2016, Vol. 37
2. 淮海工学院海洋学院, 连云港 222005;
3. 中国科学院北京生命科学研究院, 北京 100101
2. College of Marine Science, Huaihai Institute of Technology, Lianyungang 222005, China;
3. Beijing Institutes of Life Science, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China
在众多的污水处理方法中，百乐克(BIOLAK)与A2O(anaerobic/anoxic/oxic，厌氧/缺氧/好氧)是两种广泛应用的生物污水处理工艺[1, 2, 3, 4]. 其中，百乐克工艺是一种生物脱氮除磷的多级活性污泥处理工艺，经过多年的改进，形成利用土池结构、 浮在水面的移动式曝气链、 底部挂有微孔曝气头的具有一定特色的活性污泥处理系统，适合处理中小城镇居民生活污水，以及石化、 制药、 造纸、 纺织和食品等多种行业的工业废水[2]. A2O工艺是传统活性污泥工艺、 生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果[5]. 迄今为止，A2O与百乐克活性污泥的比较宏基因组学研究尚未见报道.
Sanger测序法诞生于20世纪70年代，是世界上最早被广泛应用的DNA自动化测序技术，同时也是完成人类基因组计划(Human Genome Project)的基础. 然而，由于该方法测序通量较低，研究人员一直在寻求通量更高、 价格更便宜、 速度更快、 自动化程度更高的DNA测序技术. 自2005年以来，以454技术(Roche)、 Solexa技术(Illumina)和SOLiD技术(ABI)为代表的新一代高通量测序技术相继诞生[6, 7, 8]. 高通量测序技术的快速发展，对相关研究领域带来革命性的影响[9, 10, 11, 12, 13, 14].
在微生物研究领域，99%以上的微生物都是目前未(难)被纯培养的，过去科学家对微生物世界的认识基本上都集中在不到1%的微生物上. Handelsman等人率先提出宏基因组(Metagenome)的概念，指出宏基因组是“特定生境中所有微生物遗传物质的总和”[15]. 本研究借助于不依赖扩增的宏基因组学研究原理，利用新一代高通量测序技术(Solexa)，系统比较A2O与百乐克活性污泥宏基因组中的生物群落与功能分类，对于探讨活性污泥的反应机制、 工艺改进和优化控制等具有一定的参考价值.
1 材料与方法 1.1 样本采集活性污泥样品分别采自于江苏省连云港市大浦污水处理厂(A2O工艺)和经济技术开发区污水处理厂(百乐克工艺)的好氧反应器(图 1). 近年来，两个污水处理厂均具有良好的污水处理性能. 大浦污水处理厂主要处理生活污水，采集活性污泥样本当月的进、 出水水质均值为：进水(COD=135.3 mg ·L-1，BOD5=50.35 mg ·L-1，SS=64.5 mg ·L-1，NH4+-N=32.9 mg ·L-1，TN=36.8 mg ·L-1，TP=4.14 mg ·L-1，pH=7.58)与出水(COD=32.1 mg ·L-1，BOD5=10.25 mg ·L-1，SS=17.7 mg ·L-1，NH4+-N=4.77 mg ·L-1，TN=6.8 mg ·L-1，TP=2.21 mg ·L-1，pH=6.9). 经济技术开发区污水处理厂的水质情况参见以前的报道[16]. 从两个处理厂中分别采集新鲜的污泥样品，置于冰桶中，立即运至实验室进行处理，13 000 r ·min-1离心15 min后，弃去上清液，将活性污泥储存于-80℃超低温冰箱中.
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来自于谷歌地图 图 1 采样地点示意 Fig. 1 Sampling location |
根据试剂盒说明书的要求，利用QIAamp DNA试剂盒(Qiagen)从百乐克与A2O工艺的活性污泥中提取宏基因组DNA. 随后，使用0.9%琼脂糖凝胶电泳(Bio-Rad)和Nano Drop分光光度计(Thermo)，对分离纯化后的DNA进行分析和检测. 将10 μg纯化后的基因组DNA构建末端配对文库. 根据Illumina公司提供的标准试验流程，准备好插入片段大小约为180 bp的DNA文库，然后使用HiSeq 2000高通量DNA测序平台(Illumina)进行测序，分别获得4.1 G(百乐克)和3.9 G(A2O)的活性污泥宏基因组数据(登录号：SRR2308827). 序列的初步分析和筛选依据以前研究中的方法[17, 18].
