摘要:

摘要:近年来，随着氧化亚氮(nitrous oxide, N₂O)在大气中浓度的逐年上升，微生物介导的N₂O产生机制日益引起学界的关注。近期研究表明，好氧氨氧化微生物(aerobic ammonia oxidizing microorganisms, AOMs)参与的氨氧化过程是全球N₂O的主要来源之一。本文从AOMs的种群分类、各类群的生态分布特点及影响其分布的环境因素、AOMs介导N₂O产生的热点地区、AOMs产生N₂O的途径及其影响因素进行归纳总结，并对未来的研究方向进行了展望。本综述有助于进一步理解AOMs类群及其产N₂O机制。

摘要:我国对原油和天然气的需求量巨大。通过传统开采方式(如水驱、气驱、化学驱和微生物驱等)，仍有超过1/2的原油残留在地下，无法通过“流动”的方式被开采利用。通过厌氧微生物代谢，将液态原油生物转化为气态天然气，进行“沼气化”开采，有望成为枯竭油藏残余原油开发的未来技术。本文总结了原油生物气化的研究历史、研究进展以及下一步研究方向，从而为原油生物气化的工业应用提供参考。

摘要:石油烃废水的来源主要包括石油开采和石油产品加工使用过程中产生的废水。具体可分为石油开采过程中由于泄漏产生的污染、机械加工过程产生的废水、皮革印染过程中由于助剂使用产生的废水。石油烃废水具有有机物含量高、毒性大、可生化性差等特点。生物降解法因其无二次污染，已经成为石油烃废水处理的主要研究热点之一。本文结合最新文献分析及个人研究成果，详细介绍了石油烃废水的组成、生物降解菌群种类、生物降解机理、生物炭固定修复技术、降解基因和降解酶等方面内容，为后续进行微生物菌群降解石油烃废水的深入研究提供了参考。

摘要:生物可降解地膜(biodegradable mulch films, BDMs)以其广阔的应用前景和生态友好特性正逐步取代传统地膜，被视为解决“白色污染”问题最具潜力的途径。近年来，我国在生物可降解地膜的生产技术领域取得了显著成就，为其规模化生产和广泛应用奠定了坚实基础。尽管前景广阔，生物可降解地膜在降解过程中的复杂性、可控性以及其对生态环境的潜在影响仍是必须高度关注的重点。基于此，本文综合分析了5种极具应用前景的聚酯类和聚碳酸酯类生物可降解地膜，深入探讨了这些地膜的主要降解微生物及其降解机制，并对其土壤生态影响的研究现状进行了总结。本文为挖掘高效降解微生物资源、明确降解过程中的关键限速步骤、加强长周期生态效应研究提供了理论参考，为生物可降解地膜的大规模安全应用提供了新的解决思路和解决方案。

摘要:滨海湿地是全球生产力最高的生态系统之一，位于海洋与陆地的交界处，承接大量含氮物质的输入，氮循环活跃，对全球氮储库平衡及气候变化具有关键的调节作用。古菌是滨海湿地微生物群落的重要组成部分，然而其生态作用曾长期被忽视。随着新型生物学技术的发展，古菌的多样性及其生态功能逐渐被揭示，显示出其在氮循环中扮演着重要角色。本文综述了滨海湿地中古菌的分布和多样性，重点探讨了古菌在固氮、硝化、反硝化和硝酸盐铵化等关键氮循环过程中的驱动作用。此外，针对古菌在全球气候变化减缓中的应用，本文还探讨了利用古菌群落减少滨海湿地氧化亚氮排放的设想。

摘要:病毒是由蛋白质外壳包被内含遗传物质，必须寄生在活细胞内才能进行增殖的非细胞型生物实体，它是地球上数量最多的生物实体之一。土壤是病毒的重要储藏库，其中以侵染原核生物的噬菌体为主。土壤病毒在调控宿主群落结构、驱动种群进化以及参与土壤元素循环等方面发挥着重要的生态功能。深入理解这些功能及其作用机制，不仅有助于揭示病毒在土壤生态系统中的重要角色，还为高效管理土壤环境的健康发展提供科学依据。本文概括了土壤噬菌体通过选择生存策略调控微生物组成和多样性，同时影响宿主的生存能力和毒力；介导基因水平转移以及与宿主的相互作用，影响微生物种群的进化；通过病毒分流(viral shunt)和携带辅助代谢基因介导元素循环；以及病毒对植物、动物和人体健康的广泛影响。基于上述分析，展望了土壤病毒生态学功能未来研究的重点。

摘要:水体沉积物中的微生物群落对环境变化极为敏感，是评估生态系统健康的关键指标。作为新型生态修复材料，过氧化钙(calcium peroxide, CaO₂)在水体沉积物处理中的应用日益广泛，其对微生物群落的影响已成为生态学研究的前沿领域。本文从微生物生态学视角，系统综述了CaO₂对水体沉积物微生物群落的影响机制。CaO₂通过显著改变沉积物的氧化还原环境，对微生物群落结构和功能产生多维度影响：在群落多样性层面，显著提高了微生物群落α多样性，增加了物种丰富度；在群落组成层面，CaO₂促进了亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、硫杆菌属(Thiobacillus)等具有氨氧化或硫氧化功能菌属的增殖，同时抑制了梭菌属(Clostridium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等厌氧发酵或硫酸盐还原菌属的生长，对微生物群落的调控呈现出明显的功能导向特征，即通过选择性富集具有促进氮、硫等物质循环功能的菌群，抑制厌氧生成有害产物菌群的生长，从而优化了沉积物微生物群落的功能结构。本文进一步阐释了CaO₂对微生物群落的生态效应，揭示了其作为生态修复材料在调控水体沉积物微生物生态系统中的作用机制，为水体沉积物生态修复提供了重要的理论参考和科学依据。

