利用Biolog系统进行乳酸生产菌代谢能力的快速分析

利用Biolog系统考察目标菌株对产乳酸途径相关碳源的代谢能力,表明在厌氧条件下两自行筛选的候选菌株中S-18比菌株S-44具有更高的己糖激酶和乳酸脱氢酶等产乳酸代谢关键酶活力;通过好氧条件下产乳酸途径及旁路相关碳源利用能力的考察,显示在好氧条件下丙酮酸更易转向旁路代谢且L-乳酸脱氢酶受到强烈抑制,为乳酸发酵条件的优化与调控奠定了理论基础。利用Biolog系统对特定代谢途径代谢能力进行分析的方法具有快速、简便、重现性高的特点,并适合高通量分析的目的,可促进工业微生物代谢能力及代谢调控研究的普遍开展。

耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0~15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15~30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15~30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0~15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0~15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15~30 cm土层分别提高了11.87%、3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15~30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。

好氧堆肥微生物代谢多样性及其细菌群落结构

好氧堆肥是农业废弃物无害化处理和资源化利用的一条有效途径.为了探究好氧堆肥过程中微生物群落的代谢特征和细菌群落演替现象,了解起关键作用的微生物菌群,通过筛选强降解菌种改善堆肥工艺、提高堆肥效率,采用Biolog法和宏基因组法分析了玉米秸秆和牛粪联合好氧堆肥过程中微生物的碳源代谢能力和细菌群落多样性.结果表明:在第2次翻堆(第14天)时,微生物利用碳源的能力最强,初次建堆时(0 d)和其余翻堆时(第8、20、26天)次之,发酵结束时(第34天)最弱.Simpson、Shannon-Wiener和Mc Intosh多样性指数表明,建堆时及翻堆时的菌群优势度、丰富度和均匀度均极显著优于好氧堆肥结束.不同好氧发酵时间的微生物群落对同一碳源代谢有差异,同一好氧发酵时间微生物群落对不同碳源的利用率不同.糖类、酸类和醇类是区分好氧堆肥不同时间微生物碳源利用差异的敏感碳源.好氧堆肥不同时间细菌的种类和丰度不同,共享的优势菌门有厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes),在第0、8、14、20、26、34天这6个时间内它们的相对丰度之和分别达90.27%、90.34%、94.26%、84.21%、84.31%和77.61%,且6种门类在不同发酵时间的丰度表达存在消长变化状态.研究显示,参与好氧堆肥不同时间的微生物群落在碳源代谢能力上存在多样性,在细菌菌群的种类和丰度上也存在多样性.