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摘要:[目的]从黄河三角洲滨海湿地土壤中获得同时具备产氢、产电以及异化铁还原能力的多功能菌株。[方法]通过厌氧分离技术从黄河三角洲土壤中分离得到纯菌株，16S rRNA基因测序后与数据库已有序列进行比对。利用革兰氏染色及扫描电镜观察菌株形态，并用气相色谱（gas chromatography，GC）和液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）检测其生理代谢底物和产物。通过添加不同形态铁氧化物检测该菌株Fe（Ⅲ）的还原能力。构建微生物燃料电池（Microbial fuel cells，MFCs）检测该菌株的电化学活性。[结果]16S rRNA基因序列比对发现其与双酶梭菌Clostridium bifermentans的相似性达97.99%。革兰氏染色结果显示为阳性菌。能够利用葡萄糖为底物发酵产生氢气、二氧化碳、乙酸和丁酸。Fe（Ⅲ）还原能力检测发现，其不仅可以还原柠檬酸铁（FeC₆H₅O₇）中可溶性的Fe（Ⅲ），还可以还原无定形铁水铁矿（FeOOH）和晶型纳米磁铁矿（Fe₃O₄）中的Fe（Ⅲ）。此外，经MFCs检测发现，该菌具有电化学活性，最大电流输出密度可达6.5 mA/m²，且在0.15 V位置存在氧化峰。[结论]本研究从土壤中成功分离得到了一株同时具有产氢、产电以及异化铁还原能力的多功能梭菌菌株，保藏并命名为Clostridium bifermentans EZ-1。

摘要:[目的]探讨光催化下纳米TiN对粪产碱杆菌代谢情况的影响。[方法]我们通过分别添加空穴捕获剂及电子捕获剂，使用三维荧光光谱分析比较光生空穴和光电子对粪产碱杆菌（Alcaligenes faecalis）生长代谢的不同作用。[结果]光照条件下，空穴捕获剂组明显生成了较多的类腐殖质类物质，且比其他实验组有更强的NADH的荧光峰出现，峰强度是其他实验组的4到5倍。黑暗条件下，各实验组之间的代谢产物无明显变化。光照条件下的电子捕获剂组比黑暗条件下有更强的类蛋白质类荧光峰。[结论]本文首次报道光电子会促进粪产碱杆菌产生腐殖质类物质，且会产生更多的能量。光生空穴会促进粪产碱杆菌产生蛋白质类物质。

摘要:微生物是生物地球化学元素循环的重要驱动者，在锰等变价金属元素的氧化还原过程中起着至关重要的作用。近年来，Mn（Ⅲ）的发现以及在一些环境中的广泛存在，丰富了人们对Mn（Ⅲ）以及自然界锰循环过程的认识。研究发现，锰的生物地球化学循环，尤其是锰还原过程，与微生物胞外电子传递紧密相关，且目前已知的5种胞外电子传递机制均与锰还原有关联。因此，本文综述了锰的生物地球化学循环及其意义，并从微生物胞外电子传递的机制、微生物介导锰氧化、微生物介导锰还原等3个方面来介绍参与锰循环的微生物多样性；以及微生物地球化学锰循环的环境意义。对微生物参与锰循环过程的研究不仅可以进一步丰富相关理论，同时也能推动生物除锰、污染物原位修复及生物冶金等应用领域的发展。

摘要:摘要：生物冶金是利用微生物铁硫元素代谢活性加速硫化矿物氧化溶解，并对其中有价金属加以提取回收的技术。冶金系统中微生物的代谢多样性及其耦合功能网络，尤其是以铁硫代谢途径为主的功能网络，在硫化矿物加速氧化溶解过程中承担了重要作用，是生物冶金技术理论研究的核心领域。本文归纳了冶金系统中多样化的微生物物种及其铁硫代谢途径，并从微生物代谢耦合角度探讨了微生物代谢多样性与矿物的相互作用。

