一株多糖降解菌的分离、鉴定与琼脂糖降解能力

【目的】筛选海洋来源的多糖降解菌,分析其多糖降解能力并初探机制。【方法】碘液染色法从海泥中初筛琼脂糖降解菌,唯一碳源生长法分析菌株的多糖利用能力,克隆16S rRNA基因以分析系统分类地位。用硫酸铵沉淀法制备胞外粗酶制剂,DNS-还原糖法测定琼胶酶活性,活性染色法分析胞外琼胶酶系的组成特征。分离、纯化琼脂糖的酶解产物,通过TLC测定寡糖Rf值、阳离子质谱测定分子量。【结果】分离到1株能液化琼脂糖的海洋细菌JZB09,鉴定至桃色杆菌属(Persicobacter)。JZB09能利用11种不同的多糖为唯一碳源生长,在利用琼脂糖、纤维素和木聚糖时生长较好。胞外粗酶制剂的琼胶酶活力约77.2U/mg,含有至少2条琼胶酶,大小约45kDa、70kDa。酶制剂降解琼脂糖后的产物是系列新琼寡糖,四糖是主产物,表明β-琼胶酶在胞外琼胶酶系降解琼脂糖时起关键作用。【结论】海洋细菌Persicobacter sp.JZB09是1株多能型多糖降解菌,可分泌β-琼胶酶降解琼脂糖且活性显著,具有潜在开发价值。     

一株产纤维素酶菌株的分离、鉴定及产酶特性

【目的】筛选并鉴定一株产纤维素酶的菌株,初步探究该菌的产酶特性,为综合利用纤维素筛选菌源。【方法】在常温条件下,采用滤纸培养基对菌种富集,采用CMC-Na初筛纤维素降解菌,采用LB培养基分离纯化菌株,经形态学、生理生化特征试验、16S r RNA基因序列测定等分析筛选菌株的系统分类地位。单因素试验确定培养时间、培养温度、初始p H及Na Cl浓度对筛选菌株产酶活力的影响。【结果】从腐烂的玉米秸秆中分离出一株在常温下产纤维素酶细菌KZ-2,根据菌落形态特征、生理生化特征鉴定以及16S r RNA基因序列分析,初步鉴定KZ-2为肠杆菌(Enterobacter sp.),为潜在新种。产酶条件实验显示:该菌使用产酶发酵培养基120 h产酶量达到最大值,在25–35°C、初始p H 4.5–5.5、Na Cl浓度1.0%–2.0%范围内为最佳产酶条件,在最适条件下酶活可达80.93 U/m L。该菌株所产纤维素酶最适反应p H为7.0,最适反应温度为50°C。【结论】KZ-2是一株具有降解纤维素能力的细菌,在常温下即可分泌纤维素酶,并且该菌株为潜在新种,具有潜在的开发价值。     

一株大蒜素降解菌的分离与鉴定

【目的】解决大蒜废水难以生化处理的问题,筛选能够降解大蒜素的细菌,并对其生化特性进行分析。【方法】通过16S r RNA基因测序,对大蒜废水沉积物进行细菌多样性分析,发现其中有多种大蒜素耐受菌;通过富集培养与划线分离大蒜素降解菌,并进一步分析其最适生长和大蒜素降解条件。【结果】得到一株大蒜素降解菌(JX6-2),能够以大蒜素为唯一碳源生长(50-300 mg/L),将大蒜素彻底降解。其最适生长温度和降解大蒜素温度均为35°C,最适pH值在中性左右,添加葡萄糖对大蒜素降解没有明显影响。【结论】分离得到了一株大蒜素降解菌,分析了其生长和降解特性,为生化方法处理大蒜素废水提供了新菌种。     

