微囊藻毒素缓解过氧化氢胁迫下铜绿微囊藻损伤的初步研究

过氧化氢可抑制藻类生长, 同时会导致微囊藻毒素(Microcystins, MCs)的释放, 实验设置4个处理组探讨了外源微囊藻毒素MC-LR对H2O2胁迫下铜绿微囊藻生理生化变化的影响。结果表明: 在H2O2胁迫下, 微囊藻的生长和光合活性受到显著抑制, 藻细胞存活率降低, ROS含量明显增加, SOD活性上升。与单独H2O2胁迫相比, 加入MC-LR能增加微囊藻细胞的存活率。250 mol/L H2O2处理24h和48h后, 在培养基中加入200 ng/mL MC-LR可以缓解H2O2对铜绿微囊藻光合系统PSII活性的抑制作用。当微囊藻暴露于250 mol/L H2O2环境中时, 添加了MC-LR处理组藻细胞中的ROS含量明显减少(P0.05)。在相同浓度H2O2且加入了外源MC-LR后藻细胞SOD活性下降(P0.05)。因此, 微囊藻毒素MC-LR可缓解250 mol/L H2O2引起的氧化损伤并增强微囊藻自身的生存能力。研究结果有利于阐明H2O2胁迫影响产毒蓝藻生长代谢的途径及MCs生物学意义。       

微囊藻毒素降解菌的筛选、鉴定及其降解活性研究

采用从巢湖水华蓝藻细胞中提取、提纯的藻毒素（Microcystins,MCs）为微生物生长的唯一碳源和氮源,通过平板分离纯化,从巢湖底泥中分离出5株能够降解藻毒素的菌株,并对其中降解活性较高的一株进行分子鉴定。应用PCR技术克隆到16S rDNA片段,核苷酸序列分析结果表明,该菌的16S rDNA的全序列与吉氏库特菌kurthia gib-soniistrain HC050630C-1的相似性达99%。微囊藻毒素降解实验结果表明,用15mg/L乙醇作为外加碳源时可显著提高菌株M9降解MCs的能力,在48h内对初始浓度分别为17.1mg/L的MC-RR和11.3mg/L的MC-LR的降解率分别达到70.0%和81.6%。而葡萄糖对菌株M9的生长有明显抑制作用。     

沼泽红假单胞菌对微囊藻毒素的降解

以铜绿微囊藻为材料,通过固相萃取-高效液相色谱方法(SPE-HPLC),研究了沼泽红假单胞菌对微囊藻毒素MC-LR的降解作用。结果表明:沼泽红假单胞菌在厌氧、光照强度2000lx、35℃、pH7.0、乙酸钠为碳源、菌液初始浓度OD680为0.325和初始MC-LR为3mg.L-1时,6d降解率为36.5%,12d达到最高,降解率为78.7%。此降解条件和蓝藻水华爆发的环境条件基本一致,因此该菌株在水华爆发季节消除水中的微囊藻毒素方面具有应用潜力。     

微囊藻毒素降解菌的筛选、鉴定及其胞内粗酶液对藻毒素MCLR的降解

【目的】从巢湖底泥中分离筛选高效的藻毒素降解菌,并初步研究其胞内粗酶液降解藻毒素-LR(MC-LR)的特性,为水体中藻毒素污染的微生物治理提供有效的菌源与理论依据。【方法】利用富集驯化培养技术,以MC-LR为唯一碳源,分离筛选MC-LR降解菌,通过形态观察、生理生化实验及16S rRNA序列分析鉴定菌株,并考察其胞内粗酶液在不同条件下对MC-LR的降解特性。【结果】分离得到1株能高效降解MC-LR的菌株M6。分子鉴定结果表明,该菌株为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)。其降解MC-LR的活性物质为胞内酶,而且至少有3种酶参与了MC-LR的降解,它们是菌体本身的组织酶而非诱导酶。当反应体系pH值为8.0,胞内粗酶液浓度为404.9 mg/L,MC-LR的初始浓度为10 mg/L时降解率最高,16 h可达98.7%。【结论】分离出的MC-LR降解菌为蜡状芽胞杆菌,该菌株对MC-LR有较高的降解能力,并且酶促反应受到反应体系的pH值、胞内粗酶液浓度以及藻毒素初始浓度等因素的影响。     