1.3 功能分类分析首先将GenBank非冗余(nr)数据库下载到本地服务器，进行格式化后，利用自编的脚本程序，将新完成的宏基因组序列与非冗余数据库，进行批量的BLAST序列比对，将序列比对结果加载到MEGAN 5[19]软件包中，进行数据分析，以统计各个生物类群的丰度. 对BLASTX比对结果进行数据分析. 利用MG-RAST宏基因组学研究平台(http://metagenomics.anl.gov/)[20],获得多个宏基因组数据集，用于比较分析不同活性污泥中的生物群落[21]. 同时利用MEGAN 5中SEED子系统对宏基因组数据进行基因功能注释分析[22]，与代谢相关的基因图谱是通过KEGG Mapper进行分析.
2 结果与讨论 2.1 门级的生物群落比较在百乐克和A2O活性污泥宏基因组中，分别检测到47和51个门类(图 2)，超过澳大利亚强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal，EBPR)、 美国强化生物除磷和Bibby活性污泥中所检测到的生物类群. 百乐克活性污泥中所发现的门类，均在A2O活性污泥中检测到. 但是，有4个门类仅在A2O活性污泥中出现，包括细菌门Aminicenantes、 初古菌门Korarchaeota及两个真核动物门：壶菌门Chytridiomycota(真菌)和轮虫动物门Rotifera(后生动物)； 这一现象可能是由于污水处理工艺的不同所造成的.
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图 2 百乐克和A2O活性污泥宏基因组中各门类的相对比例 Fig. 2 Relative proportions of each phylum in BIOLAK and A2O activated sludge |
Ignavibacteriae门(细菌)在A2O活性污泥宏基因组中的比例(2.044 0％)是百乐克活性污泥(0.637 6％)的3.2倍. 另外，还有3个细菌门类在A2O活性污泥宏基因组中的相对比例是百乐克活性污泥中的2倍以上，包括硝化螺旋菌门Nitrospirae(A2O：11.968 9％，百乐克：5.617 5％)、 迷踪菌门Elusimicrobia(A2O：0.012 9％，百乐克：0.004 5％)和Saccharibacteria门(A2O：0.164 7％，百乐克：0.077 9％). 其中，硝化螺旋菌门是污水处理厂中执行亚硝酸盐氧化功能的关键类群[23, 24, 25, 26, 27, 28]. 同时，9个门类在A2O活性污泥宏基因组中的相对含量，比在百乐克活性污泥中高10％，包括8个细菌门类(拟杆菌门Bacteroidetes、 绿弯菌门Chloroflexi、 螺旋体门Spirochaetes、 脱铁杆菌门Deferribacteres、 Cloacimonetes、 热袍菌门Thermotogae、 嗜热丝菌门Caldiserica和梭杆菌门Fusobacteria)和1个古菌门类(广古菌门Euryarchaeota).
芽单胞菌门Gemmatimonadetes在百乐克活性污泥宏基因组中的比例是2.467 3％，比其在A2O活性污泥中的比例(0.140 4％)高出17倍之多，这个类群包含好氧的聚磷菌[29]. 衣原体门Chlamydiae在百乐克活性污泥宏基因组中的比例是0.219 2％，比其在A2O活性污泥中的比例(0.036 0％)高出 6倍之多. 海绵杆菌门Poribacteria和扁形动物门Platyhelminthes在百乐克污泥中的比例，比其在A2O污泥中的比例高两倍以上. 另外，还有25个门类在百乐克污泥中的比例比在A2O污泥中的比例高10%以上，其中包括14个细菌门(浮霉菌门Planctomycetes、 放线菌门Actinobacteria、 酸杆菌门Acidobacteria、 疣微菌门Verrucomicrobia、 蓝菌门Cyanobacteria、 异常球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus、 互养菌门Synergistetes、 产水菌门Aquificae、 热脱硫杆菌门Thermodesulfobacteria、 产金菌门Chrysiogenetes、 网团菌门Dictyoglomi、 纤维杆菌门Fibrobacteres、 软壁菌门Tenericutes和Latescibacteria门)、 2个古细菌门(奇古菌门Thaumarchaeota和泉古菌门Crenarchaeota)和9个真核动物门(链形植物门Streptophyta、 子囊菌门Ascomycota、 节肢动物门Arthropoda、 绿藻门Chlorophyta、 担子菌门Basidiomycota、 顶复门Apicomplexa、 硅藻门Bacillariophyta、 线虫动物门Nematoda和褐藻门Phaeophyceae).
