松嫩平原西部盐碱湿地农业的范例:苇-鱼-蟹-菌模式

湿地农业发展历史悠久,是世界农业文化遗产的重要组成部分,也是人类农业文明的见证.湿地农业随着社会发展,不断调整和适应,形成不同的功能类型和产业模式.以松嫩平原西部盐碱湿地苇-鱼-蟹-菌模式为例,凝练了湿地生态恢复和资源合理利用的关键技术,分析了该模式显著的生态和经济效益,总结了该模式逐渐形成和发展的经验,提出了未来湿地...     

芦苇根际沉积物中溶解性有机物组成及其与铁还原菌关系的实验研究

2019年4月6日至7月4日,在湖南大学环境学院天台大棚中,利用采集到的东洞庭湖洲滩沉积物,种植芦苇(Phragmites australis),在淹水(沉积物表面淹水深度为2 cm)和未淹水(沉积物表面未淹水,其含水量为70%)条件下,开展实验。在实验第30天、第60天和第90天,在花盆中采集沉积物样品,利用傅立叶红外光谱分析技术,研究沉积物样品的溶解性有机物的组成,分析沉积物中铁还原菌的丰度与溶解性有机物的关系。研究结果表明,在实验的90 d中,与天然沉积物相比,芦苇根际沉积物中溶解性有机物的羟基官能团含量减小,羧基官能团含量增大;在实验第30天和第60天,与非根际沉积物相比,芦苇根际沉积物中有机质官能团的积累量更高,而在实验第90天规律相反;沉积物中芽孢杆菌属(Bacillus)、梭菌属(Clostridium)的相对丰度低于厌氧粘细菌属(Anaeromyxobacter)、地杆菌属(Geobacter);溶解性有机物中官能团含量受培养时间、淹水条件和根际环境影响;对溶解性有机物中官能团特征造成主要影响的是发酵铁还原菌。     

硫介导细菌还原载砷铁矿对砷迁移转化的影响

硫在铁和砷的生物地球化学循环中发挥着重要作用,但地下水系统中硫循环的中间产物S(0)对细菌转化铁和砷的影响尚不清楚.采用室内模拟实验,研究硫参与下细菌D2201对液相和载砷针铁矿中Fe(Ⅲ)和As(Ⅴ)的还原作用.结果表明:细菌D2201具有很强的铁还原能力,可以将液相中74％的Fe(Ⅲ)还原;加入硫后,细菌还原S(0...     

甘油二醚膜类脂化合物的生物地球化学研究进展

甘油二醚膜类脂化合物相对其他类脂生物标志物而言,通常具有较特定的微生物来源及环境指示意义,目前国内外还未有相关的综述性报道。综述了该类型化合物的测试方法,古菌和细菌二醚的组成特征,重点评述了如产甲烷菌、甲烷氧化菌、嗜盐菌等古菌,以及硫酸盐还原菌、Aquificales及一些嗜热细菌,在极端环境(如冷泉、热泉、热液系统)研究中甘油二醚膜类脂化合物应用的进展和可能经历的生物地球化学过程。简要介绍了环境对甘油二醚膜类脂分布的影响,并对其及其他类脂生物标志物的应用前景和发展趋势进行了展望。     

