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高寒沼泽草甸根际土壤代谢物特征及酶活性对模拟增温的响应 被引量：1
1
作者 白炜 牟国旭 +3 位作者 马群 陈梦佳 马若冰 王一博 《环境科学》 北大核心 2026年第2期1340-1352,共13页
通过在青藏高原多年冻土区高寒沼泽草甸构建开顶式增温小室,分别设置对照组(CK),低增温组(T_(1):1.5~2.5℃)和高增温组(T_(2):3~5℃),分析增温条件下土壤代谢物组成及其与酶活性间的相关性.结果表明,增温显著影响了土壤酶活性.与CK相比,... 通过在青藏高原多年冻土区高寒沼泽草甸构建开顶式增温小室,分别设置对照组(CK),低增温组(T_(1):1.5~2.5℃)和高增温组(T_(2):3~5℃),分析增温条件下土壤代谢物组成及其与酶活性间的相关性.结果表明,增温显著影响了土壤酶活性.与CK相比,T_(1)组β-葡萄糖苷酶活性显著提高,T_(2)组进一步增强;蔗糖酶活性在T_(1)组显著降低,但在T_(2)组显著增加;纤维素酶与多酚氧化酶活性在T_(1)组显著下降;抗坏血酸酶活性在T_(2)组显著降低.代谢组学分析显示,T_(1)组显著促进氨基酸代谢和次生代谢物积累;T_(2)组则显著增强脂类代谢,脂类代谢物丰度较CK明显提高.火山图和主成分分析(PCA)结果表明,增温显著改变了代谢物组成及土壤代谢网络结构.Pearson相关性分析表明,根际土壤中的代谢物与酶活性之间存在显著相关性,如PA(16∶0/16∶0)与蔗糖酶和β-葡萄糖苷酶等酶活性之间有较强的正相关关系. 展开更多
关键词 青藏高原 高寒沼泽草甸 增温 土壤酶活性 代谢组学
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不同营养条件下水动力扰动对细菌附着行为的影响
2
作者 陈勇 刘丽 +3 位作者 王树东 高敏怡 黄子谦 陈国炜 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第2期187-193,共7页
为探究水体的营养条件和水动力扰动对细菌附着行为的影响,文章以给水管网中常见的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)野生株及其藻酸盐分泌过量的突变株为研究对象,借助于死活染色生物量测定方法,分析其在不同水动力和营养水平下的... 为探究水体的营养条件和水动力扰动对细菌附着行为的影响,文章以给水管网中常见的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)野生株及其藻酸盐分泌过量的突变株为研究对象,借助于死活染色生物量测定方法,分析其在不同水动力和营养水平下的附着行为。结果表明:在充足营养水平(1∶1LB培养基)下,水动力扰动未对野生株的表面覆盖率(6h)产生显著影响(P>0.05);而在低营养水平(1∶50LB培养基)下,培养6h,转速从0r/min增至120r/min时,野生株覆盖率较静置时增加4.60倍(P<0.001)。不同环境条件下,突变株的覆盖率均高于野生株,证明胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)对细菌附着行为具有重要影响。研究结果可为饮用水系统和其他水环境的微生物污染控制提供理论指导。 展开更多
关键词 细菌附着 生物膜 铜绿假单胞菌 营养水平 水动力
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聚乙烯微塑料对不同土地利用类型土壤微生物残体碳的影响
3
作者 张海鑫 许微 +2 位作者 黄懿梅 黄楠 李逸伦 《环境科学》 北大核心 2026年第1期622-628,共7页
微塑料(MPs)可对土壤的理化和生物性质造成一定影响,但它在不同土地利用类型土壤中对微生物残体碳及其在有机碳(SOC)中贡献的影响尚不清楚.为此,将5 mm×5 mm的地膜源聚乙烯微塑料(PE-MPs)以质量分数为0%(对照:CK)、0.03%和0.3%的... 微塑料(MPs)可对土壤的理化和生物性质造成一定影响,但它在不同土地利用类型土壤中对微生物残体碳及其在有机碳(SOC)中贡献的影响尚不清楚.为此,将5 mm×5 mm的地膜源聚乙烯微塑料(PE-MPs)以质量分数为0%(对照:CK)、0.03%和0.3%的剂量分别添加到从青海省湟源县采集的草地、农田和设施农地土壤中,在25℃进行为期8周的室内培养试验,分析SOC及微生物残体碳(MNC)含量的变化.结果表明:(1)添加0.03%PE-MPs和0.3%PE-MPs使3种土壤MNC含量较CK分别降低5.4%~11.1%和2.1%~37.1%,其中在农田和设施农地添加0.3%PE-MPs后,土壤MNC含量分别显著降低19.8%和37.1%,对草地土壤影响不显著.(2)添加0.03%PE-MPs和0.3%PE-MPs后,土壤MNC对SOC的贡献率在农田分别显著降低20.6%和25.0%,在设施农地分别降低4.8%和18.8%(P<0.05).(3)土壤硝态氮、可溶解性有机氮含量和pH值因PE-MPs的添加而发生改变,是微生物残体碳积累的重要影响因素.综上,添加0.3%PE-MPs后,农田和设施农地土壤微生物残体碳的积累及其对有机碳的贡献均被降低,不利于土壤碳的固存. 展开更多
关键词 微塑料(MPs) 土地利用类型 土壤微生物残体碳 土壤有机碳 青海省
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β-内酰胺酶类抗性基因在不同菌株间的接合转移特性及影响因素
