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柴达木盆地昆特依盐湖可培养嗜盐细菌多样性研究

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生物技术通报 2024年

作者：马想蓉马欣陈胤勋龙启福王嵘邢江娃青海大学医学部基础医学研究中心

【目的】探究不同富集时间、培养盐度、稀释梯度、培养基等对氯化物型昆特依高盐盐湖可培养嗜盐细菌多样性的影响，确定嗜盐细菌的最佳分离培养条件，挖掘更多的环境嗜盐细菌资源。【方法】从昆特依盐湖中采集水泥混合样本，选取7种培... 详细信息

【目的】探究不同富集时间、培养盐度、稀释梯度、培养基等对氯化物型昆特依高盐盐湖可培养嗜盐细菌多样性的影响，确定嗜盐细菌的最佳分离培养条件，挖掘更多的环境嗜盐细菌资源。【方法】从昆特依盐湖中采集水泥混合样本，选取7种培养基和10%、18%NaCl两个盐度，采用富集培养法、平板稀释涂布法和平板分区划线法分离嗜盐菌；通过16S rRNA基因测序与BLAST序列比对确定菌株系统分类学地位。同时采用免培养Illumina MiSeq高通量测序技术分析昆特依盐湖细菌群落结构多样性特征。【结果】免培养昆特依盐湖样本中共鉴定到细菌39门64纲101目219科703属，其中假单胞菌门(Pseudomonadota)、厚壁菌门(Bacillota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和放线菌门(Actinomycetota)为主要的优势菌门。根据菌落的大小、形态、颜色、光泽度、透明度、质地、隆起状态和边缘特征等，共分离出436株嗜盐菌，隶属于3门3纲6目9科28属77种，其中16株可能为潜在新种。3门为厚壁菌门(Bacillota)、假单胞菌门(Pseudomonadota)和放线菌门(Actinomycetota)，且均为免培养测序结果中的优势菌门。在属水平上，芽孢杆菌属(Bacillus)、盐单胞菌属(Halomonas)、喜盐芽孢杆菌属(Halobacillus)、枝芽孢菌属(Virgibacillus)和卤水杆菌属(Salicola)为优势菌属。肿块芽孢杆菌属(Tuberibacillus)、越南蔷薇菌属(Rossellomorea)和谷氨酸杆菌属(Glutamicibacter)是首次从盐湖中分离得到。18%NaCl分离得到的菌株数量明显少于10%NaCl，且多样性较低，芽孢乳杆菌科(Sporolactobacillaceae)是该条件下分出的特有菌科。7种培养基中，1/2 RCA培养基分离效果最好。最佳富集培养时间为0、7和60 d，最佳样品稀释梯度为10-2和10-3。【结论】从昆特依盐湖中共分离出嗜盐细菌3门3纲6目9科28属77种。应用多种培养基，设置不同盐度、富集培养时间和稀释梯度等可显著提升可培养嗜盐菌的多样性。

关键词：嗜盐细菌生物多样性氯化物型盐湖分离培养基富集培养梯度稀释高通量测序

基于厌氧氨氧化菌特性的富集策略及培养过程分析

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工业水处理 2022年第8期42卷 34-42页

作者：蒙小俊朱妮安康学院旅游与资源环境学院陕西安康725000

传统污水生物脱氮工艺因曝气能耗大、消耗碱度、碳源不足、污泥产量大、流程复杂,以及产生大量温室气体等,严重制约了其在水环境污染防治领域中的应用。以厌氧氨氧化菌(AAOB)为驱动的厌氧氨氧化(Anammox)是迄今为止最简洁的脱氮途径,能... 详细信息

