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腾格里沙漠固沙植被区微生境土壤微生物功能群时空格局

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土壤学报 2022年第2期59卷 580-590页

作者：杨贵森吕星宇虎瑞黄磊张志山中国科学院西北生态环境资源研究院沙坡头沙漠研究试验站兰州730000 中国科学院大学北京100049 北京大学城市与环境学院北京100871

土壤微生物是探究生态系统植被生产力和生物地球化学循环的基础。然而,针对干旱沙区人工植被建立后不同建植年代、植物种、微生境指示碳、氮、磷循环的土壤微生物功能群的研究较少。以腾格里沙漠东南缘沙坡头区不同年代建植的柠条(Carag... 详细信息

土壤微生物是探究生态系统植被生产力和生物地球化学循环的基础。然而,针对干旱沙区人工植被建立后不同建植年代、植物种、微生境指示碳、氮、磷循环的土壤微生物功能群的研究较少。以腾格里沙漠东南缘沙坡头区不同年代建植的柠条(Caragana korshinskii)和油蒿(Artemisia ordosica)土壤为研究对象,用稀释平板分离培养法研究了指示土壤碳、氮、磷循环微生物功能群数量的时空变化规律及与土壤理化性质间的关系。结果表明:(1)随固沙年限增加,微生物功能群数量显著增加,且表层(0~5 cm)土壤微生物数量高于亚表层(5~10和10~20 cm);(2)土壤微生物功能群数量呈现明显的季节变化特征。纤维素分解菌呈“V”型分布,表现为春季低夏季高;氨化和硝化细菌从冬、春、夏到秋季均表现为逐渐上升的趋势;溶磷菌数量则是从冬季、秋季到春夏季依次递减;(3)柠条与油蒿样地中纤维素分解菌和溶磷菌数量均表现为1990年高于2010年,而油蒿地则相反;(4)全氮和有效磷对微生物功能群数量影响极显著。可见,荒漠生态系统中土壤氮、磷元素含量较碳元素含量对微生物功能群数量限制更大,上述结果为更好地理解干旱沙区人工植被演替过程中微生物与土壤相互作用奠定了基础。

关键词：柠条油蒿微生境微生物功能群季节变化空间分布

安徽铜陵狮子山硫化物矿山酸矿水中微生物功能群的研究

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岩石矿物学杂志 2009年第6期28卷 547-552页

作者：孙青邢辉何斌李雪影陆现彩陆建军王睿勇南京大学生命科学学院江苏南京210093 南京大学地球科学与工程学院江苏南京210093

从安徽铜陵狮子山硫化物矿山酸矿水溪流获得样品,采用YE、Feo、FeSo、FeTo4种选择性培养基,利用overlay分离技术,获得7株细菌菌株。利用16S rRNA基因序列同源性分析,与目前已分离得到的酸矿水微生物进行了比较。利用分离菌株16S rRNA基... 详细信息

从安徽铜陵狮子山硫化物矿山酸矿水溪流获得样品,采用YE、Feo、FeSo、FeTo4种选择性培养基,利用overlay分离技术,获得7株细菌菌株。利用16S rRNA基因序列同源性分析,与目前已分离得到的酸矿水微生物进行了比较。利用分离菌株16S rRNA基因序列构建系统进化树,结果表明获得的菌株可分为3个功能群:嗜酸性异养菌、嗜酸性自养菌、中度嗜酸性铁氧化细菌。嗜酸性异养菌主要与酸矿水中三价铁的异化还原和寡营养状态的维持有关;嗜酸性自养菌与酸矿水中铁、硫元素的氧化有关,是酸水中的生产者;中度嗜酸性铁氧化细菌能将二价铁氧化成三价铁,并产生难溶性的矿物,可实现酸矿水与酸矿水底泥之间铁元素的动态平衡。

关键词：金属硫化物矿山酸矿水 overlay分离技术微生物功能群系统进化树分析

铜绿微囊藻对培养液氮转化及微生物功能群的影响

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江苏农业学报 2013年第6期29卷 1365-1370页

作者：童昊雅王爱丽余康华李骐李文龙肖琳南京大学环境学院江苏南京210023 南京大学匡亚明学院江苏南京210093 污染控制与资源化研究国家重点实验室江苏南京210023

氮是水体富营养化的关键元素之一,会导致湖泊蓝藻水华的暴发。而蓝藻水华的暴发又会对水体氮转化微生物功能群、水体氮循环产生反作用。本试验利用蓝藻的优势种铜绿微囊藻建立试验体系,用分光光度法测定体系中各形态氮含量的变化,用最... 详细信息

