土壤微生物敏感菌及信号调节途径对邻苯二甲酸二甲酯的响应

邻苯二甲酸二甲酯（Dimethyl phthalate,DMP）是一类具有生物毒性的有机化合物,已被中国环境监测中心和美国环保署列为优先控制污染物之一。土壤微生物对土壤环境变化能够作出精准且快速的反应,并能预测土壤的污染状况。因此,研究土壤微生物对邻苯二甲酸二甲酯污染的响应显得十分必要。试验通过土壤微生物宏基因组测序,探讨了DMP污染对土壤微生物敏感菌的丰度、多样性及信号调节途径的影响。首先,用DMP处理未污染土壤,使DMP终浓度为0、5、10、20、40 mg·kg^-1,然后,暗培养20 d,进行土壤宏基因组测序。结果发现与芳香族化合物降解相关的菌种的相对丰度受到DMP污染促进,而其余在土壤中占比例较大且变化较显著的菌种的相对丰度受到DMP的抑制,且抑制效应与污染物浓度呈正相关;DMP污染导致土壤微生物群落Simpon和Shannon多样性降低;土壤微生物的ABC转运系统、双组分系统（TCS）和磷酸转移酶系统（PTS）总基因丰度及相关酶的基因丰度均受DMP污染的促进。研究表明DMP污染改变了土壤微生物敏感菌种的丰度,干扰土壤微生物基因表达调控系统,进而有可能引起土壤生态系统失衡,影响土壤健康。阐述DMP对土壤微生物的生态毒理效应对优化环境生态系统服务功能、改善环境质量具有科学意义和实际价值。     

纤维素分解菌对堆肥有机质、全碳及纤维素降解率的影响

从堆肥、牛粪、秸秆堆腐物中分离4株纤维素分解菌。在纤维素粉及刚果红培养基中筛选出3株生长速度快、透明圈出现早且透明圈直径与菌落直径比值大的菌株,分别为FDQ1、FDQ2、FDQ3。不同菌株混合培养较单独培养酶活力提高,表明菌株间有协同作用。FDQ1＋FDQ2和FDQ1＋FDQ3菌株等比例混合进行牛粪与鸡粪混合堆肥,结束时有机质分别下降19.57%和18.40%,对照下降6.58%;全碳量分别为31.33%、32.42%,对照为41.20%,较发酵初期降低13.80%、12.71%和3.93%;纤维素分解率较对照提高95.12%和78.61%,表明纤维素分解菌在加快纤维素降解的同时还促进了碳素矿化。     

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。     

植物根际微生物研究及其在桑树上的利用

植物根际微生物种类丰富多样,某些有益微生物具有改善根际微生态环境、促进植物生长、抑制或减轻植物病害、减少化肥和农药投入、减轻环境污染等作用。桑树作为重要的经济作物,由于长期定居同一地点,根际特征更为复杂,其根际微生物的研究对桑树生长发育、病虫害的生物防治、新肥新药的开发都具有十分重要的意义。     

氨氮降解微生物的筛选和初步应用

为了创制高效的粪污氨氮降解菌剂,特从猪粪中分离高效的氨氮降解微生物。通过感官法初筛,并结合氨氮降解率为指标进行复筛,最终获得高效氨氮降解菌株——Z2、AOZ和Y。经形态学观察、生理生化鉴定、16S rRNA基因序列分析,确定菌株Z2为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus),菌株AOZ为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida),Y为干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)。试验结果显示,菌株Z2和Y组成的复配菌剂对氨氮的降解效果最优,氨氮降解率高达53.19%,表明该复合菌剂可以应用于粪污除氨。     