摘要:[目的]研究铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4在细胞外诱导形成含铁矿物的矿物相、化学成分和形貌结构等特性及其变化，深化对铁还原细菌细胞外诱导矿化过程的认识。[方法]在以30 mmol/L乳酸钠为电子供体，10 mmol/L水合氧化铁为电子受体，[HCO₃^-]为30 mmol/L，[PO₄^3-]为5 mmol/L条件下，30恒温下厌氧培养，进行细菌生长和细胞外诱导矿化实验，定期采样测量反应体系的pH、生物量、Fe（II）浓度；采用激光拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X-射线衍射（XRD）等方法对不同时间点的矿化产物进行分析。[结果]MR-4在还原Fe（III）的过程中，细胞快速生长，表明MR-4的Fe（III）还原和乳酸氧化过程相互耦合，从而进行细胞生长，并在细胞外诱导矿物形成。对不同阶段矿化产物的综合分析表明，反应进行到约8 d时，无定形-弱结晶的水合氧化铁部分地转化为纳米尺寸的磁铁矿晶体颗粒；约16 d时，反应体系中开始出现蓝铁矿晶体颗粒；约20 d后，几乎所有矿物转化为纤维状或者叶片状的蓝铁矿。[结论]铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4细胞外诱导矿化过程受环境条件控制，当以乳酸钠和水合氧化铁分别作为电子供体和受体，相对高的[PO₄^3-]/[HCO₃^-]（1：6）时，水合氧化铁先转化为磁铁矿，最后大量转化为蓝铁矿。本研究为全面认识铁还原细菌的生物诱导矿化过程和评估其参与铁元素地球化学循环提供了新的数据。

摘要:[目的]探究三峡库区干流和支流水体硫氧化菌群落组成和多样性及其与水体理化性质的相关性。[方法]于2017年3月在三峡库区支流和干流共选取9个采样点，测量各采样点水体理化参数，针对水体样品的soxB基因进行系统发育分析、聚类分析和多样性分析，并分析水体理化性质与硫氧化菌群落组成和多样性的相关性。[结果]克隆文库分析显示，本研究的三峡库区水体样品中硫氧化菌分属于α-Proteobacteria和β-Proteobacteria纲，其中β-Proteobacteria的硫氧化菌是群落构成主体，在干流和支流的采样点中相对丰度均高于95.6%。聚类分析和主坐标分析（PCoA）显示，各支流采样点之间以及支流样点和其对应干流样点之间的硫氧化菌群落构成差异较大，而干流采样点间硫氧化菌群落构成差异较小。Mantel检验结果显示，硫氧化菌群落组成与水体的温度、盐度、溶氧量、藻含量和pH等理化参数呈显著（P < 0.05）相关。Pearson相关性分析显示硫氧化菌的群落多样性与藻含量和DIC呈现显著负相关。[结论]三峡库区支流和干流水体中硫氧化菌主要由β-Proteobacteria纲构成，库区干流水体中硫氧化菌群落构成较为相似，而不同支流水体中的硫氧化菌群落构成差异较明显，并且支流和对应干流交汇处的水体中硫氧化菌群落组成差异明显，水体理化性质是导致这一差异的重要原因之一。

摘要:河口地区是海陆交互作用的集中地带，生态环境十分脆弱敏感，物质循环机制复杂，而浮游细菌（bacterioplankton）参与的生态过程是河口生态系统物质循环的重要环节。珠江河口是独特的典型亚热带河口。近年的研究表明，浮游细菌在珠江河口生态系统物质循环中占有重要地位，其生产力和丰度受噬菌原生动物（鞭毛虫）和病毒的控制，而且其生物量与浮游植物的数量具有显著的相关性。珠江河口的优势浮游细菌类群为变型菌门（Proteobacteria）和蓝藻菌（Cyanobacteria）等，浮游细菌丰度和群落结构变化主要受到盐度、温度、营养盐水平等因素的影响。珠江河口浮游细菌与地球物质循环功能鲜有报道，而且珠江河口生态系统中有机质的浮游细菌转化机制和生态学效应更是没有深入研究。基于此，本文全面综述了珠江河口浮游细菌种类组成、分布、生物量、地球物质循环及其环境影响因素等方面的研究进展，有助于系统性地揭示近海生态系统的特征；同时，本文作者还对珠江河口浮游细菌生态学研究今后值得关注的科学问题进行了探讨。