厌氧氨氧化过程(anaerobic ammonium oxidation，ANAMMOX)在全球氮循环中起着重要作用[30]. 细菌参与的这一过程在1999年得到揭示[31]，此发现为当时科学界的一大突破. 在这个生物过程中，厌氧氨氧化菌利用亚硝酸盐为电子受体，将氨氮氧化为氮气. 执行厌氧氨氧化过程的细菌属于浮霉菌门. 此门类在百乐克活性污泥中的比例为4.762 5％，比其在A2O活性污泥中的比例(2.983 5％)高 60%多(图 2)，由此可以推断，厌氧氨氧化过程在百乐克氮代谢中发挥着更重要的作用.
2.2 属级的生物类群比较在百乐克和A2O活性污泥中共检测到800多个属. 在两种污泥宏基因组中丰度较高的200个属中，有167个属仅在A2O活性污泥中检出，同时还有50个属仅在百乐克活性污泥中检出.
在两种活性污泥中，检测到24个优势属； 每一个属在至少一个活性污泥宏基因组中所占的比例超过1％(图 3). 其中，仅有纤维堆囊菌属Sorangium在这两种污泥中所占的比例是接近的(A2O：2.689 5％，百乐克：2.764 5％). 芽单胞菌属Gemmatimonas在百乐克污泥中的比例为5.550 2％，是其在A2O污泥中比例(0.274 7％)的20多倍. 芽单胞菌属是一类革兰氏阴性聚磷菌[32]. 硫杆菌属Thiobacillus在百乐克污泥宏基因组(1.762 4％)的比例比其在A2O污泥中的比例(0.096 8％)高出18倍之多. 硫杆菌属于嗜酸菌，是参与硫代谢的化能自养生物中的重要菌属[33, 34].
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图 3 百乐克和A2O宏基因组中优势属(在至少1个宏基因组中占比超过1％)的相对比例 Fig. 3 Relative proportions of the most abundant genera (each genus accounting for more than 1% in at least one of the metagenomes) in the BIOLAK and A2O metagenomes |
生丝微菌属Hyphomicrobium(A2O：0.670 0％，百乐克：2.372 3％)和玫瑰弯菌属Roseiflexus(A2O：0.352 1％，百乐克：1.158 0％)在百乐克污泥宏基因组中的比例比其在A2O中的比例高3倍多. 另外，有3个属在百乐克宏基因组中的比例比其在A2O中的比例高两倍多，包括固氮弧菌属Azoarcus(A2O：0.492 0％，百乐克：1.368 6％)，芽菌属Gemmata(A2O：0.498 7％，百乐克：1.381 9％)和单球胞菌属Singulisphaera(A2O：0.446 3％，百乐克：1.046 0％). 同时，还有7个属比其在百乐克污泥宏基因组中的比例高32%-72％，包括单球胞菌属Pirellula、 Candidatus solibacter属、 Pedosphaera、 伯克氏菌属Burkholderia、 丝杆菌属Niastella、 浮霉菌属Planctomyces和 Niabella.
此外，有9个属在A2O污泥中的比例比其在百乐克污泥中高(图 3). 脱氯单胞菌属Dechloromonas在A2O污泥中的比例(5.802 9％)是在百乐克污泥中(1.370 9％)的4倍，陶厄氏菌属Thauera在A2O污泥中的比例(6.283 4％)是其在百乐克污泥中(1.951 1％)的3倍，这两个属均具有芳香族化合物的代谢能力[35, 36, 37, 38]. 此外，有4个属在A2O宏基因组中的比例比其在百乐克中的比例高2倍多，包括Ignavibacterium(A2O：4.050 6％，百乐克：1.455 5％)、 厌氧绳菌Anaerolinea(A2O：2.129 0％，百乐克：0.829 1％)、 聚磷菌Candidatus accumulibacter Phosphates(A2O：1.360 8％，百乐克：0.571 5％)和束缚杆菌Haliscomenobacter(A2O：1.467 9％，百乐克：0.649 8％). 其中，Ignavibacterium是一组具有多种代谢功能的化能异养菌[39]. 另外，聚磷菌常见于废水处理系统中，可直接使磷富集[40]； 在A2O污泥中高丰度的聚磷菌可提高其存储和利用多聚磷酸盐的能力.
