采用分子生物学技术分析不同施肥土壤中细菌多样性

 本研究探讨在小白菜栽培时，分别添加果蔬加工废弃物生产的堆肥和化肥对土壤微生物区系的影响。利用扩增16S rRNA基因来比较微生物群落的技术，分离出所有群落DNA，再以此DNA为模板，以专一性引物扩增出16S rRNA基因（rDNA）。随后建立16S rDNA基因文库后，再以计算机仿真的方式，选出能将上述引物扩增的16S rDNA基因中间切割成片段长度范围集中的一组限制性内切酶--AciI、BstUI、和RsaI。结果表明，无施肥土壤与添加堆肥土壤中微生物较接近。无施肥、添加堆肥、添加化肥土壤三者的微生物多样性指数分别为0.990、0.986和0.962；均匀度为0.979、0.977和0.931。     

有机固体废弃物生物转化技术研究进展

有机固体废弃物引起的环境污染风险日益增加，好氧堆肥是对有机固体废弃物进行资源化利用的研究热点。微生物是驱动有机固体废弃物进行生物转化的主要分解者，在好氧堆肥中扮演着重要角色。研究有机固体废弃物资源化处理过程中的微生物群落以及相关物质转化的功能基因，对促进有机物矿化、控制氮素流失、减少臭气排放、生产优质有机肥产品实现资源循环利用等具有重要意义。好氧堆肥中的微生物因受其复杂的环境因素的影响而发生变化。近年来，随着分子生物学、高通量测序技术的发展，在好氧堆肥中的微生物多样性及氮硫物质转化等研究方面获得诸多进展。重点阐述了基于好氧堆肥工艺的有机固体废弃物生物转化过程的研究进展，主要包括好氧堆肥过程中的微生物多样性、微生物群落演化机制，以及环境因子对微生物群落结构演化过程的影响机制等方面，为构建生物转化模型，调节好氧堆肥中的生物转化过程及提升有机固体废弃物高效生物转化技术提供科学依据。     

好氧堆肥微生物研究进展

堆肥化是一个动态过程,在多种不同微生物群体的作用下实现,对该过程微生物进行研究可以更好地了解堆肥,有效地管理堆肥过程。综述了好氧堆肥过程中微生物机理及变化、堆肥微生物的研究方法、菌剂对堆肥的影响等,为好氧堆肥提供技术支撑;并且指出堆肥化过程中主要包含细菌、真菌、放线菌等微生物,微生物的改变直接影响堆肥温度、pH、腐殖酸含量等理化性质;通过添加微生物菌剂可以减少N、P、K的流失,提高堆肥品质;对于堆肥微生物的研究,多种方法联合使用可以避免单一方法的缺陷。     

土壤微生物多样性及其研究方法综述

围绕土壤微生物多样性的内涵,可将土壤微生物多样性分为遗传多样性、功能多样性、物种多样性和生态多样性4个研究层面;另将土壤微生物多样性的主要研究方法归为3类,即：传统平板培养法、生物化学方法和分子生物学方法,并分别对各方法进行介绍和评述,最后提出该领域研究的发展趋势。     

啶氧菌酯降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

[目的]筛选可高效降解啶氧菌酯的微生物资源,并研究其降解特性,为啶氧菌酯等甲氧基丙烯酸酯类农药残留的微生物修复提供新资源.[方法]采用富集培养法分离啶氧菌酯降解菌,以生理生化特征结合16S rRNA序列系统发育分析鉴定降解菌;利用气相色谱仪(HPLC)测定啶氧菌酯残留量,分析其降解特性;采用气相色谱质谱联用仪(GCMS)测定降解菌降解啶氧菌酯的中间代谢产物,分析降解菌降解啶氧菌酯的代谢途径.[结果]分离获得一株能以啶氧菌酯为唯一碳源的降解菌株(PY3),其生理生化特征结合16S rRNA序列系统发育分析结果表明,PY3菌株属沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris).PY3菌株最佳生长条件测定和降解特性分析结果表明,PY3菌株生长和降解啶氧菌酯的最佳条件为pH 6.0、35℃,在最佳降解条件下培养11 d,对50 mg/L啶氧菌酯的降解率可达72.0%.PY3菌株降解啶氧菌酯的途径包括苯环和N杂环间氧桥键断裂后酯化,以及苯环和N杂环开环反应.[结论]沼泽红假单胞菌PY3菌株具有高效降解啶氧菌酯的活性和较广的pH和温度耐受性,且具有应用于农田生态环境中啶氧菌酯等甲氧基丙烯酸酯类农药残留物微生物修复的潜力.     

