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长期驯化条件下生物阴极去除复杂水环境中硝酸盐的研究

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长期驯化条件下生物阴极去除复杂水环境中硝酸盐的研究

作者：唐荣华南理工大学

学位级别：硕士

生物阴极反硝化(biocathode denitrification)被认为是一项高效低耗的脱氮技术,在生物阴极中,细菌以电极作为唯一电子供体进行硝酸盐的还原去除,使得生物脱氮技术摆脱了对有机或无机物质电子供体的依赖,更易于操作控制,并且避免了对出... 详细信息

生物阴极反硝化(biocathode denitrification)被认为是一项高效低耗的脱氮技术,在生物阴极中,细菌以电极作为唯一电子供体进行硝酸盐的还原去除,使得生物脱氮技术摆脱了对有机或无机物质电子供体的依赖,更易于操作控制,并且避免了对出水水质的二次污染,从而具有非常广阔的应用前景。然而,由于受到阴极微生物难以驯化培养等认知的限制,目前大部分关于生物阴极反硝化的研究都停留在实验室配水或者模拟地下水的阶段,因此,本文首先探究了利用生物阴极实现焦化废水生物出水中硝酸盐去除的可行性,考察了阴极生物电流的产生和硝酸盐的去除情况。实验结果显示首次向生物阴极投加焦化废水生物出水时,硝酸盐基本无法被去除。然而重复驯化使得废水中部分难降解有机物被微生物降解,并且反硝化细菌逐渐适应了水中难降解有毒物质的存在,产生了明显的阴极生物电流,实现了硝酸盐的去除。激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)表征显示,长时间的驯化使得生物阴极的相对活性从48.8%(石墨毡)和42.0%(石墨粒)上升至66.1%(石墨毡)和82.0%(石墨粒)。对污泥上清液和各生物阴极做微生物群落结构分析,结果显示以阴极直接作为唯一电子供体的反硝化细菌硫杆菌属(Thiobacillus)在生物阴极中是优势菌属。同时,由于在实际水环境中重金属常与硝酸盐共存,而目前的研究中,关于重金属对生物阴极反硝化影响的研究是十分欠缺的。因此本文以重金属镉、铜、镍和锌为例,探究了在多次驯化的过程中,重金属对生物阴极反硝化过程的影响规律。实验确定了这四种重金属对生物阴极内硝酸盐转化速率的抑制达到80%时的投加浓度和对应的溶液中游离浓度(IC80)。并且以Cd为例的进一步研究发现,IC80浓度下,3次重复驯化后Cd对生物阴极反硝化的抑制现象逐渐消失。同时,生物阴极的电化学阻抗明显减小;CLSM表征结果显示生物阴极的相对活性由43.4%(石墨毡)和38.7%(石墨粒)上升至79.1%(石墨毡)和74.3%(石墨粒);微生物群落结构分析也显示以硫杆菌属(Thiobacillus)和硫单胞菌属(Sulfurimonas)为代表的阴极驱动的自养反硝化细菌的相对丰度明显上升。这说明长时间的驯化促使生物阴极中以电极作为电子供体进行自养反硝化的细菌对Cd的毒性表现出良好的适应性。

关键词：生物阴极反硝化长期驯化焦化废水生物出水重金属 Thiobacillus

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人类颜值是长期驯化而成

青年博览 2021年第11期 52-53页

作者：张田勘不详

每到求职季,不少人都会在简历上精雕细琢,尤其是照片,或美颜或PS(通常指图片被人为处理过)或是到专业影楼拍“最美证件照”。但据最近媒体对应届生和一些人力资源从业者的采访,PS过度带来的千人一面、人照不符等问题可能会带来副作用,... 详细信息

每到求职季,不少人都会在简历上精雕细琢,尤其是照片,或美颜或PS(通常指图片被人为处理过)或是到专业影楼拍“最美证件照”。但据最近媒体对应届生和一些人力资源从业者的采访,PS过度带来的千人一面、人照不符等问题可能会带来副作用,影响面试官对应聘者的初始印象,认为有造假嫌疑。

关键词：面试官千人一面长期驯化应届生简历应聘者

高温和吡虫啉长期驯化对禾谷缢管蚜温度响应的影响

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山西农业科学 2021年第4期49卷 499-503页

作者：王文娜邢鲲赵飞张利军山西农业大学植物保护学院山西太原030031

为了研究高温(29℃)和吡虫啉长期定向驯化对禾谷缢管蚜响应温度的影响,采用动态加热法、生命表法分别测定禾谷缢管蚜生理热耐受性、生活史性状和种群参数。结果表明,高温和吡虫啉驯化以及当代发育高温均显著提高成蚜临界上限CTmax;与对... 详细信息

