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白腐菌环境污染物的生物修复

白腐菌环境污染物的生物修复

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：卓睿袁鹏余洪波张晓昱华中科技大学生命科学与技术学院环境资源微生物技术研究所

白腐真菌是一类具备巨大应用价值的宝贵微生物资源,在木质纤维素资源的利用以及各类环境污染物的降解中表现出了极为出色的能力.在前期工作中我们发现一株特色白腐菌株Pleurotus ostreatus HAUCC 162,其对于多种染料、多环芳烃等环境污... 详细信息

白腐真菌是一类具备巨大应用价值的宝贵微生物资源,在木质纤维素资源的利用以及各类环境污染物的降解中表现出了极为出色的能力.在前期工作中我们发现一株特色白腐菌株Pleurotus ostreatus HAUCC 162,其对于多种染料、多环芳烃等环境污染物均具备较好的降解能力,并且白腐菌特色胞外降解酶漆酶可能在其中起到重要作用.本研究深入发掘了Pleurotus ostreatus HAUCC 162漆酶基因资源,对漆酶家族中的LACC6,LACC9,LACC 10进行了基因克隆,并构建工程菌实现异源表达.利用重组漆酶蛋白构建漆酶介体系统(LMS),发现构建的LMS系统能够对2-硝基酚,3-硝基酚,4-硝基酚,4-氯酚,2,4-二氯酚,2,6-二氯酚,磺胺嘧啶,磺胺甲嘧啶,磺胺甲恶唑实现有效降解,60分钟降解率可达59.21％,47.91％,60.24％,74.9％,28.9％,35.1％,98.1％,97.5％,和97.8％,并利用液相色谱质谱分析(LC-MS),气相色谱质谱分析(GC-MS)手段解析了漆酶介体系统对于4-硝基酚、2,4-二氯酚和磺胺嘧啶可能的降解途径.本研究对于解析白腐真菌生物修复机制并进一步实现白腐菌环境领域的工程应用具有积极意义.

关键词：白腐真菌生物降解漆酶降解途径

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戈壁沙漠核辐射区微生物适应进化及生物多样性研究

戈壁沙漠核辐射区微生物适应进化及生物多样性研究

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：周正富陈明林敏张维中国农业科学院生物技术研究所北京100081

极端环境微生物是一类重要的微生物资源,其分布多样、适应范围极广,存在于气候温和、严寒与高温、高压、干燥、湿润等各种环境.极端环境微生物在长期不断地适应环境变化和进化的过程中,形成了独特的生理机制和生命行为,具有耐高温、低... 详细信息

极端环境微生物是一类重要的微生物资源,其分布多样、适应范围极广,存在于气候温和、严寒与高温、高压、干燥、湿润等各种环境.极端环境微生物在长期不断地适应环境变化和进化的过程中,形成了独特的生理机制和生命行为,具有耐高温、低温、高/低pH、高盐、高压等特性,蕴藏着一大批有重要利用价值的特殊生物资源,具有极大的潜在应用前景.我国戈壁沙漠核爆区,具有极端干燥、昼夜温差大、强太阳辐照等环境特点,形成了具有耐辐射、抗旱、抗寒和耐盐碱等极端抗逆能力的微生物基因资源.这种微生物资源是研究生态系统中生物演替、迁徙等现象及生物进化的基础,也是探索微生物的共进化和极端环境适应性的重要物质基础和源泉本研究开展了核辐射区土壤DNA宏基因组序列的测定工作,分析了该极端环境微生物群落特征.辐射区菌种多样性相对较低,主要由变形菌门(42％)、厚壁门(35％)、拟杆菌门(14％)、放线菌门(8％)组成.其中拟杆菌门细菌数量较对照样本提高100倍以上.分析结果表明,耐辐射性状微生物进化方式为“多起源-共进化”.COG和NOG分析比较结果发现,核爆区宏基因组中碳源代谢、离子转运代谢及DNA修复相关基因含量较高,并着重对逆境胁迫响应蛋白Csp及DNA修复蛋白RecA展开研究.本研究结果为进一步探索耐辐射性状在微生物中的起源、进化和传播机制奠定了基础.