氮是水体富营养化的关键元素之一,会导致湖泊蓝藻水华的暴发。而蓝藻水华的暴发又会对水体氮转化微生物功能群、水体氮循环产生反作用。本试验利用蓝藻的优势种铜绿微囊藻建立试验体系,用分光光度法测定体系中各形态氮含量的变化,用最大可能数法及T-RFLP分析测定反硝化细菌的数量及水体细菌群落结构的变化。结果表明,铜绿微囊藻可以加快释放水体氮素,增强反硝化作用,提高水体细菌物种的丰度,从而为水体的自我修复提供有利条件。

关键词：铜绿微囊藻氮转化微生物功能群氧化还原电位

安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群分析及真菌TY6-2生物矿化研究

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安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群分析及真菌TY6-2生物矿化研究

作者：李健慧南京大学

学位级别：硕士

从安徽铜陵狮子山矿区采集酸矿水及底泥、尾砂样品,采用YE、Fe、FeT、FeS四种选择性培养基,分离样品中存在的原核微生物和真核微生物,经连续划线纯化后共获得原核微生物1 7株,真核微生物50株(酵母35株,霉菌15株)。通过16SrDNA, ITS1 /I... 详细信息

从安徽铜陵狮子山矿区采集酸矿水及底泥、尾砂样品,采用YE、Fe、FeT、FeS四种选择性培养基,分离样品中存在的原核微生物和真核微生物,经连续划线纯化后共获得原核微生物1 7株,真核微生物50株(酵母35株,霉菌15株)。通过16SrDNA, ITS1 /ITS4和D1/D2序列同源性分析,发现分离到的17株原核微生物属于10个属,分别是Streptomyces sp., Ccomamonas sp., Acidithiobacillus sp., AacidopHillus sp., Ralstonia sp., Terrabacter sp., Escherichia sp., Herbaspirillum sp., Dyella sp., Acidolella sp.,其中某些菌株具有铁氧化、铁还原和硫氧化功能;35株酵母属于4个属,分别是Rhodotorula sp., Rhodosporidium sp., Candida sp., Cryptococcus sp某些菌株具有耐酸特性;15株霉菌属于5个属,分别是Penicillium sp., Eurotiales sp., Trichoderma sp., Beauveria sp., Penidiella sp.,某些菌株具有吸附、耐受金属离子及生物矿化的功能。在酸矿水及底泥、尾砂样品中,分离到的原核微生物的生物量均高于真核微生物,尾砂样品中微生物生物量低于酸矿水及底泥样品中,对各样品中微生物按功能进行分类主要包括：嗜酸性铁氧化细菌、嗜酸性硫氧化细菌、中度嗜酸性铁氧化细菌和嗜酸性异养菌、铁还原菌等功能群,各微生物功能群相互协同、相互配合,共同维持酸矿山环境中生态系统的稳定和各元素的动态平衡。对分离得到的一株真菌TY6-2进行了详细的生物学特性研究和菌种鉴定。TY6-2在PDA培养基上特征如下：生长速度较快,菌落疏松,呈绒絮状,菌落最初为白色,后逐渐变为翠绿色,有孢子产生：在FeT培养基上,菌落呈弥散形生长,生长缓慢,菌体表面有黄色壳体产生;TY6-2在pH 1-10范围内均有不同程度的生长,最适生长pH为7;在0-50℃温度范围内菌体均有不同程度生长,最适生长温度为30℃;在盐度小于6%的范围内菌体均可生长,盐浓度为0%时菌体生长最好。TY6-2为好氧型菌株,在厌氧环境下不能生长。经分子生物学鉴定,TY6-2与Penicillium oxalicum的同源性高达99%,因此确定TY6-2为Penicillium oxalicum。对TY6-2的功能特性进行研究发现,在近中性的环境中能够吸附铁离子,吸附率高达70%,相同条件下吸附效率显著高于分离到的其他霉菌;TY6-2活菌生物成矿能力高于灭菌处理的死菌,活菌菌体表面有大量矿物颗粒附着,有形态较规则的矿物颗粒存在,相比之下死菌菌丝体断裂、中空,有机质消失,矿化能力明显低于活菌,无规则矿物颗粒生成。对TY6-2与培养液长期相互作用形成的沉淀物进行分析,发现矿物沉淀主要以Fe20,为主,这对于酸矿水及底泥、尾砂样品中铁元素的回收再利用途径具有重要价值。

关键词：酸性矿山酸矿水真核微生物原核微生物微生物功能群 TY6-2 生物学特性生物矿化

安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群多样性分析及铁还源功能菌NJU-T2的鉴定和性质研究

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安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群多样性分析及铁还源功能菌NJ...

