目的:阐明牙周基础治疗对伴或不伴2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的牙周炎患者口腔微生态菌群动态变化的影响。方法:收集来自山东大学齐鲁医学院口腔医学院·口腔医院牙周科的14例单纯慢性牙周炎（chronic periodontitis，CP组）患者和14例伴T2DM的CP（CP-T2DM组）患者，采集所有患者基线、牙周基础治疗后1.5和3个月的唾液、舌背及4个象限第一磨牙近中颊侧的龈下菌斑样本，利用16S rRNA（V3-V4区）基因测序方法检测样本内微生物。对测序数据进行分析获得两组患者的微生物分布和群落结构信息。牙周基础治疗前后均由同一名牙周主治医师根据牙周检测指标对患者牙周状况进行评估，同时收集患者血液，并对其相关代谢指标进行评估。结果:牙周基础治疗后3个月CP-T2DM组糖化血红蛋白［（7.46±1.69）%］与基线［（7.65±1.34）%］相比差异无统计学意义（ t=0.52， P=0.610），治疗后3个月CP组及CP-T2DM组探诊深度［CP组：（2.94±0.46）mm，CP-T2DM组：（2.95±0.35）mm］及出血指数（CP组：1.91±0.42，CP-T2DM组：1.67±0.49）均较基线时的探诊深度［CP组：（3.99±0.77）mm，CP-T2DM组：（3.80±0.76）mm］（ F=25.61， P<0.001； F=17.63， P<0.001）和出血指数（CP组：3.03±0.52，CP-T2DM组：2.54±0.65）（ F=28.43， P<0.001； F=20.21， P<0.001）显著下降。菌群分析显示，基础治疗前后CP及CP-T2DM组内相同位点α及β多样性指数变化差异均无统计学意义（ P>0.05）。治疗前后CP及CP-T2DM组各位点微生物组成相似，但各位点菌群丰度发生改变，治疗后CP及CP-T2DM组唾液和舌背样本中变形菌门相对丰度与各自组内龈下菌斑变化趋势基本一致，在CP组龈下菌斑中变形菌门相对丰度随牙周基础治疗时间延长呈逐渐上升趋势，在CP-T2DM组龈下菌斑中，变形菌门相对丰度随牙周基础治疗时间的延长呈先上升后下降的趋势。CP及CP-T2DM组基线龈下菌斑中互养菌门、脱硫代硫酸盐弧菌科、甲烷短杆菌属、TG5菌属较基础治疗后3个月均呈现为特征优势菌（ P<0.05），此外螺旋体在CP-T2DM组基线呈现显著优势，CP-T2DM组治疗后1.5个月根瘤菌目、产碱杆菌科、丛毛单胞菌科、代尔夫特菌属、布劳特氏菌属等在龈下菌斑中呈现显著差异优势（ P<0.05），治疗后3个月时厚壁菌门、梭菌纲/目、肠球菌科、瘤胃球菌科等呈现显著差异优势（ P<0.05）。 结论:除龈下菌斑外，唾液和舌背菌斑可在一定程度上反映牙周基础治疗对口腔菌群微生物动态变化的影响；CP及CP-T2DM组患者在微生物组成及对治疗的反应上均存在差异。