关键词：戈壁沙漠核辐射区微生物适应性进化生物多样性

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一株磺胺甲基嘧啶高效降解菌的筛选及特性研究

一株磺胺甲基嘧啶高效降解菌的筛选及特性研究

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：付袁芝岳秀丽李昂马放哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090

磺胺甲基嘧啶(SM1)是一种含有氮杂环结构的抗生素,传统的污水处理工艺很难将其有效去除,对人类也具有潜在的健康危害.本文利用微生物纯培养技术,以环境中频繁检出磺胺甲基嘧啶(SM1)作为目标污染物,以污水处理厂二沉池回流的活性污泥作为... 详细信息

磺胺甲基嘧啶(SM1)是一种含有氮杂环结构的抗生素,传统的污水处理工艺很难将其有效去除,对人类也具有潜在的健康危害.本文利用微生物纯培养技术,以环境中频繁检出磺胺甲基嘧啶(SM1)作为目标污染物,以污水处理厂二沉池回流的活性污泥作为SM1降解菌分离的接种源,经多次富集、分离、纯化,获得十几株磺胺甲基嘧啶降解菌,分别对其降解效能进行鉴定,最终筛选出一株能够高效降解磺胺甲基嘧啶的菌株.该菌株可在7天的时间内将100mg/L磺胺甲基嘧啶降解至0mg/L,同时发现所筛选出的SM1降解菌对其他磺胺类药物也具有降解效能,可在7天的时间内将磺胺嘧啶由100mg/L降至0mg/L、在9天内将100mg/L磺胺甲基异恶唑降解至8.98mg/L.所获得的磺胺甲基嘧啶高效降解菌,为今后深入研究磺胺甲基嘧啶降解中间产物、微生物降解机理,探究磺胺甲基嘧啶的环境降解行为,结合毒理学分析磺胺甲基嘧啶降解中间产物的是否具有毒性,以及其在环境中的迁移转化规律具有重要的意义.

关键词：磺胺甲基嘧啶生物降解降解机理降解特性

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生物电化学辅助强化污泥厌氧消化产甲烷效能的初步探究

生物电化学辅助强化污泥厌氧消化产甲烷效能的初步探究

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：王万琼绳傲楠王雪廷陈川哈尔滨工业大学环境学院哈尔滨150090

根据环境统计年报显示，我国城镇剩余污泥量逐年增加，截止到2015年，剩余污泥的年产生量已经达到3025.9万吨.剩余污泥中含有大量的有毒有害物质，需要经过相关的处理.据统计，污泥处理的费用昂贵，可以达到整个污水厂处理费用的60％左... 详细信息

根据环境统计年报显示，我国城镇剩余污泥量逐年增加，截止到2015年，剩余污泥的年产生量已经达到3025.9万吨.剩余污泥中含有大量的有毒有害物质，需要经过相关的处理.据统计，污泥处理的费用昂贵，可以达到整个污水厂处理费用的60％左右.同时剩余污泥中含有大量的有机物质，可以作为一种能源物质.目前涌现的一些污泥处置技术(如焚烧产电、热解制油等)对污泥的有效资源化效率非常低(不足10％).厌氧消化工艺是目前最可行的污泥稳定化工艺，不仅可实现污泥的减量化和稳定化，而且还可以从中回收能量值较高的甲烷气体，有望实现污泥处置与污水处理运行间的能源收益匹配问题.传统厌氧消化工艺作业周期长，占地面积大，有机物降解率不高，从而导致污泥厌氧处置速率低，甲烷回收率不足.微生物电解技术是一种新型的环境微生物厌氧处理技术，它可以借助阳极呼吸菌对多种类有机物(挥发酸、葡萄糖、蛋白、纤维素等)进行氧化降解产生电子传递到阴极.通过调控辅助外加电压可以实现复杂底物的快速降解速率和电子传递速率.因此，近些年提出的微生物电催化-厌氧消化耦合工艺可以有效去除有机物的同时，提高甲烷的回收率，大大缩短厌氧消化的时间.本研究以序批式实验为基础，考察了微生物电催化-厌氧消化耦合工艺(MEC-AD)下甲烷的产气规律.

