一株虾池来源的螺旋拟柱孢藻藻株的分离鉴定及重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)对其生长的影响

【目的】探讨凡纳滨对虾养殖水体中入侵蓝藻拟柱孢藻的生长生理特性。【方法】从汕头澄海人工对虾养殖池分离纯化藻株,通过形态及其16SrRNA基因鉴定,之后在CT与BG11两种蓝藻通用培养基的基础上优化最佳培养条件,最后分析了不同浓度的3种重金属离子即Cu~(2+)(0–0.8 mg/L)、Cd~(2+)(0–4 mg/L)和Pb~(2+)(0–80 mg/L)对藻株生长的影响。【结果】澄海虾池来源的分离纯化藻株形态呈卷曲螺旋型,16S rRNA基因序列与多株其他来源的拟柱孢藻相似度均达98%以上。实验室培养,藻株最佳生长状态的培养条件是在BG11培养基的基础上调整氮浓度及氮磷比分别为N 62 mg/L,N︰P=9︰1,在此条件下,藻丝生物量可达(0.632±0.170)×107/L,藻丝比平均生长速率最高为(0.063±0.001)/d。本分离藻株活体对重金属Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)具有一定的耐受性,其耐受浓度范围分别为0–0.2、0–0.5和1–40 mg/L,其中,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻的生长具有抑制作用,而且此抑制作用随着金属离子剂量的增加及作用时间的延长更加显著,Cu~(2+)和Cd~(2+)对藻体的半数抑制浓度(96 h EC50)分别为0.125和0.551 mg/L;而浓度范围为0–80 mg/L的Pb~(2+)对藻体的生长则表现为低剂量(≤40 mg/L)呈促进,高剂量(≥80 mg/L)则抑制。【结论】从凡纳滨对虾养殖池中分离鉴定出一株形态呈螺旋型的拟柱孢藻,命名为螺旋拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii helix),本藻株活体能够在一定浓度的Cu~(2+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)中生长,为螺旋拟柱孢藻活藻生物吸附重金属离子而改善虾池水体环境提供了可能性。     

安徽某铁矿不同矿山废水库中微生物群落结构特征

【目的】研究安徽某铁矿不同矿山废水库中微生物群落结构特征及其影响因素。【方法】对比分析了该铁矿3个大型废水库的地球化学特征,并用高通量测序技术研究了水体中微生物群落组成,进而用统计学方法解析了环境因子对微生物群落结构的影响。【结果】3个废水库中有2个为酸性,1个为中性,理化性质有明显的差异。近年形成的塌方采场废水库(TF) pH仅为2.55±0.01,Fe浓度高达154.95±0.78mg/L,SO_4~(2–)浓度为3374.86±3.81mg/L;形成于20世纪70年代的排土场废水库(PT)酸性略弱(pH 2.9±0.02),Fe浓度(34.57±4.00 mg/L)与TF相比明显降低,SO_4~(2–)浓度则高达10398.98±626.70 mg/L;东沙采场废水库(DS)则为中性(pH7.55),但SO_4~(2–)仍高达4162.99mg/L,主要的金属离子为Mg(594.90 mg/L)、Ca (650.10 mg/L)。3个废水库的原核生物多样性随pH的升高而升高。两个酸性废水库的原核生物组成较为接近,但TF的化能自养菌含量较高(69.54%±2.89%),PT的化能异养菌含量较高(64.45%±13.81%)。自养铁氧化菌Ferrovum在TF中的比例高达(64.17±1.84)%,在PT中则下降为(35.39±13.74)%。但PT中含有丰富的化能异养嗜酸菌如Acidicapsa(15.75%±3.99%)、Acidiphilium(10.65%±2.05%)、Acidisphaera (6.34%±1.02%)等。DS中虽然也含有较高的金属离子和SO_4~(2–),但其中的原核生物组成与TF和PT截然不同,主要为Limnohabitans (18.47%)、Rhodobacter (8.42%)等。3个废水库的真核生物群落主要由藻类组成,酸水库TF和PT中主要为棕鞭藻属(Ochromonas)和胶球藻属(Coccomyxa),棕鞭藻属在TF中(53.65%±2.02%)占优势,胶球藻属在PT中(68.84±10.4%)占优势,中性废水库DS中则主要是小环藻属(Cyclotella)(49.85%)。经统计学分析,pH是影响矿山废水微生物多样性和群落组成的主要环境因素。     