为了研究高温(29℃)和吡虫啉长期定向驯化对禾谷缢管蚜响应温度的影响,采用动态加热法、生命表法分别测定禾谷缢管蚜生理热耐受性、生活史性状和种群参数。结果表明,高温和吡虫啉驯化以及当代发育高温均显著提高成蚜临界上限CTmax;与对照种群相比,高温及吡虫啉长期驯化种群分别将29℃下的CTmax提高0.66、0.47℃;但长期驯化对若蚜存活率以及成虫性状产生了显著负面影响,且以吡虫啉种群更为明显。与对照种群相比,吡虫啉种群在2个发育温度下的存活率分别下降50.33%和23.13%;22℃发育温度下的成虫寿命和繁殖量分别下降5.04 d和11.53头。长期的高温及吡虫啉驯化对种群参数均有负面影响。长期高温和吡虫啉亚致死驯化在诱导热耐受性升高的同时带来生活史性状和种群生态表现的负面代价。其中,农药长期驯化带来的获利较小,代价最高,预示长期农药施用可能会对昆虫适应气候变暖产生不利影响。

关键词：禾谷缢管蚜高温吡虫啉长期驯化动态加热法生命表法耐热性生活史性状

蛋白质组学揭示希瓦氏菌MR-1在长期六价铬驯化中的还原和耐受机制

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蛋白质组学揭示希瓦氏菌MR-1在长期六价铬驯化中的还原和耐受机制

作者：冮海银湖南大学

学位级别：硕士

六价铬[Cr(VI)]污染引发了一系列严重的环境问题,给地球生物的生存造成了严重的威胁,是目前亟待解决的重金属污染问题。利用微生物将六价铬还原成低毒性的三价铬可以显著地降低六价铬的环境风险。此外,微生物驯化可以在一定程度上提高... 详细信息

六价铬[Cr(VI)]污染引发了一系列严重的环境问题,给地球生物的生存造成了严重的威胁,是目前亟待解决的重金属污染问题。利用微生物将六价铬还原成低毒性的三价铬可以显著地降低六价铬的环境风险。此外,微生物驯化可以在一定程度上提高微生物对六价铬的还原能力和耐受性。目前通过蛋白质组学技术探索由环境压力影响的关键蛋白质或生物过程越来越受到关注。本研究选择Cr(VI)作为目标污染物开展微生物驯化及蛋白质组学研究,研究结果在蛋白质组层面进一步揭示了希瓦氏菌MR-1响应长期Cr(VI)胁迫的还原和耐受能力提高及其性能稳定性的分子机制,有助于我们通过长期的驯化来进行有效的生物修复和环境风险评估,以期为环境污染的防止和治理提供一定的参考。因此,本研究开展了如下两方面工作:第一:在蛋白质组层面,研究了在Cr(VI)浓度递增的环境中驯化120天的希瓦氏菌MR-1在长期Cr(VI)压力下的适应机制。首先,我们对其六价铬还原能力、菌体形貌变化和电化学特征进行了研究,结果表明长期Cr(VI)驯化能够提高希瓦氏菌MR-1对Cr(VI)的还原和耐受能力;扫描电子显微镜(SEM)观察发现菌体发生了形态学改变以适应胁迫环境;微分脉冲伏安(DPV)数据显示菌体电化学氧化还原特征峰也发生了变化。然后,通过定量蛋白质组学串联质量标签(TMT)标记技术对9个实验样本进行了差异分析,共鉴定到2723种蛋白,其中有2500种蛋白被定量。如果以2倍为变化阈值(上调大于2.0倍或者下调小于0.5倍),且P长期Cr(VI)驯化诱导的差异表达蛋白主要与鞭毛组装、核糖体、转运、外排、硫代谢、铁获取和稳态以及能量代谢等功能和过程有关。MR-1的还原能力主要在电子传递系统和能量代谢方面得到增强;而对Cr(VI)的抗性主要通过细胞运动、外排系统、硫酸盐转运、硫代谢、氧化应激保护和能量代谢等方面得到提高。长期驯化的希瓦氏菌MR-1对Cr(VI)的还原主要有胞内和胞外还原;Cr(VI)耐受主要表现在吸收、外排、抗氧化系统和修复系统。第二:驯化120天的菌D120Cr在300 mg/L Cr(VI)和正常环境下继续培养60天,研究其Cr(VI)还原能力和耐受性的稳定性及其内在机制。通过对六价铬还原能力的测定发现正常环境和胁迫环境培养后的菌株对Cr(VI)均有很好的还原和耐受能力,通过扫描电镜观察发现Cr(VI)胁迫使菌株形貌发生了改变。然后,通过Lable-free非标记定量蛋白组学技术对不同环境下培养前后的9个样品进行了Cr(VI)胁迫响应的差异分析,共鉴定到2179个蛋白,其中2146个被定量。根据2倍为变化阈值且P<0.05的标准选择差异蛋白,与一组样品中两次及以上不为空值而另一组所有数据均为空值的差异蛋白一起进行后续生物信息学分析。在D180N/D120Cr、D180Cr/D120Cr和D180N/D180Cr三个比较组中分别有212、459和219个差异表达蛋白。GO功能和KEGG通路注释结果显示D180N/D120Cr、D180CR/D120Cr和D180N/D180Cr三个比较组中差异表达蛋白质涉及的功能和过程非常相似。功能主要涉及催化活性、结合、转运活性、转录调节活性和结构分子活性,主要参与了细胞过程、代谢过程、生物调节、应激响应、定位和生物过程调节等重要生物学过程。GO功能富集结果显示菌株间对高浓度Cr(VI)胁迫的响应差异主要表现在硫酸盐吸收、硫化氢代谢、毒素生物合成、有机N化合物分解代谢、氨基酸分解代谢、半胱氨酸合成、甲酸盐/甲酰胺代谢和咪唑化合物分解代谢等重要生物学过程。KEGG通路富集分析结果表明菌株间对六价铬的响应差异主要体现在戊糖和葡萄糖醛酸酯互变、β-内酰胺抗性、半胱氨酸和蛋氨酸代谢、CAMP抗性和S代谢等重要的代谢通路,其中S代谢通路尤为重要。