一株木质纤维素降解菌的筛选及其全基因组分析北大核心CSCD

【目的】筛选和鉴定有木质纤维素降解能力的1株细菌,测定其相关酶活力并进行全基因组分析,为构建木质纤维素降解工程菌提供依据。【方法】采用3种木质素类似物(天青-B;酚红;愈创木酚)的脱色/染色法,从腐木和被枝叶覆盖的土壤中分离和筛选出1株具有较强木质纤维素降解能力的细菌。通过16S r RNA基因和全基因组序列分析对该菌进行种属鉴定。使用紫外分光光度法测定其锰过氧化物酶(Mn P)、漆酶(Lac)、羧甲基纤维素酶(CMCase)以及滤纸酶(FPA)活力,了解该菌相关酶活力大小在一定时间内的变化趋势。使用Illumina Miseq和454 GS Junior测序平台获取该菌的全基因组序列,将其全基因组序列经过注释的基因蛋白质序列提交COG和KEGG数据库进行BLASTp比对分析,确定该菌潜在的重要酶类和代谢途径,并对部分注释基因进行定量RT-PCR验证。【结果】筛选得到1株优势菌株S12,该菌经鉴定后命名为解鸟氨酸拉乌尔菌(Raoultella ornithinolytica)。在液体CMC-Na培养基中发酵28 h,菌体生长达到稳定期,纤维素降解相关酶活力也在此时达到峰值。生物信息学分析结果表明,菌株S12具有木质素降解通路中重要酶类的编码基因,如过氧化物酶、Fe-Mn型超氧化物歧化酶、邻苯二酚1,2-双加氧酶和原儿茶酸-3,4-双加氧酶等,这些基因在以碱性木质素为碳源的培养条件下表达量不同程度地高于以葡萄糖为碳源的培养条件。另外,菌株S12具备完整的纤维素降解和乙醇生成通路。【结论】本研究首次揭示了Raoultella ornithinolytica S12具备有效的木质纤维素降解性能,这对于推动木质纤维素应用产业的发展具有重要意义。     

基于16S rRNA和RubisCO基因对嗜酸硫杆菌的系统发育及多样性北大核心CSCD

【目的】明确不同地理来源的Acidithiobacillus spp.种群是否表现出显著的地域性和异域物种形成;为了解微生物谱系地理、多样性维持机制和微生物分子地理学提供基础数据。【方法】采用16S r RNA基因、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubis CO)功能基因序列同源性分析构建相应的系统发育树,分析Acidithiobacillus spp.种群的遗传多样性。【结果】从3个不同的地域分离到35株菌聚为5大类群,其中菌株YNTR4-15可能是铁氧化细菌(Leptspirillum ferrooxidans),菌株HBDY3-3被鉴定为另一铁氧化细菌(Leptospirillum ferrodiazotrophum);有4株可能是Acidithiobacillus ferrivorans;6株是Acidithiobacillus ferridurans,其余菌株均被鉴定为Acidithiobacilus ferrooxidan。对26株代表性菌株的Rubis CO I型cbb L基因和II型cbb M基因的分析,发现19株菌具有双拷贝cbb L基因,分别为cbb L1和cbb L2基因;7株菌只检测到了cbb L1。cbb L1和cbb L2基因都有3个序列型;而cbb M基因是单拷贝。Rubis CO基因的密码子偏爱性不强。【结论】分离自3个地域的菌株16S r RNA/Rubis CO基因存在序列差异,Acidithiobacillus spp.种群存在显著的遗传多样性。嗜酸硫杆菌分离菌株基于16S r RNA基因的系统发育树和Rubis CO基因的发育树不一致。     

一株培菌白蚁后肠木聚糖降解细菌的分离与鉴定

【目的】从培菌白蚁——黄翅大白蚁肠道微生物菌群中分离能降解木聚糖的细菌。【方法】以木聚糖为唯一碳源,利用刚果红染色,根据透明圈大小进行筛选。通过显微形态,革兰氏染色及16S r RNA基因序列分析进行菌株鉴定。二硝基水杨酸(DNS)法测定细菌生长过程中木聚糖酶酶活变化,比较酶活与菌株生长状况的关系。【结果】从黄翅大白蚁肠道中筛选到一株具有较高木聚糖降解活性的革兰氏阳性菌Mb1,16S r RNA基因序列分析表明为类芽孢杆菌属细菌,命名为Paenibacillus sp.Mb1。该菌培养72 h后菌体浓度达到最高,木聚糖酶酶活主要存在于培养液上清中,酶活在对数期增长快,在培养96 h时达到最高值,之后趋于稳定。【结论】从黄翅大白蚁肠道中分离出一株具有较高木聚糖酶活的类芽孢杆菌,可作为产细菌木聚糖酶的潜在优良菌株。     