摘要:产甲烷古菌是缺氧环境中碳循环的核心驱动者。近年的研究表明，产甲烷古菌还参与了(类)金属的生物地球化学循环，但其介导的金属转化机制尚未得到系统的总结。本文综合了最新的研究成果，重点解析了产甲烷古菌对铁(Fe)、汞(Hg)、钒(V)、铬(Cr)、镉(Cd)、砷(As)、硒(Se)等典型(类)金属的氧化、还原、甲基化及去甲基化过程。(1) Fe(Ⅲ)还原对甲烷生成具有双向调控作用，当胞外Fe(Ⅲ)还原不能耦合能量代谢时，会显著抑制产甲烷古菌的生长及产甲烷过程，例如巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri)；而当胞外Fe(Ⅲ)还原耦合能量代谢时，则会促进产甲烷古菌的生理代谢活性，例如噬乙酸甲烷八叠球菌(Methanosarcina acetivorans)；(2) 在汞甲基化机制方面，产甲烷古菌通过hgcAB基因簇编码的甲基转移酶实现Hg(Ⅱ)向甲基汞(methylmercury, MeHg)的转化，且部分菌株，如卢米尼甲烷马赛球菌(Methanomassiliicoccus luminyensis)的甲基化活性与死细胞释放的酶活性相关；(3) 砷转化机制呈现多样性，M. acetivorans通过As(Ⅲ)S-腺苷甲硫氨酸甲基转移酶(arsenic methyltransferase, ArsM)催化As(Ⅲ)甲基化，同时可利用砷酸盐还原酶(arsenate reductase, ArsC)还原As(V)为As(Ⅲ)，而稻田古菌群落还表现出有机胂的去甲基化能力；(4) 硒的生物转化具有双重性，低浓度硒纳米颗粒(selenium nanoparticles, SeNPs)能够促进产甲烷活性并诱导有机硒合成，而高浓度则会引发氧化应激。在环境效应方面，(类)金属通过改变氧化还原电位、竞争电子受体或诱导毒性胁迫，显著影响产甲烷古菌的代谢活性与群落结构。本文系统地揭示了产甲烷古菌在(类)金属循环中的多功能性，并提出未来需要结合宏组学与代谢组学技术解析关键酶的分子机制，同时探索基于产甲烷古菌的(类)金属污染生物修复新策略。

摘要:目的 铁还原依赖的甲烷厌氧氧化(Fe-AOM)是厌氧环境中甲烷减排的重要途径，然而在缺氮条件下甲烷氧化微生物如何进行Fe-AOM仍不清楚。方法 选取甲烷氧化培养物和水铁矿为研究对象，通过氮同位素示踪、三维荧光光谱分析、电化学分析和高通量测序等方法，探究缺氮条件下Fe-AOM的效率及其耦合生物固氮的可能性。结果 在缺氮条件下，甲烷氧化培养物能够催化Fe-AOM，将水铁矿还原转化为菱铁矿等矿物。当添加甲烷时，甲烷氧化培养物的固氮酶活性和¹⁵N同化量显著高于无甲烷组，证明甲烷氧化培养物能够耦合Fe-AOM和生物固氮过程。三维荧光光谱分析和电化学分析表明，Fe-AOM促进了溶解态蛋白质类物质的产生，增加了甲烷氧化培养物的氧化还原活性，并且以直接电子传递的方式进行水铁矿的还原。微生物群落结构分析显示，甲烷杆菌属(Methanobacterium，19.32%)，地杆菌属(Geobacter，6.14%)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio，17.52%)等铁还原菌及固氮弯曲菌属(Azoarcus，1.69%)、固氮螺菌属(Azospirillum，0.43%)等固氮菌在Fe-AOM过程中显著富集。DNA-SIP分析发现，Azoarcus在标记同位素组的重层显著富集，证实其固定了同位素氮。结论 因此推测在该Fe-AOM耦合生物固氮过程主要由Methanobacterium进行甲烷氧化，而Geobacter、Desulfovibrio等铁还原菌负责水铁矿的还原，Azoarcus则催化了生物固氮。此外，甲烷氧化细菌[甲基胞囊菌属(Methylocystis)]与铁还原菌和固氮菌之间呈现正相关关系，暗示其可能对该过程具有一定的贡献。这些结果为理解厌氧环境中铁依赖型甲烷氧化耦合固氮过程提供了新视角。

摘要:目的 比较不同种植地长梗绞股蓝根际和非根际土壤细菌多样性和群落组成差异，结合环境因子关联分析，揭示影响长梗绞股蓝土壤细菌群落的关键因子，为长梗绞股蓝的栽培引种提供参考，也为进一步探究不同产区长梗绞股蓝根际微生物与化学成分含量的关系奠定基础。方法 基于高通量测序技术和土壤理化性质分析，比较不同种植地长梗绞股蓝土壤细菌群落多样性和组成差异，并揭示影响细菌群落的关键环境因子。结果 共获得97 085个细菌扩增子序列变体(amplicon sequence variants, ASVs)，长梗绞股蓝土壤细菌群落结构在不同种植地间具有显著差异(R=0.562，P=0.001)，在根际和非根际土壤中无显著差异。变形菌门(Proteobacteria，27.40%-36.67%)和酸杆菌门(Acidobacteriota，15.60%-22.19%)为长梗绞股蓝土壤细菌中的优势菌门。土壤pH、有效磷(available phosphorus, AP)、速效钾(available potassium, AK)、有机质(soil organic matter, SOM)和碱解氮(alkali-hydrolyzable nitrogen, AN)是影响长梗绞股蓝土壤细菌群落结构的关键土壤环境因子。结论 基于本研究的样本分析，不同产地长梗绞股蓝细菌群落多样性和组成差异显著且与土壤理化性质密切相关。本研究为长梗绞股蓝的引种栽培提供了一定的参考，也为进一步探究绞股蓝土壤微生物与次生代谢产物积累的关系奠定了基础。