蚂蚁筑巢能够通过改变土壤甲烷氧化/还原微生物及理化环境,调控森林土壤甲烷排放过程及季节动态.以西双版纳热带橡胶人工林群落为研究样地,采用静态箱-气相色谱法测定蚁巢和非巢土壤甲烷排放通量的季节变化,分析蚂蚁筑巢引起热带人工林土壤功能微生物、微生境及土壤养分改变对甲烷排放通量的影响规律.结果表明:1)与非巢地相比,蚂蚁筑巢显著降低了橡胶人工林土壤甲烷排放,年均通量减少59.9％.干季蚁巢土壤是甲烷汇(-1.770 μg·m-2·h-1),相较非巢地减少了 87.2％;湿季蚁巢土壤则为源(0.703 μg·m-2·h-1),其甲烷排放量增加了 152.7％.2)蚂蚁筑巢改变了土壤温湿度及碳氮养分含量.相较于非巢地,蚁巢土壤温度、湿度及碳氮组分含量年均增幅达4.9％～138.5％,其对甲烷排放通量的解释率分别为90.1％、97.3％、27.3％～90.0％.3)蚂蚁筑巢改变功能微生物多样性及群落结构.相较非巢地,蚁巢年均甲烷产生菌群落多样性指数(Ace、Chao1、Shannon和Simpson)变幅为-9.9％～61.2％,且高于甲烷氧化菌群落(-8.7％～31.1％),产甲烷菌和甲烷氧化菌优势属相对丰度变幅分别为46.8％和-6.3％.甲烷产生菌对排放通量的解释率(78.4％)高于氧化菌(54.5％),甲烷产生菌与甲烷氧化菌优势属对排放通量的解释率共为68.9％.4)结构方程表明,甲烷产生菌、氧化菌、土壤含水率为甲烷排放通量的主控因子,其对土壤甲烷排放的贡献率分别为95.6％、95.0％和91.2％,而土壤温度、碳氮组分的贡献(73.1％～87.7％)次之.因此,蚂蚁筑巢主要通过改变甲烷功能微生物多样性及土壤水分状况而影响甲烷排放季节动态.

目的 探究2型糖尿病(type 2 diabetes,T2DM)患者肠道菌群特征及血清代谢指标与健康人群之间的差异,分析血清代谢组学特征与肠道菌群特征之间的相关性.方法 纳入2021年6月至2022年12月新疆维吾尔自治区妇幼保健院就诊的100例初发T2DM患者作为DM组;同期招募100例健康志愿者作为对照组.收集两组对象粪便和血清标本,采用高通量测序技术对粪便标本进行16S rRNA测序,分析T2DM患者肠道菌群整体结构及多样性特征,比较两组间的显著差异物种,运用PICRUSt工具对肠道差异菌群进行基因功能通路预测.采用GC-MS技术对两组对象血清标本进行代谢谱测定,分析两组对象血清代谢物之间的差异;利用Mectaboanalyst软件分析血清差异代谢物涉及的代谢通路;将T2DM患者血清中的差异代谢物与高通量测序得到的肠道菌群代谢通路数据进行相关性分析.结果 肠道菌群α多样性方面,DM组Chao指数、Ace指数、Shannon指数低于对照组,Simpson指数高于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05);两组肠道菌群β多样性差异有统计学意义(P＜0.05).DM组患者肠道菌群中以肠球菌属(Enterococcus)、梭菌属(Clos-tridioides)、粪杆菌属(Faecalibacterium)、放线菌属(Actinomyces)、埃希菌属(Escherichia)、伊格尔兹菌属(Egger-thella)、安德克菌属(Adlercreutzia)占主要优势;对照组肠道菌群中以拟杆菌门(Bacteroidetes)、乳杆菌属(Lac-tobacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、副杆菌属(Parabacteroides)、普雷沃菌(Prevotella)、甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、二十碳孢梭菌属(Erysipelatoclostridium)占主要优势.代谢组学方面,DM组乳酸、亚油酸、棕榈酸、油酸水平高于对照组,L-丙氨酸、L-缬氨酸、络氨酸水平低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05);PICRUSt工具对肠道差异菌群进行基因功能通路预测显示,肠道差异菌属可获得3个代谢通路信息,分别是其他次级代谢产物的合成、脂质代谢、碳水化合物代谢;分析血清差异代谢物涉及的代谢通路显示,共有9条差异通路,以涉及脂质代谢通路为主;比较两种代谢通路显示,脂质代谢通路为肠道菌群和血清代谢物的共有代谢通路.结论 T2DM患者存在肠道菌群失调,肠球菌属、梭菌属、粪杆菌属含量增多,拟杆菌属、乳酸杆菌和双歧杆菌属含量减少;且T2DM患者和健康人群的代谢指标存在差异,肠道菌群可能通过影响脂质代谢来影响T2DM的进程.

