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广东某农村塘坝饮用水污染的微生物溯源

中国环境科学 2011年第1期31卷 96-104页

作者：冯广达邓名荣郭俊朱红惠羊宋贞梁浩亮朱昌雄广东省微生物研究所广东省华南应用微生物重点实验室广东广州510070 惠州市水产科学技术研究所广东惠州516007 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

以大肠杆菌为指示微生物,采用脉冲场凝胶电泳(PFGE)、肠杆菌间重复一致序列PCR(ERIC-PCR)和BOX插入因子PCR(BOX-PCR)3种分子分型方法对广东省某典型农村塘坝饮用水污染来源进行了追踪研究,利用软件Quantity One进行分析.结果表明,浅层... 详细信息

以大肠杆菌为指示微生物,采用脉冲场凝胶电泳(PFGE)、肠杆菌间重复一致序列PCR(ERIC-PCR)和BOX插入因子PCR(BOX-PCR)3种分子分型方法对广东省某典型农村塘坝饮用水污染来源进行了追踪研究,利用软件Quantity One进行分析.结果表明,浅层井水与其近处的池塘水存在大肠杆菌的克隆现象,两者可能存在着共同的污染传播载体,或是浅层井水受到了池塘水的污染.3种方法的分型能力从强到弱依次为PFGE、BOX-PCR、ERIC-PCR.其中,BOX-PCR最宜在水体污染的微生物溯源中应用.鉴于分离培养的溯源方法存在的缺陷,应加强与非培养微生物溯源相结合进行分析以使结果更加准确.

关键词：微生物溯源大肠杆菌 PFGE ERIC-PCR BOX-PCR

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水体粪便污染的微生物溯源方法研究进展

应用生态学报 2010年第12期21卷 3273-3281页

作者：冯广达邓名荣朱红惠郭俊张曦朱昌雄梁浩亮广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室/广东省微生物应用新技术公共实验室广州510070 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 惠州市水产科学技术研究所广东惠州516007

畜禽粪便和生活污水是造成水体污染的主要因素之一,明确和区分水体污染的来源对污染控制和治理尤为重要.因此,利用微生物进行水体污染的溯源近年来成为国际上的研究热点.本文对两种类型微生物溯源方法的研究现状、优缺点以及应用中存在... 详细信息

畜禽粪便和生活污水是造成水体污染的主要因素之一,明确和区分水体污染的来源对污染控制和治理尤为重要.因此,利用微生物进行水体污染的溯源近年来成为国际上的研究热点.本文对两种类型微生物溯源方法的研究现状、优缺点以及应用中存在的问题进行了综述和展望.认为在培养建库微生物溯源方法中重复序列分型应用性最强,而在非培养建库方法中基于大肠杆菌特异性基因的PCR-DGGE具有广阔的应用前景.非培养建库微生物溯源是今后主要的研究方向,培养建库和非培养建库溯源方法相结合才能使溯源结果更加可信.

关键词：微生物溯源水体粪便污染大肠杆菌 PCR-DGGE 拟杆菌目

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水环境微生物溯源技术的研究和应用进展

生物技术通报 2019年第9期35卷 35-44页

作者：许又分李宗刘如铟余志晟张洪勋何炜李烨中国科学院大学资源与环境学院北京100049 北京市环境保护科学研究院北京100037 国家地质实验测试中心北京100037

地表水体的粪便污染是畜禽养殖业导致的主要环境污染问题之一,准确鉴别污染来源并从源头上控制畜禽动物粪便排放对于水体粪便污染治理具有重要意义。微生物溯源(Microbial source tracking,MST)是依据源指示微生物与宿主之间所具有的特... 详细信息

