高效产氢细菌新种--Ethanologenbacterium sp.X-1的分离鉴定及其产氢效能

为获得高效产氢发酵细菌 ,采用改进的厌氧Hungate培养技术 ,从生物制氢反应器CSTR中分离一株产氢细菌X 1。对该株细菌进行了形态学特征、生理生化指标、16SrDNA和 16S 2 3SrDNA间隔区序列分析等研究。结果表明与最相近的种属Clostridiumcellulosi和Acetanaerobacteriumelongatum等的 16SrRNA基因序列同源性为 94 %以下。16S 2 3SrRNA间隔区基因序列比对分析显示保守区域仅为tRNAAla和tRNAIle序列 ,其它可变部位没有同源性区域 ,鉴定为新属Ethanologenbacteriumsp .。该株细菌为专性厌氧杆菌 ,代谢特征为乙醇发酵 ,葡萄糖发酵产物主要为乙醇、乙酸、H2 和CO2 。在pH4 0和 36℃条件下最大产氢速率是 2 8 3mmolH2 (gdrycell·h)。经鉴定和产氢效能分析表明该菌株是一新属的高效产氢细菌     

厌氧细菌Acetanaerobacterium elongatum从葡萄糖的产氢特性研究

为了了解影响厌氧发酵产氢细菌Acetanaerobacterium elongatum Z7产氢效率的因素,采用生理学方法对其进行了研究。结果表明：乙醇型发酵菌A. elongatum Z7的最适产氢温度为37℃, 最适产氢的起始pH为8.0。该菌发酵葡萄糖和阿拉伯糖产氢的能力较强,氢气产率分别为1.55mol H2/mol葡萄糖和1.50mol H2/mol阿拉伯糖。酵母粉是菌株Z7生长和产氢所必须的生长因子;pH影响菌株的生长和葡萄糖利用率;氢压则影响电子流的分配,从而改变代谢产物乙酸和乙醇的比例;当产氢菌与甲烷菌共培养以维持发酵体系低的氢压时,可使氢的理论产量提高约4倍;培养基中乙酸钠浓度> 60mmol/L明显抑制产氢。另外,一个只利用蛋白类物质的细菌能够促进菌株Z7对葡萄糖的利用,进而提供氢产量,为生物制氢的工业化生产提供理论参考。     

一个新的产氢细菌的鉴定及产氢特性的研究

利用Hungate滚管技术从福建省漳州垃圾处理厂厌氧消化器的颗粒污泥中分离到一株产氢的细菌L15。菌株L15为严格厌氧的革兰氏阳性杆菌,菌体大小为0.5μm～0.7μm×2.5μm～5.0μm,以侧生鞭毛运动。在孢肉培养基上产生端生的卵圆形芽孢。温度生长范围15℃～45℃（最适温度30℃～37℃）;pH 范围5.0～8.4（最适pH 6.3～6.8）。该菌株不水解明胶和七叶灵,不还原硫酸盐,牛奶变酸但不凝固,发酵多糖和少数的单糖、双糖和寡糖;发酵葡萄糖的最终产物为乙酸、丁酸、H2和CO2。G+C含量为298mol%。16S rDNA序列分析表明,该菌株属于梭菌的簇Ⅰ,与Clostridium paraputrificum较为接近（相似性为97.1%）。通过生理特征和16S rDNA序列的同源性分析,表明菌株L15应是梭菌属簇Ⅰ中的一个新种,命名为Clostridium defluvii。菌株L15保藏在中国普通微生物菌种保藏中心,保藏号为AS1.3489。菌株L15的最佳产氢温度为34℃、pH为7.0。当葡萄糖浓度为0.4%时,氢气产率可达到1.41mol H2/mol 葡萄糖。该菌可利用下列底物产酸产氢,括号内为产氢率(底物浓度1%)：果糖(1.00mol H2/mol)、麦芽糖(2.17mol H2/mol)、蔗糖(1.69mol H2/mol)、菊糖(4.70mol H2/mol)、糖原(5.49mmol H2/g)、淀粉(7.34mmol H2/g)。     

