国家自然科学基金(41171204)
- 作品数：12 被引量：37H指数：4
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- 西藏高原土壤中可培养细菌群落结构分析被引量：3
- 2013年
- 以4个西藏高海拔(4 056～5 015m)高原土壤为材料,经室内恒温短期碳源富集培养后,建立4个土壤可培养细菌库。采用细菌16SrDNA的序列分析技术测定供试土壤可培养细菌库的群落结构特征。结果表明,从XZ02、XZ06、XZ08和XZ12共4个土样的细菌库中,分别获得21,37,31,32个细菌的16SrDNA序列,共产生45个OTU类型。不同样品产生的OTU类型个数和种类有差异,不同样品之间存在共有的优势OTU,但比例不同。多样性指数分析表明,XZ08的Shannon-Wiener指数(H′)和物种丰富度指数(dMa)均为最大,XZ02的辛普森指数(Simpson index,Ds)和物种均匀度指数(E)均为最大,表明不同土壤可培养细菌的多样性指数大小不同;PCA分析表明,XZ06和XZ12群落结构相近,XZ02和XZ08与其群落结构差异大。典型OTU进化定位分析表明,4个土样的细菌主要分布在厚壁菌门和变形菌门中,XZ02和XZ12以芽孢杆菌为主,而XZ02和XZ12以芽孢杆菌和假单胞菌为主。不同采样点土壤的可培养细菌群落结构多样性和分布上均有差异。
- 罗建峰曲东
- 关键词：细菌群落结构
- 生物炭对水稻土Fe(Ⅲ)还原过程中碳源利用效率的影响被引量：2
- 2015年
- 研究以采自吉林和江西的水稻土为供试土壤,采用恒温泥浆厌氧培养方法,探讨添加生物炭和不同有机碳源(葡萄糖、乙酸钠、丙酮酸钠和乳酸钠)条件下土壤泥浆中Fe(Ⅱ)浓度和pH值的变化,采用Logistic模型对Fe(Ⅲ)的还原特征进行了拟合分析。结果表明,添加生物炭可以促进2种水稻土中的Fe(Ⅲ)还原能力。添加生物炭条件下,不同外源有机碳对水稻土中Fe(Ⅲ)还原特征的影响存在差异,在吉林水稻土中,对Fe(Ⅲ)还原的调控能力显著大于江西水稻土。2种水稻土均能较好地利用乳酸盐、丙酮酸盐和葡萄糖还原Fe(Ⅲ),而添加乙酸盐后的Fe(Ⅲ)还原则表现出一定的滞后性。添加乳酸盐处理最大Fe(Ⅲ)还原速率高于其他有机碳源,且达到最大Fe(Ⅲ)还原速率的时间最短,表明乳酸盐是2种水稻土中铁还原过程的优势碳源。添加发酵性的有机碳源可显著影响泥浆培养过程中的pH值,有机碳源对江西水稻土pH的影响明显大于吉林水稻土,表明吉林水稻土中有机碳源对发酵过程产生的氢的利用能力优于江西水稻土。
- 米娜娜贾蓉贾雪雪曲东
- 关键词：生物炭水稻土碳源
- 淹水培养过程中水稻土细菌丰度与群落结构变化被引量：6
- 2014年
- 水稻土是非常复杂又典型的生态系统,分析淹水培养过程中水稻土细菌的丰度和群落结构变化规律,可以客观反映水稻土中细菌群落结构信息,为深入探讨水稻土细菌微生物对稻田的影响和在生态系统中的作用(营养元素转换、重金属还原与抑制甲烷生成过程等)提供实验基础与理论依据。作者采用淹水非种植水稻土微环境模式系统,提取水稻土淹水培养1 h和1、5、10、20、30、40、60 d后的微生物总DNA,利用Real-time PCR和PCR-DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)技术检测了淹水培养过程中细菌丰度与群落结构的变化。结果表明:淹水水稻土中细菌的丰度在1 d时最大,并在40 d到达第二个峰值,说明淹水过程改变了细菌的丰度。