最(zui)近，派森(sen)諾生(sheng)(sheng)(sheng)物分別與(yu)華南(nan)農業大(da)(da)學(xue)、中(zhong)國農業大(da)(da)學(xue)、東南(nan)大(da)(da)學(xue)、上海(hai)交通(tong)大(da)(da)學(xue)、東華大(da)(da)學(xue)合作，在《Bioresource Technology》（最(zui)新影(ying)響因子：5.651）連(lian)發(fa)五(wu)篇文(wen)章，解(jie)析生(sheng)(sheng)(sheng)物反(fan)應器和(he)人工(gong)濕地污泥等微生(sheng)(sheng)(sheng)態體系中(zhong)，微生(sheng)(sheng)(sheng)物群落的結構(gou)變化(hua)規律。

文章1：時間和深度影響好氧堆肥的真菌多樣性

研究背景：

家禽和牲畜糞便，含(han)有氮(dan)、磷、鉀等營養元素，可通(tong)過好氧(yang)堆肥實現有機(ji)(ji)廢(fei)物(wu)等資源的(de)有效(xiao)利(li)用。好氧(yang)堆肥（Aerobic composting）是在(zai)合適的(de)水分、通(tong)氣(qi)條(tiao)件下微生(sheng)物(wu)通(tong)過自身的(de)代(dai)謝活動，降解有機(ji)(ji)物(wu)，使有機(ji)(ji)物(wu)變成穩定腐殖質的(de)過程。

真菌能分泌(mi)纖維素(su)酶等(deng)多(duo)種胞外酶，耐受堆(dui)肥(fei)過程中(zhong)的高溫，因此，在好氧堆(dui)肥(fei)過程中(zhong)起著重(zhong)要作用。環(huan)境條件、原材料性能和(he)工藝參數都會(hui)影(ying)響微生(sheng)物分布、活性和(he)數量變化。

研究目的：

探究(jiu)真菌(jun)群落在靜(jing)態有氧(yang)堆(dui)肥過程中隨時(shi)間和深度的變化規(gui)律(lv)。

研究方法：

測(ce)序技術(shu)：Illumina MiSeq高通量測(ce)序平臺

測序(xu)模式：微生物組真(zhen)菌ITS1區測序(xu)

實驗對象：靜態有氧(yang)堆肥樣本(ben)

樣本數量：63

實驗設計：

調節(jie)堆肥物料（蘑菇殘(can)余物和(he)雞糞(fen)按1：1混勻(yun)）濕度(du)為約50%，靜態好氧堆肥21 d，在不同深(shen)度(du)[20 cm（D1）、40 cm（D2）、60 cm（D3）]和(he)不同時間(jian)[1 d（T1）、3 d（T2）、5 d（T3）、7 d（T4）、10 d（T5）、14 d（T6）、21 d（T7）]取樣，每樣本三個重復，用于后續測序分析。

研究結果：

對(dui)不(bu)同時間(jian)和階段的(de)堆肥樣品進(jin)行高通量測(ce)序，結果(guo)如下：

分類等級樹圖

堆(dui)肥四個階段微(wei)生物多(duo)樣性指數(shu)

Cytoscape 網(wang)絡可視化：四個(ge)階段優勢微生物分布及相對豐度

隨著(zhu)堆肥(fei)(fei)進(jin)程，真菌群(qun)落(luo)分(fen)為(wei)(wei)四(si)個階段(duan)。早期堆肥(fei)(fei)階段(duan)（Type I）主(zhu)要為(wei)(wei)Saccharomycetales sp.；中期堆肥(fei)(fei)階段(duan)的真菌群(qun)落(luo)包括Type II型和III型，主(zhu)要為(wei)(wei)Sordariales sp.，Acremonium alcalophilum，Saccharomycetales sp.和Scedosporium minutisporum；后期堆肥(fei)(fei)階段(duan)（Type IV），主(zhu)要為(wei)(wei)Scedosporium minutisporum，且(qie)極易(yi)受深度影響(xiang)。