一株转化琼胶为新琼寡糖菌株的筛选及鉴定

摘要:【目的】筛选一株可以将琼胶转化为新琼寡糖的菌株,并对该菌株进行鉴定。【方法】从紫菜生长区域采集紫菜和该区域海水,用含1‰琼胶的培养基富集培养,逐级稀释涂布、平板划线进行初筛,液体培养进行复筛,DNS法测定琼胶降解产物中还原糖的含量。通过16S rDNA序列分析,结合菌体形态、菌落特征及生理生化特性,确立该菌的系统发育学地位。【结果】从紫菜振荡液中筛选出一株可以产琼胶酶的菌株HJPHYXJ-1,该菌属于革兰氏阴性菌,16S rDNA序列同源性与需钠弧菌(Vibrio natriegens)的达到了99%,结合形态特征和生理生化实验结果鉴定该菌为需钠弧菌。HPLC法测定酶解产物为新琼寡糖。【结论】HJPHYXJ-1被筛选用于转化琼胶,酶解产物的聚合度在2－12 之间,是以二糖为单位的新琼寡糖,该菌产生的酶为β-琼胶酶。     

一株产琼胶酶细菌的鉴定和发酵条件优化

从烟台地区的海藻样品中,本课题组分离到一株产琼胶酶细菌菌株YTB2-3。通过生理生化特征和16 S r RNA分析,鉴定YTB2-3为Cellulophaga fucicola。为提高YTB2-3产酶潜力,本研究阐述了培养基成分和培养条件对琼胶酶活力的影响。结果表明琼脂粉既可以作为YTB2-3产琼胶酶的碳源,又可以作为诱导因子,而麦芽糖和可溶性淀粉则对产酶具有抑制作用。单因素研究结果显示C.fucicola菌株YTB2-3产琼胶酶的最适培养基组成(g:m L)为:乳糖0.01%、牛肉膏0.70%、海盐2.0%、琼脂0.05%。最佳产酶条件:250 m L三角瓶装90 m L培养基,初始p H为6、发酵温度为16℃,发酵时间为24 h。上述培养条件下,发酵液的酶活力达到3.88 U/m L。本研究结果有助于YTB2-3琼胶酶的进一步研究开发。     

几株解纤维素生防芽孢杆菌的分子鉴定及其抗逆促生特性分析

【目的】探究青藏高原解纤维素生防芽孢杆菌资源。【方法】采用BOX-PCR指纹图谱分析、gyr B基因及16S r RNA基因序列分析,对分离自青海互助北山桦树根围的5株芽孢杆菌进行分子鉴定;通过CMC法检测菌株降解纤维素活性;平板对峙法检测菌株拮抗病原真菌及病原细菌活性;检测菌株的耐盐性、低温适生性;测定菌株促种子萌发及幼苗生长特性。【结果】5株菌均鉴定为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens;具有显著降解纤维素的特性,在CMC平板上形成纤维素降解透明圈直径≥20 mm;对油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、瓜类枯萎病菌(Fusarium oxysporum)、水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)及植物梨火疫病菌(Erwinia amylovora)均有显著拮抗活性;菌株可在含Na Cl浓度为11%的LB平板上正常生长,在10°C低温条件下生长良好;菌株BS11、BS12菌悬液(细胞浓度106 CFU/m L)可促进水稻种子萌发及幼苗生长。【结论】5株B.amyloliquefaciens菌株为抗逆性强的、具有降解纤维素活性的生防芽孢杆菌,在青藏高原生态农业及畜牧产业中具有应用潜力。     