此外，有3个属在A2O活性污泥中所占的比例比其在百乐克中的占比高出58%-87％，包括硝化螺旋菌属Nitrospira(A2O：23.693 3％，百乐克：12.713 3％)，亚硝化单胞菌属Nitrosomonas(A2O：2.450 9％，百乐克：1.422 6％)和暖绳菌属Caldilinea(A2O：2.834 7％，百乐克：1.784 3％). 其中，硝化螺旋菌是污水处理系统中负责亚硝酸盐氧化的关键菌群[23, 24, 25, 26, 27, 28].
2.3 两种污泥宏基因组的功能分类使用MEGAN 5软件中的SEED子系统注释两个宏基因组的功能基因(图 4). 在两个宏基因组中丰度最高的为碳水化合物子系统(A2O：13.371 6％，百乐克：13.507 2％). 第二大子系统是毒力基因(A2O：10.196 9％，百乐克：10.331 6％)，其次是氨基酸及其衍生物(A2O：9.578 5％，百乐克：9.591 0％)和蛋白质代谢(A2O：8.159 6％，百乐克：8.360 7％). 前4个一级子系统在这两个宏基因组中的排序是完全相同的.
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图 4 在两种污泥宏基因组中SEED子系统(二级)的相对丰度 Fig. 4 Relative abundances of SEED subsystems (Level 2) in metagenomes of the two sludges |
参与氮、 磷、 硫和芳香族化合物代谢的功能基因，在废水处理中起着至关重要的作用，因为它们直接影响着微生物降解或同化这些化合物的能力[41]. 氮代谢相关的基因在百乐克宏基因组中的比例为2.497 8％(图 4)，与其在A2O宏基因组中占比接近(2.715 4％). 磷代谢相关基因在这两种污泥宏基因组中所占的比例也类似(百乐克：1.560 6％，A2O：1.483 8％). 此外，硫代谢相关基因在这两种污泥中所占的比例也接近(A2O：1.149 0％，百乐克：1.293 2％)，同样的情况也出现在芳香族化合物代谢的相关基因中(A2O：2.235 3％，百乐克：2.278 1％).
通过KEGG对A2O和百乐克活性污泥宏基因组序列进行功能分析(图 5). 在这两种污泥宏基因组中所有的功能基因序列分为6类，其中，丰度最高的功能基因是与代谢相关的基因(A2O：69.314 7％，百乐克：70.361 2％)，其次是环境信息处理(A2O：12.315 3％，百乐克：11.625 0％)、 遗传信息处理(A2O： 11.229 1％，百乐克：11.371 5％)、 细胞过程(A2O：3.851 2％，百乐克：3.443 7％)、 有机体系统(A2O：2.042 0％，百乐克：1.921 0％)和疾病相关基因(A2O：1.247 7％，百乐克：1.277 6％). 比较结果显示，在这两种活性污泥宏基因组中，所有6类KEGG功能基因的排序是完全相同的.
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图 5 通过KEGG对两种污泥宏基因组进行功能分类的相对比例 Fig. 5 Relative proportions of functional classification (KEGG) in the metagenomes of the two sludges |
在KEGG子类中，氨基酸代谢相关基因是两种污泥宏基因组中最大的类群(A2O：14.035 1％，百乐克：14.549 3％). 第二和第三大类群分别是碳水化合物代谢相关基因(A2O：13.595 1％，百乐克：13.497 9％)和能量代谢相关基因(A2O：10.337 8％，百乐克：10.560 1％)，随后是膜转运(A2O：6.931 7％，百乐克：6.815 5％)、 核苷酸代谢(A2O：6.068 5％，百乐克：6.377 9％)及辅助因子和维生素代谢相关基因(A2O：5.791 8％，百乐克：5.703 2％). 这六大KEGG子类群在A2O和百乐克污泥中的排序是完全相同的.