关键词：甲烷微生物电催化-厌氧消化耦合微生物电解池电流变化

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游离ARGs,污水处理厂排水中一种被忽视的抗生素抗性基因形态?

游离ARGs,污水处理厂排水中一种被忽视的抗生素抗性基因形态?

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：张衍江南大学环境与土木工程学院

污水处理厂是一类重要的抗生素抗性基因(ARGs)库,因此必须加强控制和去除其排水中的ARGs,从而削弱ARGs由污水处理厂向排水受纳环境的传播.目前对污水处理系统中ARGs赋存情况已有不少报道,但研究多采用0.22μm滤膜过滤的预处理方法收集D... 详细信息

污水处理厂是一类重要的抗生素抗性基因(ARGs)库,因此必须加强控制和去除其排水中的ARGs,从而削弱ARGs由污水处理厂向排水受纳环境的传播.目前对污水处理系统中ARGs赋存情况已有不少报道,但研究多采用0.22μm滤膜过滤的预处理方法收集DNA,即只关注了细胞态ARGs,而游离DNA所携带的ARGs情况还少有报道.ARGs在环境中可通过接合、转化、转导三种水平基因转移方式在不同细菌间传播扩散;其中,转化正是细菌从环境中直接吸收游离DNA的方式.忽略了对污水处理厂排水中游离ARGs的评估,污水处理厂传播ARGs的风险水平很可能被低估.本研究选取一座大型污水处理厂为研究对象,采用荧光定量PCR技术,率先对污水处理系统内包括游离态在内的ARGs丰度特征开展研究,同时考察污水处理厂排水后细胞态和游离态ARGs丰度可能的动态变化趋势,从而评估游离ARGs是否可能是污水处理厂向排水受纳环境传播ARGs的一种被忽视的重要形态.

关键词：污水处理抗生素抗性基因聚合酶链式反应传播规律

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化学和生物表面活性剂对海洋石油降解微生物的影响

化学和生物表面活性剂对海洋石油降解微生物的影响

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：张静路璐西华师范大学环境科学与工程学院四川南充637009

溢油污染对海洋生态系统以及海岸线上的生物群落会造成严重的危害,而石油的最终消除是通过微生物的生物修复过程完成。因此,在溢油污染发生时常通过向施用化学或生物分散剂以增加石油的生物可利用性,从而使得石油更容易被微生物降解。然... 详细信息

溢油污染对海洋生态系统以及海岸线上的生物群落会造成严重的危害,而石油的最终消除是通过微生物的生物修复过程完成。因此,在溢油污染发生时常通过向施用化学或生物分散剂以增加石油的生物可利用性,从而使得石油更容易被微生物降解。然而,这些分散剂对石油降解微生物的影响目前仍不清楚。本研究针对深圳大鹏湾的表层海水,在实验室条件下,通过设置原油, 原油+化学分散剂(Corexit 9500A/捷飞特),原油+生物表面活性剂(鼠李糖脂)以及单独添加化学分散剂和生物表面活性剂等处理组,模拟海洋发生溢油后以及施用了分散剂后对微生物群落结构以及石油降解微生物活性的影响。结果表明,石油和分散剂的添加都促进了微生物的数量和活性。石油污染显著促进了Rhodobacterales,Cellvibrionale,Planctomycete和Sphingobacteriales等存在于水体中天然石油降解菌的生长。同时添加了化学分散剂的处理中发现Alteromonadales,Oceanospirillales和Oceanospirillales等潜在的化学分散剂或石油降解微生物显著的增加。而添加了生物表面活性剂的处理中Pseudomonadales,Alteromonadales 等丰度显著增加。这些数据表明,添加不同的分散剂可能导致海洋微生物群落结构的分异方向不同,对石油降解速率的影响也有所差异。目前正在进行中的石油浓度测定未来将进一步揭示这些应对处理对消除溢油污染的作用机制。该研究将为未来海洋溢油发生,科学使用化学和生物表面活性剂提供科学参考。

关键词：海洋溢油表面活性剂石油降解微生物群落结构和功能

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深圳湾完全氨氧化微生物(Comammox) amoA基因的分布及多样性分析