应用环境微生物治理淡水湖泊微囊藻毒素污染的研究进展

近年来,随着水体富营养化程度的加剧,蓝藻水华现象时有发生,蓝藻及其释放的藻毒素对生态环境和人类健康构成严重威胁。在各种藻毒素中,以微囊藻毒素(Microcystins,MCs)毒性最强,对人类危害也最大,微囊藻毒素的化学性质相对稳定且难以通过常规水处理方法消除,因此如何有效去除环境中的MCs是国内外普遍关注的难题。研究发现自然界中的微生物能够有效降解和消除MCs污染,由此产生的环保技术极具应用价值。本文主要概述了微囊藻毒素的产生机理、化学结构以及毒性危害,总结了微囊藻毒素的自然分解过程以及微生物群落对微囊藻毒素的响应机制,重点分析了微生物群落在微囊藻毒素污染控制技术中的潜在应用,并对应用微生物技术治理微囊藻毒素污染的技术瓶颈提出了建议,以期加速微囊藻毒素微生物降解技术的完善和应用。     

一株微囊藻毒素降解菌的筛选及鉴定

从蓝藻爆发期间的巢湖底泥中筛选微囊藻毒素降解菌,为水体中藻毒素-LR(MC-LR)污染的生物治理提供有效的菌源。以MC-LR为唯一碳氮源,利用富集驯化培养技术分离筛选MC-LR降解菌,并对其进行形态观察、生理生化实验及16S rRNA序列分析鉴定。从巢湖底泥中分离得到一株藻毒素-LR降解菌株M6,生理生化实验及分子鉴定结果均表明,该菌株为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。分离出的MC-LR降解菌为蜡状芽孢杆菌,该菌株对MC-LR有较高的降解能力。     

贵州百花水库微囊藻毒素的时空分布特征

为了解水库中微囊藻毒素(microcystin,MC)浓度的时空分布特征,于2017年6月—2018年5月对贵州高原水库的百花水库进行每月一次的样品采集,分析水中MC的两种异构体,包括MC-RR和MC-LR,以及藻类总丰度、蓝藻丰度、叶绿素a(Chla)、营养盐、水温和透明度等水环境因子的变化特征。结果表明:百花水库MC-RR浓度为0.048～0.681μg·L~(-1),MC-LR浓度为0.046～0.964μg·L~(-1);在温度较高时出现MC-RR,温度偏低时出现MC-LR;花桥采样点检测出MC的次数最多并且浓度最高,达0.964μg·L~(-1),没有超过限量值1.0μg·L~(-1),大坝采样点检测出MC的次数最少; MC-RR与水温、铵态氮(NH_4~+-N)浓度呈正相关,MC-LR与NH_4~+-N浓度、亚硝态氮(NO_2~--N)浓度、pH呈正相关; MC-RR与湖泊假鱼腥藻(Pseudanabaena limnetica)和卷曲鱼腥藻(Anabaena circinalis)丰度呈显著正相关,与色球藻(Chroococcus sp.)丰度呈正相关,MC-LR与浮游植物丰度的相关性不明显。     

微囊藻毒素对陆生植物的污染途径及累积研究进展

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是全世界范围内普遍存在、且随着水体污染的加剧而在自然环境中大量积聚的蓝藻毒素之一,对多种生物有着严重的毒性作用.MCs在生物体内富集并通过食物链传递,对人类健康造成威胁.近些年,MCs对陆生植物的毒害作用及累积研究尤为引人关注,取得了一批重要的研究成果.MC-LR(L为亮氨酸)和MC-RR(R为精氨酸)是淡水水体中普遍存在且危害较大的两种MCs异构体.针对这两种毒素,重点介绍其对陆生植物的污染途径、毒性作用及其在作物体内的累积量,对今后的研究进行了展望.     

