单元I微生物营养 - 营养素需求,微生物的营养群。通过细胞吸收营养 - 被动,促进的扩散,主动转运,群体易位和铁吸收。单元II不同的生长曲线不同阶段 - 生成时间。微生物生长的测量。 批次,连续和同步培养,数字生长,环境因素对生长的影响(温度,pH,溶质,水活动,氧气和压力)。 III单元碳水化合物代谢 - EMP,ED,五肽磷酸盐途径,TCA循环,有氧呼吸,氧化磷酸化,电子转运链(原核生物和真核),底物水平磷酸化。 厌氧呼吸。 解偶子和抑制剂。 单位IV厌氧呼吸,特别参考异化硝酸盐还原(反硝化;硝酸盐/硝酸盐和硝酸盐/氨/氨呼吸;发酵硝酸盐还原)。 发酵 - 酒精发酵和巴斯德效应;乳酸发酵(同型和异性途径),线性和分支发酵途径的概念单位V光合作用 - 细菌和蓝细菌,光合色素 - 氧合(cyanobacterial)和无氧和无氧,紫色,绿色,绿色细菌)照片。 氮代谢概述氮循环。 建议的读数微生物生长的测量。批次,连续和同步培养,数字生长,环境因素对生长的影响(温度,pH,溶质,水活动,氧气和压力)。III单元碳水化合物代谢 - EMP,ED,五肽磷酸盐途径,TCA循环,有氧呼吸,氧化磷酸化,电子转运链(原核生物和真核),底物水平磷酸化。厌氧呼吸。解偶子和抑制剂。单位IV厌氧呼吸,特别参考异化硝酸盐还原(反硝化;硝酸盐/硝酸盐和硝酸盐/氨/氨呼吸;发酵硝酸盐还原)。发酵 - 酒精发酵和巴斯德效应;乳酸发酵(同型和异性途径),线性和分支发酵途径的概念单位V光合作用 - 细菌和蓝细菌,光合色素 - 氧合(cyanobacterial)和无氧和无氧,紫色,绿色,绿色细菌)照片。氮代谢概述氮循环。建议的读数
水培系统结合了水产养殖和水培的原理。鱼通过新陈代谢释放废物,通过微生物的代谢活动,废物被转化为植物可利用的氮。水培系统中连接这三种生物的主要元素是水。水是鱼和微生物的生存环境,也是植物的喂养环境,所有这些都受到水质的影响。虽然水产养殖和水培技术对水质有特定的要求,以适应特定的鱼类或植物物种,但在水培系统中,必须制定一个适合鱼类、植物和微生物的折衷方案。这三种生物群体之间错综复杂的关系紧密共存,为彼此提供必要的营养。本报告总结了水培系统中最重要的水质参数。从该系统中每种生物的角度描述了有关 pH、溶解氧、水硬度、电导率、温度和氮循环等水质参数的信息。报告还根据此类系统中最常见的问题描述了水质监测和故障排除。本报告包含对水培系统感兴趣和开始水培系统的企业家和个人的一般信息。
珊瑚礁底栖生物主要由珊瑚和藻类栖息,它们经常直接竞争空间。大量研究表明,珊瑚伴生细菌与周围海水不同,并且至少部分是物种特异性的(即同一种珊瑚上有同一种细菌)。在这里,我们将这些微生物研究扩展到珊瑚礁中发现的四种主要藻类生态功能群:直立和包覆钙化藻、肉质藻和草皮藻,并将结果与在造礁珊瑚 Montastraea annularis 上发现的群落进行比较。使用 16S rDNA 标签焦磷酸测序发现,不同的藻类属含有特征性的细菌群落,这些群落通常比珊瑚上的细菌群落更加多样化。虽然大多数与珊瑚有关的细菌与已知的异养生物有关,主要消耗富含碳的珊瑚粘液,但与藻类有关的群落含有大量自养生物。大多数与藻类有关的自养细菌是蓝藻,可能对藻类的氮循环很重要。与藻类相关的光合真核生物也种类丰富,包括