其它与代谢相关的KEGG子类在这两种污泥宏基因组中所占的比例也是相似的，包括脂质代谢(A2O：4.768 5％，百乐克：4.926 6％)、 异生物质的生物降解和代谢(A2O：4.724 5％，百乐克：4.552 0％)、 其他氨基酸代谢(A2O：3.848 9％，百乐克：4.093 9％)、 聚酮和萜类化合物的生物合成(A2O：2.634 1％，百乐克：2.639 4％)、 聚糖的生物合成和代谢(A2O：2.139 0％，百乐克：2.132 4％)和其他次生代谢产物的生物合成相关基因(A2O：1.371 4％，百乐克：1.328 5％).
2.4 氮代谢相关的功能基因和通路脱氮是活性污泥的一个重要功能，对脱氮相关生物类群的研究是活性污泥研究的一个重要组成部分. 氮代谢相关基因广泛分布在A2O和百乐克活性污泥宏基因组中(图 6). 根据比对结果获得参与氮代谢4个过程(硝化、 反硝化、 氨化及固氮)的功能基因序列，然后基于BLAST比对结果，利用KEGG绘制图谱. 反硝化相关的功能基因序列在百乐克和A2O污泥宏基因组中含量最为丰富，其次是氨化相关基因，固氮和硝化相关基因所占的比例较小. 比较结果表明，在氮代谢的4个过程中，反硝化和氨化相关功能基因序列占主导地位，这一结果与先前的研究一致[42]. 在百乐克和A2O污泥的氮代谢中，编码反硝化酶EC 1.7.99.4的基因是最丰富的，其次是EC 1.7.99.7和EC 1.7.99.6，并且这3种酶在两种污泥宏基因组中的排序是完全相同的.
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红色和蓝色饼分别表示在百乐克和A2O污泥中所含酶的相对比例 图 6 两种污泥宏基因组中参与氮循环关键酶的相对丰度 Fig. 6 Abundance of nitrogen cycle related key enzymes in the metagenomes of the two sludges |
本研究是百乐克和A2O活性污泥宏基因组比较研究的首份报道. 从门和属层级的分析中容易看出，百乐克和A2O活性污泥中的生物群落组成具有巨大的差异. Ignavibacteriae门在A2O活性污泥宏基因组中的比例是百乐克活性污泥的3.2倍. 与此同时，芽单胞菌门在百乐克活性污泥宏基因组中的比例，比其在A2O活性污泥中的比例高出17倍多； 衣原体门在百乐克活性污泥宏基因组中的比例，比其在A2O活性污泥中的比例高出6倍多. 另外，在属的层级，有167个属仅在A2O活性污泥中检出； 与此同时，有50个属仅发现于百乐克活性污泥中. 然而，功能比较分析表明，两个不同的生物群落具有相似的功能分类. 在百乐克和A2O两个活性污泥中，与氮、 磷、 硫和芳香族化合物代谢相关的功能基因比例均极为接近. 此外，两个活性污泥中KEGG所有6个类别的排序均相同. 同时，氮代谢相关的功能基因分类和通路分析表明，高丰度酶在百乐克和A2O宏基因组中具有相同的排序.