[背景]湿地是重要的甲烷排放源,因为其中栖息着各种产甲烷古菌.已知未培养甲烷古菌Rice Cluster Ⅱ(RCⅡ)类群广泛分布于低温酸性和北方泥炭藓湿地、淡水湿地及草本沼泽等环境,但它们在低温盐碱湿地中的分布及代谢途径尚未知.[目的]分析扎龙盐碱湿地未培养甲烷古菌RCⅡ类群的多样性、推测产甲烷代谢途径及其潜在的盐碱适应机制.[方法]16S rRNA基因扩增子测序分析扎龙湿地土壤中甲烷古菌群组成;构建16S rRNA基因克隆文库分析扎龙湿地土壤RCⅡ的多样性;宏基因组分析推测 RCⅡ 古菌编码的产甲烷途径及与耐盐碱相关物质的合成基因.[结果]16S rRNA 基因高通量测序发现未培养甲烷古菌的 RCⅡ 类群占扎龙盐碱湿地总甲烷古菌的13.280%±0.019%;系统发育学分析表明该湿地的RCⅡ由 3 个分支组成;宏基因组分析组装了 2 个优势的未培养RCⅡ的基因组,均含完整的氢还原二氧化碳产甲烷途径的基因,并编码海藻糖的转运与合成基因.[结论]扎龙盐碱湿地土壤富含未培养 RCⅡ 甲烷古菌,推测它们通过氢还原二氧化碳产甲烷,利用细胞内高的海藻糖适应盐碱环境.

二氧化碳(CO2)资源化利用是近年来的一个研究热点,利用生物电化学系统还原CO2生产能源物质是一种新兴技术.在微生物电合成系统(MES)中利用混合微生物富集阴极功能微生物,评估阴极电势对其还原CO2产甲烷的影响.当阴极电势从-0.70 V降低到-0.90 V vs Ag/AgC1时,MES产甲烷的量和速率都在增加,最大的产甲烷量和速率分别达到了0.265 mol/m2和0.025 mmol/h.与此同时,MES的电流密度从0.002 A/m2增加到0.18 A/m2,阴极产甲烷的库伦效率在49％和90％之间.当阴极电势更负时,MES阴极几乎不产甲烷.扫描电镜分析(SEM)表明,有多种不同形态的微生物吸附在阴极碳毡上,它们的形态主要呈杆状和球状.16S rDNA测序分析表明Methanobacterium是MES阴极生物膜上优势的产甲烷菌.本研究表明,微生物电合成系统还原CO2产甲烷的阴极电势必须控制在适当的范围内,才能高效地还原CO2产甲烷.

[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159.33 μmol/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.

为了了解废弃物施加处理影响稻田甲烷排放通量的微生物学机制,对稻田分别进行炉渣、生物炭单一施加和混合施加处理,分析施加处理条件下早、晚稻拔节期稻田土壤的理化性质,并采用PCR-RFLP技术及克隆测序对稻田土壤中的产甲烷菌群落组成多样性及其结构进行分析.研究结果表明:早稻拔节期,混施处理显著提高土壤盐度和pH;晚稻拔节期,混施处理显著提高土壤盐度,炉渣和混施处理显著提高pH.香农-威纳指数(H')和辛普森指数(D)显示:炉渣、生物炭和混施处理提高了稻田土壤产甲烷菌的多样性.群落组成分析结果表明:稻田土壤产甲烷菌主要含有甲烷微菌目(Methanomicrobiales)、甲烷杆菌目(Methanobacteriales)、甲烷八叠球菌目(Methanosarcinales)、甲烷球菌目(Methanococcales)、甲烷胞菌目(Methanocellales)和Methanomassiliicoccales等6大类群,其中甲烷微菌目(Methanomicrobiales)为优势类群.从属水平的群落结构来看,与对照相比,3种施加处理均降低了早稻土壤Methanomassiliicoccus相对丰度;生物炭处理还降低了Methanosarcina相对丰度.初步认为Methanomassiliicoccus和Methanosarcina这2个菌属与CH4排放量减少密切相关.