4
作者 张崇淼 崔卓阳 +1 位作者 董雨雨 李永强 《中国环境科学》 北大核心 2026年第4期2195-2203,共9页
探究β-内酰胺类抗性基因在不同菌株间的接合转移特性及影响因素,以产超广谱β内酰胺酶(ESBL)大肠杆菌T413为供体菌,分别以大肠杆菌NK5449和蜡样芽孢杆菌X524为受体菌构建接合转移模型.结果表明,该抗性基因在大肠杆菌T413–大肠杆菌NK5... 探究β-内酰胺类抗性基因在不同菌株间的接合转移特性及影响因素,以产超广谱β内酰胺酶(ESBL)大肠杆菌T413为供体菌,分别以大肠杆菌NK5449和蜡样芽孢杆菌X524为受体菌构建接合转移模型.结果表明,该抗性基因在大肠杆菌T413–大肠杆菌NK5449体系中的接合转移频率为1.22×10^(-3)~1.90×10^(-1),而在大肠杆菌T413–蜡样芽孢杆菌X524体系则很低,仅为3.91×10^(-6)~4.25×10^(-3).延长接合时间可显著提高后者的接合转移频率,4h的接合转移频率仅为7.35×10^(-6),而在24h则增至1.31×10^(-3).当供、受体初始细菌浓度低于10^(4)CFU/mL时,大肠杆菌T413–蜡样芽胞杆菌X524体系中的β-内酰胺酶类抗性基因接合转移频率大幅下降至3.10×10^(-4).对于这两种接合转移体系,均是在供受体菌等量、中性环境、37℃条件下,β-内酰胺酶类抗性基因接合转移频率达到最高.研究结果阐明了β-内酰胺酶类抗性基因通过接合转移在不同菌株间传播的关键特性与影响因素,为构建抗生素抗性传播控制策略提供了新视角. 展开更多
关键词 接合转移 β-内酰胺类抗性基因 产ESBL菌 革兰氏阴性菌 革兰氏阳性菌 影响因素
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不同硫化物浓度驱动下石化污水微生物群落结构变化分析
5
作者 谢鲲鹏 谭子媚 +4 位作者 周畅 隋彩红 罗红静 于思慧 宫正 《辽宁师范大学学报(自然科学版)》 2026年第1期63-76,共14页
针对石化废水处理系统中硫化物浓度梯度变化,对微生物群落结构的驱动作用展开分析.通过采集辽宁某石化企业厌氧-移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor,MBBR)-好氧(A-MBBR-O)复合工艺中厌氧池(A)、MBBR池(M)和好氧池(O)的污泥... 针对石化废水处理系统中硫化物浓度梯度变化,对微生物群落结构的驱动作用展开分析.通过采集辽宁某石化企业厌氧-移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor,MBBR)-好氧(A-MBBR-O)复合工艺中厌氧池(A)、MBBR池(M)和好氧池(O)的污泥样本,利用Illumina高通量测序技术解析微生物群落的响应特征.结果表明:Proteobacteria为优势菌门,与Chloroflexi、Bacteroidota共同维持系统运行稳定性;随着硫化物浓度升高,烃降解相关菌属Acinetobacter的相对丰度受到抑制,而Desulfobacterota等硫酸盐还原菌呈现富集趋势.Alpha多样性分析表明,在高浓度硫化物胁迫条件下,MBBR池中微生物群落的物种丰富度与均匀度相对稳定,而好氧池多样性明显降低.RDA分析结果显示,硫化物是影响微生物群落结构变化的重要环境因子,与Desulfobacterota呈正相关关系,与Crenarchaeota等呈负相关关系.LEfSe分析识别出具有浓度依赖特征的优势菌群:在低浓度硫化物冲击条件下,Desulfovibrio相对丰度较高;在高浓度硫化物冲击条件下,Thiobacillus成为潜在的重要功能菌属.本研究为石化废水处理中不同硫化物胁迫条件下的微生物调控提供了理论参考. 展开更多
关键词 石化废水 硫化物 微生物群落结构 Alpha多样性 Beta多样性 冗余分析
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鄱阳湖水位季节性波动过程中消落带土壤细菌群落的变化特征 被引量：1
6
作者 刘新 迟申燕 +1 位作者 江和龙 田琳奇 《环境科学》 北大核心 2026年第2期1329-1339,共11页
湖泊消落带受水位季节性波动的影响,呈现出显著的干湿转变.细菌作为消落带生物地球化学循环中的重要微生物群体,深刻影响着该区域的生态功能.深入研究水位波动过程中土壤细菌群落的变化特征,对于理解消落带生态系统的功能及其对环境变... 湖泊消落带受水位季节性波动的影响,呈现出显著的干湿转变.细菌作为消落带生物地球化学循环中的重要微生物群体,深刻影响着该区域的生态功能.深入研究水位波动过程中土壤细菌群落的变化特征,对于理解消落带生态系统的功能及其对环境变化的响应具有重要意义.采用高通量测序技术,系统分析了2019~2020年鄱阳湖消落带细菌群落的季节性变化.结果表明,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi)是消落带的优势细菌门类;而放线菌门(Actinobacteriota)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)在淹水状态与裸露状态下表现出显著的差异.在淹水状态下,土壤细菌的多样性显著下降,随机性过程对细菌群落组装的影响增强.此外,细菌群落的共现网络在淹水状态下表现出更高的复杂度、模块性及关键物种数量.在裸露状态下,细菌多样性与土壤含水率呈显著正相关(P<0.01),TN和TP是细菌群落的主要影响因子;而在淹水状态下,NH_(4)^(+)-N、TN、TP和TOC等环境因子与细菌多样性显著相关(P<0.01),土壤pH和TOC是影响细菌群落结构的关键因素.土壤细菌群落的氮固定、碳水化合物降解、芳香化合物降解和甲烷代谢等功能受水位波动影响呈现显著的季节性变化.研究结果进一步深化了人们对湖泊消落带土壤细菌群落结构与功能在季节性水位波动过程中响应环境变化的理解. 展开更多
