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Identification of potential electrotrophic microbial community in paddy soils by enrichment of microbial electrolysis cell biocathodes

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Journal of Environmental Sciences 2020年第1期32卷 411-420页

作者： Xiaomin Li longjun ding Haiyan Yuan Xiaoming Li Yongguan Zhu State Key Lab of Urban and Regional Ecology Research Center for Eco-Environmental SciencesChinese Academy of SciencesShuangqing RoadNo.18Haidian DistrictBeijing 100085China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Key Lab of Urban Environment and Health Institute of Urban EnvironmentChinese Academy of SciencesJimei RoadNo.1799Jimei DistrictXiamen 361021China

Electrotrophs are microbes that can receive electrons directly from cathode in a microbial electrolysis cell(MEC).They not only participate in organic biosynthesis,but also be crucial in cathode-based ***,little is known about the electrotrophic community in paddy ***,the putative electrotrophs were enriched by cathodes of MECs constructed from five paddy soils with various properties using bicarbonate as an electron acceptor,and identified by 16S rRNA-gene based Illumina *** electrons were gradually consumed on the cathodes,and 25%–45% of which were recovered to reduce bicarbonate to acetic acid during MEC *** was the dominant bacterial phylum on the cathodes,and Bacillus genus within this phylum was greatly enriched and was the most abundant population among the detected putative electrotrophs for almost all ***,several other members of Firmicutes and Proteobacteria may also participate in electrotrophic process in different *** pH,amorphous iron and electrical conductivity significantly influenced the putative electrotrophic bacterial community,which explained about 33.5% of the community structural *** study provides a basis for understanding the microbial diversity of putative electrotrophs in paddy soils,and highlights the importance of soil properties in shaping the community of putative electrotrophs.

关键词： Electrotroph Paddy soil Microbial electrolysis cell Microbial community Soil property

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Microbial response to CaCO_3 application in an acid soil in southern China

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Journal of Environmental Sciences 2019年第5期31卷 321-329页

作者： Anning Guo longjun ding Zhong Tang Zhongqiu Zhao Guilan Duan College of Land Science and Technology China University of Geosciences (Beijing) State Key Lab of Urban and Regional Ecology Research Center for Eco-Environmental Sciences Chinese Academy of Sciences State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement College of Resources and Environmental Sciences Nanjing Agricultural University

Calcium carbonate(CaCO_3) application is widely used to ameliorate soil acidification. To counteract soil and bacterial community response to CaCO_3 application in an acidic paddy soil in southern China, a field experiment was conducted with four different dosages of CaCO_3 addition, 0, 2.25, 4.5 and 7.5 tons/ha, respectively. After one seasonal growth of rice, soil physicochemical properties, soil respiration and bacterial communities were investigated. Results showed that soil p H increased accordingly with increasing dose of CaCO_3 addition, and 7.5 tons/ha addition increased soil p H to neutral condition. Moderate dose of CaCO_3 application(4.5 tons/ha) significantly increased soil dissolved organic carbon(DOC) and dissolved organic nitrogen(DON) content, enhanced soil respiration, while the excessive CaCO_3 application(7.5 tons/ha) decreased these soil properties. High-throughput sequencing results illustrated that moderate dose of CaCO_3 application increased the richness and alpha diversity of soil bacterial community. Compared with control, the relative abundance of Anaerolineaceae family belonging to Chloroflexi phylum increased by 38.7%, 35.4% and 24.5% under 2.25, 4.5 and 7.5 tons/ha treatments, *** analysis(RDA) showed that soil p H was the most important factor shaping soil bacterial community. The results of this study suggest that proper dose of CaCO_3 additions to acid paddy soil in southern China could have positive effects on soil properties and bacterial community.