不同氮、磷浓度对铜绿微囊藻生长、光合及产毒的影响

对一株从野外分离得到的铜绿微囊藻产毒株进行分批培养,在不同的氮磷条件下研究其生长、光合荧光及毒素含量的变化。结果表明:正磷酸盐浓度不变时,铵氮浓度的改变对铜绿微囊藻的生长有明显影响。叶绿素a(Chl.a)含量在铵氮浓度为1.83-18.3mg/L时明显较大;微囊藻毒素(包括MC-LR和MC-RR)的含量在铵氮浓度为1.83mg/L时达到最大;当铵氮浓度为0-1.83mg/L时,随着铵氮浓度升高,可变荧光FV和MC的产量均增大,同时MC异构体的种类增多;铵氮浓度过大对M.aeruginosa的生长、生理和产毒均有抑制作用。在另一组实验中,即铵氮浓度不变而正磷酸盐浓度增大时,Chl.a含量呈总体下降的趋势,并且与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.97),MC(MC-LR和MC-RR)的含量在正磷酸盐浓度小于0.56mg/L时明显升高,MC-LR与FV/Fm呈显著正相关关系(P<0.01,r=0.967)。       

应用溶藻功能菌PA14强化微人工湿地修复微囊藻污水效果

应用同时具有溶藻及降解藻毒素效果的功能菌PseudomonasaeruginosaUCBPP-PA14(PA14)强化分别种植黄菖蒲和泽泻的微人工湿地,通过设置加菌与不加菌处理组及从微囊藻细胞、微囊藻藻毒素LR(MC-LR)去除效果的角度,研究功能菌PA14强化后的微人工湿地修复微囊藻污染水体的潜力。研究表明,在微囊藻去除方面,泽泻微人工湿地比黄菖蒲微人工湿地具有更稳定的微囊藻去除率;添加功能菌PA14后,可以提高黄菖蒲微人工湿地去除微囊藻的稳定性。在MC-LR去除方面,各微人工湿地去除MC-LR的效果随着处理藻污染水体的批次增多而增强,最终可达96%以上,且不同湿地植物微人工湿地间无显著差异(P<0.05),表明随着处理藻污染水体的次数增多,各微人工湿地可能富集了除PA14以外的其他微囊藻毒素降解菌。     

Biodegradation of Swainsonine by Acinetobacter calcoaceticus strain YLZZ-1 and its isolation and identification

Eight swainsonine (SW)-degrading bacteria were isolated from the soil where locoweed was buried for 6 months and one of the strains (YLZZ-1) was selected for further study. Based on morphology, physiologic tests, 16S rRNA gene sequence, and phylogenetic characteristics, the strain showed the greatest similarity to members of the order Acinetobacters and within the order to members of the Acinetobacter calcoaceticus group. The ability of the strain for degrading SW, as sole carbon source, was investigated under different culture conditions. The preferential temperature and initial pH for the strain were 25–35°C and 6–9, respectively. The optimal temperature for the strain was 30°C and the optimal pH was 7.0. There was a positive correlation between degradation rate and inoculation amount. The concentration of SW affected the degradation ability. When the concentration of SW was lower than 100 mg/l, SW decreased immediately after incubation, and when the concentration of SW was 200 mg/l, there was an inhibiting effect for bacteria growth and SW degradation. The strain could degrade SW completely within 14 h when the concentration of SW was 50 mg/l. These results highlight the potential of this bacterium to be used in detoxifying of SW in livestock consuming locoweed.     

碳、氮、磷源生态因子对新鞘氨醇杆菌降解微囊藻毒素的影响及分子机理

【背景】微藻囊毒素(Microcystins,MCs)是蓝藻暴发后产生的主要有害物质之一,在河口、湖泊和近海水体中均存在。【目的】研究水体营养物质浓度对新鞘氨醇杆菌(Novo sphingobium sp.ERN07)降解能力的影响,以求达到快速降解MCs的目的。【方法】通过正交实验、基因转录分析等方法鉴定菌株降解特性,了解生物降解和功能基因的表达关系,认识其降解机理。【结果】菌株去除MCs的能力受水体中碳、氮和磷源浓度的影响,由碳、氮源组成的双营养物质对生物降解抑制作用比单源弱;与标准MSM培养基相比,添加碳源、氮源和减少磷源会抑制生物降解MCs,表现为降解基因表达下调。不同营养条件下,mlr在转录水平上的基因表达不同,从而产生不同的降解效果。【结论】Novo sphingobium sp. ERN07具有较高的MCs降解能力,在水华发生之前能有效去除水环境中碳源和氮源,可以应用于治理受MCs污染的水体。     