氮对所有生物都必不可少。世界上近 98% 的氮存在于岩石、土壤和沉积物的化学结构中的固体地球中。其余的氮则通过大气、海洋、湖泊、溪流、植物和动物的动态循环进行流动。土壤和沉积物中的少量氮也会进入这个复杂的循环。分子氮 (N 2 ) 是一种无色无味的气体,占我们大气的 78%。每平方米地球表面有近 8 公吨的氮。分子氮是稳定的,将其转化为其他化合物需要相当大的能量。一道闪电就能提供足够的能量来完成这项工作,使空气中的一些氮和氧形成氮氧化物。植物的光合能和土壤微生物的化学能也可以将氮转化为其他化学形式。所有这些自然过程都发生在我们环境中的氮循环中。除了分子氮之外,微量的氮氧化物、硝酸蒸汽、气态氨、颗粒硝酸盐和铵化合物以及有机氮也在大气中循环。在美国,人类活动产生的氮贡献
摘要:为了解决氧化亚氮 (N2O) 排放量变化带来的不确定性,建模方法应运而生,成为研究两种排放过程(即硝化和反硝化)以及表征土壤、大气和作物之间相互关联动态的有效方法。本研究对广泛使用的在不同种植制度和管理措施下模拟氧化亚氮 (N2O) 的模型进行了全面概述。我们选择了基于过程的模型,优先考虑那些在近期发表的科学论文中已有完善算法记录或已发布源代码的模型。我们回顾并比较了用于模拟氧化亚氮 (N2O) 排放量的算法,并采用了统一的符号系统。选定的模型(APSIM、ARMOSA、CERES-EGC、CROPSYST、CoupModel、DAYCENT、DNDC、DSSAT、EPIC、SPACSYS 和 STICS)根据其硝化和反硝化过程建模方法进行分类,区分了对微生物库的隐式或显式考虑,并根据这些过程的主要环境驱动因素(土壤氮浓度、温度、湿度和酸度)的形式化进行分类。此外,还讨论了模型的设置和性能评估。通过对这些方法的评估,我们发现土壤化学-物理性质和气候条件是氮循环及其导致的气体排放的主要驱动因素。
抽象溶解的氧(O 2)对于海洋动物的存活至关重要。气候变化对未来的氧气分布的影响可以改变物种生物地理学,营养相互作用,生物多样性和生物地球化学。耦合模型比较项目阶段5模型预测了21世纪海洋O 2的趋势下降。在这里,我们表明,在2100年之后,在代表性浓度途径8.5和扩展浓度途径8.5的社区地球系统模型中,这种增加的低氧趋势在热带地区逆转。在200至1,000 m之间的热带中间水域中,该模型预测O 2的稳定下降和21世纪氧最小区(OMZ)的膨胀。到2150,趋势随着氧气浓度的增加而逆转,OMZ体积缩小到2300。一种新型的五箱模型方法与完整的地球系统模型的输出结合在一起,用于将生物和物理过程对热带氧趋势的贡献分开。热带O 2恢复主要是由于热带生物学出口的减少而引起的,再加上2200年后通风的适度增加。随时间不断发展的氧分布会影响海洋氮循环,并具有潜在的重要气候反馈。
塑料为微生物(质体)提供了新的利基市场。塑料废物的排放量不断增加,因此重要的是要了解塑料和相关效果的微生物生态学。在这里,我们介绍了塑料的全球细纹,分析了从淡水,海水和陆地生态系统收集的样品。与天然hab-itats相比,塑料组装具有明显更高的异质性和更确定性主导的组装的独特微生物群落。新的共存模式 - 在自然栖息地很少发现的微生物之间的宽松而脆弱的网络 - 在质体中很少发现。塑料微生物组通常具有代谢有机化合物的巨大潜力,这可以加速碳转换。在质体中涉及氮循环中涉及的微生物也发生了变化,尤其是在淡水质体中,在淡水质体中,大量的硝酸盐可能会增加一亚硝酸盐(水生毒物)和氧化二氮(温室气)的释放。富集苯,植物和人类病原体意味着塑料可能成为有害微生物的流动储层。我们的发现强调,如果塑料排放的轨迹没有逆转,那么扩展的塑料可能会带来关键的行星健康挑战。