深圳湾完全氨氧化微生物(Comammox) amoA基因的分布及多样性分析

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：刘宗保汪永明潘杰刘杨李猛环境微生物学实验室高等研究院深圳大学

硝化作用在维持全球氮素平衡中起着至关重要的作用.完全氨氧化微生物(Comammox)的发现终结了传承百年的经典两步硝化理论,并引出了大量与硝化作用相关的亟待解决的科学问题,如这类微生物在环境中的生态位及在氮循环中的贡献等.本研究紧... 详细信息

硝化作用在维持全球氮素平衡中起着至关重要的作用.完全氨氧化微生物(Comammox)的发现终结了传承百年的经典两步硝化理论,并引出了大量与硝化作用相关的亟待解决的科学问题,如这类微生物在环境中的生态位及在氮循环中的贡献等.本研究紧跟氮循环研究领域的前沿动态,在Comammox发现之初,就构建了Comammox amoA基因的数据库,并和不同环境样品的宏基因组拼接数据(包括养殖场土壤、红树林土壤、污水处理厂活性污泥、河口水样及沉积物样品)进行比对,证实该基因广泛存在于自然环境中.在此基础上,以深圳湾淡水、淡咸水交接和咸水区三种典型水生环境为研究区域,使用Comammox amoA基因的特异性引物cobaob200F和cob574R对各沉积物样品进行扩增,证实Comammox存在于不同环境的沉积物中;接着构建了数个环境参数差异较大沉积物样品的Comammox amoA的克隆文库.结果显示,不同样品的该基因具有较高的同源性,且属于cladeA分支的序列要远多于cladeB分支;最后,以高通量测序的方法对Comammox amoA的多样性进行研究,通过对前期构建的Comammox amoA基因数据库分析聚类(id=95％),获得了该基因的OTU参考序列数据库.比对分析结果显示,各样品均呈现丰富的Comammox amoA基因多样性,且OTU组成差异较大,相较于淡水区域,咸水区沉积物样本的多样性更高.本研究结果丰富了人们对于此类新发现基因的认识,同时为进一步评估不同环境下Comammox在硝化作用的贡献提供了重要的基础数据.

关键词：水生环境完全氨氧化微生物 amoA基因高通量测序群落多样性

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微生物絮凝剂吸附去除水中磺胺甲基异恶唑的效能研究

微生物絮凝剂吸附去除水中磺胺甲基异恶唑的效能研究

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：苏舟李昂杨基先马放皮姗姗哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090

目前,抗生素对水环境的污染严重威胁着生态系统及人类健康,具有不易降解、易生物积累,残留期长等特点.据悉,施用于兽医的磺胺甲基异恶唑直接排入水生环境,具有高毒性.磺胺甲基异恶唑因在水中检出频率高,去除率较低而成为研究热点.常规... 详细信息

目前,抗生素对水环境的污染严重威胁着生态系统及人类健康,具有不易降解、易生物积累,残留期长等特点.据悉,施用于兽医的磺胺甲基异恶唑直接排入水生环境,具有高毒性.磺胺甲基异恶唑因在水中检出频率高,去除率较低而成为研究热点.常规的处理工艺包括吸附、化学氧化、膜分离、混凝等,其中混凝法去除率较低,而化学氧化与膜分离技术运行成本较高.采用微生物絮凝剂去除水中的磺胺甲基异恶唑是处理水中磺胺甲基异恶唑的一种有效手段.本实验对微生物絮凝剂去除水中磺胺甲基异恶唑的效能进行了研究.分别从微生物絮凝剂吸附水中磺胺甲基异恶唑的吸附时间、pH值、微生物絮凝剂投加量、反应温度四个条件进行了单因素优化.在0-30 min时,吸附率迅速上升,直至60 min达到吸附平衡;pH范围取在4-8,当pH为5时,吸附率最大可达67.2％;吸附率随着微生物絮凝剂的投加量的增加先上升而后下降,在絮凝剂投加量为5 mL时达到最优,吸附率为57.89％;反应温度范围取5-55℃,反应温度在35℃时吸附率最高可达67.2％.在以上优化条件下,即pH为5、微生物絮凝剂添加量为5mL,反应时间为60 min、反应温度为35℃时,吸附率可达到67.82％.为进一步分析微生物絮凝剂吸附水中磺胺类抗生素的效能及机制奠定了基础.

