中国希瓦氏菌D14T的Fe(Ⅲ)还原特性及其影响因素

报道了中国希瓦氏菌D14T的Fe(Ⅲ)还原特性,研究了溶氧浓度、光照强度、温度、pH等条件对菌株Fe(Ⅲ)还原的影响。结果发现,随着培养基中Fe(Ⅲ)浓度的提高,菌株D14T的Fe(Ⅲ)还原速率相应降低;氧气和光照对Fe(Ⅲ)还原有一定的抑制作用;菌株还原Fe(Ⅲ)的最适反应温度为37℃;在反应起始pH60-100的条件下菌株可进行Fe(Ⅲ)还原。对不同形态Fe(Ⅲ)还原特性的研究结果表明,Fe(Ⅲ)的溶解度越高越有利于还原反应的进行。采用SDS和OGP这两种蛋白变性剂对Fe(Ⅲ)还原蛋白进行初步定位的结果表明,参与Fe(Ⅲ)还原的蛋白主要位于细胞可溶性外周蛋白。在同时含有偶氮染料和Fe(Ⅲ)的条件下,菌株D14T的偶氮染料脱色率和Fe(Ⅲ)还原率均有所提高。     

一株嗜水气单胞菌HS01的偶氮还原脱色特性

[目的]研究嗜水气单胞菌HS01的偶氮染料还原脱色特性.[方法]建立HS01/偶氮染料/电子供体序批式厌氧反应体系,研究Fe(Ⅲ)/腐殖质还原菌HS01以偶氮染料为电子受体的厌氧呼吸特性及影响因素;并构建HS01/偶氮染料/电子供体/铁氧化物体系,探讨铁氧化物对HS01偶氮还原的影响.[结果]HS01可将金橙Ⅰ迅速还原,菌体增殖;柠檬酸、丙三醇、蔗糖和葡萄糖体系中,16h金橙Ⅰ的脱色率分别达87％、85％、88％、90％;不同pH和金橙Ⅰ初始浓度条件下的脱色率不同;在反应体系中加入α-FeOOH,脱色率从90％增加至95％,Fe(Ⅱ)生成量与无染料对照体系相当.[结论]HS01能以葡萄糖为电子供体,金橙Ⅰ为唯一电子受体,进行厌氧呼吸;蔗糖、柠檬酸、丙三醇也可作为有效的电子供体,脱色率依次递减;甲酸、乙酸、乳酸、乙醇及丙酸不能作为HS01厌氧呼吸的电子供体.金橙Ⅰ脱色的最佳pH范围为6.0-8.0;高浓度(2.0 mmol/L)金橙Ⅰ负荷下,HS01仍保持高脱色率(＞85％).在HS01/α-FeOOH/金橙Ⅰ体系中,异化铁还原作用与偶氮呼吸作用同时发生,异化铁还原能促进偶氮脱色,而脱色对Fe(Ⅲ)还原没有明显影响.这可为铁/腐殖质还原菌在环境修复和废水处理等领域的应用提供研究积累.     

隐藏嗜酸菌Acidiphilium cryptum XTS的Cr(Ⅵ)还原特性及相关基因的差异表达

[目的]考察pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的加入及氧气含量对隐藏嗜酸菌Acidiphiliumcryptum XTS还原Cr(Ⅵ)的影响及其六价铬还原相关基因在不同培养条件下的差异表达.[方法]采用正交试验法L9(34)优选Cr(Ⅵ)还原最适条件;根据模式菌A.cryptum JF-5同源功能基因序列设计引物,对菌株XTS中的六价铬还原相关基因Acry_2099在不同培养条件下的基因差异表达进行分析.[结果]pH为2.9,初始Cr(Ⅵ)浓度为80 mg/L,Fe(Ⅲ)浓度为100 mg/L的条件是该菌株还原Cr(Ⅵ)的最优化配合比,在该条件下处理24 h,Cr(Ⅵ)的还原率达到67.48％;从菌株XTS中成功克隆了Acry 2099基因,其序列与模式菌A.cryptum JF-5的同源功能基因序列一致性达到了99.7％;在不同pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度及氧气含量下Acry_2099基因表达上调情况与Cr(Ⅵ)还原速率呈一致趋势,证明Acry 2099很可能参与还原Cr(Ⅵ)的代谢途径.虽然加入Fe(Ⅲ)能促进Cr(Ⅵ)的还原,但是铁的加入对Acry 2099基因表达水平没有显著的影响.[结论]A.cryptumXTS对Cr(Ⅵ)的还原与pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的存在等因素有关,较低的pH和较高的初始Cr(Ⅵ)浓度对该菌还原Cr(Ⅵ)具有促进作用.     