传统污水生物脱氮工艺因曝气能耗大、消耗碱度、碳源不足、污泥产量大、流程复杂,以及产生大量温室气体等,严重制约了其在水环境污染防治领域中的应用。以厌氧氨氧化菌(AAOB)为驱动的厌氧氨氧化(Anammox)是迄今为止最简洁的脱氮途径,能实现碳氮的分离,且低耗、高效、环境友好。但AAOB的生长速率低、倍增时间长,对环境敏感,成为Anammox技术工程应用的瓶颈。如何富集培养AAOB以发挥Anammox活性成为解决问题的关键。以AAOB生物特性为基础的富集策略决定了菌株的生物量、活性和脱氮性能。概述了AAOB的分布和种类,分析了其生理生化特征,依据AAOB特性解析了工艺调控、聚集造粒和菌株保藏3种富集策略,并对富集培养过程进行分析。认为富集培养过程实质是采用适宜AAOB富集的培养条件淘汰劣势菌,不断提高AAOB菌群的相对丰度,形成相对单一的、稳定的生物群落。未来研究的重点在于分析不同生境条件下AAOB的生物特性,不同AAOB菌株富集培养的多手段协同,水质和环境条件对AAOB富集的影响机制。

关键词：生物脱氮厌氧氨氧化菌工艺调控聚集造粒富集培养

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海洋厌氧氨氧化菌的富集培养及其脱氮特性

环境科学 2017年第6期38卷 2435-2443页

作者：冯莉于德爽李津单晓静杨振琳青岛大学环境科学与工程学院青岛266071

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,通过接种胶州湾底泥,研究了海洋厌氧氨氧菌的富集培养及其脱氮特性.实验结果表明:海洋厌氧氨氧化菌的富集培养可分为4个阶段:菌体自溶期(1~15 d)、迟滞期(16~152 d)、活性提高期(153~183 d)与稳定运行期(184~1... 详细信息

采用ASBR厌氧氨氧化反应器,通过接种胶州湾底泥,研究了海洋厌氧氨氧菌的富集培养及其脱氮特性.实验结果表明:海洋厌氧氨氧化菌的富集培养可分为4个阶段:菌体自溶期(1~15 d)、迟滞期(16~152 d)、活性提高期(153~183 d)与稳定运行期(184~192 d).与淡水厌氧氨氧化相比,其迟滞期(137 d)较长,活性提高期(30 d)较短,对基质浓度与HRT的变化更敏感,且由进出水导致的菌活性延迟时间为5 h,远长于淡水厌氧氨氧化菌,因此海洋厌氧氨氧化菌对新环境的适应能力更弱,更难富集培养.经过192 d运行,对NH_4^+-N与NO-2-N的去除率分别达到96.98%与95.66%,三氮转化比n(NH_4^+-N)∶n(NO-2-N)∶n(NO-3-N)为1∶(1.2±0.2)∶(0.22±0.06),接近理论比(1∶1.32∶0.26),NRRNH_4^+-N升至0.080 kg·(m^3·d)-1,海洋厌氧氨氧化菌活性显著提高,这标志着海洋厌氧氨氧化菌富集成功.反应器运行过程中,污泥逐渐由黑色泥状变为砖红色颗粒状,扫描电镜观察,该砖红色颗粒为表面光滑,排列紧密、有类似火山口形状的球状菌相互黏聚而成的菌团.

关键词：海洋厌氧氨氧化菌富集培养脱氮效能高盐废水污泥性状

沿海沉积物细菌的富集培养及菌株28AX09的生理和基因组学研究

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沿海沉积物细菌的富集培养及菌株28AX09的生理和基因组学研究

作者：郑宁山东大学

学位级别：硕士

自然界中大部分微生物处于尚未被培养状态,蕴含着大量功能未知的基因,开发微生物资源对人类生产生活具有重要意义。富集培养是一种传统的培养方法,广泛应用于特定菌群的富集。富集方法在微生物培养上的应用潜力和机制需要更多研究。海... 详细信息