總結：

本研究揭示了有氧堆肥(fei)過(guo)程真(zhen)菌群(qun)落的(de)時(shi)間(jian)(jian)和空間(jian)(jian)變化(hua)。隨著(zhu)堆肥(fei)進程，真(zhen)菌群(qun)落分(fen)為四(si)個(ge)階(jie)段(duan)；且在靜態有氧堆肥(fei)過(guo)程中，時(shi)間(jian)(jian)和深度都(dou)是影響真(zhen)菌分(fen)布(bu)和變化(hua)的(de)因(yin)素。

文章索引：

Gu W, Lu Y, Tan Z, et al. Fungi diversity from different depths and times in chicken manure waste static aerobic composting[J]. Bioresource Technology, 2017, 239:447.doi: 10.1016/j.biortech.2017.04.047

原文鏈接：

文章2：糖蜜作為發酵底物對兩級固定化反應器微生物群落的影響

研究背景：

糖蜜是(shi)用(yong)甘蔗(zhe)或甜菜制糖過程中的產(chan)生(sheng)的一(yi)種副產(chan)品(pin)。生(sheng)產(chan)4噸(dun)糖就會產(chan)生(sheng)1噸(dun)糖蜜，1噸(dun)糖蜜發(fa)酵(jiao)可(ke)產(chan)生(sheng)0.2噸(dun)乙醇。但是(shi)糖蜜發(fa)酵(jiao)會產(chan)生(sheng)大(da)量的高鹽、高氨(an)的廢水，對環境危害極大(da)，且(qie)限制了沼氣的生(sheng)成。

厭氧發(fa)酵是處理糖蜜的(de)有(you)效途徑，在厭氧條件下通過微生物(wu)的(de)代謝(xie)活動而(er)被穩定化，同時伴有(you)甲烷和CO2產(chan)生。有(you)研究(jiu)表明，兩級固定床反(fan)應器(qi)處理糖蜜效率高，能促進COD的(de)去(qu)除，并能負(fu)荷高濃度的(de)有(you)機物(wu)，更適于工業應用。因(yin)此，研究(jiu)糖蜜對(dui)反(fan)應器(qi)性能以及對(dui)兩個階段微生物(wu)群落的(de)影響，具有(you)實際意義(yi)。

研究目的：

（1）探究不(bu)同濃度的(de)有機(ji)負(fu)荷對反應器和微生物(wu)群落的(de)影響；

（2）探究糖蜜作為甲烷生產(chan)原料的潛力(li)。

研究方法：

測序技術：Roche 454 GSFLX Titanium高通量測序平臺(tai)

測(ce)序模式：微生(sheng)物組細菌16S rRNA基因(yin)測(ce)序

實驗對象：反應器顆粒活性污(wu)泥(ni)

樣本數量：2

實驗設計：

反應(ying)器(qi)運行溫度(du)恒定(ding)35℃，糖蜜作為微(wei)生物生長的唯(wei)一碳源(yuan)。初(chu)始階段(duan)持續約(yue)30天(tian)，逐漸增(zeng)加有機負(fu)荷直至(zhi)甲烷產(chan)生量穩(wen)定(ding)；接著啟動第(di)二(er)階段(duan)，第(di)一階段(duan)（R1）排出的廢水(shui)作為第(di)二(er)階段(duan)（R2）的原(yuan)料(liao)，水(shui)力停留時間(jian)3d，COD每22-29 d增(zeng)加10000 mg/L，直至(zhi)反應(ying)器(qi)再次(ci)運行穩(wen)定(ding)。取運行154 d的反應(ying)器(qi)顆粒活性(xing)污泥(ni)用于(yu)測序，顆粒活性(xing)污泥(ni)樣本取自反應(ying)器(qi)底部(bu)污泥(ni)和活性(xing)炭纖(xian)維。

