用DGGE和Real-Time PCR对低温沼气池中产甲烷古菌群落的研究

利用DGGE及Real-Time PCR技术对不同地区低温沼气池中沼泥行进发酵前期、后期产甲烷古菌群落变化进行了研究.DGGE技术用于分析发酵前后产甲烷古菌优势群落的变化;Real-Time PCR技术用于分析发酵前期、后期样品产甲烷古菌的数量变化.结果表明,沼气低温发酵的过程中,不同沼泥样品发酵前期、后期产甲烷古菌的优势群落差异明显且数量上也存在较大差异;主要变化的产甲烷古菌的优势群落为甲烷粒菌属(Methanocorpusculum),甲烷八叠球菌属(Methanosarcina),甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta).甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)在黑龙江沼泥样品(A1)发酵后期成为优势群落,甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta)在山东发酵前期(B1),后期样品(B2)及安徽发酵前期样品(C1)中占有绝对优势.产甲烷古菌的数量介于104 ～ 105个·mL-1之间,其中黑龙江样品中产甲烷菌数量最多,而安徽样品中产甲烷菌数量最少.     

沼泥及其富集物中微生物多样性和区系变化的分析

对从北京周边地区户用沼气池中采集的沼泥进行了富集培养及基因组DNA的提取,以古菌和细菌的通用引物PCR扩增16S rDNA基因的V3可变区,结合应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析沼气池中微生物种群基因的多样性,以及富集前后的微生物群落区系变化,并回收优势的DNA片段进行序列分析。结果表明,微生物群落在沼气池的不同层次上呈现出空间分布多样性的差异,经过富集培养后,微生物种群的多样性及特异性发生了很大的差别。序列比对的结果显示,沼气池中的优势古菌菌群为甲烷鬃菌属(Methanosaeta)与甲烷螺菌属(Methanospiril-lum),细菌为梭菌目(Clostridiales)和互养菌属(Syntrophus)。经过富集培养后,古菌以甲烷八叠球菌属(Methanosarcinamazei)为主,细菌除保持了原有的优势菌群外,γ-变形菌纲(Gamma proteobacterium)也占有绝对的优势。     

基于宏基因组的青海农用沼气池微生物组成和功能分析

以产气性能不同的青海农用沼气池为研究对象,利用宏基因组技术分析了全年温度最高和最低时期污泥样品的微生物组成和功能特征。物种注释显示发酵系统中蕴藏着丰富的微生物种群。在细菌类群中,拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门丰度最高,占所有菌群相对丰度的72. 37%～74. 00%,参与关键的发酵作用。在4种样品中,互养菌门(相对丰度1. 62%～4. 73%)丰度偏低,与沼气产气的变化规律相一致,可能是沼气生产重要的功能类群。在属水平上,优势类群依次是海螺菌属(相对丰度6. 75%)、梭菌属(相对丰度4. 56%)、密螺旋体属(相对丰度3. 60%)和假单胞菌属(相对丰度3. 01%)。古菌类群中,产甲烷菌属(相对丰度25. 41%～31. 65%)是最优势类群,也是最主要的产气功能类群。功能注释表明,产气好比产气差的样品具有更多的有效基因,参与甲烷代谢相关路径的功能基因丰度更高。在样品中,甲烷代谢途径涉及的氢代谢-营养型产甲烷菌参与CO2还原反应,所有代谢通路完整,且产气好的样品功能酶基因丰度趋高。研究结果表明,在青海农用沼气发酵系统中,甲烷产生的途径主要依赖于H2氧化/CO2还原的合成。     