摘要:红树林湿地生态系统具有维持生物多样性、净化环境及维持海岸带生态平衡等多种功能。古菌普遍存在于红树林沉积物中，在元素的生物地球化学循环中发挥着重要作用。古菌具有丰富的碳代谢多样性，能固定CO₂，参与甲烷循环，产乙酸，降解蛋白质、多聚碳水化合物等有机质，但目前对于红树林沉积物中古菌碳代谢的研究才刚刚起步。高通量测序技术的快速发展促进了大量新的古菌门类的发现，这些新的古菌门类具备多样的碳代谢潜力。本文简要概述古菌的主要类群与分布，综述国内外有关古菌碳代谢多样性的最新研究进展，并阐明这些古菌在红树林生态系统中的生态分布和功能特征，为进一步探究古菌代谢机制提供知识基础。

摘要:湿地生态系统是陆地上巨大的有机碳库，同时也是大气中甲烷（CH₄）的主要排放源。由于CH₄对全球的增温潜能是CO₂的34倍，因此关于湿地CH₄排放在全球气候变化中有关碳汇、碳源的研究具有极其重要的意义。全球80%-90%的CH₄排放离不开微生物活动，湿地生态系统中产CH₄菌和CH₄氧化菌的种类组成、数量及功能与CH₄通量密切相关，但基于湿地生态系统中介导CH₄循环的功能微生物对甲烷排放通量的影响及作用机制研究相对比较分散。为更好地认识微生物介导的CH₄排放过程的微生物调控机制，本文综述了湿地生态系统中参与CH₄循环的功能微生物，对介导CH₄循环相关微生物活性的影响因子进行了回顾，重点总结了湿地生态系统微生物介导的CH₄排放机制，并对未来的相关研究方向进行了展望。由于湿地微生物介导的碳循环过程也可能决定了湿地生态系统对全球气候变暖的反馈，因此本文也能为全球气候变化研究提供微生物方面的参考。

摘要:滨海湿地生态系统介于陆地生态系统和海洋生态系统之间，其类型多种多样，环境差异极大，微生物种类丰富。近年来，随着人为氮源的大量输入，造成滨海湿地生态系统富营养化污染问题日趋严重。本文主要总结了滨海湿地生态系统微生物驱动的固氮、硝化、反硝化、厌氧氨氧化、NO₃^-等主要氮循环过程，并综述了通过功能基因（如nifH、amoA、hzo、nirS、nirK、nrfA）检测微生物群落多样性及其环境影响因素的相关研究，旨在更好理解微生物驱动氮循环过程以去除氮，以期为减轻富营养化和危害性藻类爆发提供科学依据。

摘要:热泉微生物是驱动热泉氮（N）循环的主导力量，开展热泉生态系统中驱动氮循环微生物种群构成及其与环境响应的研究，对于探索热泉中氮的生物地球化学循环、生命进化、生物修复等方面都具有重要的理论和应用价值。本文综合阐述了热泉生态系统驱动氮循环的功能微生物（如固氮菌、氨氧化菌、厌氧氨氧化菌、反硝化菌、异化硝酸盐还原菌）在系统发育学上的分布、功能基因的相对丰度、活性及其与环境因子（如温度、pH）的相关性等方面的研究现状和亟待解决的问题。并展望了热泉生境中驱动氮循环微生物未来的研究方向。