研究結果：

對運行(xing)154 d的(de)反應器顆粒活性(xing)污泥進行(xing)高通量測序，結果如下：

門水平菌群組成

科水平菌群組成

由門和科水(shui)平(ping)的物種組(zu)成可(ke)知，第一階段（FSR）Anaerolineaceae等相對(dui)豐度較(jiao)高，能(neng)夠消化碳水(shui)化合(he)物，第二階段（SSR）Synergistaceae等相對(dui)豐度較(jiao)高，能(neng)夠消化VFAs和難分解化合(he)物，且(qie)降解產物供產甲(jia)烷菌利用。

總結：

采(cai)用固定(ding)床(chuang)反應(ying)器處(chu)理(li)糖蜜，隨著有機(ji)(ji)負荷（OLR）的(de)(de)提高，兩級系統顯示(shi)出(chu)更優越(yue)的(de)(de)性能（如有機(ji)(ji)質和(he)(he)COD的(de)(de)去(qu)除，沼氣的(de)(de)產生）；結合(he)高通(tong)量(liang)測(ce)序分析和(he)(he)qPCR分析，揭(jie)示(shi)了(le)反應(ying)器不同階段(duan)微生物種群結構和(he)(he)數(shu)量(liang)的(de)(de)動態變化及生化降解(jie)特征(zheng)。

文章索引：

Meng X, Yuan X, Ren J, et al. Methane production and characteristics of the microbialcommunity in a two-stage fixed-bed anaerobic reactor using molasses.[J]. BioresourceTechnology, 2017, 241.doi: 10.1016/j.biortech.2017.05.181

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文章3：銀顆粒影響垂直流人工濕地的養分去除和菌群組成

研究背景：

銀納(na)米粒子（AgNPs）作為最常見的(de)工(gong)程納(na)米材料廣泛用(yong)于日用(yong)品行(xing)業，如高性能服裝(zhuang)、食品包(bao)裝(zhuang)等，但隨著(zhu)使用(yong)量的(de)增加(jia)，AgNPs通過(guo)污(wu)(wu)(wu)水排放和(he)地表徑流釋放到環(huan)境(jing)中，造成(cheng)嚴重的(de)環(huan)境(jing)污(wu)(wu)(wu)染(ran)。人工(gong)濕(shi)地（CWs）作為一(yi)種(zhong)傳統(tong)的(de)污(wu)(wu)(wu)水處理生(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)，也面臨著(zhu)納(na)米顆粒的(de)污(wu)(wu)(wu)染(ran)；有(you)研(yan)究(jiu)表明，AgNPs可以抑制植物和(he)微生(sheng)(sheng)物的(de)活動，進而對CWs產生(sheng)(sheng)負面影響。因此，研(yan)究(jiu)不同環(huan)境(jing)和(he)生(sheng)(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)中AgNPs的(de)命運和(he)行(xing)為，不僅(jin)有(you)助于完(wan)善風險評(ping)估(gu)，也能為評(ping)估(gu)AgNPs對人工(gong)濕(shi)地的(de)影響提供參(can)考(kao)。

研究目的：

（1）評(ping)價不同(tong)濃度的AgNPs對人工濕地COD、N、P去(qu)除的長期(qi)影響；

（2）在長(chang)期接觸AgNPs后(hou)，揭示CWs微生(sheng)物(wu)群落結構的(de)變化；

（3）探索AgNPs在人工濕(shi)地系統的命運(yun)和行(xing)為。

研究方法：

測序技術：Illumina MiSeq高通量測序平臺

測(ce)序(xu)模式：微生物組細菌16S rRNA基因V4區測(ce)序(xu)

實驗對象(xiang)：人工(gong)濕地土壤(rang)樣本

樣本數量：6

實驗設計：

待人(ren)工濕地培養(yang)26 d，穩定運(yun)行(xing)后，分別向三個人(ren)工濕地CW1、CW2和CW3添加(jia)銀納米粒子（AgNPs）濃(nong)度0、50和200 μg/L，繼續(xu)運(yun)行(xing)，取2016年7月2日的(de)土壤樣本(ben)用于測序(xu)反應，樣本(ben)采集自(zi)下層土壤表(biao)(biao)層（0-5 cm）和上層土壤表(biao)(biao)層（15-20 cm）。