大洋表层沉积物中甲烷代谢古菌群落的组成及分布特征

海洋沉积物中的甲烷代谢微生物是甲烷循环的关键参与者,其代谢过程对大气甲烷浓度及全球气候变化具有显著影响,研究其在全球大洋沉积物中的组成及分布特征是探究微生物介导甲烷循环的基础。采用焦磷酸454高通量测序测定甲烷代谢保守功能基因mcrA（Methyl coenzyme–M reductase A）分析全球大洋沉积物中甲烷代谢微生物群落的组成和多样性;结合荧光实时定量PCR技术检测了古菌和甲烷代谢古菌的丰度分布特征。与其他海洋生境对比,大洋沉积物中甲烷代谢古菌群落结构单一,大西洋和印度洋的α多样性指数显著高于太平洋（p<0.05）。在大洋沉积物样品中鉴定到3个目的甲烷代谢古菌,即甲烷杆菌目（Methanobacteriales）、甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）和甲烷微菌目（Methanomicrobiales）,其中甲烷微菌目占绝对优势,并主要由一簇未知类群（暂名Oceanic Sediments Dominant group,OSD group）组成。大洋沉积物的古菌16S rRNA基因丰度（湿重,下同）平均为8.81×10⁶ copies/g,大西洋的低于印度洋和太平洋;马里亚纳海沟基因丰度低于南海北部,且随着采样深度增加而呈降低趋势。大洋沉积物的mcrA基因丰度为1.38×10³～8.25×10⁴ copies/g。基因丰度大西洋最高,太平洋次之,印度洋最低;马里亚纳海沟略高于南海。本研究发现,相较于冷泉、热液、近海河口等海洋生境,大洋沉积物中甲烷代谢古菌丰度低且群落结构单一,不同海区样品间具有极高的相似性;同时发现OSD group是全球大洋沉积物样品的绝对优势类群,其与已知类群序列亲缘关系均较远,分类进化地位尚不明晰,值得进一步研究。     

煤矿瓦斯的微生物治理技术

甲烷氧化菌以甲烷为其唯一碳源和能源,在瓦斯治理方面具有潜在应用价值。介绍了瓦斯微生物治理技术的国内外研究现状、甲烷氧化菌氧化甲烷的机理和影响因素,以及甲烷氧化菌的生态分布。分析了微生物治理技术的可行性,并展望了今后的研究方向。     

微生物参与前寒武纪条带状铁建造沉积的研究进展

地球演化早期太古代和早元古代大规模的条带状铁建造(BIF)是目前世界上最重要的铁矿资源。已有的稳定同位素组成、分子化石以及岩石磁学性质等证据支持早期微生物广泛参与了BIF的形成。本文评述了微生物参与BIF形成过程中铁搬运和沉淀及其同位素分馏、生物标志物和岩石磁学证据。深入地研究BIF成矿中的微生物矿化贡献,有助于解释BIF形成机制,反演前寒武纪大气—海洋环境演化,以及理解地球早期生命的过程。     

两株产铁锰氧化酶细菌的鉴定及系统发育分析

从福建紫金山铜矿矿井水及连城锰废矿坑泥石样中分离到两株具氧化Fe^2＋和Mn^2＋能力的细菌,分别命名为4-05和11-02,对其进行了形态特征、生理生化特性及16SrDNA序列分析．结果显示菌株4-05为假单胞菌属中的一个种．菌株11-02为不动杆菌的一个种．这两株菌的16SrDNA序列已被GenBank数据库收录,序列号分别为FJ805431和FJ8054322．本实验为后续进一步研究地下水的微生物治理奠定了基础．     

海洋生境的甲烷好氧氧化作用对氧浓度的响应特征

海洋生境来源的甲烷好氧氧化菌及其产生的甲烷氧化作用是否具有独特性,对氧浓度这一环境因子如何响应,目前尚不清楚。本文采用海底新鲜沉积物作为菌种来源,借助微生物培养技术,实验研究了不同氧浓度条件（0%、1%、10%和50%）下的甲烷好氧氧化过程。结果表明,完全无氧条件（0%）不能发生甲烷好氧氧化作用,实验体系的甲烷氧化速率及甲烷氧化菌总丰度随氧浓度升高而降低,当氧浓度由1%升高至50%时,甲烷氧化速率减弱了约15倍,甲烷氧化菌总丰度降低了两个数量级。甲烷氧化菌优势菌属为I型氧化菌Methylobacter属,由Methylobacter leteus和Methylobacter whittenburyi组成,氧浓度增加时Methylobacter leteus的占比随之降低,Methylobacter whittenburyi则相反。本实验中甲烷好氧氧化菌及其氧化作用的最适氧浓度条件为1%,这与采样位置的原始生存环境最为接近。在海底低氧条件叠加低温、高压等特殊生境的长期驯化下,甲烷氧化菌的最适氧浓度条件将逐渐趋于其原始生存环境。