全氟辛烷磺酰胺降解菌的分离、鉴定和降解特性

【背景】全氟烷基和多氟烷基物质(per-and poly-fluoroalkyl substances,PFAS)是一类具有高表面活性、热稳定性、化学稳定性和疏水疏油性的难降解有机污染物。其长距离迁移性、极高的环境持久性和生物蓄积性给生态环境和生物体带来了严重的危害。【目的】从吉林石化公司污水处理厂水样中筛选获得以全氟辛烷磺酰胺(perfluorooctane sulfonamide,PFOSA)为唯一碳源生长的降解菌,并分析其降解特性及机理。【方法】以PFOSA为唯一碳源,通过富集、筛选、分离和纯化,从污水中筛选出PFOSA好氧降解菌,通过形态学观察、16S r RNA基因和全基因组测序分析对菌株进行鉴定,并采用三重四级杆液质联用仪分别对PFOSA的降解率和降解产物进行分析。【结果】筛选得到一株PFOSA好氧降解细菌C11,经形态学观察、16S r RNA基因序列分析和全基因组测序分析,初步鉴定该菌为睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)。经单因素优化试验发现,在培养温度为30℃、初始p H值为7.0、PFOSA初始浓度为30 mg/L的降解条件下,菌株C1...     

Biochemical characteristics of cellulose and a green alga degradation by Gilvimarinus japonicas 12-2T,and its application potential for seaweed saccharification

ABSTRACT

Cellulose is one of the major constituents of seaweeds, but reports of mechanisms in microbial seaweed degradation in marine environment are limited, in contrast to the multitude of reports for lignocellulose degradation in terrestrial environment. We studied the biochemical characteristics for marine cellulolytic bacterium Gilvimarinus japonicas 12-2^T in seaweed degradation. The bacterial strain was found to degrade green and red algae, but not brown algae. It was shown that the bacterial strain employs various polysaccharide hydrolases (endocellulase, agarase, carrageenanase, xylanase, and laminarinase) to degrade seaweed polysaccharides. Electrophoretic analysis and peptide sequencing showed that the major protein bands on the electrophoresis gel were homologous to known glucanases and glycoside hydrolases. A seaweed hydrolysate harvested from the bacterial culture was found useful as a substrate for yeasts to produce ethanol. These findings will provide insights into possible seaweed decomposition mechanisms of Gilvimarinus, and its biotechnological potential for ethanol production from inedible seaweeds.     

The potential of bacteria isolated from ruminal contents of seaweed‐eating North Ronaldsay sheep to hydrolyse seaweed components and produce methane by anaerobic digestion in vitro

The production of methane biofuel from seaweeds is limited by the hydrolysis of polysaccharides. The rumen microbiota of seaweed‐eating North Ronaldsay sheep was studied for polysaccharidic bacterial isolates degrading brown‐seaweed polysaccharides. Only nine isolates out of 65 utilized > 90% of the polysaccharide they were isolated on. The nine isolates (eight Prevotella spp. and one Clostridium butyricum) utilized whole Laminaria hyperborea extract and a range of seaweed polysaccharides, including alginate (seven out of nine isolates), laminarin and carboxymethylcellulose (eight out of nine isolates); while two out of nine isolates additionally hydrolysed fucoidan to some extent. Crude enzyme extracts from three of the isolates studied further had diverse glycosidases and polysaccharidase activities; particularly against laminarin and alginate (two isolates were shown to have alginate lyase activity) and notably fucoidan and carageenan (one isolate). In serial culture rumen microbiota hydrolysed a range of seaweed polysaccharides (fucoidan to a notably lesser degree) and homogenates of L. hyperborea, mixed Fucus spp. and Ascophyllum nodosum to produce methane and acetate. The rumen microbiota and isolates represent potential adjunct organisms or enzymes which may improve hydrolysis of seaweed components and thus improve the efficiency of seaweed anaerobic digestion for methane biofuel production.     

