纳米Fe_(3)O_(4)在煤微生物降解产CH_(4)过程中的催化作用

目的为了研究纳米Fe_(3)O_(4)在微生物降解煤产甲烷(CH_(4))过程中的催化作用,方法采用晋城矿区矿井水和中原油田土壤中的两种菌群(厌氧消化菌,义马矿区)的煤样,考查温度和纳米Fe_(3)O_(4)添加量对反应体系产CH_(4)摩尔浓度的影响,分析产CH_(4)过程中伴随气体CO_(2)和H_(2)的摩尔浓度变化及其对CH_(4)摩尔浓度的影响,评估厌氧消化产CH_(4)反应体系中铁的作用和最大负载量。结果通过分析厌氧性产CH_(4)古菌和多环芳烃分解菌共营降解煤的生物化学过程,认为煤降解产CH_(4)厌氧反应由两个主要步骤组成:一是稠环芳烃活化的羧化反应,该反应使煤被多环芳烃分解菌降解为甲苯酚和2-萘甲酸等化合物;二是产甲烷古菌利用煤分解产生的有机酸、甲基和气体等,通过辅酶的生物化学反应生成CH_(4),该过程CH_(4)产气量随温度升高而增大,起始反应需要大量CO_(2)气体。在产甲烷古菌和多环芳烃分解菌共营系统中添加纳米Fe_(3)O_(4)后,产CH_(4)量增加了39.6%~50.8%。纳米Fe_(3)O_(4)对生物化学过程的催化作用表现在促进中间产物(H_(2)和CO_(2)等)的生成,同时生物化学反应通过消耗H_(2)和含氧有机物并生成液态水以降低密闭实验系统的气体总压力,使催化反应持续正向进行。结论纳米Fe_(3)O_(4)对微生物降解煤产CH_(4)的催化作用需要多菌种互营环境,催化过程中存在最佳负载量。

稻蟹共生系统稻田水-土界面微生物群落结构特征

【目的】稻蟹共生是中国北方稻作区主要稻田立体生态种养模式。水-土界面是稻田系统物质循环热区。研究稻蟹共生系统水-土界面微生物群落多样性及群落结构,旨在深入了解该模式下的水土界面微生态环境演变特征,为稻蟹共生系统水体和土壤生态健康研究提供理论依据和数据支撑。【方法】在辽宁省盘锦市典型稻蟹共作区选择8个长期水稻单作系统和8个长期稻蟹共生(>20年)系统,基于稻田水土理化指标测定和16S rRNA基因高通量测序技术,比较2种水稻种植系统对稻田田面水和界面土壤(0—2cm)理化性质与细菌群落结构的影响。【结果】(1)河蟹引入减少了水土界面特有微生物群落,田面水和界面土壤特有OTUs数量分别降低27.0%和71.2%,对田面水alpha多样性无显著影响,但显著降低了界面土壤细菌群落丰富度。(2)河蟹引入显著改变了水土界面细菌群落结构组成(P<0.05),增加了田面水变形菌门(Proteobacteria)(30.4%)的相对丰度,降低了酸杆菌门(Acidobacteria)(39.9%)相对丰度;同时增加了界面土壤球菌门(Planctomycetes)(21.1%)的相对丰度,降低了绿菌门(Ignavibacteriae)(15.1%)与硝化螺旋菌门(Nitrospirae)(21.7%)的相对丰度。(3)Proteobacteria和Bacteroidetes既是2种稻田系统水土界面的核心物种,又是共现网络的关键物种,在稳定微生态网络方面发挥着重要作用。(4)河蟹引入降低了田面水细菌共现网络复杂度和稳定性,但增强了稻田界面土壤细菌共现网络复杂度和稳定性。(5)线性回归分析表明,田面水NO3--N浓度和界面土壤pH分别是影响田面水和界面土壤细菌群落结构多样性和稳定性的主要驱动因素。【结论】河蟹引入显著改变了稻田水土界面微生物群落结构和多样性,田面水中营养盐的增加有减弱水体微生物群落稳定性的风险,但稻蟹共生塑造了更加稳定的界面土壤细菌群落,有助于界面土壤的养分物质循环,提高作物养分利用效率。

