微生物菌剂对堆肥功能微生物重构的影响
发布时间：2021-08-02 17:53
堆肥产品不仅可以作为有机肥或土壤改良剂,还可以在包气带土层防护地下水污染的过程中起到微生物载体的作用.在堆肥中接种菌剂能够加速堆肥进程,促进堆肥材料的腐熟,但是也有研究认为接种剂与堆肥土著微生物的竞争会导致菌剂无法发挥作用.为了阐明菌剂与土著微生物之间的相互作用,采用宏蛋白质组学方法,分析餐厨垃圾堆肥接菌组（木质纤维素混合菌剂）和对照组（未接菌）中功能微生物群落和碳水化合物代谢途径的变化.结果表明:接菌组中假单胞菌目（Pseudomonadales）和散囊菌纲（Eurotiomycetes）菌群的相对丰度比对照组分别提高了12.5%和22.0%,成为优势细菌和真菌,二者在碳水化合物代谢活性上也成为优势菌群.菌剂主要是由芽孢杆菌目（Bacillales）和散囊菌纲的曲霉（Aspergillus）组成,曲霉因具有堆肥系统所需的木质纤维素分解能力而成为优势真菌,而菌剂中的芽孢杆菌虽然数量较多,但是缺乏堆肥系统所需的功能而无法成为优势细菌.餐厨垃圾中易降解物质分解过程中产生的有机酸会导致酸性环境,对照组中能够适应酸性环境的芽孢杆菌目和酵母菌纲（Saccharomycetes）是优势群落,添加菌...
【文章来源】：环境科学研究. 2020,33(09)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
试验反应器示意
将制备的总蛋白用适量的SDS-PAGE上样缓冲液溶解，100℃下煮沸20 min，离心后取5μL上清进行SDS-PAGE (Mini-PROTEAN Tetra system,Bio-Rad，德国)分析(4%浓缩胶，10%分离胶)，之后用2.5%的考马斯亮蓝R250染色观察(见图2)．将泳道分为12段切下，委托北京华大蛋白质研发中心有限公司进行测试，胰蛋白酶消化后，肽段通过nano-LC(Ultimate 3 000,Dionex公司)分离．Trap柱为Acclaim Pe Pmap 100,75μm×2 cm,Trap接头为nanoviper,C18,3μm,100A (Thermo scientific公司);分析柱为自制喷针一体柱，填料为Venusil×BPC,C18(L),3.0μm,150 mm×0.075 mm (Agela Technologies公司)，MS?MS (Q Exactive,Thermo Scientific公司)．1.7 蛋白质鉴定
餐厨垃圾堆肥系统所需要的功能除了分解木质纤维素以提供碳源以外，还有促进小分子有机酸的转化以维持堆体酸碱平衡的功能．对照组中，由于酵母菌(Saccharomycetes纲)能够在酸性条件下生长，可能起到调节酸性环境、促进嗜热菌生长的作用[33]，因此成为了优势菌群．添加菌剂后，假单胞菌(Pseudomonadales目)、肠杆菌(Enterobacteriales目)、放线菌(Actinobacteria纲)、散囊菌(Eurotiomycetes纲)的碳水化合物代谢活性增强，尤其是乙酸、丙酸和丁酸的转化增强．虽然肠杆菌和放线菌的相对丰度没有发生明显变化，但是由于假单胞菌和散囊菌在小分子有机酸和木质纤维素代谢中具有重要作用，取代了土著的酵母菌和芽孢杆菌(Bacilli纲)，在相对丰度和功能上都成为了优势菌群．宏蛋白质组学方法受数据库分析的影响很大，数据库的选择影响了分析的广度、深度以及结果的稳定性．目前国际上的蛋白质数据库较多，但是缺乏专门的堆肥微生物蛋白质数据库，因此该研究选择了信息覆盖较广的NCBI数据库进行蛋白质的功能注释．笔者相信，随着堆肥相关数据库的建立，宏蛋白质组学方法能够提供一个更加深入的视角来了解堆肥过程的分子细节，探究堆肥微生物功能演替规律．
【参考文献】：
期刊论文
[1]堆肥物以及堆肥物与铁屑联用原位修复硝酸盐污染地下水研究[J]. 李爽,詹琪,任建新,马会强. 生态与农村环境学报. 2018(03)
