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SBR串联小球藻生物反应器高效处理猪场废水

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应用与环境生物学报 2024年

作者：余奕飞柳洋金泽枫梁运祥陈正军华中农业大学生命科学技术学院

猪场废水是养殖废水的重要组成部分。为建立一种高效处理猪场废水至达标排放的生物反应器，本实验比较三个污水处理厂的活性污泥对猪场废水的降解性能，通过响应面实验确定SBR工艺的最适处理条件，最后利用小球藻对SBR出水深度净化。结... 详细信息

猪场废水是养殖废水的重要组成部分。为建立一种高效处理猪场废水至达标排放的生物反应器，本实验比较三个污水处理厂的活性污泥对猪场废水的降解性能，通过响应面实验确定SBR工艺的最适处理条件，最后利用小球藻对SBR出水深度净化。结果显示，汉西污水处理厂的活性污泥对猪场废水的COD和氨氮(NH4+-N)降解效率最高。响应面实验显示，原废水的COD和NH4+-N浓度分别为1547和513 mg L-1，在混合液悬浮固体浓度(MLSS)为5 082 mg/L，曝气启停时间比6.5 h : 1.5 h，温度27.7 ℃的条件下，SBR8 h的TN降解率最高达70.22%。稳定运行的SBR装置出水COD和NH4+-N分别为31和3.5 mg/L。微生物群落多样性分析表明，假单胞菌属(Pseudomonas)、消化链球菌属(Peptostreptococcus)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)在SBR驯化过程中被富集，占比分别提高至13.98%、10.79%和6.26%。SBR出水在接种量为0.2的小球藻(Chorella FACHB-9)处理5 d后，藻蛋白得率为0.111 g/L，出水的COD、NH4+-N、TN和TP仅有36、0.5、1.5和0.23 mg L-1，且MPN法测定粪大肠菌群浓度为9143 MPN/L，出水各项指标达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准。上述结果表明，优化的SBR串联小球藻生物反应器可以有效净化猪场废水达到直排水质，同时获得有价值的藻蛋白，该结果可对养殖废水的循环利用提供理论依据。(图5表3参42)

关键词： SBR 猪场废水小球藻硝酸盐粪大肠菌群微生物多样性

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近10年光合作用领域若干重要研究进展

植物生理学报 2024年第2期60卷 211-247页

作者：杨文强林荣呈端木德强李磊卢从明欧阳敏王文达孙韬田利金王柏臣朱新广中国科学院植物研究所光生物学重点实验室北京100093 华中农业大学生命科学技术学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070 南开大学生命科学学院天津300071 山东农业大学生命科学学院小麦育种全国重点实验室山东泰安271018 华中农业大学生命科学技术学院作物遗传改良全国重点实验室武汉430070 天津大学生物安全战略研究中心天津300072 中国科学院分子植物科学卓越创新中心上海200032

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合... 详细信息

光合作用是地球上几乎所有生命的能量和物质基础,其应用与农业、能源和环境的可持续发展密切相关。本文主要概述了近10年来光合作用研究在光合膜蛋白结构与光反应机理、光合碳代谢、叶绿体生物发生与发育、光合作用蛋白质量控制、光合色素合成与叶绿体反向信号、光保护与环境适应、光合作用与农业、光合作用与合成生物学和光合产氢与人工光合作用等方向的前沿进展,探讨了未来发展趋势。

关键词：光合作用叶绿体光保护蛋白质量控制碳代谢光反应合成生物学

根瘤菌和丛枝菌根真菌单双接种对不同品系大豆生长的影响

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 140-149页

作者：黎武元黄诗宸林会农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室/华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

为探索丛枝菌根真菌(abuscular mycorrhiza fungi,AMF)和大豆根瘤菌单双接种效果及其与不同品系大豆的匹配性,采用蛭石混土作为基质在光照培养室(26℃,16 h光照/8 h暗期,相对湿度75%)进行盆栽试验,探究根瘤菌与AMF单接种和双接种对我国... 详细信息