代谢矿井CH_(4)和CO气体的微生物提取及生长代谢特性

为了降低采空区CH_(4)和CO等可燃性气体的产生和蓄积,抑制可燃性气体爆炸,保障煤矿安全开采,采用生物治理方法,对矿井不同环境样品中的微生物进行了定向富集和驯化,利用高通量测序方法,分析了富集后的菌液生长特性以及菌群结构关系,通过分离和提纯,确定了代谢CH_(4)和CO气体微生物的形态特征及其生长代谢特性。结果表明:唯一碳源方法可以显著提高目标微生物的富集程度,且不同样品中的优势菌群表现不一,富集后菌群的CH_(4)代谢率达到80%,CO代谢率超过95%;纯化后提取到2株甲烷氧化菌(S2、T7)和3株CO氧化菌(M1、M7、M13),并确定了微生物的生长周期,其中CO氧化菌在对数期内完成了CO气体代谢,CO代谢率超过95%,而CH_(4)气体代谢伴随甲烷氧化菌的生长全过程,代谢相对缓慢,CH_(4)代谢率分别为76.1%、74.5%;此外,甲烷氧化菌利用了更多的CH_(4)气体进行生长繁殖,表现出比CO氧化菌更高的菌液浓度、更高的O_(2)消耗量以及更低的CO_(2)产生量,但CO氧化菌具有比甲烷氧化菌更强的气体代谢能力。研究结果可为采空区CH_(4)和CO等可燃性气体的综合防治提供基础,对防止采空区因自燃而引发热动力灾害事故,确保煤矿安全绿色开采具有重要意义。

不同稻虾模式对硫酸盐还原菌群落结构及多样性的影响

硫酸盐还原菌(SRB)作为一种土壤中普遍存在的微生物,在生物地球化学循环中发挥关键作用。本研究以常规水稻单作模式为对照(CK),无环沟式稻虾(水稻和克氏原螯虾)共作模式(RS_(0))、有环沟式稻虾轮作模式(RS_(1))与有环沟式稻虾共作模式(RS_(2))为研究对象,采用16S rDNA高通量测序技术,探究不同稻虾模式对土壤硫酸盐还原菌(SRB)群落结构及多样性的影响。结果表明:与CK相比,3种稻虾模式均显著降低了水稻成熟期土壤氧化还原电位(Eh)和硫化物、硫酸盐、全硫含量,提高了pH和有机质、速效钾、碱解氮含量,其中RS_(0)提升效果最为显著;3种稻虾模式SRB群落结构存在差异:RS1、RS2和RS0处理的δ-变形菌纲相对丰度比CK分别下降46.00%、63.61%和51.94%,而α-变形菌纲则分别提高402.52%、441.01%和584.17%。3种稻虾模式硫酸盐还原菌Observed_species指数、Shannon指数和Simpson指数与CK相比均显著提高,但不同稻虾模式间丰富度及多样性没有显著差异。RDA分析表明,速效钾、Eh、有机质、有效磷、碱解氮、硫酸盐、硫化物、全硫和pH是影响稻田土壤SRB群落结构的影响因子,其中全硫和硫化物是主要因子。综上,稻虾模式能维持或者提高稻田土壤养分状况和SRB群落丰富度及多样性,改善稻田土壤SRB群落结构,结果可为稻虾种养土壤生态健康及稻田综合种养土壤微生物研究提供参考和支撑。

镉积累对艾纳香内生菌群落结构和共发生网络的影响

为探究器官镉(Cd)积累对艾纳香内生菌的影响,该文采用16S rRNA基因高通量测序技术结合分子生态网络分析,研究不同外源镉处理(0、2.0 mg·kg^(-1))下艾纳香根、茎、叶Cd积累对内生菌群落结构特征的影响。结果表明:(1)与未添加外源Cd(0 mg·kg^(-1),Cd0)相比,Cd(2.0 mg·kg^(-1),Cd2)处理促进了植株生长,根、茎、叶中Cd积累量顺序为叶(16.75 mg·kg^(-1))>茎(11.99 mg·kg^(-1))>根(3.96 mg·kg^(-1))。(2)α多样性分析表明,各器官内生菌丰富度(Sobs指数、Ace指数和Chao1指数)和多样性(Shannon指数和Simpson指数)均以根最高,茎次之,叶最低,并且Cd2处理各器官内生菌丰富度和多样性均高于Cd0处理。(3)在门水平上,两个处理根、茎、叶内生菌均以变形菌门、放线菌门和厚壁菌门为优势菌群;在属水平上,代尔夫特菌是Cd0和Cd2处理各器官的主要菌属,相对丰度分别为53.0%~92.7%和57.1%~89.2%;艾纳香根、茎、叶内生菌群落结构有一定的相似性,Cd2处理提高了根、茎、叶共有内生菌属的比例及各器官(根除外)独有内生菌属比例。(4)线性判别分析(LEfSe)表明,相同处理不同器官间及不同处理相同器官间内生菌属存在差异。(5)冗余分析(RDA)发现,根际土壤Cd含量、器官Cd含量与内生菌群落结构组成有明显的相关性。(6)共发生网络分析结果显示,Cd积累使艾纳香根、叶内生菌共发生网络变得复杂且增强了根、茎物种间的竞争作用和叶物种间的协同共生作用。综上认为,外源Cd处理影响了艾纳香各器官内生菌群落结构及相互作用模式。

