低甲烷排放转基因水稻对土壤微生物群落的影响

低甲烷排放转基因水稻是实现水稻低碳生产的理想材料。土壤微生物驱动了稻田甲烷的产生,低甲烷排放转基因水稻土壤微生物群落组成的变化不仅影响稻田甲烷排放,也关系到土壤微生态系统的稳定性。通过对细菌16S rRNA基因、真菌ITS基因的高通量测序及mcrA、nifH、amoA和nirS等功能基因的荧光定量PCR,分析了低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)与野生型水稻(MH86)土壤微生物群落间的差异。结果显示:稻田土壤细菌群落的α-多样性指数在86R27-3与MH86间无明显差异,且仅在水稻分蘖期86R27-3的土壤真菌群落多样性指数Shannon、Simpson及均匀度指数Pielou_e显著高于MH86(P<0.05);β-多样性分析表明土壤细菌或真菌群落组成在86R27-3与MH86间均没有显著差异;但在水稻齐穗期:86R27-3土壤的放线菌门(Actinobacteria)、罗泽真菌门(Rozellomycota)的相对丰度显著高于MH86(P<0.05),而酸杆菌门(Acidibacteria)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度显著低于MH86(P<0.05);土壤微生物群落功能预测显示,86R27-3土壤氮、硫和锰代谢细菌功能群丰度显著低于MH86(P<0.05),如分蘖期的土壤硝酸盐还原、硝酸盐呼吸、硫代硫酸盐呼吸及硫呼吸,齐穗期和成熟期的好氧亚硝酸盐氧化及成熟期的锰氧化等;与MH86相比,86R27-3的土壤真菌功能群丰度有减有增,如在水稻不同生育期内的其未定义腐生物银耳目、嗜热囊菌科、镰刀菌属及韦斯特氏菌功能群丰度显著降低(P<0.05),而其分蘖期的动物内共生体腐生生物毕赤酵母属和未定义腐生物马勃科功能群丰度显著提高(P<0.05)。定量PCR分析表明86R27-3土壤中的产甲烷细菌mcrA基因丰度显著低于MH86(P<0.05),同时,土壤固氮菌nifH基因、氨氧化细菌amoA基因及反硝化细菌nirS基因的丰度在86R27-3土壤中也显著降低(P<0.05)。综上所述,低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)对土壤细菌或真菌的群落组成没有影响,但可引起主要细菌或真菌种类的相对丰度及某些细菌或真菌功能群丰度发生变化,并显著降低了稻田土壤微生物功能基因丰度。

低温环境下野外自然好氧堆肥理化特征及微生物群落结构变化

[目的]研究低温环境下野外自然好氧堆肥理化特征及微生物群落结构变化,实现低温季节养殖废弃物的资源化利用。[方法]以猪粪和稻壳为原料在低温环境下进行自然好氧堆肥处理,对堆肥过程中温度、pH、含水率、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和种子发芽指数(GI)进行分析,选取细菌16S rDNA V3~V4区和真菌ITS序列进行高通量测序,比较好氧堆肥过程中不同阶段微生物群落多样性及组成差异。[结果]当环境温度为-6.7~6.4℃时,整个堆肥过程高温阶段持续11 d,经过38 d的好氧堆肥处理,堆体含水率、pH、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N等指标均趋于稳定,堆肥结束时GI达到了122.12%,表明堆肥产品完全腐熟。低温条件下堆肥不同阶段样本微生物群落分析表明,Acinetobacter是堆肥初期和升温阶段优势细菌属,而Pseudofulvimonas和Ensifer在堆肥高温阶段丰度最高,Parapedobacter为堆肥末期优势细菌属。Ascobolus是堆肥初期优势真菌属,而Mycothermus为好氧堆肥升温、高温和腐熟阶段的优势菌群。细菌群落功能预测结果表明,氨基酸转运和代谢、碳水化合物运输和代谢等是堆肥过程中细菌的主要代谢功能。理化指标与微生物多样性相关性分析表明,堆肥过程中pH与属水平上丰度较高的微生物相关性强,含水率、温度、NH_(4)^(+)-N和发芽指数次之。[结论]低温条件下野外自然好氧堆肥可顺利进行并完全腐熟,这为低温环境下野外自然好氧堆肥提供了依据。

