农田土壤中重金属对抗生素抗性基因及细菌群落的影响

抗生素滥用及其诱导产生的抗生素抗性基因(ARGs)污染是环境领域研究的新兴热点,农田土壤成为ARGs的潜在储库,同时重金属的胁迫不仅对ARGs产生持续性选择压力,也显著影响土壤细菌群落结构和功能。本文重点综述了土壤中重金属对ARGs和细菌群落丰度、多样性的影响,进一步揭示重金属污染造成ARGs水平转移的风险,最后讨论了如今研究中的不足,并对抗生素与重金属的复合污染研究进行了展望,以期为重金属与ARGs防控政策的制定提供理论依据和科学支撑。     

猪粪厌氧发酵的有机酸代谢与微生物群落相关性分析

有机酸代谢和微生物菌群结构稳定性是维持厌氧消化系统高效运行的关键。为研究该理化物质代谢与微生物群落变化之间的关系,本研究以猪粪发酵体系为例,设置3个搅拌梯度(0、 80和200 r/min),分别代表无搅拌、适度搅拌和过度搅拌条件,监测猪粪厌氧发酵过程中挥发性脂肪酸等理化性质的变化,再结合高通量测序技术,进一步分析微生物种群多样性变化。结果表明,发酵体系以厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和广古菌门(Euryarchaeota)为优势菌。适度搅拌可在一定程度上促进微生物分解有机质的效率,形成稳定高效的微生物群落,其中,总固体、挥发性固体和化学需氧量去除率分别达到79.15%、 63.63%和87.89%。有机质分解代谢产物以乙酸和丙酸为主,其浓度与拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度呈正相关性,与变形菌门(Proteobacteria)呈负相关性。过度搅拌使产氢产乙酸菌(如互养菌门(Synergistetes))丰度增加,引起耗氢产乙酸菌酸杆菌门(Acidobacteria)丰度随之增加,导致乙酸和丙...     

细菌胞外液生物合成纳米硒的理化性质及抗菌活性研究

本文以一株海洋菌株Bacillus sp.Q72的胞外液为还原体系,实现了Se(Ⅳ)到纳米硒(SeNPs)的生物转化。利用FTIR、UV-Vis、XRD、SEM、TEM、XPS、拉曼光谱、粒度分析等对生物合成SeNPs的理化性质进行了研究,随后考察了SeNPs的抗菌活性和细胞毒性。结果表明,菌株Bacillus sp.Q72胞外液生物合成的SeNPs为球型,平均粒径为187.6nm,其表面包覆着蛋白质、核酸等生物大分子。SeNPs对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌均表现出较好的抑菌活性,同时具有较低的细胞毒性。利用细菌胞外液生物合成纳米硒,避免了利用菌体直接还原在分离过程中的繁琐操作,为SeNPs的生物合成提供了新方法。     

电生物还原降解二氯酚的动力学特性及功能菌解析

采用电辅助微生物(电生物)体系对二氯酚(2,4-DCP)进行了还原降解研究, 应用聚合酶链式反应-单链构象多肽技术(PCR-SSCP)对微生物群落结构进行解析, 并通过16S rRNA基因克隆及测序构建了系统进化树. 结果表明, 电生物体系对二氯酚的降解符合零级反应动力学特征, 体系中主要以肠球菌(Enterococcus)、 假单胞菌(Pseudomonas)和拟杆菌(Bacteroidales)为优势菌群, 这些菌群在电子传递中起着主要作用. 电生物体系中存在着电极与细胞色素c和脱氢酶的辅酶(NAD)及污染物间的逆向电子传递途径, 可实现电极-微生物-污染物多相界间的长程电子传递.     