关键词： Soil acidification Calcium carbonate Soil respiration Soil bacterial community High-throughput sequencing

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Co-occurrence of genes for antibiotic resistance and arsenic biotransformation in paddy soils

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Journal of Environmental Sciences 2023年第3期125卷 701-711页

作者： Huiling Cui Dong Zhu longjun ding YifeiWang Jianqiang Su Guilan Duan Yongguan Zhu State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology Research Center for Eco-Environmental SciencesChinese Academy of SciencesBeijing 100085China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Key Laboratory of Urban Environment and Health Institute of Urban EnvironmentChinese Academy of SciencesXiamen 361021China

Paddy soils are potential hotspots of combined contamination with arsenic(As) and antibiotics, which may induce co-selection of antibiotic resistance genes(ARGs) and As biotransformation genes (ABGs), resulting in dissemination of antimicrobial resistance and modification in As biogeochemical cycling. So far, little information is available for these coselection processes and specific patterns between ABGs and ARGs in paddy soils. Here, the16S rRNA amplicon sequencing and high-throughput quantitative PCR and network analysis were employed to investigate the dynamic response of ABGs and ARGs to As stress and manure application. The results showed that As stress increased the abundance of ARGs and mobile genetic elements (MGEs), resulting in dissemination risk of antimicrobial resistance. Manure amendment increased the abundance of ABGs, enhanced As mobilization and methylation in paddy soil, posing risk to food safety. The frequency of the co-occurrence between ABGs and ARGs, the host bacteria carrying both ARGs and ABGs were increased by As or manure treatment, and remarkably boosted in soils amended with both As and manure. Multidrug resistance genes were found to have the preference to be co-selected with ABGs, which was one of the dominant co-occurring ARGs in all treatments, and manure amendment increased the frequency of Macrolide-Lincosamide-Streptogramin B resistance(MLSB) to co-occur with ABGs. Bacillus and Clostridium of Firmicutes are the dominant host bacteria carrying both ABGs and ARGs in paddy soils. This study would extend our understanding on the co-selection between genes for antibiotics and metals, also unveil the hidden environmental effects of combined pollution.

关键词： Arsenic Arsenic biotransformation genes Antibiotic resistance genes Co-occurrence Host bacteria

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夏秋季节北京市居家室内微生物多样性的变化特征

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环境科学学报 2020年第12期40卷 4499-4507页

作者：周栀子李晓敏丁龙君中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中国农业大学生物学院北京100193 中国科学院大学北京100049

室内空气中过高浓度的生物粒子有害人体健康.空气中的微生物通常与灰尘结合在一起,然而目前对家庭室内灰尘微生物多样性及其随季节变化特征的报道较少.本研究在北京市选择1户家庭,在夏季和秋季定期采集灰尘样品,通过高通量测序研究细菌... 详细信息

室内空气中过高浓度的生物粒子有害人体健康.空气中的微生物通常与灰尘结合在一起,然而目前对家庭室内灰尘微生物多样性及其随季节变化特征的报道较少.本研究在北京市选择1户家庭,在夏季和秋季定期采集灰尘样品,通过高通量测序研究细菌和真菌群落组成及多样性,并分析细菌-真菌的网络互作特征.结果显示,室内灰尘细菌和真菌群落Shannon指数及Chao1指数夏季均显著高于秋季(p0.05),主要类群为假单胞菌属(Pseudomonas)、考克氏菌属(Kocuria)和芽孢杆菌属(Bacillus);真菌群落结构夏季与秋季则明显不同(p<0.05),夏季优势类群为曲霉属(Aspergillus)、链格孢属(Alternaria)和裂褶菌属(Schizophyllum),而秋季曲霉属占绝对主导地位.室内灰尘微生物网络互作具有明显的季节特征,夏季微生物互作主要为细菌-细菌,以及细菌-真菌的正相互作用;而秋季微生物互作比夏季更紧密,以细菌-细菌的正相互作用为主.这些结果可为构建健康的居家环境提供参考依据.

关键词：微生物多样性细菌真菌变化特征室内灰尘

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水稻土中铁氧化物对产甲烷古菌群落结构的影响

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生态学报 2020年第9期40卷 3115-3120页

作者：徐健鑫扆幸运李晓明丁龙君朱永官中国科学院生态环境研究中心土壤环境研究室北京100085 中国科学院大学中丹学院北京100049 中国科学院大学北京100049 中国科学院城市环境研究所厦门361021

产甲烷菌广泛分布在淹水水稻土等各种厌氧环境中,在全球气候变化、碳循环和能源等领域都发挥着重要的作用。研究发现,厌氧条件下,水稻土中铁氧化物的生物还原会抑制产甲烷菌的甲烷合成作用。然而,目前关于铁氧化物对产甲烷菌群落结构的... 详细信息