| [1] | Baek G, Cheon S P, Kim S, et al. Modular neural networks prediction model based A2/O process control system[J]. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 2012, 13 (6): 905-913. |
| [2] | 刘汉湖, 李桂杰, 裴宗平, 等. 中小城镇生活污水处理新技术——BIOLAK技术及实例[J]. 江苏环境科技, 2004, 17 (4): 19-21. |
| [3] | Abu-Alhail S, Lu X W. Experimental investigation and modeling of innovative five-tank anaerobic-anoxic/oxic process[J]. Applied Mathematical Modelling, 2014, 38 (1): 278-290. |
| [4] | Ju Y K, Wang H L, Zhang Q, et al. Effect of dissolved oxygen on nitrogen and phosphorus removal rate in Biolak process[J]. Advanced Materials Research, 2013, 779-780 : 1629-1633. |
| [5] | Kim B C, Kim S, Shin T, et al. Comparison of the bacterial communities in anaerobic, anoxic, and oxic chambers of a pilot A2O process using pyrosequencing analysis[J]. Current Microbiology, 2013, 66 (6): 555-565. |
| [6] | Mardis E R. A decade's perspective on DNA sequencing technology[J]. Nature, 2011, 470 (7333): 198-203. |
| [7] | Neafsey D E, Haas B J. 'Next-generation' sequencing becomes 'now-generation'[J]. Genome Biology, 2011, 12 (3): 303. |
| [8] | Metzker M L. Sequencing technologies-the next generation[J]. Nature Reviews Genetics, 2010, 11 (1): 31-46. |
| [9] | Karlsson F H, Tremaroli V, Nookaew I, et al. Gut metagenome in European women with normal, impaired and diabetic glucose control[J]. Nature, 2013, 498 (7452): 99-103. |
| [10] | Schloissnig S, Arumugam M, Sunagawa S, et al. Genomic variation landscape of the human gut microbiome[J]. Nature, 2013, 493 (7430): 45-50. |
| [11] | Metcalf W W, Griffin B M, Cicchillo R M, et al. Synthesis of methylphosphonic acid by marine microbes: a source for methane in the aerobic ocean[J]. Science, 2012, 337 (6098): 1104-1107. |
| [12] | Mackelprang R, Waldrop M P, De Angelis K M, et al. Metagenomic analysis of a permafrost microbial community reveals a rapid response to thaw[J]. Nature, 2011, 480 (7377): 368-371. |
| [13] | Fierer N, Ladau J, Clemente J C, et al. Reconstructing the microbial diversity and function of pre-agricultural tallgrass prairie soils in the United States[J]. Science, 2013, 342 (6158): 621-624. |
| [14] | Hess M, Sczyrba A, Egan R, et al. Metagenomic discovery of biomass-degrading genes and genomes from cow rumen[J]. Science, 2011, 331 (6016): 463-467. |
| [15] | Handelsman J, Rondon M R, Brady S F, et al. Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes: a new frontier for natural products[J]. Chemistry & Biology, 1998, 5 (10): R245-R249. |
| [16] | 田美, 刘汉湖, 申欣, 等. 百乐克(BIOLAK)活性污泥宏基因组的生物多样性及功能分析[J]. 环境科学, 2015, 36 (5): 1739-1748. |
| [17] | Guan X Y, Wang J F, Zhao H, et al. Soil bacterial communities shaped by geochemical factors and land use in a less-explored area, Tibetan Plateau[J]. BMC Genomics, 2013, 14 : 820. |
| [18] | Wang J F, Qi J, Zhao H, et al. Metagenomic sequencing reveals microbiota and its functional potential associated with periodontal disease[J]. Scientific Reports, 2013, 3 : 1843. |
| [19] | Huson D H, Mitra S, Ruscheweyh H J, et al. Integrative analysis of environmental sequences using MEGAN4[J]. Genome Research, 2011, 21 (9): 1552-1560. |
| [20] | Meyer F, Paarmann D, D'Souza M, et al. The metagenomics RAST server-a public resource for the automatic phylogenetic and functional analysis of metagenomes[J]. BMC Bioinformatics, 2008, 9 : 386. |
| [21] | Tian M, Zhao F Q, Shen X, et al. The first metagenome of activated sludge from full-scale anaerobic/anoxic/oxic (A2O) nitrogen and phosphorus removal reactor using Illumina sequencing[J]. Journal of Environmental Sciences, 2015, 35 : 181-190. |
| [22] | Mitra S, Rupek P, Richter D C, et al. Functional analysis of metagenomes and metatranscriptomes using SEED and KEGG[J]. BMC Bioinformatics, 2011, 12 (S1): S21. |
| [23] | Jogler C, Wanner G, Kolinko S, et al. Conservation of proteobacterial magnetosome genes and structures in an uncultivated member of the deep-branching Nitrospira phylum[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2011, 108 (3): 1134-1139. |
| [24] | Ushiki N, Fujitani H, Aoi Y, et al. Isolation of Nitrospira belonging to sublineage Ⅱ from a wastewater treatment plant[J]. Microbes and Environments, 2013, 28 (3): 346-353. |
