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红树林湿地希瓦氏菌W3的分离及腐殖质还原特性研究

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环境科学 2010年第4期31卷 1041-1046页

作者：吴鹏洪义国顾继光殷波段舜山暨南大学水生生物研究所广州510632 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室广州510301

从红树林湿地沉积物中分离到1株具有腐殖质还原能力的菌株W3,通过细胞形态、生理生化以及16SrDNA的分子生物学亲缘关系分析方法,确定该菌为希瓦氏菌属,命名为Shewanella sp.W3.W3菌能够利用乳酸钠、甲酸钠和丙酮酸钠作为电子供体进行腐... 详细信息

从红树林湿地沉积物中分离到1株具有腐殖质还原能力的菌株W3,通过细胞形态、生理生化以及16SrDNA的分子生物学亲缘关系分析方法,确定该菌为希瓦氏菌属,命名为Shewanella sp.W3.W3菌能够利用乳酸钠、甲酸钠和丙酮酸钠作为电子供体进行腐殖质还原,在48h内对1mmol/LAQDS的还原率分别为96%、40%和10%.另外,菌体的生长与AQDS还原表现出相同的趋势,菌体数在60h达到最大值,约为1.77×108CFU/mL,比初始接种值约增殖了100倍,而未添加乳酸钠实验组的基本没有观察到AQDS的还原和菌体的增长.该菌进行腐殖质还原的最适pH范围为7～9,最适的NaCl浓度范围为5～30g/L,而最适温度范围为30～35℃.实验结果表明,该菌的腐殖质还原过程是生物化学反应过程,且能够在还原腐殖质的同时偶联能量的产生,支持菌体的生长.推测具有腐殖质还原的希瓦氏菌在元素的生物地球化学循环和环境微生物治理中具有潜在的应用价值.

关键词：希瓦氏菌W3 腐殖质还原电子供体红树林湿地

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海洋氮循环中细菌的厌氧氨氧化

微生物学报 2009年第3期49卷 281-286页

作者：洪义国李猛顾继东中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋环境动力学重点实验室广东广州510301 香港大学生物科学学院中国香港

细菌厌氧氨氧化过程是在一类特殊细菌的厌氧氨氧化体内完成的以氨作为电子供体硝酸盐作为电子受体的一种新型脱氮反应。厌氧氨氧化菌的发现,改变人们对传统氮的生物地球化学循环的认识:反硝化细菌并不是大气中氮气产生的唯一生物类群。... 详细信息

细菌厌氧氨氧化过程是在一类特殊细菌的厌氧氨氧化体内完成的以氨作为电子供体硝酸盐作为电子受体的一种新型脱氮反应。厌氧氨氧化菌的发现,改变人们对传统氮的生物地球化学循环的认识:反硝化细菌并不是大气中氮气产生的唯一生物类群。而且越来越多的证据表明,细菌厌氧氨氧化与全球的氮物质循环密切相关,估计海洋细菌的厌氧氨氧化过程占到全球海洋氮气产生的一半左右。由于氮与碳的循环密切相关,因此可以推测,细菌的厌氧氨氧化会影响大气中的二氧化碳浓度,从而对全球气候变化产生重要影响。另外,由于细菌厌氧氨氧化菌实现了氨氮的短程转化,缩短了氮素的转化过程,因此为开发更节约能源、更符合可持续发展要求的废水脱氮新技术提供了生物学基础。

关键词：厌氧氨氧化(Anammox)细菌海洋氮循环厌氧氨氧化体

硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展

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地球科学进展 2013年第7期28卷 751-764页

作者：洪义国热带海洋环境国家重点实验室中国科学院南海海洋研究所广东广州510301

海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成。因此,通过... 详细信息

海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成。因此,通过检测海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素信号,就可以捕捉到海洋中发生的具体氮素循环过程。细菌反硝化法是这一研究最有力的手段,通过细菌的作用把硝酸盐中记录的氮氧稳定同位素信号转化到N2O中,再通过痕量N2O的同位素质谱测定和分析,准确地反映海洋中发生的氮素转化过程。硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程为深入理解海洋氮循环提供了一个重要的工具,有力推动了海洋氮素生物地球化学的研究,在近10年来取得了重要进展。

关键词：海洋氮素生物地球化学循环硝酸盐氮氧稳定同位素分馏

珠江口鱼类优势种肠道与水体中的微生物组成关系

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农业环境科学学报 2023年

作者：郑秋实刘永吴鹏李纯厚肖雅元唐广隆郭智成吴佳鹏洪义国农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室广东珠江口生态系统野外科学观测研究站广东省渔业生态环境重点实验室中国水产科学研究院南海水产研究所国家渔业资源环境大鹏观测实验站广州大学大湾区环境研究院珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室

为探讨河口鱼类肠道微生物与水环境中微生物的相互影响关系，选取了2019年冬季珠江口4种鱼类优势种凤鲚(Coilia mystus)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、鳓(Ilisha elongata)和短吻鲾(Leiognathus brevirostris)为研究对象，利用16S... 详细信息