研究結果：

對運行穩定(ding)的人(ren)工濕地土壤(rang)樣本進行高通量測序(xu)，結果如(ru)下(xia)：

上層土(tu)壤菌群分類組成

下層土壤菌(jun)群分類(lei)組成(cheng)

高通(tong)量測序(xu)結果表明，在不同(tong)的(de)AgNPs濃度下，微生物群落變化明顯，其(qi)中變形菌門(men)、酸桿(gan)菌門(men)、擬桿(gan)菌門(men)為優勢菌。

總結：

與對(dui)照組（無AgNPs）相(xiang)比，添加銀納米粒(li)子（AgNPs）不影響COD去除，但會顯著影響TN、NH4 +-N、TP去除，其(qi)影響與AgNPs濃(nong)度(du)呈正相(xiang)關。此外，AgNPs能(neng)有效地從廢(fei)水(shui)中去除，并富集在土壤層和植物組織中。高(gao)通(tong)量測序(xu)結(jie)果(guo)表明，在不同的AgNPs濃(nong)度(du)下，微(wei)生物群落變化明顯，其(qi)中變形菌門、酸(suan)桿菌門、擬桿菌門為優(you)勢菌。這些結(jie)果(guo)為評估AgNPs的生態效應提(ti)供了參(can)考(kao)。

文章索引：

Huang J, Cao C, Yan C, et al. Impacts of silver nanoparticles on the nutrient removal and functional bacterial community in vertical subsurface flow constructed wetlands[J]. Bioresource Technology, 2017.doi: 10.1016/j.biortech.2017.07.178

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文章4：改良浮式濕地去除二次廢水中氮

研究背景：

改(gai)(gai)良型浮(fu)式濕地（Enhanced floating treatment wetlands，EFTWs）：通(tong)過生(sheng)物(wu)(wu)載(zai)體(ti)(ti)和(he)挺水(shui)(shui)(shui)植物(wu)(wu)吸附凈水(shui)(shui)(shui)微生(sheng)物(wu)(wu)，能有(you)效降低廢(fei)水(shui)(shui)(shui)中氮(dan)、磷(lin)等營養元素。浮(fu)式濕地在水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)污染凈化(hua)、生(sheng)境改(gai)(gai)善和(he)生(sheng)態修(xiu)復中具有(you)多種功能和(he)作用(yong)。二(er)次廢(fei)水(shui)(shui)(shui)由于缺乏生(sheng)物(wu)(wu)可(ke)降解有(you)機碳，不滿足完全反硝化(hua)的需(xu)求。因此，在處理二(er)次廢(fei)水(shui)(shui)(shui)時，需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)外源電子供(gong)體(ti)(ti)。

研究目的：

（1）比(bi)較AEFTW、HEFTW和(he)EFTW的除氮性能；

（2）評(ping)估EFTWsN2O排(pai)放(fang)量(liang)，探索不同電(dian)子(zi)供體對N2O排(pai)放(fang)的影(ying)響(xiang)；

（3）研究AEFTW、HEFTW和(he)EFTW的微生(sheng)物(wu)群落(luo)結構和(he)生(sheng)物(wu)脫氮機理(li)。

研究方法：

測序技術(shu)：Illumina Hiseq 2000高(gao)通量測序平(ping)臺

測序(xu)模式(shi)：微生物組(zu)細菌16S rRNA基因V3區測序(xu)

實驗對象：改良(liang)型浮式(shi)濕地的污(wu)泥樣本

樣本數量：6

實驗設計：

樣(yang)本E1和(he)E2、A1和(he)A2、H1和(he)H2分別取(qu)自EFTW、AEFTW、HEFTW運行第75天(tian)和(he)第330天(tian)的污(wu)泥。

