利用qPCR定量检测水体中猪源拟杆菌特异性生物标记的研究

以猪排泄物构建的污染水体为研究对象,通过寄主特异性引物识别水体中猪源拟杆菌16S rRNA基因的特异性基因标记（又称为特异性生物标记）,并根据特异性生物标记的定量检测,确定粪便拟杆菌的污染量,以明确水体受猪场废水污染的程度。在比较3种不同DNA提取方法的基础上,选择并改进CTAB法,建立了一种适合提取水样中猪排泄物总DNA的改良CTAB法。3对不同猪源寄主特异性引物的特异性验证结果表明,引物3（Bac32F/Bac108R）的特异性好,检出下限在4.09E+02~1.60E+03拷贝数之间,更适用于水体中猪源拟杆菌属特异性生物标记的检测。不同混合污水中其他寄主来源的拟杆菌对猪源拟杆菌属特异性生物标记无影响,表明该方法可排除其他寄主来源拟杆菌的干扰,具有很好的特异性。     

牛奶样品布氏杆菌套式PCR检测方法的建立

    为建立从奶品中监控布氏杆茵感染的方法,根据牛布氏杆菌omp25、omp31和16S rRNA基因序列设计内、外向引物,优化牛奶样品中布氏杆菌基因组DNA提取方法,建立牛奶样品布氏杆菌套式PCR方法结果显示,使用人工合成的两对F4/R2和F2D/R1U套式引物,通过两次扩增,可有效扩增出牛奶中污染布氏杆菌的16S rRNA的特异性DNA片段,其对牛奶样品中布氏杆菌检测下限达33CFUmL-1.该套式PCR与大肠杆菌、溶血性链球菌、沙门氏茵、克雷伯氏杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和螺旋杆菌等相关细菌DNA无交叉反应,显示高度的布氏杆菌特异性,其与布氏杆菌分离鉴定的符合率达100%本试验建立的布氏杆菌套式PCR检测方法具有较好的特异性和敏感性,适用于牛奶样品中布氏杆菌的实验室快速检测     

MST与水环境生物源污染定量化溯源

微生物溯源技术(Microbial source tracking,MST)通过靶标生物标记定位污染来源,为难以确定污染来源的非点源生物源污染监测提供了技术手段。基于微生物溯源技术从定性到定量化的发展历程,介绍了MST技术的产生、发展与特点以及MST在水环境污染监测与管理中的应用重点论述了拟杆菌(Bacteroides spp.)基因标记水环境定量化溯源的研究进展,集中分析了温度、光照、盐度等环境因子对拟杆菌基因标记环境衰变的影响以及环境因子与定量化溯源结果准确性的相关关系,并据此判定环境生物因子可能对基因标记环境衰变结果存在一定的影响。依据目前定量溯源研究与应用现状,提出了提高拟杆菌定量溯源准确性和广泛性的研究重点和应用前景。     

利用16S rRNA快速鉴定双歧杆菌的研究

为了建立从生物制品和人粪便中快速分离鉴定双歧杆菌的方法,利用双歧杆菌16S rRNA特异性扩增引物,通过PCR技术对双歧杆菌制剂和人粪便中分离菌种进行快速鉴定;同时结合革兰氏染色、穿刺实验、糖发酵实验等技术对分离的双歧杆菌的生理生化等特征进行了研究。琼脂糖电泳结果表明,利用特异性扩增引物的扩增产物在1 500 bp处出现特异性条带,革兰氏染色、糖发酵试验等也验证了分离菌种为双歧杆菌。说明利用16S rRNA的PCR方法鉴定双歧杆菌具有快速、灵敏、操作简单等优点,可以直接将双歧杆菌快速鉴定到属。     

