环境监测中的细菌培养基物质代谢及优化方法

在环境监测和水处理过程中,许多指标需要通过细菌培养才能获得。细菌培养基作为细菌生长的主要基质,可为培养细菌提供必需的营养成分。在对细菌培养基中主要营养物质的代谢进行分析的基础上,论述了正交试验法、响应面试验法和均匀设计法等三种优化细菌培养基的研究方法。     

大肠杆菌在饱和砂土中的运移及其模拟

细菌在土壤中的运移与农业、工业、环保、水资源保护等领域密切相关.从地下水的细菌污染、垃圾处理、污水灌溉到细菌对有机污染物的携带运移、根层病害的生物防治、原位生物修复和污染物的生物降解、提高采油量和冶炼率等,都与细菌的运移和吸附密切相关.因此,人们对细菌在土壤中的运移进行了大量试验研究[1,2],如发现土壤颗粒的特性、土壤溶液的组成、离子强度、pH等都影响细菌在土壤中的迁移;建立了数学模型来定量描述菌在土壤中的运移[3～5],其中绝大多数是以对流-弥散为基础考虑吸附和解吸过程的机理模型.但Bai等[5,6]认为细菌在土壤中运移时还存在不可逆的滤除过程,并用一级动力学反应来表示该过程.     

恩诺沙星对小型模型水生态系统中底泥微生物的影响

兽药在环境中的行为及其生态效应已成为目前生态毒理学研究的热点之一。恩诺沙星是畜禽养殖业中广泛应用的抗菌药物,它可随畜禽排泄物进入环境,对环境生物产生影响。为对恩诺沙星的生态安全评价提供依据,利用小型模型水生态系统研究了恩诺沙星在其中的降解及其对底泥微生物数量的影响,于室外大棚以自然发生法构建了小型模型水生态系统（水生微宇宙）,培育2个月待其稳定后用于试验研究。试验设恩诺沙星0．02、0．05、O．1、0．2和0．5mg·L^-1 5个浓度系列,1个空白对照。结果表明,试验初期恩诺沙星在模型水生生态系统中的消失速度很快,随时间推移消失速度逐步减慢,并且在低浓度时维持较长的时间;初始浓度越高,恩诺沙星在低浓度时维持的时间越久。在试验浓度范围内,恩诺沙星对淤泥中的好氧细菌、真菌、放线菌、氨化细菌和硝化细菌的数量均无显著影响。     

石油污染土壤的生态风险评价和生物修复Ⅲ.石油污染土壤的植物—微生物联合修复

在对石油污染土壤理化性质和微生物数量研究的基础上,通过接种含石油降解菌的菌剂、添加营养、定期翻动以及栽种植物等方式对其进行了修复。试验表明,添加氮磷等营养后,土壤中的烃降解菌明显增加,石油降解速率显著加快,但接种菌剂以及定期翻动对降解率没有显著影响。在修复试验进行到120 d后,对部分处理进行了植物修复。试验表明栽种狼尾草后,土壤中石油降解速率显著加快,生物毒性明显降低。另外,试验结束后对土壤中的总DNA进行了提取和基于16S rDNA V3区的PCR-DGGE研究。结果表明,经过修复处理改变了土壤中优势细菌的群落结构,使土壤细菌多样性增强。     

生物有机肥中磷细菌对难溶性磷的有效化研究

通过土壤盆栽试验，在生物有机肥中加入固氮菌、磷细菌、硅酸盐细菌等有益微生物并与磷矿粉混合施用来栽培玉米，研究其中的磷细菌对土壤中难溶性磷的有效化作用。结果表明，在不施肥、施用磷矿粉、含磷细菌生物有机肥、不含磷细菌生物有机肥4个处理中，处理3更能促进玉米的生长、增加植株体内NPK养分的积累，特别是在肥力较低的土壤上表现更为显著。处理3也提高了土壤中的速效磷养分含量。     