产甲烷菌广泛分布在淹水水稻土等各种厌氧环境中,在全球气候变化、碳循环和能源等领域都发挥着重要的作用。研究发现,厌氧条件下,水稻土中铁氧化物的生物还原会抑制产甲烷菌的甲烷合成作用。然而,目前关于铁氧化物对产甲烷菌群落结构的影响报道较少。通过泥浆厌氧培养实验,向采集的水稻土中添加甲酸盐作为甲烷合成的底物(Control,CK处理),并设置添加水铁矿作为体系中唯一电子受体的处理组(Ferrihydrite,Fh处理)。培养结束后,与CK相比,添加水铁矿显著降低了古菌在总微生物群落中的占比,但对古菌群落的物种多样性和均一度没有显著影响;且两组处理中优势种均为操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)2056和OTU 911(76%—80%)。这说明碳源相同时,产甲烷菌的群落结构不受铁氧化物的影响。本研究为探索土壤中微生物铁还原与碳循环耦合的分子机制奠定基础。

关键词：水稻土产甲烷菌铁氧化物铁还原

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红壤旱土和水稻土团聚体中磷素的分布特点

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土壤学报 2009年第1期46卷 85-92页

作者：郭万伟肖和艾吴金水丁龙君刘守龙中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态重点实验室长沙410125 中国科学院研究生院北京100039

为深入探讨红壤磷素有效性的控制机理,研究了典型红壤旱土和水稻土团聚体中磷的组分与分布特点。结果表明:旱土和水稻土以粒径>0.2mm的团聚体为主,且在该级土壤团聚体中磷素含量较高;两种土壤>0.2mm团聚体中吸附态无机磷以Fe-P为主,而0.... 详细信息

为深入探讨红壤磷素有效性的控制机理,研究了典型红壤旱土和水稻土团聚体中磷的组分与分布特点。结果表明:旱土和水稻土以粒径>0.2mm的团聚体为主,且在该级土壤团聚体中磷素含量较高;两种土壤>0.2mm团聚体中吸附态无机磷以Fe-P为主,而0.2mm和<0.002mm团聚体的各组分有机磷总量亦显著高于旱土对应的团聚体。说明土壤磷的形态分布与团聚体粒级有密切关系,旱土有效磷含量较低可能与其团聚体游离氧化铁含量较高、且有机磷含量较低有关。

关键词：红壤团聚体吸附态无机磷有机磷

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高效液相法测定骨愈灵胶囊中人参皂苷Rg_1的含量

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中药新药与临床药理 2007年第5期18卷 390-392页

作者：李巧如丁龙军廉江平陕西省人民医院药剂科西安710068 陕西省延安市宝塔区人民医院药剂科陕西延安716000

目的建立骨愈灵胶囊中人参皂苷Rg1的含量测定方法。方法采用高效液相色谱法,C18色谱柱(4.6mm×150mm,5μm);流动相:乙腈-0.5%磷酸溶液(23∶77);检测波长:205nm。结果人参皂苷Rg1在1.05μg～7μg之间,峰面积与进样量呈良好的线性关系,r=0... 详细信息

目的建立骨愈灵胶囊中人参皂苷Rg1的含量测定方法。方法采用高效液相色谱法,C18色谱柱(4.6mm×150mm,5μm);流动相:乙腈-0.5%磷酸溶液(23∶77);检测波长:205nm。结果人参皂苷Rg1在1.05μg～7μg之间,峰面积与进样量呈良好的线性关系,r=0.9996。平均回收率为98.80%,RSD=1.57%。结论该方法简单可行,重现性好,可用于骨愈灵胶囊的质量控制。

关键词：骨愈灵胶囊人参皂苷Rg1 高效液相色谱法

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考虑碳交易的定、变频空调负荷降碳能力研究

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电测与仪表 2024年第6期61卷 26-35页

作者：唐陇军陈子墨朱兰杨鑫宇王坤丁雨佳上海电力大学电气工程学院上海200090

在“双碳”目标的驱动下,为进一步提高负荷侧定、变频空调负荷和基础柔性负荷在需求响应的作用并分析其降碳能力,文中提出一种考虑碳交易的定、变频空调负荷及柔性负荷参与需求响应的电力系统优化运行策略。建立定、变频空调单体模型并... 详细信息

