中国周边太平洋海底沉积物中分离的嗜温异养菌株的自养潜能

Microbial carbon fixation is a paramount process in the ocean especially below the photic zone both in water and sedimentary ecosystems. Autotrophic microbes that fix carbon dioxide are renowned. However, the question whether heterotrophs can also fix carbon is intriguing. Ten heterotrophically grown, identified bacterial isolates from the Sino-Pacific marine sediments were tested for autotrophic uptake potential with and without addition of electron donors. Nine of the ten isolates showed carbon uptake capacity without addition of any substrate at very low rates in the order of 10~(-8) to 10~(-4) fmol/(cell·h). The addition of manganese and ammonium at 1 mmol/L final concentration enhanced the uptake potential. Addition of 1 mmol/L final concentrations of reduced iron(10~(-6) to10~(-5) fmol/(cell·h) and sulfide(10~(-5) fmol/(cell·h) decreased the uptake potential significantly at p0.1. Bacterial tolerance to formaldehyde suggested propensities of anaplerotic chemical reactions that form metabolic intermediates of C-1 metabolism pathways. The isolates displayed high metabolic flexibility. With the changes in electron donors, the isolates metabolically toggled between relatively anoxic reductive iron/sulfur cycles and the oxidative cycles of manganese/ammonium and vice-versa. This property makes these microbes successful survivors in the highly dynamic Sino-Pacific sediments.     

绿潮藻浒苔微生物高效降解及生物乙醇制备

从绿潮藻暴发海域的底泥和腐烂浒苔(Ulva prolifera)中,筛选出一株可高效降解浒苔纤维素的微生物菌株(F菌株),通过刚果红染色实验以及真菌的ITS分析,鉴定为曲霉属真菌。以浒苔为诱导培养基制备F菌株的粗酶液,测得其滤纸纤维素酶活为34.79 U/m L。在发酵实验中,当酶解条件为6%的粗酶液添加量、反应温度为38℃、反应时间为60 h、pH为6.8时,浒苔纤维素降解效果最好,酶解液发酵乙醇产量最高达到28.98 g/L。     

大连“7·16”溢油事故后5年间烃的降解与细菌丰度变化研究

为了解大连新港7.16溢油事故发生后5年间大连湾受污染海区生态恢复程度,同时探究大连湾表层海水和沉积物中微生物对石油污染的长期响应策略,对大连湾表层海水和沉积物中石油烃含量的分布、异养细菌和石油烃降解菌丰度的年度变化特征,以及细菌丰度与环境因子间相关性进行了研究。结果表明,溢油事故发生后2年间,大连湾表层海水中石油烃含量由溢油初期2010年9月的0.22~0.67 mg/L降到0.0025~0.05 mg/L(2012年5月),海水质量也由三类海水转变为一类海水;沿岸站位BQ012表层沉积物中石油烃含量也由2011年12月的7 133μg/g降低到2014年的926μg/g,其表层沉积物质量也由三类转变为一类沉积物质量标准。溢油后2个月内表层海水中异养细菌及石油烃降解菌丰度升高至105CFU/m L和104CFU/m L,随着时间推移各站位细菌丰度基本呈下降趋势,5年后细菌丰度回落了1~2个数量级并恢复到溢油前的历史水平。表层沉积物中石油烃降解菌丰度由溢油后2个月的105CFU/g降低到2013年的102CFU/g。石油烃降解菌与异养细菌的比值(HDB/HB)与石油烃含量呈极显著的正相关(P0.01),而与营养盐和溶解氧等主要环境因子相关性不大,因此认为其可作为海水中石油烃类污染评价的指标。     

Pb2+和Fe3+对三唑磷在水环境中光降解影响研究

本文探索研究了Pb2+和Fe3+在不同水溶液中对三唑磷的光降解影响.结果 表明:在300 W高压汞灯照射下,在去离子水中,不同浓度的Pb2+对三唑磷的光降解均起抑制作用.在人工海水中,0.01 mg/L和0.1 mg/L的Pb2+对三唑磷的光降解有抑制作用,而1 mg/L的Pb2+明显地促进了光降解.在天然海水中,1 ...     

湖泊生态系统产甲烷与甲烷氧化微生物研究进展

湖泊生态系统是重要的大气甲烷来源,其甲烷释放量占全球自然生态系统的40%.产甲烷和甲烷氧化微生物在湖泊甲烷生产和消耗过程中发挥关键作用.本文综述了近期有关湖泊生态系统甲烷产生与氧化过程的研究进展,重点介绍产甲烷与甲烷氧化微生物在湖泊中的分布特征、代谢途径以及调控机制.现有研究表明,湖泊中甲烷的生成不仅仅依靠赋存于沉积物和水体厌氧层的产甲烷古菌,还可能来自有氧环境中其他产甲烷微生物的代谢作用.湖泊中的甲烷在脱离水体逸散至大气之前,被甲烷氧化微生物利用,转化成二氧化碳和小分子有机化合物(如甲醇、甲醛和甲酸等).除了传统依赖氧气作为电子受体的好氧氧化过程外,新近研究还揭示了多种厌氧甲烷氧化过程,包括依赖还原硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐以及Fe~(3+)/Mn~(4+)等金属离子的甲烷氧化过程.文献综合分析表明,反硝化型厌氧甲烷氧化过程主要发生在淡水湖泊中,而硫酸盐还原型主要发生在高盐度或者高碱度湖泊中.水体温度、溶解氧浓度可以显著影响产甲烷与甲烷氧化微生物的丰度与群落结构,其他湖泊环境条件,如盐度、pH和有机质类型等都可能改变产甲烷与甲烷氧化微生物的分布和代谢活性.不同湖泊类型的比较研究,有助于全面掌握影响湖泊产甲烷与甲烷氧化微生物的时空分布与代谢特征的主导因素.     