摘要:目的 研究排水对滨海盐碱地土壤性质和微生物群落特征的影响。方法 以江苏南通滨海盐碱地排水洗盐前后的土壤为研究对象，通过一系列土壤物化性质表征和高通量测序方法，对土壤酸碱度、氮磷钾营养元素、生物酶活性以及土壤微生物群落结构进行分析，并采用生物信息学分析方法，剖析微生物群落结构特征与土壤物化性质的关联性以及可能的厌氧代谢过程。结果 排水洗盐明显降低了土壤的pH和电导率(electrical conductivity, EC)，但也一定程度上造成了土壤中营养成分的流失。洗盐后土壤中蔗糖酶、过氧化物酶活性以及真菌的物种丰富度和物种多样性有所升高，但细菌和古菌的物种丰富度和物种多样性降低。相关分析表明微生物群落结构与土壤电导率和钾元素含量呈显著正相关性，与土壤过氧化氢酶活性和土壤蔗糖酶活性呈显著负相关性。冗余分析和功能预测发现，真菌和古菌与电导率(EC)显著相关，而古菌可能通过对盐度的适应改变其群落结构。结论 排水洗盐降低了土壤中的盐度和pH，对土壤性质和微生物群落结构造成了影响。

摘要:目的 探究嗜盐细菌在中国新疆2种不同类型盐湖中的分布特征及其酶学特性。方法 采集代表性硫酸盐型(七角井)和碳酸盐型(南湖碱湖)盐湖土壤样本，分析其理化性质，并结合培养实验比较2个盐湖的微生物多样性、嗜盐细菌优势类群及其酶活特性。结果 2种类型盐湖的理化性质存在显著差异，七角井盐湖盐度高达227.15 g/kg，高于南湖碱湖的158.61 g/kg，其余pH、HCO₃^-、Cl^-、Mg²⁺和K⁺含量也均有显著差异。Spearman相关性分析发现，Cl^-和Mg²⁺含量与多数优势菌属丰度呈正相关，如海洋杆菌属(Pontibacter)和拟杆菌属(Bacteroides)。细菌16S rRNA基因Illumina MiSeq测序结果显示，南湖碱湖的Simpson和Shannon指数均显著高于七角井，嗜盐细菌分布于37门590属，优势类群包括拟杆菌门(Bacteroidota，33.41%)、芽孢杆菌门(Bacillota，24.71%)、放线菌门(Actinomycetota，14.64%)和假单胞菌门(Pseudomonadota，10.58%)。碳酸盐型南湖以拟杆菌门(Bacteroidota，35.05%)为主，硫酸盐型七角井则以Bacillota (44.66%)为主。南湖碱湖嗜盐细菌丰富度显著高于七角井盐湖，Pontibacter为两盐湖的优势类群。嗜盐菌分离培养结果显示，两盐湖共获得1 130株，隶属于4门7科9属，Bacillota占40.53%、Actinomycetota占36.81%、Pseudomonadota占21.15%。在7种分离培养基中，F6培养基对嗜盐微生物的选择性最佳。两盐湖的优势物种组成相似，多为群落中的低丰度类群，以拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)和芽孢杆菌属(Bacillus)为主。酶活筛选结果显示，46.81%的嗜盐细菌产酯酶，44.07%的菌产纤维素酶，20.88%的菌产淀粉酶，其中Bacillus的综合产酶能力最强。结论 新疆硫酸盐型(七角井)与碳酸盐型(南湖碱湖)盐湖的嗜盐微生物种类存在显著差异，碳酸盐型(南湖碱湖)的嗜盐细菌群落多样性更高，并展现出广泛的酶活性。本研究为盐湖微生物资源的开发利用和生态保护提供了科学依据。

摘要:目的 研究页岩生物产气的影响因素和产气机理。方法 以榆林页岩为研究对象，利用实验室前期富集的产甲烷微生物作为功能菌群，通过正交试验优化页岩的生物产气条件。采用气相色谱(gas chromatography, GC)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR)、拉曼光谱(Raman spectroscopy, Ram)以及核磁共振波谱(nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR)分析了页岩的生物模拟产气特征，并对产气前后页岩的理化性质变化进行了分析。结果 页岩最优产气条件为：接种量15%、页岩粒度小于0.125 mm、培养温度35 ℃，50 d累计净产甲烷量为81.22 μmol/g页岩。产气前后工业和元素分析结果表明，产甲烷菌通过消耗页岩中的有机组分来产气。XRD分析结果显示，页岩中无机矿物组分也参与了厌氧降解产气过程。FT-IR与拉曼光谱显示，页岩有机物多为长链脂肪烃。产气时，部分化合物的羰基、醚键反应生成含羧基的中间产物。产气后，页岩样品的D、G峰不明显，表明干酪根的石墨化程度与成熟度增加。NMR结果表明，脂肪醇或脂肪胺在产气过程中被微生物利用。结论 榆林页岩中的有机组分可以被微生物利用产生甲烷，同时无机矿物组分也被消耗。产气过程中，有机组分的化学结构发生变化，生成较小的化合物。

