污水处理工艺对氨氧化菌及细菌群落的影响

采用针对氨氧化菌(AOB)功能基因氨单加氧酶(amoA)的末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP)、克隆测序等方法,研究了北京市2个污水处理厂的4个污水处理系统中AOB的群落结构,同时采用针对16SrRNA基因的T-RFLP技术分析了总细菌的群落结构.T-RFLP指纹图谱分析表明,4个污水处理系统中AOB的优势限制性片段(T-RF)均为291bp和354bp,细菌的优势T-RF为115,117,166,455,465,468,471,482,800,893bp等.说明污水处理工艺对系统中AOB及细菌的群落结构影响很小.对功能基因amoA的系统发育分析表明,4个污水处理系统中优势AOB均属于Nitrosomonas europaea cluster和Nitrosomonas oligotropha culster.

氨氧化细菌的分子生态学研究进展

氨氧化细菌(AOB)在全球氮循环中具有重要作用.本文综述了目前AOB的分子生态学研究进展.主要介绍了AOB的种类和系统发育,基于16S rRNA的系统发育分析表明AOB的系统发育比较简单,均属于变形菌纲的β和γ亚纲.还介绍了目前研究AOB主要采用的分子生态学方法,如变性梯度凝胶电泳(DGGE)、末端标记-限制性片段长度多态性(T-RFLP)、荧光原位杂交(FISH)和实时定量PCR(real-time PCR)等,总结了生态因子的改变对AOB群落结构和数量的影响,并对今后氨氧化细菌的应用分子生态学研究方向进行了展望.

城市污水处理厂活性污泥中氨氧化菌群落结构研究

为了解析污水处理厂中氨氧化菌(AOB)的群落结构,以及处理工艺、规模等参数对AOB群落结构的影响,采用针对AOB功能基因氨单加氧酶(amoA)的末端限制性片段长度多态性技术(T-RFLP)、克隆测序等方法,研究了北京市6个污水处理厂的9个污水处理系统中AOB的群落结构.T-RFLP指纹图谱表明不同污水处理系统中AOB的群落结构有所不同,主要的末端限制性片段(T-RF)为354、491和291 bp.T-RFLP指纹图谱及聚类分析表明,污水处理工艺对系统中AOB的群落结构影响较小,而处理规模对AOB的群落结构有一定的影响.对功能基因amoA的系统发育分析表明,污水处理系统中优势AOB均为Nitrosomonasspp.,而非Nitrosospiraspp..这可能是Nitrosomonasspp.的最大比增长速率(μmax)较高,使其更容易成为活性污泥系统中的优势AOB.

海洋异养硝化菌株的快速筛选

目前尚缺乏有效地系统分离获得异养硝化菌的方法,为此,利用海洋养殖废水,采用前期自养后期异养的混养富集方法,获得具有异养脱氮能力的菌群.通过异养培养基分离获得纯菌株,利用特异性引物扩增分离菌株的氨单加氧酶(AMO)基因amoA和周质硝酸盐还原酶(NAR)亚基基因napA,快速筛选具有潜在异养硝化或异养硝化好氧反硝化能力的菌株.通过氮素转化试验确认菌株的氮代谢特性.共分离获得异养细菌22株,其中11株细菌amoA基因呈阳性,7株细菌amoA基因和napA基因同时显阳性,氮素转化试验证明9株细菌具有异养脱氮能力.

纳帕海高原湿地氨氧化微生物群落结构及多样性研究

由微生物主导的氨氧化作用是硝化过程的限速步骤,同时也是氮素循环过程中的关键步骤.本研究基于氨单加氧酶基因(amoA),对纳帕海高原湿地旱季的沼泽土(DS. YN1)、沼泽化草甸土(DS. SD1)和泥炭土(DS. NT1)中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落多样性、系统发育和丰度及其与土壤理化因子的响应机制进行了初步研究.结果表明,AOA amoA基因克隆文库在DS. SD1中多样性最高,AOB amoA基因克隆文库在DS. YN1中多样性最高.系统发育分析表明,AOA菌群主要来自Thaumarchaeota Group1. 1a;,AOB菌群主要来自Nitrosomonas和Nitros-opira. AOA amoA基因拷贝数达104～105copies/g,AOB amoA基因拷贝数达105copies/g,仅DS.NT1采样区中AOA amoA基因拷贝数高于AOB amoA.理化因子相关性分析表明,在DS. YN1采样区中,AOA和AOB群落组成受p H和氨态氮(NH4+-N)影响较为显著;在DS. NT1采样区中,AOA和AOB群落组成受亚硝态氮(NO2--N)的影响较为显著. Pearson相关性表明,仅AOBamoA基因拷贝数与土壤理化因子具有显著相关性.本研究初步阐明AOA和AOB在纳帕海高原湿地氨氧化过程中的作用及其对土壤理化因子变化的响应机制,进一步为研究该高原湿地氮素循环奠定理论基础.

典型对虾养殖水体中参与硝化与反硝化过程的微生物群落结构

【目的】本研究旨在分析典型虾塘养殖水体中参与氮循环关键过程的菌群多样性,为指导实际对虾养殖水体中NH 4+和NO 2-的微生物降解、水体氮素污染控制以及虾塘养殖氮素循环的有效管理提供科学依据。【方法】使用聚合酶链式反应及变性梯度凝胶电泳技术(Polymerase Chain Reaction-Denaturing Gradient GelElectrophoresis,PCR-DGGE)从8个不同地点的虾塘水样中确定代表性水样,以此为典型水样进行研究,构建了氨单加氧酶基因(amoA)、亚硝酸盐氧化还原酶基因(nxrA)、亚硝酸盐还原酶基因(nirS)的克隆文库。利用限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism,RFLP)技术将克隆文库进行酶切分析。【结果】通过序列多态性分析,表明amoA基因克隆文库中所有序列都属于变形杆菌门β亚纲(β-Proteobacteria),分别为亚硝化单细胞菌属(Nitrosomonas)(81%)和亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)(19%)2个属。nxrA基因克隆文库检测到α-Proteobacteria和δ-Proteobacteria两个亚纲,其中硝化杆菌属(Nitrobacter)是优势菌群,占整个文库的92%,仅有一个类群属于δ亚纲的脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)(8%)。nirS基因文库群落结构相对于amoA和nxrA基因文库较复杂,分别为α-Proteobacteria、β-Proteobacteria亚纲和Actinobacteria,序列分析表明,25%的类群为固氮弧菌属(Azoarcus),25%的类群为(Polymorphum),20%的类群为需氧去氮菌属(Thauera),10%的类群为(Sophophora),10%的的类群为链霉菌属(Streptomyces),5%的类群为(Brachymonas),5%的类群为(Ruegeria)。【结论】典型虾塘养殖水环境中氮素循环关键过程的菌群多样性丰富,其中亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化杆菌属(Nitrobacter)分别是此环境中主要的氨氧化作用推动者和亚硝酸盐氧化作用推动者,而在反硝化重要环节中,固氮弧菌属等多种菌群都起着推动作用。