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高氨氮浓度对产甲烷厌氧发酵过程中微生物活性及转录组的影响被引量：6: 2019年; 高氨氮浓度会对厌氧发酵过程中微生物群落结构和活性产生显著的影响,文章利用高通量测序手段考察高氨氮浓度条件下厌氧发酵系统中微生物的活性菌群及代谢途径的差异。结果显示,微生物群落结构随氨氮浓度发生了显著的改变,在高氨氮浓度条件下,主导微生物由Ruminofilibacter和Lactobacillus向Clostidium和Peptostreptococcus转变;代谢过程也出现了明显的差异,与孢子形成和细胞结构相关的代谢过程基因,如休眠与孢子形成(Dormancy and Sporulation)和细胞壁与荚膜(Cell Wall and Capsule)等相对丰度增加;与细胞分裂相关的代谢基因相对丰度降低;产甲烷过程中相应酶基因的表达量逐渐减少。这些结果表明,高氨氮浓度会改变微生物群落结构形成新的生态位,同时会改变各功能基因的表达活性,降低细胞生长和代谢相关基因表达;休眠和孢子形成,基因表达提高,有助于微生物抵抗高氨氮胁迫。; 贾传钊李香真肖洪文章淼; 关键词：氨氮厌氧发酵产甲烷微生物群落转录组

葛根素及黄豆苷元分离纯化工艺研究被引量：1: 2016年; 采用HPD800大孔吸附树脂富集葛根中的葛根素及黄豆苷元,并通过溶剂萃取以及重结晶技术分离纯化葛根素及黄豆苷元。试验结果表明:经过大孔吸附树脂富集后,葛根素的纯度从8.62%增加到35.26%、黄豆苷元的纯度从0.276%增加到10.17%;以水饱和的正丁醇作为葛根素萃取溶剂,萃取2次萃取率可达92.32%;选取乙酸乙酯作为黄豆苷元的萃取溶剂,萃取1次萃取率达到94.75%;选取90%乙酸作为葛根素结晶的溶剂,经过1次结晶,葛根素的纯度可达91.32%,收率为12.5%,黄豆苷元的纯度可达93.81%,收率为15.77%。; 杨紫薇王舒雅高俊冯迟陈怡露雍晓雨周俊刘晓宁谢欣欣郑涛; 关键词：葛根素黄豆苷元大孔树脂纯化

大孔树脂分离富集葛根中葛根素及大豆苷元: 2015年; 研究8种不同极性大孔吸附树脂对葛根素、大豆苷元的吸附、解吸性能,筛选出分离富集葛根素、大豆苷元的最佳树脂HP20。利用HP20大孔吸附树脂吸附富集葛根中2种异黄酮的过程为:上样液用盐酸调节p H值为6,然后采用HP20大孔吸附树脂在5℃的条件下进行吸附。结果表明,HP20大孔吸附树脂对葛根素、大豆苷元的饱和吸附量分别为(71.78±0.75)、(21.77±0.01)mg/g;吸附饱和后用去离子水洗涤树脂以除去杂质,在25℃条件下用70%乙醇解吸,得葛根素、大豆苷元,解吸率分别为63.39%、80.68%,葛根素纯度由8.62%提高到35.26%,大豆苷元纯度由0.27%提高到10.17%。; 高俊王舒雅冯迟雍晓雨周俊周俊刘晓宁张亚兵谢欣欣谢欣欣; 关键词：葛根素大豆苷元大孔树脂解吸

玉米秸秆产生物燃气及其微生物群落解析被引量：6: 2014年; 为研究玉米秸秆产沼气及其发酵过程中微生物群落变化，以预处理后的玉米秸秆为原料，采用10 L厌氧反应器进行批式中温发酵产沼气。同时取样利用454焦磷酸测序法测定发酵过程中微生物群落的变化。结果表明：该系统启动迅速，在第3 d就达到产气高峰7.78 L，料容产气率为0.97 L·L^-1·d^-1，46 d原料沼气产率和甲烷产率分别为236.84 ml·（g VS）-1和132.23 ml·（g VS）-1。454焦磷酸测序及分析表明系统中古菌主要为甲烷微菌纲（Methanomicrobia，占总OTU的89.63%），其次为热原体纲（Thermoplasmata，8.51%）古菌。发酵系统中共有22～29个细菌门，其中优势菌群为拟杆菌门（Bacteroidetes，平均含量46.07%）、变形菌门（Proteobacteria，平均含量20.51%）和厚壁菌门（Firmicutes，平均含量13.09%）。玉米秸秆沼气系统微生物群落结构的阐明可为秸秆沼气工程调控提供科学数据。; 袁月祥文昊深黄显波李香真刘晓风李东闫志英; 关键词：玉米秸秆