基于低压静电场及高通量测序技术对中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)保鲜过程中微生物群落影响分析

中华管鞭虾(Solenocera crassicornis)隶属于十足目、管鞭虾科、管鞭虾属,主要分布于我国东南沿海。其富含多种必需氨基酸和矿物质,高蛋白低脂肪,但易受微生物污染而发生腐败变质,需引用基于16S rRNA的高通量测序技术准确测定其微生物群落组成成分变化。以中华管鞭虾为试验材料,采用高通量测序技术对虾肉的微生物群落碱基进行基因测序,将产生的碱基序列通过OTU聚类、多样性及相关性分析手段研究了贮藏过程中电场处理后影响中华管鞭虾品质的微生物发育信息和群落组成变化规律。分组为新鲜样本(G0),2 kV、3 kV及对照组贮藏中期(G1、G2、G3),2 kV、3 kV、对照组贮藏末期(G4、G5、G6),通过物种韦恩图、Alpha和Beta多样性以及物种组成分析,研究不同强度电场环境对中华管鞭虾微生物群落组成的影响。结果表明,OTU聚类分析中优势菌群从属水平看为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和热杀索丝菌属(Brochothrix)等,其中假交替单胞菌属能够适应高盐浓度环境,是中华管鞭虾微生物腐败主要致腐菌。贮藏中期微生物物种多样性顺序为3 kV组>2 kV组>对照组(0 kV),电场能够有效抑制优势菌的生长;贮藏末期3组物种结构相近,此时电场对虾肉菌群结构无明显影响。PCoA主成分分析图中发现,在坐标系中贮藏中期的G1、G2、G3组距离较为接近,贮藏末期的G4、G5、G6组距离较为接近,说明在同一贮藏期间的各组微生物种群结构类似。综上,贮藏前中期低压静电场能够抑制优势菌的生长,维持微生物物种间平衡并使其物种多样性较高,且3kV更佳,贮藏末期时由于优势菌更适应环境,热杀索丝菌属和肉食杆菌属占比增加,电场对物种多样性的影响不大。研究结果可为深入探讨影响中华管鞭虾贮藏保鲜效果的微生物群落组成和基础发育信息提供有效依据。

煤化工污泥的微生物种群结构与水分分布特征

现代煤化工产业是实现煤炭资源清洁化利用的重要途径,煤化工生产过程会产生大量含水率高、脱水性差的煤化工污泥,是制约煤化工产业发展的典型难处理固废。煤化工污泥的脱水性受污泥中微生物种群结构及水分分布特征的影响,对其解析将有助于揭示煤化工污泥的束水结构并可为煤化工污泥高效脱水方法的研发提供一定的理论指导。本研究以煤制烯烃污泥及煤制油污泥为研究对象,采用16s rRNA基因测序解析其微生物种群结构,通过差示扫描量热法(DSC,differential scanning calorimetry)和低场核磁共振法(LF-NMR,low-field nuclear magnetic resonance)表征污泥的水分分布特征。结果表明:两种煤化工产业选取的污水处理工艺不同,导致煤化工污泥的微生物种群结构存在一定差异,但变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)是两种污泥中的主要菌种;LF-NMR法测得水分分布更为准确,根据污泥中水的结合能可将其划分为结合水、机械结合水以及自由水,污泥中大部分水分(90%以上)为机械结合水;采用能够破坏污泥絮体及微生物群落结构的脱水方法,可以进一步实现煤化工污泥的高效、深度脱水。