不同来源有色溶解性有机物光化学/微生物降解过程

城市非点源污染向水生生态系统中输入大量的溶解有机物(DOM),对生态系统健康产生重要影响.有色可溶性有机物(CDOM)是广泛分布于自然水体中的一类成分和结构复杂、含有多种高活性化学官能团的大分子聚合物,是DOM的重要组分,对水生生态系统健康、能量流动及生物地球化学循环有重要影响.光化学反应和微生物代谢过程被认为是控制水体CDOM转化、降解和循环的主要影响因素.然而,对城市化如何影响CDOM组成以及光化学和微生物如何相互作用影响城市水体CDOM动态的理解是不足的.因此,为评估光化学过程和微生物代谢对不同城市水体CDOM降解与转化的贡献,解析不同城市水体CDOM光化学/微生物降解作用机理,本研究在英国伯明翰选择3类具有典型DOM来源的水体样本,通过实验室9 d受控培养实验,对比分析光化学以及微生物影响下CDOM来源和组成的变化.结果表明:(1)城市河流由于接受上游污水排放及较短的水力滞留时间,含有丰富的芳香性碳,其CDOM光化学活性明显高于湖泊,光化学降解率为16.60%;(2)城市湖泊CDOM受人类活动影响,自生源类荧光成分富集,生物活性高,在微生物培养过程中CDOM增加了62.16%,...     

浙江舟山海岸带古木埋藏区铁的微生物成矿作用

以浙江舟山海岸带铁矿石为研究对象, 通过对铁矿石及其周围环境背景样品的形态学显微观察、矿物学及地球化学分析, 结果显示渗漏水沉淀铁泥中存在大量形貌与Leptothrix ochracea和Gallionella ferruginea中性铁氧化菌极为相似的微生物鞘, 该微生物可促进Fe2+的氧化和Fe3+的快速沉淀, 并且细胞最终被完全矿化后将永久保存起来.与此相对应的是: 在铁矿石内部存在大量的似球形和丝杆状的针铁矿, 并且还保留了死亡的铁细菌外鞘, 这些特征揭示该铁矿石与微生物历史活动密切相关.将现代渗漏水铁泥中铁细菌的矿化作用和铁矿石中保留的微生物活动记录相对比, 为该环境下的铁矿石生物成矿作用及其成因机制提供了良好的佐证.铁矿石的形成与古木堆积密切相关, 古木埋藏腐烂过程产生的腐植酸加剧了基岩及其周围土壤中的铁淋滤进入到潮间带, 从而为铁矿石形成提供充足的铁来源.该研究有助于更好理解和认识地史时期腐植质及微生物在铁矿床形成中的作用.      

高效纤维素降解菌系的构建

筛选出能产生不同纤维素酶的10株纤维素降解菌, 系统地分析了各菌株的EG、CBH和BG酶等3类纤维素酶活.经各菌株优化组合、混合培养, 构建了一组由5株细菌(LCB03、LCB12、LCB52、LCD12和LCD51)组成、能协同作用的复合微生物菌系.经生理生化和分子水平鉴定, 这5株细菌分别为Pseudomonas citronellolis(香茅醇假单胞菌)、Stenotrophomonas malto-philia(嗜麦芽寡食单胞菌)、Pseudomonas aeruginosa(铜绿假单胞菌)、Pseudomonas aeruginosa(铜绿假单胞菌)和Flavobacterium mizutaii(水氏黄杆菌).复合菌系的各菌株可产生不同类型的纤维素酶, 且各类酶可以协同作用有效分解天然纤维素, 在纤维素类污染的治理与资源化利用中具有很好的应用前景.      

南黄海溶解态氨基酸组成特征及DON生物可利用性研究

生物可利用性有机氮(BDON)在海洋生态系统氮循环中起着关键作用, 氨基酸是BDON的重要组成部分, 也是DON生物可利用性的重要指示物。本研究阐述2021年春、夏季南黄海水体中总溶解氨基酸(THAA)组成和时空分布特征, 并对南黄海DON生物可利用性进行分析。南黄海DON物质的量的浓度(下文简称浓度)分布呈现近岸高、远岸低的特征, 夏季THAA水平分布上呈现北高南低的特征。夏季南黄海THAA的平均浓度(1.11±0.34μmol/L)略高于春季(0.98±0.28 μmol/L) 而DON平均浓度春季(8.17±5.06 μmol/L)明显高于夏季(5.72±2.82 μmol/L)。南黄海氨基酸主要由丝氨酸、甘氨酸+苏氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸等构成, 其占总氨基酸的比例春季(61.51%)略低于夏季(65.69%)。南黄海以硅藻为主的浮游植物群落是水体氨基酸的重要来源, 浒苔绿潮暴发显著影响了水体氨基酸的组成。夏初浒苔绿潮进入消亡和降解阶段, 这可能是南黄海35°N以北海域DON具有很高的生物可利用性的重要原因。     

天山冻土耐冷菌的分离与产低温酶菌株的筛选

在4℃条件下,从天山乌鲁木齐河源区的多年冻土中分离到36株耐冷菌.通过进一步的形态与生理生化特性的研究,发现大多数菌株为革兰氏阴性杆菌,最适生长温度在22℃左右,在37℃下不生长.这些菌株除氨苄青霉素外,对卡那霉素、四环素、和氯霉素都没有抗性.并从中筛选得到11株、3株、11株、8株在4℃下分别具有产低温蛋白酶、低温淀粉酶、低温脂酶、低温纤维素酶特性的耐冷菌.最后,对耐冷菌的环境适应性进行了初步分析.