产氢产乙酸菌ZR-1 的分离鉴定及产酸特性

采用改良的亨盖特厌氧操作技术, 从有机废水污泥中分离到一株耐低温高效产氢产乙酸菌ZR-1。经过对其形态学观察、生理生化特征研究及16S rRNA 序列比对, 初步鉴定为梭状芽胞杆菌属的乙二醇梭菌(Clostridium glycolicum)。通过单因子实验, 在厌氧条件下对该菌株的培养温度、pH、最适底物、金属离子的影响等产酸条件进行了优化。结果表明该菌株最适生长温度37 °C,最佳培养基初始pH 值8.5, 最适发酵底物丁酸盐, Mn²⁺对其产酸有一定的激活作用。最适培养条件下丁酸盐降解率达到12.7%, H₂ 含量达到了28.73%。     

斑点叉尾(鱼回)一株致病菌的分离鉴定及系统发育分析

从发生急性流行性传染病的斑点叉尾NFDA5肝、肾分离到一高致病性的菌株（CCF00024）,经人工感染实验证实其为该病的病原菌。对该菌的形态、生理生化及16S rDNA序列分析结果表明,其为非发酵型,严格需氧,革兰氏阴性杆菌,极生多鞭毛,对除麦芽糖和甘露糖以外的多种糖类不能利用产酸,氧化酶阴性,DNA酶、蛋白酶、脲酶、赖氨酸脱羧酶阳性,MR阴性。在以该菌16S rDNA序列（GenBank登录号AY970826）和GenBank及RDP数据库内同源性较高的细菌16S rDNA序列构建的系统发育树中,分离菌CCF00024与嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）聚在一簇,特别是与S. maltophilia M51的同源性最高,其序列相似性达99.6%,结合形态和生理生化特点将其鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）。     

一株多环芳烃降解菌的鉴定及GST基因克隆和序列分析

由石油污染土壤中分离到一株能以多环芳烃（菲、芴、萘）为唯一碳源的细菌,经形态观察、生理生化（BiologGN）和 G+C mol%分析,鉴定该菌为少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)。与16S rDNA序列同源性的比较进一步确证了鉴定结果。经菲诱导后的细菌谷胱甘肽S转移酶（Glutathione Stransferase, GST）酶活明显高于未诱导前,表明谷胱甘肽S转移酶可能与多环芳烃的降解有关。根据该酶基因的同源性序列设计引物,PCR扩增出编码谷胱甘肽S转移酶基因片段,进一步证实在该菌中有GST的存在。测序后基于编码GST的基因所进行的系统发育分析表明,该多环芳烃降解菌与其它多环芳烃降解菌在进化上亲缘关系较近。     

高效产氢菌株Enterococcus sp. LG1的分离及产氢特性

采用Hungate厌氧培养技术分别从厌氧污泥、好氧污泥及河底泥中分离出12株厌氧产氢细菌,并对其中的Enterococcus sp.LG1(注册号:EU258743)进行了研究.结果表明,该株细菌为专性厌氧菌,经革兰氏染色结果为阴性.通过16S rDNA碱基测序和比对证实,该菌株是目前尚未报道过的1个新菌种,初步确定其细菌学上的分类地位.同时,以灭菌预处理的污泥为底物培养基,对该菌的产氢能力及污泥发酵过程中底物性质变化(SCOD、可溶性蛋白质、总糖和pH值等)进行了探讨.实验结果显示,产氢茵Enterococcus sp.LG1的发酵过程中只有H2和CO2产生,无CH4产生.产气量最高为36.48 mL/g TCOD,氢气含量高达73.5%,为已报道文献中以污泥为底物发酵制氢中之最高.根据污泥发酵产物分析得知,该菌的发酵类行为典型的丁酸型发酵.     

一株硅酸盐细菌的鉴定及其系统发育学分析

从南京地区黄棕壤中分离的一株好氧、革兰氏阴性、产芽孢的硅酸盐细菌NBT菌株,能产生丰厚的荚膜,具有鞭毛,能水解淀粉、产生吲哚、液化明胶,全细胞脂肪酸为硬脂酸C16∶0、软脂酸C18∶1(Δ9)和anteisoC15,DNA的G+C mol%为537%。16S rRNA基因测序和系统发育学分析的结果表明,该菌株与胶质芽孢杆菌B7519（Bacillus mucilaginosus）、土壤芽孢杆菌B7517（B. edaphicus）亲缘关系最近。该菌株与B. edaphicus B7517的总DNA杂交率为69%,在形态、生理生化特征上有差异,故可把NBT菌株定为Bacillus edaphicus的一个亚种。     