地表水体的粪便污染是畜禽养殖业导致的主要环境污染问题之一,准确鉴别污染来源并从源头上控制畜禽动物粪便排放对于水体粪便污染治理具有重要意义。微生物溯源(Microbial source tracking,MST)是依据源指示微生物与宿主之间所具有的特异性关系来定位污染源的一类溯源技术。根据报道,多种肠道微生物可作为源指示微生物用于地表水环境的粪便污染溯源分析,并基于其表型或者基因型特征开发出多样化的检测方法,包括依赖培养的检测和不依赖培养的分子检测。从不同类型的源指示微生物入手,围绕两类主要的 MST 方法,即单源指示物法和多源指示物法,具体包括细菌指示物法、病毒指示物法、DNA 微阵列法及高通量测序法等,重点综述了不同类型的源指示微生物及其常用的检测方法,包括其原理及优缺点,并讨论了目前 MST技术所面临的问题与挑战。此外,还对现有的 MST 技术在美国环境保护署(U.S. Environmental protection agency,EPA)推行的最大日负荷总量(Total maximum daily load,TMDL)方案制定过程中的应用做了简要概述,并对 MST 技术的发展趋势进行展望,以期促进 MST 技术在我国环境水质监测领域中的应用。

关键词：粪便污染微生物溯源污染源源指示物基因标记

定量微生物风险评估中的微生物溯源方法研究进展

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生态毒理学报 2024年第5期19卷 13-26页

作者：张子譞滕苗苗张福伟赵李辉孙嘉祺李云霞吴丰昌中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 中国海洋大学海洋生命学院青岛266100 吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 北京科技大学环境与能源学院北京100083

由于粪便及其相关的病原微生物污染导致的公共卫生事件不断发生,病原微生物对人体健康的潜在风险日益受到关注。地表水体的病原微生物污染使人们意识到其带来的环境风险,因此明确水环境中病原微生物含量对于控制水媒传染病具有重要意义... 详细信息

由于粪便及其相关的病原微生物污染导致的公共卫生事件不断发生,病原微生物对人体健康的潜在风险日益受到关注。地表水体的病原微生物污染使人们意识到其带来的环境风险,因此明确水环境中病原微生物含量对于控制水媒传染病具有重要意义。微生物定量风险评估(quantitative microbial risk assessment,QMRA)作为目前较为前沿的风险评估建模方法可用于评估暴露于粪便污染地表水及相关病原微生物的健康风险。在水源病原微生物风险评估方面,特别是地表水体病原微生物领域存在数据不足,不确定性较大等缺陷,进展相对落后。微生物溯源(microbial source tracking,MST)标记基因可追溯点源或非点源的粪便污染。与依赖常规粪便指示微生物(FIB)相比,将MST标志物与QMRA结合应用可以量化MST标记基因与病原微生物之间的关系,确定地表水水体中MST标记基因水平对暴露人群的风险基准。通过量化MST标记基因与病原微生物衰变程度可进一步确定水体中MST标记基因的水平,病原微生物的命运和运输建模纳入QMRA模型参数和敏感度分析,有助于分析不同暴露途径的角色塑造。本综述对目前MST-QMRA结合的研究进行了回顾,总结目前研究现状并提出研究展望,为地表水、饮用水病原微生物的基准与标准制定及采取可行的健康干预决策提供有力支撑。

关键词：水源病原微生物地表水微生物溯源微生物健康风险评价

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白酒酿造中产正丙醇的微生物溯源研究

中国酿造 2019年第7期38卷 151-155页

作者：卢建军杨帆杨婧陈良强刘延峰王和玉王莉贵州茅台酒股份有限公司技术中心贵州仁怀564500 江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

利用生物信息数据资源,对白酒酿造过程中产正丙醇微生物进行定向补充筛查,并对筛查后的菌株进行了发酵验证。结果表明,基于KEGG数据库明确了正丙醇的产生途径为丙酸代谢途径,其催化的关键酶为丙二醇脱水酶、1,3-丙二醇脱氢酶和1-丙醇脱... 详细信息