自然界中大部分微生物处于尚未被培养状态,蕴含着大量功能未知的基因,开发微生物资源对人类生产生活具有重要意义。富集培养是一种传统的培养方法,广泛应用于特定菌群的富集。富集方法在微生物培养上的应用潜力和机制需要更多研究。海洋微生物数量丰富,多样性高,开发海洋微生物资源意义重大。本论文对海洋微生物资源进行了发掘和研究,同时对富集培养方法在微生物培养上的作用进行探究。为了探究富集培养对培养菌株多样性的影响,以及不同富集培养基对培养菌株的影响,本论文利用直接涂布平板和富集培养两种方法对潮间带沉积物微生物进行培养。共挑取1148个菌落进行16S rRNA基因测序,获得943条序列,其中包括直接涂布平板153条,纤维素富集425条,几丁质富集365条。基于16S rRNA基因分类,共包括248个种。结果表明,富集后所得菌种有87.8%与富集前不同。基于扩增子测序对富集体系中的微生物丰度进行分析,有53.9%的富集后所得菌种的相对丰度高于富集前,说明富集培养可通过提高部分类群的相对丰度来提高这些菌被培养的几率,从而获得许多无法通过直接涂布平板方法分离的细菌种类。此外,分析发现两种富集培养基所得菌种中58%以上不相同,表明通过改变富集培养基可以改变所得菌种的种类。16S rRNA基因序列分析表明,培养所得菌种中含有34个潜在新种。选取高新颖度的5个潜在新种进行基因组测序,基于基因组分析进一步确定分类地位,其中4个代表4个潜在新属,分别属于Robiginitomaculacea科、Rhodobacteracea科（2个）和Gammaprotrobacteria纲（所在科、目均未定）,另外1个为Flavivirga属的新种。对这5个潜在新种的基因组进行了纤维素和几丁质降解相关酶基因的注释,并进行了酶活性测试,进一步讨论了富集培养的机制。菌株28AX09代表Robiginitomaculaceae科内的1个新属,研究了该菌株的表型、生长条件、底物利用和抗生素耐药性等基本生理特征。对该菌的糖类利用能力进行了测试,发现该菌株能以多种糖作为唯一碳源生长,在此基础上,从该菌株的基因组中注释出了纤维素、淀粉、糖原、麦芽糖、蔗糖、海藻糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、核糖和木糖的利用途径。与同科内其他菌种相比,菌株28AX09基因组含有的糖类利用途径最多。综上,本论文通过对比直接涂布平板与富集培养两种方法所得菌种的区别,揭示了富集培养在发掘微生物种类方面的巨大潜力。从沉积物样品中培养得到了34个潜在新种,并综合实验和基因组分析,对发现的Robiginitomaculaceae科的1个新属代表菌的生理特点进行了研究,扩充了沿海沉积物细菌菌种资源,加深了对Robiginitomaculaceae科细菌的认识。

关键词：富集培养新种未培养微生物海洋微生物 Robiginitomaculaceae科

污水处理系统中氨氧化古菌的富集培养以及性质

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微生物学报 2015年第7期55卷 882-891页

作者：李雨阳文湘华丁鵾张冰申博清华大学环境学院北京100084

【目的】从污水处理系统中富集培养氨氧化古菌,鉴定其系统发育地位,进行初步的形态观察以及生长和代谢特性研究。【方法】使用添加抗生素的自养培养基,通过连续传代的方法富集培养氨氧化古菌,使用多种分子生物学方法检验富集纯度和古菌... 详细信息