Isolation and Culture of a Marine Bacterium Degrading the Sulfated Fucans from Marine Brown Algae

Fucoidans are matrix polysaccharides from marine brown algae, consisting of an α-l-fucose backbone substituted by sulfate-ester groups and masked with ramifications containing other monosaccharide residues. In spite of their interest as biologically active compounds in a number of homologous and heterologous systems, no convenient sources with fucanase activity are available yet for the degradation of the fucalean algae. We here report on the isolation, characterization, and culture conditions of a bacterial strain capable of degrading various brown algal fucoidans. This bacterium, a member of the family Flavobacteriaceae, was shown to secrete fucoidan endo-hydrolase activity. An extracellular enzyme preparation was used to degrade the fucoidan from the brown alga Pelvetia canaliculata. End products included a tetrasaccharide and a hexasaccharide made of the repetition of disaccharidic units consisting of α-1→3-l-fucopyranose-2-sulfate-α-1→4-l-fucopyranose-2,3-disulfate, with the 3-linked residues at the nonreducing end.     

好氧氯苯降解菌的分离鉴定

【目的】分离好氧氯苯降解菌,并通过研究降解特性为应用提供理论依据。【方法】利用富集培养技术分离菌株,通过形态、生理生化反应特征及16S rRNA基因序列分析鉴定菌株,测定培养液中氯苯、其它氯苯类化合物和氯离子的浓度以及菌体细胞的密度和菌体细胞粗提液中邻苯二酚双加氧酶的活性,研究菌株的降解特性。【结果】16S rRNA基因序列相似性比较表明,分离出的菌株与乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)的相似性高达98.5%。以初始浓度为50mg/L的氯苯为唯一碳源和能源时,120h内菌株对氯苯的降解率高达98.2%,氯离子净释放量和氯苯降解量的摩尔比范围为1:1.85-1:1.39,菌体细胞粗提液中邻苯二酚1,2-双加氧酶的平均活性为0.538U/mg蛋白质。加入葡萄糖后,菌体细胞数量和氯离子浓度明显增加,但单位细胞的氯苯降解能力明显下降。在二氯苯和三氯苯共存时,菌株对氯苯的降解能力受到明显的抑制作用,但对二氯苯有一定的降解作用,降解能力大小顺序为:1,3-二氯苯1,2-二氯苯1,4-二氯苯。【结论】分离出的好氧氯苯降解菌属于Acinetobacter属菌株,该菌株对氯苯和二氯苯均具有降解作用,可能通过邻位裂环途径降解氯苯,氯苯对菌株的降解能力和邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性具有明显的增强作用。     

一株溴氰菊酯降解菌的分离鉴定及其降解条件优化

【背景】拟除虫菊酯类农药的降解已成为食品安全和环境卫生领域的研究热点,而生物降解被认为是一种绿色高效的解决方法。【目的】从长期受拟除虫菊酯类农药污染的草莓根系土壤分离一株溴氰菊酯(deltamethrin,DM)降解菌,并优化其培养基及降解条件,从而提高DM降解菌的降解效率。【方法】采用富集驯化、分离纯化法筛选DM降解菌,通过形态学和生理生化特征,以及16S rRNA基因序列分析进行鉴定。通过Plackett-Burman因素筛选试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验优化菌株降解条件。【结果】筛选获得一株DM降解菌LH-1-1,96h对DM(100mg/L)的降解率为53.43%,经鉴定为琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii);通过优化后,在DM浓度75mg/L、胰蛋白胨3 g/L、pH值6.8、硫酸铵1.5 g/L、氯化铁0.01 g/L、接种量为5%(体积比)、菌龄12 h、培养温度30℃条件下,菌株LH-1-1对DM降解率达82.36%,较未优化前提高了28.93%。【结论】A. junii LH-1-1具有较高的DM降解能力,该菌可为生物修复受DM或拟除虫菊酯类农药污染的环境提供优良的微生物资源。     