在(38±0.5)℃的温度下,研究不同配料比对餐厨垃圾和市政污泥混合厌氧消化过程中系统参数及微生物群落多样性的影响,设定餐厨垃圾和市政污泥的挥发性固体的质量比为1:0、0:1、1:1、1:2和2:1,并采用高通量测序技术分析厌氧消化过程中微生物组成的多样性.结果表明:质量比为1:1的体系混合厌氧消化时,产甲烷效果最佳,单位质量的挥发性固体含量的产甲烷量可达到232.86 L/kg,挥发性固体含量的去除率达46.09％.各个混合比例体系中的优势物种为拟杆菌门(Bacteroidetes)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina).在餐厨垃圾中添加市政污泥混合厌氧消化能够提高微生物群落的多样性,促进菌种间的协同作用,进而提升产气效率.

[背景]煤地质产甲烷微生物菌群可以代谢煤基质产生甲烷,对于实现煤层气资源的再利用具有重要意义.[目的]检测产甲烷菌群在保藏过程中群落结构的动态变化以及在产气实验中甲烷气的生成情况,以验证保藏方法的可行性,同时为煤层气的微生物增产奠定基础.[方法]分别于不同温度条件下比较3种菌种保藏方法,即甘油/L-半胱氨酸法、富营养法和煤基-基础盐法.通过产气实验检测不同保藏条件下产甲烷菌群的活力.同时,采用454高通量测序技术测定16S rRNA基因序列,分析25℃条件下煤基-基础盐菌种保藏过程中微生物群落结构的变化.[结果]比较了9组菌种保藏方法,发现菌种最佳保藏条件为25℃的煤基-基础盐保藏.在该条件下保藏的产甲烷菌群活性最高,甲烷生成量最大.以无烟煤为碳源进行产气实验时甲烷生成量为12％-25％,而以褐煤为碳源时甲烷生成量可达24％-73％.在25℃的煤基-基础盐菌种保藏条件下,保藏初期细菌的主要优势菌为假单胞菌属(Pseudomonas),而古菌的主要优势菌为甲烷八叠球菌属(Methanosarcina).随着保藏时间的增加,细菌的群落结构变化显著,发酵细菌及产氢产乙酸细菌成为优势细菌,古菌的群落结构则相对稳定.[结论]菌种保藏的最佳条件为25℃的煤基-基础盐,保藏的产甲烷菌群能长期维持在较高的活性状态,具有较好的产甲烷能力.

尽管古菌在农田土壤生态系统物质、能量循环中的作用尚未系统揭示,但已有研究表明产甲烷古菌和氨氧化古菌等在甲烷排放、固氮等方面具有重要生态功能.本研究采用优化的变性梯度凝胶电泳(DGGE)与克隆、序列测定相结合的方法,基于古菌16S V4～V5 区分析我国水稻种植最常见的红壤地区稻田古菌在水稻生长不同时期的群落结构及多样性.在采集自江西省南昌地区的稻田土壤中,共检测到2个门、4个纲及5个目的古菌.作为主要优势类群,产甲烷菌纲(Methanomicrobia)丰度达49.15％;甲烷八迭球菌目(Methanosarcinales)丰度达39.45％.而氨氧化古菌属(Nitrosotalea)丰度也达6.07％.水稻分蘖期、灌浆期及成熟期稻田土壤古菌DGGE 电泳条带数量及序列高度相似,分蘖期、灌浆期香农多样性指数未检测到具有统计学意义的差异(p=0.534).成熟期香农多样性指数略高于分蘖期(p=0.017)和灌浆期(p=0.009),分析可能主要由土壤含水显著下降导致.红壤稻田的古菌群落结构在水稻生长期内能够基本保持稳定,是稻田古菌与人类耕作活动的长期共进化造成的.产甲烷菌中的优势类群——甲烷八迭球菌在水稻土壤中究竟是以消耗乙酸还是利用氢气/二氧化碳合成甲烷或两种代谢方式转换条件等方面研究,将有助于建立红壤水稻可持续耕作及红壤稻田酸化修复等的新方法.总之,稻田等农田生态系统中古菌的生态功能研究具有重要的理论意义和潜在应用价值,应予以高度重视.