摘要:沙蒿(Artemisia desertorum)是腾格里沙漠的优势沙生植物，具有显著的抗旱、耐盐碱和固沙能力。目的 通过探究腾格里沙漠东南缘宁夏沙坡头自然保护区内沙蒿根际与非根际土壤微生物群落多样性，并分析优势菌属与植物之间的潜在关系，为荒漠生态治理提供理论依据。方法 以固沙42年的沙蒿根际和非根际土壤为研究对象，并以20 cm深且无植物覆盖的流沙为对照，运用高通量测序技术分析其真菌和细菌群落特征，并对其土壤理化性质进行分析。结果 根际和非根际土壤的全氮(total nitrogen, TN)、碱解氮(alkali-hydrolyzable nitrogen, AN)、速效钾(available potassium, AK)均显著高于流沙区域(P<0.05)。根际土壤的速效磷(available phosphorus, AP)、速效钾(AK)、有机质(organic matter, OM)和电导率(electrical conductivity, EC)显著高于非根际土壤(P<0.05)；尽管根际土壤的全氮(TN)、全磷(total phosphorus, TP)、碱解氮(AN)和pH (potential of hydrogen)值略高于非根际土壤，但差异不显著。根际土壤的细菌多样性和丰度低于非根际土壤，而真菌多样性和丰度较高。根际与非根际土壤的特有微生物操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)均多于流沙，其中根际土壤的真菌OTUs多于非根际土壤，细菌OTUs则较少。共有优势真菌门包括子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、Unclassified fungal phyla和罗兹菌门(Rozellomycota)，主要优势真菌属为假丝酵母菌属(Candida)、异茎点霉菌属(Paraphoma)、链格孢霉菌属(Alternaria)、未分类菌属Unclassified fungal genera和青霉菌属(Penicillium)；优势细菌门包括放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、绿屈挠菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)，主要优势细菌属为节杆菌属(Arthrobacter)、类诺卡氏菌属(Nocardioides)、链霉菌属(Streptomyces)、农霉菌属(Agromyces)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)。线性判别分析效应大小(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)分析显示，根际土壤中212个细菌类群和25个真菌类群显著区别于非根际土壤，关键类群分别为子囊菌门和变形菌门。冗余分析(redundancy analysis, RDA)表明，有机质(OM)是土壤微生物群落结构的主要影响因子，与担子菌门、酸杆菌门、绿屈挠菌门和Unclassified fungal phyla呈正相关，与子囊菌门、罗兹菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门呈负相关。结论 在腾格里沙漠东南边缘，种植沙蒿显著提升了根际土壤养分水平及真菌群落的多样性与丰度，从而增强了土壤生态系统的稳定性。本研究为区域生态修复提供了理论支持，并为沙蒿生态恢复效果的优化与可持续管理提供了科学依据。

摘要:目的 玫瑰杆菌类群在海洋生态系统的物质循环和能量流动过程中发挥着重要的生态功能，但其环境响应及其群落构建机制随时间尺度的动态变化尚不明确。本文基于青岛近岸海域连续采集的60周海水样品，对玫瑰杆菌自由生活和颗粒附着类群的全年动态变化及其环境响应与群落构建机制进行了研究。方法 基于青岛近岸表层海水时间序列样品的16S rRNA基因扩增子测序，分析近岸海水中不同生活方式玫瑰杆菌类群的多样性年周期变化，并探究其与多种环境因子的相关性和群落构建机制。结果 在近岸表层海水中，玫瑰杆菌类群在总细菌古菌中的相对丰度呈现明显的季节性波动(2.64%-34.10%)，在冬、春季节显著高于夏、秋季节。根据其时间分布规律，可将玫瑰杆菌类群划分为夏秋型、冬春型以及暴发增长型。自由生活玫瑰杆菌类群的季节性规律更强，而颗粒附着类群表现出更高的多样性。温度、无机氮、无机磷等是影响玫瑰杆菌多样性的主要环境因素，且对颗粒附着类群变化的解释度(16.82%)高于自由生活类群(9.06%)。在群落构建方面，确定性过程对颗粒附着玫瑰杆菌类群的影响更大，说明环境变化对颗粒附着玫瑰杆菌类群的影响更明显。结论 本文从精细时间尺度探讨了玫瑰杆菌类群的动态变化及其环境驱动机制，揭示了其季节性分布规律，为深入理解这一重要海洋细菌类群的时空动态及其生态功能提供了重要的科学依据。

摘要:在海水养殖过程中，磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole, SMX)等抗生素类药物的大量残留加速了抗性细菌和抗性基因的传播，严重威胁生态环境健康。生物法控制抗生素废水是解决其环境危害的重要途径。目的 从近海养殖池底泥中筛选出一株耐盐且对SMX具有高效降解能力的菌株LS-1，分析环境因素对其降解能力的影响，优化菌株对SMX的降解性能，并通过产物类型解析其降解途径，最终对降解产物进行毒性分析。方法 通过对分离菌株进行16S rRNA基因序列测序与系统发育树分析进行鉴定，采用单因素和响应面试验对降解条件进行优化，利用气质色谱法及发光细菌水质急性毒性试验检测分析其降解产物及产物毒性。结果 分离获得的菌株LS-1与产碱杆菌属(Alcaligenes)中的水生产碱菌(Alcaligenes aquatilis) AS1序列相似度达99.79%。单因素试验确定胰蛋白胨是菌株生长和降解SMX时的最佳外源碳源。菌株在温度20-35 ℃、盐度15‰-35‰、SMX浓度10-100 mg/L、pH 7.0-9.0的条件下时生长良好。响应面分析表明，对SMX降解率有显著影响的因素依次为：SMX浓度>初始pH>环境温度。在SMX浓度为33 mg/L、pH 7.4和30 ℃的条件下，该菌株在48 h内的最高降解率达60.17%。质谱检测分析推测菌株LS-1通过乙酰化和羟基化等途径降解SMX，发光细菌急性毒性试验表明在SMX降解过程中生物毒性逐渐降低。结论 本研究分离的SMX降解菌能够很好地适应海洋环境条件，降低SMX的水质毒性，对海水养殖废水中抗生素污染的防治具有重要的应用前景。