摘要:[目的]初步探究海洋线虫与微生物的相互作用对碳、氮循环的影响。[方法]利用16S rRNA和18S rRNA基因高通量测序方法，对33个近岸沉积物样品中细菌、古菌和真核生物的多样性进行调查；对海洋线虫与细菌、海洋线虫与古菌的共现性进行网络分析，并采用Spearman统计学方法，识别出与海洋线虫共现性呈显著相关性的微生物种类。[结果]在夏季，红树林和潮间带泥滩样品中线虫OTU平均相对丰度基本呈随深度增加而递减趋势；冬季的红树林样品中发现相类似变化规律，只有在冬季潮间带泥滩样品中线虫OTU平均相对丰度在深层较高于表层。相对丰度最高的海洋线虫隶属于单宫目（47%）、色矛目（19%）、刺嘴目（16%）和垫刃目（9%），它们与热源体古菌、深古菌、γ-和δ-变形菌等微生物有显著正/负相关关系。[结论]在香港米埔湿地沉积物中，与相对丰度最高的5种线虫显著相关的几大类微生物均在碳、氮、硫等元素循环方面起十分重要的作用，暗示海洋线虫与微生物潜在的相互作用对元素地球化学循环具有重要影响。研究结果有助于深入了解线虫在生态系统中未被揭示的生态功能，有助于更清晰地认识海洋线虫在底栖生态系统中所扮演的角色。

摘要:[目的]深入研究极端酸性环境中微生物的碳循环过程。[方法]应用16S rRNA高通量测序和功能基因芯片技术对德兴铜矿中浸矿堆（LH）和积液池（LS）两个子系统中的微生物群落结构组成和功能基因组成进行分析；并运用PICRUSt功能基因预测的方法对群落功能进行预测。[结果]功能基因芯片和功能预测分析都表明碳循环基因在子系统间存在显著差异（P < 0.05），且碳固定相关的卡尔文循环、还原性三羧酸循环等基因以及碳降解相关的己聚糖和纤维素等基因在LS系统中都要明显高于LH系统。碳循环功能基因在子系统之间的差异与环境条件相关，其中TON、Ca、ES、Fe³⁺和P作用显著。[结论]在极端酸性环境中，环境条件的差异会对微生物群落碳循环功能基因产生筛选作用，参与碳循环的微生物的种类和相对丰度都发生变化，最终改变了群落碳循环模式。

摘要:[目的]以白音华褐煤为底物，利用从我国多地煤矿及污水处理厌氧罐中富集-混合-驯化得到的高效混合菌群进行产气，分析其群落组成并优化产气条件。[方法]采用Miseq高通量测序分析混合菌群结构，通过Plackett-Burman（P-B）和Box-Behnken（B-B）试验对褐煤产气影响因素和条件进行筛选和优化。[结果]本源和外源微生物样本混合样品（HN+MD+WT）经驯化后菌群产气效率最高。该样品菌群中细菌群落多样性丰富，以变形菌门的脱硫弧菌属Desulfovibrio（15.07%）、拟杆菌门的屠场杆状菌属Macellibacteroides（14.6%）、厚壁菌门的梭菌属Clostridiaceae（9.77%）、互营菌门的脱硫代硫酸盐弧菌属Dethiosulfovibrio（8.76%）以及热袍菌门Oceanotoga属（8.66%）为主。古菌全部为广古菌门，其群落多样性则较为单一，其中甲烷卵圆形菌属Methanocalculus（80.28%）占据绝对优势。Plackett-Burman（P-B）试验结果表明温度、CoCl₂添加量和NiCl₂添加量是影响褐煤产气的关键因素；Box-Behnken（B-B）试验结果表明最优产气条件为：温度36，CoCl₂添加量0.17 g/L，NiCl₂添加量0.02 g/L，最优条件下褐煤累计产甲烷量（周期20 d）达到159.33μmol/g。[结论]经过驯化可以得到高效的产气菌群，优化培养条件可使产气效率明显提高。

摘要:页岩气是一种特殊的天然气聚集，以吸附或游离状态存在于页岩之中。页岩气资源储量丰富，约占全球天然气能源的三分之一，主要分布在中国、北美、俄罗斯等国家和地区。页岩气开采所使用的水力压裂技术会对深地微生物产生显著影响，在水力压裂的不同阶段，微生物群落组成存在明显差异。其中，产甲烷菌能够提高页岩气的产量，而产酸细菌会造成设备腐蚀，降低页岩气的回收效率。本文概述了页岩气的开采现状、开采过程以及微生物种群的变化和潜在影响，以期促进页岩气开采与深地微生物相互影响的研究，最终推动页岩气的绿色、高效开采。