蔬菜废弃物堆肥研究进展

介绍了近十多年来国内外对蔬菜废弃物好氧堆肥处理的研究现状,包括不接种微生物的自然好氧堆肥和接种微生物的好氧堆肥,并详细介绍了堆肥工艺、堆肥基料以及所接种的微生物,列举了目前普遍使用的腐熟度指标。     

不同微生物菌剂对牛粪好氧堆肥腐熟的影响

[目的]为控制畜禽粪便对环境的污染,筛选出北方气候条件下适宜牛粪好氧堆肥的微生物菌剂。[方法]通过添加4种不同微生物菌剂对牛粪进行好氧堆肥,研究在检测堆肥过程中堆体的理化性质以及营养元素的动态变化,比较不同微生物菌剂在堆肥过程中的变化特征。[结果]菌剂M2在牛粪好氧堆肥中效果最佳。[结论]菌剂M2在养殖场推广应用中的前景更广阔。     

长株潭地区集约化猪场保育舍内好氧微生物的监测

为了研究猪舍空气中微生物的组成,采用自然沉降法在3个集约化保育舍空气中采集好氧微生物样品,利用16S rRNA序列分析及形态观察确定微生物的分类,监测保育舍内好氧微生物的含量和种类,评估保育舍内的空气环境质量以及推断致病微生物可能造成的危害。结果表明:猪场保育舍空气中需氧微生物含量较高,为0.22万～2.70万CFU/m~3,不同保育舍内空气样品中的好氧细菌菌落结构差异较大,球菌和杆菌为保育舍优势菌群,部分保育舍含有较高浓度(占34%)的人畜共患条件性致病菌绿色气球菌,对饲养者身体健康和畜禽生产存在潜在威胁,需引起高度重视。     

城市污泥好氧堆肥研究进展

好氧堆肥与其他常见污泥处理方式相比具有有机物降解快、彻底、无害化程度高、堆肥产品肥效好等优点。根据国内外污泥好氧堆肥研究现状,从C/N、温度、含水率、pH等方面,介绍了好氧堆肥过程的控制要点,总结了污泥好氧堆肥适宜的技术条件;分析了微生物菌剂在好氧堆肥中的重要作用。最后指出堆肥产品需依靠技术进步和完善相关行业标准来开拓市场。     

人工接种堆肥和自然堆肥微生物区系变化的比较

[目的]为了明确堆肥过程中微生物菌群的组成与变化,为堆肥工艺的优化和人工接种腐熟菌群的应用提供理论依据。[方法]采用传统的平板培养技术研究了人工接种堆肥、自然堆肥微生物群落演变过程。[结果]传统培养方法显示两种堆肥过程中微生物群落演变均呈"升高-降低-升高-降低"变化,堆肥整个过程中细菌数量占优势;人工接种NMF菌群增加了堆肥中微生物总体数量,丰富了微生物种群多样性,促进了堆肥菌群演替,堆肥腐熟时间缩短;接种NMF菌群能够提高堆肥纤维素分解菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌数量,减少堆肥反硝化作用,有利于纤维素、木质素等难降解物质的分解、转化为腐殖质,同时能够减少堆肥过程中氮素损失。[结论]研究堆肥过程中微生物区系的演变对于了解堆肥进程、优化堆肥工艺具有重要的意义。     

养殖大菱鲆肠炎病的流行病学和病原学研究

[目的]肠炎病是目前大菱鲆养殖行业中比较常见的疾病之一,该病感染率高,传播迅速。[方法]从山东半岛3个不同的养殖厂肠炎病发病大菱鲆体内分离致病菌,对其进行了常规生理生化特征测试和16S rRNA基因序列对比研究。[结果]从发病大麦鲆体内共分离到了株优势细菌。理化特征分析结果显示这3株菌中有2株分别与溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和大菱鲆弧菌(Vibrio scophthalmi)表型特征非常相似,另1株细菌被证实为非弧菌属的细菌,具体定种尚需进一步研究。分析这2株弧菌属细菌的16S rRNA基因序列并构建了系统发育树,结果表明这些菌株与溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和大菱鲆弧菌(Vibrio scophthalmi)的亲缘关系最近。[结论]从发病大菱鲆体内分离菌株的2株细菌被鉴定为溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)和大菱鲆弧菌(Vibrio scophthalmi)。     

犊牛瘤胃干酪乳杆菌分离鉴定及其耐酸相关基因ffh的克隆

利用乳酸杆菌分离培养基(SL)对犊牛瘤胃内的乳酸杆菌进行分离,对分离出的乳酸杆菌进行革兰氏染色、生化反应及16S rRNA同源性分析鉴定。对分离鉴定的干酪乳杆菌提取其基因组,根据Genbank发表的干酪乳杆菌耐酸相关基因(ffh基因)设计1对引物进行PCR,利用pMD18-T载体进行克隆,构建重组质粒,进行PCR及测序鉴定,获得耐酸基因ffh,为下一步研制瘤胃微生态制剂及构建瘤胃内耐酸的乳酸分解基因工程菌奠定了基础。     