摘要:目的 尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)是一种能引起植物枯萎病的真菌病原菌，严重危害植物生长，因此采用合适且绿色的生物方法进行防治十分必要。方法 利用点菌法从红树林土壤中筛选出对尖孢镰孢菌有拮抗作用的海洋芽孢杆菌，并通过生理生化特性和16S rRNA基因序列分析对该芽孢杆菌进行鉴定。提取并探究其抑菌物质对尖孢镰孢菌的体外生物防治活性及作用机制。结果 从红树林土壤中筛选出一株对尖孢镰孢菌具有强拮抗活性的芽孢杆菌K3。通过生理生化特性和16S rRNA基因序列分析鉴定该菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。菌株K3分泌的抗真菌物质具有广谱抗菌特性，对细菌和真菌均有效，该物质可能为蛋白或多肽类，具有良好的热稳定性，对尖孢镰孢菌的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC)为1 mg/mL，能够显著抑制孢子萌发，可导致尖孢镰孢菌胞内的电解质、核酸和蛋白外泄。在3×MIC浓度下处理尖孢镰孢菌孢子10 h后，孢子萌发抑制率为49.85%。经处理的尖孢镰孢菌菌丝细胞完整性受损，细胞膜稳态失衡，丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量增加，膜内超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)活性提升。结论 从海洋源红树林筛选出的贝莱斯芽孢杆菌K3产生的抗真菌物质抑菌谱广，对尖孢镰孢菌有较强抑制活性，具有潜在的商业应用价值。

摘要:目的 以宁夏第二排水沟为研究对象，探究实施生态工程后排水沟水体细菌群落结构特征的变化。方法 利用高通量测序技术分析水体样本中细菌群落结构，结合非度量多维尺度分析方法(non-metric multidimensional scaling, NMDS)和冗余分析(redundancy analysis, RDA)，探讨细菌群落的共存模式及其影响因素。结果 生态工程实施后，水体中的铵态氮、总氮、高锰酸盐指数、重铬酸盐指数和氟化物含量在2021年8月至2022年8月期间呈明显下降趋势；水体细菌群落的主要优势菌门为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门和绿屈挠菌门，优势菌属主要为hgcI_clade、SAR11_cladeIII、栖湖菌属(Limnohabitans)、红育菌属(Rhodoferax)和黄杆菌属(Flavobacterium)。不同采样点间的群落结构差异显著。NMDS分析表明不同月份之间的差异显著；RDA分析表明总磷(TP)、重铬酸盐指数(COD_Cr)和pH是影响细菌群落结构的主要因子。TP、COD_Cr和总氮(TN)共同对细菌群落结构的解释度最大(8.81%)，其次是TP和COD_Cr共同对细菌群落结构的解释度(-8.05%)。结论 实施生态工程后，宁夏第二排水沟的水质得到了改善，细菌群落结构更加丰富。水质理化特性在驱动宁夏第二排水沟细菌群落分布及多样性方面起到了重要作用，为区域水体生态环境治理提供了科学依据。

摘要:随着全球生态环境问题的日益凸显，生态修复已成为重要的研究课题。团粒喷播技术作为一种新兴的生态修复手段，在植被恢复方面具有显著优势。目的 探究团粒喷播修复过程中植物群落组装与土壤微生物群落的关系。方法 通过对珠海长琴岛边坡不同喷播批次样地的深入调查，剖析先锋植物群落结构、土壤养分含量与土壤真菌、细菌群落特征之间的内在联系。结果 长琴岛喷播修复土壤真菌群落主要由9个门组成，其中子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势菌门，细菌群落则以假单胞菌门(Pseudomonadota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)为优势菌门。在功能方面，与植物致病性(plant pathogen)、木材腐解(wood saprotroph)和内生共生(endophyte)功能相关的真菌相对丰度较高，与氮循环功能相关的细菌相对丰度较高。采用支持向量机法确定了与喷播批次间差异紧密相关的24个土壤微生物及养分指标；通过聚类分析将主要修复植物分为2组，将24个相关土壤微生物和养分指标分为4类；通过组间相关分析得出植物组合与土壤微生物和养分指标之间存在对应相关性。结论 不同喷播批次间的群落结构和多样性存在差异，植物群落组装对土壤微生物群落结构和功能具有重要影响。本研究成果为生态修复实践提供了关键的理论支撑，有助于进一步优化生态修复策略，提升生态系统的稳定性和可持续性。