浮式(shi)濕地（EFTW）：對(dui)照組，不添加(jia)電子(zi)供體

自(zi)養(yang)浮式濕地(di)（AEFTW）：添加硫(liu)代(dai)硫(liu)酸鹽作為電子(zi)供體

異養浮式濕地(di)（HEFTW）：添加醋酸鹽作(zuo)為電子供體

改良型浮式濕(shi)地（EFTWs）

研究結果：

對不同濕(shi)地的污泥樣本進(jin)行(xing)高通(tong)量測序，結(jie)果(guo)如下：

三種濕地菌(jun)群(qun)組(zu)成分析

RDA分析

高通量測序(xu)結(jie)果顯示(shi)，電子(zi)(zi)供(gong)體(ti)(ti)誘(you)導微生物(wu)結(jie)構的明顯轉變，Dechloromonas、硫(liu)桿(gan)菌(jun)(jun)、硝化螺菌(jun)(jun)屬(shu)分別(bie)成為(wei)HEFTW，AEFTW和EFTW樣品(pin)中(zhong)最優勢的菌(jun)(jun)。結(jie)合(he)RDA分析，揭示(shi)了電子(zi)(zi)供(gong)體(ti)(ti)以(yi)及其(qi)他環境因子(zi)(zi)與(yu)菌(jun)(jun)群(qun)組成之間的相關性。

總結：

研究了(le)三(san)種(zhong)新型濕地(di)系統：自(zi)養浮(fu)式(shi)濕地(di)（AEFTW），異養浮(fu)式(shi)濕地(di)（HEFTW），浮(fu)式(shi)濕地(di)（EFTW）去除二次污水中氮的(de)能(neng)力AEFTW和HEFTW具有(you)良(liang)好的(de)脫氮性能(neng)；AEFTW硝化(hua)和反(fan)硝化(hua)作用更強；加入(ru)電(dian)子供(gong)(gong)體減(jian)少了(le)N2O的(de)排放(fang)，夏季(ji)和秋季(ji)效(xiao)果(guo)尤為明顯。結(jie)合高通量測序結(jie)果(guo)，揭(jie)示(shi)了(le)電(dian)子供(gong)(gong)體對(dui)微生(sheng)物(wu)種(zhong)群結(jie)構的(de)影響以(yi)及環境因(yin)子與菌群組成之(zhi)間的(de)相關性。

原文索引：

Gao L, Zhou W, Huang J, et al. Nitrogen removal by the enhanced floating treatment wetlands from the secondary effluent[J]. Bioresource Technology, 2017, 234:243-252.doi: 10.1016/j.biortech.2017.03.036

原文鏈接：

文章5：生物膜電極與人工濕地相結合高效去除無機氮

研究背景：

人(ren)工濕地(di)（CW）具有上層有氧(yang)和下層缺氧(yang)的特(te)點，可(ke)以同時發生硝化(hua)(hua)和反硝化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。但(dan)是(shi)反硝化(hua)(hua)作用受到(dao)有機碳源缺乏的限(xian)制(zhi)，且硝化(hua)(hua)和反硝化(hua)(hua)細菌極易(yi)受環境因子影(ying)響。

生物膜(mo)電極反(fan)應器（BER）的反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)脫氮技術(shu)是將電化(hua)(hua)學法與生物膜(mo)法相(xiang)結合新興水(shui)處(chu)理(li)技術(shu)。通過微電場作用(yong)將微生物固(gu)定在陰極表(biao)面，利用(yong)陰極電場微電解水(shui)釋放出游離氫為反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)菌提(ti)供電子(zi)受體，達到反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)效果，具有不需外(wai)加(jia)有機(ji)碳源、處(chu)理(li)費用(yong)低(di)廉等優(you)點。

將CW和BER組(zu)合(he)處理(li)廢(fei)水具(ju)有揚長(chang)避短的(de)效果。到目前為止(zhi)，關(guan)于BER和CW組(zu)合(he)處理(li)廢(fei)水的(de)報道微(wei)(wei)乎其(qi)微(wei)(wei)，研究(jiu)它(ta)們結合(he)使(shi)用性能對指導工業應(ying)用具(ju)有一定(ding)的(de)實際意義(yi)。

研究目的：

（1）研究(jiu)C/Ns、TIN濃度(du)、電流強(qiang)度(du)和pH值對CW-BER除(chu)氮性(xing)能和微生(sheng)物群落(luo)的影響(xiang)；