土壤中多环芳烃修复技术的研究进展

近年来我国的土壤污染问题日益严重,严重危害着人类的生活环境与身体健康,其中主要的有机污染物之一为多环芳烃(PAHs)。PAHs作为一种持久性有机污染物在全球范围内广泛存在,其主要污染来源于人为因素。由于PAHs复杂的杂环芳环结构、较强的疏水性和较高的热稳定性等,使其在土壤中不易自然降解因而具有较高的持久性。本文综述PAHs的主要污染来源、暴露途径及其对人体的危害,并从物理、化学和生物三个方面简要介绍土壤中PAHs的修复方法,并分析每种方法的优势以及面临的挑战。新兴的修复技术结合三种修复技术的优点,具有更好的修复效果和应用前景,但仍存在着一些亟待解决的问题。期望本文能为土壤中PAHs的修复提供借鉴,并为今后的研究方向提供新的思路。     

光催化降解土壤中多环芳烃

多环芳烃(PAHs)是一类广泛分布于土壤中的持久性有机污染物,其化学结构稳定,具有高疏水性、难降解性和三致毒性,多产生于交通运输、工业生产、垃圾焚烧等人为活动中。近年来,日益严峻的PAHs污染给土壤生态、食品安全和民众健康带来严重威胁。因此,对土壤PAHs污染的治理具有重要意义且亟待解决。在众多PAHs处理技术中,光催化技术凭借能耗低、操作简便、环境友好等优势,受到了研究者们的广泛关注。本文概述了PAHs的光催化降解机理与途径,综述了光催化修复土壤PAHs领域的研究进展,讨论了不同环境因素对催化剂降解效果的影响,并总结了当前光催化技术应用于土壤PAHs污染修复所面临的挑战。     

高通量测序技术在水环境微生物群落多样性中的应用

微生物群落多样性的研究方法随着现代生物学技术经历了几代发展,基于形态学、生理学、分子生物学的传统研究方法在取得大量研究成果的同时,受对环境微生物群落多样性认识的限制,亟待获得一种能更加全面、准确、快速反映环境微生物群落结构的方法。本文首先回顾了传统研究方法,重点介绍了高通量测序技术,包括研究者所关注的测序仪分布、类型、原理、优势与制约,列举了多样性研究中的分析作图软件,最后以454的焦磷酸测序为例具体阐述了该方法在分析水环境微生物群落多样性中的应用。     

Q235钢在假单胞菌和铁细菌混合作用下的腐蚀行为

采用腐蚀失重法、电化学阻抗谱(EIS)和表面分析技术研究了Q235钢在假单胞菌和铁细菌共同作用下的腐蚀行为.结果表明:与单种菌相比,两种菌混合作用下Q235钢腐蚀受到了抑制.混菌体系中金属电极自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度减小,交流阻抗值随时间增大.扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明混合菌体系中Q235钢表面形成了均匀致密的腐蚀产物膜.     

高通量测序技术在水环境微生物群落

微生物群落多样性的研究方法随着现代生物学技术经历了几代发展,基于形态学、生理学、分子生物学的传统研究方法在取得大量研究成果的同时,由于对环境微生物群落多样性认识的限制,亟待获得一种更加全面、准确、快速,反映环境微生物群落结构的方法。本文首先回顾了传统研究方法,重点介绍了高通量测序技术,包括研究者所关注的测序仪分布、类型、原理、优势与制约,列举了多样性研究中的分析作图软件,最后以454焦磷酸测序为例具体阐述了该方法在分析水环境微生物群落多样性中的应用。     

假单胞菌对A3钢在枝孢霉菌溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位扫描法、电化学交流阻抗法和表面分析方法研究了假单胞菌的加入对A3钢在枝孢霉菌溶液中腐蚀行为的影响. 结果表明, 假单胞菌的存在影响了A3钢在枝孢霉菌体系中阳极的反应过程, 假单胞菌与枝孢霉菌混合体系(简称假-枝混合菌体系)中A3钢的自腐蚀电流小于枝孢霉菌单种菌体系, A3钢的腐蚀速率减小；随着浸泡时间的延长, 从第7天开始, A3钢电极在假-枝混合菌体系中的阻抗值较之同样浸泡天数的枝孢霉菌单种菌体系的阻抗值大, 假单胞菌的存在抑制了枝孢霉菌对A3钢的腐蚀. SEM结果表明, A3钢在枝孢霉菌和假-枝混合菌体系中均发生了点蚀,枝孢霉菌单菌体系中A3 钢的点蚀坑大而深, 假-枝混合菌体系中的点蚀坑与枝孢霉菌体系相比小而浅.     