关键词：希瓦氏菌MR-1 六价铬长期驯化差异表达蛋白蛋白质组学

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闽南火鸡发酵床养殖技术要点

中国畜牧业 2024年第16期 68-69页

作者：林映升福建省漳州市农业农村局

闽南火鸡主产于中国闽南地区,是福建省优良的地方品种。19世纪中叶,传教士和侨胞通过厦门口岸将火鸡引入闽东南沿海一带饲养,长期驯化形成了福建省地方独特的一个品种闽南火鸡。闽南火鸡具有抗病力强、屠宰率高、瘦肉率高、含有丰富的... 详细信息

闽南火鸡主产于中国闽南地区,是福建省优良的地方品种。19世纪中叶,传教士和侨胞通过厦门口岸将火鸡引入闽东南沿海一带饲养,长期驯化形成了福建省地方独特的一个品种闽南火鸡。闽南火鸡具有抗病力强、屠宰率高、瘦肉率高、含有丰富的氨基酸。

关键词：闽南火鸡长期驯化闽东南沿海 19世纪中叶瘦肉率闽南地区抗病力屠宰率

好氧颗粒污泥对高浓度Cr(VI)的抗冲击负荷能力

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水处理技术 2016年第3期42卷 103-107页

作者：郑晓英曹素兰王明阳高雅洁朱星河海大学环境学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点试验室河海大学环境学院:江苏南京210098

采用5个并联运行的SBR反应柱培养好氧颗粒污泥,分别用0、1、3、5 mg/L和10 mg/L Cr(VI)对各反应柱中的颗粒污泥长期驯化65 d,此后改变各反应柱中Cr(VI)为30 mg/L进行12天冲击实验。实验结果表明,经10mg/L Cr(VI)驯化后的好氧颗粒抗冲击... 详细信息

采用5个并联运行的SBR反应柱培养好氧颗粒污泥,分别用0、1、3、5 mg/L和10 mg/L Cr(VI)对各反应柱中的颗粒污泥长期驯化65 d,此后改变各反应柱中Cr(VI)为30 mg/L进行12天冲击实验。实验结果表明,经10mg/L Cr(VI)驯化后的好氧颗粒抗冲击负荷能力最强,其COD和NH4+-N去除率略有降低,分别由90.46%和85.13%下降到88.53%和82.88%,其污泥浓度仅由4 660 mg/L变为4 460 mg/L,EPS分泌量仅增加39.99%,表面官能团未发生明显变化。总体来看,驯化浓度越高,颗粒污泥污对高浓度Cr(VI)冲击的抵御能力越好。