黄土高原不同植被坡地土壤微生物区系季节性变化

应用稀释平板法对夏季和秋季黄土高原不同植被坡地土壤0~20 cm土层的细菌、真菌和放线菌的分布特征进行了研究。结果表明:(1)该区域不同植被下土壤中微生物总体比较丰富,数量差异较大,排序为刺槐林地>荒坡地>柠条林地>苜蓿地>耕地;同一植被下各类菌群数量排序为细菌>放线菌>真菌。(2)夏季微生物在土壤中的总量明显比秋季多。(3)秋季土壤中的真菌数量比夏季有明显的增长趋势;夏季土壤中细菌数量比秋季土壤中细菌数量多。     

硝酸盐及其氮、氧同位素最新分析方法-细菌反硝化法

细菌反硝化法是一种用于测定环境样品硝酸盐及其δ^15 N和δ^18O的新方法,广泛用于NO 3^-来源及其转化过程相关环境生态研究。为了推进相关应用研究,本文系统介绍了细菌反硝化法的原理、特点和一般分析步骤,着重讨论了分析过程中的质量控制环节和试验要点,给出了分析相关计量关系及结果标定和校正公式。     

抗生素在甘蓝类蔬菜小孢子胚胎发生中的双重作用

为克服甘蓝类蔬菜游离小孢子培养中的细菌污染,以1个青花菜纯合系和2个结球甘蓝纯合系为试验材料,研究培养基中分别添加2种抗生素——头孢噻胯和羧苄青霉素对小孢子培养中细菌污染、胚胎发生和胚植株再生的影响。结果表明,2种抗生素的添加(25、50、100、200 mg·L~(-1))能够显著降低小孢子培养中的细菌污染;50 mg·L~(-1)头孢噻胯和羧苄青霉素的添加显著促进了结球甘蓝、青花菜胚胎发生和植株再生频率;抗生素处理高于50 mg·L~(-1)时,小孢子死亡率升高,同时小孢子的发育受到抑制。本研究报道了抗生素在小孢子培养中的双重作用,尤其是对于胚胎发生的促进作用,这对加快单倍体育种进程具有重要意义。     

焚烧秸杆对土壤有机质和微生物的影响研究

采用直接灼烧法和稀释平板法研究了焚烧秸杆对土壤有机质和微生物的影响。结果表明:焚烧秸杆使土壤有机质减少16.56%;土壤微生物中的细菌、放线菌和真菌分别减少了85.95%、78.58%和87.28%。     

辐照对脱水蔬菜细菌ATP生物发光检测的影响

以4种脱水蔬菜为对象,研究ATP生物发光法检测辐照处理脱水蔬菜样品的含菌量时,ATP生物发光强度与细菌含量不一致的原因.结果表明:辐照对样品的本底发光无明显影响,也未改变荧光素酶发光系统的光谱;电离辐射在杀灭样品中细菌的同时降低了细菌体内ATP酶的活性,使死亡细菌中的ATP不能随细茵的死亡而降解,并从死亡细茵体内扩散出...     

黄顶菊入侵对土壤磷细菌多样性的影响

采用选择性培养基和rep-PCR聚类分析等手段,通过盆栽试验,研究了入侵植物黄顶菊对土壤中磷细菌多样性的影响。结果表明,黄顶菊入侵后增加了土壤中无机磷和有机磷细菌的数量,入侵后其数量分别为入侵前的1.17倍和1.08倍。rep-PCR基因指纹分析结果显示,黄顶菊入侵前土壤磷细菌包含19个聚类群,其中无机磷细菌10个聚类群,有机磷细菌9个聚类群;入侵后土壤磷细菌包含22个聚类群,其中无机磷细菌11个聚类群,有机磷细菌11个聚类群。多样性分析结果表明,黄顶菊入侵后土壤中无机磷细菌的丰富度指数、香农-威纳多样性指数分别为11和2.369,高于入侵前的10和2.303;有机磷细菌的丰富度指数、香农-威纳多样性指数分别为11和2.398,高于入侵前的9和2.197,而2种细菌的物种均匀度指数基本不变。本文从土壤微生态学的角度初步探讨了黄顶菊入侵对土壤微生物群落中磷细菌的影响,为进一步研究黄顶菊入侵的地下化感机制和竞争机制提供一定的理论依据。     