基于16S rRNA基因V3区的DGGE图谱分析显示,淹水过程中细菌的群落结构发生了演替性变化:r-策略生存的细菌仅存在于淹水初期;k-策略生存的细菌存在于淹水后期;r-和k-策略共生存的细菌存在于整个淹水过程中,淹水后期k-策略的细菌占据优势。淹水培养过程中优势种群多样性指数大体呈现先上升后减小的趋势。主成分分析(PCA)将淹水处理过程分成几类不同的生境,反映出中、后期细菌群落结构较为稳定;测序结果表明,32个优势条带所代表的细菌分别属于厚壁菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、变形菌门和酸杆菌门,且与来自不同地域的水稻土、其他类型土壤、活性污泥以及湖泊沉积物等生态系统的细菌关系密切。
- 阚靖博李丽娜曲东王保莉
- 关键词：细菌RRNA丰度群落结构演替
- 梭菌氢酶基因部分片段的同源克隆及敲除载体的构建被引量：1
- 2012年
- 为从分子水平探索典型铁还原菌-梭菌的铁还原能力与其氢酶产氢之间的关系,以从水稻土中分离得到一株具有高铁还原能力和高产氢能力的梭菌为材料,通过同源克隆获得长度为761bp氢酶基因的部分序列。生物信息分析发现,该基因片段覆盖氢酶的活性中心,是氢酶的主要功能结构域。采用Overlap PCR的方法构建含有四环素抗性基因的氢酶基因敲除载体(pMD-19-HTH),以期进一步构建氢酶基因缺失的梭菌突变体,为分析氢酶产氢与铁还原的关系奠定基础。
- 闫倩闫苗章王保莉曲东
- 关键词：氢酶同源克隆重叠PCR
- 淹水水稻土中氨氧化古菌丰度和群落结构演替特征被引量：5
- 2014年
- 采用淹水非种植水稻土微环境模式系统,对水稻土进行1 h和1、5、10、20、30、40、60 d淹水培养,利用序列分析和Realtime PCR技术分析淹水培养过程中氨氧化古菌(AOA)的丰度和群落结构变化规律。结果表明,淹水水稻土中细菌(Bac)的丰度是泉古菌(Cre)的29倍以上,而氨氧化古菌(AOA)是氨氧化细菌(AOB)的4倍之多,淹水过程改变了细菌、泉古菌、氨氧化细菌和氨氧化古菌的丰度。基于Arch-amoA基因的OTU分析显示淹水过程中AOA的群落结构发生了演替性变化:T12是r策略生存的AOA,仅存在于淹水初期;T4、T5和T9是k策略生存的AOA,存在于淹水后期;T1、T8和T16是r和k-策略共生存的AOA,它们存在于整个淹水过程中,淹水后期k-策略的AOA占据优势。淹水初期优势种群多样性指数大于淹水中、后期,PCA分析将淹水处理过程分成初期、中期和后期3类不同的生境;测序结果表明,16个优势OTU类型均属于泉古菌,且与来自不同地域的水稻土、旱地土、红壤和沉积物氨氧化古菌关系密切。
- 宋亚珩王媛媛李占明王保莉曲东
- 关键词：氨氧化古菌丰度群落结构
- 利用固体类Fenton试剂降解五氯酚的探讨被引量：2
- 2015年
- 采用四种固体过氧化物(过氧化钙,CP;过硼酸钠,SPB;过碳酸钠,SPC;过氧化尿素,UHP)以及H2O2和两种铁源[(Fe3(PO4)2和Fe SO4],通过室内模拟试验,研究不同过氧化物和Fe(Ⅱ)源组合构成的(类)Fenton反应对石英砂中五氯酚(PCP)的降解能力,探讨了影响类Fenton试剂活性成分有效性和持续性的主要因素。结果表明,使用Fe SO4为铁源,添加CP、SPB或SPC使体系p H快速升高至10~12,极大抑制了铁源有效性,仅在反应初期对PCP有快速降解,24 h降解率分别为22.0%、14.6%和17.3%;添加H2O2或UHP对体系的p H无明显影响,24 h降解率为86.5%和83.8%;但在24~48 h,PCP降解均无明显增加,表明活性成分已殆尽。