胜利油田油泥沙细菌和古菌多样性研究北大核心

胜利油田某油泥沙是含有石油烃、水和泥沙的混合物,也含有丰富的微生物资源。采用454焦磷酸,并结合生物信息学分析了油泥沙中的细菌和古菌群落结构,发现油泥沙中的细菌群落主要由Psychrobacter(16.6%),Pseudomonas(14.7%),Rhodobacteraceae(6.5%),Thiobacillus(6.0%)和unclassified Actinomycetales(4.4%)组成,这些细菌大部分属于好氧和兼性好氧菌。古菌主要属于产甲烷古菌,主要由Methanohalobium(77.7%),Methanosaeta(5.4%),Methermicoccus(3.5%),Methanobrevibacter(2.8%),Methanobacterium(4.0%),Methanomethylovorans(1.8%)和Methanosphaera(1.7%),表明产甲烷古菌以甲基营养型为主,同时也存在少量的乙酸营养型和氢营养型产甲烷古菌。这些研究为今后认识和分离新型石油微生物资源提供了指导和帮助。     

不同来源接种物对不同原料产氢烷潜力的影响及微生物群落结构分析

接种物的特性关系到能否正常启动厌氧消化系统，是厌氧消化系统启动成败的关键所在。以牛粪(NF)、秸秆厌氧消化液(ZY)和餐厨干发酵物出料(CN)3种接种物为研究对象，研究了不同接种物对不同原料产氢烷潜力的影响及其微生物群落结构特性。结果表明：厨余-CN和玉米秸秆-NF组的最高产甲烷和产氢速率分别为42.4和26.5 mL·g^-1VS·d^-1。玉米秸秆-NF组的累积甲烷产量最高为80.9 mL·g^-1VS,分别比其它实验组累积产甲烷量高出18.1%～255.4%。玉米秸秆-NF组在产甲烷和产氢气方面均为最优，其次是厨余-CN组。Proteiniphilum(16.2%)、Turicibacter(12.6%)和Methanocorpusculum(80.5%)、Methanobrevibacter(18.6%)是NF接种物在属水平上的优势细菌和古菌。因此，不同微生物样本的微生物群落结构存在较大显著性差异，不同原料的产氢烷潜力均受不同接种物中的多种微生物种类和丰度的影响，牛粪接种物消化玉米秸秆原料的产氢产甲烷潜力最优。     

新疆泥火山微生物群落

泥火山地质结构特殊,孕育着独特的微生物资源。该研究采用454高通量测序技术,分析了我国新疆独山子泥火山群和乌苏泥火山群的古菌和细菌群落组成。发现独山子和乌苏古菌群落主要由产甲烷古菌Methanosaeta(丰度分别为34.6%和49.4%),Methanolobus(27.8%和7.5%),Methanosarcina(4.9%和0.6%)和Halalkalicoccus(0.8%和11.7%)组成,表明在独山子和乌苏中存在产甲烷代谢途径,并主要通过乙酸和甲基营养类型产甲烷古菌来完成的;独山子和乌苏的细菌群落主要为Proteobacteria(丰度分别为40.1%和37.2%),Chloroflexi(15.7%和7.3%),Firmicutes(13.9%和22.1%),Actinobacteria(4.0%和7.0%)和Bacteroidetes(2.6%和5.2%),但两者在OTU水平差异显著:独山子中最优势的OTU 02(11.6%)属于unclassified Anaerolineaceae,OTU 05(8.0%)代表unclassified Bacteria;乌苏中最优势的OTU 01(11.3%)属于unclassifiedγ-Proteobacteria,OTU 03(7.1%)为Acidaminobacter,这表明两座泥火山都群蕴含着丰富的未培养微生物资源,可以为开发和利用极端环境微生物资源提供参考。     

低温沼气发酵高效菌系的筛选及微生物群落解析

为提高低温下沼气发酵效果,该研究使用不同接种物进行沼气发酵,并利用Mi Seq高通量测序技术对优良接种物发酵沼液的群落结构进行分析。结果显示,以牛粪作为接种物在日产气量、产气速率和甲烷含量方面均优于其他组。高通量测序结果分析表明接种牛粪接种物后在细菌群落上形成的优势类群为Bacteroidetes,Firmicutes,Proteobacteria和Spirochaetae,并以Firmicutes和Bacteroidetes占主要优势地位;在古菌群落结构上形成的优势菌群在目的分类水平主要为Methanosarcinales、Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)和Methanomicrobiales,并以Methanomicrobiales为主,在属的分类水平上主要为Methanosaeta,MCG和Methanosarcina,其中Methanosaeta占主要地位。该研究为低温沼气发酵接种物的筛选和相关菌系分离及利用提供了科学依据。     