在“双碳”目标的驱动下,为进一步提高负荷侧定、变频空调负荷和基础柔性负荷在需求响应的作用并分析其降碳能力,文中提出一种考虑碳交易的定、变频空调负荷及柔性负荷参与需求响应的电力系统优化运行策略。建立定、变频空调单体模型并推导其功率聚合模型;在此基础上结合多种影响空调用户参与需求响应的主要因素计算定、变频空调负荷最大降载能力;进而在传统需求响应调度模型中加入对定、变频空调负荷的考虑,并引入碳交易机制,基于此构建以机组发电成本、碳排放成本、负荷调度成本等综合运行成本最小为目标的电力系统优化运行策略;最后,以某配网系统进行验证分析,通过设置多种运行场景对比验证了所提策略在经济最优和节能减排方面的有效性。

关键词：需求响应空调负荷聚合模型碳交易机制

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长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空分异特征

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农业环境科学学报 2024年第1期43卷 133-142页

作者：文高辉张紫怡田雨萌方龙俊王子诚丁学谦黄瑶湖南师范大学地理科学学院长沙410081 南京农业大学公共管理学院南京210095

为揭示长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空规律,利用长江中下游粮食主产区58个市(州、区)统计数据,采用空间分析模型、重心模型、冷热点分析等方法分析了2009—2019年长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空分异特征。结果表明:长江... 详细信息

为揭示长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空规律,利用长江中下游粮食主产区58个市(州、区)统计数据,采用空间分析模型、重心模型、冷热点分析等方法分析了2009—2019年长江中下游粮食主产区耕地面源污染时空分异特征。结果表明:长江中下游流域整体以及赣湘鄂皖4省2009—2019年耕地面源污染总量和强度总体均呈现出“先升后降”的变化趋势,其中湖北省的耕地面源污染强度与总量均位于前列。2009—2019年耕地面源污染强度总体表现为“西高东低”的空间分布特征,其中江西省整体上一直保持为低污染强度,湖北省则为高污染强度聚集区。长江中下游粮食主产区耕地面源污染强度重心变化呈现出“区间震荡”的规律,且长江中下游粮食主产区耕地面源污染强度重心迁移呈现明显的阶段特征。2009—2019年长江中下游粮食主产区耕地面源污染强度呈现出明显的空间聚集态势,总体表现为“东冷西热”的空间分布格局。因此,长江流域中游段特别是湖北省和湖南省是未来进一步推进耕地面源污染防治的重点区域,要统筹好国家粮食安全和耕地生态安全双重目标。

关键词：耕地面源污染空间分异迁移轨迹冷热点分析粮食主产区长江中下游

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儿童中线导管精益管理方案构建及其应用效果评价

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河南医学研究 2024年第4期33卷 629-632页

作者：丁春花任明星王丹王龙君李博郑州大学第一附属医院接诊处河南郑州450052 郑州大学第一附属医院科研处河南郑州450052 郑州大学第一附属医院小儿重症监护病区(2) 河南郑州450052 郑州大学第一附属医院急诊医学部(2) 河南郑州450052

目的构建儿童中线导管精益管理方案,并探究其在儿童中线置管及维护中的效果。方法在查阅文献、总结临床经验的基础上,以精益管理模型为框架,对儿童中线置管及维护过程中的问题进行总结、归纳并制定儿童中线导管精益管理方案初稿,再通过... 详细信息

目的构建儿童中线导管精益管理方案,并探究其在儿童中线置管及维护中的效果。方法在查阅文献、总结临床经验的基础上,以精益管理模型为框架,对儿童中线置管及维护过程中的问题进行总结、归纳并制定儿童中线导管精益管理方案初稿,再通过小组论证确定方案终稿。采用非同期对照试验,2021年1—9月河南省某三甲医院儿科病房内留置中线导管的87例患儿为对照组;2021年10月至2022年7月实施精益管理,共纳入96例患儿作为试验组。比较两组患儿首次穿刺成功率、置管成功所用穿刺次数、导管相关性血栓发生率。结果试验组首次穿刺成功率为71.88%,对照组为55.18%(χ^(2)=5.522,P<0.05);试验组穿刺成功所用穿刺次数为(1.56±0.53)次,对照组为(2.81±0.85)次(t=11.792,P<0.05);试验组导管相关性血栓发生率为5.21%,对照组为16.09%(χ^(2)=8.310,P<0.05)。结论儿童中线导管精益管理方案能有效提高儿童中线置管的首次穿刺成功率,减少穿刺次数,并能有效降低导管相关性血栓的发生风险,可在临床进行推广应用。

关键词：精益管理儿童中线导管血栓

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