安徽某铁矿酸性矿山废水中真核生物的群落结构特征

【目的】研究酸性矿山废水中真核生物的群落结构特征以及群落结构与环境因子之间的关系。【方法】利用分子生物学方法,通过构建18S rRNA基因克隆文库进行系统发育分析;利用典范对应分析(CCA)方法解析环境因子对真核生物群落结构的影响。【结果】系统发育分析表明:子囊菌门(Ascomycota)普遍存在于4个样品中,并在样品1和样品3中占统治地位,而绿藻门(Chlorophyta)和担子菌门(Basidiomycota)分别为样品2和样品4的优势类群。该酸性矿山废水中的克隆与许多已知的耐酸耐重金属真核生物亲缘关系较近,如Sarcinomyces petricola、Penicillium janthinellum、Coniochaeta velutina、Trichoderma viride、Chlorellaprotothecoides var.acidicola、Ochromonas sp.等。此外,样品中还存在大量的已知人类病原菌,如Lecythophorahoffmannii、Cryptococcus neoformans。CCA分析表明:TN、SO24-、Fe2+、Eh是影响真核生物群落空间分布的主要因素。【结论】所研究的酸性矿山废水中真核生物的群落结构在时间和空间上均有较大差异,这可能与水体的理化性质有关;高含量人类致病菌的存在是之前研究所未发现的;酸性环境中真核生物的生态学研究有助于开发高效处理酸性矿山废水的方法。     

氮源对雨生红球藻绿色生长期细胞生长的影响

【背景】雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)细胞能合成积累具有超强抗氧化活性的虾青素,是生产高值天然虾青素的优异藻种。【目的】解析不同氮源对雨生红球藻生长的效应,以期建立优化氮素营养提高雨生红球藻生物量和虾青素产量的技术体系。【方法】选用Na NO3和NH_4Cl为氮源、辅以pH缓冲液Hepes,培养雨生红球藻藻株797,测试2种不同氮源对雨生红球藻藻液pH、营养生长期(绿色生长期)藻细胞生长、叶绿素含量和生物量等的影响。【结果】以Na NO3为氮源培养的雨生红球藻细胞的比生长速率、生物量、叶绿素a和叶绿素b含量均高于以NH_4Cl为氮源培养的藻细胞。不同氮源对雨生红球藻培养液的pH值有显著影响,NH_4Cl氮源导致培养液pH值降低,然而Na NO3氮源则导致培养液pH值上升。添加pH缓冲液Hepes能有效稳定培养液的pH值,并促进雨生红球藻的生长,尤以NH_4Cl为氮源添加Hepes的效果更显著。不同氮源导致雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量等差异主要源于不同氮源引起藻液pH的变化。【结论】添加pH缓冲液Hepes可有效控制藻液pH,进而显著促进以Na NO3和NH_4Cl为氮源的雨生红球藻营养生长阶段细胞的生长和生物量积累。     

梯棱羊肚菌Morchella importuna对重金属离子的耐受性研究

以加入6种不同浓度的重金属离子的培养基对梯棱羊肚菌Morchella importuna进行培养的方法,研究其对重金属离子的耐受性。以平板进行培养,测量和计算菌丝平均生长速率和生长促进率,绘制生长曲线获取菌丝生长最佳耐受浓度;采用定性方法对气生菌丝浓密、菌核大小和数量进行描述,获得菌核生成最佳耐受浓度。结果显示:在试验浓度内梯棱羊肚菌对Cr~(6+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Mo~(6+)、Cu~(2+)具有较强的耐受性,这些重金属离子促进了羊肚菌菌丝生长,而对Cd~(2+)耐受性差,低浓度抑制菌丝生长。促进菌丝生长最适浓度分别为Cr~(6+)100.0mg/L、Mn~(2+)100.0mg/L、Cd~(2+)5.0mg/L、Pb~(2+)50.0mg/L、Mo~(6+)20.0mg/L、Cu~(2+)100.0mg/L,促进菌核生成最适浓度分别为Cr~(6+)50.0mg/L、Mn~(2+)100.0mg/L、Cd~(2+)5.0mg/L、Pb~(2+)20.0mg/L、Mo~(6+)10.0mg/L、Cu~(2+)100.0mg/L。Cd~(2+)抑制菌丝生长临界浓度为介于20.0mg/L与50.0mg/L之间。     

