常温秸秆还田菌群的筛选及分解稻秆特性研究

【目的】对一组人工构建的常温(28℃)菌群的分解能力及分解性质进行研究,以获得常温下能够分解秸秆的微生物群及人工加速秸秆还田的分解技术。【方法】以多年堆积的稻草腐烂物为菌源,用改良的Mandels培养基经长期富集培养和定向驯化获得一组稳定的纤维素分解菌群。以标准的纤维素酶活性测定方法对分解过程中酶的活性进行评定,利用气质联机测定分解后的挥发性产物,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测分解过程中菌种动态变化。【结果】5d后稻秆总减重量达到39.6%,在培养基占总体积1/5、pH=6、培养第5天时纤维素内切酶(CMC)活性表现最高,达到14IU·ml-1;培养过程中发酵液中有10余种挥发性产物,且不同时期产物的种类和浓度变化很大,从DGGE图谱发现在培养不同时期菌种组成有很大差异,通过各条带近缘种16s rDNA扩增信息构建系统树可见,各条带近缘种分别归属Clostridium、Brevibacillus、Bartonella、Bacteroidetes4个属。【结论】常温纤维素分解菌群能够加速稻秆分解。     

Dynamic Changes of Microbial Community for Degradation of Lignocellulose

Dynamic changes of a microbial community for lignocellulose degradation were explored in details. Community composition and development were investigated by the means of denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE）, and results showed that the microbial community was constituted of 14 kinds of bacteria and presented the fluctuation in some degrees with fermentation. Furthmore, the result of cluster analysis of DGGE pattern was accordant with growth curve, and the degradation process was divided into three stages： initial stage （0-12 h）, intermediate stage （24-144 h） and end stage （144-216 h）.     

棉秆纤维素降解复合菌系的筛选及其分解特性研究

[目的]从自然环境中筛选降解棉秆的纤维素分解复合菌系,以降解棉秆中的纤维素.[方法]采用PCS培养基,从牛粪、土壤、羊的瘤胃液和发酵粪中筛选纤维素分解复合菌系,通过连续继代培养,获得相对稳定的复合菌系,再获得粗酶液,测定三种酶活(CMC、FPA、纤维二糖酶)和酶解效果.[结果]牛粪的降解纤维素复合系,酶活分别为CMC 11.95 U/mL、FPA 8.29 U/mL、纤维二糖酶11.03 U/mL,产酶动态变化在4～5d酶活性比较高,确定发酵周期为5d,pH值先上升后下降,在发酵的4～5d,pH值相对较高,以后开始下降,维持稳定,呈现弱碱性.[结论]来自牛粪的纤维素降解菌降解能力最强,降解棉花秸秆效果较好,棉秆失重率为18;,糖化率为19.39;.     

养猪发酵床微生物宏基因组基本分析方法

养猪微生物发酵床分解猪粪、消除恶臭,将猪粪形成生物菌肥,实现了养猪污染的微生物治理和猪粪的资源化利用,微生物起到关键作用。然而,关于发酵床微生物群落的种类、数量、结构等方面系统研究鲜见报道。课题组采用高通量宏基因组学方法,系统地开展了微生物发酵床的微生物组研究,揭示不同空间、不同深度、不同发酵程度、不同垫料组成、不同季节发酵床中的微生物组成及其区系演替规律。本文就相关的宏基因组测序的样本采集、样本处理、测序原理、分析模型、数据统计、结果表述等分析流程和方法进行了归纳,阐明微生物组操作分类单元(OTU)鉴定,物种累积曲线,核心微生物组,种类丰度主成分分析,种类秩-多度曲线,物种组成丰度柱状图、热图、星图等分析的原理与方法,列举微生物组种类复杂度α-多样性分析、β-多样性分析、种类显著性差异LEfSe分析,冗余分析等实例,为深入研究发酵床微生物群落提供了完整的分析思路和范例。     

一组高温高效纤维素分解菌群的筛选及功能特性研究

从木质纤维材料堆肥样品中驯化筛选出一组高温型纤维素分解菌群N6,对其纤维素分解功能特性进行了研究.结果表明,N6培养体系的pH稳定在6.4～8.0之间,降解纤维的适宜温度为50～ 60℃,最高纤维素酶活(CMCase)为0.83 IU/mL;在50℃下,N6在4d内可使滤纸降解90.0％以上,6d内可使玉米秆粉或稻草粉分别降解75.0％和86.4％,9d内可使玉米秆粉或稻草粉分别降解失重79.0％和90.4％,对木薯渣的降解率也在30.0％以上.可见,N6具有降解天然木质纤维的高活性,是可应用于木质纤维材料生物转化的优良菌群.     