（2）分析不同處理(li)條(tiao)件下CW和CW-BER的污染物去處效(xiao)率和群落(luo)組成差異(yi)。

研究方法：

測(ce)序技(ji)術：Illumina Miseq高通量測(ce)序平(ping)臺

測序模式：微生物組細(xi)菌16S rRNA基因V4-V5區測序

實驗對象：CW和(he)CW-BER陰(yin)極(ji)生(sheng)物膜(mo)和(he)與生(sheng)物膜(mo)同高度的石英砂(sha)樣本

樣本數量：2

實驗設計：

研究(jiu)不同(tong)C/N比（1:2、3:4、1:1、2:1），TIN濃度(du)（45、60、75、90 mg/L），電流強(qiang)度(du)（I，5、10、15、20 mA）和(he)(he)pH值(zhi)（6.5、7.0、7.5、8.0，用磷酸鹽緩(huan)沖液調節）對人工濕地性能的(de)影響(xiang)；待實驗結束(shu)后，取CW和(he)(he)CW-BER陰極生(sheng)(sheng)物膜(mo)和(he)(he)與生(sheng)(sheng)物膜(mo)同(tong)高度(du)的(de)石英砂樣(yang)本進(jin)行測(ce)序分析。

人(ren)工濕地和生物膜電(dian)極反應(ying)器組合使用示意圖

研究結果：

對CW和(he)CW-BER陰(yin)極生物膜和(he)與(yu)生物膜同高(gao)度的石英砂樣本進行高(gao)通量測序，結果如下：

CW和CW-BER的(de)菌群組成分(fen)布對比

由菌(jun)(jun)群(qun)組(zu)成(cheng)分析可知(zhi)，人工濕(shi)地與生物(wu)膜(mo)電(dian)極結合(he)反(fan)應器（CW-BER）提(ti)高了自養型反(fan)硝化菌(jun)(jun)（硫桿菌(jun)(jun)屬）的(de)相對豐(feng)度。

總結：

在人工(gong)濕地中，自養(yang)和異養(yang)菌的(de)分布依賴于(yu)反(fan)(fan)應器的(de)運行條件(jian)。人工(gong)濕地與生物膜(mo)電極結(jie)(jie)合反(fan)(fan)應器（CW-BER）提(ti)高(gao)了自養(yang)型反(fan)(fan)硝化菌（硫(liu)桿菌屬）的(de)相對(dui)豐(feng)度(du)(du)。研究(jiu)不(bu)同C/Ns、TIN濃度(du)(du)、電流(liu)強度(du)(du)和pH值對(dui)反(fan)(fan)應器的(de)影響，結(jie)(jie)果表(biao)明，微電場對(dui)硝酸(suan)鹽的(de)去(qu)除具有顯著(zhu)正效應，CW-BER能夠顯著(zhu)提(ti)高(gao)無(wu)機氮的(de)去(qu)處效率。

文章索引：

Wang J, Wang Y, Bai J, et al. High efficiency of inorganic nitrogen removal by integrating biofilm-electrode with constructed wetland: Autotrophic denitrifying bacteria analysis.[J]. Bioresource Technology, 2016, 227:7.doi: 10.1016/j.biortech.2016.12.046

原文鏈接：

以(yi)上(shang)五篇文章，通過高(gao)通量(liang)測序手段，對生(sheng)(sheng)物反應(ying)器(qi)和人工(gong)濕地(di)污泥等微(wei)生(sheng)(sheng)態(tai)體系(xi)進行了(le)定性定量(liang)分(fen)析(xi)，揭示(shi)了(le)不(bu)同(tong)時期的微(wei)生(sheng)(sheng)態(tai)體系(xi)中，微(wei)生(sheng)(sheng)物群落(luo)的動(dong)態(tai)分(fen)布(bu)規律，以(yi)及不(bu)同(tong)條件(jian)調控(kong)下的群落(luo)結構變化，為反應(ying)器(qi)等裝(zhuang)置在實際工(gong)程中的應(ying)用提供了(le)微(wei)生(sheng)(sheng)態(tai)學依據。