聚球藻7002嗜铁素的检测与分离

【目的】探究聚球藻7002嗜铁素的检测和分离方法,为深入研究海洋嗜铁素提供科学依据。【方法】在缺铁MediumA中培养聚球藻7002,利用双层平板法、混合平板法和传统铬天青S(CAS)平板法定性检测嗜铁素,用CAS蓝色液体检测液定量检测嗜铁素。采用大孔树脂XAD-2和固定化金属离子亲和层析(IMAC)对嗜铁素进行分离,IMAC采用降低pH和竞争性洗脱两种洗脱方式。【结果】混合平板定性检测法更快速、高效、便捷。缺铁培养的聚球藻7002发酵液中,嗜铁素的相对含量高达93.50%。大孔树脂分离,上样液pH调为2.0时,嗜铁素吸附充分,分离效果较好。试验发现,分离得到的聚球藻7002嗜铁素在254nm紫外下具有明显的荧光特性。【结论】试验得到了聚球藻7002嗜铁素定性检测和分离的有效方法。     

Mn2+浓度对地衣芽孢杆菌产不同构型聚-γ-谷氨酸机理分析

【目的】分析Mn~(2+)对地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)WBL-3产不同比例聚-γ-谷氨酸(γ-PGA)的机理。【方法】以枯草芽孢杆菌(B.subtilis)KH-2为对照菌株,克隆表达L-谷氨酸和D-谷氨酸代谢关键酶,分别为谷氨酸消旋酶(GR)、D-丙氨酸转氨酶(D-DDT)和谷氨酰胺合成酶(GS)。通过体外酶活实验与体内转录水平分析,初步探讨Mn~(2+)浓度对不同比例γ-PGA的生成机理。【结果】当Mn~(2+)浓度为0与0.6 mmol/L时,γ-D-PGA所占的比例分别为22%和67%。在0.6 mmol/L Mn~(2+)浓度下,B.licheniformis WBL-3中GR的催化活性(k_(cat)/K_m值)比未添加Mn~(2+)时高,GS只有在Mn~(2+)存在下才具有催化活性。实时荧光定量PCR结果表明,Mn~(2+)提高了GR、D-DDT和GS的转录水平,提高倍数分别为2.16、4.44和1.84倍。【结论】Mn~(2+)激活了GR、D-DDT与GS的表达,促进L-谷氨酸的代谢,使得菌体内D-谷氨酸比例升高,从而提高了γ-D-PGA的比例。     

两株聚球藻伴生细菌分离纯化与促生功能鉴定

【背景】蓝藻周围存在伴生细菌,伴生细菌与蓝藻具有复杂的作用关系。【目的】研究淡水聚球藻伴生细菌对聚球藻生长的影响。【方法】采用高通量测序分析聚球藻伴生细菌多样性;平板划线法纯化聚球藻伴生细菌,通过形态观察结合16S rRNA基因序列同源性比对,对其种属关系进行确定;通过聚球藻和不同浓度伴生细菌共培养测定其叶绿素a浓度,分析伴生细菌对聚球藻生长的影响;采用种子发芽试验验证伴生细菌促生功能。【结果】淡水聚球藻伴生细菌优势菌属为产卟啉杆菌属(Porphyrobacter)、根瘤菌属(Rhizobium)、水单胞菌属(Aquimonas)和中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium),从聚球藻分离获得了两株伴生细菌JQ1和JQ2,基于16S rRNA基因序列鉴定其分别属于Rhizobium和Peribacillus,通过在聚球藻与不同浓度伴生细菌共培养及水稻发芽试验验证,证明伴生细菌JQ1和JQ2在菌藻比例分别为5:1和15:1时具有促生作用,都对增强秧苗素质和根系发育有一定影响但JQ2与JQ1相比能显著提高水稻种子的发芽率。【结论】淡水聚球藻伴生细菌JQ1和JQ2在适宜的浓度均可显著促进聚球...     