原核微生物菌群的空间分异增强秸秆-猪粪混合发酵效率被引量：2: 2014年; 秸秆与禽畜粪便混合发酵既可增强反应器稳定性又能提高发酵产气效率。然而关于秸秆附着菌群、发酵液菌群的时空动态变化,以及它们与产气效率、环境变量的关系仍然未被全部揭示。采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术,对这一问题进行了研究。结果显示,秸秆猪粪混合发酵能够改善沼气发酵的效率。原核微生物群落在空间上的差异分布可能有助于提升系统的效率。在产气高效的系统中,秸秆吸附菌群如Treponema、ClostridiumⅢ、Alkaliflexus和Fibrobacter是主要的纤维素降解菌,提供底物给产酸菌。丙酸是发酵液中含量最丰富的挥发性脂肪酸(VFAs),Pelotomaculum可能是该系统主要的丙酸氧化菌,它们与Methanoculleus、Methanosarcina和Methanosaeta协同作用通过二氧化碳/氢营养型和乙酸营养型产甲烷途径,将包括丙酸在内的VFAs最终转化成甲烷。参与氨基酸代谢的Aminobacterium和Cloacibacillus广泛分布于发酵液中,表明蛋白质是一种重要的发酵底物,说明VFAs尤其是丙酸和氨基酸的互营代谢可能是秸秆猪粪混合发酵系统的重要过程。这些结果表明,功能菌群的空间分化、稳定的秸秆降解菌群和发酵液菌群的弹性变化有助于维持秸秆猪粪混合发酵系统的稳定性和提高发酵效率。; 李家宝芮俊鹏张时恒孙晓日闫志英刘晓风郑涛李香真; 关键词：秸秆猪粪

浓香型白酒窖泥中细菌和古菌的组成与多样性被引量：35: 2014年; 窖池是中国浓香型白酒的根本，其中窖泥微生物则是决定白酒风味与品质的核心。通过454焦磷酸测序法系统研究了不同窖龄窖泥的细菌和古菌的群落组成及多样性。共获得494293个有效序列，可归为796个可操作分类单元（OTUs），分别属于21个门（phylum）。优势分类门（≥1%）分别为厚壁菌门（Firmicutes）66.8%、拟杆菌门（Bacteroidetes）16.0%、广古菌门（Euryarchaeota）9.0%、螺旋体门（Spirochaetes）2.2%、放线菌门（Actinobacteria）1.8%和绿弯菌门（Chloroflexi）1.0%。窖泥微生物多样性在1～25年间随着窖龄的增加而呈升高趋势，但在25～50年间保持相对稳定。不同窖龄的窖泥中优势种群存在明显差异，其中乳杆菌（Lactobacillus）在1年窖泥中为绝对优势种群（62.3%），而在10年窖泥中，Lactobacillus丰度显著下降（16.1%），Petrimonas，Clostridium IV和甲烷菌等丰度则显著增加。在25～50年窖泥中，这一趋势更加明显，并且一些未培养菌丰度在这一阶段也显著增加。此外，窖泥中古菌主要为氢型产甲烷菌（Methanobrevibacter、Methanoculleus、Methanobacterium），可同时利用氢气和乙酸的甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）在25～50年窖龄的窖泥中也有较高的丰度（3.1%～4.5%）。本研究从微生物群落构成角度为“老窖产好酒”的实践经验提供了理论依据。; 陶勇芮俊鹏李家宝徐占成李大平唐清兰魏勇李香真; 关键词：窖龄窖泥焦磷酸测序