关键词 消落带 水位波动 细菌群落 群落组装 关键物种
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平朔矿区不同恢复阶段榆树林地土壤碳氮磷硫功能基因特征
7
作者 马卉 刘爽 +3 位作者 李君剑 张红 刘勇 杜自强 《环境科学》 北大核心 2026年第3期1966-1974,共9页
露天煤矿开采对矿区生态环境造成了严重破坏,植被恢复与土壤微生物功能基因密切相关,研究长时间序列的植被恢复对土壤碳氮磷硫功能基因的影响,对受损矿区的生态恢复具有重要意义.选取平朔露天煤矿复垦榆树林作为研究对象,采集生长年限为... 露天煤矿开采对矿区生态环境造成了严重破坏,植被恢复与土壤微生物功能基因密切相关,研究长时间序列的植被恢复对土壤碳氮磷硫功能基因的影响,对受损矿区的生态恢复具有重要意义.选取平朔露天煤矿复垦榆树林作为研究对象,采集生长年限为5 a(UP5)、15 a(UP15)和25 a(UP25)的根际土壤样品,分析不同恢复阶段下土壤化学性质与碳氮磷硫功能基因的变化.结果表明,相比于5 a和15 a,恢复25 a的榆树林对土壤肥力的提升和改善能力较强.与碳氮磷硫循环相关的功能基因总丰度呈上升趋势,其中氮循环过程是榆树林地主要的生化过程,所有碳固定基因中参与还原性乙酰辅酶A途径的acsA基因丰度最高,磷循环的主要生化过程为有机磷矿化,硫氧化过程要强于硫还原过程.生长年限为25 a的榆树林地微生物功能基因的多样性与稳定性显著高于5 a与15 a,且以相互促进和合作为主要模式,共同参与物质循环过程.土壤全碳和有效磷是碳循环基因的主要影响因子,土壤全碳、全氮、硝态氮和有效磷是氮循环基因的主要影响因子,硫循环基因丰度与土壤化学性质均呈现显著正相关(P<0.01).综上,随恢复时间的增加,榆树25 a林地土壤的化学性质、碳氮磷硫功能基因多样性与稳定性显著高于5 a与15 a,土壤质量得到了改善. 展开更多
关键词 露天矿区 植被恢复 功能基因 碳氮磷硫循环 土壤性质
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嗜热油菌来源聚对苯二甲酸乙二醇酯水解酶的重组表达与功能表征
8
作者 王亚楠 杨婷 +2 位作者 辛瑜 张梁 顾正华 《食品与发酵工业》 北大核心 2026年第6期43-50,共8页
针对日益严重的塑料污染问题,该研究筛选并异源重组表达了嗜热油菌(Thermoleophilaceae bacterium)基因组中的一段假定的聚对苯二甲酸乙二醇酯水解酶(polyethylene terephthalate hydrolase,PETase)的基因,旨在探索其酶学性质及应用潜... 针对日益严重的塑料污染问题,该研究筛选并异源重组表达了嗜热油菌(Thermoleophilaceae bacterium)基因组中的一段假定的聚对苯二甲酸乙二醇酯水解酶(polyethylene terephthalate hydrolase,PETase)的基因,旨在探索其酶学性质及应用潜力。运用“CLEAN”算法对重组酶实现功能预测,通过基因克隆技术将目的基因导入大肠杆菌表达系统,经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷诱导表达及镍柱亲和层析纯化获得TbPETase;采用SDS-PAGE和基质辅助激光解析电离串联飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption-time of flight-mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)验证重组酶,并对其底物选择性及反应动力学进行评价;进一步通过正交试验优化发酵参数,提升了目标蛋白的表达效率;考察了TbPETase的酶学性质。结果表明,TbPETase的熔解温度(T_(m))、焓变值(ΔH)和变性熵(ΔH/T_(m))分别为64.87℃、737 kJ/mol、11.361 kJ/(K·mol);酶反应动力学研究表明,TbPETase对酯酶底物4-硝基苯乙酸酯(4-nitrophenyl acetate,p-NPAc)的亲和力高于对硝基苯丁酸酯(4-nitrophenyl butyrate,p-NPB);以p-NPAc为底物时,最适反应温度为55℃,显著高于常见中温型PETase,该温度下半衰期约为7 h,与已被报道的大部分PET水解酶相比稳定性较好。在最适温度下,TbPETase对PET微粒能发生水解反应,48 h水解率约为10%~13%,经HPLC分析,水解产物为对苯二甲酸(terephthalic acid,TPA)和对苯二甲酸单羟乙酯(monohydroxyethyl terephthalate,MHET)。该研究首次阐明了该嗜热油菌来源PETase的功能特性,为开发高温条件下的生物降解技术提供了新酶源,并为PET废弃物的高效回收及循环经济提供了理论依据。 展开更多
关键词 嗜热油菌 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PET水解酶 塑料降解 异源重组表达