产γ-氨基丁酸航天育种乳酸菌的筛选与发酵剂的制备

乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)作为产γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)的可食用有益菌,在γ-氨基丁酸生产中作为首选菌种。该研究对乳酸菌进行航天诱变,对113株突变株通过纸层析法初筛、高效液相色谱法复筛,获得2株产GABA较稳定的乳酸菌。为了便于直接投入发酵体系生产,利用Box-Benhnken方法,探究两诱变菌株共培养产GABA的适宜配比,并优化两菌株产GABA的共培养体系的生长条件。结果表明,航天育种后遗传性较稳定的植物乳杆菌L1-51产GABA含量较原始菌株提升了59.58%,乳酸片球菌L21-48比出发菌株产GABA含量提高了9.29%。当发酵温度为37℃、pH值为6、植物乳杆菌L1-51和乳酸片球菌L21-48接种比例1∶1、接种量6%时,两菌株共同产GABA含量可达(1.675±0.014) mg/mL。研究结果对航天育种菌株产GABA并利用于发酵行业提供一定的理论基础。

酒醅中乳酸菌的分离鉴定及性能研究

为探究酒醅中乳酸菌的性能,本研究采用稀释涂布平板法筛选分离出1株乳酸菌,对此菌株进行生理特性、发酵特性以及不同环境下的生长代谢研究。结果表明,经16S rDNA鉴定得出此株乳酸菌为Limosilactobacillus fermentum,命名为L.fermentum B17,L.fermentum B17产乳酸量可达8.4 g/L;B17可耐受6%盐浓度,10%vol乙醇浓度,50℃温度;液态发酵结果表明,L.fermentum B17和S.cerevisiae C6共培养可促进L.fermentum B17的生长,相比于单菌发酵乳酸含量显著提高,由2.32 g/L增加到6.24 g/L,L.fermentum B17抑制S.cerevisiae C6生长,乙醇含量由S.cerevisiae C6单菌发酵时的21.62 g/L下降到18.84 g/L;模拟白酒不同环境条件的研究下,使用酒醅浸提液作为培养基,结果表明额外添加乳酸、乙酸均会抑制L.fermentum B17生长和乳酸代谢,额外添加乙醇可促进L.fermentum B17生长,L.fermentum B17在温度为42℃和47℃时生长活性较强。

植被恢复类型对露采矿山复垦土壤丰富和稀有微生物类群的影响

植被恢复可促进重构土壤发育,调控生物地球化学循环和发挥生态系统功能。因此深入研究露天矿区植物恢复下土壤丰富和稀有微生物类群变化对改善矿区生态环境至关重要。采集内蒙古准格尔旗黑岱沟露天矿东排土场裸地(CK)、苜蓿(GL)、沙棘(BL)、油松(CF)、杨树(BF)和杨树+油松(MF)6种复垦样地土壤,利用高通量测序、共现网络和相关性分析等探测植被类型对土壤丰富、稀有细菌和真菌群落结构组成和多样性的影响机制。结果表明:①不同植被恢复类型对土壤理化性质和酶活性影响存在显著性差异(P<0.05),有机质(SOM)、铵态氮(AN)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)酶活性等均显著高于CK。BL对土壤SOM、硝态氮(NN)和有效磷(AP)积累有优势,显著提高了脲酶(URE)、LAP和碱性磷酸酶(ALP)酶活性(P<0.05)。②植被类型显著影响了土壤丰富和稀有微生物群落结构组成(P<0.05),丰富和稀有细菌种类多于真菌,但真菌丰度变化更为显著,尤其是稀有真菌。不同植被恢复类型的丰富和稀有细菌,及稀有真菌群落Shannon指数高于CK,且与CK的群落结构间存在显著差异(P<0.05)。③不同植被恢复类型均提高了丰富和稀有细菌、真菌的网络拓扑参数和复杂度。移除节点改变自然连通性的幅度测试结果表明BL增强了土壤丰富细菌、丰富和稀有真菌网络的稳定性和对外界干扰的抵抗力。④土壤URE、SOM和ALP是土壤微生物群落结构变化的主导因子。BL处理组中pH、SOM、AP、BG(β-葡萄糖苷酶)、URE和ALP均显著影响丰富和稀有微生物群落(P<0.05)。综上认为,BL恢复模式对矿区复垦土壤质量改善效果更好,研究结果可为植被修复受损矿山复垦土壤及微生物资源的开发利用提供理论依据。