【目的】从污水处理系统中富集培养氨氧化古菌,鉴定其系统发育地位,进行初步的形态观察以及生长和代谢特性研究。【方法】使用添加抗生素的自养培养基,通过连续传代的方法富集培养氨氧化古菌,使用多种分子生物学方法检验富集纯度和古菌单一性,鉴定其系统发育地位;通过扫描电镜观察菌体基本形态;利用生长和代谢曲线计算相关性质参数。【结果】氨氧化古菌HJ-2b富集培养成功,在体系中的纯度达到93%;经16S rRNA基因鉴定属于亚硝化球菌(Nitrososphaera)属,与Nitrososphaera sp.JG1相似度为100%,但功能基因amo A的相似度仅为72%;HJ-2b细胞呈杆状,其最大比增长速率为0.43 d-1,最大比氨氧化速率为3.9 fmol/(cell·d)。【结论】HJ-2b富集物来源于污水处理系统,对于研究氨氧化古菌在该系统中的存在条件及其在污水脱氮方面的贡献有重要意义。

关键词：污水处理系统氨氧化古菌富集培养比增长速率比氨氧化速率

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生物制氢系统产氢菌的富集培养与分离技术

南京理工大学学报 2006年第3期30卷 366-370页

作者：李永峰任南琪杨传平胡立杰吴忆宁张文启哈尔滨工业大学市政环境工程学院黑龙江哈尔滨150090 东北林业大学林学院黑龙江哈尔滨150024

从生物制氢反应器中富集、分离培养发酵产氢细菌并发挥其最大产氢能力，可以提高高浓度有机废水制氢系统的产氢性能。采用活性污泥混合培养发酵反应器和设计培养基研究产氢菌的富集培养和分离。将连续流发酵法生物制氢系统的运行参数调... 详细信息

从生物制氢反应器中富集、分离培养发酵产氢细菌并发挥其最大产氢能力，可以提高高浓度有机废水制氢系统的产氢性能。采用活性污泥混合培养发酵反应器和设计培养基研究产氢菌的富集培养和分离。将连续流发酵法生物制氢系统的运行参数调整如下：pH值为4．0～4．2，温度为35～38℃，氧化还原电位（ORP）为-100mV，反应器运行40～50d，使之达到产氢最佳的乙醇型发酵阶段，初步富集以产氢菌为优势群落的活性污泥；以葡萄糖、果糖和麦牙糖为碳源，以蛋白胨和牛肉膏为氮源，设计HPB—LR培养基，严格厌氧条件下，可以有效地富集培养产氢发酵细菌。采用改良Hungater技术、厌氧管斜面法和平板培养瓶厌氧技术等3种厌氧培养技术分离培养产氢菌效果最佳。获得产氢菌94株，这些菌株经过筛选鉴定，获得3株高效产氢菌。这些菌株为发酵法生物制氢工程提供了宝贵的微生物种质资源。

关键词：发酵生物制氢产氢菌富集培养分离

胜利油田单12高温油藏非培养和富集培养样品的细菌组成特性

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微生物学报 2008年第8期48卷 1082-1087页

作者：袁三青薛燕芬汪卫东李希明马延和中国科学院微生物研究所北京100101 胜利油田采油工艺研究院东营257000

【目的】通过比较分析油藏样品的微生物群落结构特点,认识油藏微生物的生态功能。【方法】利用3种油藏微生物研究中常用的富集培养方法,对胜利油田单12区块S12-4油井产出水样品进行了选择性富集培养,运用构建16S rRNA基因文库的方法分... 详细信息

【目的】通过比较分析油藏样品的微生物群落结构特点,认识油藏微生物的生态功能。【方法】利用3种油藏微生物研究中常用的富集培养方法,对胜利油田单12区块S12-4油井产出水样品进行了选择性富集培养,运用构建16S rRNA基因文库的方法分析了富集样品和非培养样品的细菌多样性。【结果】通过16S rRNA基因序列比对发现,非培养样品、异养菌富集样品、烃降解菌富集样品和硫酸盐还原菌富集样品中的优势菌分别为Pseudomonas属,Thermotoga属,Thermaerobacter属和Thermotoga属的成员。多样性分析结果表明,非培养样品的微生物多样性最丰富,同时非培养样品和富集样品的微生物群落结构存在很大的差异,富集样品中的微生物包括优势菌在油藏原位环境中含量很低。【结论】细菌组成差异的比较结果,对油藏微生物的生态功能研究和微生物驱油潜力评估具有重要意义。