土壤微生物群落表征中磷脂脂肪酸(PLFA)方法研究进展

土壤是生物圈的主要成员之一,而土壤微生物群落被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,指示土壤质量变化。磷脂脂肪酸(PLFA)方法是一种新兴的用来表征微生物群落结构的方法,已在土壤微生物学研究中得到广泛应用。对其研究进展进行了综述。     

蓝藻水华暴发与水体细菌关系的研究进展

近年来随着高密度集约化养殖的迅猛发展,营养物质的高投入导致了养殖水体自身污染严重,使得蓝藻频繁爆发,不仅严重破坏水体生态系统结构而且产生毒素威胁人类健康。蓝藻又称蓝细菌(Cyanobacteria),是一类能进行产氧性光合作用的大型原核微生物,其细胞结构和代谢机理与真核藻类截然不同。了解富营养化水体的细菌群落结构及其演替规律是研究蓝藻水华形成机理的核心。     

玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20的菌种组成及降解稳定性

【目的】探索不同温度及pH条件对玉米秸秆低温高效降解复合菌系的玉米秸秆分解稳定性及菌群结构稳定性的影响,完善菌系培养方法,促进其应用开发利用。【方法】以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象,在10℃条件下连续继代培养45代、不同温度和pH条件下连续继代培养15代,分别获得多组不同代数（F）、不同温度（T）和pH（P）条件下的菌系。测定各复合菌系发酵液pH、玉米秸秆降解率及纤维素酶活,评价复合菌系的玉米秸秆分解稳定性;利用PCR-DGGE技术结合主成分分析法对菌群组成结构的稳定性进行研究。【结果】在10℃条件下经连续继代培养40代和在温度4-30℃、pH 6.0-9.0条件下继代培养获得的不同复合菌系发酵液pH均随发酵时间的延长趋近中性;玉米秸秆降解率在27.59%-32.53%,除F40显著高于F5外,其余无显著差异;纤维素酶活性呈高代菌系大于低代菌系,温度4-10℃和pH 6.0-9.0条件下,对复合菌系产酶有促进作用,纤维素酶活为1.34-1.84 IU·mL^-1;复合菌系的纤维素酶在较低的温度和较宽的pH范围内具有良好的温度和pH稳定性,酶促反应温度15-30℃和pH 4.0-9.0内仍保持80%以上的纤维素酶活力;复合菌系F5-F45、T4-T30和P6.0-P9.0的DGGE条带差异不显著,表明菌系的菌种组成稳定;而在偏酸（pH=4、5）和偏碱性（pH=10）条件下继代培养,复合菌系秸秆降解率和纤维素酶活均显著降低,菌种组成发生变化,进而影响性质与功能稳定性。PCR-DGGE共检测到18个条带,其中关键菌株分别为Bacillus licheniformis、Azonexus hydrophilusd、Azospira oryzae、Arobacter cloacae、Cellvibrio mixtus、Bacillus tequilensis、Clostridium populeti subsp. Mixtus和Clostridium xylanolyticum。【结论】复合菌系GF-20在温度4-30℃、pH 6.0-9.0条件下经过多代继代培养,仍然保持了较高的玉米秸秆分解活性和菌种组成稳定性,具有良好的应用前景。     

包埋-脱水法常温和低温下保存盐生杜氏藻的研究

用包埋-脱水法在常温和低温保存盐生杜氏藻（Dunaliella salina）,探讨了温度、光暗和含水量等因素对存活率的影响。结果表明：盐生杜氏藻在4℃下保存6个月后的最高存活率达到54．4％。保存后的藻细胞经过恢复培养后,其生长力可达到保存前的水平。包埋-脱水法操作简单,无需复杂设备,在藻类种质的中期保存中有广阔的应用前景。     

鸡蛋在常温下涂膜保鲜研究

经过氧乙酸浸泡消毒或沸水中瞬间（５～７ｓ）消毒后,用液体石蜡、凡士林、聚乙烯醇配成的不同涂膜剂对鸡蛋进行了涂膜保鲜研究。结果表明,无论先经过氧乙酸浸泡消毒或沸水中瞬间消毒,用加有５０ｇ·Ｌ－１凡士林的液体石蜡混合涂膜剂涂膜后保鲜效果最好,在２５℃、８０％～８５％相对湿度条件下存放,经９０ｄ鸡蛋仍保持新鲜,失重率仅为２．６２％或２．３８％．     