活性污泥中Fe(Ⅲ)还原微生物的分离、鉴定及还原特性

采用平板分离法和柠檬酸铁还原实验法相结合,从城市污水处理厂活性污泥中分离获得Fe(Ⅲ)还原菌F7,经形态观察、生理生化和16S rDNA序列分析及同源性比对鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).在不同柠檬酸铁浓度和不同pH条件下的实验表明,柠檬酸铁浓度为0.32g/L时,菌株生长情况较好,柠檬酸铁浓度为0.16g/L时,Fe(Ⅲ)异化还原比例较高;pH6.5时,菌株生长情况较好,Fe(Ⅲ)异化还原量较多.     

一个降解染料的希瓦氏菌新种——中国希瓦氏菌

从细胞形态、生理生化特性和16S rRNA基因和gyrB基因序列同源性分析等方面对一株广谱高效染料降解菌D14进行了鉴定.菌株D14的细胞壁革兰氏染色为阴性,细胞为杆状,大小为0.6μm～1.0μm×1.0μm～4.0μm,周身纤毛,极生单鞭毛,其生长pH范围为pH 7.0～10.0,最适生长pH为8.0,生长温度范围为4℃～40℃,最适生长温度为20℃～30℃.该菌株具有还原三价铁,液化明胶、Tween40和Tween 80,产生H2S的能力.在乳酸钠存在的条件下,能还原硝酸盐、亚硝酸盐、铁氧化物和硫代硫酸钠.可利用D-半乳糖、D-葡萄糖、蔗糖、丙酸钠、L-亮氨酸等多种有机物为碳源.BIOLOG细菌自动鉴定系统鉴定结果表明该菌株应归属于希瓦菌属.16S rDNA和gyrB基因序列分析结果表明,菌株D14与其亲缘关系最近的菌株Shewanella putrefacien ATCC8071T的16S rDNA序列相似值为97%(小于97.7%),gyrB基因序列相似值为87%(小于90%).菌体所含有的主要脂肪酸为iso-15:0,16:1ω7c,15:0和16:0,DNA中(G C)mol%含量为49.3.结合菌株D14的生理生化特征和分子生物学特性,将菌株定为希瓦氏菌属的一个新种,命名为中国希瓦氏菌(Shewanella cinica)D14T.     

异化铁还原细菌LQ25还原重金属Cr(Ⅵ)的特性研究

【背景】异化铁还原细菌能够在还原Fe(Ⅲ)的同时将毒性较大的Cr(Ⅵ)还原成毒性较小的Cr(Ⅲ),解决铬污染的问题。【目的】基于丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum)LQ25异化铁还原过程制备生物磁铁矿,开展异化铁还原细菌还原Cr(Ⅵ)的特性研究。【方法】构建以氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体的异化铁培养体系。菌株LQ25培养结束时制备生物磁铁矿。设置不同初始Cr(Ⅵ)浓度(5、10、15、25和30mg/L),分别测定菌株LQ25对Cr(Ⅵ)还原效率以及生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原效率。【结果】菌株LQ25在设置的Cr(Ⅵ)浓度范围内都能良好生长。当Cr(Ⅵ)浓度为15 mg/L时,在异化铁培养条件下,菌株LQ25对Cr(Ⅵ)的还原率为63.45%±5.13%,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率为87.73%±9.12%,相比菌株还原Cr(Ⅵ)的效率提高38%。pH变化能影响生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率,当pH2.0时,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率最高,几乎达到100%。电子显微镜观察发现生物磁铁矿表面有许多孔隙,X-射线衍射图谱显示生物磁铁矿中Fe(II)的存在形式是Fe(OH)_2。【结论】基于异化铁还原细菌制备生物磁铁矿可用于还原Cr(Ⅵ),这是一种有效去除Cr(Ⅵ)的途径。     

脱色希瓦氏菌S12的铁还原性能研究*

从印染废水中分离得到了一株具有染料脱色功能的希瓦氏菌脱色新种。该菌能在厌氧条件下利用Fe3+作为末端电子受体获得能量,支持细胞生长。在pH8．0,温度30℃,柠檬酸铁800mg／L,乳酸钠2g／L,酵母抽提物0．5g／L的条件下,培养8h的过程中,菌体细胞量的增长完全与Fe3+的还原发展趋向一致。同时考察了碳氮源、乳酸钠、酵母抽提物、pH值和温度等方面对该菌株的生长和铁还原特性的影响。结果表明,菌体生长以LB为最好,以葡萄糖和乳酸钠为碳源时对铁还原有利。在酵母抽提物浓度4g／L范围内,菌体生长量和铁还原率     