作者：罗蕾南京大学

学位级别：硕士

本文详细研究了安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群多样性及铁还原功能菌NJU-T2的鉴定和性质。从安徽铜陵狮子山杨山冲酸性矿山环境中采集尾砂样品及酸性矿山排水,利用Overlay分离技术,采用YE、Feo、FeSo、FeTo四种选择性培养基筛选纯... 详细信息

本文详细研究了安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群多样性及铁还原功能菌NJU-T2的鉴定和性质。从安徽铜陵狮子山杨山冲酸性矿山环境中采集尾砂样品及酸性矿山排水,利用Overlay分离技术,采用YE、Feo、FeSo、FeTo四种选择性培养基筛选纯化得到多株细菌。经16S rDNA序列同源性分析,利用MEGA5.0制作系统进化发育树图,结果表明分离得到的微生物主要属于Acidithiobacillus、Acidosphaera、Acidocella、Acidiphilium等属,主要分为4个功能群：嗜酸性异养菌、嗜酸性自养菌、中度嗜酸性铁氧化细菌、嗜酸性铁还原细菌。这些微生物功能群在酸性矿山环境中对于维系酸矿水的形成、发展起到至关重要的作用,主要表现在以下方面：嗜酸性自养菌参与酸矿水中铁、硫元素的氧化,是酸矿水中的主要生产者;嗜酸性自养菌将硫化物矿物中低价态硫氧化为硫酸根,获得能量将二氧化碳固定为有机物,并能产生生长因子等物质,供酸矿水中其他微生物生长利用;嗜酸性异养菌主要参与酸矿水中三价铁的异化还原和维持寡营养状态;嗜酸性铁还原细菌主要参与Fe3+的还原,通过与铁氧化细菌的协同作用,可以实现酸矿水中Fe2+和Fe3+之间铁元素之间的动态平衡,从而使得酸矿水成为一个相对稳定的生态系统。利用多相系统分类方法对从尾砂样品中分离得到的菌株NJU-T2进行了鉴定。NJU-T2主要特征如下：菌落呈白色,近圆形,边缘整齐,表面干燥。菌体杆状,无芽孢,革兰氏阴性,菌体大小(长×宽)：1.0-3.0μm×0.2-0.3μm,菌体呈滑行运动;NJU-T2为好氧菌;生长盐度范围为0-3.5%,最适生长盐度为0%;在pH2.0-6.0均可生长,最适生长pH值为2.5;在4℃-40℃均可生长,最适生长温度为30℃：能够在FeTo、Fe3TSB、Waksman培养基上生长,但不能在MA、NA、TSB、R2A、Starky-Na2S2O3培养基上生长;不含Fexirubin色素;可利用血清菊糖和水杨素作为碳源生长,但不能利用葡萄糖、蔗糖、半乳糖、果糖、核糖、鼠李糖、甘露醇、甘露糖、山梨醇、麦芽糖、木糖、乳糖等;不能利用硝酸盐及亚硝酸盐,不能使明胶液化,不具淀粉酶、脲酶活性;NJU-T2的16S rDNA序列与已报道的菌种Acidithiobacillus ***-2 (DQ675569.1)和Acidithiobacillus thiooxidans strain WJSo(AY495961.1)的16S rRNA基因序列的同源性均为100%。对NJU-T2的平板培养和液体培养实验均证实,NJU-T2具有在有氧条件下还原Fe3+的能力。实验表明,NJU-T2在pH为2.5,温度为30℃条件下生长最好,最适还原Fe3+浓度为10mmol/L。NJU-T2能还原Fe3+,为铁氧化菌提供了初始能源Fe2+,维持了整个酸性环境系统中的铁平衡,同时NJU-T2具有硫氧化的功能,NJU-T2能够氧化单质硫,将NJU-T2置于Fe3TSB液体培养基中培养,可以发现随着时间的变化,培养液的pH值降低并检测有硫酸的产生。

关键词：酸性矿山环境酸矿水尾砂微生物功能群 Overlay分离技术荧

安徽铜陵酸性矿山环境微生物功能群分析及典型功能菌NJU-T1的鉴定和性质研究

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安徽铜陵酸性矿山环境微生物功能群分析及典型功能菌NJU-T1的鉴定...