鸭疫里氏杆菌广西分离株16S rRNA基因序列的测定和系统进化分析

选取3株不同血清型的鸭疫里氏杆菌广西分离株GXRA 01、GXRA 07和GXRA 09,利用细菌通用引物,通过PCR方法成功扩增出16S rRNA的部分基因片段,通过克隆、序列测定获得3个分离株16S rRNA基因的核苷酸序列,并与G enB ank中注册的一些菌株的16S rRNA基因序列进行比较、系统进化关系分析发现:3株RA分属两个基因群,I群(GXRA 01)与AY 871818和AY 871819的16S rRNA序列的同源性达99.9%,Ⅱ群(GXRA 07、GXRA 09)与G enB ank中16S rRNA序列的同源性达99.3%-99.6%,GXRA 07与GXRA 09之间的同源性为100%,表明这3株菌株应为鸭疫里氏杆菌。     

嗜热蛋白酶生产菌DPE7的16 S rRNA基因克隆及系统发育

[目的]确定嗜热蛋白酶生产菌DPE7的系统发育地位。[方法]通过PCR方法扩增出嗜热蛋白酶生产菌DPE7的16 S rRNA基因片段,并对其进行了克隆和测序。[结果]对该序列在GenBank中的BLAST结果表明,相似性高于99%的序列中大部分是泥土芽胞杆菌的16 S rRNA基因序列,其中与Geobacillus toebii T1680的16 S rRNA基因序列相似性达99.60%。对菌株DPE7和其他13株泥土芽胞杆菌的16 S rRNA基因序列进行系统发育分析,菌株DPE7与其中的4株泥土芽胞杆菌聚类在一起。[结论]经16 S rRNA基因序列同源性比较和系统发育分析,确定菌株DPE7为泥土芽胞杆菌。     

基于16S rDNA测序的巢湖流域水体粪便污染溯源

排入地表水中的动物粪便会带来一系列生态与公共卫生问题，快速准确鉴别污染来源对于源头控制与污染治理具有重要意义。基于细菌群落的微生物溯源技术（Community-based microbial source tracking）以及高通量DNA测序技术（Next-generation sequencing，NGS），对污染源中微生物和环境样本中的微生物群落进行比较分析，进而对水体中粪便污染来源进行预测。本文利用16S rDNA测序，系统分析与比较了巢湖流域水体、沉积物样本与广泛的潜在污染源（包括村庄与养猪场污水，野生水鸟粪便，人类与家禽、家畜粪便）的细菌群落组成，同时，利用基于机器学习的溯源软件FEAST与Sourcetracker，对水体、沉积物样本的潜在污染源进行了预测。结果表明：水体与沉积物样本的微生物多样性显著高于粪便样本，其中巢湖水体与河流沉积物样本具有最高的物种多样性，同时样本中也存在大量未分类物种。变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria），拟杆菌门（Bacteroidetes）广泛分布于所有样本中。溯源分析结果表明，村庄排污口与污水处理厂排污口样本是河水样本最主要的污染来源，沉积物与湖水样本则预测存在猪场排污水与野生水鸟粪便的污染，所有样本未检测到来自人粪与鸡粪的污染。     

氨基糖苷类药物高水平耐药16S rRNA甲基化酶基因在动物源大肠杆菌中的检测

为了解郑州地区氨基糖苷类药物高水平耐药16S rRNA甲基化酶基因(armA、rmtA、rmtB、rmtC、rmtD和npmA)在健康动物大肠杆菌中的流行情况,对2009年在郑州地区鸡、犬、猪的肛门拭子中分离保存的231株大肠杆菌进行了药敏试验,并分别设计特异性引物对其进行16S rRNA甲基化酶基因的聚合酶链式反应扩增。结果显示:在6种基因中,鸡、犬源大肠杆菌可检测到armA和rmtB,而猪源大肠杆菌仅检测出rmtB。鸡、犬源大肠杆菌armA的检测率分别为7.6%和3.3%;鸡、犬、猪源大肠杆菌rmtB的检出率分别为47.8%、20.0%和0.9%。其中,鸡、犬中分别有3.3%的大肠杆菌可同时检测到armA和rmtB。     