关键词：微生物絮凝剂吸附磺胺甲基异恶唑吸附效能

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畜禽养殖废水生物-生态处理及回灌农田技术创新与应用

畜禽养殖废水生物-生态处理及回灌农田技术创新与应用

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：李文英李菊英牛莉莉于俊红解开治李夏解维彤广东省农业科学院农业资源与环境研究所广州510640 深圳大学深圳 518060 上海大学上海200444 惠州东进农牧股份有限公司广东惠州516003

本研究针对华南地区畜禽养殖集约化程度高且粪水排放量大，但整体无害化处理和资源化利用技术相对薄弱、滞后等现状，分析沼气工程处理的典型集约化养殖场废水水质污染特征，以养殖废水无害化处理为核心，以农田灌溉利用为目标，重点开... 详细信息

本研究针对华南地区畜禽养殖集约化程度高且粪水排放量大，但整体无害化处理和资源化利用技术相对薄弱、滞后等现状，分析沼气工程处理的典型集约化养殖场废水水质污染特征，以养殖废水无害化处理为核心，以农田灌溉利用为目标，重点开展畜禽养殖废水生物-生态处理及回灌农田等研究.本成果完成养殖废水生物-生态处理反应系统构建及运行控制;养殖废水处理功能微生物的富集培养及复合菌系的构建;典型集约化养殖废水水质监测及生态风险评估分析;处理沼液回灌农田作物效应及安全控制等研究工作.在此基础上先后形成集约化畜禽养殖废水生态处理、沼液回灌农田安全控制等多项技术，提出畜禽养殖废水生物-生态处理及其回灌农田集成技术模式.本成果共申请专利9件，获授权专利3件，发表论文18篇，参编专著2部.其中10篇代表性论文中SCI收录6篇，累计影响因子23.988.

关键词：畜禽养殖废水污水生物-生态处理处理废水回灌农田技术

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堆肥过程中土霉素降解及微生物多样性变化初探

堆肥过程中土霉素降解及微生物多样性变化初探

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第二十次全国环境微生物学学术研讨会

作者：熊志强王伟东黑龙江省环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室黑龙江八一农垦大学生命学院

抗生素在畜禽养殖业中的大量使用,大量未被吸收利用的抗生素随畜禽粪便排出到环境中.由于抗生素在自然条件下降解缓慢,导致大量的抗生素在环境中积累污染生态环境.本研究通过牛粪和树叶堆肥的方式,以土霉素作为抗生素代表,对比添加(TG)... 详细信息

抗生素在畜禽养殖业中的大量使用,大量未被吸收利用的抗生素随畜禽粪便排出到环境中.由于抗生素在自然条件下降解缓慢,导致大量的抗生素在环境中积累污染生态环境.本研究通过牛粪和树叶堆肥的方式,以土霉素作为抗生素代表,对比添加(TG)和不添加(CK)之间理化参数变化,采用高通量测序技术,分析堆肥过程中土霉素含量变化以及相应时期微生物多样性变化,探究土霉素降解与微生物代谢之间相互关系.结果表明,TG的土霉素含量在前期下降速率较快,到堆肥结束时,降解率为99.67％.TG和CK最高温均达到60℃以上,且50℃以上分别持续16d和18d.高通量结果表明,TG和CK在堆肥腐熟期微生物差异性较大,通过Alpha多样性shannon指数和ACE指数分析可知,堆肥高温期微生物群落多样性和丰富度均高于其他时期,但土霉素能够降低堆肥腐熟期微生物群落多样性和丰富度.门水平上在,CK高温期以及腐熟期优势菌群主要为变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门等,而TG高温期主要为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门等,但腐熟期其优势菌群为厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门;其中TG处理中放线菌门随堆肥进行而下降,由高温期的15.27％下降到腐熟期7.37％.属水平上,在高温期差异性较大的菌群主要为Paenibacillus、Chelatococcus、Aquamicrobium、Carnobacterium、Pseudoxanthomonas等.

关键词：土霉素微生物多样性降解

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