低温大曲真菌菌群结构解析及其风味品质评价

该研究首先使用高通量测序技术解析长治地区低温大曲中真菌的菌群结构,继而使用电子鼻评价大曲的风味品质,最后对真菌菌群与风味品质进行了关联性分析。通过高通量测序可知,在所有大曲样品中均存在且平均相对含量大于1.0%的真菌属有根霉属(Rhizopus)、曲霉属(Aspergillus)、双足囊菌属(Dipodascus)、丝毕赤酵母属(Hyphopichia)、梗霉属(Lichtheimia)、根毛霉属(Rhizomucor)和复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)。通过电子鼻检测可知,低温大曲中主要的挥发性物质主要为有机硫化物、萜类物质和乙醇。通过相关性分析可知,在真菌属之间,Lichtheimia与Rhizomucor、Hyphopichia与Saccharomycopsis均呈显著正相关(P<0.05);在真菌属与风味品质之间,Rhizomucor与有机硫化物呈显著正相关(P<0.05),Lichtheimia与芳香类物质呈显著正相关(P<0.05)。由此可见,长治地区低温大曲中含有丰富的真菌类群,并且真菌属与风味品质存在一定的关联性。

以广泛多房囊性结构为特征的肾肿瘤的临床病理观察

目的探讨以广泛多房囊性结构为特征的肾肿瘤的临床病理特征。方法回顾性分析本院以广泛多房囊性结构为特征的肾肿瘤,包括:1例MED15-TFE3融合基因的Xp11易位肾细胞癌(RCC)、1例管状囊性肾细胞癌(TCRCC)及6例低度恶性潜能的多房囊性肾肿瘤(MCRN-LMP)的临床资料、病理检查及分子检测结果。结果入组的3种肾肿瘤大体均为境界清楚的广泛多房囊性结构。其中MED15-TFE3融合基因的RCC镜下可见胞质透明到嗜酸性的低级别肿瘤细胞呈乳头状、腺泡状或者巢状分布于纤维囊壁;砂砾体易见;免疫组化特征性显示TFE3强阳性表达;高通量测序结果显示MED15-TFE3基因融合。TCRCC巨检有特征性的海绵状外观,镜下可见肿瘤由厚薄不一的纤维囊壁分隔成大小不等的管囊结构,囊腔壁可见扁平至靴钉样的嗜酸性肿瘤细胞;免疫组化染色Cathepsin K、CD10、P504s、Pax-8、Vimentin阳性表达,TFE3和TFEB均为阴性表达。MCRN-LMP镜下观察肿瘤也是由纤细的纤维间隔分隔,囊壁被覆单层透明低级别肿瘤细胞,纤维间隔内无膨胀性生长肿瘤细胞结节;免疫组化显示肿瘤细胞PAX8和CA9强阳性表达,TFE3和TFEB均为阴性表达。结论MED15-TFE3融合基因的Xp11易位RCC、TCRCC和MCRN-LMP大体上均是广泛多房囊状结构,组织学形态也部分相似,但是免疫组化及分子结果有所不同,有助于鉴别诊断。

不同香辛料对低盐虾酱中微生物群落和理化性质的影响

为开发新型虾酱产品,扩展虾酱市场,分别将生姜、肉桂和紫苏添加到低盐虾酱中进行发酵。测定添加不同香辛料的低盐虾酱的理化指标,并利用高通量测序技术,探究香辛料的添加对虾酱中微生物多样性和群落组成差异的影响。结果表明,4种虾酱的水分和盐分质量分数范围分别为51.34%~61.77%和15.61%~17.71%。与对照虾酱相比,香辛料添加使虾酱的pH值和氨基酸态氮含量相对较低。肉桂和生姜的添加明显降低了挥发性盐基氮含量,分别降低了30.41%和10.28%,而紫苏的添加使挥发性盐基氮升高了9.98%。与对照虾酱相比,紫苏虾酱的真菌和细菌多样性都高,而肉桂和生姜的添加,使虾酱中细菌群落的丰富度降低,真菌群落的丰富度升高。差异菌群分析表明,生姜和肉桂的添加使虾酱中的四联球菌属、节担菌属的相对丰度较高,而使葡萄球菌属的相对丰度分别降低了99.32%和98.14%。紫苏虾酱中青霉属和曲霉属相对丰度较高。Pearson相关性分析表明,葡萄球菌属、节担菌属、红酵母属和青霉属与理化指标存在显著相关性,说明这些菌属在虾酱中发挥着重要作用。香辛料的添加改变了低盐虾酱中的微生物组成,丰富了虾酱种类,提高了虾酱的安全性。