车前草根际土壤细菌的筛选鉴定与功能初探

从车前草(Plantago asiatica L.)根际土壤中筛选发现潜在的具有活硒能力、抑镉能力或二者能力兼之的细菌菌株。首先,采用稀释涂布平板法从车前草根际土壤中分离纯化出耐硒耐镉细菌;将分离得到的耐硒耐镉细菌进行16S rRNA基因鉴定;然后,利用土壤固体培养基对细菌进行培养,并用氢化物发生原子荧光光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法分别测定不同细菌对应土壤的有效硒和有效镉,计算出菌株活硒率和抑镉率;最后,初步评价菌株对土壤硒或镉活化或抑制的能力。试验结果从车前草根际土壤中分离鉴定二级细菌8株,其中活硒率超过100%的菌株有CQC-3、CQC-8、CQC-11、CQC-12,抑镉率超过20%的菌株有CQC-7、CQC-8、CQC-12、CQC-13,活硒抑镉能力兼具的菌株有CQC-8和CQC-12,此研究结果为后续解决土壤和植物硒镉伴生问题、活硒抑镉机理研究和菌剂的开发提供基础资料。     

光合细菌对罗非鱼塘中水质和生态的影响

研究了在罗非鱼池塘养殖过程中投以光合细菌后，对池塘水质及水中微生物种群数量的变化影响，通过2个试验组和2个对照组进行为期半个月的试验。试验结果表明：（1）投放光合细菌的池塘中，光合细菌种群由少到多不断地增长，并且形成优势种群；（2）投放光合细菌后，对降低水中COD、氨氮，提高亚硝酸态氮等有一定的效果；（3）但是对水中溶氧、pH值、硝酸态氮等的变化并没有起太大的作用。     

放牧对羊草草原土壤氮素循环的影响

研究了放牧对内蒙古羊草草原土壤中N素分解细菌以及固N作用、氨化作用和硝化作用的影响,结果表明,轻度放牧使土壤中4类N素转化细菌的数量显著增加,也显著加强了土壤中的固N作用、氨化作用和硝化作用。促进了土壤中的N素循环;随放牧强度的增加,重度放牧则导致草原土壤中4类N素转化细菌数量均显著降低。显著抑制土壤中的固N作用和氨化作用,会阻碍土壤中的N循环的进程。放牧强度对N素转化细菌以及N循环中的固N作用、氨化作用和硝化作用的季节性变化规律无明显影响。     

木醋液及炭醋肥对设施土壤微生物数量及相关性的影响

本文通过田间小区试验,研究连续施用木醋液和炭醋肥对设施菜地土壤微生物数量的影响,为设施土壤改良提供科学依据。采用微生物培养法研究木醋液及炭醋肥施入设施土壤中对5茬蔬菜生长期间土壤细菌、真菌、放线菌、自生固氮菌、纤维分解菌和无机磷细菌数量的影响,并对不同类群微生物数量进行相关性分析。结果表明:设施土壤中施入木醋液和炭醋肥能够显著或极显著地增加土壤细菌、放线菌、自生固氮菌、纤维分解菌和无机磷细菌数量,减少真菌数量。二者的施用还能增强设施土壤不同类群微生物数量间的相关性;自生固氮菌和纤维分解菌呈极显著的正相关,无机磷细菌与其他类群之间的相关性存在处理间差异。相比对照,炭醋肥增加了土壤细菌、放线菌、自生固氮菌、纤维分解菌和无机磷细菌数量分别为23.9%、22.5%、72.5%、4.3%和46.9%;木醋液分别增加了11.3%、11.2%、66.7%、2.6%和24.9%;炭醋肥和木醋液施用后真菌数量分别减少了40.9%和54.9%。因此炭醋肥的施用效果优于木醋液,但是二者的连用超过3茬则无显著影响。     