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微塑料污染土壤中不同属放线菌对丛枝菌根真菌侵染及辣椒生长的影响
9
作者 孙彩云 温朔 +4 位作者 白建峰 刘一凡 贺柏平 林先贵 胡君利 《应用与环境生物学报》 北大核心 2026年第1期68-78,共11页
集约化蔬菜种植导致农膜等大量塑料产品进入土壤环境进而引发微塑料污染问题,而可协助作物应对逆境胁迫的丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌由于严格共生特性制约其规模化生产应用,故筛选可促进土著AM真菌生长及其功能发挥的菌... 集约化蔬菜种植导致农膜等大量塑料产品进入土壤环境进而引发微塑料污染问题,而可协助作物应对逆境胁迫的丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌由于严格共生特性制约其规模化生产应用,故筛选可促进土著AM真菌生长及其功能发挥的菌根辅助(mycorrhiza helper,MH)细菌具有重要现实意义.盆栽试验按0.1%比例投加农膜主要成分低密度聚乙烯(low-density polyethylene,LDPE)微塑料(尺寸约为500 nm),比较接种节杆菌(Arthrobacter)、假节杆菌(Pseudarthrobacter)和链霉菌(Streptomyces)等3属各2株放线菌对AM真菌侵染及辣椒(Capsicum annuum L.)生长的影响.结果发现,不同属放线菌的接种效应不同,溶藻链霉菌(S.amritsarensis,SAm)和明胶样链霉菌(S.gelaticus,SGe)可将AM真菌侵染率从15%显著提高到25%,叶片超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性显著提高32.9%~93.6%,而叶片丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著降低21.5%~29.3%,辣椒果实产量趋于升高(31.7%~32.3%).此外,接种SAm与SGe土壤放线菌数量显著升高51.0%~119%,通过增加近明球囊霉属(Claroideoglomus)或类球囊霉属(Paraglomus)的相对丰度来提高AM真菌的香农指数(62.7%~74.4%)和种群丰度(209%~227%)并提高土壤有效磷含量(45.1%~63.1%)与有效钾含量(6.25%~6.78%),在直接影响植物抗氧化系统活性的同时保障充足的养分供给与吸收.本研究筛选获得了2株能协助AM真菌–辣椒系统应对微塑料污染的链霉菌,可为微塑料污染土壤蔬菜生产提供理论与技术支撑.(图4表3参47) 展开更多
关键词 菌根辅助细菌 低密度聚乙烯 溶藻链霉菌 明胶样链霉菌 微塑料 辣椒
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微生物菌剂与羊板粪添加对退化高寒草甸土壤养分及土壤细菌多样性的影响
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作者 高佩 李希来 +6 位作者 张静 柴瑜 李成一 李鑫慧 王玥 赵筱妍 苗金花 《环境科学》 北大核心 2026年第2期1353-1365,共13页
三江源区是我国重要的生态屏障,但由于气候暖干化和人类活动,该区域的高寒草甸退化现象加剧,迫切需要绿色可持续的土壤恢复措施.施肥是青藏高原地区退化高寒草甸生态恢复的常见措施,但菌肥和粪肥配施对高寒草甸根际细菌群落和土壤理化... 三江源区是我国重要的生态屏障,但由于气候暖干化和人类活动,该区域的高寒草甸退化现象加剧,迫切需要绿色可持续的土壤恢复措施.施肥是青藏高原地区退化高寒草甸生态恢复的常见措施,但菌肥和粪肥配施对高寒草甸根际细菌群落和土壤理化性质的影响尚不清楚.以黄河源区中度退化高寒草甸为研究对象,采用高通量测序技术,探究土壤细菌与土壤理化性质两者之间的变化规律,评价菌肥与粪肥配施对退化高寒草甸的修复效果,筛选三江源区高寒草甸恢复的适宜施肥方案.结果表明:①微生物菌剂和羊板粪配施,土壤含水量(SWC)、有机质(SOM)、全氮(STN)、全磷(STP)和无机态氮(SIN)含量显著增加,Y1K2(羊板粪:1500 kg·hm^(-2),菌剂:500 kg·hm^(-2))、Y2K1(羊板粪:3000 kg·hm^(-2),菌剂:250 kg·hm^(-2))和Y3K1(羊板粪:6000 kg·hm^(-2),菌剂:250 kg·hm^(-2))处理对土壤含水量和养分含量影响显著.②12种养分添加处理中共有细菌19341种,门水平下主要优势细菌群落为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteriota).其中,Y3K1处理特有细菌数目最高,为885种.③养分添加能适当增加土壤细菌群落OTU数目、Shannon指数、Ace指数、Chao1指数和Pielou指数,土壤细菌群落Simpson指数明显降低.④网络拓扑特性显示,养分添加后土壤细菌网络复杂程度上升,且网络以正相关关系为主,细菌网络在Y0K2(羊板粪:0 kg·hm^(-2),菌剂:500 kg·hm^(-2))处理边数最多(为1106个).⑤冗余分析结果显示,不同处理中细菌群落结构与土壤电导率(SEC)呈现显著相关性(P<0.05),土壤细菌群落结构与植物群落特征和土壤理化特征在第Ⅰ和Ⅱ轴的解释率分别为55.37%和2.47%,土壤电导率是驱动高寒退化草地根际细菌群落的关键因子.(6)功能预测结果显示,细菌群落好氧化能异养和化能异养功能具有明显优势.综上,高寒草甸生态修复时微生物菌剂和羊板粪配施可提高土壤肥力和土壤细菌多样性,且以Y2K1处理效果更好,即每hm2施用羊板粪3000 kg和微生物菌剂250 kg修复效果显著. 展开更多