耐碱的偶氮染料脱色菌筛选及其特性的研究

从浙江某污水处理厂的活性污泥中筛选出若干株在高pH条件下对偶氮染料酸性大红GR有脱色能力的菌株,经脱色验证得到一株具有高效脱色活性的菌株Z1,经鉴定为巴斯德葡萄球菌(Staphylococcus pasteuri),并对此菌株的脱色特性进行了初步研究。结果表明,在厌氧条件下,Z1在pH7~12,40h对50mg/L的酸性大红GR脱色率均可达90%以上。该菌株对染料有较强的耐受力,在酸性大红GR浓度为300mg/L时,48h的脱色率仍可达93%。此外,该菌株能够对多种偶氮染料脱色,具有较好的脱色广谱性,有望应用于处理工业废水中的偶氮染料。     

异化Fe(Ⅲ)还原酶促反应及调控机制的研究进展

异化Fe(Ⅲ)还原菌不是分类学上的概念,它具有系统发育及环境来源多样性的特点。与其他大多数的电子受体不同,在近中性pH值条件下,Fe(Ⅲ)的溶解度很低,通常以不溶性的Fe(Ⅲ)氧化物的形式存在。目前,对微生物如何获得和还原不溶性Fe(Ⅲ)的机理仍缺乏系统的了解。以希瓦氏菌和地杆菌为例,本文综述了3种异化Fe(Ⅲ)还原的酶促反应机制及其分子调控机理：异化Fe(Ⅲ)还原菌与Fe(Ⅲ)氧化物直接接触机制、电子穿梭体的作用机制、铁载体作用机制,多种膜蛋白特别是多血红素的细胞色素蛋白参与微生物的异化Fe(Ⅲ)还原过程,并形成复杂的调控网络。此外,本文也对异化Fe(Ⅲ)还原酶促反应及其分子调控机理将来的研究方向进行了展望,以期对这一重要的生化过程有更为全面的认识。     

脱色希瓦氏菌S12的铁还原性能研究

从印染废水中分离得到了一株具有染料脱色功能的希瓦氏菌脱色新种。该菌能在厌氧条件下利用Fe^3＋作为末端电子受体获得能量,支持细胞生长。在pH8．0．温度30℃。柠檬酸铁800mg／L,乳酸钠2g／L,酵母抽提物0．5g／L的条件下,培养8h的过程中,菌体细胞量的增长完全与Fe^3＋的还原发展趋向一致。同时考察了碳氮源、乳酸钠、酵母抽提物、pH值和温度等方面对该菌株的生长和铁还原特性的影响。结果表明,菌体生长以LB为最好,以葡萄糖和乳酸钠为碳源时对铁还原有利。在酵母抽提物浓度4g／L范围内,菌体生长量和铁还原率随着酵母抽提物浓度的提高而提高。当乳酸钠为6g／L时,S12菌体生长量和铁还原率达到最佳。柠檬酸铁浓度为800mg／L时菌体生长量和铁还原率最高。在起始pH6-8的范围内,菌株S12的生长随着pH升高而升高,这也是菌株S12进行铁还原的最佳pH范围。菌株S12在温度范围20℃-40℃内均可生长和进行铁还原,而以30℃时最佳。     

喀斯特生境台湾相思根瘤菌的生物学特性研究

从广西喀斯特地区台湾相思树采集根瘤并分离纯化获得15个根瘤菌株, 对其生物学特性进行了研究, 结果表明: 这些根瘤菌均具有典型的根瘤菌的个体形态特征。3-酮基乳糖反应、牛肉膏蛋白胨生长均呈阴性; 淀粉水解、柠檬酸盐利用等均呈阳性; 在BTB反应和石蕊牛奶反应均产酸; 都能利用磷酸二氢铵和所供试的7种糖类; 11个菌株能使硝酸盐还原; 有14个菌株能在3.0%和4.0%浓度的NaCl下生长良好或较好; 39℃下有14个菌株能生长; 有13个菌株在pH12条件下能生长, 4个菌株在pH4的酸性条件下能生长; 15个菌株都能在≤10%的CaCO3浓度下生长, 其中有11个菌株能在10%~30%的钙浓度内生长。表现出在喀斯特环境下, 根瘤菌的生理生化特性及抗逆性的多样性。     