| [25] | Gilbert E M, Agrawal S, Brunner F, et al. Response of different Nitrospira species to anoxic periods depends on operational do[J]. Environmental Science & Technology, 2014, 48 (5): 2934-2941. |
| [26] | Chiellini C, Munz G, Petroni G, et al. Characterization and comparison of bacterial communities selected in conventional activated sludge and membrane bioreactor pilot plants: a focus on Nitrospira and Planctomycetes bacterial phyla[J]. Current Microbiology, 2013, 67 (1): 77-90. |
| [27] | Maixner F, Wagner M, Lücker S, et al. Environmental genomics reveals a functional chlorite dismutase in the nitrite-oxidizing bacterium 'Candidatus Nitrospira defluvii'[J]. Environmental Microbiology, 2008, 10 (11): 3043-3056. |
| [28] | Kostan J, Sjöblom B, Maixner F, et al. Structural and functional characterisation of the chlorite dismutase from the nitrite-oxidizing bacterium "Candidatus Nitrospira defluvii": Identification of a catalytically important amino acid residue[J]. Journal of Structural Biology, 2010, 172 (3): 331-342. |
| [29] | Zhang H, Sekiguchi Y, Hanada S, et al. Gemmatimonas aurantiaca gen. nov., sp. nov., a Gram-negative, aerobic, polyphosphate-accumulating micro-organism, the first cultured representative of the new bacterial phylum Gemmatimonadetes phyl. nov.[J]. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2003, 53 (4): 1155-1163. |
| [30] | Arrigo K R. Review marine microorganisms and global nutrient cycles[J]. Nature, 2005, 437 (7057): 349-355. |
| [31] | Strous M, Fuerst J A, Kramer E H M, et al. Missing lithotroph identified as new planctomycete[J]. Nature, 1999, 400 (6743): 446-449. |
| [32] | Takaichi S, Maoka T, Takasaki K, et al. Carotenoids of Gemmatimonas aurantiaca (Gemmatimonadetes): identification of a novel carotenoid, deoxyoscillol 2-rhamnoside, and proposed biosynthetic pathway of oscillol 2, 2'-dirhamnoside[J]. Microbiology, 2010, 156 (3): 757-763. |
| [33] | Kelly D P, Wood A P. Reclassification of some species of Thiobacillus to the newly designated genera Acidithiobacillus gen. nov., Halothiobacillus gen. nov and Thermithiobacillus gen. nov[J]. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2000, 50 (2): 511-516. |
| [34] | Badr K, Bahmani M, Jahanmiri A, et al. Biological removal of methanethiol from gas and water streams by using Thiobacillus thioparus: investigation of biodegradability and optimization of sulphur production[J]. Environmental Technology, 2014, 35 (14): 1729-1735. |
| [35] | Coates J D, Chakraborty R, Lack J G, et al. Anaerobic benzene oxidation coupled to nitrate reduction in pure culture by two strains of Dechloromonas[J]. Nature, 2001, 411 (6841): 1039-1043. |
| [36] | Salinero K K, Keller K, Feil W S, et al. Metabolic analysis of the soil microbe Dechloromonas aromatica str. RCB: indications of a surprisingly complex life-style and cryptic anaerobic pathways for aromatic degradation[J]. BMC Genomics, 2009, 10 : 351. |
| [37] | Liu B B, Mao Y J, Bergaust L, et al. Strains in the genus Thauera exhibit remarkably different denitrification regulatory phenotypes[J]. Environmental Microbiology, 2013, 15 (10): 2816-2828. |
| [38] | Mao Y P, Xia Y, Zhang T. Characterization of Thauera-dominated hydrogen-oxidizing autotrophic denitrifying microbial communities by using high-throughput sequencing[J]. Bioresource Technology, 2013, 128 : 703-710. |
| [39] | Liu Z F, Frigaard N U, Vogl K, et al. Complete genome of Ignavibacterium album, a metabolically versatile, flagellated, facultative anaerobe from the phylum Chlorobi[J]. Frontiers in Microbiology, 2012, 3 : 185. |
| [40] | Martín H G, Ivanova N, Kunin V, et al. Metagenomic analysis of two enhanced biological phosphorus removal (EBPR) sludge communities[J]. Nature Biotechnology, 2006, 24 (10): 1263-1269. |
| [41] | Silva C C, Hayden H, Sawbridge T, et al. Phylogenetic and functional diversity of metagenomic libraries of phenol degrading sludge from petroleum refinery wastewater treatment system[J]. AMB Express, 2012, 2 : 18. |
| [42] | Yu K, Zhang T. Metagenomic and metatranscriptomic analysis of microbial community structure and gene expression of activated sludge[J]. PLoS One, 2012, 7 (5): e38183. |