关键词 黄河源区 微生物菌剂 羊板粪 高寒草甸 细菌群落结构 土壤理化性质
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耐低温秸秆木质纤维素降解真菌菌株的筛选及效果
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作者 周东兴 徐瑞 +1 位作者 郭厚钰 戴航宇 《东北农业大学学报》 北大核心 2026年第1期74-82,共9页
研究旨在筛选秸秆木质素高效耐低温降解真菌,并探索其在秸秆还田中的应用,为高寒地区秸秆的生物降解提供技术支撑。以黑龙江省高寒地区采集的土壤样品为原材料,利用富集培养基对样品中的微生物进行富集,以木质素平板为分离筛选培养基,... 研究旨在筛选秸秆木质素高效耐低温降解真菌,并探索其在秸秆还田中的应用,为高寒地区秸秆的生物降解提供技术支撑。以黑龙江省高寒地区采集的土壤样品为原材料,利用富集培养基对样品中的微生物进行富集,以木质素平板为分离筛选培养基,初步分离筛选具有木质素降解能力的微生物,通过苯胺蓝褪色法筛选出具有产木质素过氧化物酶(Lip)、锰过氧化物酶(Mnp)能力的微生物,测定所得微生物Lip、Mnp和Lac(漆酶)活性,以筛选具有木质纤维素降解潜力的微生物菌株并构建复合菌系。在玉米秸秆发酵培养基,测定复合菌系的降解率,结果表明:链格孢属(Alternaria eichhorniae)菌株G6和木霉菌(Trichoderma shangrilaense)菌株G59表现出较强的木质纤维素降解能力。G6最大酶活为Lip 122.90 U·mL^(-1)、Lac 39.19 U·mL^(-1)、Mnp 15.04 U·mL^(-1);G59最大酶活为Lip 119.15 U·mL^(-1)、Lac 7.65 U·mL^(-1)、Mnp 15.17 U·mL^(-1)。两种菌株复配为复合菌系H,其产酶能力显著提高,Lip、Lac、Mnp酶活性分别达到G6的1.89倍、2.58倍、2.52倍,达到G59的1.94倍、13.25倍、2.49倍,降解能力显著增强,15 d后对玉米秸秆的降解率达54.53%。以链格孢属菌株G6和木霉菌菌株G59为基础构建的高效玉米秸秆降解菌系,可为北方地区农作物秸秆还田提供技术支撑。 展开更多
关键词 木质纤维素 耐低温真菌 玉米秸秆 微生物降解 复合菌系
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低溶氧适应型好氧反硝化细菌简单近芽孢杆菌NBNZ-3745的脱氮特性及在浅湖底泥生物修复中的应用
12
作者 朱镭 何新波 +4 位作者 王月莹 陈凌 闵勇 王亚平 刘晓艳 《微生物学通报》 北大核心 2026年第3期1284-1300,共17页
【背景】异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrifying-aerobic denitrifying,HN-AD)细菌在浅湖底泥脱氮修复方面极具应用潜力。然而在重度污染的底泥环境中,较低的溶解氧浓度严重制约了HN-AD细菌的脱氮性能发挥。【目的】筛选适应低... 【背景】异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrifying-aerobic denitrifying,HN-AD)细菌在浅湖底泥脱氮修复方面极具应用潜力。然而在重度污染的底泥环境中,较低的溶解氧浓度严重制约了HN-AD细菌的脱氮性能发挥。【目的】筛选适应低溶解氧环境的HN-AD功能菌株,并探究其脱氮特性及在浅湖底泥中的实际修复效果。【方法】通过菌株分离筛选获得菌株NBNZ-3745,采用细胞形态学观察及16S rRNA基因系统发育分析进行菌种鉴定;在30℃、150 r/min条件下测定其HN-AD脱氮性能,并在模拟浅水湖泊水-底泥界面低溶解氧环境下验证其适应性;结合基因组学分析与PCR验证鉴定氮代谢功能基因;通过原位接种实验评估菌株在浅湖底泥中的脱氮效能。【结果】菌株NBNZ-3745被鉴定为简单近芽孢杆菌(Peribacillus simplex)。其表现出高水平的脱氮能力,在30℃、150 r/min条件的HN-AD过程中,对铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)的去除率分别达(96.8±2.6)%和(84.9±3.7)%,尤其是无有毒产物亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N)和羟胺氮(NH2OH-N)积累。该结果对应的最大去除速率分别为(5.7±0.1)mg/(L·h)和(5.2±0.2)mg/(L·h)。在模拟低溶解氧环境下,对NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N的去除率仍可达(83.3±4.3)%和(78.1±2.8)%。基因组学分析结合PCR验证鉴定出nrt2A、nrt2B、narB、nasC、nirB、nasD、nasE、glnA、nirK等9个参与氮代谢的功能基因。原位底泥修复实验中,菌株在水下低溶解氧环境下60天内可消除(41.2±3.2)%的NH_(4)^(+)-N,在富氧环境下则可去除(87.6±13.5)%的NH_(4)^(+)-N。【结论】菌株NBNZ-3745具有强低溶解氧环境适应性和高效脱氮能力,且无有毒中间产物积累,在脱氮修复领域尤其是浅湖底泥原位治理中极具应用前景。 展开更多