Microcystin-Degrading Activity of an Indigenous Bacterial Strain Stenotrophomonas acidaminiphila MC-LTH2 Isolated from Lake Taihu

Microcystin-LR (MC-LR) and microcystin-RR (MC-RR) produced by harmful cyanobacterial blooms (HCBs) pose substantial threats to the ecosystem and public health due to their potential hepatotoxicity. Degradation of microcystins (MCs) by indigenous bacteria represents a promising method for removing MCs from fresh water without harming the aquatic environment, but only a few microcystin (MC)-degrading bacteria have been isolated and had their mechanisms reported. This study aimed to isolate indigenous bacteria from Lake Taihu, and investigate the capability and mechanism of MC degradation by these bacteria. During a Microcystis bloom, an indigenous MC-degrading bacterium designated MC-LTH2 was successfully isolated from Lake Taihu, and identified as Stenotrophomonas acidaminiphila based on phylogenetic analysis. In the presence of MC-LR together with MC-RR, the strain MC-LTH2 was capable of totally degrading both simultaneously in 8 days, at rates of 3.0 mg/(L⋅d) and 5.6 mg/(L⋅d), respectively. The degradation rates of MCs were dependent on temperature, pH, and initial MC concentration. Adda (3-amino-9-methoxy-2, 6, 8-trimethyl-10-phenyldeca-4, 6-dienoic acid) was detected as an intermediate degradation product of MCs using high performance liquid chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry (HPLC-TOF-MS). To the best of our knowledge, this is the first report of Stenotrophomonas acidaminiphila capable of degrading two MC analogues and other compounds containing Adda residue completely under various conditions, although the mlrA gene in the strain was not detected. These results indicate the Stenotrophomonas acidaminiphila strain MC-LTH2 possesses a significant potential to be used in bioremediation of water bodies contaminated by MC-LR and MC-RR, and is potentially involved in the degradation of MCs during the disappearance of the HCBs in Lake Taihu.     

产碱性木聚糖酶菌株的筛选及酶学性质

从青海盐碱湖土壤中筛选到25株产碱性木聚糖酶的菌株,其中编号为QH14的菌株产酶量达648.79U/mL,纯化后比活可达1148.56 U/mg。16 SrDNA鉴定表明菌株QH14属于短小芽孢杆菌,命名为Bacillus sp.QH14。从该菌株的基因组中克隆获得了碱性木聚糖酶编码基因XynQH14,并在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)中获得重组表达。通过Ni-NTA亲和层析分离纯化后的重组QH14木聚糖酶比活达700.47 U/mg。该碱性木聚糖酶的酶促反应最适温度为60℃,最适pH为9.2;55℃处理1h仍保持50%的活力;在pH7.0~11条件下37℃处理酶液24 h后均保持80%以上的活力,且在pH11缓冲溶液中50℃处理24 h仍保持31.02%的酶活,显示了该碱性木聚糖酶较好的热稳定性和碱稳定,提示该碱性木聚糖酶在制浆造纸、纺织等行业的应用潜力。     

一株产漆酶细菌的分离鉴定及酶学性质研究

[目的]分离获得产漆酶的细菌菌株,研究漆酶的酶学性质并应用于染料脱色.[方法]利用含铜的富集培养基筛选产漆酶细菌;通过形态特征、生理生化试验及16SrDNA序列分析等方法进行鉴定;以丁香醛连氮为底物测定漆酶的酶学性质;通过测定染料在最大吸收波长下吸光值的变化评价漆酶对染料的脱色效果.[结果]从森林土壤中筛选到一株漆酶高产菌株LS05,初步鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);菌株LS05的芽孢漆酶以丁香醛连氮为底物的最适pH为6.6,最适温度为70℃;该酶具有较好的稳定性,经70℃处理10h或在pH 9.0条件下放置10d后可保留活性.对抑制剂SDS和EDTA具有一定的抗性,在碱性条件下可有效脱色不同的工业染料,RB亮蓝、活性黑和靛红1h内的脱色率达93％以上.[结论]Bacillus amyloliquefaciens LS05的芽孢漆酶在高温和碱性条件下稳定性强,相对于真菌漆酶具有更好的工业应用特性,可有效用于工业染料废水的处理.     