基于高通量测序分析牛粪堆肥中细菌群落动态变化

文章以奶牛粪便和玉米秸秆作好氧堆肥,堆肥持续36 d。采用16S rRNA基因高通量测序技术分析堆肥过程中细菌群落特征,通过Alpha多样性分析、样本层级聚类分析和距离热图(Heatmap)分析,结果表明,堆肥过程中细菌群落结构发生显著变化。门分类水平细菌群落结构分析表明,变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)在堆肥前期和高温期相对丰度较高,酸酐菌门(Acidobacteria)在堆肥后期相对丰度较高;属分类水平细菌群落结构分析表明,在堆肥初始阶段各属相对丰度相近,环脂酸芽孢杆菌属(Tumebacillus)在堆肥升温期占优势,肠杆菌属(Enterobacter)、未命名细菌(norank_c_OPB54)和玫瑰弯菌属(Roseiflexus)为堆肥高温期优势类群,类似芽球菌属(Blastocatella)出现在堆肥高温期末期,在降温期和腐熟期成为优势菌属。Spearman相关性分析表明,除肠杆菌属(Enterobacter)、未命名细菌(norank_c_OPB54)、假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)外剩余11个属均与含水率、有机物降解率、C/N和NH_4~+-N/NO_3~--N之间呈显著相关,肠杆菌属与pH呈极显著正相关(P0.001),未命名细菌(norank_c_OPB54)与温度呈极显著正相关(P0.001)。研究表明,在牛粪堆肥期间细菌群落结构发生显著变化,细菌群落结构变化与堆肥理化因子存在相关关系。     

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。     

VT菌剂对鸡粪堆肥的微生物指标变化的影响

通过高温好氧堆肥,对接种VT菌剂处理与不接种处理的堆肥过程中微生物数量及生化指标进行分析比较,研究了接种VT菌剂对堆肥过程的影响。结果表明,接种VT菌剂堆肥比不接种堆肥高温维持时间长,细菌和放线菌数量多,但对真菌数量的影响不大,接种VT菌剂堆肥比不接种堆肥的纤维素酶和脲酶活性高,大肠杆菌群数及植物毒性比不接种的降低的幅度大。说明接种VT菌剂不仅使堆肥中微生物数量增多,而且使微生物的活性升高,加速了堆料中有机物的分解,从而加速堆肥反应进程,提高堆肥处理效率,有效杀灭病原微生物。     

氧化还原类酶活性在小麦秸秆静态高温堆肥过程中的变化

选取小麦秸秆为试验材料,采取发酵罐处理方法,在静态通气条件下研究了堆腐过程中堆体温度变化、氧化还原类酶活性变化、温度与酶活性变化的关系、不同酶活性之间的关系.结果表明:(1)添加微生物菌剂处理较不添加微生物菌剂处理(CK)升温快、温度高、高温持续时间长;添加微生物菌剂处理堆体温度第2 d上升到50℃以上,第3 d达最高温度67.1℃,50℃以上持续6d;CK堆肥第3 d达到50℃,第4d达最高温度59.5℃,50℃以上持续5 d.(2)过氧化氢酶活性初期较低,中期迅速升高,并维持在较高水平,堆肥第10 d到堆肥结束,添加微生物菌剂处理的过氧化氧酶活性明显高于CK;添加菌剂处理多酚氧化酶活性在堆肥前期和后期高于CK,说明添加菌剂可加速木质素的降解及其产物的转化;添加菌剂处理的脱氢酶活性在堆肥中期显著高于CK;添加菌剂处理的过氧化物酶从堆肥第12 d到堆肥结束活性均高于CK的过氧化物酶活性,表明添加微生物菌剂可促进物质的氧化.(3)脱氢酶活性和过氧化物酶活性在堆肥中期达到最高值,两者变化趋势相同;过氧化氢酶活性、脱氢酶活性、过氧化物酶活性在堆腐后期比较稳定,多酚氧化酶活性堆腐后期呈增长趋势.     

16S rRNA基因序列在动物消化道细菌鉴定中的应用研究

在概述细菌16SrRNA基因特点和动物消化道微生物生态系统的基础上,对16SrRNA基因序列在动物消化道微生物分离鉴定中的应用进行了综述,并展望了其研究方向。     

沼液样品静置富集培养及好氧纤维素降解菌的分离

好氧纤维素降解菌,能够促进沼气系统启动阶段厌氧条件的建立以及木质纤维素的降解,因此对于加速沼气系统产气具有重要的作用.通过沼液的静置富集培养,使用选择性培养基进行分离,分离到了1株适合于沼液环境的好氧纤维素降解菌.对其16S rRNA基因进行测序,结果表明这株菌属于放线菌中的链霉菌属.最后通过克隆该株菌的ERIC-PCR指纹图谱条带,找到了1段该菌株特异性序列,能够为监测该菌在沼气强化过程中的应用提供适合的分子标记.     

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。     

一株产聚谷氨酸芽孢杆菌的分离与鉴定

从超高压灭菌的瓜汁中筛选出 1株产高分子聚合物的芽孢杆菌B53 。经紫外扫描、高效液相色谱分析及SDS PAGE分子量表征 ,确定该高分子是由谷氨酸单一成分组成的聚合物 ,最大吸收波长为 2 12nm ,分子质量集中在 5 70～ 6 6 9ku ,呈多分子质量聚集体形式 ,不具备典型肽或蛋白质特征。依据B53 的菌株形态、生理生化特征、G +C含量 (摩尔分数 )及 16SrRNA基因序列分析结果 ,将芽孢杆菌B53 菌株鉴定为枯草芽孢杆菌。