利用PCR-DGGE方法研究添加复合菌剂对堆肥微生物群落的影响

为研究接种复合菌剂对堆肥微生物群落变化的影响,以奶牛粪便和稻草为原料进行堆肥试验,设添加复合菌剂BLD（由3株木质纤维素降解细菌组成,经测序鉴定分别为枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、假单胞菌属中未鉴定种）和不加菌剂两个处理,利用传统平板培养与聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）方法相结合研究两种堆肥处理对微生物群落演替的影响。结果表明,基于传统培养方式,微生物数量呈升高-降低-升高-降低的趋势,且细菌数量明显大于真菌数量;DGGE图谱显示,两种堆肥处理的条带数呈现与传统培养相似的变化趋势。接种菌株在堆肥初期成功定殖,高温期成为优势菌株,降温期优势逐渐减弱。接种菌剂增加了堆肥中细菌数量,提高了堆肥微生物群落多样性,从而促进堆肥微生物群落演替,缩短堆肥腐熟时间。     

微生物燃料电池阳极生物膜微生物群落的PCR-DGGE分析

以养殖废水沼气池沼泥为接种物,构建了乙二胺、三氯化铁改性阳极的无介体单室微生物燃料电池（MFC）体系,均成功实现了连续产电,同时对废水中的污染物也具有很好的去除效果。为了更好地研究微生物燃料电池阳极生物膜的微生物多样性,分别采集了两种MFC阳极生物膜样品,采用PCR-DGGE法研究了一个完整产电周期的启动期（S）、葡萄糖产电稳定期（RG）和养殖废水原水稳定期（RS）的MFC阳极生物膜的微生物群落变化。结果表明,不同时期MFC阳极生物膜的微生物多样性存在明显差异,S-RG、S-RS、RG-RS的微生物群落相似性分别为70.1%、42.0%和50.6%。两种不同阳极富集的生物膜微生物群落相似性仅为48%,这表明不同改性方法所得的阳极对微生物具有选择性作用。对DGGE条带测序和比对发现,不同时期阳极生物膜上优势微生物包括Trichococcus sp.、Thauera sp.、Azoarcus sp.、Azospirillum sp.、Zobellella sp.、Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.、Thiobacillus sp.、Desulfovibrio sp.、Thiomonas sp.,其中Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.和Desulfovibrio sp.与已报道的相关产电微生物具有较高的序列相似度,这些菌种可能是本MFC体系中的主要产电菌。     

生活垃圾微生物强化堆肥对放线菌群落的影响

为了探讨微生物强化堆肥对生活垃圾好氧堆肥过程及堆肥过程中放线菌群落的影响,在堆肥过程中接种高效细菌复合菌剂和真菌复合菌剂,并以不接种的堆体为对照,对堆肥过程的温度变化和木质纤维素的降解效率进行了测定,并借助于PCR-DGGE方法对堆肥过程中放线菌群落的动态变化和种群多样性进行研究。结果表明：微生物强化堆肥能缩短堆体起爆时间,并能有效提高堆体降温期和二次发酵期的温度;和自然堆肥相比微生物强化堆肥使半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别提高8.95%、12.72%和10.13%。DGGE图谱显示：2种堆肥方式的放线菌多样性指数表现出极显著差异,微生物强化堆肥能增加堆体中优势菌群的种类和数量,能有效提高腐熟期的放线菌群落多样性,有利于堆肥腐熟。优势条带测序结果表明：在接种堆肥过程中检测到了放线菌门的棒杆菌属、分支杆菌属、链霉菌属、热孢菌属、迪茨菌属、糖丝菌属和放线菌属。     

不同有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的影响

研究不同种类有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的短期影响。采用盆栽试验的方式,探讨了施用50 g/kg 的啤酒污泥堆肥(BSC)、 牛粪堆肥(DMC)和菇渣堆肥(SMC)对土壤有机质、 氮磷钾含量、 容重、 持水性、 土壤呼吸及微生物生物量碳、 氮、 磷(SMBC、 SMBN、 SMBP)的影响。结果表明, 与对照相比,施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后,土壤中有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾含量显著增加,并且显著降低土壤容重和增大土壤孔隙度（P0.05）;经过1周土壤水分的变化,CK处理的土壤水分消耗率分别是BSC、 DMC和SMC处理的1.26、 1.24、 1.14倍;BSC、 DMC和SMC处理显著提高土壤呼吸（P0.05）,半年后分别与CK相比增加了142.17%、 114.30%、 105.39%;施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后显著增加SMBC、 SMBN、 SMBP含量（P0.05）,6个月后,SMBC含量分别是CK 的2.35、 1.84、 1.86倍,SMBN含量分别比 CK 高135.44%、 99.16%、 90.82%,SMBP含量分别是CK 的 2.76、 2.19、 2.04倍。啤酒污泥堆肥含有活性小颗粒对土壤性状和微生物生物量的影响最为明显,其次是牛粪堆肥,菇渣堆肥表现最差。     