产甲烷复合菌剂的性能评价及中试试验产气效果被引量：12: 2014年; 产甲烷菌对环境变化的敏感性很容易导致厌氧发酵失败，如何保证产甲烷菌的活性是厌氧发酵稳定进行的关键。在考察RY3、SH4、G1、G2和G3产甲烷菌株主要生理生化特征和拮抗作用的基础上，构建了产甲烷复合菌剂，并对产甲烷复合菌剂的 pH 值耐受性、温度耐受性和不同接种量进行了性能评价。结果表明：5株互补共生构建的产甲烷复合菌剂可在pH值5.5～10.5的范围内生长，且在pH值5.5～9.5的范围内培养3 d后甲烷总产量在1706.7～2026.7μmol之间，具有较优良的耐酸碱性能；产甲烷复合菌剂的生长温度范围在15～70℃，且在30～55℃范围内培养3d后甲烷总产量在1906.9～2028μmol之间，温度适应范围宽泛。产甲烷复合菌剂接种量试验表明，在低温20℃下，接种产甲烷合菌剂的试验组比未接种复合菌剂对照组在产甲烷的时间上平均缩短14 d，在高温50℃下，接种产甲烷复合菌剂的试验组比未接种产甲烷复合菌剂的对照组在产甲烷的时间上平均缩短5 d，无论低温还是高温下，复合菌剂的接种均可明显促进产甲烷过程的启动，缩短启动时间。中试产气效果及动力学分析表明，20℃低温下，接种10%复合菌剂的试验组21 d内沼气总产量和甲烷总产量均为接种10%活性污泥试验组的1.6倍；50℃高温下，接种10%复合菌剂的试验组21 d内沼气总产量为接种10%活性污泥试验组的2.7倍，甲烷总产量为2.8倍，无论低温20℃还是高温50℃下，接种复合菌剂的可显著提高厌氧发酵产沼气效率，缩短产甲烷进程，为厌氧发酵系统优化调控提供一种新的技术途径。; 王渝昆袁月祥李东胡亚东黄显波文昊深刘晓风彭绪亚闫志英; 关键词：厌氧发酵甲烷复合菌剂生长温度

16S rRNA基因在微生物生态学中的应用被引量：106: 2015年; 16S rRNA(Small subunit ribosomal RNA)基因是对原核微生物进行系统进化分类研究时最常用的分子标志物(Biomarker),广泛应用于微生物生态学研究中。近些年来随着高通量测序技术及数据分析方法等的不断进步,大量基于16S rRNA基因的研究使得微生物生态学得到了快速发展,然而使用16S rRNA基因作为分子标志物时也存在诸多问题,比如水平基因转移、多拷贝的异质性、基因扩增效率的差异、数据分析方法的选择等,这些问题影响了微生物群落组成和多样性分析时的准确性。对当前使用16S rRNA基因分析微生物群落组成和多样性的进展情况做一总结,重点讨论当前存在的主要问题以及各种分析方法的发展,尤其是与高通量测序技术有关的实验和数据处理问题。; 刘驰李家宝芮俊鹏安家兴李香真; 关键词：RRNA基因微生物群落多样性高通量测序

分子生物学技术在产甲烷古菌多样性研究中的应用被引量：7: 2015年; 产甲烷菌在自然界中分布广泛,是一类重要的严格厌氧原核微生物,其参与的产甲烷作用通常发生在厌氧发酵过程的最后一步,可将无机物或有机化合物最终转化成甲烷和二氧化碳。由于产甲烷菌独特的厌氧代谢机制,使其在自然界碳素循环过程中起着重要作用,因此对于产甲烷菌的多样性以及代谢机制的研究越来越受到人们的关注。相对于传统的培养检测方法,分子生物学技术对于产甲烷菌的多样性及其群落结构的检测更为便捷、准确和科学。介绍了产甲烷古菌的系统分类学发展,系统地阐述了产甲烷菌定性和定量的分子生物学检测方法,总结了不同技术在产甲烷菌多样性研究中的最新成果,最后提出多种技术的复合应用将成为研究的热点。; 张瑞雍晓雨周俊吴美容王舒雅闫志英陈怡露郑涛; 关键词：生物多样性分子生物学技术

以沼液为原料的微生物燃料电池产电降解特性被引量：12: 2014年; 为提高生物质能源利用效率,降低废水处理成本,实验构建单室无膜空气阴极微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),碳布作为阴阳极材料,将牛粪沼液作为接种液及底物进行产电性能测试,同时考察了MFC对该沼液的降解效果。结果表明,MFC能够利用沼液进行产电,最高输出电压330 mV,内阻10 kΩ,最大功率密度为10.98 mW·m-2,沼液中的不可溶性物质是导致MFC输出电压、功率密度低的重要原因。MFC的运行对沼液中的有机物、氮、磷等物质具有一定的降解能力,24 h内去除率分别达到20.73%、67.82%、72.56%。因此,MFC作为产生电能的新方法,在联合处理沼液等有机废水节能减排方面具有广阔前景。; 曹琳雍晓雨周俊王舒雅雍阳春孙永明陈怡露郑涛; 关键词：微生物燃料电池沼液生物膜产电降解废物处理

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国家重点基础研究发展计划(2013CB733502)

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机构

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