甲烷氧化菌的生态学研究方法

甲烷氧化菌以甲烷为其唯一的碳源和能源,在全球大气甲烷平衡中起着重要的作用,同时在污染治理方面具有潜在应用价值。总结了目前甲烷氧化菌的微生物分子生态学检测方法,分析了研究中取得的进展及存在的问题,并指出今后应加强研究的方面。     

柑橘木虱黄龙病菌携带量与其内生菌群相关性

【目的】分析柑橘木虱（Diaphorina citri）体内可能与黄龙病菌（Candidatus Liberibacter asiaticus）互作的内生细菌,为黄龙病菌的人工培养及其病害防控奠定基础。【方法】首先通过传统分离培养方法比较不同地理来源带黄龙病菌（带菌）和不带菌黄龙病菌（不带菌）的木虱中可培养内生细菌的差异。其次将带菌状况不同的木虱分别分为头、胸、腹3部分,经PCR扩增其16S rDNA的V6-V8区,用变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）方法,比较带菌状况不同的木虱内生细菌的差异和木虱不同部位内生细菌的差异。选择3种差异的内生细菌：Bacillus sp.、Salmonella sp.、Enterobacter sp.,在8份带菌状况不同的木虱样品中通过q-PCR分别对其进行实时荧光定量分析,再以总细菌量为校正计算包括黄龙病菌在内的4种细菌的相对含量,数据经LSD检验,以各种细菌相对含量的-lg值作图,先比较同一样品中3种细菌分别与黄龙病菌的相对含量关系,再比较同种细菌在不同样品中的特性,分析3种内生细菌和黄龙病菌的互作关系。【结果】不带菌木虱中可培养内生菌菌落丰富度和菌落形成单位均大于带菌木虱中。在不带菌木虱中共获得14株形态不同的菌株,分属于芽孢杆菌属（Bacillus,3株）、欧文氏菌属（Erwinia,1株）、克雷伯氏杆菌属（Klebsiella,1株）、葡萄球菌属（Staphylococcus,2株）、节杆菌属（Arthrobacter,1株）、泛菌属（Pantoea,2株）、果胶杆菌属（Pectobacterium,1株）、沙门氏菌属等（Salmonella,1株）、链霉菌属（Streptomyces,1株）、Massilia brevitalea（1株）等10个细菌属。在带菌木虱中分得的4株细菌在不带菌木虱中均分离到,分属于克雷伯氏菌属、芽孢杆菌属、果胶杆菌属。其中Dc-11（嗜气芽孢杆菌属）在带菌木虱和不带菌木虱中分离频率均达到100%,表明其为木虱体内常驻细菌;对木虱不同部位（头、胸、腹）内生细菌16S rDNA的PCR-DGGE图谱显示,带菌与不带菌木虱中细菌种群差别明显,带菌状况相同的木虱不同部位之间差别不明显。其中优势条带10 （Wolbachia sp.）、12（Wolbachia pipientis）、13（Syncytium endosymbiont of Diaphorina citri）、14（Uncultured bacterium）、19（Serratia marcescens）、21和22（均为嗜麦芽寡养单胞菌Stenotrophomonas maltophilia）在木虱体内稳定存在,带菌木虱腹部特有优势内生细菌为Enterobacter sp.,木虱中同样也存在次级内生菌Wolbachia。q-PCR的结果验证了所选的3种细菌在前期传统分离培养和16S rDNA-PCR-DGGE中结果的可靠性,同时表明肠杆菌属在8份样品中与黄龙病菌呈正相关关系。【结论】黄龙病菌进入木虱体内会改变木虱内生细菌菌群种类和结构;嗜气芽孢杆菌（B. aerophilus）在柑橘木虱体内稳定存在,为木虱体内常驻菌群;Enterobacter sp.与黄龙病菌带菌量呈正相关,推测其可能与黄龙病菌互作。     