牛粪产氢产甲烷联合发酵产能效率的实验研究

为了克服产氢发酵和产甲烷发酵都存在的能源转换效率低这一瓶颈,实验将产氢发酵和产甲烷发酵进行联合,以牛粪为原料,进行产氢产甲烷联合发酵产能效率的研究,以期提升整体厌氧生物处理的产能效率;在产氢发酵阶段,通过调节pH值至5.0,抑制产甲烷菌、中断产甲烷过程的手段来实现产氢发酵,使其在产生氢气的同时生成小分子有机酸及醇类等有机物,当产氢发酵结束后,将产氢余液提供给产氢产乙酸菌和产甲烷菌进行产甲烷发酵,使小分子有机酸及醇类等物质继续代谢生成甲烷;结果显示牛粪产氢产甲烷联合发酵的能源转换效率为28.15%,明显高于牛粪产氢发酵的(9.76%)以及牛粪单独产甲烷发酵的(25.8%);结果表明本实验所建立的产氢产甲烷联合发酵模式能显著提升传统厌氧生物处理的能源转换效率。     

利用沃氏甲烷球菌将CO转化成CH4的研究初报

本实验对沃氏甲烷球菌(M.voltae)利用CO产甲烷进行了初步研究.实验结果表明该菌能利用H2/CO产甲烷,也能利用CO产甲烷.该菌利用H2/CO平均每24小时产甲烷0.76 mL·mg-1(细胞湿重);利用CO平均每24小时产甲烷0.11 mL·mg-1(细胞湿重),仅为H2/CO实验组的1/7.检测中间代谢产物发现该菌在利用CO产甲烷时有中间产物H2和CO2的生成;在利用H2/CO产甲烷时未产生中间产物CO2.     

ABR反应器中颗粒污泥的微生态特性

以葡萄糖和生活污水人工配制的废水对ABR反应器中颗粒污泥的微生态特性进行了研究.研究表明,ABR反应器中呈现出明显的相分离特征,颗粒污泥微生物随反应器隔室不同的微生态环境而有不同的优势菌属.高负荷条件下(反应器前端隔室)的产酸颗粒污泥颗粒大、表面粗糙,其优势微生物为产气杆菌属,而位于反应器中部隔室的产甲烷颗粒污泥结构紧密,表面光滑,其优势菌属为甲烷球菌;低负荷条件下(反应器后端隔室)的颗粒污泥颗粒小、结构较松散,其优势菌属为甲烷丝菌属.据此,分析了ABR中颗粒污泥的形成机理.     

沼液和菇渣多年施用对日光温室番茄生长发育及根际土壤环境的影响

为验证沼液和菇渣多年混合施用对日光温室番茄产量品质和土壤环境的影响提供依据，以“普罗旺斯”番茄为试材，采用单一变量的方法，研究常规施肥栽培（CK）、沼液还田（BS组）、平菇菇渣还田（MR 组）和沼液、菇渣配合施用（BM 组）4个处理在多年栽培下番茄产量、品质与土壤理化性质的变化差异。对比CK，BS、MR、BM 组处理提高了番茄的产量和可溶性糖含量，产量分别增加了19.33%、14.32%和31.49%，增加土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量，改善了番茄种植的土壤环境；BS、MR 和 BM 三组处理提高了真菌群落的多样性，降低了古菌群落的多样性，且BS组和BM组较CK和MR组差异更加显著。沼液或者菇渣和沼液配合施用，不仅能提高番茄的产量，而且在一定程度上可以改良土壤基本理化性质，改变番茄根际土壤中微生物群落结构，促进作物对养分的吸收和利用。     