重组毕赤酵母表达棘孢木霉几丁质酶Tachi1的酶学性质研究及表达条件优化

【目的】对转棘孢木霉几丁质酶基因tachi1的毕赤酵母工程菌GS-tachi1-K进行诱导表达,研究重组几丁质酶Tachi1的酶学性质,优化表达条件。【方法】对GS-tachi1-K进行甲醇诱导培养,纯化目的蛋白Tachi1进行几丁质酶酶学性质的研究;通过单因素和正交试验对GS-tachi1-K菌株产几丁质酶Tachi1表达条件进行优化。【结果】GS-tachi1-K表达的几丁质酶Tachi1表观分子量约为44 kDa,酶反应最适的温度和pH分别为50℃和5.5,具有较宽的温度、pH适用范围;50℃以下保持较高的酶活力,在碱性条件下稳定性较差;受Ag+、Hg2+、Cu2+、Fe2+和高浓度的SDS及β-巯基乙醇强烈抑制。该菌株的最佳表达条件为:pH为6.5,甲醇诱导浓度为0.5%,起始细胞浓度为OD600=2,甲醇诱导时间为180 h;几丁质酶Tachi1活力可达17.93 U/mL,蛋白表达量为6.19 g/L。【结论】成功实现了棘孢木霉新几丁质酶基因tachi1的毕赤酵母高效分泌表达,工程菌GS-tachi1-K具有高表达量和表达产物酶活性高两个特点,明确了几丁质酶Tachi1的酶学性质和最佳诱导表达条件,为该几丁质酶及其基因的深入研究和开发利用奠定了基础。     

一株高效广谱莠去津降解菌SB5的生长和降解特性

本研究采用富集培养技术自莠去津污染的活性污泥中分离筛选到一株具有降解三嗪类除草剂功能的菌株SB5,经形态学和16S rRNA基因分析将其初步鉴定为类节杆菌属细菌.其具有已知莠去津降解相关基因trzN、atzB及atzC.在培养基中添加葡萄糖、蔗糖、柠檬酸钠、酵母浸粉和蛋白胨可显著提高菌株SB5的生物量和对莠去津的降解效...     

Determination of anatoxin-a stability under certain abiotic factors

Research into the effects of physicochemical factors on the stability of anatoxin-a (ANTX-a) has been limited. In the present results the impact of such factors as temperature, high intensity of light, pH and UV irradiation on the stability of ANTX-a were examined. Irradiation at high fluence for 5 h had a weak effect on stability of ANTX-a regardless of the pH. The result was similar after red irradiation of an aqueous mixture of ANTX-a and the cyanobacterial photosynthetic pigment phycocyanin C. Under high temperature or high UV-B irradiation, ANTX-a underwent faster degradation (maximum 84% after 1 h) in neutral or alkaline conditions. Hydro-ANTX-a and hemiacetyl-ANTX-a were detected amongst the products of this reaction. The results show a significant effect of physical factors on the stability of ANTX-a molecule. Some physical factors occurring in natural conditions can contribute to the accumulation of toxins in environment, whereas the others can be useful to reduce the concentration or total elimination of ANTX-a from raw water in water treatment technology processes.     

低温纤维素降解菌的筛选及其酶学性质初步研究

从青藏高原冰川雪样恢复出的4株细菌中筛选出1株降解纤维素能力比较高的菌株LHG-C-9。经16SrDNA序列分析,初步鉴定为假单胞菌属。对该菌所产纤维素酶的性质进行了初步研究,其最适作用温度为30℃;对热敏感;最适pH8．0;属碱性温酶。该低温纤维素酶在纺织、造纸、环保、医药和饲料等行业可望有广泛的应用前景。