作者：邢辉南京大学

学位级别：硕士

本文研究了安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群多样性及典型功能微生物的系统鉴定和性质。从安徽铜陵狮子山酸性矿山环境中采集得到酸性矿山排水、酸性矿山排水底泥及尾砂样品,采用可培养与不可培养两种微生物研究技术对铜陵狮子山酸... 详细信息

本文研究了安徽铜陵酸性矿山环境中微生物功能群多样性及典型功能微生物的系统鉴定和性质。从安徽铜陵狮子山酸性矿山环境中采集得到酸性矿山排水、酸性矿山排水底泥及尾砂样品,采用可培养与不可培养两种微生物研究技术对铜陵狮子山酸性环境微生物多样性进行研究分析,可培养研究主要采用MPN计数及YE、Feo、FeSo、FeTo四种选择性培养基进行培养计数,利用Overlay分离技术,筛选纯化得到14株细菌。经16S rRNA基因测序、同源性分析,利用MEGA5.0制作系统进化发育树图,结果表明分离得到的14株微生物主要属于Acidithiobacillus、Acidosphaera、Acidocella、Acidiphilium等属,可分为4个功能群：嗜酸性异养菌、嗜酸性自养菌、中度嗜酸性铁氧化细菌、中度嗜酸性铁还原细菌。嗜酸性异养菌主要与酸矿水中三价铁的异化还原和寡营养状态的维持有关;嗜酸性自养菌与酸矿水中铁、硫元素的氧化有关,是酸水中的生产者;嗜酸性自养菌将硫化物矿物中低价态硫氧化成硫酸根,产生的能量可以将二氧化碳固定为有机物,并产生生长因子等物质,供酸矿水中其他微生物生长利用;通过嗜酸性铁还原细菌与铁氧化细菌的协同作用,可以实现酸矿水中Fe2+和Fe3+、酸矿水和酸矿水底泥之间铁元素的动态平衡,从而使得酸矿水成为一个相对稳定的生态系统。利用多相系统分类法对从尾砂中分离得到的菌株NJU-T1进行系统生物学鉴定。NJU-T1特征如下：菌落呈白色,近圆性,边缘整齐,表面干燥。菌体单细胞,无芽孢,呈杆状,革兰氏阴性,菌体大小(长×宽)：1.0-3.0μm×0.2-0.3μm,菌体呈滑行运动;NJU-T1不能在厌氧条件下生长,为好氧菌;生长盐度为0-5%,最适生长盐度为0%;在pH2.0-6.0均可生长,最适生长pH值为4.5～5.0;在5-40℃均可生长,最适生长温度为30℃;能够在FeTo、FeSo、Feo培养基上生长,但不能在MA、NA、TSA、R2A培养基中生长;不含Fexirubin色素;可利用阿拉伯糖和水杨素作为碳源生长,但不能利用葡萄糖、蔗糖、半乳糖、果糖、核糖、鼠李糖、甘露醇、甘露糖、山梨醇、麦芽糖、木糖、乳糖等;不能利用硝酸盐及亚硝酸盐,不能使明胶液化,不具淀粉酶、脲酶活性;菌体细胞主要脂肪酸成分有18:1w7c,16:1w7c/16:1w6c,16:0,14:03OH/16:1iso I和12:0;NJU-T1所含主要醌类物质为甲基萘醌MK-7;系统进化树图表明,NJU-T1与Acidithiobacillus caldus、Thermophilic bacterium同源性较近,同源性均为95%,综上形态观察、生理生化性质以及16S rRNA基因序列同源性分析结果表明,该菌株可能属于Acidithiobacillus属的一个新典型种。对NJU-T1进行了性质研究,平板培养和液体培养实验均证实,NJU-T1具有在有氧条件下还原Fe3+的能力。实验表明,NJU-T1在pH为4.5,温度为30℃条件下生长最好,最适还原Fe3+浓度为5mmol/L,还原铁的作用位点可能是位于细胞外膜上。NJU-T1能还原Fe3+,为铁氧化菌提供了初始能源Fez+,维持了整个酸性环境系统中的铁平衡。