重金属胁迫对真菌生长及发酵液pH的影响

【背景】矿区废渣堆重金属污染严重,废渣堆分布着一些耐重金属的微生物。【目标】探究重金属胁迫对真菌生长及发酵液pH的影响。【方法】从金川矿区废渣堆采集土样,分离培养具有产酸能力的真菌,采用形态学与分子生物学技术鉴定这些菌株,并测定其产酸能力及其对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Zn~(2+)的耐受性。【结果】形态学及18S rRNA基因序列分析获得黑曲霉ZJ-I (Aspergillus niger ZJ-I)和产黄青霉ZJ-V (Penicilium chrysogenum ZJ-V)两个产酸菌株。未加重金属培养时,与不接种真菌对照相比,上述2个菌株的发酵液pH分别下降0.58和0.69;添加重金属处理后,随着重金属浓度的增加,pH变化幅度变小,不同浓度Pb~(2+)使A.nigerZJ-I发酵液pH值分别下降0.53、0.39、0.34和0.39,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.21、0.23、0.14和0.09;不同浓度Cd~(2+)使A. niger ZJ-I发酵液pH值分别下降0.75、0.43、0.39和0.32,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.62、0.46、0.38和0.49;不同浓度Zn~(2+)可使A.nigerZJ-I发酵液pH分别下降0.87、0.61、0.57和0.43,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH分别下降1.1、0.34、0.44和0.49;低浓度的Zn~(2+)对菌株A.niger ZJ-I和P. chrysogenum ZJ-V产酸都有促进作用,低浓度的Cd~(2+)对A. niger ZJ-I产酸有促进作用。当Cd~(2+)、Zn~(2+)与Pb~(2+)的浓度分别超过200、400、2 000 mg/L时,3种不同浓度的重金属对菌株A. niger ZJ-I的抑制率达到80%以上,抑制效果显著;当Cd~(2+)、Zn~(2+)与Pb~(2+)浓度分别超过200、1 000、2 000 mg/L时,3种不同浓度的重金属对菌株P.chrysogenumZJ-V抑制率达到80%以上,抑制效果显著。【结论】两株真菌均具有产酸能力和一定的重金属耐受性,菌株P. chrysogenum ZJ-V发酵液产酸性能与重金属耐受能力都要优于ZJ-I,菌株ZJ-V具备潜在的淋洗重金属污染土壤的能力。     

Cr(Ⅵ)还原菌Microbacterium sp.BD6的分离鉴定及还原特性

【目的】从电镀厂下水道的淤泥中分离筛选Cr(Ⅵ)高效还原菌,并对其生长和还原特性进行研究,以期为Cr(Ⅵ)污染的生物修复提供优质的菌种资源和应用参考。【方法】采用富集培养法从淤泥中分离、筛选出Cr(Ⅵ)还原菌,通过生理生化及16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定。采用单因素实验确定菌株的最佳培养条件和抵抗胁迫环境的能力,利用外加电子供体改善菌株的Cr(Ⅵ)还原能力,筛选出最佳电子供体研究对菌株还原的影响。【结果】经分离筛选得到1株Cr(Ⅵ)耐受还原菌,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.),命名为BD6。菌株BD6适宜在中温、偏碱性的环境条件下生长,能耐受50.0 g/L NaCl的高盐环境。Mn~(2+)对菌种的生长表现出较高的抑制,Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的抑制作用较小,Cu~(2+)产生了一定的促进作用。Cr(Ⅵ)对BD6的最低抑菌浓度为1700 mg/L。添加甘油、果糖、乳糖、葡萄糖、丙酮酸钠作为电子供体促进了菌株对Cr(Ⅵ)的还原。选择甘油作为菌株还原Cr(Ⅵ)的最佳电子供体,无电子供体添加时菌株96 h内对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率仅为69.63%,添加2 g/L的甘油菌株在36 h内的还原率达到了100%。通过加大甘油的添加量可以促进菌株对初始浓度较高Cr(Ⅵ)的还原,但要受到Cr(Ⅵ)的毒性限制。菌株的最适还原条件和最适生长条件吻合,在50.0 g/L NaCl的高盐条件和50 mg/L Cd~(2+)的毒性环境中,添加2 g/L的甘油,菌株对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率分别为72 h 96.79%、54 h 99.86%。【结论】分离筛选得到的Microbacterium sp. BD6是一株潜在的可用于Cr(Ⅵ)污染生物还原修复的候选菌株。     