基于16S rRNA技术的长江口微生物分子生物学鉴定与分析

基于2007年12月与2008年6月长江口上海附近海域采集的海水样品,使用27F和1492R两种通用引物对海洋微生物16S rRNA基因片段进行直接扩增,克隆并测序,构建细菌16S rRNA文库,通过NCBI数据库的基因比对,区分微生物种群,并使用Mega 4.0软件利用16S rRNA序列建立微生物的分子发育树。通过直接提取DNA进行扩增的方法,共检测出17个属的53种不同微生物,微生物种群结构随温度变化明显,优势种随温度变化有所不同,在不同季节水温下,微生物优势种优势明显;冬季以不动杆菌属为优势种群,分子发育树体现的遗传差异性较小;夏季微生物种群结构较复杂,其中以希瓦氏菌属及假单胞菌属为优势种群,分子发育树体现的遗传差异性较大;微生物分布存在明显的季节变化。     

基于16S rRNA技术的长江口微生物分子生物学鉴定与分析

基于2007年12月与2008年6月长江口上海附近海域采集的海水样品,使用27F和1492R两种通用引物对海洋微生物16S rRNA基因片段进行直接扩增,克隆并测序,构建细菌16S rRNA文库,通过NCBI数据库的基因比对,区分微生物种群,并使用Mega 4.0软件利用16S rRNA序列建立微生物的分子发育树。通过直接提取DNA进行扩增的方法,共检测出17个属的53种不同微生物,微生物种群结构随温度变化明显,优势种随温度变化有所不同,在不同季节水温下,微生物优势种优势明显;冬季以不动杆菌属为优势种群,分子发育树体现的遗传差异性较小;夏季微生物种群结构较复杂,其中以希瓦氏菌属及假单胞菌属为优势种群,分子发育树体现的遗传差异性较大;微生物分布存在明显的季节变化。     

中国农业面源污染排放的空间差异及其动态演变

以2003—2014年为研究时段,在测算农业面源污染排放强度的基础上,综合运用基尼系数和非参数估计方法,研究我国农业面源污染的空间差异及其动态演变,结果表明:1)我国农业面源污染排放总体下降,且表现出明显的空间差异,东部和中部地区的排放强度较高,西部和东北地区则相对较低。2)2003—2014年,中国农业面源污染排放强度的区域差异略微扩大,地区间差异是其总体差异的主要来源。3)核密度估计结果表明,中国农业面源污染排放总体差异表现为"下降-上升-下降"的波动变化趋势。4)马尔科夫链分析表明,中国农业面源污染在不同类型间的相互流动较为微弱,但从长期来看,存在向两极分化发展的趋势特征。     

我国农田面源污染时空演变特征分析

为探究20世纪90年代以来我国农田面源污染风险区域差异及演变特征,运用ArcGIS空间分析技术,分析了我国九大农业区和各省域的地均化肥、农药和农用塑料膜污染空间分布及其长时间演变特征。结果表明1991—2018年我国化肥、农药、农用塑料膜使用量整体呈逐年上升趋势,其面源污染程度逐年加重,农田面源污染的问题更加突出。化肥地均使用量增长101.5%,污染等级从较低等级升高为较高等级。农药地均使用量增长97.6%,污染等级从较低等级升高为较高等级;农用塑料膜地均使用量增长238.2%,污染等级从低等级向较高等级转变。九大农业区化肥、农药和农用塑料膜污染程度整体呈现由早期的较低污染等级升高为目前的较高污染等级。华南区、黄淮海平原区和黄土高原区化肥面源污染加剧程度最突出,黄淮海平原区、长江中下游地区和华南区的农药面源污染加剧程度最突出,而北方干旱半干旱区、华南区和黄淮海平原区农用塑料膜面源污染加剧程度最突出。综上,各省域化肥、农药、农用塑料膜污染呈现不同程度的加重趋势,其中化肥面源污染河南、海南、湖北、广西、陕西和新疆等省加剧严重,农药面源污染湖南、江西、福建、广东和海南加剧最明显,农用塑料膜面源污染上海、新疆、福建、海南、甘肃、山东和浙江加剧比较明显。     