关键词：好氧颗粒污泥长期驯化 Cr(VI) 抗冲击负荷能力

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霸王岭山鸡蛋的品质研究

黑龙江畜牧兽医（下半月） 2017年第4期 81-82页

作者：于向春王学梅吴丽丽李聪倩海南大学农学院

霸王岭山鸡也称为茶花鸡,是家鸡的始祖,是海南岛霸王岭独有的品种。由霸王岭野生红色山鸡经长期驯化培育而成,因其产于霸王岭故名“霸王岭山鸡”。霸王岭山鸡具有抗病力强、适应性广、饲养粗放、采食量少、成活率高等优点,是国内不可多... 详细信息

霸王岭山鸡也称为茶花鸡,是家鸡的始祖,是海南岛霸王岭独有的品种。由霸王岭野生红色山鸡经长期驯化培育而成,因其产于霸王岭故名“霸王岭山鸡”。霸王岭山鸡具有抗病力强、适应性广、饲养粗放、采食量少、成活率高等优点,是国内不可多得的原始鸡种,非常适合我国南方地区饲养。霸王岭山鸡体型小巧,肉肥而不腻,不仅具有精肉多、脂肪少、肉嫩、多汁、口味新鲜等特点,而且含有丰富的蛋白质、氨基酸、微量元素等有益于人体健康的营养成分,

关键词：霸王岭山鸡蛋蛋形指数鸡种蛋重人体健康长期驯化花鸡营养成分品质研究

好氧甲烷氧化微生物群组的物种组成及功能研究

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好氧甲烷氧化微生物群组的物种组成及功能研究

作者：顾秋锦南京师范大学

学位级别：硕士

自然和人工生境中存在的甲烷氧化菌微生物群组,不仅能够以甲烷作为唯一的碳源和能源进行生长繁殖,减少温室气体甲烷的排放,而且能够将环境中存在的硝酸盐和亚硝酸盐彻底还原为氮气,缓解环境中的碳氮污染问题。本研究以云南抚仙湖沉积物... 详细信息

自然和人工生境中存在的甲烷氧化菌微生物群组,不仅能够以甲烷作为唯一的碳源和能源进行生长繁殖,减少温室气体甲烷的排放,而且能够将环境中存在的硝酸盐和亚硝酸盐彻底还原为氮气,缓解环境中的碳氮污染问题。本研究以云南抚仙湖沉积物中的甲烷氧化微生物作为研究对象,通过在实验室内进行长期驯化,获得了大量可以高效氧化甲烷的微生物群组,研究了温度和氧气浓度对其氧化甲烷能力的影响;采用宏基因组和宏转录组测序,揭示了甲烷氧化微生物群组的物种组成和代谢特征;通过对群组中的微生物进行分离纯化,获得了Methylophilus,Methylotenera等甲基营养细菌和异养细菌菌种资源;探索群组中甲烷氧化耦合反硝化过程的微生物相互作用机制。本论文开展的具体研究以及获得的结果如下:(1)微生物群组的长期驯化及甲烷氧化过程的影响因素在抚仙湖最深点位获得深度为27cm沉积物柱,每1cm分一层,进行甲烷氧化微生物长期驯化(目前传代超过100次)。沉积物不同深度的甲烷氧化微生物群组的氧化甲烷能力存在差异,1-18cm浅层沉积物获得的群组甲烷氧化能力比18-27cm深层强且能较快的稳定在较高水平。通过流式细胞分选对群组中的物种进行精简,进一步获得99个能稳定利用甲烷的甲烷氧化微生物群组。在不同温度(10、20、30、40、45℃)和氧气浓度(20%、10%、2%,V/V)条件下测定群组甲烷氧化速率。结果表明30℃条件下,微生物群组的甲烷氧化和反硝化速率最高。40～45℃培养使微生物群组生长缓慢、甲烷氧化速率下降,且发现#22比#91甲烷氧化微生物群组更耐高温些。20%氧气浓度条件下甲烷氧化菌微生物群组的CH氧化速率最高,但2%氧气浓度条件下促进甲烷氧化与反硝化的耦合作用,增加反硝化中间产物NO产生。(2)甲烷氧化微生物群组的宏基因组测序及物种的分离纯化通过对2个培养体系(#22和#91)进行宏基因组测序,发现群组中的微生物具有丰富的多样性,其中#22群组中的物种数≥20,而#91群组中的微生物物种数≥25。在门水平上的物种组成均包含γ和β变形菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),疣微菌门(Verrucomicrobia)和放线菌门(Actinobacteria)。通过稀释涂布平板法和平板划线法,从#22群组分离纯化得到20株异养细菌(主要包括Aquidulcibacter、Flavobacterium、Hydrogenophaga、Acidovorax和Pseudomonas)和11株甲基营养菌(属于Methylophilus)。从#91群组分离纯化得到25株异养细菌(主要包括Pelomonas和Pseudomonas)和7株甲基营养菌(属于Methylophilus)。(3)微生物群组的甲烷氧化耦合反硝化功能通过CH/NO的双同位素标记,探索群组AME-D功能发生的条件。结果显示,甲烷氧化菌微生物群组在2%氧气浓度条件下氧化甲烷的同时,可以将硝酸盐或亚硝酸盐还原,体系中检测到反硝化末端产物N和N的生成。不同氧浓度下甲烷氧化微生物群组的甲烷氧化速率存在显著差异,高氧处理组C-DNA中甲烷氧化微生物pmoA基因丰度显著高于低氧处理组。群组中反硝化nirS功能基因丰度显著的高于pmoA基因(p长期在好氧条件下培养的甲烷氧化菌微生物群组,在低氧条件下能够还原硝酸盐获得能量,维持群组在低氧条件下的生存。