Cr3+和Cd2+对普通小球藻生长及抗氧化酶活性的影响

[目的] 为探究重金属对淡水绿藻生长的影响。[方法] 选取对水质检测具有明显指示作用的普通小球藻（Chlorella vulgaris）为实验材料,CdCl₂·2H₂O和CrCl₃·7H₂O提供重金属离子,探究不同浓度Cr³⁺和Cd²⁺在单一和复合胁迫下对藻细胞浓度、叶绿素a及相关抗氧化酶活性的影响。[结果] 随着Cr³⁺和Cd²⁺浓度不断增加,藻细胞浓度呈先增长后下降趋势;叶绿素a含量呈现先下降后升高再下降的现象,浓度为1 mg/L的单一和复合胁迫下有最大值,且毒性作用表现为Cr³⁺ < Cd²⁺ < Cr³⁺+Cd²⁺;与藻细胞膜相关的丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）含量随着重金属离子浓度的增大而增长;重金属离子浓度低于10 mg/L时对藻细胞内抗氧化酶系统中的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）表现为促进作用,而大于10 mg/L时具有抑制作用。[结论] 结果表明在单一或复合重金属胁迫下,普通小球藻会充分调动与抗逆性相关的酶来维持自身的正常生长。     

马利亚霉菌(Mariannaeasp.) HJ合成金属硒化物及机理研究

[背景] 金属硒化物因其优异的光电和催化特性,近年来在半导体、电化学及抗癌等领域成为了研究热点。相较于传统的化学还原法,生物合成金属硒化物具有环境友好、耗能较低等优势。然而,目前有关生物合成金属硒化合物的微生物资源较少且相关合成机理尚不明晰。[目的] 利用马利亚霉菌（Mariannaea sp.） HJ合成了3种金属硒化物并对其合成机理进行了初步探索。[方法] 利用X射线衍射（X-Ray Diffraction,XRD）和傅里叶转换红外线光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）对菌株HJ合成的金属硒化物进行了初步的表征,考察了纳米材料合成过程中总巯基含量、总抗氧化性能及自由基含量变化,并且验证了转运蛋白DMT1在金属硒化物合成中所起的关键性作用。[结果] XRD结果表明菌株HJ能够在Bi³⁺、Pb²⁺、Co²⁺与SeO₃^2-作用下分别合成Bi₄Se₃、PbSe和CoSe₂纳米颗粒,其合成的最优pH条件分别为6.0、7.0、8.0。FTIR结果表明,合成的金属硒化物表面含有氨基、羧基、羟基等官能团。3种金属硒化物的合成反应体系与空白对照组相比,总巯基含量明显下降,而总抗氧化性能却有所提高,这表明巯基等酶促体系或氨基酸金属蛋白类的非酶促体系可能参与了SeO₃^2-的还原过程。苄基异硫脲盐酸盐屏蔽实验表明,转运蛋白DMT1在SeO₃^2-转运和金属硒化物分泌过程中起到关键作用。此外,Bi³⁺、Pb²⁺和Co²⁺的加入使得菌株HJ产生氧化应激反应,在胞外分泌了大量的过氧化氢、羟基自由基和超氧自由基,而上述自由基可通过诱导热激效应的方式增强金属离子或纳米颗粒的转运过程。[结论] 利用马利亚霉菌（Mariannaeasp.） HJ合成了Bi₄Se₃、PbSe和CoSe₂纳米颗粒,为研究金属硒化物的生物合成及机理提供了一定的理论参考。     