关键词 简单近芽孢杆菌 脱氮 异养硝化-好氧反硝化 适应低溶解氧 浅湖底泥
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一株高效絮凝菌的筛选鉴定、絮凝性能及絮凝机制
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作者 田婧鑫 韩云平 +3 位作者 赖笔生 葛静芸 李琳 范晓军 《水处理技术》 北大核心 2026年第2期101-107,133,共8页
微生物絮凝剂因其绿色、可降解、无二次污染等优势,在污水处理等行业均具有极大的应用潜势。以某污水处理厂二沉池剩余污泥为菌源,经分离筛选获得一株新的高效絮凝剂产生菌GS1,通过高通量测序鉴定,该菌株隶属于微杆菌属。经研究发现,微... 微生物絮凝剂因其绿色、可降解、无二次污染等优势,在污水处理等行业均具有极大的应用潜势。以某污水处理厂二沉池剩余污泥为菌源,经分离筛选获得一株新的高效絮凝剂产生菌GS1,通过高通量测序鉴定,该菌株隶属于微杆菌属。经研究发现,微杆菌GS1在发酵条件为接种量5%、pH=8、170 r/min、30℃、培养至16~20 h时絮凝活性最佳;外加阳离子为Ca^(2+)、投加比例为微杆菌发酵液∶助凝剂∶高岭土悬液的比例为1∶1∶25、反应体系pH为11时为最佳絮凝条件。微生物絮凝剂MBFGS1在混凝体系通过利用电荷中和、吸附架桥和网捕卷扫机理进行絮凝。絮凝剂产生菌GS1所需发酵条件温和,投加量少絮凝效率高且适应酸碱环境。因此,其在工业化生产和水处理方面都有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 絮凝菌 微杆菌 絮凝活性 絮凝性能 絮凝机制
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复合菌群协同去除镉与四环素的响应面法优化与效能分析
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作者 赵刘静 安凤秋 +5 位作者 闵红 俞佳瑶 戴舒帆 刘翠 柏兴鹏 孙先锋 《微生物学通报》 北大核心 2026年第3期1319-1340,共22页
【背景】重金属镉和抗生素四环素是农业环境中常见的复合污染物,具协同毒性和迁移性。【目的】构建一种高效、稳定的复合微生物菌群,以协同去除Cd^(2+)并降解四环素。【方法】从陕西某养殖场污染土壤中筛选出3株优势菌株(G1,G3,P1),分... 【背景】重金属镉和抗生素四环素是农业环境中常见的复合污染物,具协同毒性和迁移性。【目的】构建一种高效、稳定的复合微生物菌群,以协同去除Cd^(2+)并降解四环素。【方法】从陕西某养殖场污染土壤中筛选出3株优势菌株(G1,G3,P1),分别鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)和曲霉属(Aspergillus)。构建复合菌群后,利用单因素分析、PlackettBurman设计和Box-Behnken Design响应面优化其培养条件,并通过电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)和HPLC检测污染物去除效率。【结果】优化条件下复合菌群对Cd^(2+)的去除率达93.157%,四环素降解率达85.216%,与模型预测值高度一致(偏差<0.5%),验证了所建模型的准确性及适用性。【结论】本研究所构建的复合菌群在Cd^(2+)和四环素复合污染治理中具备良好的协同去污能力及环境适应性。 展开更多
关键词 复合污染 重金属镉 四环素 复合菌群 响应面优化
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超高温条件下耐热功能菌对固体废弃物中磺胺二甲嘧啶的强化去除
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作者 潘婷 黄福义 +2 位作者 周艳艳 郑飞 苏建强 《环境工程学报》 北大核心 2026年第1期240-249,共10页
生物降解技术是去除抗生素残留,缓解环境耐药问题的重要技术之一。抗生素降解菌可强化生物处理体系中抗生素的去除。然而,关于高温环境下抗生素的生物降解和强化研究还十分有限,探明具体的效果和机制将对提高超高温堆肥(hyperthermophil... 生物降解技术是去除抗生素残留,缓解环境耐药问题的重要技术之一。抗生素降解菌可强化生物处理体系中抗生素的去除。然而,关于高温环境下抗生素的生物降解和强化研究还十分有限,探明具体的效果和机制将对提高超高温堆肥(hyperthermophilic composting,HTC)等高温处理技术效能、提升抗生素污染治理效率具有重要意义。本研究揭示了一种耐高温抗生素降解混合菌群在超高温条件下对污泥混合废弃物中磺胺二甲嘧啶(sulfamethazine,SMZ)降解去除的促进效果和潜在机制。通过模拟HTC实验,对比接菌强化组与未接菌对照组中SMZ的浓度变化发现,在60~80℃下,添加菌群的混合固体废物中SMZ的去除率达46.3%,显著高于对照中的SMZ去除率(35.9%)。细菌群落分析和共现网络的拓扑属性变化表明,菌群的引入改变了废弃物中前中期微生物的群落结构,促进了菌群的功能分化及菌间共生协作。结构方程模型分析揭示了接种菌群不仅通过引入的菌自身对SMZ的降解功能减少固废中SMZ的残留,还通过改变群落组成、调节菌群结构来加强的SMZ的去除。这些结果表明,接种功能微生物在促进固废中SMZ的高温生物去除中具有重要作用,加深了对抗生素的高温生物去除机制的理解。 展开更多