不同部位后火低温大曲真菌群落结构比较分析

该研究以真菌内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)为靶点,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对后火低温大曲曲皮和曲心的真菌多样性进行分析。经α多样性发现,后火低温大曲曲心的真菌群落丰富度和多样性均显著高于曲皮(P<0.05)。经β多样性发现,曲皮和曲心样品间差异极显著(P<0.001)。属水平上,曲皮中的优势真菌属为复膜孢酵母属(Saccharomycopsis,98.92%),而曲心中的优势真菌属为Saccharomycopsis(58.20%)和曲霉属(Aspergillus,40.97%)。在分类操作单元(operational taxonomic units,OTU)水平上,平均相对含量>1.0%的核心OTU仅2个,分别隶属于Saccharomycopsis(70.84%)和Aspergillus(17.91%)。经线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)分析发现导致两者差异的主要菌群为Saccharomycopsis和Aspergillus等优势菌群。由此可见,后火低温大曲中主要的真菌类群为Saccharomycopsis和Aspergillus,且曲皮和曲心部位真菌群落结构存在差异,为后续制曲工艺的改良和华中地区酿酒微生物资源的挖掘提供一定的数据支撑。

低深度全基因组拷贝数变异测序在复发性流产遗传学诊断中的应用

目的:探讨基于高通量测序技术的低深度全基因组测序技术在复发性流产胚胎或绒毛组织染色体异常的应用价值。方法:选择2019年3月—2021年8月就诊于汕头大学医学院第一附属医院妇产科门诊并确诊为自然流产的患者,孕周为5~16周,留取流产组织,提取DNA,制备文库,进行流产物染色体低深度全基因组拷贝数变异测序,分析胚胎染色体数目和结构变异结果。结果:197例样本检测全部成功,检出染色体异常样本135例,染色体异常检出率为68.5%,其中检出染色体数目异常104例(77.0%),染色体部分重复/缺失26例(19.3%),染色体数目异常合并部分重复/缺失5例(3.7%),嵌合体10例(7.4%);染色体数目异常以16 (11.85%)、X (9.63%)、22 (96.67%)、21 (5.93%)染色体高发。≥35岁患者的染色体数目异常率比<35岁患者的高(分别为70.0%和51.6%,P<0.05)。共检出26例染色体部分重复/缺失,最短序列长度为0.12 Mb,最大片段94.54 Mb。在26例CNVs中,9例CNVs有明确致病性,2例CNVs提示可能致病。其中4个包含微缺失/微重复综合征。结论:低深度全基因组拷贝数变异测序技术能有效检测出流产胚胎绒毛组织染色体的非整倍体和部分重复/缺失情况,有助于明确复发性流产的病因,指导患者优生优育。

基于低压静电场技术(LVEF)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)的保鲜效果及微生物菌落影响分析

为研究低压静电场对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)在贮藏过程中微生物群落特征,采用高通量测序技术对贮藏至30 d半滑舌鳎的微生物群落碱基信息测序,产生的碱基序列通过OTU聚类、多样性分析、相关性分析等手段,探讨影响半滑舌鳎保鲜效果的微生物群落组成和发育信息。研究不同低压静电场(2000、2500 V/m)对半滑舌鳎贮藏期间微生物群落组成的影响。结果表明:半滑舌鳎有效序列范围为76735~103583,平均长度为428.39~429.17 bp,OTU数目在45~218。贮藏期间样品的微生物多样性和相对丰度均有所下降。在门水平上共鉴定出四种微生物菌门,分别为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidota)和其他。在属水平上鉴定出11种微生物菌属,分别为不动杆菌属(Acinetobacter)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、希瓦氏菌属(Shewanella)、环丝菌属(Brochothrix)、漫游菌属(Vagococcus)、发光杆菌属(Photobacterium)、Myroides和肉食杆菌属(Carnobacterium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和其他。贮藏至30 d时,CK组优势腐败菌为环丝菌属,LVEF-1(2000 V/m)和LVEF-2(2500 V/m)组样品中环丝菌属相对丰度显著上升,但是低于CK组,且嗜冷杆菌属和希瓦氏菌属相对丰度仍然占据一定比例。由此推测LVEF能够抑制半滑舌鳎优势腐败菌属相对丰度的增加。研究结果为低压静电场保鲜贮藏半滑舌鳎微生物多样性变化提供了理论基础。