使用人工合成的纳米级Fe3(PO4)2为铁源,能够持续稳定地提供Fe(Ⅱ),在0~20 d实验期间PCP均有持续降解,在20 d时CP、SPB、SPC和UHP对PCP的降解率分别为30.1%、13.6%、8.6%、37.0%,H2O2对PCP在16 d时的降解率为55.6%。因此,使用致碱性过氧化物作为类Fenton试剂时,需要添加p H缓冲剂以提高对有机物的降解率;UHP在一定程度上可以替代H2O2。尽管固体类Fenton试剂对石英砂中PCP的去除率低于传统Fenton试剂,但活性成分持续时间能由不到24 h增加至20 d以上,故在土壤污染修复中具有更大潜力。
- 杨冰Pignatello Joseph J曲东
- 关键词：五氯酚化学降解铁矿物芬顿反应
- 控制光照条件下生物炭对水稻土中铁还原过程的影响被引量：5
- 2016年
- 为探究生物炭的添加对淹水稻田体系中蓝藻等光合微生物生长及稻田土水界面氧化还原平衡的影响，选择3种水稻土样品，采用土壤泥浆厌氧恒温培养方法，在控制光照条件下研究添加不同粒径生物质对光合细菌生长及Fe（Ⅲ）还原过程的影响。结果表明，避光条件下添加生物炭可以促进水稻土中铁还原过程，但不同粒度生物炭对铁还原的促进作用差异不显著。光照条件下添加不同粒度生物炭使天津（TJ）、宁夏（Nx）和四川（sc）水稻土中叶绿素a（Ch]a）含量分别降低35．63％～67．47％、39．66％～70．56％和46．82％，生物炭粒度对Chla累积量的影响因土壤不同而存在差异。光照刺激下光合微生物的大量生长并产氧，引起了Fe（1I）的氧化，使Fe（Ⅱ）累积量降低了6．009~6．415mg·g-1（TJ）、1．473～2．058mg·g-1（Nx）和3．037—3．693mg·g-l（sc）。光照条件下，添加生物炭在三种水稻土中均对铁氧化过程有促进作用，且增加量与水稻土来源和生物炭粒度有关：TJ和sc水稻土中〈0．25mm处理和0．25～O．5mm处理对铁氧化的促进作用高于O．5~1．0mm处理和1．0~2．0mm处理；NX水稻土中，不同粒度生物炭对铁氧化的促进作用差异不明显。表征光合微生物生长的Chla含量、体系pH的改变量及Fe（Ⅱ）的氧化量之间存在显著的相关性。
- 游萍贾蓉曲东唐珺瑶
- 关键词：生物炭
- 厌氧培养体系中V(V)与Fe(Ⅲ)还原之间的电子竞争被引量：2
- 2014年
- 以4种不同来源的水稻土为材料,采用接种水稻土浸提液的厌氧培养试验,设置添加不同偏钒酸盐浓度和无定形氧化铁处理,测定培养过程中V（V）和Fe（Ⅱ）浓度的变化,探讨厌氧培养过程中V（V）和Fe（Ⅲ）还原之间的相互影响机制。结果表明,在厌氧环境下土壤微生物能够以V（V）作为电子受体,将其还原为低价态的钒,V（V）浓度随着培养时间增加呈降低趋势。以V（V）为唯一电子受体时,还原起始时间大体在2~15d之间;4种水稻土中的微生物群落对于V（V）的还原能力具有差异,V（V）还原率在汉中（HZ）和安康（AK）水稻土样品中分别达到92.82%~95.63%和81.15%~81.97%,而在邛崃（QL）和永吉（YJ）水稻土样品中分别为60.64%~62.19%和51.38%~53.41%,2种钒添加浓度处理间无明显差异。