不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落结构的差异

【目的】研究不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落多样性变化规律,探索高度集约利用下土壤质量退化的根本原因和机理,为设施菜地土壤可持续利用提供理论参考。【方法】采集江苏省常熟市由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a、6 a和10 a等3个不同年限0-20 cm表层土壤,以周围种植水稻/小麦的农田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质、微生物量和微生物群落多样性等指标。【结果】由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a的土壤微生物活性较强,养分含量较高;种植6 a后微生物活性明显降低,速效养分含量积累。种植年限从3 a到10 a,速效氮含量升高66.1%,速效磷含量升高97.2%。种植3 a以内pH接近中性,而种植6 a以上pH降低至酸性。土壤微生物量碳和微生物商在种植3 a均最高,种植6 a和10 a后显著降低。微生物群落的碳源利用指纹（BIOLOG）分析表明,种植3 a平均吸光值（AWCD）和微生物多样性指数（Shannon、Simpson和McIntosh）均最大,对碳源的利用能力最强,种植6 a和10 a明显降低,其中AWCD和Shannon指数分别比种植3 a降低了96.1%、15.4%和89.7%、17.6%。磷脂脂肪酸（PLFA）分析表明,种植3 a PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量均最大,而种植6 a和10 a以上指标均明显降低,其中,种植10 a土壤的PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量分别比种植3 a降低27.4%、21.8%、42.7%、49.4%（P＜0.05）。【结论】随着设施菜地种植年限增加,土壤微生物量和群落结构发生了明显变化,设施菜地种植3 a土壤微生物活性和群落结构稳定性明显增强,而种植6 a以上土壤微生物活性和群落结构稳定性明显降低,土壤生物质量显著退化。     

番茄涂膜常温保鲜的研究

对常温条件下番茄涂膜保鲜进行了研究，结果表明：经涂膜处理的番茄总酸度、总糖和Vc与新鲜番茄接近，呼吸强度有所下降，果实硬度良好，失水率小，番茄涂膜具有良好的保鲜效果。     

有机种植对麦田土壤微生物群落影响

以麦田土壤微生物为研究对象,利用平板计数、微平板法(BIOLOG-ECO)、聚合酶链式反应与变性梯度凝胶电泳联用技术(PCR-DGGE)探究有机种植方式对麦田土壤微生物群落的影响。平板计数结果表明,在各土层中细菌数量最多,约为1.1×107 CFU/g。BIOLOG-ECO测定结果表明,有机种植表层土样中微生物活性最高,其252h平均颜色变化率(AWCD)达0.68,有机种植较之常规种植能够显著增加土壤微生物群落多样性(P0.05)。在麦田中施用有机肥初期可以提高表层土壤微生物利用碳源的能力。PCR-DGGE结果表明,有机种植的条带数明显多于常规种植,有机种植麦田中细菌种群更为丰富,有机种植可以增加土壤细菌多样性,且不同土层细菌多样性存在差异。对DGGE条带进行了测序分析,常规种植主要优势菌群归属为马赛菌属(Massiliasp.),有机种植中则是埃希氏杆菌属(Escherichiasp.)和志贺氏杆菌属(Shigellasp.)。综上,有机种植可丰富麦田土壤微生物群落,增加土壤微生物多样性。     

转Bt基因玉米秸秆发酵对微生物菌系SFC-2的影响

当前,利用生物基因工程技术将外源抗虫基因导入玉米,使玉米自身产生抗虫蛋白而达到抗虫目的成为可能。为了明确转基因玉米携带Bt蛋白参与微生物发酵的安全性与效应,利用乳酸菌复合系SFC-2对转Bt基因及非转基因玉米秸秆进行接种,通过对发酵过程的pH变化、纤维素降解率、分解产物定性定量分析、Bt毒蛋白含量进行全程检测,并采用DGGE(变性梯度凝胶电泳)方法在分子水平上对发酵过程中的微生物遗传物质进行监测。结果表明,乳酸菌复合系SFC-2对转基因与非转基因玉米进行接种并发酵后,4种玉米秸秆的气味具有甜酸香味、色泽好、质地松散,且pH符合发酵饲料的要求;发酵体系中pH变化情况没有显著差异;可溶性糖含量变化无显著差异;气质联机分析表明,转Bt基因和非转基因玉米秸秆发酵过程中发酵产物种类无差异,乙醇、乙酸、乳酸及甘油产生量无显著差异;转Bt基因玉米在发酵过程中秸秆的毒蛋白含量呈现不断下降的趋势。本研究结果为转Bt基因玉米的合理利用和安全性评价提供了初步依据。     