Cr(Ⅵ)还原菌Microbacterium sp.BD6的分离鉴定及还原特性

【目的】从电镀厂下水道的淤泥中分离筛选Cr(Ⅵ)高效还原菌,并对其生长和还原特性进行研究,以期为Cr(Ⅵ)污染的生物修复提供优质的菌种资源和应用参考。【方法】采用富集培养法从淤泥中分离、筛选出Cr(Ⅵ)还原菌,通过生理生化及16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定。采用单因素实验确定菌株的最佳培养条件和抵抗胁迫环境的能力,利用外加电子供体改善菌株的Cr(Ⅵ)还原能力,筛选出最佳电子供体研究对菌株还原的影响。【结果】经分离筛选得到1株Cr(Ⅵ)耐受还原菌,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.),命名为BD6。菌株BD6适宜在中温、偏碱性的环境条件下生长,能耐受50.0 g/L NaCl的高盐环境。Mn^2+对菌种的生长表现出较高的抑制,Ni^2+、Zn^2+、Cd^2+的抑制作用较小,Cu^2)产生了一定的促进作用。Cr(Ⅵ)对BD6的最低抑菌浓度为1700 mg/L。添加甘油、果糖、乳糖、葡萄糖、丙酮酸钠作为电子供体促进了菌株对Cr(Ⅵ)的还原。选择甘油作为菌株还原Cr(Ⅵ)的最佳电子供体,无电子供体添加时菌株96 h内对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率仅为69.63%,添加2 g/L的甘油菌株在36 h内的还原率达到了100%。通过加大甘油的添加量可以促进菌株对初始浓度较高Cr(Ⅵ)的还原,但要受到Cr(Ⅵ)的毒性限制。菌株的最适还原条件和最适生长条件吻合,在50.0 g/L NaCl的高盐条件和50 mg/L Cd^2+的毒性环境中,添加2 g/L的甘油,菌株对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率分别为72 h 96.79%、54 h 99.86%。【结论】分离筛选得到的Microbacterium sp.BD6是一株潜在的可用于Cr(Ⅵ)污染生物还原修复的候选菌株。     

基于生态风险评估探究溶藻细菌2-4的抑藻特性

[目的]基于生态安全评估,探索溶藻细菌及其分泌物的抑藻效果与机制。[方法]分离获得溶藻细菌2-4 (Pseudomonassp.),通过正交试验和动力学模型研究了菌株2-4及其分泌物的抑藻特性,并通过急性毒性试验对菌株2-4及其分泌物进行生态风险评估。[结果]菌株2-4在最优条件下接种体积比(V/V)为15%时对铜绿微囊藻的4 d抑制率达92.81%,抑藻反应符合一级动力学模型(t_1/2=126 h)。菌株2-4具有抑藻多样性,首次报道了假单胞菌对斜生四链藻、蛋白核小球藻和丝藻的抑藻效果。菌株2-4分泌的抑藻活性物质分子量小于500 Da,不耐高温和强酸强碱。急性毒性试验结果显示,高于1.5%的菌液对大型溞有毒,高于2%的菌株分泌物对大型溞和稀有鮈鲫有毒,但对明亮发光杆菌无毒。较安全的使用范围内,菌株2-4 (V/V=1.5%)及其分泌物(V/V=10%)对藻华湖泊水样的叶绿素a去除率为4.83%–42.94%和30.62%–68.69%。[结论]本研究客观分析了假单胞菌2-4及其分泌物在生态安全使用范围内的实际抑藻效果,明晰了溶藻细菌生态毒性与抑藻效率的关系,为生物控藻实践提供理论参考。     