关键词 超高温堆肥 固体废弃物 抗生素生物降解 生物强化 混合菌群
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基于环式电子传递的微藻光合碳代谢机理研究进展
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作者 刘亚琪 郑梦启 +5 位作者 朱鸿运 汪韦 高宇航 谢冰涵 徐鹏 胡真虎 《中国环境科学》 北大核心 2026年第3期1625-1637,共13页
环境胁迫导致的光合电子传递失衡会引发碳同化受阻,进而激发光呼吸等释放二氧化碳的代谢,从而导致净碳排放加剧,严重削弱了微藻的碳汇功能.作为应对环境胁迫的能量分配平衡手段,环式电子传递(CET)通过独立调控ATP合成,补偿线性电子传递(... 环境胁迫导致的光合电子传递失衡会引发碳同化受阻,进而激发光呼吸等释放二氧化碳的代谢,从而导致净碳排放加剧,严重削弱了微藻的碳汇功能.作为应对环境胁迫的能量分配平衡手段,环式电子传递(CET)通过独立调控ATP合成,补偿线性电子传递(LET)的供给能量比率,以保护光合系统并维持其功能.本文阐述了CET在微藻响应高光营养缺乏、CO_(2)限制和重金属、有机污染物及新兴污染物等毒性环境等胁迫中的激活机制与光保护作用.论述了CET通过动态提升ATP/NADPH比率,调控卡尔文循环效率和碳代谢流向,从而协同光保护与碳固定.最后,展望了通过调控CET来提升环境胁迫下微藻固碳能力的研究前景,旨在为增强微藻碳汇能力、碳中和水体修复等环境工程实践提供参考. 展开更多
关键词 微藻 环式电子传递 光合碳代谢 胁迫响应 ATP/NADPH比率
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清水河流域典型水库沉积物细菌群落结构的季节性变化特征
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作者 倪成 尹娟 +2 位作者 邱小琮 赵增锋 李文证 《水土保持研究》 北大核心 2026年第2期160-169,177,共11页
[目的]揭示干旱半干旱区水库沉积物细菌群落的季节性演变特征及其主要环境影响因素,为人工水体微生物生态学研究和区域水库生态管理提供理论依据。[方法]以宁夏清水河流域8座典型水库为研究对象,于2022年5月(平水期),7月(丰水期)和12月... [目的]揭示干旱半干旱区水库沉积物细菌群落的季节性演变特征及其主要环境影响因素,为人工水体微生物生态学研究和区域水库生态管理提供理论依据。[方法]以宁夏清水河流域8座典型水库为研究对象,于2022年5月(平水期),7月(丰水期)和12月(枯水期)采集沉积物样品,基于16S rRNA基因高通量测序结果和沉积物理化参数,结合主坐标分析(PCoA)、中性群落模型和共现网络分析等方法,揭示细菌群落的季节动态、组装过程、稳定性及其与环境因子的关系。[结果](1)沉积物细菌群落的多样性和丰富度呈明显的季节性差异,整体表现为5月>7月>12月,且群落结构月间差异显著(p<0.05)。(2)细菌群落主要由变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门等优势类群组成,其相对丰度随季节发生明显波动。(3)中性模型表明随机过程主导细菌群落组装,但其作用随时间推移减弱。(4)共现网络分析显示7月细菌群落网络复杂性和关联度最高,而5月和12月模块化程度和稳定性更强。(5)铵氮(NH_(4)^(+)-N)、有效磷(available phosphorus,AP)、pH和电导率(electrical conductivity,EC)等是影响细菌群落结构的主要环境因子,其中NH_(4)^(+)-N对多样性指数Shannon和Chao1均具有正相关作用。[结论]清水河流域水库沉积物细菌群落的多样性和结构具有显著季节性分异,其组装由随机过程主导,但环境筛选作用随季节增强;铵氮是驱动群落多样性与丰富度变化的关键因素。 展开更多
关键词 清水河流域 水库 沉积物 细菌 季节性变化
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盐分对滨海盐渍土微生物养分代谢的影响机制
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作者 王茜儒 王香香 +8 位作者 吴瑞乔 董作珍 王双 郭彬 汪峰 李刚 陈剑平 葛体达 祝贞科 《环境科学》 北大核心 2026年第3期1975-1985,共11页
微生物元素利用策略在调控土壤有机碳积累过程中发挥着至关重要的作用.然而,盐分对土壤微生物代谢限制和元素利用效率的影响机制还不清楚,这限制了对盐渍土微生物参与有机碳和养分循环过程的理解.因此,研究采用酶学计量学和生态化学计... 微生物元素利用策略在调控土壤有机碳积累过程中发挥着至关重要的作用.然而,盐分对土壤微生物代谢限制和元素利用效率的影响机制还不清楚,这限制了对盐渍土微生物参与有机碳和养分循环过程的理解.因此,研究采用酶学计量学和生态化学计量学模型,分析了中国东部滨海区域盐分对农田土壤与自然土壤微生物代谢特征差异的影响,比较了低盐和高盐土壤微生物代谢特征和元素利用效率.在此基础上,结合土壤物理性质、化学性质和微生物性质,探究了不同盐分条件下土壤微生物元素利用效率的影响因素.结果表明,与低盐土壤相比,高盐土壤微生物碳和磷限制均显著增加,微生物碳和磷利用效率均降低;而与自然土壤相比,农田土壤中微生物碳和磷限制则显著降低,微生物碳和磷利用效率则有所增加.微生物碳和磷利用效率分别受农田土壤中可溶性有机碳和速效磷的影响,而自然土壤中二者分别受微生物碳限制和磷限制影响.在高盐条件下,土壤化学性质主要影响微生物碳利用效率和磷利用效率,而在低盐条件下微生物碳和磷利用效率分别受微生物性质和土壤化学性质影响.结构方程模型结果表明,微生物碳限制和微生物磷利用效率是调控微生物碳利用效率最重要的两个关键因子.综上,相较于低盐土壤,中国东部滨海区域高盐土壤微生物代谢限制增加,微生物元素利用效率降低.因此,揭示不同盐分条件下土壤微生物元素利用规律及其关键影响因子,对指导盐渍土有机碳积累和肥力提升具有重要理论意义. 展开更多