冬季农田不同深度土层及小麦根际土壤细菌群落结构和共现网络分析

为探究冬季农田不同深度土层及小麦根际土壤细菌的多样性和群落结构,采集不同深度的农田土壤(0≤FG-A≤5 cm、5<FG-B≤10 cm、10<FG-C≤15 cm、15<FG-D≤20 cm)及小麦根际土壤,对细菌16S rRNA的V4区扩增并进行高通量测序,分析土壤样品中细菌的多样性和种群结构。结果表明:在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势菌门;在属水平上,节杆菌属(Arthrobacter)和Gp6分别在小麦根际和土壤柱状样中占据优势。此外,酸杆菌门丰度与pH值呈正相关,与NH+4-N和TOC含量呈负相关。样本聚类显示GJ、FG-A和FG-B相互聚类。共现网络分析表明,变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门(Bacteroides)在网络中共现性较高,不同模块之间的细菌组成以及相互作用均具有独特性。

微生物发酵床不同深度垫料的细菌群落多样性

为了解微生物发酵床不同深度垫料细菌的多样性,明确不同深度的细菌群落组成,采用五点采样法,收集了发酵床表层10cm、中层30cm、深层50cm的垫料,分别进行垫料宏基因组DNA的提取,原核生物16SrDNA基因V3~V4区的扩增及Illumina高通量测序。试验共获得1045225条序列,共包含32门、303科、609属和1834类OTUs。表层垫料细菌数量最多,中层垫料细菌种类最多。微生物发酵床不同深度垫料的细菌群落有所差异,在表层垫料中,变形菌门(25.9%)和放线菌门(10.2%)相对含量高;中层垫料中拟杆菌门(27.8%)、变形菌门(25.1%)和厚壁菌门(17.0%)相对含量高。发酵床垫料表层和中层细菌多为有机物降解菌,主要为异常球菌栖热菌门的特吕珀菌科、变形菌门的黄单胞菌科和拟杆菌门的黄杆菌科细菌。随着垫料深度增加,拟杆菌门(33.3%)和螺旋体门(9.2%)含量升高,厌氧菌如螺旋体门的螺旋体科、拟杆菌门的腐螺旋菌科在深层垫料中达到峰值。研究表明,表层垫料中微生物含量最高,代谢最为活跃,是主要的有机质降解层;深层垫料厌氧菌含量高。

转录组测序深度对表达基因检出及表达量估计的影响

基于第二代测序技术的转录组测序(RNA-seq)是目前基因表达分析的重要手段,其测序深度与检出的表达基因数量及基因表达量准确程度直接相关。为探索转录组测序深度对基因表达分析的影响,进而为不同实验需求选择合适的测序深度提供参考,本研究采用Hiseq2000高通量测序平台完成小鼠大脑转录组的深度测序,共产出38 M有效reads。从中随机抽取总量的25%,50%,75%和全部数据模拟建成4个不同测序深度的文库,并以相对表达量RPKM值的高低将表达基因划分为5组,比较分析不同测序深度下不同组别检出表达基因个数以及基因相对表达量(RPKM)的变化。结果表明,9.5 M reads的测序深度中可检出81.55%的总编码基因,而随测序深度增加新检出表达基因的数量逐步减少。基因表达量的分析中,中高表达量基因RPKM[30,+∞)、偏低表达基因RPKM[3,30)和低表达基因RPKM[1,3)的相对表达量分别在9.5 M,19 M和28.5 M有效reads的测序深度以上的文库中趋于稳定。由此可知,研究中高表达基因时,可参考的转录组测序量为9.5 M有效reads以上,而研究低表达基因时,测序量需为19 M有效reads或更高。

