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第五届地球系统科学大会

作者：崔鸿鹏苏新魏士平祝有海卢振权王艳发李月娇刘晖张帅庞守吉地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室北京 100083 中国地质大学(北京)海洋学院北京 100083 中国地质大学(北京)海洋学院北京 100083 中国地质调查局油气资源调查中心北京100029

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祁连山水合物分布区不同高寒生态类型冬季表层土壤中古菌群落及变化特征

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现代地质 2015年第5期29卷 1047-1060页

作者：李月娇苏新祝有海卢振权魏士平崔鸿鹏李来鹏刘晖张帅中国地质大学(北京)海洋学院北京100083 地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室北京100083 中国地质调查局油气资源调查中心北京100029

祁连山冻土区是我国青藏高原重要永久冻土区之一,也是我国陆域天然气水合物分布的重要地区。前期调查表明祁连山木里天然气水合物钻井区一带具有丰富多样的高寒冻土生态类型。为了解该地区高寒草甸和高寒沼泽草甸表层土壤中古菌群落的... 详细信息

祁连山冻土区是我国青藏高原重要永久冻土区之一,也是我国陆域天然气水合物分布的重要地区。前期调查表明祁连山木里天然气水合物钻井区一带具有丰富多样的高寒冻土生态类型。为了解该地区高寒草甸和高寒沼泽草甸表层土壤中古菌群落的多样性及分布特征,对2014年初冬在该区采集的表层土壤样品利用16S rRNA分子生物学技术和地球化学等方法进行了分析和研究。结果显示,高寒草甸区土壤呈中性,而高寒沼泽草甸区土壤呈弱酸性。钻井区土壤中的TOC和顶空气甲烷含量均显著高于背景区,而在背景区内的两种生态类型土壤中的TOC和顶空气甲烷含量差别较小。钻井区（除1个点）微生物细胞丰度高于背景区2~5倍。冬季表层土壤中的古菌多样性较低,含泉古菌的3个类群和广古菌的3个类群。不同植被类型古菌群落的优势种群显著不同,在高寒草甸区为泉古菌门的GroupⅠ.1b,而高寒沼泽草甸区为广古菌门的甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）。根据研究结果推测,土壤水分可能是导致高寒草甸区和高寒沼泽草甸区细胞丰度和古菌群落差异的一个主要原因,高寒沼泽草甸区内产甲烷菌占优势可能与土壤高TOC含量有关。高寒沼泽草甸土壤中存在较丰富的产甲烷古菌,它们在厌氧条件下的甲烷氧化作用也是土壤中甲烷来源之一。

关键词：古菌多样性高寒生态类型冻土土壤水合物钻井区祁连山

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南海水合物钻井沉积物产甲烷菌、甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌的分子检测

南海水合物钻井沉积物产甲烷菌、甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌的分子...

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2015年“海洋地质、矿山资源与环境”学术研讨会

作者：崔鸿鹏苏新陈芳魏士平程思海王宏斌李月娇地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室北京100083 中国地质大学(北京)海洋学院北京100083 中国地质调查局广州海洋地质调查局广东广州510075 地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室北京100083

在海底天然气水合物赋存区或者冷泉区,甲烷供给充足时在较浅的沉积物层形成硫酸盐甲烷转换界面(SMI);由于甲烷的存在,沉积物中往往伴随着强烈的甲烷厌氧氧化(AOM)过程。从沉积物表层向下到SMI,硫酸根浓度急剧降低接近零;而甲烷的浓度从... 详细信息

在海底天然气水合物赋存区或者冷泉区,甲烷供给充足时在较浅的沉积物层形成硫酸盐甲烷转换界面(SMI);由于甲烷的存在,沉积物中往往伴随着强烈的甲烷厌氧氧化(AOM)过程。从沉积物表层向下到SMI,硫酸根浓度急剧降低接近零;而甲烷的浓度从沉积物深部往上到SMI附近也急剧降低接近于零。这是由于在SMI附近甲烷厌氧氧化菌和硫酸盐还原细菌大量消耗甲烷和硫酸盐的结果。甲烷厌氧氧化古菌ANME类群和硫酸盐还原细菌通常以聚集体的形式存在。与此同时甲烷氧化细菌同样也可以利用甲烷为其生理代谢的碳源和能源。前期研究在我国南海水合物钻探区已经发现了极端厌氧产甲烷菌古菌。

