子生物学技术在微生物溯源中的运用,可为粪便污染源解析提供一定的科学参考依据.

水环境微生物溯源技术的研究和应用进展

地表水体的粪便污染是畜禽养殖业导致的主要环境污染问题之一,准确鉴别污染来源并从源头上控制畜禽动物粪便排放对于水体粪便污染治理具有重要意义。微生物溯源(Microbial source tracking,MST)是依据源指示微生物与宿主之间所具有的特异性关系来定位污染源的一类溯源技术。根据报道,多种肠道微生物可作为源指示微生物用于地表水环境的粪便污染溯源分析,并基于其表型或者基因型特征开发出多样化的检测方法,包括依赖培养的检测和不依赖培养的分子检测。从不同类型的源指示微生物入手,围绕两类主要的 MST 方法,即单源指示物法和多源指示物法,具体包括细菌指示物法、病毒指示物法、DNA 微阵列法及高通量测序法等,重点综述了不同类型的源指示微生物及其常用的检测方法,包括其原理及优缺点,并讨论了目前 MST技术所面临的问题与挑战。此外,还对现有的 MST 技术在美国环境保护署(U.S. Environmental protection agency,EPA)推行的最大日负荷总量(Total maximum daily load,TMDL)方案制定过程中的应用做了简要概述,并对 MST 技术的发展趋势进行展望,以期促进 MST 技术在我国环境水质监测领域中的应用。

白酒酿造中产正丙醇的微生物溯源研究

利用生物信息数据资源,对白酒酿造过程中产正丙醇微生物进行定向补充筛查,并对筛查后的菌株进行了发酵验证。结果表明,基于KEGG数据库明确了正丙醇的产生途径为丙酸代谢途径,其催化的关键酶为丙二醇脱水酶、1,3-丙二醇脱氢酶和1-丙醇脱氢酶;通过NCBI数据库确定了表达该3种关键酶的微生物种类信息,结合白酒发酵过程中的微生物群落构成,确定乳杆菌属(Lactobacillus)具有代谢产生正丙醇的潜在特性;发酵结果显示,面包乳杆菌(Lactobacillus panis)代谢生成正丙醇的能力相对较强,产量为263.7mg/L。该研究结果表明,乳酸杆菌是白酒酿造中产正丙醇的重要微生物来源之一。该研究为白酒酿造过程正丙醇的调控提供新的研究方向,同时该方法也可以为其他食品发酵过程中目标风味物质的微生物溯源提供新思路。

地表水微生物溯源技术的开发和应用进展

本文重点分析了地表水微生物溯源技术。

李渡特香型大曲层次间微生物群落结构与风味物质变化规律研究

目前对于特香型大曲不同层次间微生物群落结构和数量变化特征,及其与风味物质的关联性尚不清晰。该研究运用绝对定量和相对定量扩增子测序技术,揭示特香型大曲不同层次结构的微生物组成及变化规律,并对主要细菌和真菌的来源进行了溯源分析。同时运用顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS),比较分析大曲不同层次的风味化合物含量。结果表明,曲心的细菌总生物量显著低于曲皮和中层,为曲皮的55%,中层的53%。魏斯氏菌属(Weissella)、乳杆菌属(Lactobacillus)和肠杆菌属(Enterobacter)为曲皮的主要细菌类型,高温放线菌属(Thermoactinomyces)为曲心的特征优势细菌,而糖多孢菌属(Saccharopolyspora)在中层和曲心含量远高于曲皮。伊萨酵母属(Issatchenkia)和丝孢毕赤酵母属(Hyphopichia)为曲皮的主要酵母,曲霉属(Aspergillus)为曲心的优势霉菌。曲心的醇类、醛酮类、吡嗪类和醚酚类的总含量均高于曲皮和中层,而曲皮的酯类的总含量高于曲心。该项研究结果为优化特香型大曲制曲工艺,进而运用生态发酵技术提升大曲品质提供了重要参考。

水体粪便污染的微生物溯源方法研究进展

畜禽粪便和生活污水是造成水体污染的主要因素之一,明确和区分水体污染的来源对污染控制和治理尤为重要.因此,利用微生物进行水体污染的溯源近年来成为国际上的研究热点.本文对两种类型微生物溯源方法的研究现状、优缺点以及应用中存在的问题进行了综述和展望.认为在培养建库微生物溯源方法中重复序列分型应用性最强,而在非培养建库方法中基于大肠杆菌特异性基因的PCR-DGGE具有广阔的应用前景.非培养建库微生物溯源是今后主要的研究方向,培养建库和非培养建库溯源方法相结合才能使溯源结果更加可信.