摘要:目的 盐碱地严重危害土地健康，利用微生物改良盐碱地是一种绿色、有效的方式。内生真菌能够增强宿主植物应对生物和非生物胁迫的能力。因此，深入研究内生真菌的生物学特征，不仅可扩充内生真菌资源库，还能为绿色改良盐碱地和土壤修复提供优势菌种及有效策略。方法 采用平板胁迫培养法、扫描电镜观察以及多基因联合序列系统发育树分析研究菌种的特性；通过GFP荧光蛋白定位、台盼蓝染色法、扫描电镜观察及定殖曲线绘制，确定菌株在水稻根部的定殖情况；利用胁迫和非胁迫条件下的盆栽试验、过氧化物酶活性测定、转录组分析及基因表达量变化，探究菌株提升水稻耐盐性的机理。结果 获得了一株可提升寄主水稻耐盐性的内生真菌LW2。系统发育树分析显示其与Ophioceras leptosporum CBS 894.70处于同一最小分支，鉴定为Ophioceras leptosporum LW2。LW2菌株定殖于水稻根部，促进盆栽水稻的生长，与LW2共培养的水稻在鲜重、株高、茎宽上显著提升。盐胁迫下的水稻盆栽试验表明，LW2可以提升水稻的耐盐性能，显著提高盐胁迫下水稻的株高和茎宽，减轻盐胁迫引起的枯黄和萎蔫。耐盐性机理初探结果表明，LW2可通过影响水稻过氧化物酶含量促进活性氧清除，从而减轻盐胁迫对水稻的危害；同时，LW2还能调控乙烯信号通路中EIL1和HKTs基因的表达，通过乙烯信号途径影响离子转运，增强水稻的耐盐性。结论 本研究发现了一株可提升寄主水稻耐盐性的内生真菌菌株O. leptosporum LW2，并初步探究了其提升水稻耐盐性的机理，为微生物改良盐碱地与农业绿色发展提供了科学依据与优质菌株资源。

摘要:目的 筛选并明确草地土壤固碳微生物菌株的生理生化特性及其最适固碳条件，为深入认识土壤固碳微生物的固碳机制、提升草地土壤碳汇能力提供理论依据。方法 采用无碳源固体培养基和稀释涂布法，从黄土高原草地土壤中分离筛选可培养的固碳微生物菌株，并借助16S rRNA基因鉴定物种。依据革兰氏染色、淀粉水解、吲哚、甲基红和乳酸发酵试验确定其生理生化特性。利用无碳源液体培养基及灭菌土壤的培养试验，确定温度(20-40 ℃)、水分(3.00%- 27.00%)，以及亚硝酸钠(NaNO₂)和硫化钠(Na₂S)电子供体的存在对固碳微生物固碳效率的影响。结果 共分离出9株固定CO₂效果良好的细菌，分属芽孢杆菌属、链霉菌属、剑菌属、农杆菌属、肠杆菌属、短波单胞菌属和噬脯氨酸菌属。其中，属于农杆菌属的A4和属于短波单胞菌属的A7固碳效率最高(P<0.05)，均为革兰氏阳性菌。这9株细菌在25-30 ℃，以及土壤水分3.00%、15.00%和27.00%的条件下，固碳效率较高(P<0.05)。添加电子供体可提升菌株固碳效率，提升效果依次为：单独添加NaNO₂>单独添加Na₂S>共同添加NaNO₂+Na₂S (P<0.05)。结论 本研究确定了优势固碳微生物菌株以及适宜固定CO₂的条件，为提升黄土高原陆地生态系统碳汇、减缓温室效应提供了理论依据和技术支持。

摘要:目的 进一步探讨arsL、arsM基因在砷代草丁膦(arsinothricin, AST)合成中的作用，以及AST对土壤细菌群落结构的影响。方法 以俄克拉何马伯克霍尔德氏菌(Burkholderia oklahomensis) NCTC 13388为研究对象，通过PCR扩增获得该菌株的BoarsL和BoarsM基因，分别构建重组质粒pET21b-BoarsL和pET28a-BoarsM。将重组质粒转化至大肠杆菌表达菌Rosetta(DE3)感受态细胞中。采用高通量测序技术分析不同浓度AST处理对土壤细菌群落组成及多样性的影响。结果 十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE)分析显示，重组菌株表达出相对分子质量分别为47.79 kDa和41.50 kDa的目的蛋白，证实BoArsL和BoArsM蛋白成功表达。单独表达BoarsL基因的细胞产生AST-OH和少量的AST，而单独表达BoarsM基因的细胞仅产生少量的二甲基砷酸。统计分析表明，不同浓度AST处理对土壤细菌群落的α多样性产生了显著影响(P<0.05)，具体表现为Chao1指数和Shannon指数均存在显著差异，低浓度处理组土壤细菌多样性和丰富度高于对照组，高浓度处理组则显著降低了土壤细菌的多样性和丰富度。进一步分析发现，不同浓度AST处理组在属水平上的细菌群落组成也呈现显著差异(P<0.05)，高浓度AST显著富集了伯克霍尔德氏菌属-卡瓦列罗菌属-副伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia)细菌，同时对梭状芽孢杆菌属(Clostridium_sensu_stricto)、沉积物杆菌属(Sedimentibacter)等细菌则表现出显著的抑制作用。结论 B. oklahomensis NCTC 13388菌株的BoarsL基因是AST生物合成所必需的。高浓度AST显著干扰了土壤细菌群落结构。

摘要:目的 从碳代谢角度分析化能自养硫氧化细菌与化能异养细菌共培养时的相互促进作用机制。方法 采用离子色谱测定S₂O₃^2-和SO₄^2-浓度，平板稀释涂布法跟踪菌体生长情况，利用总有机碳测定仪和液相色谱-质谱分析胞外碳特性，扫描电镜观察细胞形态，RT-qPCR测定相关基因表达量。结果 硫氧化细菌在生长过程中持续固碳，为异养细菌生长提供稳定碳源；异养细菌显著促进了硫氧化细菌的硫氧化和固碳能力，硫氧化酶基因soxB和碳固定RubisCO酶基因cbbL表达量显著增加；同时诱导产生更多的胞外聚合物，增强整体生物膜的形成。结论 本研究揭示了硫氧化细菌与异养细菌之间的协同作用机制，特别是异养细菌对硫氧化细菌固碳能力的显著促进作用。为化能自养细菌的富集培养及理解微生物群落中自养硫氧化细菌的固碳机制提供了新的视角，并为废水处理的低碳化和高效化提供了理论支持。