用于虎粪微生物区系分子生态学研究的核酸提取方法的筛选

研究粪微生物区系分子生态学的方法之一是利用对微生物区系中细菌16S核糖体RNA基因进行PCR-DGGE来了解微生物区系动态变化。获得粪中细菌的核酸、细菌的裂解和核酸的抽提是技术的关键。已有报道应用于研究人、牛、猪等食草动物及杂食动物的粪微生物区系分子生态学（朱伟云等，2003）。食肉动物可能存在不同的微生物区系。本实验的目的是得到一种获取虎粪微生物核酸的最佳方法。     

牛粪堆肥过程中有机态氮的动态变化

利用外源微生物进行牛粪高温好氧堆肥试验,研究堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,全氮与酸水解氮均呈下降趋势,与不加外源微生物处理相比,外源微生物处理只是加速全氮与酸水解氮含量的降低,并没有引起氮素过多的损失;氨基酸态氮呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理含量明显高于不加微生物处理;酰胺态氮与氨基糖态氮各处理含量都在升温期、高温期增加,然后随着堆肥温度的下降而降低,在腐熟期则呈现较平稳的走势。在堆肥的不同时期,外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

超高温堆肥微生物群落强化产热功能特征分析

超高温堆肥技术较普通堆肥技术在氧化亚氮减排、氮素保留、抗性基因去除等方面具有显著优势。这些优势与超高温过程密切关联,然而超高温产生的原因却仍然未知。本文利用PICRUSt(phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)预测并分析了鸡粪超高温堆肥和普通堆肥微生物功能变化,重点比较了产热相关代谢通路和功能基因丰度的变化。研究发现,超高温堆肥可达到超过80oC的超高温阶段并持续5天以上,该阶段可显著提高微生物能量代谢、碳水化合物代谢等产热相关代谢通路丰度,有氧呼吸链中NADH脱氢酶功能基因和琥珀酸脱氢酶基因的丰度在超高温阶段显著增加(P<0.05),并且上述代谢通路和功能基因丰度与超高温堆肥温度变化显著相关(P<0.05)。采用随机森林回归模型将预测的堆肥温度与实际堆肥温度进行比较发现,两种处理各自预测温度结果与实际温度相关性显著（对于超高温堆肥,校正R2=0.96;对于普通堆肥,校正R2=0.97）。该模型表明,K03943（NADH脱氢酶黄蛋白2）、K15862（细胞色素c氧化酶cbb3型亚基I/II）和K05580（NADH醌氧化还原酶亚基I）的丰度变化是影响超高温堆肥温度的最重要因素。相比之下,普通堆肥温度最高不超过70oC,且上述产热相关代谢通路和功能基因丰度与堆肥温度显著负相关(P<0.05)。以上结果表明,超高温堆肥微生物群落可能通过显著提高有氧呼吸链相关功能基因丰度,使超高温堆肥群落更迅速地代谢有机物,从而提高ATP合成速率,进而产生更多热量。     

有机固体废弃物堆肥的腐熟度评价指标

有机固体废弃物堆肥的腐熟度指标是评价堆肥稳定及安全农用的重要参数，通过综述堆肥的物理、化学、生物学指标，提出评价堆肥的腐熟度时，物理指标一般作为辅助指标，化学指标中T值≤0．6、水溶性C／总有机N≤0．70可以稳定应用，核磁共振和红外光谱分析可以精细地评价腐熟后堆肥产品中各组分，发芽率指标可作为堆肥产品安全稳定的生物指标。在应用时要与BOD、CEC、腐殖化参数等多方面结合来评价堆肥的腐熟程度。     