人参根际土壤微生物PCR-DGGE反应体系优化

[目的]优选人参根际土壤微生物的PCR-DGGE反应体系。[方法]以种植1年的人参土壤为材料,利用PCR-DGGE技术,对反应体系中的几种重要参数不同梯度进行了优化研究,包括模板、dNTPs、引物及Mg2+的用量。[结果]最适宜的反应体系为:模板DNA浓度为0.8μg/μl,dNTPs浓度为0.2 mmol/L,引物浓度为0.4μmol/L,Mg2+浓度为1.5 mmol/L。[结论]该方法简便快捷,为进一步研究人参根际土壤微生物多样性奠定了基础。     

浒苔腐烂过程中水体细菌群落结构变化的PCR-DGGE分析

通过生态模拟实验,利用分子生态学技术,对浒苔(Enteromorpha prolifera)腐烂过程中水体细菌群落结构的变化进行了研究。将3.0 kg完全死亡的浒苔置于容积为500 L的实验容器中,定期取水样,进行化学需氧量(COD)、溶解氧(DO)、好氧性异养菌数量测定及细菌种群结构的分析。实验结果表明,随着浒苔腐烂程度的增加,水中的DO呈逐渐减少趋势,COD和好氧性异养菌数量均呈先增加后减少的变化趋势;水体细菌主要由拟杆菌门黄杆菌纲和变形菌门α-、γ-、ε-变形菌纲的细菌组成,其优势菌群在浒苔腐烂不同时期有较大程度的改变,初期黄杆菌纲细菌为主要优势细菌,后期则以α-、γ-、ε-变形菌纲细菌为主要优势细菌。本研究结果为研究浒苔爆发对海洋环境的影响提供了理论依据。     

应用PCR-DGGE技术比较绵羊瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃菌群的多样性

本研究采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术结合DGGE图谱条带的克隆和测序比较了绵羊瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃菌群的多样性,同时对菌群进行了聚类分析和主成分分析。结果表明:绵羊瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃内容物DGGE图谱的平均条带数分别为18、13、16和15条;瘤胃和瓣胃内菌群的多样性指数、均匀度和丰富度均较高,分别为2.83、0.79、17.00和2.82、0.79、16.80,而网胃和皱胃内容物较低,分别为2.52、0.70、12.60和2.73、0.76、15.40;聚类分析结果显示不同胃的内容物菌群具有一定差异,但不同动物个体相同胃的内容物相似性系数均高于0.63;PCR-DGGE图谱中测序的条带大多数归为拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes)细菌、拟杆菌门(Bacteroidetes)细菌、未培养瘤胃细菌(uncultured rumen bacterium)、未培养细菌(uncultured bacterium)和韦荣球菌科(Veillonellaceae)细菌,特异性细菌为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)细菌和瘤胃球菌属(Ruminococcaceae)细菌。结果提示,绵羊4个胃中均含有种类丰富和数量巨大的细菌,且随着消化道部位由前往后的顺序,菌群的多样性呈现先高后降低再升高的趋势。     

沉积物供给对互花米草盐沼的影响

During the past century, natural and human modifications of environmental systems have greatly accelerated coastal salt marsh deterioration and shoreline retreat in many regions worldwide. Field investigation, profile analysis, geographical information analysis, and remote sensing were employed in combination to study the effect of sediment on Spartina alterniflora salt marshes of the coast in Jiangsu Province, East China. The results indicated that the propagation of Spartina alterniflora salt marshes was closely related to regional sediment conditions, especially the supply of fine-grained materials. Additionally, because of the dense and high grass in Spartina alterniflora salt marshes, wave energy and tidal currents were baffled and weaker than those of the adjacent, unvegetated mud flats. Fine sediment was hardly resuspended under the low energy conditions in the Spartina alterniflora salt marshes.     