摘要:目的 以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)为对象，探究其在酸性条件下(pH 2.0)对花岗岩的生物风化作用及机制。方法 通过36 d浸泡实验，对比微生物组、酸水组(pH 2.0，H₂SO₄)及纯培养基对照组，检测溶液理化参数(pH、Eh、EC)、花岗岩表面色度(CIE-Lab)及矿物溶解特征。结果 微生物组显著促进花岗岩风化，9 d后表面形成明显风化层；初期(0-3 d)斜长石溶解导致pH值升高后趋于稳定，Fe³⁺积累主导氧化还原电位(Eh)，电导率(electrical conductivity, EC)受初始离子背景与风化产物共同调控。生物风化后，花岗岩L*值下降11.6 (亮度降低)，a*值和b*值分别上升6.8 (红褐色增强)和9.6 (蓝色调增加)，表面红褐色区域与黄钾铁矾沉淀直接相关。结论 酸性环境下A. ferrooxidans通过Fe³⁺介导的氧化还原反应加速花岗岩风化，色度参数(ΔL*、Δa*、Δb*)及形貌特征可作为快速评估风化程度的指标，为矿山酸性废水引发的围岩风化风险评估及生态修复提供了新依据。

摘要:浅水湖泊沉积物中的有机质降解是调控碳循环与温室气体排放的关键过程，但沉水植物残体降解过程对微生物群落长期演替的调控机制尚未明晰。目的 探究在长时间尺度下沉水植物残体降解对微生物群落的驱动机制。方法 通过4年的微宇宙模拟实验，研究太湖沉积物中竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)残体降解的动态过程，详细解析了有机质组分演变、胞外酶活性对微生物群落演替的动态影响。结果 易降解有机质组分(labile organic matter pool, LP)的快速消耗伴随β-葡萄糖苷酶活性激增，而难降解有机质组分(recalcitrant organic matter pool, RP)累积与酚氧化酶活性滞后响应耦合。微生物群落呈现显著功能分异，芽孢杆菌门(Bacillota)和担子菌门(Basidiomycota)分别主导细菌与真菌群落难降解有机质的降解，揭示了木质素类聚合物降解的代谢分工。方差分解表明易降解有机质与难降解有机质都能独立解释微生物群落差异性，凸显有机质的化学复杂度对功能类群的筛选作用。结论 沉水植物残体降解显著驱动了微宇宙培养体系的微生物群落结构演替，微生物群落组成与有机质组分呈现出协同变化的趋势，并促进了具有不同生长策略的微生物生长。本研究阐明了沉水植物残体降解过程中微生物功能差异与有机质组分复杂度的动态互作规律，为浅水湖泊碳稳定性评估及生态修复提供了理论依据。

摘要:微塑料是一种新型污染物，在海洋、土壤和大气环境中广泛存在，可通过物理、化学或生物作用影响污染物的迁移转化过程。矿业开采活动导致锑矿区周边水土环境的污染程度逐年升高，然而，目前针对矿区环境中微塑料对锑迁移转化影响的研究却鲜有报道。目的 了解微塑料的种类、粒径以及浓度对微生物介导辉锑矿释放的影响。方法 以具有高浓度锑耐性且能够促进辉锑矿释放的假单胞菌(Pseudomonas sp.) J-1，以及使用较广泛的聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯3种微塑料为研究对象，通过对菌种生长过程中pH、氧化还原电位和菌落生物量变化进行分析，并定期监测锑释放量，结合不同pH下微塑料对锑的吸附实验以及激光共聚焦显微镜(confocal laser scanning microscopy, CLSM)和扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱仪(scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy, SEM-EDS)等表征手段，进一步揭示微塑料对锑的生物地球化学循环的影响机理。结果 粒径为13 μm、高浓度的聚丙烯对Pseudomonas sp. J-1参与下辉锑矿释放的抑制作用最强。微塑料通过抑制菌群生长从而导致对辉锑矿释放的促进效果减弱，高浓度的微塑料甚至可使Pseudomonas sp. J-1的生长被完全抑制。微塑料能够吸附锑，但其吸附能力与溶液pH无关。结论 微塑料的种类、粒径与浓度是影响Pseudomonas sp. J-1介导辉锑矿释放的关键因素，主要是通过影响微生物生长从而间接影响辉锑矿的释放。