Mn2+对A/O-BAF系统处理效能和细菌群落多样性的影响

【目的】通过考察Mn²⁺对A/O-BAF系统处理效能及微生物群落多样性的影响,研究了15℃下不同浓度Mn²⁺对A/O-BAF系统处理效能的影响,并通过高通量测序考察了细菌群落多样性的变化情况。【方法】在温度15℃、水力负荷0.50 m3/(m2·h)、气水比10:1的条件下,在进水中投加Mn²⁺,考察反应器处理效能的变化情况,并通过高通量测序对BAF生物膜样品进行分析。【结果】2.0 mg/L Mn²⁺作用下A/O-BAF系统的COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别提高3.51%、2.21%、6.26%和12.13%;4.0 mg/L Mn²⁺作用下COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别提高了4.24%、1.92%、7.75%和10.73%;Mn²⁺作用下A/O-BAF系统内反硝化细菌和亚硝酸菌的数量明显增加,硝酸菌数量有所减少,生物膜量和生物膜活性提高。高通量测序结果可知:2.0 mg/L和4.0 mg/L Mn²⁺作用下,微生物群落多样性大幅增加,样本OTU数量从4430分别提高到5659和5556;BAF柱内变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、黄色单胞菌科(Xanthomonas)、红环菌科(Rhodocyclaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadacea)、丛毛单胞菌属(Comamonas)、陶厄式菌属(Thauera)、Denitratisoma、Sulfuritalea和热单胞菌属(Thermomonas)的相对丰度增加。部分微生物丰度[例如Denitratisoma、Sulfuritalea、红环菌科(Rhodocyclaceae)和丛毛单胞菌科(Comamonadacea)]的增加幅度随着Mn²⁺浓度的提高有所减少;Mn²⁺作用下硝化螺旋菌门(Nitrospirae)和硝化螺菌属(Nitrosospira)的相对丰度减少。【结论】一定浓度下Mn²⁺主要是通过促进A/O-BAF系统的亚硝化和反硝化作用和除磷微生物的生长提高A/O-BAF系统污染物去除效果,但对硝化的促进效果并不明显,且硝酸菌更易被Mn²⁺的抑制和毒害作用所影响。     

碱性蛋白酶SubC在枯草芽孢杆菌中的高效异源表达

【背景】碱性蛋白酶是工业用酶中占比最大的酶类,广泛应用于清洁、食品、医疗等行业。近期研究发现碱性蛋白酶在生产生物活性肽方面有巨大潜力,这将进一步拓宽其在保健食品领域中的应用。【目的】利用枯草芽孢杆菌异源表达地衣芽孢杆菌来源的碱性蛋白酶SubC。【方法】通过筛选3种枯草芽孢杆菌宿主菌株(Bacillus subtilis 1A751、MA07、MA08)和6种信号肽(AmyE、AprE、NprE、Pel、YddT、YoqM),同时优化诱导剂浓度、发酵培养基和发酵时长,最终得到最优重组菌株MA08-AmyE-subCopt。【结果】重组菌株MA08-AmyE-subCopt的胞外酶活力为3.33×103 AU/mL,胞外蛋白分泌量为胞内可溶蛋白表达量的4倍,与携带野生型信号肽的对照组菌株WT相比,酶活提高了73.4%。【结论】异源碱性蛋白酶SubC在枯草芽孢杆菌中成功表达,为碱性蛋白酶SubC的表达和在保健食品领域的工业化应用提供了理论基础。     

大豆根瘤内抗棉花枯萎病菌株的筛选及其防病试验

【目的】采用优良抗病性内生菌资源来控制棉花枯萎病是一种有效的措施。本研究从大豆根瘤中筛选棉花枯萎病拮抗性内生细菌,探索其对棉花枯萎病菌丝的抑制作用和代表菌株特性,为发掘和应用防病、抗逆优良菌株提供理论基础。【方法】采用对峙法和代谢液培养法对大豆根瘤内生细菌进行棉花枯萎病菌抑菌性筛选,显微观察法研究筛选菌株引起病原菌菌丝变化,通过菌株培养特征、理化特性和16S r DNA序列同源性分析确定菌株系统发育地位,比色法测定DD174耐盐碱性,盆栽试验验证防病效果。【结果】经复筛和代谢液试验有5株拮抗性较强菌株,被作用病原菌菌丝畸形、细胞壁消失、自溶,菌丝基部加粗、分支增多,呈树根状;菌丝被菌苔包埋而溶解、断裂,菌丝末端球形膨大。对棉花枯萎病菌的抑制作用主要通过菌体产生胞外代谢物发挥作用。菌株DD174、DD176和DD179最相似菌株分别为Bacillus oceanisediminis H2T(GQ292772)和B.thuringiensis ATCC 10792T(AF290545),菌株DD165和DD166最相似菌株均为Stenotrophomonas maltophilia LMG 958T(X95923)。DD174能耐受6%盐浓度,p H 10生长良好,具有一定耐盐碱能力。DD174处理组防治效果达76.32%,其他防效均在62%以上,可作为棉花枯萎病的生防菌株资源。【结论】大豆根瘤内存在棉花枯萎病内生拮抗细菌,其中有些菌株具有一定耐盐碱能力,对棉花枯萎病病原菌及病害有一定抑菌和防病作用。     