为探索丛枝菌根真菌(abuscular mycorrhiza fungi,AMF)和大豆根瘤菌单双接种效果及其与不同品系大豆的匹配性,采用蛭石混土作为基质在光照培养室(26℃,16 h光照/8 h暗期,相对湿度75%)进行盆栽试验,探究根瘤菌与AMF单接种和双接种对我国大部分区域种植的10种不同品系大豆生长的影响。结果显示,根瘤菌Bradyrhizobium japonicum USDA110和菌根真菌Rhizophagus irregularis均能侵染10种品系大豆植株,形成共生结构。单接种根瘤菌和菌根真菌均能显著提高大豆地上部鲜质量,其中单接种根瘤菌能使品系大豆119、851、921植株地上部鲜质量增加102%~429%,单接种菌根真菌也能使大部分品系大豆地上部鲜质量增加39%~255%。根瘤菌和菌根真菌双接种条件下,菌根真菌的侵染共生表现出共生定殖延迟的现象;菌根真菌存在时,品系大豆985、851、115根系的单个根瘤体积增大,固氮酶活性增强。因此,相同接种方式对不同品系大豆影响不同,相同品系大豆经过不同接种方式处理,长势存在差异;985、115品系大豆采用双接种方式最佳,167、509、921、187品系大豆采用单接种根瘤菌方式效果最佳,119、909、045则可采用单接种根瘤菌或菌根真菌来提升产量。

关键词：大豆根瘤菌丛枝菌根真菌接种方式匹配性

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浓香型白酒窖泥己酸菌的研究进展

华中农业大学学报 2024年第4期43卷 121-132页

作者：晋湘宜胡咏梅彭楠赵述淼华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070

浓香型白酒是中国白酒的重要类型之一,己酸乙酯是浓香型白酒特征风味物质,该物质合成所需的前体己酸主要依靠发酵过程中的己酸菌代谢生成。己酸菌的分离、鉴定及代谢功能研究已成为白酒品质提升相关领域的研究热点之一。本文综述了窖泥... 详细信息

浓香型白酒是中国白酒的重要类型之一,己酸乙酯是浓香型白酒特征风味物质,该物质合成所需的前体己酸主要依靠发酵过程中的己酸菌代谢生成。己酸菌的分离、鉴定及代谢功能研究已成为白酒品质提升相关领域的研究热点之一。本文综述了窖泥中己酸菌的分离概况,介绍了浓香型白酒发酵系统中常见的3种己酸菌及己酸的合成途径,探讨了pH及底物组成对己酸产量的影响;此外,介绍了微生物群落中其他微生物对己酸菌的影响,以期通过探讨浓香型白酒发酵体系中微生物驱动己酸形成的机制及其影响因素,为提升浓香型白酒品质提供理论基础。

关键词：浓香型白酒己酸菌己酸合成途径泥窖固态发酵菌株互作

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硒阻控作物吸收重金属机制研究进展

华中农业大学学报 2024年第4期43卷 112-120页

作者：安立进赵礼鹏魏奥郑世学华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070

重金属污染对粮食安全及人体健康造成巨大威胁,目前已开发出许多农田重金属污染修复方法。硒的补充显著降低作物对重金属的吸收,同时促进作物在重金属污染土壤中的生长,施硒已成为阻控作物吸收重金属的新途径。本文对施硒阻控作物吸收... 详细信息

重金属污染对粮食安全及人体健康造成巨大威胁,目前已开发出许多农田重金属污染修复方法。硒的补充显著降低作物对重金属的吸收,同时促进作物在重金属污染土壤中的生长,施硒已成为阻控作物吸收重金属的新途径。本文对施硒阻控作物吸收重金属的5种机制即硒改变土壤重金属的生物有效性、硒与重金属竞争植物摄取通道、硒促进植物根系铁膜形成、硒诱导植物根系形态及结构变化、硒调控植物重金属螯合和转运基因表达等研究进展进行了综述,同时对施硒阻控作物吸收重金属潜在风险及未来研究重点进行展望,以期为将来利用硒作为重金属阻控剂提供参考。

关键词：重金属硒农作物土壤修复铁膜植物根系

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铁锰氧化肠杆菌和丛毛单胞菌对小白菜吸收镉和砷的影响

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 212-220页

作者：霍雪琪王杏叶林繁史凯祥华中农业大学生命科学技术学院/农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室武汉430070

为探究土壤中镉(cadmium)和砷(arsenic)共去除的可行方法,选取具有铁锰氧化能力的细菌肠杆菌A11和丛毛单胞菌A23,研究混合菌株介导生成生物铁锰氧化物对镉和砷的吸附效果。扫描电镜结果显示铁锰氧化物存在于细胞表面,并且铁锰氧化物使... 详细信息

为探究土壤中镉(cadmium)和砷(arsenic)共去除的可行方法,选取具有铁锰氧化能力的细菌肠杆菌A11和丛毛单胞菌A23,研究混合菌株介导生成生物铁锰氧化物对镉和砷的吸附效果。扫描电镜结果显示铁锰氧化物存在于细胞表面,并且铁锰氧化物使细菌聚集成团;盆栽试验结果显示A11和A23菌株能够钝化土壤中的镉和砷,降低生物可利用态镉和砷的比例,并增加其不可利用态比例,同时还抑制小白菜地上部分和根部对镉和砷的吸收与积累。以上结果表明A11和A23混合菌株生成的生物铁锰氧化物对镉和砷有良好的吸附效果。