二氧化锆全瓷冠与钴铬合金烤瓷冠修复前牙缺损的效果及病原菌检出情况

目的比较二氧化锆全瓷冠与钴铬合金烤瓷冠修复前牙缺损的效果及患者牙龈健康、龈下菌斑病原菌检出情况。方法选取2021年8月至2022年8月北京中医药大学孙思邈医院口腔科收治的153例前牙缺损患者(226颗牙)作为研究对象,进行前瞻性研究,随机数字表法分为对照组(76例,112颗牙)和研究组(77例,114颗牙)。对照组年龄(33.65±4.72)岁,男42例、女34例,病程(5.14±1.23)个月;研究组年龄(33.74±4.53)岁,男44例、女33例,病程(5.15±1.22)个月。对照组接受钴铬合金烤瓷冠修复,研究组接受二氧化锆全瓷冠修复,两组均随访1年。比较两组患者修复效果、龈下菌斑病原菌检出情况(修复后1年)与咀嚼功能、龈沟液炎症因子指标(修复前及修复后1个月)与牙周状况(修复前及修复后6个月)、不良反应(修复后1年内),采用t检验、χ^(2)检验进行统计比较。结果研究组修复后1年优良率(93.51%,72/77)高于对照组(82.89%,63/76),差异有统计学意义(χ^(2)=4.149,P=0.042)。修复后1个月,两组咬合力、咀嚼效能高于修复前,口香糖的混合程度数据(SDHue)值低于修复前,研究组变化更明显,差异均有统计学意义(均P<0.05)。修复后6个月,对照组、研究组牙齿松动度、菌斑指数(PLI)、牙龈指数(GI)[(3.54±0.63)分、(1.67±0.35)分,(1.11±0.14)分、(0.78±0.12)分,(0.98±0.14)分、(0.79±0.13)分]均低于修复前[(20.75±3.31)分、(20.77±3.24)分,(1.82±0.23)分、(1.85±0.24)分,(1.47±0.22)分、(1.44±0.25)分],而研究组变化更明显,两组比较差异均有统计学意义(t=22.734、15.661、8.700,均P<0.05)。修复后1年,研究组龈下卟啉单胞菌(Pg)、具核梭形杆菌(Fn)、福赛坦菌(Tf)、伴放线放线杆菌(Aa)检出率[2.60%(2/77)、3.90%(3/77)、3.90%(3/77)、2.60%(2/77)]低于对照组[11.84%(9/76)、14.47%(11/76)、14.47%(11/76)、13.16%(10/76)],差异均有统计学意义(χ^(2)=4.899、5.148、5.148、5.902,均P<0.05)。修复后1个月,两组龈沟液基质金属蛋白酶-8(MMP-8)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、天冬氨酸转氨酶(AST)、C反应蛋白(CRP)水平均高于修复前,而对照组变化更明显,差异均有统计学意义(均P<0.05)。修复后1年内,两组不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论相较于钴铬合金烤瓷冠,前牙缺损患者应用二氧化锆全瓷冠修复效果更好,改善咀嚼功能、牙周状况,减少龈下菌斑病原菌,抑制龈沟液炎性因子表达,且不良反应少。