绿脓素对降解原油的微生物菌群的影响

铜绿假单胞菌WJ-1是从蒙古林油田油水样中分离得到的一株能够以原油为唯一碳源, 通过合成某些代谢产物增加其环境竞争力和存活率的烃降解菌. 用氯仿从WJ-1LB培养液中萃取绿脓素, 气相色谱-质谱法(Gas chromatograph-Mass Spectrometry, GC-MS)分析得该物质为1-羟基吩嗪. 通过在原油培养基中加入和未加入0.2 g/L绿脓素, 培养32 d来研究绿脓素对烃降解菌群T2的群落结构和原油降解能力的影响. 变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, DGGE)分析结果表明: 在32 d的原油降解中, 含有绿脓素的培养液中T2菌群多样性减少. 气相色谱和棒薄层层析分析得: 含有绿脓素的培养液中原油的芳香族烃等非烃类和正构烷烃中长链组分的降解率比未加入绿脓素的要低. 超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(catalase)活性检测结果表明: 不同菌体的过氧化氢酶和超氧化物歧化酶含量与活性不同, 引起对绿脓素抗性的差异. 可见绿脓素对烃降解菌群的结构和原油降解能力有负面影响.     

近十年烧伤感染创面细菌培养及药物敏感试验

为分析烧伤感染创面细菌及药物敏感的变化情况,采集了1993-2004年贵阳中医学院-附院烧伤病人的创面分泌物作细菌培养及体外药物敏感试验,总结了十年来五个不同时期烧伤感染创面细菌培养及药物敏感试验的结果.结果表明,397例病人培养出433株细菌,其中革兰氏阴性杆菌79.2%（铜绿脓假单胞杆菌38%,埃希氏副大肠杆菌34%）,革兰氏阳性珠菌20.8%（金色黄色葡萄球菌20%）;细菌对所用的抗生素耐药性都很强,耐药性80%～100%的抗生素所占比例从1993-1994年的58.3%增至2003-2004的80%.结论：烧伤感染创面分泌物培养出的细菌革兰氏阴性杆菌多于革兰氏阳性球菌,且G杆菌的总检出率逐年升高,主要致病菌是铜绿脓假单胞杆菌,埃希氏副大肠杆菌,金色黄色葡萄球菌;无论是革兰氏阴性杆菌还是革兰氏阳性球菌对所用的抗生素耐药性都很强,且耐药率逐年升高.     

基于虚拟筛选从中药中发现抗铜绿假单胞菌的活性成分

针对铜绿假单胞菌的耐药性问题,采用虚拟筛选技术快速筛选出具有抗铜绿假单胞菌活性的中药成分.采用AutoDock Vina程序对铜绿假单胞菌LasR信号受体蛋白的2UV0、3IX3和6MVM三个共晶结构进行方法学研究,然后利用Lipinsky规则对陶术中药数据库进行初步筛选,通过分子对接进行再次筛选,并对满足Lip-in...     

曲利本蓝与阿米卡星相互作用的共振瑞利散射光谱及其应用

硫酸阿米卡星(AMK)是一种氨基糖苷类抗生素,对多数肠杆菌科细菌、铜绿假单胞菌及其他假单胞菌、不动杆菌属、产碱杆菌属等有良好作用,虽然其抗菌活性较庆大霉素略低,但其突出的优点是对许多肠道革兰阴性杆菌所产生的氨基糖苷类钝化酶稳定,不会为此类酶钝化而失去抗菌活性.     

污染土壤电动修复技术研究进展

电动修复是一种新兴的原位土壤修复技术,主要用于有机及重金属污染土壤/场地的修复.本文作者介绍了电动修复污染土壤的技术原理;探讨了电动技术与Fenton技术、表面活性剂/助溶剂、超声波技术、微生物技术及渗透性反应屏障技术的联合应用;总结了土壤电动修复中,土壤pH不均衡及有机污染修复效率较低的问题.确定了电动技术与多种技术的联用为土壤修复的研究和应用趋向.     