[2]促腐菌剂在农业有机废弃物腐解中的应用研究进展[J]. 赵斌,方正,柯晓静. 河南农业科学. 2014(01)
[3]元蛋白质组学在微生物功能研究中的应用[J]. 胡小丽,王加启,赵圣国. 生命科学. 2012(01)
[4]堆肥作为微生物菌剂载体的研究[J]. 张志红,李华兴,冯宏,赵兰凤,李敏清,胡伟. 农业环境科学学报. 2010(07)
[5]木材白腐菌分解木质素的酶系统-锰过氧化物酶、漆酶和木质素过氧化物酶催化分解木质素的机制[J]. 池玉杰,伊洪伟. 菌物学报. 2007(01)
本文编号：3318014
【文章来源】：环境科学研究. 2020,33(09)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
试验反应器示意
将制备的总蛋白用适量的SDS-PAGE上样缓冲液溶解，100℃下煮沸20 min，离心后取5μL上清进行SDS-PAGE (Mini-PROTEAN Tetra system,Bio-Rad，德国)分析(4%浓缩胶，10%分离胶)，之后用2.5%的考马斯亮蓝R250染色观察(见图2)．将泳道分为12段切下，委托北京华大蛋白质研发中心有限公司进行测试，胰蛋白酶消化后，肽段通过nano-LC(Ultimate 3 000,Dionex公司)分离．Trap柱为Acclaim Pe Pmap 100,75μm×2 cm,Trap接头为nanoviper,C18,3μm,100A (Thermo scientific公司);分析柱为自制喷针一体柱，填料为Venusil×BPC,C18(L),3.0μm,150 mm×0.075 mm (Agela Technologies公司)，MS?MS (Q Exactive,Thermo Scientific公司)．1.7 蛋白质鉴定
餐厨垃圾堆肥系统所需要的功能除了分解木质纤维素以提供碳源以外，还有促进小分子有机酸的转化以维持堆体酸碱平衡的功能．对照组中，由于酵母菌(Saccharomycetes纲)能够在酸性条件下生长，可能起到调节酸性环境、促进嗜热菌生长的作用[33]，因此成为了优势菌群．添加菌剂后，假单胞菌(Pseudomonadales目)、肠杆菌(Enterobacteriales目)、放线菌(Actinobacteria纲)、散囊菌(Eurotiomycetes纲)的碳水化合物代谢活性增强，尤其是乙酸、丙酸和丁酸的转化增强．虽然肠杆菌和放线菌的相对丰度没有发生明显变化，但是由于假单胞菌和散囊菌在小分子有机酸和木质纤维素代谢中具有重要作用，取代了土著的酵母菌和芽孢杆菌(Bacilli纲)，在相对丰度和功能上都成为了优势菌群．宏蛋白质组学方法受数据库分析的影响很大，数据库的选择影响了分析的广度、深度以及结果的稳定性．目前国际上的蛋白质数据库较多，但是缺乏专门的堆肥微生物蛋白质数据库，因此该研究选择了信息覆盖较广的NCBI数据库进行蛋白质的功能注释．笔者相信，随着堆肥相关数据库的建立，宏蛋白质组学方法能够提供一个更加深入的视角来了解堆肥过程的分子细节，探究堆肥微生物功能演替规律．
【参考文献】：
期刊论文
[1]堆肥物以及堆肥物与铁屑联用原位修复硝酸盐污染地下水研究[J]. 李爽,詹琪,任建新,马会强. 生态与农村环境学报. 2018(03)
[2]促腐菌剂在农业有机废弃物腐解中的应用研究进展[J]. 赵斌,方正,柯晓静. 河南农业科学. 2014(01)
[3]元蛋白质组学在微生物功能研究中的应用[J]. 胡小丽,王加启,赵圣国. 生命科学. 2012(01)
[4]堆肥作为微生物菌剂载体的研究[J]. 张志红,李华兴,冯宏,赵兰凤,李敏清,胡伟. 农业环境科学学报. 2010(07)
[5]木材白腐菌分解木质素的酶系统-锰过氧化物酶、漆酶和木质素过氧化物酶催化分解木质素的机制[J]. 池玉杰,伊洪伟. 菌物学报. 2007(01)
本文编号：3318014
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