欧美进口紫花苜蓿可培养种带细菌及其对动植物的致病性

为了探究进口紫花苜蓿种带细菌的多样性及其对动植物的致病性,本研究从北美和欧洲共收集到紫花苜蓿种子样品34份,所有样品经室内研磨稀释分离培养,共获得39株种带细菌分离物,结合常规表型特征及16S rDNA鉴定方法确定它们的分类地位;并在室内采用菌悬液皿内发芽及盆栽接种法和腹腔注射法分别测定了21株代表细菌对供试紫花苜蓿和昆明小鼠的致病性。结果显示:1)39株细菌隶属3门15属,门分别为厚壁菌门、变形菌门和放线菌门,其中优势门为厚壁菌门;属地位的分别为芽孢杆菌属、假单胞菌属、马赛菌属、短芽孢杆菌属、欧文氏菌属、泛菌属、不动杆菌属、肠杆菌属、埃希氏肠杆菌属、假芽孢杆菌属、假节杆菌属、红球菌属、葡萄球菌属、土壤芽孢杆菌属和微杆菌属,其中优势属为芽孢杆菌属和假单胞菌属。2)红球菌属GCKH菌株仅对紫花苜蓿致病;不动杆菌属ZSR17、埃希氏肠杆菌属ZSR25和马赛菌属R1菌株仅对小鼠具有致病性;而欧文氏菌属ZF1和ZS3、泛菌属CQ10和ZS6菌株既可以引起紫花苜蓿致病,又可以引起小白鼠发病,是潜在的植物和动物跨界侵染共致病病原细菌。研究结果初步探明了欧美进口紫花苜蓿种带细菌的分类地位及其危害性,为综合防控这一类通过牧草种子携带的植物和动物独立致病细菌,以及植物和动物跨界侵染共致病病原细菌的侵入和传播奠定了理论依据。

共培养诱导乳酸菌细菌素合成的研究进展

乳酸菌细菌素是一种新型的生物防腐剂,具有来源广泛、成本较低、抑菌谱广、安全性高等特点,合成量低是细菌素在食品中应用受限的主要原因之一,共培养是提高乳酸菌细菌素合成量的有效途径之一,群体感应系统在共培养诱导细菌素合成过程中发挥关键的作用,群体感应系统包括信号分子和双组分调控系统(组氨酸蛋白激酶和反应调节蛋白)。因此,对调控机制的掌握显得尤为重要。文章论述了共培养中诱导菌与乳酸菌细菌素合成的关系、诱导因子/信号分子AI-2的特征、双组分调控系统及共培养诱导乳酸菌细菌素合成的分子机制。了解诱导机制及特征将有助于筛选和开发共培养诱导细菌素合成系统和新产品,提高细菌素合成量,近而对人体产生益生效应。

大蒜内生巨大芽孢杆菌对邻苯二甲酸酯的共代谢降解特性及代谢途径分析

土壤邻苯二甲酸酯(PAE)污染对生态环境和农产品安全均构成威胁。为实现PAE污染土壤的生物修复,明确共代谢基质对微生物降解PAE的影响机制,从PAE污染的大蒜中筛选获得能降解PAE的内生菌。通过生理生化特征和16S rRNA基因测序对其种属进行了鉴定,并研究了内生菌对6种PAE的共代谢降解特性,优化了共代谢降解条件,初步探索了共代谢条件下内生菌对PAE的降解代谢途径。结果表明:从大蒜中共筛选出3株能降解PAE的内生菌DGB-1、DGB-3和DGB-8,经鉴定3者皆为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。3株菌株均能以6种PAE为碳源生长,但处理3 d后PAE的降解率仅0.89%~10.40%,降解能力较弱。添加D-纤维二糖为共代谢基质后,3株菌株对6种PAE的降解率均显著提升,其中菌株DGB-1和DGB-3处理3 d后能完全降解20 mg/L质量浓度的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸丁苄酯(BBP)。以DGB-1为供试菌株,发现吐温80添加量、碳源种类、碳源浓度和接菌量对6种PAE的降解率均有显著影响,最佳降解条件为吐温80添加量0.025%,碳源为D-纤维二糖、浓度为10 mmol/L,接种菌液OD_(600)为0.2。最佳降解条件下,当6种PAE质量浓度为50 mg/L时,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、DBP、BBP、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二辛酯(DnOP)在MSM培养基中的降解半衰期分别为9.01 d、2.27 d、2.13 d、1.99 d、7.84 d和6.72 d。菌株DGB-1不携带质粒,其PAE降解基因位于该菌染色体上;菌株DGB-1可通过水解作用完成对DBP、DEHP和DnOP的第一步降解,但水解作用均较弱;菌株DGB-1对6种PAE的降解代谢需要其细胞膜上的呼吸链系统参与,氧化还原反应增强可显著促进菌株DGB-1对6种PAE的降解。本研究为进一步利用内生菌进行PAE污染土壤的生物修复提供理论依据。