1株高效菲降解不动杆菌的筛选、鉴定及性能研究

从兰州某化工厂石油废水中分离筛选出1株高效降解菲的细菌F-1并对其菌种进行鉴定,结合紫外分光光度法及气相色谱-质谱联用(GC-MS)对菌株生长特性、不同烃类化合物降解特性及菲降解动力学等进行了研究,利用PCR技术检测了芳香烃代谢相关基因。结果表明,菌株F-1属于约翰逊不动杆菌(Acinetobacter johnsonii),可在终浓度为50～800 mg/L的含菲基础培养基中正常生长。在温度30℃、pH 7. 0、盐度0. 3%(质量分数)、转速180 r/min条件下培养5 d后菲(终浓度为100 mg/L)降解率为43. 57%,降解过程符合一级动力学特征。菌株F-1也能利用联苯、萘、蒽、芘为唯一碳源生长。GC-MS分析显示菌株对C10-C28部分直链烷烃具有较强的降解能力。PCR扩增结果表明,菌株F-1基因组中存在邻苯二酚-1,2-双加氧酶、苯甲酸盐双加氧酶、铁氧化还原蛋白还原酶、乙醇脱氢酶、二羟酸脱水酶、醛缩酶和氧化还原蛋白基因。研究结果为该菌株应用到含菲废水及多环芳烃污染土壤的处理和深度修复研究提供参考。     

假单胞菌S-42对偶氮染料的脱色和降解代谢

假单胞菌S-42(Pseudomonas S-42)对活性艳橙KN-4R、直接深棕M、酸性媒介棕RH等偶氮染料具有良好的脱色作用,该菌株的细胞悬液、无细胞提取液和纯酶的脱色条件较一致,最适pH为7.0,最适温度为37℃。细胞悬液对上述三种染料的脱色率都可达90％。当细胞浓度为15mg／ml,反应5h,其脱色话力分别为1．75,2．4、0.95μg染料／mg细胞;无细胞提取液和纯酶要求厌氧和加有NADH时才具有话性;纯酶属于偶氮还原酶,分子量为34000士2000,对活性艳橙KN-4R的最大反应速度Vmax为13μmol.mg蛋白-1 min-1,米氏常数Km=54μmol。S-42菌株降解话性艳橙KN-4R的反应产物的吸收光谱和亚硝酸钢反应等方法检测结果表明,偶氮染料的生物降解开始于偶氮双键的还原裂解。本文还提出了S-42菌株降解活性艳橙KN-4R的假设反应式。     

喀斯特生境台湾相思根瘤菌的生物学特性研究

从广西喀斯特地区台湾相思树采集根瘤并分离纯化获得15个根瘤菌株,对其生物学特性进行了研究,结果表明:这些根瘤菌均具有典型的根瘤菌的个体形态特征.3-酮基乳糖反应、牛肉膏蛋白胨生长均呈阴性;淀粉水解、柠檬酸盐利用等均呈阳性;在BTB反应和石蕊牛奶反应均产酸:都能利用磷酸二氢铵和所供试的7种糖类;11个菌株能使硝酸盐还原;有14个菌株能在3.0%和4.0%浓度的NaCl下生长良好或较好;39℃下有14个菌株能生长;有13个菌株在pH12条件下能生长,4个菌株在pH4的酸性条件下能生长;15个菌株都能在<10%的CaCO3浓度下生长,其中有11个菌株能在10%～30%的钙浓度内生长.表现出在喀斯特环境下,根瘤菌的生理生化特性及抗逆性的多样性.     

硝酸盐还原条件下Fe0/厌氧微生物联合体系降解2,4,6-三氯酚

本文采用间歇试验,对硝酸盐还原条件下Fe0/厌氧微生物联合体系降解2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)进行了研究。考察了不同硝酸盐浓度下,体系中pH、硝酸盐浓度以及硝酸盐还原活性的变化情况。结果表明:当2,4,6-TCP初始浓度为20mg/L时,硝酸盐对Fe0/厌氧微生物联合体系降解2,4,6-三氯酚具有明显的抑制作用;且随着硝酸盐浓度的升高,2,4,6-TCP的去除率降低,硝酸盐还原活性升高;体系先发生硝酸盐还原再进行2,4,6-TCP还原脱氯。     