基于区块链的农业面源污染治理信息管理及监管机制创新

针对当前我国农业面源污染治理存在因机制不完备导致的治理信息安全隐患大、问题企业追责难、监管效率低下等问题,提出了基于区块链的农业面源污染治理信息管理及监管机制。在探讨区块链与农业面源污染治理的系统结构协同和机制功能协同的基础上,搭建了农业面源污染治理Fabric联盟链框架体系,并从农业面源污染治理信息管理和监管两个方面进行了机制创新。研究表明,区块链技术的创新应用将在农业面源污染治理制度和模式上进行突破,保障农业面源污染治理信息的安全性,促进相关利益主体行为得到有效监管,降低治理成本和复杂度,形成政府和农业生产经营主体间信息自由传递、流动的立体网络和治理逻辑。     

发展环水有机农业控制农业面源污染的政策与建议

当前农业面源污染问题依旧是水污染控制与水环境改善的重点和难点,通过对发展环水有机农业控制农业面源污染的可行性分析,结合国内外发展环水有机农业控制农业面源污染的实践以及我国有机农业发展现状,提出了发展环水有机农业控制农业面源污染的政策建议,包括:制订环水有机农业发展国家行动计划;建立环水有机农业试点;开展技术研究和推广;提高公众参与度和培育国内有机产品市场等。     

小清河流域无机氮非点源污染的量化研究

利用数学模型对小清河流域无机氮次暴雨径流污染和非点源污染年负荷进行量化分析。结果表明,流域次暴雨径流污染主要由农田非点源污染造成,而非点源污染年负荷不仅包括暴雨径流污染负荷,还包括非暴雨径流污染如水产养殖业和农村生活废水不定期排放造成的污染负荷;利用几场实测次暴雨径流污染物浓度加权平均值计算流域非点源污染年负荷会使计算结果偏小。此外,SCS和USLE模型在应用到下垫面复杂的流域时,其参数可通过数学率定确定,模拟结果表明可行。     

基于环境税的两部门政策与农业面源污染规制

在面源污染经济规制方面,现有文献对于环境税、财政补贴、环保罚款等政策的研究取得了丰富的理论成果,但对于多种经济规制工具的结合研究,特别是对基于环境税的两部门规制政策(two-part instruments)的研究仍有较大的空间.两部门规制政策既具备最优庇古税(first-best Pigouvian tax)的特征,同时对于监管和执行的信息需求可以实现最小化.该文在一个局部均衡框架下,比较研究了5种不同情境下,基于环境税的两部门政策对农业面源污染的规制效应.结果表明:基于环境税的两部门规制政策会诱导道德风险,因为面源污染不仅与污染性要素投入本身有关,而且与要素投入的使用方式关联.实现社会最优面源污染排放的政策组合至少有2种:①对污染性要素投入征税,对耕地的使用进行补贴的政策组合;②对农业产出和高污染、低成本的粪肥使用行为征税,而对非污染性要素投入和低污染、高成本的粪肥使用行为进行补贴的政策组合.     

农业面源污染的外部经济性及其对策研究

农业面源污染没有固定的污染源,具有明显的潜在性、复杂性和隐蔽性。在简要地进行了农业面源污染的经济与对策分析的基础上,提出了控制农业面源污染的意见与建议。     

西南涌流域农业面源污染状况分析

以西南涌流域为研究对象,通过实地考察,对其农业面源污染现状进行分析,并分析了研究区域内化肥农药流失、畜禽养殖和农村生活污染对面源TN、TP的影响。最后,针对该流域农业面源污染的特点,提出了一些防治面源污染的技术对策。