环境微生物生态学理论与应用

《环境微生物生态学理论与应用》系统全面地阐述微生物生态学的基本原理、研究现状、微生物在地球化学循环中的作用；归纳环境微生物生态学的研究方法；解析活性污泥、饮用水管道、好氧反硝化脱氮微生物和景观水体微生物生态特征，并结合案例分析环境微生物生态学理论在高效菌群/菌株分离中的应用；介绍环境微生物生态学中针对高通量测序数据的多种高级统计分析方法和可视化技术。

序
前言
第1章 绪论 1
1.1 微生物生态学的研究范围 1
1.2 微生物生态学的发展 3
1.3 微生物生态学的意义 7
1.4 环境微生物生态学概述 8
1.5 土壤环境微生物生态学研究现状 9
1.6 淡水环境微生物生态学研究现状 10
1.7 大气环境微生物生态学研究现状 12
1.8 固体废弃物环境微生物生态学研究现状 13
1.9 微生物在地球化学循环中的作用 14
1.10 微生物与污染物的相互关系 17
思考题 18
参考文献 19
第2章 环境微生物生态学研究方法 25
2.1 微生物群落研究方法 25
2.2 微生物群落多样性分析方法 34
思考题 36
参考文献 36
第3章 活性污泥环境微生物生态 41
3.1 污水处理厂nirS型反硝化菌群结构与脱氮特性 41
3.1.1 研究对象及意义 41
3.1.2 实验材料 42
3.1.3 实验方法 43
3.1.4 结果与分析 45
3.2 基于13C稳定同位素标记诊断好氧反硝化细菌代谢通路 55
3.2.1 研究对象及意义 55
3.2.2 实验材料 56
3.2.3 实验方法 56
3.2.4 结果与分析 59
思考题 67
参考文献 67
第4章 饮用水管道环境微生物生态 71
4.1 饮用水管道微生物概述 71
4.1.1 饮用水中细菌增殖的危害 71
4.1.2 饮用水主要污染来源 73
4.1.3 我国地表水体环境质量标准 74
4.1.4 饮用水中的细菌标准 75
4.1.5 自来水中细菌数量检测方法 77
4.2 饮用水管道环境微生物研究路径 78
4.2.1 滞留与温度诱导室内饮用水管道细菌增殖 79
4.2.2 饮用水中庞大而复杂的微生物群落 80
4.2.3 管材及流速对饮用水中细菌增殖特征的影响 81
4.2.4 饮用水处理工艺对细菌增殖的影响 82
4.2.5 机会致病菌 82
4.3 主要研究方法 83
4.3.1 生物化学发光仪检测水中 ATP 83
4.3.2 碳源代谢指纹技术测定微生物活性 83
4.3.3 高通量测序技术 84
4.4 滞留饮用水管道细菌增殖季相演替 85
4.4.1 材料与方法 85
4.4.2 饮用水管道过夜滞留水体细菌再增长的季相演替 86
4.4.3 定量评估滞留前后水体生物稳定性的季相演替 87
4.4.4 微生物碳源代谢指纹技术表征细菌活性的季相变化 88
4.4.5 水体滞留前后细菌多样性分析 92
4.4.6 水体细菌群落结构组成分析 93
思考题 99
参考文献 100
第5章 好氧反硝化脱氮微生物生态 104
5.1 研究对象及意义 104
5.2 实验材料 106
5.3 实验方法 107
5.4 结果与分析 112
5.4.1 细菌生长曲线及TOC和氮去除率的测定 112
5.4.2 反硝化参数的优化 117
5.4.3 混合培养好氧反硝化细菌的组成和动力学 120
5.4.4 硝酸盐与TOC的共去除与相互作用 122
5.4.5 对实际污水的处理特性 123
思考题 125
参考文献 125
第6章 景观水体环境微生物生态 129
6.1 典型景观水体水质和 nirS型反硝化菌群结构 129
6.1.1 实验材料 130
6.1.2 实验方法 131
6.1.3 结果与讨论 132
6.2 城市内湖沉积物酶活性和微生物代谢特征 140
6.2.1 材料与方法 140
6.2.2 结果与分析 144
思考题 149
参考文献 150
第7章 测序数据的统计分析 153
7.1 分子生物学在环境微生物生态学中的应用 153
7.1.1 环境微生物的多样性分析 153
7.1.2 环境微生物的功能性质和基因表达分析 155
7.2 微生物组数据的扩增子和宏基因组分析 157
7.2.1 微生物组分析的高通量测序方法 158
7.2.2 扩增子测序和宏基因组测序流程 160
7.3 微生物组数据的统计分析和可视化 162
7.3.1 微生物组数据的统计分析 162
7.3.2 微生物组数据统计及可视化实例 172
思考题 196
参考文献 196