关键词：油藏非培养富集培养 16S rRNA基因文库

富集培养条件下湖泊和沿海海域水体硫酸盐还原菌的耐氧性特征

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高校地质学报 2019年第5期25卷 705-713页

作者：陈亚文张朝晖浙江大学海洋学院

硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)是一类兼性厌氧菌,在湖泊和海洋有机物矿化过程和生物源性黄铁矿的生成过程中都扮演着重要角色。环境溶解氧浓度对硫酸盐还原过程影响较大,硫酸盐还原菌在水体中的耐氧性是目前的研究热点... 详细信息

硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)是一类兼性厌氧菌,在湖泊和海洋有机物矿化过程和生物源性黄铁矿的生成过程中都扮演着重要角色。环境溶解氧浓度对硫酸盐还原过程影响较大,硫酸盐还原菌在水体中的耐氧性是目前的研究热点。文章采集了象山港和水口水库不同溶解氧水平下的水样,并在相应的溶解氧梯度下进行富集培养,以探讨不同溶解氧浓度下硫酸盐还原菌的耐氧性特征及硫代谢相关菌的组成。结果显示,在富集培养条件下湖泊和沿海海域中Desulfovibrio(脱硫弧菌属)和Desulfomicrobium(脱硫微菌属)为主要硫酸盐还原细菌,而Shewanella(希瓦氏菌属)和Sulfurospirillum(硫小螺体属)为其硫代谢相关菌。Desulfovibrio的相对丰度与溶解氧水平密切相关,随溶解氧浓度的减少,其相对丰度增加。SRB的耐氧上限为6.68 mg/L,明显高于以往纯培养或共培养的耐氧上限值。作者推测这不仅与其高氧环境的适应策略有关,还可能得益于共存菌的贡献,后者可能通过消耗环境中的氧为Desulfovibrio提供生态位,提高其耐氧水平。

关键词：硫酸盐还原菌富集培养 Desulfovibrio spp. 溶解氧硫代谢相关菌湖泊和沿海海域

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富集培养的低温纤维素降解细菌菌群结构分析

农业生物技术学报 2014年第5期22卷 607-614页

作者：孟建宇樊兆阳李蘅陶羽王瑞刚冯福应内蒙古农业大学生命科学学院应用与环境微生物研究所

内蒙古大兴安岭森林土壤中低温纤维素降解菌资源丰富,本研究旨在分析其菌群结构。在10℃下,用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)培养基对样品中的低温纤维素降解菌进行富集传代培养,用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定纤维素酶活性,以细菌16S rDNA通... 详细信息

内蒙古大兴安岭森林土壤中低温纤维素降解菌资源丰富,本研究旨在分析其菌群结构。在10℃下,用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)培养基对样品中的低温纤维素降解菌进行富集传代培养,用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定纤维素酶活性,以细菌16S rDNA通用引物(34lF和907R)进行V3～V5区域PCR扩增,以变性梯度凝胶电泳(DGGE)对PCR产物进行电泳,获得16S rDNA指纹图谱后分析细菌菌群结构。研究结果表明,低温富集传代过程中,相对酶活随着培养代数的增加而不断增加,第4代的相对酶活最高,为30.625 IU;每代都有菌种的消失和增加;富集培养液中包含属于α-变形菌纲(α-Proteobacteria)、β-变形菌纲(β-Proteobacteria)、γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、硬壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)类群的细菌,其中硬壁菌门类群(65.5%)和β-变形菌纲类群(13.8%)的细菌为优势菌。本研究证实,内蒙古大兴安岭森林土壤有丰富的低温纤维素降解菌资源,有潜在的应用前景。

关键词：低温纤维素降解菌富集培养群落结构变性梯度凝胶电泳(DGGE)