异化铁还原细菌Clostridium sp.LQ25分离及其产氢与铁还原特性

[背景] 一些异化铁还原细菌兼具铁还原和发酵产氢能力,可作为发酵型异化铁还原细菌还原机制研究的对象。[目的] 筛选出一株发酵型异化铁还原细菌。在异化铁还原细菌培养体系中,设置不同电子供体并分析电子供体。[方法] 通过三层平板法从海洋沉积物中筛选纯菌株,基于16S rRNA基因序列进行菌株鉴定。通过测定细菌培养液Fe （II）浓度及发酵产氢量分析菌株异化铁还原和产氢性质。[结果] 菌株LQ25与Clostridium butyricum的16S rRNA基因序列相似性达到100%,结合电镜形态观察,菌株命名为Clostridium sp.LQ25。在氢氧化铁为电子受体培养条件下,菌株生长较对照组（未添加氢氧化铁）显著提高。菌株LQ25能够利用丙酮酸钠、葡萄糖和乳酸钠进行生长。丙酮酸钠为电子供体时,菌株LQ25细胞生长和异化铁还原效率最高,菌体蛋白质含量是（78.88±3.40） mg/L,累积产生Fe （II）浓度为（8.27±0.23） mg/L。以葡萄糖为电子供体时,菌株LQ25发酵产氢量最高,达（475.2±14.4） mL/L,相比对照组（未添加氢氧化铁）产氢量提高87.7%。[结论] 筛选到一株具有异化铁还原和发酵产氢能力的菌株Clostridium sp.LQ25,为探究发酵型异化铁还原细菌胞外电子传递机制提供了新的实验材料。     

产氢菌Enterobacter sp.和Clostridium sp.的分离鉴定及产氢特性

在高温水体中分离得到2株具有较高产氢活性的微生物菌株Z-16和C-32。根据两菌株的16S rDNA序列分析,初步鉴定菌株Z-16为Enterobacter sp.,菌株C-32为Clostridium sp.。研究了起始pH值、反应温度、碳源等对菌株放氢活性的影响。菌株Z-16的最适产氢条件为：反应系统起始pH7.0,反应温度35℃,以蔗糖为产氢底物。在最适条件下,菌株Z-16的氢转化率为2.68mol H₂/mol蔗糖。菌株C-32的最适产氢条件为：反应系统起始pH 8.0,反应温度35℃,以麦芽糖为产氢底物。在最适条件下,菌株C-32的氢转化率为2.71mol H₂/mol 麦芽糖。以葡萄糖为碳源时,菌株Z-16和菌株C-32的氢转化率分别为2.35和2.48mol H₂/mol葡萄糖。     

产氢菌Enterobacter sp.和Clostridium sp.的分离鉴定及产氢特性

在高温水体中分离得到2株具有较高产氢活性的微生物菌株Z-16和C-32。根据两菌株的16S rDNA序列分析,初步鉴定菌株Z-16为Enterobacter sp.,菌株C-32为Clostridium sp.。研究了起始pH值、反应温度、碳源等对菌株放氢活性的影响。菌株Z-16的最适产氢条件为：反应系统起始pH7.0,反应温度35℃,以蔗糖为产氢底物。在最适条件下,菌株Z-16的氢转化率为2.68mol H₂/mol蔗糖。菌株C-32的最适产氢条件为：反应系统起始pH 8.0,反应温度35℃,以麦芽糖为产氢底物。在最适条件下,菌株C-32的氢转化率为2.71mol H₂/mol 麦芽糖。以葡萄糖为碳源时,菌株Z-16和菌株C-32的氢转化率分别为2.35和2.48mol H₂/mol葡萄糖。     

一种短杆状耐辐射菌的分离与鉴定

从北京地区公园湖岸土壤中分离到一株橙红色杆状耐辐射菌,细胞壁革兰氏染色为阴性,电镜显示菌体大小为06μm～16μm,略大于日本学者报道的Deinobacter grandis菌,过氧化氢酶的含量和分子量不同于D.radiodurans R1菌,分离菌的(G+C)mol%含量为707%, 16S rDNA序列分析表明,分离到的杆状耐辐射菌(RR5332)16S rRNA基因序列与Deinobacter grandis菌高度同源,提示RR5332归于Deinobacter菌属,并可能是该菌属中的一个新种。     