利用生物信息数据资源,对白酒酿造过程中产正丙醇微生物进行定向补充筛查,并对筛查后的菌株进行了发酵验证。结果表明,基于KEGG数据库明确了正丙醇的产生途径为丙酸代谢途径,其催化的关键酶为丙二醇脱水酶、1,3-丙二醇脱氢酶和1-丙醇脱氢酶;通过NCBI数据库确定了表达该3种关键酶的微生物种类信息,结合白酒发酵过程中的微生物群落构成,确定乳杆菌属(Lactobacillus)具有代谢产生正丙醇的潜在特性;发酵结果显示,面包乳杆菌(Lactobacillus panis)代谢生成正丙醇的能力相对较强,产量为263.7mg/L。该研究结果表明,乳酸杆菌是白酒酿造中产正丙醇的重要微生物来源之一。该研究为白酒酿造过程正丙醇的调控提供新的研究方向,同时该方法也可以为其他食品发酵过程中目标风味物质的微生物溯源提供新思路。

关键词：生物信息学定向筛选微生物溯源正丙醇乳杆菌

水环境中粪便污染的微生物溯源技术及研究进展

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环境与健康杂志 2012年第7期29卷 658-662页

作者：敖静阮晓红万宇南京大学地球与科学学院水科学系江苏南京210093

人畜粪便是造成水体病原菌污染的主要因素之一,快速、正确地判别水体污染的来源对保障饮用水及环境水体安全尤为重要。近年来,利用微生物进行水体病原菌污染的溯源分析已成为国际上的研究热点。该文简要介绍微生物溯源技术的基本原理,... 详细信息

人畜粪便是造成水体病原菌污染的主要因素之一,快速、正确地判别水体污染的来源对保障饮用水及环境水体安全尤为重要。近年来,利用微生物进行水体病原菌污染的溯源分析已成为国际上的研究热点。该文简要介绍微生物溯源技术的基本原理,着重阐述了该技术的方法学,并进一步提出了微生物溯源技术与应用结合的未来研究方向,以期为同领域专家学者提供参考,促进微生物溯源技术在我国的应用。

关键词：微生物溯源水体粪便污染源指示物源解析

浓香型白酒酿造微生物溯源及大曲来源优势微生物功能研究

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浓香型白酒酿造微生物溯源及大曲来源优势微生物功能研究

作者：邓宇珂四川轻化工大学

学位级别：硕士

浓香型白酒酿造是在开放环境下进行的多菌固态发酵过程,由于其微生物来源的复杂性,因此很难确定发酵环节中大曲、窖泥、原料以及其他环境中的微生物对于白酒酿造的贡献。本研究通过扩增子测序、微生物溯源分析、非靶向代谢分析,解析了... 详细信息