食品微生物追踪溯源网络分析探讨

随着食品工业化、集团化进程的飞速发展,我国乃至全球的食品生产和消费模式都发生了巨大转变,食品微生物安全也从地域性问题向全国、全球性问题转变。如何通过可靠的溯源手段将不同地区散发病例识别为同一微生物来源污染食品引起的食品安全事件爆发,幵将污染食品准确召回,对政府监管部门和技术部门提出了挑战。本文主要从食品安全微生物溯源技术现状、发展趋势和我国食品安全微生物溯源技术应用存在的问题进行了概述,幵提出了建立食品安全监管系统微生物收集和溯源平台,构建实物与基因组溯源数据库等建议,以期给我国政府监管部门及相关技术人员提供更多的信息和借鉴。

水环境中粪便污染的微生物溯源技术及研究进展

人畜粪便是造成水体病原菌污染的主要因素之一,快速、正确地判别水体污染的来源对保障饮用水及环境水体安全尤为重要。近年来,利用微生物进行水体病原菌污染的溯源分析已成为国际上的研究热点。该文简要介绍微生物溯源技术的基本原理,着重阐述了该技术的方法学,并进一步提出了微生物溯源技术与应用结合的未来研究方向,以期为同领域专家学者提供参考,促进微生物溯源技术在我国的应用。

浓香型大曲与生产环境微生物群落间的溯源性分析

为揭示浓香型大曲微生物群落的来源,以同企业的新老制曲基地及生产的大曲为对象,应用高通量测序技术对大曲与生产环境的微生物群落进行了溯源性研究。生产环境在大曲的制造过程中起关键作用,SourceTracker结果显示,老厂曲坯中微生物主要来源于原料和制曲工具,新厂曲坯微生物主要来源于原料。老厂环境对曲坯和成曲(刚转房的大曲)细菌群落组成的贡献度都更高,但真菌群落相对稳定,受环境微生物的影响较小。由于撒陈曲(存放3个月以上)粉强化,新厂曲坯和成曲的微生物还来源于陈曲。通过适当强化方式改善和营造了适合大曲生产的环境,对维持大曲品质稳定性具有重要意义。研究结果揭示了浓香型大曲微生物群落的来源,为解析大曲群落定向驯化和驱动作用奠定了基础。

河流微生物生态学的研究进展

基于对河流微生物生态学研究中的微生物群落结构构建机理、生态功能机制、环境交互作用三个关键科学问题的分析,探讨了河流微生物群落时空分布格局、生态构建理论、环境响应机制、物质循环交互作用、食物网结构功能等基础前沿理论研究,总结了基于微生物群落的河流生态健康指示、评价、诊断体系构建,基于微生物溯源技术的污染物迁移轨迹追踪和基于微生物群落重构的生态修复等应用发展现状,展望了河流微生物生态学研究的发展趋势,即方法革新化、尺度宏观化、维度全面化和成果技术化。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析技术在微生物检测与鉴定中的应用

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术(matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS)在微生物检测与鉴定中有着广泛的应用前景。本文着重介绍了MALDI-TOF MS分析技术微生物检测原理、前处理技术及其在微生物检测、鉴定、分型、溯源分析中的应用。与传统的检测鉴定方法相比,MALDI-TOF MS分析技术表现出成本低、检测时间短、易于操作等显著的技术优势。随着微生物质谱数据库以及分析方法的逐渐完善,该技术将成为微生物实验室致病菌快速检测鉴定的重要分析手段。

基于高通量扩增子测序技术解析中高温大曲微生物来源

基于高通量测序技术分析中高温大曲及其制作环境的微生物群落结构,利用微生物溯源追踪技术对发酵开始时大曲中的微生物来源进行分析。研究结果表明,从曲室外到曲室内环境样品中的微生物逐渐被选择、富集。从大曲发酵开始到结束,细菌群落的多样性增加,而真菌群落的多样性降低。发酵开始时大曲中细菌以魏斯氏菌属(Weissella)为主,发酵结束大曲中细菌以乳杆菌属(Lactobacillus)为主;在发酵开始和结束时大曲中的真菌以曲霉属(Aspergillus)和根霉属(Rhizopus)为主。发酵开始的大曲中细菌89.3%来自于原料,5.6%来自于室内草席;大曲中53.7%真菌来自于室外地面,23%真菌来自于室内屋顶。该研究解析了中高温大曲微生物的来源,为优化制曲工艺提供理论依据。

重庆市河水中粪源微生物污染特征及源解析

以重庆主要河流水体作为研究对象,使用传统培养技术评估了细菌总数、粪链球菌、肠球菌、脆弱拟杆菌、总大肠菌群及粪大肠菌群的污染水平;同时以拟杆菌作为特异性指示菌,选取人源性粪便专一指示菌引物(HF183)和猪源性粪便专一指示菌引物(Pig-2-Bac)进行源追踪.微生物培养结果表明:重庆市主要河流在春季有15.4%的研究断面未达到Ⅲ类水质,秋季有61.5%的研究断面未达到Ⅲ类水质.在春季,主城区河流主要受人类粪便污染,区县河流主要受动物粪便污染;在秋季,主城区和区县河流都主要受人类粪便污染.指示微生物指标间Pearson相关性分析结果表明粪链球菌、粪大肠菌群、肠球菌两两之间有显著相关性,肠球菌与脆弱拟杆菌有显著相关性.猪源性拟杆菌特异性生物标记Pig-2-Bac和人源拟杆菌特异性生物标记HF183对人和动物粪便污染区分成功率达100%;用这两种特异性引物对春季水样DNA进行扩增,发现13个采样点均未受到猪源粪便污染,唐家沱、朝天门、鸡冠石、合川受到人源粪便污染.