镉离子污染条件下微生物群落中细菌与藻类的相互作用

【背景】水体微生物有着丰富的多样性,不同种类的微生物之间的相互作用对水体生态系统的组成结构与功能具有重要影响。水体内的藻类与某些微生物可以发生多种相互作用,然而人们对逆境条件下的菌藻有益相互作用尚缺乏深入研究。【目的】为了研究镉对水体微生物群落的影响以及镉胁迫下菌藻之间可能的相互作用。【方法】本研究运用了基于16S rRNA基因的高通量测序技术,分析在不同Cd~(2+)条件下微生物群落结构的变化,利用微生物相互作用网络分析菌藻之间可能发生的相互作用。【结果】通过分离培养筛选出了与集胞藻PCC6803互作抗Cd~(2+)的关键细菌Y9菌株。【结论】研究结果表明Y9菌株属于Phyllobacteriaceae科,与微生物群落组成和微生物互作网络的分析结果相符。本研究为探索水体环境中微生物种间相互作用、菌藻互作抗Cd~(2+)的生态效应提供参考依据。     

鱼源副乳房链球菌前噬菌体裂解酶Sply828的抗菌活性

【背景】副乳房链球菌（Streptococcus parauberis）是重要的水产病原菌,该病原菌已逐渐出现新的血清型及多重耐药性状,因此亟须开发出一种新的抗菌药物用于该病害的防治。研究发现,前噬菌体编码的裂解酶能够有效地杀死其宿主,具有良好的抗菌应用前景。【目的】以副乳房链球菌前噬菌体裂解酶为对象,研究其杀菌宿主谱并优化其裂解活性的条件。【方法】利用PHASTER工具对副乳房链球菌菌株KRS02083全基因组序列分析发现,其前噬菌体包含一种裂解酶的基因Sply828;通过基因克隆、表达和纯化等技术得到裂解酶Sply828蛋白;通过浊度递减实验探究裂解酶Sply828对不同细菌的杀菌活性及其最适的裂解条件。【结果】裂解酶Sply828对鱼源副乳房链球菌具有最佳的杀菌活性,并发现该酶对处于指数生长期的细菌杀菌效果最好;其最适裂解温度为28°C,最适pH为6.2;Ca²⁺和Mg²⁺对该酶的杀菌活性有促进作用,但是Zn²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Ni²⁺明显抑制...     

喙尾琵琶甲肠道来源链霉菌(Streptomyces sp.)BPA71次级代谢产物的分离鉴定及其生物活性评价

【背景】昆虫是世界上种类最多、肠道菌群资源最丰富且多样的动物类群之一。昆虫肠道微生物具有产生活性次级代谢产物的能力,是活性天然产物的重要来源。【目的】研究药用昆虫喙尾琵琶甲(Blaps rynchopetera)成虫肠道来源链霉菌(Streptomyces sp.) BPA71的次级代谢产物及其生物活性。【方法】利用正相硅胶柱色谱、葡聚糖凝胶Sephadex LH-20柱色谱等方法分离纯化该菌株的发酵粗提物,采用牛津杯法进行抗菌活性追踪,确定抗菌活性部位,通过ESI-MS、NMR等波谱数据分析对化合物结构进行鉴定,采用微量肉汤稀释法测定最低抑菌浓度(minimal inhibitory concentration, MIC),采用MTS法测定抗肿瘤活性。【结果】从Streptomyces sp. BPA71的固体发酵提取物中共分离得到4个已知化合物,通过对比核磁数据确定为糠酸甲酯(1)、吡咯甲酰胺A (2)、吡咯甲酰胺B (3)和吲哚-3-乙酸甲酯(4)。抗菌活性结果显示化合物2具有广谱抗菌活性。此外,化合物2对宫颈癌细胞HeLa、肺癌细胞A549、肝癌细胞SMMC-7721、乳腺癌细胞MDA-MB-231和结肠癌细胞SW480这5株肿瘤细胞均有明显的抑制活性。【结论】喙尾琵琶甲肠道来源Streptomyces sp. BPA71可产生丰富的生物活性物质,该研究结果为进一步挖掘喙尾琵琶甲肠道链霉菌的活性天然产物奠定了基础,同时丰富了人们对喙尾琵琶甲肠道微生物的认识。