关键词 盐渍土 微生物元素利用效率 微生物代谢限制 酶学计量学 土壤有机碳
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海洋粗油鞘氨醇菌RL-ZY01对磷酸三苯酯的生物降解及其应用
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作者 任磊 徐丹婷 +3 位作者 赵百锁 施敏 胡汉桥 王燕燕 《微生物学通报》 北大核心 2026年第3期1263-1283,共21页
【背景】磷酸三苯酯作为有机磷阻燃剂的典型代表,其大量使用给环境和人类健康带来了巨大威胁。目前已报道的磷酸三苯酯降解菌主要来自陆地生态系统,而海洋生态系统中的磷酸三苯酯降解菌鲜有报道。【目的】分离可高效降解磷酸三苯酯的海... 【背景】磷酸三苯酯作为有机磷阻燃剂的典型代表,其大量使用给环境和人类健康带来了巨大威胁。目前已报道的磷酸三苯酯降解菌主要来自陆地生态系统,而海洋生态系统中的磷酸三苯酯降解菌鲜有报道。【目的】分离可高效降解磷酸三苯酯的海洋细菌,系统阐明其对磷酸三苯酯的降解机理,并探索其应用潜能。【方法】通过唯一碳源法分离可高效降解磷酸三苯酯的海洋微生物,通过单因素试验分析其对环境的适应性,基于代谢产物的质谱鉴定推测菌株降解磷酸三苯酯的代谢途径,通过生物强化探索菌株在生物修复及缓解磷酸三苯酯对植物毒性中的应用潜能。【结果】从红树林沉积物中分离获得一株磷酸三苯酯降解菌RL-ZY01,该菌30 h内对100 mg/L磷酸三苯酯的降解率接近100%。通过形态学特征描述、16S rRNA基因分析、生理生化特征分析及基于全基因组的分类方法将菌株RL-ZY01鉴定为粗油鞘氨醇菌(Sphingobium naphthae)。该菌在pH 4.0-9.0、20-40℃、1.0%-9.0%NaCl和低浓度重金属(0.5 mmol/L)条件下,对100 mg/L磷酸三苯酯在32 h的降解率均在70%以上。通过代谢产物的质谱分析与鉴定,推测菌株通过逐步酯键水解将磷酸三苯酯转化为苯酚,苯酚再进一步被开环利用。菌株RL-ZY01对磷酸三苯酯污染的海洋样品表现出良好的生物修复潜能,在48 h内可将海水中50 mg/L磷酸三苯酯降解85.01%,在48 h内彻底降解红树林沉积物中40 mg/kg磷酸三苯酯;菌株RL-ZY01可有效缓解磷酸三苯酯对拟南芥的毒害作用,提高拟南芥种子的发芽率并促进拟南芥植株的生长。【结论】磷酸三苯酯降解菌RL-ZY01为粗油鞘氨醇菌,该菌对环境温度、p H、盐离子浓度及重金属离子等具有较好的耐受能力,通过酯键的逐步水解将磷酸三苯酯转化为苯酚并进一步开环利用,菌株在生物修复及缓解磷酸三苯酯对植物毒性等方面表现出良好的应用潜力。 展开更多
关键词 磷酸三苯酯 粗油鞘氨醇菌 生物降解 生物修复 毒性缓解
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农田连续免耕对甲烷氧化菌及甲烷减排的影响
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作者 吴泽宇 殷汉琴 +4 位作者 龚冬琴 谷安庆 张嵩乐 王艳红 李平 《安全与环境工程》 北大核心 2026年第2期346-356,共11页
农业免耕技术能够有效降低土壤中的甲烷排放,然而连续免耕对甲烷排放的影响尚不明确。以浙江省温岭市为研究区,选取4种不同免耕年限农田的表层土壤样品,探究不同免耕年限下农田土壤甲烷排放通量、甲烷氧化速率和甲烷氧化菌相对丰度、群... 农业免耕技术能够有效降低土壤中的甲烷排放,然而连续免耕对甲烷排放的影响尚不明确。以浙江省温岭市为研究区,选取4种不同免耕年限农田的表层土壤样品,探究不同免耕年限下农田土壤甲烷排放通量、甲烷氧化速率和甲烷氧化菌相对丰度、群落组成及多样性的差异,并结合土壤理化性质,揭示连续免耕农田土壤中影响甲烷减排的关键环境因子。结果表明:连续免耕在一定年限内可有效降低农田土壤甲烷排放通量,并提高土壤的甲烷氧化速率和甲烷氧化菌相对丰度;在常规耕作农田土壤中,TypeⅠ型甲烷氧化菌(Methylococcaceae)占主导地位,而在免耕农田土壤中TypeⅡ型甲烷氧化菌(Methylocystaceae)为优势菌群;农田土壤中,有机质和铵态氮的含量均与甲烷氧化菌的丰度呈显著正相关,且与TypeⅡ型甲烷氧化菌(Methylocystaceae)的相对丰度呈正相关,与TypeⅠ型甲烷氧化菌(Methylococcaceae)的相对丰度呈负相关,表明有机质与铵态氮的含量是影响连续免耕土壤甲烷氧化菌群落组成及甲烷排放的关键环境因子。研究结果可为制定可减少农田生态系统温室气体排放的耕作方案提供理论依据。 展开更多
关键词 连续免耕 甲烷排放通量 甲烷氧化菌 pmoA功能基因 高通量测序
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