摘要:目的 从研究区域自然环境中获得目标微生物富集体并建立纯培养，完善甲烷渗漏区生物地球化学基础研究的关键环节，为其他未知微生物的富集与培养提供思路和借鉴。方法 对甲烷渗漏区域海洋沉积物微生物进行分离和培养，提炼一套较为完善的海洋微生物实验方法，包括微生物样品现场处理、厌氧培养基配制与灭菌、微生物富集培养与分离等。利用微生物高通量测序技术进行基因测序与菌群鉴定，并设置不同的实验条件和实验周期，开展微生物活体培养实验。短期实验(1.5 d)采用单因子变量方法研究环境因素(光照、培养基浓度、温度、酸碱度)对微生物的影响；中期实验(22 d)验证短期实验结果，并确定更适宜的培养条件；长期实验(250 d以上)通过对微生物实时定量追踪，进一步研究微生物富集体在特定条件下的生长状况和活性表达。结果 短期培养中，厌氧污泥菌液在自然光照下活性显著提升(17 h达峰值，铁浓度16.7 mg/L，约为初始浓度4倍)，黑暗环境则延长其缓冲期(0-15 h)，而海洋底泥菌液在黑暗环境中活性更优(14 h/35 h出现高值)，且在酸碱环境(pH 5.0/9.0)后期活性高于中性(铁浓度分别约为4.3 mg/L vs. 11.1 mg/L)。中期培养阶段，厌氧污泥菌液在4 ℃+酸性条件下活性稳定(铁浓度降幅仅为20%)，而海洋底泥菌液偏好较高温度及碱性环境(pH 9.0适应后活性提升)。全局分析显示，前15天为温度适应期，此后温度成为关键调控因子。长期培养中，厌氧污泥菌液活性呈周期性波动(每50 d更换培养基引发先降后升)，但150 d后出现不可逆衰减；海洋底泥菌液则表现出强适应性(高压下117-145 d活性达峰值，推测生长周期约为130 d)，且在室压下维持锯齿状稳定活性(铁浓度3.0-10.4 mg/L)。结论 厌氧污泥微生物对光照和培养基浓度敏感，短期光照促进活性，但长期抑制，黑暗及100%浓度培养基更适其生长(4 ℃酸性环境，15 d生长周期)；而海洋底泥微生物在黑暗+100%培养基、高温碱性环境下适应性更强，虽短期活性受光照影响小，但需约130 d生长周期，其高压环境适应性显著影响生长进程。

摘要:离子型稀土矿是国际上备受关注的战略资源，对我国多个产业的发展至关重要。然而，大规模的开采活动引发了土壤退化、营养流失和重金属污染等问题。目的 分析离子型稀土矿山垂直剖面上微生物的群落结构特征及其对环境因子的响应，了解微生物群落沿垂直剖面的深度分异规律及其与环境因子的关系，为污染矿区土壤的生态修复提供参考。方法 以离子型稀土矿山1?15 m深的土壤样品为研究对象，分析土壤的理化性质；采用高通量测序技术探究矿山垂直剖面上土壤微生物的分布规律并构建环境因子与微生物群落演替的关系。结果 伴随矿山深度的增加，土壤pH值和总碳(total carbon, TC)逐渐降低；氨氮(ammonia nitrogen, NH₃-N)是矿山土壤的主要氮素存在形态，在中深层土壤中可达13.0 mg/kg；铁(iron, Fe)、镁(magnesium, Mg)和总稀土元素(total rare earth elements, TREEs)含量颇丰，且在深层土壤中聚集程度较高。微生物群落在矿山垂直剖面上呈现出明显的演替规律；其中，α多样性指数Chao1 (丰富性指数)和Shannon (多样性指数)等提示土壤微生物群落多样性随深度增加而降低，而β多样性指数如主成分分析(principal component analysis, PCA)和主坐标轴分析(principal co-ordinates analysis, PCoA)表明各层级间聚类差异显著。相关性分析结果显示，环境因子可调控微生物群落结构分异，土壤各剖面层级间存在不同的土壤养分循环特征。绿屈挠菌门(Chloroflexota)、假单胞菌门(Pseudomonadota)、放线菌门(Actinomycetota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)是矿区土壤的优势细菌门类，在生物地球化学循环过程中可能发挥着重要作用。矿山土壤微生物存在层级演替规律：浅层土壤的优势菌群为绿屈挠菌门、酸杆菌门和放线菌门；中间层绿屈挠菌门的相对丰度下降，假单胞菌门逐渐占据优势地位，其相对丰度达60%；在深层极度厌氧环境中，假单胞菌门通过代谢适应性在寡营养条件下演替为优势菌群(相对丰度达70%)。上述微生物在土壤碳氮循环过程中发挥了重要作用。在碳循环方面，浅层土壤微生物以卡尔文循环主导固碳过程；中间层呈现出微氧-厌氧过渡带环境，促进微生物以糖酵解途径和三羧酸循环为主代谢途径以满足生长需求；深层土壤的厌氧环境促使微生物以发酵为主代谢方式。在氮循环方面，浅层土壤微生物以异化硝酸盐还原成铵(dissimilatory nitrate reduction to ammonium, DNRA)为主代谢方式，中间过渡层微生物在反硝化过程中占据重要地位，而深层厌氧环境的微生物以DNRA过程为主和反硝化作用为辅的双重代谢体系维持生长，其氮转化强度远高于浅层土壤。结论 离子型稀土矿山垂直剖面的微生物群落呈现明显的分异规律且与多个环境因子密切相关，提示其在矿区土壤物质循环中的潜在作用，可为未来调控稀土矿区污染修复提供科学依据。

摘要:目的 系统梳理微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation, MICP)领域近25年的研究动态，通过文献计量学方法揭示其发展趋势、研究热点及学术影响力分布，为相关研究人员提供数据参考，并对未来MICP的重点研究方向提出建议。方法 基于Web of Science核心数据库筛选出1999-2024年的1 947篇文献，综合运用文献计量学与CiteSpace可视化分析工具，对发文量、作者、国家、机构及关键词等进行量化统计，结合时间序列与网络图谱解析该领域发展脉络。结果 MICP领域年度发文量持续增长，中国以显著贡献成为主导出版国，发文量占全球总量的47.71%；南洋理工大学、中国科学院、东南大学和重庆大学在发文量及引用频次等方面展现较强的学术影响力；研究热点集中于土体改良、自愈合混凝土及生物修复等方面，关键词聚类表明环境岩土工程与生物材料应用为交叉前沿。结论 MICP研究已形成多学科融合的快速发展态势，中国在该领域处于全球领先地位。未来需强化生物-矿物相互作用机理的基础研究，推动MICP技术在环境修复与智能材料等新兴场景的应用突破，同时关注绿色可持续工艺的研发，以拓展其在碳中和与生态工程中的实践价值。