摘要:自然界中绝大部分的微生物仍是未培养的，称之为未培养微生物或微生物“暗物质”。对其进行研究不仅有助于认识微生物多样性及其代谢特征，加深对环境中微生物参与的生态学过程的理解，还有利于重构生命之树，揭示微生物的进化历程，具有重要的科学意义。同时未培养微生物是发现新基因资源和新活性物质的巨大宝库。随着现代分子生物学研究方法和培养技术的成熟和完善，从环境中直接破译未培养微生物的遗传信息，并实现培养逐渐成为可能。本文主要介绍了基于宏基因组技术和单细胞基因组技术或两者结合运用，研究环境中未培养微生物的主要方法和挑战，总结分析了目前已经解析的未培养微生物的主要类群，并对未来研究的机遇进行了展望。

摘要:[目的]比较手工法和试剂盒法提取土壤RNA对原核微生物多样性的影响，评价两种方法研究土壤宏转录组的技术偏好性。[方法]针对黑龙江海伦砂质黑壤土、江苏滨海黏心夹砂土、江西鹰潭第四纪红黏土不同母质发育形成的三种水稻土，采用手工和试剂盒法分别获得微生物总RNA，利用高通量测序原核微生物16S rRNA多样性，通过紫外分光和琼脂糖凝胶电泳分析RNA质量，比较手工和试剂盒法提取RNA对水稻土原核微生物群落的影响规律。[结果]三种水稻土中试剂盒提取RNA的纯度皆高于手工法，但RNA提取总量不一致。试剂盒提取黑龙江和江苏水稻土的RNA总量高于手工法，而手工法提取的江西水稻土RNA总量高于试剂盒法。高通量测序发现土壤类型而不是RNA提取方法决定了原核微生物多样性指数和群落结构。3个水稻土共检测到27门和409属，两种RNA提取方法偏好性提取了19门和181属，这些门和属占水稻土微生物总丰度平均值分别为40.4%和44.4%。与手工提取RNA相比，试剂盒法发现11个微生物门的丰度显著偏高（P < 0.05），但仅有Armatimonadetes门在三种水稻土同时存在专一偏好性；手工法提取也发现11个微生物门的丰度显著高于试剂盒法，并且仅有Firmicutes门在三种水稻土中同时存在专一偏好性。在微生物属水平，三种水稻土中均发现试剂盒法偏好性提取了2属，而手工法偏好性提取了5属。进一步针对72个优势微生物属（丰度 > 0.1%且同时存在于三种水稻土），发现其占所有微生物丰度80%强，且48属的变化规律与RNA提取方法无关。例如，手工法提取水稻土好氧甲烷氧化菌的规律为：黑龙江（1.68%） > 江西（0.90%） > 江苏（0.59%），而试剂盒法也得到一致结果，黑龙江（0.52%） > 江西（0.18%） > 江苏（0.13%）。[结论]两种RNA提取方法本身的特异偏好性较小。三种水稻土27门409属中，仅有2门7属可能存在方法本身的专一偏好性，即在三种水稻土中，这些微生物均被试剂盒法或手工法特异性偏好提取，占所有原核微生物门和属比例仅为7%和1%左右。此外，针对同一水稻土，手工和试剂盒法提取RNA的总量、纯度、微生物相对丰度明显不同，在原核微生物门和属的分类水平，约70%的门和22%的属的丰度具有统计显著性差异，但两种RNA提取方法均能反映优势微生物类群在三种水稻土中的变异规律，土壤类型对原核微生物多样性的影响远大于RNA提取方法本身的偏好性。未来原核微生物宏转录组研究中，应优先考虑科学问题及其实验处理可能导致的微生物组及其转录差异，结合微生物RNA提取特点，最大限度地发挥宏转录组技术优势。