浓香型白酒酿造是在开放环境下进行的多菌固态发酵过程,由于其微生物来源的复杂性,因此很难确定发酵环节中大曲、窖泥、原料以及其他环境中的微生物对于白酒酿造的贡献。本研究通过扩增子测序、微生物溯源分析、非靶向代谢分析,解析了浓香型酒醅中的微生物群落结构及演替规律,系统分析了酒醅微生物来源,探究了大曲来源优势微生物在浓香型酿造过程中对微生物群落及对风味代谢物合成的影响。(1)基于细菌16S rDNA的V3-V4区、真菌ITS扩增子测序结果发现浓香型白酒发酵过程中,细菌、真菌数目随着发酵的进行而增加,细菌多样性指数明显高于真菌,说明在浓香型酒醅环境中细菌种群数量多于真菌种群。且在浓香型酒醅发酵过程中,主要优势真菌属包括Simplicillum、热子囊菌属(Thermoascus)、曲霉属(Aspergillus)、嗜热真菌属(Thermomyces)、假丝酵母属(Candida)等。主要优势细菌属包括乳酸杆菌属(Lactobacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单孢菌属(Pseudomonas)等。(2)通过扩增子测序对大曲、窖泥样品进行微生物群落组成分析,大曲及窖泥样品中检测到的细菌种群可归属于16个门,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、Synergistota、和厚壁菌门(Firmicutes)是在所有样品中都能检测到的主要细菌门。另外Deinococcota、Sumerlaeota仅在窖泥样品中能检测到,而Actinobacteriota、Cyanobacteria、Patescibacteria仅在大曲样品中能检测到,本研究从大曲及窖泥样品中检测到的细菌种群可归属于134个属,其中窖泥独有的细菌属主要为氢孢菌属(Hydrogenispora),而仅能在大曲中检测到的细菌属为芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Strap Hylococcus)、克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)、高温放线菌属(Thermoactinomyces),真菌种群可归属于87个属,假丝酵母属(Candida)、曲霉属(Aspergillus)、Trichomonascus、帚枝霉属(Sarocladium)是主要的共有真菌属,而窖泥独有的真菌属主要为Sterigmatomyces、Bjerkandera、Millerozyma等。(3)通过Source Tracker定量分析窖泥、大曲对浓香型酒醅微生物群落的贡献,结果显示大曲对发酵90 d酒醅中细菌贡献(39.10%)大于窖泥对酒醅中细菌的贡献(16.61%);未知环境的贡献度为44.29%。大曲贡献酒醅中真菌种群的67.13%,其次是未知环境(26.81%),而窖泥对酒醅真菌种群的贡献小于7.00%。结果发现,大曲是浓香型白酒酿造的主要微生物来源,且芽孢杆菌属(Bacillus)、克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)、Trichomonascus、曲霉属(Aspergillus)(6.20%)和热子囊菌属(Thermoascus)(18.28%)等为大曲来源优势微生物。(4)通过RDA冗余分析研究了主要大曲来源微生物与温度、水分、p H三类环境因子之间的潜在相关性,其中Trichomonascus、曲霉属(Aspergillus)与温度呈很强的正相关关系,克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)与水分存在较强正相关性,而嗜热真菌属(Thermomyces)、热子囊菌属(Thermoascus)则与p H呈强正相关。(5)采用非靶向代谢组学定量分析浓香型白酒酿造过程中挥发性风味物质的合成规律。在本次研究中,总共检测到50中挥发性物质,其中包括9种醇类,3种酸类,6种醛类,酯类22种,以及10种吡嗪、呋喃等其它化合物。通过OPLS-DA(正交偏最小二乘)分析浓香型酒醅发酵个阶段风味化合物浓度的差异性,并通过得出的VIP(可变重要性)值筛选出9种差异性代谢物。并对浓香型白酒酿造过程中大曲来源优势微生物与差异性代谢物进行斯皮尔曼相关性分析,在发酵过程中,曲霉属(Aspergillus)、克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)属的丰度变化与乙酸乙酯、苯乙醇的含量变化呈极显著正相关关系,而热子囊菌属(Thermoascus)和嗜热真菌属(Thermomyces)则与这九种差异代谢物呈负相关,尤其是热子囊菌属(Thermoascus)的丰度变化与己酸乙酯、辛酸乙酯含量变化成显著的负相关。

关键词：浓香型白酒扩增子测序微生物溯源代谢分析

液固发酵山西陈醋酿造微生物溯源与季节演替研究

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液固发酵山西陈醋酿造微生物溯源与季节演替研究

作者：寇蓉太原理工大学

学位级别：硕士

传统山西陈醋是在开放环境中多菌种联合发酵酿制而成。国内外学者对食醋微生物群落的组成和演替进行了大量的研究,然而开放环境中的微生物与食醋酿造微生物间的关联机制仍不明确,由季节变化引起的环境改变对酿造微生物群落结构的影响仍... 详细信息