阿维菌素对厌氧消化的影响研究

本文研究了阿维菌素(AVM)对厌氧消化的抑制影响。结果表明当AVM浓度为25μg     

黄土高原中国沙棘克隆种群高度结构动态

为了解黄土高原中国沙棘种群演替规律,以人工林为材料、以高度替代年龄为手段,采用＂空间差异代替时间变化法＂和＂样地编年序列法＂对种群结构类型及其动态进行分析。结果表明：种群高度结构可划分为增长型、稳定型和衰退型,种群结构动态遵循增长型、稳定型、衰退型、恢复型、增长型的顺序变化过程。上述结果与种群年龄结构动态分析一致,两者都揭示了中国沙棘通过林窗更新恢复种群结构稳定性这一特殊而重要的事实。其中,克隆种群结构由增长型经过稳定型发展到衰退型,这一过程符合阳性树种的普遍演替规律。而在衰退型种群中,中国沙棘通过克隆繁殖调节恢复增长型种群结构则体现了克隆植物的特殊性。同时,克隆种群稳定性恢复的实现与克隆植物独有的＂生理整合＂及＂觅养行为＂等优越性密切相关。     

二相UASB反应器中产酸颗粒污泥和产甲烷颗粒污泥的物理性质和化学成分

本文对二相UASB反应器中产酸和产甲烷颗粒污泥的物理性质和化学成分进行了初步的研究。结果表明:(1)二种颗粒污泥均具有良好的沉降性能,并且产酸颗粒污泥的湿密度、强度和稳定性均优于产甲烷颗粒污泥。(2)二种颗粒污泥的表面元素基本相同,但内部Ca,Si含量相差较大,并且均未发现有FeS存在。(3)产酸和产甲烷颗粒污泥中胞外多聚物(ECP)的含量分别为0.57％和1.46％(以污泥干重计)。ECP中的主要成分为糖和糖醛酸。     

垃圾填埋场的厌氧降解作用及其微生物类群

垃圾填埋场中微生物种类和数量与垃圾的降解有密切关系。本文综述了填埋场内垃圾降解的影响因素，分析了其中微生物种类和数量及其相互关系，提出了甲烷细菌的活性指标，得出了以下结论：在填埋场内，甲烷八叠球菌是优势菌种，辅酶Ｆ４２０可以作为甲烷细菌的活性指标。     

厌氧消化过程微生物生态系统的建模与生态规律的研究

厌氧消化过程的有效性依赖于微生物种群结构的完整性及其生态关系的平衡性。本文选择水解发酵菌、产氢产乙酸菌和产甲烷菌组成微生物链；提出了全混合式反应器条件下具有二阶生长速率的三菌群系统生态模型；判别了模型的三类平衡点及其稳定性；讨论了各类菌群生长历程、稳定速率及其与系统稀释速率的关系。     

Web零件库服务平台的开发

为了帮助企业之间有效地共享设计资源并展开协作，在网络化制造环境下，结合ASP服务模式下零件库的特点，运用系统的方法，对零件库服务平台的B／S体系结构、数据层的建模、在线建库方式和关键技术进行了研究，并开发了实际应用系统。     

长链脂肪酸对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响及其相互作用研究

采用间歇培养实验研究了辛酸、癸酸和月桂酸等三种长链脂肪酸对UASB反应器厌氧颗粒污泥产甲烷活性的毒性，以及癸酸对辛酸和月桂酸抑制作用的影响。结果表明，辛酸、癸酸和月桂酸对UASB反应器厌氧颗粒污泥的产甲烷活性有严重抑制，对厌氧颗粒污泥最大比产甲烷活性产生50%抑制的浓度(IC     

砒砂岩地区人工沙棘群落结构及多样性分析

针对砒砂岩地区困难立地生态恢复与合理利用问题,选取2～10a的沙棘人工林为研究对象,对不同林龄群落结构及植物多样性进行比较研究.结果表明:砒砂岩地区人工种植沙棘后,随着沙棘林龄的增长,植物种类逐步增加.在造林初期,林下草本植物以一年生且旱生的植物地蔷薇为优势种群;造林3a后,以多年生植物赖草、阿尔泰狗娃花为主要优势种;...