宏基因组测序技术在入海排污口污水监测中的研究进展

陆源污染主要通过入海排污口排入海洋,入海排污口排放的污水严重损害海洋生态安全,因此,加强入海排污口的污水监测非常重要。入海排污口污水主要包含化学污染物和生物污染物两大类,其中,生物污染物包括致病性细菌、病毒、有毒藻类和抗生素抗性基因(ARGs)等。近年来,生物污染物的种类和排放量不断增多,其检测要求和难度亦越来越大,客观上要求研发一种涵盖以上所有生物污染物的检测技术。宏基因组测序技术可以检测特定环境下所有生物遗传物质的丰度变化,是污水监测的理想解决方案。本文阐述了宏基因组测序技术的发展历程,从污水中致病性细菌、病毒、有毒藻类和ARGs的丰度与动态变化角度,综述了宏基因组测序技术在入海排污口污水中生物污染物监测的应用进展,结合团队前期研究和工作实践,重点阐述了基于宏基因组测序技术的入海排污口污水风险评估工作流程,并针对目前研究中存在的问题,提出了基于绝对定量宏基因组测序技术和定量预测模型,实时预测相关疾病的疫情规模,从而构建污水监测预警体系,以期为保障公共卫生安全和海洋生态环境安全提供理论参考和技术支撑。     

循环水养殖系统微滤机过滤对调节水体细菌群落结构的影响

为研究微滤机过滤对循环水养殖系统水体细菌群落结构的影响,分别在试验第1天、第30天和第60天对无微滤机的池A及微滤机过滤的池B两个养殖红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)的循环水养殖系统采集水样,平板计数法测定养殖水体弧菌、异养细菌总数后,以荧光原位杂交法(FISH)检测养殖水体弧菌属(Vibrio)、红细...     

竹子填料海水曝气生物滤器除氮性能

生物滤器是循环水养殖系统的关键水处理单元,主要用于去除水体中水溶性的氮化物.采用人工模拟海水养殖废水,在系统运行的水力停留时间HRT为1h,水温为18～25 ℃,气水比为3∶1,初始C/N＝3∶1,pH为8.05～8.53条件下,对竹子填料浸没式生物滤器的挂膜过程和稳定运行阶段系统去除氨氮的运行特性,以及挂膜过程中的硝化细菌群落变化进行了实验研究.结果表明,在较低的NH+4-N浓度条件下,采用竹子填料的生物滤器有较快的挂膜速度,挂膜成功后滤料表面上生长的氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌的数量分别为4.5×105、1.5×105(光面)和1.1×106 CFU/ml(粗面).具有较高且稳定的氨氮去除效果,氨氮去除效率达到80%,出水浓度小于0.06 mg/L,满足海水循环养殖系统中的应用要求.     

四种填料滤器处理养鱼废水的硝化性能

为了研究不同填料对海水养殖废水处理的硝化效能,并为生物滤器硝化动力学模型的构建、生物滤器的设计与管理提供基础数据支持,本文在5个化学耗氧量/总氨氮比0、0.8、2、6、12条件下,研究了竹制空心生化球、麦饭石、陶粒和生物滤球等4种填料的生物滤器去除模拟海水养殖废水中化学需氧量和总氨氮,以及生物膜微生物种群结构和数量的变化。结果表明：在低化学需氧量/总氨氮（＜6）条件下麦饭石填料的生物滤器具有最高的化学需氧量和总氨氮去除效能,最高分别可达850和21 g/(m3·d)（化学需氧量/总氨氮=0.8）;竹制空心     

循环海水养殖中生物滤器生物膜研究现状与分析

综述了循环海水养殖中生物滤器生物膜的研究进展,包括生物膜的形成、结构、原理、生物多样性以及功能,重点阐述生物膜的微生物学特征,介绍微生物生态学方法,特别是分子生态学方法在生物膜研究中的应用及其在生物膜微生物群落结构与功能研究的最新成果.     

大西洋鲑循环水养殖系统弧菌总数快速预测模型

为探明弧菌总数与水质参数之间的定量关系,对大西洋鲑循环水养殖系统中弧菌总数和水质参数的动态变化进行了为期12个月的系统监测。采用多元线性回归法对弧菌总数与水质参数进行了相关性分析,并通过蒙特卡罗模拟法模拟了关键水质参数随机性变化对弧菌总数的影响。结果表明,温度,盐度和化学需氧量(COD)对弧菌总数有显著影响(P0.01)。采用多元线性回归法建立了温度,COD,盐度和弧菌总数之间关系的数学表达式:弧菌总数对数值=–7.24+0.355×COD+0.323×温度+0.129×盐度(R2=0.694,P0.01)。通过蒙特卡洛模拟验证了温度,COD,盐度和弧菌总数动态变化的相关性,结果表明,COD与弧菌总数的动态变化最为相关(R2=0.756),COD是大西洋鲑循环水养殖系统中促进弧菌生长的最大风险因素。为了验证预测模型的有效性,对大西洋鲑循环水养殖系统中弧菌总数和水质参数进行了12个月的测定,并将S–T模型的预测值与本研究的预测值进行了比较。结果表明,本研究模型与观测数据基本吻合(P0.01)。多元线性回归模型和蒙特卡洛模拟法可以作为大西洋鲑循环水养殖系统快速评估弧菌数量的重要工具。     