传统山西陈醋是在开放环境中多菌种联合发酵酿制而成。国内外学者对食醋微生物群落的组成和演替进行了大量的研究,然而开放环境中的微生物与食醋酿造微生物间的关联机制仍不明确,由季节变化引起的环境改变对酿造微生物群落结构的影响仍需深入研究。本文以传统山西陈醋酿造微生物为研究对象,从酿造微生态学角度对发酵剂、食醋酿造环境、辅料麸皮和不同季节各发酵阶段样品微生物群落的多样性和组成结构进行研究,并在此基础上通过微生物源跟踪的快速期望最大化(fast expectation-maximization microbial source tracking,FEAST)方法解析了发酵剂、车间环境微生物和辅料麸皮对食醋酿造微生物的贡献,最后使用多元统计分析方法对四个季节微生物群落组成的多样性进行了数据挖掘,主要结论如下:(1)通过高通量测序技术分析发现,发酵剂、车间环境微生物样品、辅料麸皮和发酵醅样品中细菌OTUs均大于真菌OTUs,说明发酵剂、车间环境微生物样品、辅料麸皮和发酵醅样品中细菌群落的多样性远高于真菌群落。根据物种注释结果,发酵剂、车间环境微生物样品、辅料麸皮和发酵醅样品中有7个细菌属和15个真菌属的平均相对丰度大于1%。FEAST结果显示,糖化发酵第二天样品中细菌群落主要来源于室内地面、工具表面和大曲,真菌群落主要来源于大曲、空气和快曲;在酒精发酵结束后,酒醅与辅料麸皮、火醅混合进入醋酸发酵阶段,故在醋酸发酵第一天样品中追溯到细菌群落主要来源于工具表面、酒精发酵第十二天的酒醅和空气,真菌群落主要来源于火醅、工具表面和空气。(2)通过高通量测序技术分析,结果显示细菌群落的丰富度和多样性在四个季节的发酵过程中都存在差异。在山西陈醋酿造过程中,夏季和秋季样品的细菌OTUs均比春季和冬季多。Beta多样性分析显示来自四个季节9个不同发酵阶段的36个发酵醅样品被划分为4个类群,除秋季酒精发酵第一天的样品外,每个类群分别包含同一个季节不同发酵阶段的样品,而不同季节相同发酵阶段的样品间存在明显的差异,这表明不同季节的细菌群落存在明显的差异且季节对细菌群落组成结构的影响比季节内发酵阶段的影响更大。此外,四个季节发酵样品共获得13个差异显著的细菌,其中导致不同季节细菌群落差异显著的菌属主要是明串珠菌属(Leuconostoc)和乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)。根据物种注释结果,四个季节发酵样品中共检测到12个细菌属的平均相对丰度大于1%,这12个细菌属组成的互作网络中有7个高度关联的细菌属,这些细菌属可能对食醋稳态酿造发挥重要作用。(3)山西陈醋酿造过程中真菌群落的丰富度和多样性在四个季节都存在差异,夏季样品的真菌OTUs均比其他季节多。UPGMA结果表明不同季节的真菌群落存在明显的差异且季节对真菌群落组成的影响比季节内发酵阶段的影响更大。此外,四个季节发酵样品共获得18个差异显著的真菌;根据物种注释结果,四个季节发酵样品中共检测到16个真菌属的平均相对丰度大于1%,这16个真菌属组成的互作网络以正相关关系占主导,其中枝孢属(Cladosporium)、链孢杆菌属(Alternaria)、表癣菌属(Epicoccum)和紫穗病菌属(Papiliotrema)两两之间呈显著正相关,并且其相对丰度在四个季节的变化趋同,这表明它们在食醋酿造环境中有共同的适应性,或者形成一种相互依赖、稳定的菌群关系。

关键词：山西陈醋微生物群落结构微生物溯源季节变化互作网络

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地表水微生物溯源技术的开发和应用进展

石化技术 2016年第7期23卷 94-94页

作者：葛蕊大庆油田水务公司水务研究设计院黑龙江大庆163453

本文重点分析了地表水微生物溯源技术。

关键词：地表水微生物溯源应用