关键词：功能基因 mcrA pmoA dsrAB 水合物钻井南海

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微生物降解蒙脱石层间吸附有机质的实验研究

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岩石学报 2012年第3期28卷 949-960页

作者：于炳松董海良韩彭彦中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室 Department of Geology Miami UniversityOxfordOH45056

近年来,国内外学者意识到,有机质在蒙脱石结构层间的吸附是有机质保存的重要机理之一,然而,目前关于微生物能否降解蒙脱石层间吸附有机质以及降解的程度等尚没有任何实验数据的支撑。本文试图通过人工合成含有层间吸附有机质的蒙脱石,... 详细信息

近年来,国内外学者意识到,有机质在蒙脱石结构层间的吸附是有机质保存的重要机理之一,然而,目前关于微生物能否降解蒙脱石层间吸附有机质以及降解的程度等尚没有任何实验数据的支撑。本文试图通过人工合成含有层间吸附有机质的蒙脱石,利用海洋和湖泊沉积物中常见的降解有机质的微生物对其进行降解实验,据此探讨有机质的蒙脱石层间吸附在沉积物埋藏过程中对有机质保存的贡献。有机质选择半胱氨酸和甲苯,前者是生物生长所需的一种重要氨基酸,后者大量存在于土壤和沉积物中,多种细菌可以在有碳氢化合物的环境下将其降解。实验菌种选择恶臭假单胞杆菌(Pseudomonas putida)和腐败希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens CN32)2种细菌,它们均为海洋和湖泊沉积物中的主导微生物,前者有较强的有机质降解能力,后者为铁的还原菌,厌氧代谢过程中能将蒙脱石结构中的Fe(III)还原为Fe(II)。通过上述不同菌种对蒙脱石层间吸附不同性质有机质的降解实验,结果显示,微生物对蒙脱石层间吸附的有机质的降解方式主要有分泌有机酸直接降解和破坏层间结构释放有机物从而进行降解。代表菌种假单胞菌和希瓦氏菌对半胱氨酸绿脱石及甲苯绿脱石的作用表明,微生物通过分泌有机酸的形式对蒙脱石层间吸附的有机质降解作用很有限,该结构在恒定的有氧和无氧条件下对保存有机质有利;希瓦氏菌在严格无氧条件下通过还原Fe(III)进行代谢,实验表明,无氧条件下,希瓦氏菌可以一定程度破坏矿物结构,释放并消耗有机物,因此,铁还原微生物对蒙脱石层间吸附有机质的保存有一定的影响,但由于微生物对矿物晶体结构的破坏能力有限,故其对层间吸附有机质降解的能力也有限;不同有机物对生物降解过程也有影响,这些影响取决于有机质的特性及有机质与细菌之间的相互作用。绿脱石层间吸附的半胱氨酸对生物生长有利,从而可能促进生物还原Fe(III)作用。相反,甲苯却很明显的抑制了Fe(III)的还原。由此可见,有机质的蒙脱石层间吸附是有机质保存的重要方式之一。

关键词：蒙脱石层间吸附有机质保存微生物降解实验研究

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长江三峡大坝两侧水体中氨氧化微生物种群结构分析

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微生物学报 2011年第1期51卷 83-90页

作者：黄柳琴蒋宏忱王尚张传伦董海良中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室北京100083 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 Department of Marine Sciences University of GeorgiaAthensGA 30602 中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室武汉430074

【目的】研究自然界中的氨氧化微生物对于理解全球氮元素循环至关重要,而人们对于人工坝体对氨氧化微生物种群生态的影响还知之甚少。本工作旨在分析三峡大坝两侧水体中浮游和附着在颗粒表面的氨氧化微生物种群构成的多样性,并试图分析... 详细信息