V（V）和Fe（Ⅲ）共同作为电子受体时,Fe（Ⅲ）可导致V（V）还原过程明显滞后15~20d,并且使还原率降低,分别为66.50%~75.26%（HZ）,67.15%~69.22%（AK）,48.14%~48.72%（YJ）及0~11.80%（QL）。不同处理的铁还原率均可达到100%,铁还原最大反应速率（Vmax）总体表现为：AK〉HZ〉QL〉YJ样品;添加不同浓度V（V）后AK、HZ和YJ样品中出现明显促进铁还原过程的＂协同效应＂,表现为Vmax增大,且最大还原速率对应的时间（TVmax）相应减小,但在QL样品中出现抑制铁还原的＂拮抗效应＂,表现为随着V（V）浓度增加Vmax减小,且TVmax增大。推测的＂协同效应＂机理为：以发酵微生物的兼性还原为主导,V（V）还原产物强化了铁还原过程;而＂拮抗效应＂可能由于专性铁还原微生物的群落演替以及钒的毒性对发酵微生物产生抑制所致。
- 段骏贾蓉曲东
- 关键词：水稻土
- 碳源浓度对微生物发酵产氢及铁还原特征的影响被引量：4
- 2015年
- 为揭示碳源浓度对微生物发酵产氢及铁还原特征的影响,研究了发酵产氢型Fe(Ⅲ)还原菌JX1-25以不同浓度葡萄糖为唯一碳源时对Fe(Ⅲ)的还原特征、培养体系氢气分压及p H值,探讨了微生物产氢过程与Fe(Ⅲ)还原过程的关系,以及Fe(Ⅲ)还原过程对体系碳源电子消耗的贡献。结果表明:菌株JX1-25利用0.25、0.5、2、4、8、16 mmol·L-1葡萄糖为碳源还原Fe(Ⅲ)时,Fe(Ⅲ)还原率分别达到6.81%、12.47%、56.69%、97.71%、96.86%、99.77%;Fe(Ⅲ)还原潜势(a)、铁还原最大反应速率(Vmax)与氢气分压峰值(pp H2max)均随着体系葡萄糖浓度的升高而升高,而体系p H值随之降低;Fe(Ⅲ)还原过程消耗电子占体系葡萄糖提供电子的比例为2.02%~9.69%,产氢过程对体系葡萄糖提供电子的消耗比例为13.74%~19.45%。CCA分析发现菌株JX1-25利用不同浓度葡萄糖的Fe(Ⅲ)还原过程与产氢过程存在一定的相关性,pp H2max与a、Vmax呈显著正相关关系,与达到最大反应速率对应的时间(TVmax)和体系最低p H值(pHmin)呈显著负相关关系。
- 游萍贾蓉乔莎莎曲东
- 关键词：葡萄糖浓度发酵产氢
- 发酵脱氢产氢过程对微生物铁还原的影响被引量：9
- 2013年
- 发酵型微生物是铁还原菌中的主要类群，但其发酵产氢过程对铁还原的作用尚不清楚，为此采用接种水稻土浸提液混合培养的方法对微生物分别利用葡萄糖、丙酮酸盐和乳酸盐为碳源时，Fe（Ⅲ）还原过程中脱氢酶活性变化、培养体系pH、氢气分压及铁还原特征进行分析，探讨了发酵微生物脱氢产氢过程与微生物Fe（Ⅲ）还原的内在关系。结果表明：2种水稻土浸提液中的微生物均能够以葡萄糖为优势碳源进行脱氢、产氢及还原氧化铁，Fe（OH），可以诱导脱氢酶的产生，利用葡萄糖时脱氢酶活性在厌氧培养的4-6d出现最大峰值，利用丙酮酸盐和乳酸盐时脱氢酶活性出现峰值的时间分别为培养的15d和21-22d，脱氢酶活性出现峰值的时间与最大铁还原速率Vmax显著负相关、与最大反应速率对应的时间zk存在显著正相关关系。脱氢产氢过程中产生的H＋导致培养体系pH的变化是影响铁还原过程的主要原因，培养体系pH与体系氢气分压及Fe（Ⅱ）累积量呈极显著负相关。微生物利用不同碳源产氢时，利用葡萄糖的产氢能力最高，丙酮酸盐次之，乳酸盐最低。Fe（OH）3的加入增加了氢气的消耗量，培养体系氢气分压与Fe（Ⅱ）累积量存在极显著正相关关系。
- 贾蓉曲东乔莎莎
- 关键词：土壤微生物铁还原脱氢酶活性PH氢气
