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          又一篇!天昊Accu16S細菌絕對定量測序項目文章登陸國際頂級環境工程雜志《Bioresource Technology》

          發稿時間:2021-08-09來源:天昊生物

          英文題目:Quantitative ecology associations between heterotrophic nitrification-aerobic denitrification, nitrogen-metabolism genes, and key bacteria in a tidal flow constructed wetland

          中文題目:潮汐流人工濕地異養硝化-好氧反硝化、氮代謝基因和關鍵細菌之間的數量生態學關聯

          期刊名:Bioresource Technology

          影響因子:9.644  (一區Top)

          發表時間:2021年6月23日



          人工濕地(CWs)是一種環境可持續系統,運行成本低,易于管理,用于城市地區、郊區住宅和公共建筑廢水的分散處理。然而,用礫石或沙子填充的地面或地下流動池具有微生物群落功能冗余和多樣性有限、脫氮性能低、不耐低溫和建設成本較高等問題。因此,開發出在低溫下提高分散式廢水處理系統中總氮去除效率的方法,就顯得尤為重要。
          本研究在中試規模的兩級潮汐流人工濕地(TFCW)中探索異養硝化-好氧反硝化的定量機制。采用填充頁巖陶粒(SC)和活性氧化鋁(AA),分別在第一階段和第二階段構建了兩階段中試規模的TFCW。具體目標是:1)研究在低溫下啟動和穩定階段典型循環中的氮變化;2)通過16S rRNA絕對定量高通量測序確定微生物組、功能菌屬和氮代謝基因的變化;3)鑒定SC-AA-TFCW中優勢屬和氮代謝基因之間的聯系;以及4)量化氮代謝基因對氮轉化的貢獻和關聯,并確定HN-AD過程的關鍵菌屬。在此基礎上,提出了HN-AD工藝的氮轉化機理和分散式污水處理的工程意義。

          結果發現,在啟動階段,AA-TFCW加速了NH4+-N的下降,轉化率達到6.68 mg NH4+-N/(L·h)。在穩定階段,SC-AA-TFCW耐低溫(< 13),實現了穩定的NH4+-NTN去除,流出物分別為6.36-8.13 mg/L9.43-14.7 mg/L(圖1)。



          隨后利用天昊生物Accu16STM細菌擴增子絕對定量測序技術,發現優勢菌屬為以Ferribacterium 鐵桿菌屬為核心的異養硝化和好氧反硝化(HN-AD)細菌,通過硝酸鹽同化和完全反硝化(NO3--NN2)同時去除NH4+-NNO3--N(圖2-4)。

          2SC-AA-TFCW中細菌群落結構(a)、多樣性(b)、優勢菌門相對豐度(c)和優勢菌門絕對豐度(d)


          3、在SC-AA-TFCW中鑒定的前50個菌屬的熱圖(a)、與氮轉化相關的功能基因(b)和氮代謝途徑(c)