主养草鱼池塘三种混养模式下鱼类肠道菌群PCR-DGGE比较

消化道微生物在宿主生长、营养和健康等方面起到重要的作用.本实验采用基于PCR扩增的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术比较研究了主养草鱼(Ctenopharyngodon idellus)池塘三种不同混养模式下的鱼类肠道菌群差异.结果表明,三种混养模式下同种鱼的生长率出现显著性差异(P＜0.05),而肠道细菌16SrDNA V3区特征片段PCR-DGGE指纹分析显示草鱼的肠道菌群相似性较高(＞42.2％);投喂配合饲料的草鱼与摄食浮游生物的鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳙(Aristichthys nobilis和匙吻鲟(Polyodon spathula)肠道菌群结构相差最大(＜19％),鲢和鳙肠道菌群相似性较高(＞41.6％),除模式Ⅱ鳙的肠道和匙吻鲟的胃菌群具有较高的相似性(＞50.3％)外,匙吻鲟的消化道菌群和鲢鳙的相似性低.实验共回收测序了14条特定DGGE条带中的DNA片段,并进行系统进化分析,结果显示,这14条条带分别归属于4个细菌类群:变形细菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),厚壁菌门(Firmicutes)和梭杆菌门(Fusobacteria).研究结果为鱼类混养模式的优化,饲料研发和鱼病防治提供了基础参考资料.     

长三角地区有机农药污染地下水的微生物群落分析

选择长江三角洲地区一处长期受到有机农药污染的浅层含水层,采集水样,采用不依赖于培养的16SrDNA序列分析方法,对该污染地下水中的微生物群落特征进行了分析和鉴定。结果表明,这种分析方法完全可行,该有机污染含水层具有较好的微生物多样性,且可能有一种未经鉴定的新菌种。     

利用15N自然丰度法鉴别有机茶的可行性分析

由于缺少相应的检测技术,市场上常有用无公害农产品充当有机农产品销售的情况发生.有机茶在我国是最大的有机认证产品,同样面临这一问题,导致有机茶无法实现现质优价.根据δ15N在土壤、肥料及植物领域的最新研究结果及平衡原理,结合有机茶生产肥料使用要求,本文提出了一种鉴别有机茶是否施用过化肥的最新方法--δ15N分析法,并对其...     

分子生物学方法在污染土壤微生物多样性研究中的应用

综述了应用于污染土壤微生物多样性分析的各种分子生物学方法 ,包括DNA中mol%G C丰度的分析、核酸杂交技术、DNA复性动力学研究及基于PCR技术的DNA指纹图谱分析等方法。阐述了这些方法的主要应用及各自的优势和局限性     

土壤微生物多样性研究的新方法

传统的分离培养和鉴定土壤微生物方法所具有的困难性和局限性 ,是造成难以深入了解土壤微生物生态学特性和多样性组成方面的主要障碍。本文运用分子生物学技术 ,以澳大利亚两种主要森林类型的土壤微生物多样性研究为实例 ,介绍了从土壤中直接提取土壤微生物DNA的方法以及末端限制性酶切片段长度多态性 (T RFLP)分析的基本原理和方法。作者认为 ,用该方法提取的土壤真菌DNA的纯度高 ,完全适合PCR扩增和T RFLP分析的要求。T RFLP已成为国外深入研究土壤微生物多样性的理想方法之一     

磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用

磷脂脂肪酸（PLFA）是活体微生物细胞膜的重要组分，不同类群的微生物可通过不同的生化途径合成不同的PLFA。一些PLFA可作为分析微生物量和微生物群落结构变化的“生物标记”。在土壤微生物分析中，越来越多地采用了PLFA方法。本文介绍了表征微生物的一些PLFA、从土壤中提取PLFA的方法以及用GC-MS分析PLFA的原理。本文还将常用的研究微生物多样性的几种方法进行了比较；传统的分析土壤微生物群落的方法依赖于培养技术，只能培养和分离出一小部分微生物群落；Biolog方法可用于研究土壤微生物群落生理多样性，即可反映微生物群落如何利用各种碳源底物，但对快速生长和适合在Biolog实验条件下生长的小部分群落成员有强烈的选择性；核酸分析方法的主要缺点是不能对土壤微生物进行定量分析；而PLFA方法相对于上述几种方法有诸多优势。本文通过一些实例证明PLFA方法的特色或独到之处，也分析了其缺点。采用PLFA方法并结合其他方法有助于获取土壤微生物群落多样性的更多和更全面而完整的信息。     