PCR-DGGE技术分析沼气生物脱硫系统中的优势菌种

文章采用PCR-DGGE技术分析某污水处理厂污泥厌氧消化沼气生物脱硫系统中的优势菌种.测得的16S rDNA序列在GenBank数据库进行检索和同源性分析.结果表明,反应器中有5种优势菌株:Halothiobacillus neapolitanus strain CIP 104769,Thiobacillus sp.ISA11,Sulfurimonas autotrophica DSM 16294,Sulfurimonas sp.RS_Sur15-1,Uncultured bacteriuclone J69-151C-2A.结合DGGE谱图条带亮度,系统中优势脱硫细菌依次为:硫杆菌属的Thiobacillus sp.ISA11,螺杆菌科Sulfurimona属的Sulfurimonas autotrophica DSM 16294,盐生硫杆菌属的Halothiobacillus neapolitanus strain CIP 104769,螺杆菌科Sulfurimona属的Sulfurimonas sp.RS_Sur15-1.     

黄土高原油松根际土壤酶活性及真菌群落多样性研究——以黄龙山林场为例

为了解黄土高原油松林根际土壤酶活性和真菌群落多样性,本研究分析了陕西黄龙县不同样区油松根际土壤脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性,并采用巢式PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究了油松根际土壤中真菌群落多样性。结果表明,该地区油松根际真菌群落相似性较高,但受坡向、海拔、土壤水分及人类扰动等诸多因素的影响,不同样区的真菌群落多样性和土壤酶活性存在差异。油松根际各土壤酶活性均表现出坡顶样地高于坡底样地,阴面样地高于阳面样地,林区路旁样地由于采样环境不同于林中样地,酶活性介于其他样地之间;丰富度(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(EH)分析表明,该区域油松根际土壤真菌群落多样性分布特征与酶活性分布特征相一致。相关性分析表明,除过氧化氢酶外,其余酶活性之间、以及与真菌多样性均呈显著正相关(p0.05);土壤含水量与真菌多样性和土壤酶活性除多酚氧化酶外均呈显著正相关(p0.05);而土壤p H与各种酶活性之间均未达显著相关水平(p0.05)。土壤含水量是影响该地区真菌群落多样性与土壤酶活性主要因素之一。     

Gaseous carbon emission in relation to soil carbon fractions and microbial diversities as affected by organic amendments in tropical rice soil

The interactive effects of moisture and organic amendments (farmyard manure (FYM), crop residue (CR) and green manure (GM) (Sesbania aculeata) on gaseous carbon (C) emission, soil labile C fractions, enzymatic activities and microbial diversity in tropical, flooded rice soil were investigated. The amendments were applied on equal C basis in two moisture regimes, that is, aerobic and submergence conditions. The CO₂ production was significantly higher by 22% in aerobic than in submergence condition; on the contrary, the CH₄ production was 27% higher under submergence condition. The labile C fractions were significantly higher in GM by 26% under aerobic and 30% under submergence conditions, respectively, than control (without any kind of fertilizer or amendments). Eubacterial diversity identified by PCR-DGGE method (polymerase chain reaction coupled with denaturant gradient gel electrophoresis) was higher under GM followed by FYM, CR, and control and it is pronounced in submerged condition. GM favored the labile C accumulation and biological activities under both submergence and aerobic conditions, which makes it most active for soil–plant interactions compared to other organic amendments. Considering environmental sustainability, the use of GM is the better adoptable option, which could enhance labile C pools, microbial diversities in soil and keep soil biologically more active.     

一株副球菌对污染土壤中多环芳烃的降解研究

从受多环芳烃(PAHs)长期污染的土壤中分离到一株降解PAHs的噬氨副球菌(Paracoccus aminovorans)HPD-2.使用HPD-2的菌液对PAHs污染的土壤进行了2周的生物降解试验,结果表明加入HPD-2能够明显提高土壤中PAHs的降解率.加菌土壤中PAHs的总去除率为22.9%,PAHs各组分的降解率在19.5% ～ 36.2% 之间.其中三环PAHs的降解率最高(36.1%),五环次之(26.0%),四环的最低(20.9%).对土壤微生物的计数结果发现,HPD-2的加入显著提高了土壤中细菌的数量,而对放线菌和真菌的影响不明显.PCR-DGGE分析结果表明,降解过程中HPD-2可能成为土壤中的优势菌.以上结果表明该菌株在PAHs污染土壤的生物降解中具有较好的应用前景.