微生物通过固定大气中的氮气和将有机氮矿化为可生物可利用的无机氮(DIN),从而为海洋贡献了生物学上的氮。尽管海洋沿海环境中植物和藻类的浓度很高,为微生物群落提供了充足的栖息地和可靠的资源,但微生物组在宿主微生物氮循环中的作用仍然很熟悉。我们通过将有机氮通过将有机氮转化为无机氮,这是否可以增加水柱的氨化,并改善了宿主获得氮资源的机会,这可以被宿主同化。将东北太平洋的公牛海带(Nereocystis luetkeana)与15 N标记的氨基酸示踪剂一起孵育时,海带组织中积聚了15 N,并且在海水中积累了15 NH 4,在海水中积累,在溶解有机氮的转化为氨基二氮含量。对两个内囊肿群的表面微生物的宏基因组分析表明,与两个位置之间的氨化相关的基因的相对性相似,尽管压力的海带种群具有较低的组织氮和稀疏的微生物组的弹药率更高。沿海大型植物上的微生物群落可能通过使铵可用的代谢来促进其宿主的硝基需求。
根瘤菌与土壤中的豆科植物相互作用,形成氮固定结节,其中根瘤菌和植物细胞共存。尽管有关于谷物中根茎相关的氮固定的新兴研究,但豆科植物相互作用的相互作用更加良好,通常是研究植物中根茎介导的氮固定的模型。根瘤菌在许多生态系统中在氮循环中起着至关重要的作用。但是,根瘤菌对土壤条件和理化特性的变化高度敏感(即水分,温度,盐度,pH和氧气可用性)。全球气候变化直接引起的这种变化挑战了自然和农业环境中根茎的适应能力。尽管有一些研究发现了赋予不同环境条件的根瘤菌基因,但根瘤菌胁迫耐受性的遗传基础仍然很少理解。在这篇综述中,我们强调了改善土壤中根瘤菌生存以增强其与植物的共生的重要性,从而可以提高作物产量并促进可持续的农业系统的建立。为了实现这一目标,我们总结了全球气候变化对根瘤菌共生的关键挑战,并整理了当前对胁迫耐受性相关基因和根茎中途径的知识。最后,我们提出了最新的基因工程方法,例如合成生物学,以提高根茎对改变Envi Ronmental条件的适应性。
大藻的生长取决于生物学上可用的氮,例如铵和硝酸盐,使氮是大藻类最常见的生长限制因素。然而,表面微生物在促进氮转化和改善氮利用中的作用尚不清楚。在这项研究中,从U. fasciata的表面分离出228种细菌菌株,高吞吐量测序揭示了不同氮浓度下表面细菌群落组成的显着转移。关键细菌家族(如杜鹃花科和黄酮科)被确定为氮循环必不可少的。网络分析表明,杜鹃花科和黄酮科是微生物相互作用的中心节点。一个合成微生物群落(Syncom2),包括四种菌株,显着增加了U. fasciata的生物量,氮和磷的获取,其可溶性糖,蛋白质和叶绿素A水平升高了23.9-49.2%。定量逆转录聚合酶链反应(RT-QPCR)分析表明,与未经处理的对照植物相比,Syncom2增强了与光合作用相关的关键基因的表达(RBCL,1.04倍),脂质生物合成(ACCD,11.21-折叠)和生长群量path(ACCD,11.21-倍)(wer)(螺旋)。这些发现表明,Syncom2通过改善营养的获取和激活与生长相关的基因来促进U. fasciata的生长。