一株可溶性有机磷去除菌的分离及其生物学特性

以甘油磷酸钠(Sodium Glycerophosphate,以下简称NaGly)作为外源可溶性有机磷,从富营养化的养殖池污泥中分离到5株可溶性有机磷去除菌株,通过除磷率比较,筛选出一株最为高效的菌株D2,其对初始浓度为5mg/L甘油磷酸盐磷(Phosphorus Glycerophosphate,以下简称GP-P)的去除率可达99.0%。此外,对其进行了16SrRNA基因序列测定,并进一步研究了其生长特性与除磷特性。试验结果表明,菌株D2为肠球菌(Enterococcus sp.),与屎肠球菌(Enterococcus faecium)菌株KT4S13(登录号:AB481104)和CICC6078(登录号:DQ672262)的16SrRNA基因序列相似性近100%;其生长周期为:0-4h为生长迟缓期,4-8h为对数生长期,8-28h为稳定期,28h以后为衰亡期;且在15°C-40°C、pH4.0-9.0以及5-40mg/LGP-P条件下均能够生长,其中菌株D2最适生长的温度范围和pH范围分别为30°C-35°C、6.0-7.0,而且20-30mg/LGP-P能显著促进菌株D2生长。此外,菌株D2在进入衰亡期之前随着作用时间的延长,对20mg/LGP-P的除磷率逐渐升高,在进入衰亡期后的28-32h内对20mg/LGP-P的除磷效果趋于稳定,其在15°C-40°C、pH4.0-9.0以及5-40mg/LGP-P条件下均具有除磷作用,其最适除磷温度范围、pH范围和GP-P浓度范围分别为25°C-35°C、6.0-7.0和5-10mg/L。     

枯草芽胞杆菌降解毒死蜱特性研究

研究生物量、pH、毒死蜱浓度和温度对枯草芽胞杆菌3374菌株(编号为GU086422)在水溶液中降解毒死蜱特性,考察该菌株对白菜上毒死蜱残留的降解特性。结果表明,在毒死蜱质量浓度为240 mg/L、pH7.0、温度30℃的适宜条件下,枯草芽胞杆菌3374菌株对毒死蜱的降解率达到92.48%。该菌株能够有效提高白菜叶面上毒死蜱残留的降解速度,表明其在白菜上具有有效降解毒死蜱的能力,在无公害农产品生产中具有广阔的应用潜力。     

异化Fe(Ⅲ)还原及其在污染治理中的作用

细菌的异化Fe(Ⅲ)还原指以Fe(Ⅲ)为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程,在生物地球化学循环中起着重要的作用。系统综述了异化Fe(Ⅲ)还原细菌与多种代谢反应相耦联的Fe(Ⅲ)还原过程、还原不溶性Fe(Ⅲ)氧化物的机制,及其与Fe(Ⅲ)还原相关的分子生物学的研究进展。介绍了国内外有关Fe(Ⅲ)还原在环境污染治理中的研究现状及其发展趋势。     

异化Fe(Ⅲ)还原及其在污染治理中的作用

细菌的异化Fe(Ⅲ)还原指以Fe(Ⅲ)为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程,在生物地球化学循环中起着重要的作用。系统综述了异化Fe(Ⅲ)还原细菌与多种代谢反应相耦联的Fe(Ⅲ)还原过程、还原不溶性Fe(Ⅲ)氧化物的机制,及其与Fe(Ⅲ)还原相关的分子生物学的研究进展。介绍了国内外有关Fe(Ⅲ)还原在环境污染治理中的研究现状及其发展趋势。     

白腐真菌SYBC-L2漆酶的分离纯化及其在毛纺染料脱色中的应用

经过硫酸铵分级盐析、DEAE-cellulose离子交换层析、SephacrylTMS-200柱层析,从白腐菌株Phellinus sp. SYBC-L2所产的漆酶中纯化得到电泳纯漆酶Lac3,其纯化倍数为28.27,回收率为14.76%.Lac3为一种糖蛋白,糖含量29.66%,SDS-PAGE表观分子量约为64.3 kD;其催化氧化DMP(2,6-Dimethoxyphenol)的表观Km值和Vmax分别为1.01 mmol/L和186.2 U/mg蛋白.Lac3的最适温度为60℃,最适pH为3.5;在30℃～50℃和pH 4.5～9.0范围内稳定.Cu2+、SO42-、CO32-对Lac3具有一定促进作用,而Fe3+、Fe2+、NO3-则具有抑制作用.色素的最佳脱色条件为(Lac3终浓度为2 U/ml):媒介元PV在温度50 ℃、pH值3.0的条件下反应2 h,脱色率可达95.10%;弱酸蓝在温度40 ℃、pH值4.0的条件下作用3 h,脱色率为75.09%.