共培养条件下群体感应系统对乳酸菌产细菌素的研究进展

旨在为共培养促进乳酸菌产细菌素的机制研究提供理论依据。乳酸菌细菌素是一种天然的食品防腐剂,能够有效抑制食品腐败菌和食源性致病菌的生长,因此受到了食品工业的广泛关注。目前已有研究表明,共培养能够增加乳酸菌细菌素的产量,群体感应在乳酸菌共培养产细菌素的过程中也发挥了重要作用。为了阐明共培养对乳酸菌产细菌素的促进作用,对乳酸菌细菌素的分类、生物合成机制以及群体感应系统对乳酸菌共培养产生细菌素的调控机制进行了总结,解析了三种因素对乳酸菌共培养的促进机制,阐明了群体感应对共培养条件下的细菌素产生具有重要的调节作用。

微生物群落对河流底泥中锑含量变化的响应

锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染河流底泥为研究对象,利用地球化学参数分析、高通量测序和统计分析等方法,研究Sb污染河流底泥中Sb的浓度分布规律及其对河流底泥微生物群落的选择性影响。结果表明,随着与Sb冶炼厂排水口距离的增加,河流底泥中Sb浓度逐渐降低,这可能是微生物还原产生的Sb(III)在厌氧环境下易与铁锰化合物结合形成沉淀所导致的。基于随机森林分析发现,Sb是塑造河流底泥微生物群落结构的主要因素,河流底泥微生物多样性随Sb浓度的降低而呈现逐渐增加的变化趋势。通过LEfSe差异分析可知,Sb是河流底泥微生物群落结构组成演变的关键驱动因子,在不同Sb污染环境下富集了差异微生物。结合共现网络分析,发现栖泥沼杆菌属Paludibacter和糖发酵菌属Saccharofermentans是Sb污染河流底泥中的核心微生物,其相对丰度与Sbtot、Sb(III)浓度呈显著正相关,表明这些关键微生物对Sb生物地球化学循环发挥重要作用,尤其对调控Sb的还原过程具有重要潜力。

微藻–细菌协同去除抗生素机理及其共适应机制

环境中抗生素残留不仅会影响生态系统结构和功能,还会诱导细菌耐药性的产生和传播,威胁人类健康.我国生态环境部已将抗生素列入《重点管控新污染物清单(2021版)》,抗生素的环境监测和去除技术研发是对其污染管控的关键.微藻–细菌共生体系具有生态友好、可持续发展和环境毒性耐受能力强等特性,可有效去除重金属、抗生素和内分泌干扰物等污染物.鉴于微藻–细菌协同污水处理技术在提高污染物去除效率和固碳方面均具有独特优势,本文总结了微藻–细菌协同技术在抗生素废水处理中的研究和应用进展,重点归纳了微藻–细菌协同去除抗生素的可能机理及其适应机制,并对微藻–细菌共生体系未来研究重点和发展方向进行展望,以期为微藻–细菌协同污水处理技术的推广应用和抗生素污染管控提供科学依据.

高寒草甸土壤细菌群落多样性和共现性网络对牦牛觅食强度的响应

牦牛觅食行为是影响青藏高原高寒草甸生态系统的重要因素之一,主要通过采食、践踏和粪便沉积影响土壤生态系统。土壤细菌群落作为土壤生态系统中的重要组成部分,在物质循环和能量流动等方面发挥着关键作用。本文通过在高寒草甸对牦牛进行长期自由放牧处理,分析了不同觅食强度下的细菌群落组成及其共现性网络的变化,揭示了土壤细菌群落对牦牛觅食行为的响应特征。结果表明,细菌群落的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)(30.66%~33.38%)和放线菌门(Actinobacteria)(25.04%~28.99%),牦牛觅食显著增加了疣微菌门(Verrucomicrobia)(2.46~5.10%)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)(1.91%~2.68%)的相对丰度。牦牛觅食行为主要通过改变土壤pH值显著影响土壤细菌群落beta多样性,共现性网络复杂度随着觅食强度增加而增加,疣微菌门相对丰度的增加显著降低了细菌群落beta多样性和网络复杂度。牦牛觅食行为能够改善细菌群落稳定性,表明适当的觅食强度能够改善脆弱的高寒草甸生态系统。

