《城市污水管网中微生物群落分布与有机物生物代谢的协同变化》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2018-02-14
  • 在1200米试验下水道系统中研究微生物群落的分布特征和生物多样性。结果表明,发酵菌(FB)、产氢乙酸菌(HPA)、硫酸盐还原菌(SRB)和产甲烷古菌(MA)等微生物从开始到结束沿着下水道系统发生了显着变化。功能性微生物的分布可诱导底物转化并导致小分子有机物(即乙酸、丙酸和氨基酸)的积累。然而,这些微生物诱导的底物转化受环境因素如氧化还原电位、pH和溶解氧的影响。下水道环境条件的变化导致主导生物反应的变化。FB在下水道开始时富集,而SRB和MA在最后被发现。此外,根据微生物群落的史皮曼等级相关分析,确定了沿着下水道的微生物群落分布和有机物代谢之间的环境因素和底物的共同变化。本研究可为理解污水处理厂运行过程中污水质量变化提供理论依据,从而促进污水处理设计和运行的优化。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2017-08-03
    • 日本海洋科学与技术研究所(JAMSTEC)的AsahikoTaira发现,由地幔岩石蛇纹石化而产生的高碱性泉水中存在不同寻常的微生物群落基因组。 2011年和2012年,研究人员于加州北部的Cedars采集样本,此地的蛇纹岩化十分活跃,水与橄榄岩等超富地幔岩石发生反应,生成一套新的矿物,包括蛇纹石、超碱性流体、甲烷等,与此同时排出pH11或以上的高碱性液体。这种环境可能在地球早期很常见,因此,蛇纹石化环境被认为是早期微生物生存的条件。 根据对样本微生物的基因组分析,科学家在恶劣地质条件的泉水中发现了微生物的基因中有史以来最小的基因组。此外,尽管深水食源泉中的微生物群落主要由细菌主导,但宏基因组和基因组草图数据并没有包含细菌类型的ATPase基因;它们要么是有一种古细菌的ATPase,或者根本就没有可识别的ATP酶。这么一组古老而高度保守的酶是一种不同寻常的分布。这一现象不是由于pH的原因,因为在Cedars附近浅海海水区域存在一个嗜碱菌群落。 在Cedars的深水中,检测到的微生物在分类学上均被归为Candidate Phyla Radiation (CPR),这些微生物细胞和基因组尺寸都非常小,且缺乏独立生命所需的许多基因,因此其生存方式仍然未知。然而,根据科学家对基因组复制率的分析,这些细菌在蛇纹石化环境下的地下水中活跃地进行着基因组复制活动。这些细胞聚集在矿物颗粒状结构上,在蛇纹石或橄榄岩矿物中这些结构具有类似的元素成分。 以上发现表明,蛇纹石化可能为揭示深层地表环境中的基因、基因组、微生物和群落的进化以及地球早期生命奥秘提供了重要线索。 研究成果题为:“Unusual metabolic diversity of hyperalkaliphilic microbial communitiesassociated with subterranean serpentinization at The Cedars”,发表在7月21日的《International Societyfor Microbial Ecology》(ISME)期刊上。 (刘思青 编译)
  • 《不同施肥处理下稻麦轮作农田土壤中水溶性有机物的动力学、生物降解性和微生物群落的变化》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-07-03
    • 虽然施肥是决定土壤中可溶性有机物或水溶性有机物((DOM, WEOM)含量的重要因素,但是在不同施肥处理下,尤其是稻麦轮作农田土壤中,关于水溶性有机物(WEOM)的动力学、生物降解性和微生物群落迁移的了解还十分有限。因此,在本研究中,我们从经过四种施肥处理的土壤样品中提取出水溶性有机物(WEOM),并进行生物降解实验。四种施肥处理分别为:未施肥的对照组(CK)、化学肥料组(CF)、50%化学肥料加猪粪组(PMCF),以及100%的化学肥料加水稻秸秆组(SRCF)。使用紫外光谱和荧光三维激发-发射矩阵分析法来研究水溶性有机物(WEOM)的化学组分。研究发现,所有检测到的水溶性有机物(WEOM)均源自微生物活性,且主要部分包括腐殖酸样化合物。经过孵化后,未施肥的对照组(CK)、化学肥料组(CF)、50%化学肥料加猪粪组(PMCF),以及100%的化学肥料加水稻秸秆组(SRCF)土壤中的水溶性有机物(WEOM)生物降解率分别达到31.17%、31.63%、43.47%和 33.01%。50%化学肥料加猪粪(PMCF)衍生的水溶性有机物(WEOM)生物降解率最高。在孵化前后使用高通量测序分析确定生物群落,发现鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、芽孢杆菌(Bacillus)和Flavisolibacter菌是四种施肥处理原始培养液中的主要菌种。经过生物降解后,我们观察到主要细菌根据不同施肥处理而有所不同:未施肥的对照组(CK)中弯曲杆菌(Curvibacter)占43.25%、鞘脂菌属(Sphingobium)占10.47%;化学肥料组(CF)中弯曲杆菌(Curvibacter)占29.68%、茎菌属(Caulobacter)占20.00%;50%化学肥料加猪粪组(PMCF)中固氮螺菌属(Azospirillum)占23.68%、茎菌属(Caulobacter)占13.29%;100%的化学肥料加水稻秸秆组(SRCF)中罗尔斯通菌属(Ralstonia)占51.75%。典型对应分析表明,微生物群落的变化与pH值和254?nm紫外线吸收密切相关。由此我们推测,不同水溶性有机物(WEOM)的固有特性和不同施肥处理下土壤溶液的特性形成了土壤微生物群落结构,从而影响着水溶性有机物(WEOM)的生物降解。