中药颗粒剂中不可接受微生物的溯源分析和风险评估

目的溯源中药颗粒剂中检出的不可接受微生物,并进行污染微生物的风险评估。方法对产品中检出的污染菌进行鉴定,评估其危害性,通过生产环节采样培养、微生物分离鉴定、核糖体分型和亲缘关系分析等手段,溯源污染菌。结果产品中主要污染菌为阴沟肠杆菌,与制剂总混间环境中分离到的阴沟肠杆菌高度同源,评价该菌株为中等风险不可接受菌。结论本文建立了中药颗粒剂中污染微生物的溯源与危害程度评价方法,为同类产品的微生物污染风险排查提供依据。

MST与水环境生物源污染定量化溯源

微生物溯源技术(Microbial source tracking,MST)通过靶标生物标记定位污染来源,为难以确定污染来源的非点源生物源污染监测提供了技术手段。基于微生物溯源技术从定性到定量化的发展历程,介绍了MST技术的产生、发展与特点以及MST在水环境污染监测与管理中的应用重点论述了拟杆菌(Bacteroides spp.)基因标记水环境定量化溯源的研究进展,集中分析了温度、光照、盐度等环境因子对拟杆菌基因标记环境衰变的影响以及环境因子与定量化溯源结果准确性的相关关系,并据此判定环境生物因子可能对基因标记环境衰变结果存在一定的影响。依据目前定量溯源研究与应用现状,提出了提高拟杆菌定量溯源准确性和广泛性的研究重点和应用前景。

基于16S rDNA测序的巢湖流域水体粪便污染溯源

排入地表水中的动物粪便会带来一系列生态与公共卫生问题,快速准确鉴别污染来源对于源头控制与污染治理具有重要意义。基于细菌群落的微生物溯源技术(Community-based microbial source tracking)以及高通量DNA测序技术(Nextgeneration sequencing,NGS),对污染源中微生物和环境样本中的微生物群落进行比较分析,进而对水体中粪便污染来源进行预测。本文利用16S rDNA测序,系统分析与比较了巢湖流域水体、沉积物样本与广泛的潜在污染源(包括村庄与养猪场污水,野生水鸟粪便,人类与家禽、家畜粪便)的细菌群落组成,同时,利用基于机器学习的溯源软件FEAST与Sourcetracker,对水体、沉积物样本的潜在污染源进行了预测。结果表明:水体与沉积物样本的微生物多样性显著高于粪便样本,其中巢湖水体与河流沉积物样本具有最高的物种多样性,同时样本中也存在大量未分类物种。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes)广泛分布于所有样本中。溯源分析结果表明,村庄排污口与污水处理厂排污口样本是河水样本最主要的污染来源,沉积物与湖水样本则预测存在猪场排污水与野生水鸟粪便的污染,所有样本未检测到来自人粪与鸡粪的污染。

套作玉米对华中五味子幼苗生长及根际土壤微生物群落的影响

玉米套作如何影响华中五味子(Schisandra sphenanthera Rehd.et Wils)幼苗生长及根际微生物群落结构尚不清楚。本研究通过大田试验将华中五味子与玉米套作,探究套作对华中五味子植株生物量的影响,并使用高通量测序技术对华中五味子根际土壤的细菌、真菌群落结构进行测定。结果表明,套作增加华中五味子生物量(茎长、地径、地上部分干质量、地下部分干质量)。此外,和单作相比,与玉米套作显著改变了华中五味子土壤微生物群落结构,且提高了部分与华中五味子生物量呈正相关根际促生菌如Pseudomonas(假单胞菌)、Gaiella、Kotlabaea等的丰度。且这些与华中五味子呈正相关的细菌、真菌受氮、磷、铝等及部分微量元素调控。本研究将为华中五味子幼苗管理提供候选方案及相关理论依据。

浓香型白酒大曲微生物群落结构研究进展

大曲通常作为发酵剂用于酿造传统中国白酒,其提供各类微生物菌系和酶系启动白酒发酵,影响白酒风味和独特风格。近年来,对大曲微生物群落结构的研究成为研究热点,研究人员对大曲微生物群落结构、基因功能和功能微生物等进行了广泛而深入的研究,对大曲微生物组成、变迁规律和功能的认识逐渐清晰。本文综述了浓香型大曲微生物群落结构分析方法、主要微生物组成、重要功能微生物和微生物溯源,为研究大曲微生物群落结构、优化大曲生产工艺和改善白酒品质提供一定的理论依据。