一株海洋真菌与细菌共培养次级代谢产物的研究

对海洋真菌Penicillium janthinellum HK1-6与耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)ATCC 43300共培养的次级代谢产物进行分离纯化与结构鉴定,综合运用多种色谱方法从共培养发酵产物中分离得到5个化合物,采用NMR等光谱方法并参照文献将其分别鉴定为吲哚-3-乙酸(1)、青霉酸(2)、diorcinol(3)、orcinol(4)和paraherquanide N(5)。同时采用质谱-分子网络及GNPS平台技术鉴定了3个吲哚生物碱类化合物notoamide B(6)、paraherquanide F(7)和paraherquamide E(8)。该研究表明,共培养是激活微生物沉默基因簇,发现抗生素类化合物的一种有效方法。

产细菌素乳酸菌的筛选及其益生性能评价

产细菌素乳酸菌可通过肠道微生态的调节发挥益生作用。研究从发酵食品中筛选到20株乳酸菌,通过排除有机酸和过氧化氢等干扰,获得一株抑菌能力较强的产细菌素的哈尔滨乳杆菌(Lactobacillus harbinensis)P1-1。对该菌株的肠道益生性能进行评价,并通过微生物共培养评价其与微生物之间的关系。结果显示,L.harbinensis P1-1在人工胃肠液中的存活率能达到90%以上,在1.2 g/L的胆盐中存活率高达56.2%,具有良好的胃肠道消化液耐受性。L.harbinensis P1-1能显著抑制条件致病菌大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 25922和表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)ATCC 12228增殖,24 h抑菌率分别为86.3%和89.5%。采用共培养方法考察L.harbinensis P1-1的益生特性。L.harbinensis P1-1对益生菌L.plantarum CGMCC No.18389和E.coli Nissle 1917的生长均无明显影响,但可显著抑制2株条件致病菌的生长,存活率低于90%,同时益生菌与条件致病菌都可增强L.harbinensis P1-1的抑菌活性,表明L.harbinensis P1-1具有良好的肠道益生活性,具有进一步性能挖掘和应用拓展的潜力。

吉林省中部地区退耕还林对黑土土壤细菌和真菌群落结构的影响

为揭示退耕还林对土壤细菌和真菌群落结构的影响,以吉林省城东村耕地及其相邻退耕20年的杨树林地为研究对象,采用高通量测序技术分析细菌和真菌的多样性、群落结构特征和共现性关系。结果表明:退耕还林后,土壤细菌多样性降低,真菌的多样性及丰富度均显著增加。退耕后细菌的丰度变化并非全部体现在优势物种上,放线菌门(Actinobacteriota)丰度由28.19%减少到26.12%,而酸杆菌门(Acidobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)丰度分别从16.83%、15.94%增加至22.50%、18.42%,真菌的丰度变化主要体现在优势物种上,子囊菌门(Ascomycota)丰度由46.54%减少到35.93%,担子菌门(Basidiomycota)丰度由41.34%减少到31.52%,而被孢霉门(Mortierellomycota)丰度则由7.14%增加到24.22%。退耕还林前后细菌和真菌群落结构均发生了显著变化,真菌在退耕前后的差异更大。土壤真菌、细菌的共现网络在还林后具有更多的节点数及边数,共现性关系更复杂,连结性更高。冗余分析(RDA)表明土壤细菌和真菌群落结构均受土壤pH、有机质、速效钾、碱解氮、速效磷的影响(P<0.05)。研究表明,退耕还林显著影响吉林省中部地区黑土土壤细菌和真菌群落结构及多样性,退耕后土壤微生物的相互关系更复杂,抗干扰能力更强。

紫色土坡耕地土壤中丰富和稀有细菌分布特征

土壤微生物组可分为丰富和稀有类群,其组成与土壤生态系统的健康及功能息息相关。对长期施用粪肥紫色土坡耕地土壤中丰富和稀有细菌群落的组成进行分析,结果表明:稀有细菌的数量、α多样性指数和β多样性指数均高于丰富细菌。门水平上稀有细菌比丰富细菌包含更多的分类群,说明两者的分类组成存在明显差异。施肥处理分别对稀有类群的数量和丰富类群的丰度产生了影响。网络分析显示少数丰富细菌占据了网络的中心节点,表明其在土壤细菌生态网络中的核心地位。这些结果有助于理解长期施肥耕地土壤中细菌群落组成及其生态网络。