关键词：肠杆菌丛毛单胞菌生物铁锰氧化物镉砷

类枯草杆菌蛋白酶基因GmSBT1在大豆共生固氮中的功能

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华中农业大学学报 2024年第4期43卷 133-139页

作者：雷思杰黄诗宸李友国林会农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室/华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

为研究SBT(subtilases)家族蛋白在豆科植物共生固氮中的作用机制,分别利用生物信息学分析、时空表达定位、GUS染色定位和基因沉默等方法来研究GmSBT1在大豆-根瘤菌共生中的作用。结果显示:GmSBT1受根瘤菌特异性诱导,在成熟根瘤中高量表... 详细信息

为研究SBT(subtilases)家族蛋白在豆科植物共生固氮中的作用机制,分别利用生物信息学分析、时空表达定位、GUS染色定位和基因沉默等方法来研究GmSBT1在大豆-根瘤菌共生中的作用。结果显示:GmSBT1受根瘤菌特异性诱导,在成熟根瘤中高量表达,且在根瘤皮层以及含菌细胞中发挥功能。GmSBT1-RNAi植株地上鲜质量、瘤质量、固氮酶活显著降低。结果表明,GmSBT1蛋白对根瘤的形成和发育以及根瘤的固氮具有重要的作用。

关键词：蛋白酶类枯草杆菌蛋白酶根瘤菌共生固氮大豆

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“严谨反应”还是“严紧反应”?

微生物学通报 2024年第2期51卷 655-661页

作者：陈芳张建国黄雅铮李舟何进华中农业大学生命科学技术学院农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室湖北武汉430070

“Stringent response”是指细菌在遭受营养饥饿与环境胁迫时,由代谢酶RelA/SpoT催化合成信号分子鸟苷四/五磷酸[(p)ppGpp],从而诱导细菌细胞关闭rRNA、tRNA及核糖体蛋白基因转录,停止多种蛋白质的翻译,严控大部分代谢活动的一系列适应... 详细信息

“Stringent response”是指细菌在遭受营养饥饿与环境胁迫时,由代谢酶RelA/SpoT催化合成信号分子鸟苷四/五磷酸[(p)ppGpp],从而诱导细菌细胞关闭rRNA、tRNA及核糖体蛋白基因转录,停止多种蛋白质的翻译,严控大部分代谢活动的一系列适应性基因表达过程。“Stringent response”几乎是所有细菌应对逆境的重要调节机制。目前,国内文献对“stringent response”的中文翻译存在“严谨反应”和“严紧反应”混用的现象。基于此,本文对“stringent response”的调控机制、生理功能及字面含义进行了分析,认为“stringent response”翻译为“严紧反应”更为合理、准确。

关键词：细菌严谨反应/严紧反应转录核糖体 tRNA 翻译

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蒺藜苜蓿LysM类受体激酶的研究进展

华中农业大学学报 2024年第4期43卷 3-11页

作者：李耀华张蕊刘鲡朱辉曹扬荣农业微生物资源发掘与利用国家重点实验室/湖北洪山实验室/华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

LysM类受体激酶属于多基因家族,其胞外域直接参与几丁质、肽聚糖和脂壳寡糖等糖化合物的感知,从而激活植物免疫或共生信号转导。豆科模式植物蒺藜苜蓿中第1个LysM受体基因LYK3的功能于2003年被表征。此后,越来越多的LysM类受体激酶的功... 详细信息

LysM类受体激酶属于多基因家族,其胞外域直接参与几丁质、肽聚糖和脂壳寡糖等糖化合物的感知,从而激活植物免疫或共生信号转导。豆科模式植物蒺藜苜蓿中第1个LysM受体基因LYK3的功能于2003年被表征。此后,越来越多的LysM类受体激酶的功能相继被鉴定。本文总结了蒺藜苜蓿LysM类受体激酶家族基因功能特征,综述了蒺藜苜蓿LysM类受体激酶家族分别在根瘤共生、菌根共生和免疫感知等方面的研究进展。研究发现,蒺藜苜蓿LysM类受体激酶家族基因数量的扩张导致了功能分化,但也存在部分基因间功能冗余现象。此外,研究还揭示了免疫与共生信号在LysM类受体激酶介导的受体感知层面存在着密切的交联,为后续研究蒺藜苜蓿中LysM类受体激酶家族基因提供有效参考。

关键词：蒺藜苜蓿 LysM类受体激酶根瘤共生菌根共生免疫感知

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