铜绿假单胞菌PAO1Ⅲ型分泌系统新型抑制剂的合成和生物活性研究

铜绿假单胞菌PAO1是一种革兰氏阴性机会性人类病原菌,易感染免疫受损的人群.Ⅲ型分泌系统(Type threesecretion system,T3SS)是其主要的致病因子.T3SS抑制剂的策略是抑制铜绿假单胞菌表达及分泌毒力蛋白,阻止其对宿主细胞的侵染.在一种已知T3SS抑制剂的结构基础上,设计和合成了20种α-苯氧基酰胺新衍生物,系统研究了它们的构效关系,研究表明有5种新衍生物对铜绿假单胞菌的一个效应子编码基因exoS的表达具有明显抑制作用.其中N-(2-吡啶基甲基)-2-(2,4-二氯苯氧)-丁酰胺(5r)的活性强于已知的抑制剂MBX1641,并具有很好的水溶性.     

硫丹在土壤中的降解特性与污染修复模拟研究

硫丹是具有很高毒性的有机氯农药,历史上我国硫丹产量较大,因此急需硫丹污染场地的修复技术．在实验室条件研究了硫丹在土壤中的降解行为,使用模拟生物堆降解研究了硫丹污染土壤的生物堆修复和化学修复条件．结果表明：在土壤介质中,α-硫丹可部分转化为β-硫丹：硫丹为微生物好氧降解;添加秸秆和绿肥及适当的通气可促进硫丹的降解;添加EM菌或葡萄糖和硝酸铵或复合肥均会抑制硫丹降解．碱性条件有利于硫丹快速降解,因而向污染土壤中添加石灰是一种高效的化学修复方法．     

细胞动力学研究VI. 厌氧菌生长过程热化学特征

用LKB2277生物活性检测系统测定了三种厌氧菌---吉氏类杆菌、艰难梭状芽胞杆菌、黑色消化球菌的生长发热功率曲线。根据广义logistic方程, 建立了细菌生长过程的热动力学方程:ln[P/(Pm-P)^v^+^1]=ln[P0/(Pm-P0)^v^+^1]+k.t。由此热动力学方程, 求得了细菌的生长常数k, 根据Arrhenius公式求得吉氏菌的生长活化能Ea=59.7kj/mol, 应用过渡态理论得到吉氏菌在不同温度下的活化力学参数, 这个热动力学方程描述的是一系列不规则的细菌生长过程发热曲线, 将它与经典的指数模型和logistic模型进行比较, 它具有更广泛的适用性。     

恶臭假单胞菌与土壤矿物的界面反应及其对甲基对硫磷降解影响

研究了恶臭假单胞菌在蒙脱石、高岭石和针铁矿表面的吸附特征,探讨了细菌在不同粘粒矿物存在下的生长代谢活性,及对甲基对硫磷的降解动力学.结果表明, 三种矿物对细菌的吸附强度为针铁矿>高岭石>蒙脱石.当甲基对硫磷浓度较低时(10 mg/L), 游离菌的降解能力始终比固定菌强;在高浓度(20～40 mg/L)下, 固定菌对农药的降解能力起初(前9 h)高于游离菌, 随后渐渐低于游离菌.不同矿物固定的细菌, 其降解能力为蒙脱石>高岭石>针铁矿.蒙脱石对细菌的亲和力最弱, 但它对细菌的代谢活性有促进作用, 有利于农药的生物降解; 而针铁矿与细菌的结合强度最大, 细菌活性受到抑制, 不利于农药的降解.     

Zn2+对土壤微生物碳、呼吸强度的影响

Zn是典型的人类活动源元素之一，工业化进程加剧了Zn对农田生态系统污染的威胁犤１犦。最初，重金属是否污染判断标准采用X＋２S（X为该元素背景值，S为标准偏差）犤２犦，国际通用土壤质量标准界定之后，将生物量下降６０％作为重金属元素的临界浓度犤３犦。一些研究表明，Cu、Pb、Cd、Hg等进入土壤之后，微生物群落多样性发生改变犤４犦，导致微生物生物量和呼吸速率降低或显著增加犤５犦，酶的活性受严重损害犤６犦，微生物生态参数Cmic／Corg降低，代谢熵qCO２则明显升高犤７犦。对Zn２＋的研究侧重于生物毒理作用犤８犦，Zn２＋…