假单胞菌胞外酶降解黄曲霉毒素B1的酶学性质

【背景】黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)毒性强、污染普遍,目前尚无有效的防治办法。【目的】为了发掘高效的AFB1降解菌并探索其降解特性,对红树林污泥样品中一株AFB1降解菌株(HAI2)的酶学性质进行分析。【方法】以AFB1结构类似物为唯一碳源,筛选出一株高效的AFB1降解菌,利用16S rRNA基因测序结果鉴定菌株,并结合HPLC研究菌株对AFB1的降解特性。【结果】HAI2的16S rRNA基因序列与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida,NR 113651.1)的相似性高达99.85%,其主要降解AFB1的活性物质为胞外蛋白质,HAI2-AFB1降解酶的最适pH值为7.0,最适温度为37℃,Fe²⁺、Ca²⁺和Zn²⁺会抑制AFB1的降解率,Cu²⁺和Mn²⁺可以提高AFB1的降解率。HAI2上清液对100 ng/mL的AFB1降解24 h的降解率为71.52%。此外,P.putida HAI2还可抑制被黄曲霉菌感染的玉米中AFB1的合成,AFB1含量可减少63.46%。【结论】假单胞菌P.putida HAI2具有较高的降解AFB1能力,其主要降解活性物质为胞外蛋白,在食品和饲料行业具有较大的应用前景。     

微小杆菌(Exiguobacterium sp.)对肉桂酸降解行为

【目的】为有效缓解自毒物质肉桂酸对西瓜等作物生长的危害,从宁夏中卫硒砂瓜连作土壤中分离筛选得到一株高效降解肉桂酸的菌株,研究其基本降解特性。【方法】分离筛选得到一株能有效利用肉桂酸生长的菌株,采用16S r RNA基因序列分析进行菌株鉴定,运用高效液相色谱法和西瓜幼苗生长毒性实验检测降解特性。【结果】从多年西瓜连作土壤中筛选得到一株高效降解肉桂酸的细菌R30,鉴定为Exiguobacterium sp.,其96 h内对肉桂酸的降解率可达99%以上,最适降解温度和p H分别为30°C、p H 7.0。除肉桂酸外,该菌也能够高效降解香豆酸、阿魏酸、苯甲酸等其他酚酸类物质,表现出一定的底物广谱性;检测96 h降解液对西瓜种子萌发直至幼苗生长阶段的影响表明,该菌株可有效缓解肉桂酸对西瓜幼苗的生长抑制作用。【结论】菌株R30在肉桂酸、香豆酸、阿魏酸、苯甲酸等酚酸类物质导致的农作物连作障碍治理领域具有潜在的开发应用价值。     

Isolation and characterization of an alginase from mucoid strains of Pseudomonas aeruginosa.

Strains of Pseudomonas aeruginosa which produce an alginate-like slime polysaccharide were shown to also synthesize an intracellular enzyme which can degrade these polysaccharides and the seaweed alginic acids. The enzyme acts as an eliminase introducing delta 4,5 unsaturation into the uronic acid moiety. It appears to be a polymannuronide lyase which degrades the polysaccharides, depending on their uronic acid composition, to a series of oligosaccharides, the smallest of which is a disaccharide. L-Guluronic acid linkages are not split. The Pseudomonas alginase resembles other bacterial alginases and enzymes from molluscs but differs in some important properties, such as extent of degradation and linkage preference. Nonmucoid forms of the organism produce detectable but much lower amounts of enzyme.     

海洋细菌Agarivorans albus NBRC102603琼胶酶的分离纯化

利用盐析、分子筛和离子交换等方法对海洋细菌Agarivorans albus NBRC102603分泌的琼胶酶粗酶液进行分离纯化,得到琼胶酶A和琼胶酶B.琼胶酶A纯化倍数为17.51倍,酶比活力为881.82 U/mg;琼胶酶B纯化倍数为16.64倍,酶比活力为838.32 U/mg.纯化的琼胶酶经SDS-PAGE检测,显示为单一条带,其相对分子质量分别为酶A 8.36×104和酶B 3.68×104.