稻鸭、稻鱼复合生态系统土壤微生物多样性特征分析

21世纪以来,由于其良好的生态环境效应、及市场对绿色安全稻米的需求,稻田种养复合生态系统的应用范围不断扩大,模式多种多样,在我国南方地区主要以稻田养鸭、养鱼、养虾为主。同时对稻田种养复合生态系统的机理及其效应也进行了较为广泛的研究。相关研究表明:稻鸭共生可利用鸭子的活动、觅食产生中耕除虫的效果[1,2],减少农药对环境的污染;稻鸭共生有利于稻田通风透光,改善水稻群体结构;提高土壤肥力[3~5];还能减少稻田中的产甲烷菌数量,减少甲烷排放[6~9]等方面作用。然而对于稻田养鸭、养鱼后对土壤微生物数量及多样性方面的研究还很少,甘德欣等[10]研究表明稻田养鸭后能增加土壤微生物的数量,但对土壤微生物     

寒兰株系间遗传多样性和亲缘关系的SSR分子标记分析

本研究筛选了从春兰和莲瓣兰中开发的7个SSR位点的引物,用于37个寒兰株系的遗传多样性和亲缘关系研究。研究结果表明,7个SSR位点的引物在寒兰中均具有非常好的通用性,而且每个位点在不同的株系中具有特有等位基因,特别是位点CSSR05、CSSR11和195。株系具有的特有等位基因可以用于株系鉴别。7个位点在寒兰株系间具有...     

土壤微生物DNA木聚糖酶基因多样性的研究

采用国产硅胶Gk254（60型）代替进口Glass bead的改良方法抽提土壤微生物DNA，然后设计了一对扩增木聚糖酶基因片段的新简并引物，对抽提的土壤微生物DNA进行PCR扩增。扩增片段连接pMD18T载体，转化大肠杆菌，重组片段通过酶切进行RFLP分析后，测序分析得到10个木聚糖酶基因片段。对所得片段翻译的氨基酸序列进行BLAST分析表明有8个片段与来自放线菌的木聚糖酶具有较高的同源性，2个与假单胞菌的木聚糖酶具有较高的同源性。所得10个木聚糖酶片段的氨基酸序列同源性比较显示，第27个氨基酸均为天冬酰胺（N），暗示这些来自土壤微生物DNA的基因片段编码耐碱的木聚糖酶。通过构建系统进化树，发现扩增的木聚糖酶片段之间的相似性均在70％以上。     

甲磺隆对土壤微生物多样性的影响

甲磺隆是国内外现阶段广泛使用的一种新型除草剂，用量少、生物活性高、对人畜低毒等是它的显著特点。已有研究者就该种除草剂在正常用量下对土壤呼吸作用、硝化作用、土壤酶活性、土壤微生物生物量等进行了研究。相比较而言，甲磺隆除草剂污染区土壤微生物多样性变化的研究鲜见     

茄子航天诱变后代变异及其SSR标记多态性研究

以"实践八号"育种卫星搭载的3个茄子高代自交系为材料,分析茄子航天诱变后代的变异及其SSR多态性。结果表明:航天诱变处理能显著影响茄子当代(SP1)种子的萌发,诱使株高、株型、叶片、果形等植物学性状在二代(SP2)发生变异,多数变异性状可在三代(SP3)稳定遗传;不同基因型材料对航天诱变处理的敏感度不同,长茄05-18的敏感性最高,圆茄05-9较05-7敏感性高;SSR多态性检测结果显示,变异株系与其未经航天处理自交系间存在不同程度的多态性,说明航天诱变可以使茄子在分子水平上发生变异。     

稻秸对土壤细菌群落分子多态性的影响

模拟稻秸原位还田条件,分别在水稻土和红壤中添加水稻秸秆培养70d ,第0、5、2 5、4 5、70天采集土样。采用非机械破壁法直接提取水稻土和红壤细菌总DNA ,水稻土细菌总DNA经过二次纯化;红壤细菌总DNA经过一次纯化后,PCR扩增其16SrDNAV3可变区,均可获得清晰的目的条带,对扩增产物进行DGGE分析,结果显示:水稻土和红壤样品的DGGE条带增加,说明稻秸能够增加土壤细菌群落分子多态性的丰富度,随着培养期的延长,施有稻秸的处理中土壤细菌群落多态性的变化远远复杂于空白对照土壤中的细菌群落变化;同时发现在稻秸刺激下不同土壤细菌群落多态性高峰期出现时间不同