三组耐低温厌氧菌群的种群结构分析

为解决低温环境下厌氧沼气发酵效率低的问题,构建选育耐低温厌氧发酵产沼气菌群。采集农家的干牛粪,经低温继代富集培养,获得1组耐低温厌氧发酵产沼气菌群5#,并将其用养猪场污水处理工程的厌氧污水驯化,获得可在15℃产沼气的菌群Y5S,采用高通量测序技术,分析比较菌群5#、Y5S以及厌氧污水中原始菌群YJ的原核微生物群落结构。结果显示3个菌群均含有厚壁菌门Firmicutes、拟杆菌门Bacteroidetes、互养菌门Synergistetes、变形菌门Proteobacteria、螺旋体门Spirochaetes和疣微菌门Verrucomicrobia。其中覆盖100%样品的微生物组核心种群Core microbiome有85个,属厚壁菌门Firmicutes的梭菌纲clostridia。在属分类水平上3菌群共有的原核微生物为:醋酸杆菌属Acetobacterium、柠檬酸杆菌属Citrobacter、梭菌属Clostridium、脱硫叶菌属Desulfobulbus、脱硫微菌Desulfomicrobium、噬氢菌属Hydrogenophaga、颤螺旋菌属Oscillospira、Parabacteroides、瘤胃球菌属Ruminococcus、Sedimentibacter、鞘脂单胞菌属Sphingomonas、硫磺单胞菌属Sulfurospirillum、互营单胞菌属Syntrophomonas、明串珠菌属Trichococcus和Devosia等。互养菌门Synergistetes在菌群Y5S中丰度占比较高,可能对沼气产生有较大作用。

低温对A/O-BAF系统处理效果及微生物群落多样性的影响

为考察A/O-BAF系统处理效果及微生物群落在低温下的变化,对比分析了11℃、13℃和15℃条件下系统的处理效果,以及A柱内反硝化菌和O柱内硝化细菌的数量变化,采用高通量测序考察系统内微生物群落多样性。结果表明,在11~15℃范围,降低温度A/O-BAF系统的COD和TP去除效果下降不明显,但NH4+-N和TN去除效果却显著下降;在15℃时系统处理效果随水力负荷的降低而上升;硝化细菌和反硝化菌的数量随温度降低而减少。高通量测序结果显示,不同分类水平下的优势菌群种类并未随温度降低而发生明显变化,但其相对丰度却发生了显著改变;温度由15℃下降为11℃时,A柱内β-变形菌纲、高氯酸盐降解菌属的相对丰度分别增加和减少了6.6%和1.4%;O柱内的变形菌门、硝化螺旋菌门的相对丰度分别增加和减少了14.3%和10.3%。低温会使A/O-BAF系统去除NH4+-N和TN的效果明显下降,硝化细菌和反硝化菌的数量减少,优势菌群种类未发生明显变化但其相对丰度却存在显著差异;降低水力负荷有助于减弱低温对系统处理效果造成的不利影响。

区域地下水不同深度微生物群落结构特征

为了揭示区域地下水不同深度微生物群落结构特征及其与地下水环境相互作用关系,选取北京琉璃河地区,采集不同深度地下水样品,用于水化学分析和微生物16S rRNA基因V4-V5区测序.水化学分析结果显示,地下水中8种主要离子浓度随深度增加均呈减小趋势,Cl^-、SO4^2-、NO3^-变化规律显著,工业较发达区NO3-浓度达155.30mg/L,SO42-浓度达321.00mg/L,部分浅层地下水受NO3-和SO42-污染.微生物分析结果显示,地下水中微生物群落多样性受深度影响显著,随深度增加微生物群落组成丰富.地下水中优势菌门为Proteobacteria(26.2%~95.2%),优势菌属为Pseudomonas(1.5%~32.2%),不同深度微生物菌属组成差异明显,浅层、中层和深层地下水特有菌属数目分别为74,60,54.NO3^-、SO4^2-、深度是影响地下水微生物群落的主要因子,且NO3^-、SO4^2-浓度受地下水深度影响程度大.地下水深度是影响微生物群落结构差异的重要原因.