关键词：酸性矿山环境酸矿水尾砂底泥 Overlay分离技术微生物功能群荧光计数 DGGE TRFLP NJU-T1 多相分类铁还原

甲烷代谢微生物功能群与地球环境协同演化研究

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甲烷代谢微生物功能群与地球环境协同演化研究

互花米草入侵对盐沼土壤微生物生物量和功能群的影响

2023年中国地球科学联合学术年会

作者：王寅炤上海交通大学

甲烷是重要的潜在能源和温室气体,甲烷的产生和消耗(氧化)是自然界碳元素循环的最重要环节之一,极大地影响和调节了地球气候/温度。自然界中甲烷的产生和氧化主要在无氧环境中由属于原核微生物的古菌来完成,而有氧环境下的生物氧化主要... 详细信息

甲烷是重要的潜在能源和温室气体,甲烷的产生和消耗(氧化)是自然界碳元素循环的最重要环节之一,极大地影响和调节了地球气候/温度。自然界中甲烷的产生和氧化主要在无氧环境中由属于原核微生物的古菌来完成,而有氧环境下的生物氧化主要由细菌完成。已有的研究认为厌氧甲烷代谢反应只集中在广古菌门古菌中,具有特异的利用甲基辅酶M还原酶(MCR)为关键酶的代谢途径,而细菌主要由甲烷单加氧酶(PMO)进行甲烷的有氧氧化。

关键词：微生物功能群广古菌门地球环境协同演化

来源： cnki会议评论

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南京大学学报（自然科学版） 2007年第5期43卷 494-500页

作者：周军肖炜钦佩南京大学盐生植物实验室

研究了外来种互花米草的生长对潮间带土壤微生物功能群的影响,结果显示:与原有光滩相比,互花米草的生长使当地潮间带的土壤微生物量增加,并随着植被的生长状况发生变化,微生物功能群中占优势的组分发生了变化.在互花米草盐沼中,与碳循... 详细信息

研究了外来种互花米草的生长对潮间带土壤微生物功能群的影响,结果显示:与原有光滩相比,互花米草的生长使当地潮间带的土壤微生物量增加,并随着植被的生长状况发生变化,微生物功能群中占优势的组分发生了变化.在互花米草盐沼中,与碳循环相关的微生物功能群较光滩中数量多,利用氮源的微生物功能群在2月份数量均少与光滩,其他月份均显著高于光滩.总体上外来种互花米草在滨海潮间带的大面积生长,改善了土壤理化性质,为该处土壤微生物提供了不同的碳源,增强了土壤微生物的活动,改变了土壤微生物功能群.

关键词：微生物功能群土壤微生物量外来种互花米草滨海盐沼

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地球生物学前沿:进展与问题

中国科学：地球科学 2014年第5期44卷 1072-1086页

作者：谢树成殷鸿福中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室武汉430074

地球生物学是地球科学与生命科学的交叉学科,其核心任务是探讨生物与环境的相互作用和协同演化.在分析国际地球生物学的研究进展、中国科学院学部地球生物学前沿论坛成果以及本专辑代表性论文的基础上,本文简要评述了重大地质突变期的... 详细信息

地球生物学是地球科学与生命科学的交叉学科,其核心任务是探讨生物与环境的相互作用和协同演化.在分析国际地球生物学的研究进展、中国科学院学部地球生物学前沿论坛成果以及本专辑代表性论文的基础上,本文简要评述了重大地质突变期的地球生物学、地质微生物与全球环境变化以及极端环境地球生物学这三大主题的主要研究进展和存在的科学问题.在重大地质突变期的地球生物学方面,人们已经认识到生命的起源、辐射、灭绝和复苏等重大生命事件的发生与地球深部过程以及受其影响的海-陆-气环境过程密切相关;但对于地质历史时期生物与环境是如何协同演化的,其具体的机制和动力学过程是什么,还知之甚少.在地质微生物与全球环境变化方面,各类地质微生物功能群不仅灵敏地响应地质环境的变化,而且通过元素循环和矿物转变对地质环境产生重要影响;但人们对不同地质微生物功能群是如何通过协同作用而改变地质环境的,还了解得很少.在极端环境地球生物学方面,人们从深海、冰川冻土、地下水、洞穴和热泉等极端环境中发现和分离出一些重要的微生物,并开展了许多生物学的研究;但真正能上升到极端环境地球生物学的研究很少,极端环境微生物的地球化学功能还远未查明.地球生物学将大大拓展生物过程研究的时空范畴,在资源领域和全球变化领域有广阔的应用前景.地球生物学需要多学科的协同研究,包括加强地质微生物的研究,加强生物地球化学循环的数据库建设和定量化模型研究,加强各类典型地质环境条件的研究,加强生物过程与物理化学过程的耦合研究.

关键词：微生物功能群极端环境生物危机古生物学

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