自然堆肥过程中微生物群落的动态变化

[目的]研究堆肥中微生物群落的动态以揭示整个堆肥过程中的物质转化规律、腐熟度进程。[方法]通过两次自然堆肥试验,采用平板培养计数法对自然堆肥过程中微生物区系的动态变化进行了研究。[结果]结果表明,在自然堆肥过程中微生物的生长受温度影响很大,随着温度变化微生物在数量上遵循高一低一高的变化规律。在整个堆肥过程中细菌在数量始终占优势地位,放线菌次之,霉菌数量最少。[结论]在堆肥的起始期、高温期、降温期可以补充适合的微生物菌种来达到提温、维持高温、分解纤维素从而达到加速堆肥进程缩短堆肥周期的目的。     

设施栽培对土壤化学性质及微生物区系的影响

 对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样,研究不同种植年限对设施土壤养分状况和土壤微生物区系的影响。结果表明,土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量随大棚种植年限的增加而逐渐增加;随大棚种植年限的增加,土壤盐分、有机质含量呈先增加后降低再升高的趋势,其中以种植6年左右的大棚土壤盐分、有机质含量最高;土壤pH则是随着种植年限的增加缓慢降低。由田间栽培改为设施栽培后增加了土壤微生物数量,随大棚种植年限的增加,土壤细菌、放线菌、微生物总数和B/F比值先增加后降低,真菌数量持续增加而微生物多样性指数和均匀度指数持续降低。研究结果表明由田间栽培改为大棚蔬菜保护地后,设施栽培初期,土壤生态环境较好,种植6~8年以后,土壤盐分累积、养分富集和土壤酸化严重,导致土壤微生物区系失调,微生物多样性和均匀度显著下降,土壤质量的稳定性和可持续利用性大大降低。     

农田栽参根区土壤微生物结构特征的研究

为了了解农田栽培人参对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)测定了1、2、3、4、5年生农田栽参根区土壤微生物量的活性部分,分析了群落结构的变化。结果表明:农田栽培人参根区土壤以i15∶0,a15∶0,16∶1ω9c,16∶0等4种PLFAs占有优势地位;农田栽参根区土壤微生物总量和细菌生物量具有相同的降低趋势,均低于对照,且2年生降低的幅度最明显;真菌生物量和放线菌生物量具有相同的增加趋势,与对照相比均有增加,但增加的比率相差明显,真菌增加的幅度明显,接近10倍,放线菌虽有增加,但幅度微弱。真菌占总生物量的比率迅猛增加,是农田栽参土壤微生物群落结构变化的主要特征。     

不同保鲜膜对元帅苹果常温贮藏效果的影响

为延长苹果贮藏时间,以元帅苹果为试材,研究了3种不同参数保鲜膜包装对苹果常温贮藏效果的影响。结果表明:保鲜膜包装元帅苹果与对照相比,可以延缓可溶性固形物、可滴定酸含量、硬度以及失重率的下降,并对细胞膜渗透率也有一定的控制作用。在3种保鲜膜中,保鲜膜2的贮藏效果要好于保鲜膜1和3。但使用保鲜膜包装贮藏果实,乙烯浓度会大幅度增加,对贮藏不利。     

漳平市天然次生阔叶林群落特征

应用群落生态学方法 ,对漳平市天然次生林群落特征采用相邻格子法进行调查 ,研究了群落生物多样性、种群结构、空间格局 .结果表明 :群落物种丰富 ,乔木层、灌木层相对于其它各层的多样性指数、丰富度和优势度指数均较大、均匀度较小 .群落中主要建群种 :米槠、毛栲的种群分布格局为均匀分布 ,木荷、石栎的种群分布格局为聚集分布 ,栲树、绒楠的种群分布格局为随机分布 .该群落处在发展阶段 ,尚未稳定 ,应继续封护 ,促进群落的自然演替     

生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性的影响

在温室盆栽条件下,利用Biolog微平板技术,研究玉米施用无机复混肥、有机无机复混肥和生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性的变化。结果表明,不同施肥处理土壤微生物群落AWCD、Shannon多样性指数(H)和Shannon均匀度指数(E)以生物复混肥处理最高,CK处理最低;土壤微生物群落利用6类碳源的能力随玉米生长期的延长而降低,但是中后期各处理的土壤微生物对6类碳源的利用率差异不显著,土壤微生物利用的碳源主要是糖类、多胺类、氨基酸类和多聚物类。土壤微生物群落主成分分析表明,不同处理土壤微生物碳源利用特征出现分异:生物复混肥处理主要分布在第1主成分正方向,其他处理主要分布于第1主成分的负方向,起分异作用的主要碳源是糖类、羧酸类和氨基酸类。生物复混肥处理能够提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性,无机肥和CK处理土壤微生物碳源利用特征相似。