【目的】研究自然界中的氨氧化微生物对于理解全球氮元素循环至关重要,而人们对于人工坝体对氨氧化微生物种群生态的影响还知之甚少。本工作旨在分析三峡大坝两侧水体中浮游和附着在颗粒表面的氨氧化微生物种群构成的多样性,并试图分析其潜在的控制因素。【方法】在靠近三峡坝体的上游水体及下游水体中各选取1个取样点,在取样点现场测量水体理化参数并收集生物量,采用氨氧化功能基因的mRNA逆转录产物构建克隆文库等技术分析样品中氨氧化微生物种群的多样性。【结果】坝下水体中浊度、溶氧量和氧化还原电位略高于坝上水体。坝体两侧的氨氧化菌以氨氧化古菌(AOA)为主,没有检测到氨氧化细菌(AOB)。坝体两侧水体不同存在方式的AOA组群存在差异:坝上水体中附着在颗粒表面的AOA多样性较高,而坝下水体中浮游的AOA多样性更高;坝上水体中附着在颗粒表面与浮游的AOA种群间的差异明显大于坝下水体。【结论】三峡大坝对坝体两侧水体中AOA种群主体构成的影响不是很明显,但三峡大坝产生的水动力条件改变影响了坝体两侧水体中浮游和附着在颗粒表面的AOA组群分布。

关键词：三峡大坝氨氧化氨氧化古菌种群

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云南地区热泉中氨氧化菌丰度对环境条件的响应

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微生物学报 2010年第1期50卷 132-136页

作者：黄秋媛蒋宏忱张传伦李文均邓诗财于炳松董海良中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室北京100083 同济大学海洋学院上海200092 云南大学云南省微生物研究所教育部微生物多样性可持续利用重点实验室昆明650011

【目的】研究热泉中的氨氧化菌对于理解全球氮循环作用至关重要,而人们对于热泉中环境条件对氨氧化菌丰度分布的影响还知之甚少。本研究旨在研究云南热泉中氨氧化菌的丰度以及热泉环境因子(例如:温度、氨浓度及pH等)对氨氧化菌丰度的影... 详细信息

【目的】研究热泉中的氨氧化菌对于理解全球氮循环作用至关重要,而人们对于热泉中环境条件对氨氧化菌丰度分布的影响还知之甚少。本研究旨在研究云南热泉中氨氧化菌的丰度以及热泉环境因子(例如:温度、氨浓度及pH等)对氨氧化菌丰度的影响。【方法】在所选取的热泉中,采集沉积物、菌席或泉华样品。使用RNA逆转录、定量聚合酶链式反应及荧光原位杂交等技术对样品中各微生物种群进行定量分析。【结果】所选取的热泉沉积物、菌席或泉华中微生物总量大约为108-109细胞/g。其中,氨氧化古菌(AOA)占样品中微生物总量的0.02-1.32%,而氨氧化细菌数量低于检测下限。地球化学参数和AOA相对丰度的相关性统计分析显示,氨氧化古菌相对丰度值与NH3、NO2-、NO3-浓度和温度等具有统计学意义上的相关性,而其与Fe2+和及盐度无统计学意义上的相关性。【结论】在所调查的热泉中,氨氧化微生物种群主要由AOA组成,AOA在热泉中的氨氧化生物地球化学过程中起着重要作用。热泉中多个环境因子一起控制着AOA丰度在不同热泉中的分布特征,而某些环境因子,如盐度-和Fe2+浓度,可能不是控制AOA分布特征的关键因素。

关键词：热泉环境参数氨氧化氨氧化古菌

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南海北部陆坡神狐海域HS-373PC岩心表层沉积物古菌多样性

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海洋科学进展 2010年第3期28卷 318-324页

作者：张勇苏新陈芳蒋宏忱陆红峰周洋王媛媛中国地质大学(北京)海洋学院北京100083 地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室北京100083 广州海洋地质调查局实验中心广东广州510760

利用分子生物学技术分析南海北部神狐海域天然气水合物潜力区HS-373PC岩心表层沉积物中古菌多样性,从沉积物中提取总DNA并扩增古菌16SrRNA基因序列,对克隆文库进行系统发育分析。结果显示所有古菌序列均属于泉古菌(Crenarchaeota)和广古... 详细信息

利用分子生物学技术分析南海北部神狐海域天然气水合物潜力区HS-373PC岩心表层沉积物中古菌多样性,从沉积物中提取总DNA并扩增古菌16SrRNA基因序列,对克隆文库进行系统发育分析。结果显示所有古菌序列均属于泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)。其中泉古菌以C3为主要类群,另有少量序列属于Marine Benthic Group(MBG)-B,MBG-C,Marine Crenarchaeotic Group I(MGI),Marine Hydrothermal VentGroup(MHVG)和Novel Group of Crenarchaea(NGC);广古菌以MBG-D为主,其它序列分别属于UnclassifiedEuryarchaeotic Clusters-1/2(UEC-1/2)。