SBBR反应器中耐冷微生物的驯化与识别

以模拟生活污水为处理对象,三种不同填料为生物膜载体,运行A、B、C三个SBBR,通过逐步降温(25、20、15、10、6和5℃)培养驯化处理低温污水的生物膜。运行251周期,三个反应器COD出水浓度均低于50 mg/L;B反应器对氨氮去除效果优于A和C。特别在低温5℃时,A、B和C三个反应器氨氮平均出水浓度分别为14.1、3.79和14.1 mg/L。高通量测序结果显示,5℃时,三个反应器中均以降解有机物的微生物为主;只有B反应器中驯化富集出了嗜冷硝化菌(Candidatus Nitrotoga);而其他有硝化作用的菌属在B反应器中的丰度也高于A和C反应器;不利于脱氮的类固氮菌(Elstera)在A和C反应器中丰度较高。此结果可从微生物角度解释三个反应器处理效果的差异性,表明B反应器处理低温污水有显著优势,其所用填料可结合低温菌进一步开发利用。

基于侧流富集/主流强化的CANON工艺处理常温低氨氮废水的稳态控制

采用侧流富集/主流强化方式,研究了全程自养脱氮工艺(CANON)用于常温(25℃)、低氨氮(约60 mg NH+4-N·L-1)主流线生物脱氮的可行性。结果表明,通过7 d更换主流反应器40%污泥混合液方式可实现维持主流反应器总氮去除负荷(TNRR)在80 g N·m-3·d-1左右,总氮去除率(TNRE)在70%左右,主流反应器厌氧氨氧化比活性持续升高。16S r DNA高通量测序结果表明,主流和侧流CANON系统中起亚硝化作用的氨氧化细菌(AOB)主要是Nitrosomonas属,进行Anammox反应的厌氧氨氧化菌(An AOB)主要是Candidatus Jettenia属,60 d的运行过程中主流反应器Nitrospira属的亚硝酸盐氧化菌(NOB)丰度始终小于1%。可见在本实验条件下,采用7 d为频率主流和侧流换泥方式,能够保证主流反应器中Anammox活性,确保主流CANON反应器的脱氮性能。

西式发酵火腿低钠加工过程中细菌群落结构分析

为探索西式发酵火腿低钠加工过程中细菌群落结构变化差异,采用Illumina MiSeq测序技术对细菌16S rRNA V3~V4高变区进行测序。分类学分析结果表明,所有样品中细菌群落可分为31门664属,厚壁菌门(Firmicutes)是低钠组第一优势菌门,葡萄球菌属(Staphylococcus)是低钠组第一优势菌属。结合理化性质分析结果表明,食盐含量、水分含量以及pH值均对西式发酵火腿细菌群落结构具有显著影响。根据京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)对低钠组与对照组加工290 d样品16S rRNA标记基因序列的代谢途径进行预测,低钠组与对照组主要在氨基酸代谢、脂质代谢、人类疾病代谢途径存在差异。研究结果将为开发改善低钠肉制品品质、提高发酵效率的微生物发酵剂提供参考。

青稞酒曲微生物多样性分析及低温耐盐乳酸菌的分离鉴定

从不同地区采集6种青稞酒曲,通过高通量测序技术对青稞酒曲中微生物群落结构进行了分析,确定了其中含有的细菌及真菌的丰度及多样性.对酒曲中的乳酸菌进行分离纯化,结合16S rDNA测序分析技术,鉴定出的16株乳酸菌中,有7株为肠膜明串珠菌,6株为戊糖乳杆菌,3株为植物乳杆菌.通过限制性的培养方式对这16株乳酸菌的耐盐性和耐低温性进行了测定,结果表明,XZ14、LZ-GB3-2、XZ23、SN-ND8-4、LZ-BY2-2和RKZ-RB2-1这6株乳酸菌具有较好的耐盐性,在具有较好的耐盐性的菌株中,RKZ-RB2-1和LZ-BY2-2菌株在22~30℃间生长情况较好,这2种菌在低温发酵食品中具有较好的应用前景.