流水和循环水养殖模式对虾养殖系统运行稳定性和细菌群落演替规律

为分析流水和循环水对虾养殖模式的系统运行稳定性和细菌群落演替的差异,对养殖水体中氨氮、亚硝酸盐氮、化学需氧量(COD)、弧菌总数和细菌总数进行了检测。同时采用Illumina Hiseq高通量测序技术,在养殖第1、50、100天对养殖水体的细菌16SrDNA V4区域进行扩增和测序,对基因序列进行OTU聚类,并在此基础上进行细菌群落组成分析。结果显示：随着养殖时间的增加,流水养殖系统(FTS)和循环水养殖系统(RAS)水体中氨氮、亚硝酸盐氮和COD质量浓度逐渐升高;养殖后期,FTS中三者质量浓度明显高于RAS;同时,2种养殖系统水体中弧菌和细菌总数不断增加,其中FTS中弧菌属的细菌丰度显著高于RAS(P<0.05)。细菌门水平分析显示,变形菌纲(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为两个养殖系统共同的优势类群。在属水平,FTS中主要细菌种群为弧菌属(Vibrio)、红细菌科(Rhodobacteraceae)和交替单胞菌属(Alteromonas),而RAS中核心细菌种群包括红细菌科(Rhodobacteraceae)、交替单胞菌属(Altero...     

四种填料滤器处理养鱼废水的硝化性能

为了研究不同填料对海水养殖废水处理的硝化效能,并为生物滤器硝化动力学模型的构建、生物滤器的设计与管理提供基础数据支持,本文在5个化学耗氧量/总氨氮比0、0.8、2、6、12条件下,研究了竹制空心生化球、麦饭石、陶粒和生物滤球等4种填料的生物滤器去除模拟海水养殖废水中化学需氧量和总氨氮,以及生物膜微生物种群结构和数量的变化。结果表明：在低化学需氧量/总氨氮（＜6）条件下麦饭石填料的生物滤器具有最高的化学需氧量和总氨氮去除效能,最高分别可达850和21 g/(m3·d)（化学需氧量/总氨氮=0.8）;竹制空心     

25 种中草药及其联合用药配伍对 5 种水产养殖常见致病菌的抑菌作用

为探究25种中草药及其联合用药配伍对水产养殖中常见5种细菌致病菌的抑制作用,采用琼脂扩散法(纸片法)测定了夏枯草、石榴皮、黄连、白头翁、乌梅等25种中草药对嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila、副溶血弧菌Vibrio parahemolyticus、蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus、荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens和弗氏柠檬酸杆菌Citrobacter freundii的抑制作用,用二倍稀释法测定了抑菌效果较强的4种中草药对5种致病菌的最小抑菌(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),采用正交试验法对这5种致病菌具有较强抑制作用的中草药配伍进行了研究。结果表明:25种中草药对这5种致病菌均有抑制作用,乌梅、石榴皮、黄连、白头翁的抑菌作用最强,其抑菌圈直径达10～30 mm,MIC62.5 mg/mL,MBC125 mg/mL,其中对嗜水气单胞菌、荧光假单胞菌、弗氏柠檬酸杆菌抑菌作用最明显的是乌梅,MIC均为15.63 mg/mL,对副溶血弧菌抑菌作用最明显的是黄连,MIC为15.63 mg/mL,对蜡样芽孢杆菌抑菌作用最明显的是乌梅,MIC为7.81 mg/mL;正交试验结果表明,对嗜水气单胞菌、副溶血弧菌具有最佳抑菌作用的组合为乌梅+石榴皮,对蜡样芽孢杆菌具有最佳抑菌作用的组合为乌梅+白头翁、石榴皮+白头翁,对荧光假单胞菌具有最佳抑菌作用的组合为乌梅+白头翁,对弗氏柠檬酸杆菌具有最佳抑菌作用的组合为乌梅+石榴皮、乌梅+白头翁。研究表明,针对水产养殖中常见的5种致病菌,乌梅+石榴皮、乌梅+白头翁为最佳抑菌中药配伍组合,中草药配伍效果好于单一用药。     

流水式养殖动物中弧菌和嗜水气单胞菌的PCR法监测

为了解流水式养殖场养殖动物中弧菌和气单胞菌的感染状况,分别针对霍乱孤菌肠毒素A亚单位(ctxA)基因、0139和01群群特异基因、毒力协同调节菌毛A亚单位基因(tcpA)、中心调节蛋白基因(toxR)、副溶血弧菌不耐热溶血素基因(tlh)、创伤弧菌Vibrio vulnificus溶细胞素基因(vvhA)和嗜水气单胞菌的气溶素基因(aerA)设计引物,建立了聚合酶链式反应(PCR)检测技术,PCR产物经电泳,根据扩增条带的大小和数目,检测和区分霍乱孤菌、嗜水气单胞菌和副溶血孤菌.对南昌沿岸霍乱流行水域及附近养殖场的养殖动物进行了18个月的连续监测,对1 440份水产品的增菌液进行PCR检测,17份检出副溶血弧菌,25份检出霍乱弧菌,创伤弧菌和嗜水气单胞菌均未检出.扩增结果与传统培养检测法的结果一致.监测结果表明,南昌附近地区霍乱弧菌和副溶血弧菌检出率分别为1.74%和1.18%,总体感染状况处于较低水平,但个别养殖品种弧菌检出率较高.