关键词：南海北部陆坡神狐海域天然气水合物调查区海洋沉积物古菌多样性 16SrRNA

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南海北部陆坡神狐海域HS-373岩心表层沉积物古菌多样性

南海北部陆坡神狐海域HS-373岩心表层沉积物古菌多样性

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第一届深海研究与地球系统科学学术研讨会

作者：张勇苏新陈芳蒋宏忱陆红峰周洋王媛媛中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物实验室广州海洋地质调查局实验中心

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地质微生物学中几项最新研究进展

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地质论评 2009年第4期55卷 552-580页

作者：董海良于炳松吕国中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室--地质微生物学实验室中国北京100083 美国迈阿密大学地质系美国俄亥俄州牛津市45056

地质微生物学是地质学和微生物学之间的交叉学科,在过去的十几年中已取得了突飞猛进的发展。该研究领域涉及全球许多种极端环境,例如从地下深部结晶岩、古沉积岩、到现代超盐度湖泊、干旱的沙漠和热液喷口系统等。因为地质微生物学进展... 详细信息

地质微生物学是地质学和微生物学之间的交叉学科,在过去的十几年中已取得了突飞猛进的发展。该研究领域涉及全球许多种极端环境,例如从地下深部结晶岩、古沉积岩、到现代超盐度湖泊、干旱的沙漠和热液喷口系统等。因为地质微生物学进展的综述可能要用一本专著方可阐述清楚,作者在此仅对地质微生物学几个活跃的前缘研究领域进行了综述,包括大陆深部、盐碱环境、干旱沙漠等极端环境中的微生物生态,白云石的微生物成因,古代沉积岩中的微生物古DNA及其环境意义以及海洋地质微生物学等几个方面。这些研究证明了将地质过程和微生物作用联系起来的重要性。

关键词：地质微生物学极端环境微生物生态微生物古DNA

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石油污染地下水中细菌分子生态学研究

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地学前缘 2009年第4期16卷 389-400页

作者：郝春博王广才董建楠张倩蔡五田中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室地质微生物学实验室北京100083 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

采集了某废弃炼油厂的石油污染地下水样品,提取水中微生物总DNA,构建细菌16SrDNA克隆文库,并通过16SrDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究。结果表明,文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属11个细菌类群... 详细信息

采集了某废弃炼油厂的石油污染地下水样品,提取水中微生物总DNA,构建细菌16SrDNA克隆文库,并通过16SrDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究。结果表明,文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属11个细菌类群,分别为Betaproteobacteria(38.1%),Alphaproteobacteria(35.3%),Gamaproteobacteria(5.1%),Deltaroteobacteria(5.2%),Bacteroidetes(4.0%),Verru-comicrobia(2.5%),Epsilonproteobacteria(1.9%),Nitrospira(1.3%),Planctomycetes(1.3%),Candidate Di-vision OD1(1.3%),Unclassified Bacteria(3.8%)。在这一生态系统中,Betaproteobacteria和Alphapro-teobacteria类细菌占据主导地位,二者所占比例均在三分之一以上。群落中最主要的降解菌是噬氢菌属(Hydrogenophaga)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)细菌,它们在文库中所占比例达23.9%和19.5%。该石油污染地下水样品中细菌与许多其他已知的降解菌亲缘关系较近,如Sulfuricurvumkujiense、Trichlo-robacterthiogenes、Rhodoferax ferrireducens以及红细菌属(Rhodobacter)、甲基单胞菌属(Methylomonas)和涅瓦菌属(Nevskia)细菌等。此外,文库中克隆的16S rDNA序列与许多类似的污染场地中发现的环境克隆相似性很高,如煤焦油污染的地下水、苯污染的地下水、原油污染的土壤、溴甲烷和氯甲烷污染的土壤、抗生素生产废水以及活性污泥等,证明该石油污染地下水中有大量降解菌群的存在。石油污染物的种类对降解菌群的组成有一定的选择作用。

关键词：石油污染地下水 16S rDNA克隆文库分子生态学

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