两种土著食细菌线虫对五种细菌的取食偏好及相关机制

食细菌线虫通过取食细菌改变土壤微生物的活性和群落结构从而影响土壤生态系统功能,而食细菌线虫取食细菌存在选择偏好。本试验通过设置"自助餐"式平板培养试验,研究了2种土著食细菌线虫(拟丽突属线虫和中杆属线虫)对5种细菌的活菌体、灭活菌体及菌体分泌物的取食偏好,以为进一步揭示土壤生态系统中食细菌线虫与细菌相互作用关系奠定基础。研究结果显示:拟丽突属和中杆属线虫对活菌体的取食偏好基本一致,均对G-菌具有偏好,其偏好顺序为:荧光假单胞菌大肠杆菌贪噬菌解淀粉芽孢杆菌巨大芽孢杆菌。拟丽突属线虫对5种细菌分泌物的辨识和取食不存在选择性偏好,从而使其对活菌体及灭活菌体的取食偏好顺序基本一致;而中杆属线虫对活菌体及灭活菌体的取食偏好存在显著差异,这可能与中杆属线虫对5种细菌分泌物的辨识和取食具有选择性偏好有关。细菌分泌物对中杆属线虫的取食偏好机制还有待进一步研究。     

光合细菌在模拟试验中净化水质作用的研究

本研究通过模拟试验，应用光合细菌，测定在不同处理条件下水质中ＮＨ３－Ｎ、ＣＯＤ、ＤＯ变化情况，表明光合细菌在净化养殖环境中的水质方面有一定效果，为光合细菌在水产养殖方面进一步推广应用打下了理论基础。     

光合细菌减少蔬菜中Pb、Cd及呋喃丹污染的研究

采用盆栽试验,对Pb、Cd及呋喃丹复合污染的不同土壤样品施加光合细菌,研究其对不同蔬菜中污染物含量及富集系数的影响。结果表明,土壤样品施加光合细菌液后,试验蔬菜中呋喃丹均未检出,南瓜、丝瓜、西葫芦中铅和镉均未检出;其它蔬菜中Pb的超标倍数降低近10倍,Cd的超标倍数降低近100倍;蔬菜中Pb的富集系数基本均降低10倍,Cd的富集系数基本均降低100倍,呋喃丹均未富集。污染土壤施加光合细菌种植的蔬菜,瓜类蔬菜(南瓜、丝瓜、西葫芦)中Pb、Cd达到蔬菜污染物限量标准(GB 14935-94和GB 15201-94);试验蔬菜中呋喃丹均达到蔬菜污染物限量标准(GB 2763-2005)。试验表明,光合细菌能明显降低蔬菜对土壤Pb、Cd及呋喃丹吸收能力,有效地保证瓜类蔬菜食品安全性。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤细菌群落多样性的影响

为了研究黑土长期定位试验原状土整体搬迁对土壤细菌群落结构多样性的影响,采用PCR-DGGE及其特异性条带克隆测序的方法,对同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年土壤细菌群落结构进行研究。结果表明:细菌DGGE图谱中搬迁前后两个土层不同处理所有样品之间具有相似性,进一步对细菌DGGE图谱进行聚类分析可得,细菌群落结构在两个土层各处理中搬迁前后变化不大。再对细菌DGGE图谱主成分分析结果可得,在0~20 cm土层细菌各处理的分布虽然搬迁前和搬迁后产生分异,但在搬迁前后两年中处理间的分布规律相似,在20~40 cm土层搬迁前和搬迁后细菌的MNPK和NPK处理分布规律发生了变化。研究说明,搬迁前和搬迁后土壤中细菌群落结构受到耕作方式、植被类型、土壤肥力等的影响远大于搬迁的扰动影响影响。     

油松单根抗拉试验数据的降噪分析

林木单根抗拉试验数据经常受到试验环境背景、仪器随机误差、人为操作等各类噪声污染,对根系抗拉力学特性的分析结果影响很大。为了提高根系抗拉力学特性的分析精度,需要对试验数据进行预处理。尽管小波降噪理论日渐成熟,但其在林业根系固土机制研究方面的应用并未得到推广。应用小波变换对油松250标距的单根抗拉试验数据进行降噪研究,分别采用到的降噪研究方法有:3～31点平滑法、非线性小波硬阈值(Hard)法、固定阈值(Fixed)法、最大最小阈值(Mini-max)法及Rig.Sure阈值(sure)法。结果表明:各种窗口宽度的平滑法中,9点平滑法被证明降噪效果更为显著;而基于小波变换的Rig.Sure阈值法能够更为有效地降低试验数据中的噪声信号,保留有效信息,提高试验数据的质量及分析能力。