关键词：甲烷氧化微生物群组长期驯化分离纯化氧气浓度好氧甲烷氧化耦合反硝化

MABR去除高盐废水中COD和氨氮的基础研究

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MABR去除高盐废水中COD和氨氮的基础研究

作者：侯飞飞天津大学

学位级别：硕士

高盐有机废水是典型的难处理废水，其排放量大、可生化性差、难以重复利用、毒性较大。目前，虽然已有各种高盐废水的处理工艺，但是都存在着不同的缺点，例如：处理效率低、二次污染严重、运行能耗高、过程复杂、达标困难等。膜曝气生... 详细信息

高盐有机废水是典型的难处理废水，其排放量大、可生化性差、难以重复利用、毒性较大。目前，虽然已有各种高盐废水的处理工艺，但是都存在着不同的缺点，例如：处理效率低、二次污染严重、运行能耗高、过程复杂、达标困难等。膜曝气生物膜反应器（MABR)是一种新型的有机废水处理工艺，但迄今尚未有人对MABR处理高盐有机废水的可行性进行过研究。本论文首次将MABR技术应用于高盐有机废水的处理，采用实验室自制MABR反应器进行含盐废水生物膜的驯化，该反应器可以有效避免水路短流、操作简单、易长期运行。该研究采用三种驯化方式（氯化钠浓度增长梯度分别为1g/L、10g/L、5g/L）对微生物膜进行培养。研究表明氯化钠浓度梯度为5g/L的第三种驯化方式最具可行性，具有驯化周期短、对微生物冲击小的优点。长期驯化实验表明，当水中盐含量低于或等于45g/L时，出水COD、氨氮均较为稳定，一般稳定在COD为20mg/L左右，氨氮接近0mg/L;当盐含量低于或等于40g/L时，出水硝酸盐氮和亚硝酸盐氮也均较为稳定，一般硝酸盐氮低于0.5mg/L、亚硝酸盐氮接近0mg/L。跟踪实验表明：盐含量低于或等于35g/L时，盐浓度对COD的去除速率基本无影响，盐含量低于或等于25g/L时，盐浓度对氨氮去除速率及硝酸盐氮的累积速率基本无影响。另外，当盐浓度低于或等于10g/L时，盐含量对亚硝酸盐的累积速度基本无影响，但是当盐浓度高于10g/L时，盐浓度对亚硝酸盐的累积速度影响影响较大，即亚硝酸氧化细菌对高盐耐受性最差。另外，本实验在盐含量为40g/L情况下考察了蠕动泵转速、曝气压力及C/N比值对COD、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的去除效果的影响。并最终确定了最佳运行条件：蠕动泵转速为130转/min、曝气压力为0.10MPa、C/N比值为8。实验表明，MABR反应器在处理模拟高盐废水时取得了很好的效果，为MABR处理实际高盐废水的研究奠定了基础。

关键词：高盐废水 MABR 长期驯化 COD 氨氮