基于旋耕玉米秸秆还田条件下土壤微生物、酶及速效养分的动态特征

为研究旋耕条件下秸秆还田的腐解机理,设置不同数量秸秆还田处理,分别于玉米拔节期、抽雄期、乳熟中期、完熟期测定土壤微生物数量、土壤酶活性和速效养分含量。结果表明:(1)秸秆还田促进土壤微生物繁殖,提高土壤酶活性,增加碱解氮含量,降低速效磷和速效钾含量;秸秆量为11 250kg/hm~2时真菌、细菌、放线菌数量及蔗糖酶、纤维素酶活性增幅最大;秸秆量为7 500kg/hm~2时脲酶、磷酸酶活性和碱解氮增幅最大,速效磷、速效钾降幅最大。(2)部分土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在相关性,播种后40天,土壤真菌、细菌、放线菌数量、纤维素酶活性之间存在正相关,真菌与磷酸酶活性呈负相关;播种后67天,放线菌与磷酸酶、蔗糖酶呈正相关;播种后140天,放线菌与蔗糖酶呈正相关。(3)部分土壤酶活性之间存在相关性,播种后67天,脲酶与纤维素酶、磷酸酶与蔗糖酶之间呈正相关;播种后140天,蔗糖酶与纤维素酶呈正相关,脲酶与蔗糖酶、纤维素酶呈负相关。(4)土壤酶活性与速效养分存在相关性,播种后40,112天的脲酶、67天的纤维素酶、112,140天的磷酸酶与碱解氮含量呈正相关;播种后40天,蔗糖酶与速效钾呈正相关,播种后40,67,112天脲酶活性与速效钾含量呈负相关。(5)碱解氮与速效磷含量呈负相关,播种后40,112,140天的碱解氮与速效钾含量呈负相关。     

苯菌灵胁迫对蜜蜂肠道微生物菌群结构的影响

旨在探明蜜蜂主要肠道菌群在药物胁迫下的变化规律,为进一步开展蜜蜂肠道共生菌群的生理功能及蜜蜂的健康养殖等研究提供理论参考。以意大利蜜蜂为材料,用PCR-DGGE分析方法对添食苯菌灵前后蜜蜂肠道微生物菌群结构进行研究。基于微生物的rDNA不同可变区经PCR后呈现出一条明亮的条带,表明蜜蜂肠道中有细菌和真菌的驻留。其中细菌的16S rDNA的V3可变区的PCR-DGGE显示有5条带,2条主带和3条副带;真菌18S rDNA V1+V2可变区的PCR-DGGE显示有3条带,1条主带和2条副带,表明蜜蜂肠道微生物较为丰富。在苯菌灵药物胁迫下,条带b、e、f、g逐渐变弱甚至消失,预示着蜜蜂肠道中的真菌种类和数目都有所减少,说明添食苯菌灵对肠道微生物具有抑制作用。苯菌灵药物胁迫会造成蜜蜂肠道微生态平衡失调,从而破坏机体正常的生理功能,严重影响到蜜蜂的健康。     

施肥对旱地花生主要土壤肥力指标及产量的影响

大田条件下,研究了纯无机肥及不同用量有机-无机配施对旱地砂壤土花生土壤微生物种群及数量、土壤主要酶活性、土壤呼吸速率及产量的影响,结果表明:(1)土壤中细菌、放线菌和真菌数量随有机无机肥配施数量的增加而增加;单施无机复合肥对微生物数量的增加不明显,中量有机无机肥配施比单纯施中量无机肥处理的细菌、放线菌和真菌数量全生育期平均值分别提高114.9％、49.0％和29.0％.(2)施肥可以显著提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤呼吸速率,其中有机无机中、高量配施显著高于其他处理,中量纯无机肥(农民常规施肥)相近于或低于(尤其在生育后期)低量有机无机肥配施;施肥对土壤过氧化氢酶活性的影响小于其余3种酶.(3)不同类群土壤微生物数量、土壤主要酶活性及土壤呼吸作用关系密切,相互间相关系数均达到极显著水平.(4)有机无机中、高量配施花生产量显著高于其他处理,中量无机肥加中量有机肥比中量纯无机肥增产14.0％,表明在砂壤土上施用有机肥,其对土壤肥力提高的增产作用远远大于其本身所含花生生育所需营养直接供应作用.(5)兼顾土壤肥力和花生产量,肥力中等的砂壤土,可采用中量有机无机肥混配施用.     

粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津。结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16S rDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp.。接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物固定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物。用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同。阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期（t1/2）分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d。     

ZZMZ腐熟菌剂对牛粪堆肥微生物群落影响

利用微生物可培养方法研究了奶牛粪堆肥过程中添加ZZMZ腐熟菌剂对奶牛粪堆肥微生物群落的影响,发现接种ZZMZ腐熟菌剂可以使奶牛粪便堆肥细菌数量提高4．53％,放线菌数量提高6．54％,微生物总数提高4．22％,而真菌数量则降低了65．92％,说明ZZMZ腐熟菌剂在堆肥前期能够激发细菌、放线菌的数量上升,抑制真菌的繁殖。