为探讨河口鱼类肠道微生物与水环境中微生物的相互影响关系，选取了2019年冬季珠江口4种鱼类优势种凤鲚(Coilia mystus)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、鳓(Ilisha elongata)和短吻鲾(Leiognathus brevirostris)为研究对象，利用16S rRNA基因的高通量测序技术分析了鱼类肠道和水环境中的微生物群落。结果表明：鱼类肠道和水环境之间微生物组成差异明显，而4种鱼类肠道微生物组成无显著差异。鱼类肠道微生物均以变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势类群，而水体微生物以变形菌门和放线菌门(Actinobacteria)为主；鱼类肠道中优势微生物属为Bacteroides、Romboutsia和Faecalibacterium等(相对丰度≥2%)，而水环境中的微生物优势属为Candidatus＿Actinomarina(相对丰度21.2%)。四种鱼类物种的肠道微生物分别与水环境微生物之间的共有OTUs组成存在差异，共有的OTUs数量占棘头梅童鱼肠道总OTUs数量的比例最高(18.8%)，而共有OTUs数量在凤鲚中占比最低(9.7%)；水体中高丰度的微生物(Candidatus＿Actinomarina)很少在鱼类肠道中发现，而水环境中部分相对丰度较低的微生物在鱼类肠道中丰度较高。弧菌(Vibrio)、大肠埃希菌-志贺菌(Escherichia-Shigella)和寡养单胞菌(Stenotrophomonas)等致病菌是鱼类肠道微生物和水环境微生物中共有的主要类群之一。共现网络分析发现棘头梅童鱼肠道微生物与水环境微生物的网络关系最为简单，而鳓肠道微生物与水环境微生物的网络关系较为复杂。总体而言，河口鱼类宿主物种的差别能影响鱼类肠道和水体间的微生物互作关系，研究结果从微生物互作角度有助于提升河口鱼类对水环境适应性的认识。

关键词：珠江口鱼类肠道微生物水体微生物共生网络微生物群落

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产电微生物及微生物燃料电池最新研究进展

微生物学报 2007年第1期47卷 173-177页

作者：洪义国郭俊孙国萍中国科学院华南植物园广州510650 广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广州510070

新型产电微生物(Electricigens)的发现,使得微生物燃料电池概念的内涵发生了根本性的变化,展现了广阔的应用前景。这种微生物能够以电极作为唯一电子受体,把氧化有机物获得的电子通过电子传递链传递到电极产生电流,同时微生物从中获得... 详细信息

新型产电微生物(Electricigens)的发现,使得微生物燃料电池概念的内涵发生了根本性的变化,展现了广阔的应用前景。这种微生物能够以电极作为唯一电子受体,把氧化有机物获得的电子通过电子传递链传递到电极产生电流,同时微生物从中获得能量而生长。这种代谢被认为是一种新型微生物呼吸方式。以这种新型微生物呼吸方式为基础的微生物燃料电池可以同时进行废水处理和生物发电,有望可以把废水处理发展成一个有利可图的产业,是MFC最有发展前景的方向。

关键词：产电微生物微生物燃料电池新型微生物呼吸方式

具有广谱偶氮还原能力柠檬酸菌AzoR-2的分离鉴定和还原特性研究

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环境科学 2007年第6期28卷 1397-1403页

作者：洪义国郭俊王敏妮许玫英孙国萍中国科学院华南植物园广州510650 广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广州510070

从印染活性污泥中分离到1株高效广谱偶氮还原菌AzoR-2,并对该菌株进行了鉴定和偶氮还原特性分析.通过细胞形态和BIOLOG细菌自动鉴定系统的生理生化特性及16S rDNA与β-内酰胺酶基因相结合的分子生物学特性的分析,鉴定该菌株为柠檬酸菌... 详细信息

从印染活性污泥中分离到1株高效广谱偶氮还原菌AzoR-2,并对该菌株进行了鉴定和偶氮还原特性分析.通过细胞形态和BIOLOG细菌自动鉴定系统的生理生化特性及16S rDNA与β-内酰胺酶基因相结合的分子生物学特性的分析,鉴定该菌株为柠檬酸菌属细菌,定名为Citrobactersp.AzoR-2.通过对其偶氮还原特性的研究表明,菌株AzoR-2能够在厌氧条件下利用多种有机物和氢气为电子供体还原多种偶氮化合物,具有广谱偶氮还原特征.对电子供体和偶氮键的定量分析表明,还原过程中偶氮键接受的电子全部来自一级电子供体.氧气对其偶氮还原具有强烈的抑制作用.该菌株的偶氮还原系统定位在菌体的细胞膜上,推测该菌株的偶氮还原与菌体膜上的电子传递过程密切相关.菌株AzoR-2的厌氧偶氮还原在碱性pH值范围发生,其反应的最适pH值为7.5.菌株偶氮还原要求的温度范围较宽泛,在20-40℃范围内都显还原活性,最适作用温度为35℃.具有偶氮还原能力的柠檬酸菌在受偶氮染料污染的环境以及在印染废水的脱色中,可以发挥重要作用.

关键词：柠檬酸菌 16SrDNA β-内酰氨酶基因偶氮还原

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深海冷泉古菌厌氧甲烷氧化研究进展

热带海洋学报 2021年第3期40卷 76-82页

作者：洪义国吴佳鹏广州大学大湾区环境研究院珠三角水质安全与保护教育部重点实验室广东广州510007

在富含甲烷水合物的海相冷泉沉积物中,古菌厌氧甲烷氧化作用(anaerobic oxidation of methane, AOM)越来越受到人们的重视。目前普遍认为, AOM是由嗜甲烷古菌和硫酸盐还原菌共同调节的生物地球化学过程。16S rRNA基因分析表明,包括AEME-... 详细信息

在富含甲烷水合物的海相冷泉沉积物中,古菌厌氧甲烷氧化作用(anaerobic oxidation of methane, AOM)越来越受到人们的重视。目前普遍认为, AOM是由嗜甲烷古菌和硫酸盐还原菌共同调节的生物地球化学过程。16S rRNA基因分析表明,包括AEME-1、AEME-2和AEME-3在内的多种甲烷古菌参与了AOM的过程,它们广泛分布于全球大洋海底缺氧带。AOM过程与全球环境变化密切相关,从深海底部冷泉区向上渗漏的甲烷气体,绝大部分在穿透缺氧带沉积层过程中被甲烷氧化古菌所消耗,有效减少了具有强烈温室效应的甲烷气体向大气的释放。对AOM生物地球化学过程的研究,在认识冷泉系统碳酸盐的形成机理、控制强温室气体甲烷从海底的渗漏和开发可燃冰新能源等方面具有重要意义。

关键词：厌氧甲烷氧化古菌海底冷泉甲烷渗漏

珠江口优势种鱼类肠道与水体中的微生物组成关系

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农业环境科学学报 2023年第11期42卷 2531-2540页

作者：郑秋实刘永吴鹏李纯厚肖雅元唐广隆郭智成吴佳鹏洪义国农业农村部南海渔业资源开发利用重点实验室广东珠江口生态系统野外科学观测研究站广东省渔业生态环境重点实验室中国水产科学研究院南海水产研究所广州510300 国家渔业资源环境大鹏观测实验站广东深圳518116 广州大学大湾区环境研究院珠江三角洲水质安全与保护教育部重点实验室广州510006

为探讨河口鱼类肠道微生物与水环境中微生物的相互影响关系,选取了2019年冬季珠江口4种鱼类优势种凤鲚(Coilia mystus)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、鳓(Ilisha elongata)和短吻鲾(Leiognathus brevirostris)为研究对象,利用16S r... 详细信息

为探讨河口鱼类肠道微生物与水环境中微生物的相互影响关系,选取了2019年冬季珠江口4种鱼类优势种凤鲚(Coilia mystus)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、鳓(Ilisha elongata)和短吻鲾(Leiognathus brevirostris)为研究对象,利用16S rRNA基因的高通量测序技术分析了鱼类肠道和水环境中的微生物群落。结果表明:鱼类肠道和水环境之间微生物组成差异明显,而4种鱼类肠道微生物组成无显著差异。鱼类肠道微生物均以变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势类群,而水体微生物以变形菌门和放线菌门(Actinobacteria)为主;鱼类肠道中优势微生物属为Bacteroides、Romboutsia和Faecalibacterium等(相对丰度≥2%),而水环境中的微生物优势属为Candidatus_Actinomarina(相对丰度21.2%)。四种鱼类物种的肠道微生物分别与水环境微生物之间的共有OTUs组成存在差异,共有的OTUs数量占棘头梅童鱼肠道总OTUs数量的比例最高(18.8%),而共有OTUs数量在凤鲚中占比最低(9.7%);水体中高丰度的微生物Candidatus_Actinomarina很少在鱼类肠道中发现,而水环境中部分相对丰度较低的微生物在鱼类肠道中丰度较高。弧菌(Vibrio)、大肠埃希菌-志贺菌(Escherichia-Shigella)和寡养单胞菌(Stenotrophomonas)等致病菌是鱼类肠道微生物和水环境微生物中共有的主要类群之一。共现网络分析发现棘头梅童鱼肠道微生物与水环境微生物的网络关系最为简单,而鳓肠道微生物与水环境微生物的网络关系较为复杂。总体而言,河口鱼类宿主物种的差别能影响鱼类肠道和水体间的微生物互作关系,研究结果从微生物互作角度有助于提升我们对河口鱼类对水环境适应性的认识。

关键词：珠江口鱼类肠道微生物水体微生物共生网络微生物群落

海洋微生物低温酶特性及其在工业中的潜在用途

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海洋水产研究 2002年第3期23卷 44-49页

作者：孙谧洪义国李勃生修朝阳中国水产科学研究院黄海水产研究所青岛266071 中国科学院上海生物工程研究中心上海200233

依据近年来关于低温酶的研究资料 ,讨论了低温酶的研究现状 ,对产低温酶海洋细菌的种类、嗜冷特性、适应低温的机制以及对其在工业上的应用作一评述。

关键词：工业低温酶海洋微生物产酶菌种类嗜冷特性