一株新的胡萝卜软腐欧文氏菌的分离和鉴定

从大白菜软腐组织中分离出一株软腐病细菌BC1,经过形态观察、生理生化特性分析、致病性检测和16S rDNA序列分析,该分离物被鉴定为胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜亚种（Erwinia carotovora subsp. carotovora, Ecc）的一个新菌株,编号为BC1。这是首次从16S rDNA序列水平上对在我国分布的软腐欧文氏菌进行鉴定。Ecc BC1的16S rDNA序列与其它软腐欧文氏菌株的16S rDNA序列之间同源性达987%～993%,而且在系统发育树中独立于Ecc其它菌株。序列分析结果表明,Ecc BC1具有至少2种不同的16S rDNA序列,它们都在第459位和473位（相对于大肠杆菌16S rDNA序列）发生碱基突变,同一基因中两个突变位点之间彼此互补,处于16S rRNA螺旋H17颈部,而且这两处碱基变异只存在于BC1菌株中。通过与其它软腐欧文氏菌亚种和菌株16S rDNA序列进行比对分析,还进一步鉴定出一些BC1菌株特异的16S rDNA碱基突变位点。本文报道的Ecc BC1两个16S rDNA序列在GenBank中的登录号分别为AY309068和AY309069。     

甜菜银叶病菌的PCR检测

本研究用16S23S rDNA间的ITS 序列通用引物L1（5′AGTCGTAACAAGGTAGCCGT3′）和L2 （5′ GTGCCAAGGCATCCACC3）扩增甜菜银叶病菌（Curtobacterium flaccumfaciens pv. betae,Cfb）和其它相近细菌的基因组DNA;并对其PCR产物进行回收、克隆和测序,将所获序列和其它已报道的细菌内源转录间隔区(Internally Transcribed Spacer,ITS)序列进行多重比较后设计出Cfb的特异性引物B1（5′GGCCTCGTGTTGTCCCTTATC3′）和B2 （5′GTCACCAATCAACAACCCGAG3′）。此引物可以从Cfb中扩增出387bp 的特异性片段,而其余参试的21个细菌PCR反应结果均为阴性。该方法可以应用于病害防治工作中的Cfb快速、可靠的检测。     

厌氧生境体系中产氢产乙酸细菌的FISH定量解析

产氢产乙酸细菌是一类在有机物厌氧降解过程中起重要作用的细菌。以基于16S rRNA序列设计的特异性寡核苷酸探针为基础,优化FISH实验条件,确定该技术检测产氢产乙酸细菌的实验条件为样品固定19h、乙醇脱水5min,杂交缓冲液中甲酰胺浓度55%。运用建立的FISH技术检测了几种厌氧消化体系中产氢产乙酸细菌的数量,并与用传统MPN方法的结果进行了比较。结果表明,产氢产乙酸细菌分布广泛,废水处理UASB反应器和动物消化道,特别是反刍动物瘤胃中的产氢产乙酸细菌数量较高,其丰度分别为1.70×109 cells/mL样品,6.50×108 cells/mL样品。湖底沉积物中产氢产乙酸细菌数量较少,仅占整个微生物群落的0.4%,含量为1.20×108 cells/mL样品。     

一株茶碱降解菌的分离和鉴定

从制药废水生物处理系统的活性污泥中经富集分离到一株能以茶碱作为唯一碳、氮源生长的茶碱降解菌Tcn3,该菌株可以利用茶碱的最高浓度为3 000 mg/L。当茶碱浓度为1000 mg/L时被彻底降解的时间仅需48 h。Tcn3菌株降解茶碱的最适pH为80。K＋是该菌株降解茶碱的必需元素。采用16S rDNA序列分析法及传统的生理生化特征鉴定法对该菌株进行鉴定,结果表明,Tcn3的16S rDNA的核苷酸序列与善变副球菌(Paracoccus versutus) ATCC 25364的同源性为997%,在细菌系统发育分类学上属于变形菌α亚类,Rhodobacter组：副球菌属,善变副球菌。     

3株杂色鲍致病菌——副溶血弧菌的16S-23SrDNA间区序列的分析

以细菌的16S rDNA 3′端和23S rDNA 5′端的高度保守区为引物,扩增了3株杂色鲍致病菌—副溶血弧菌（Vibrio parahaemolyticus）的16S23S rDNA 间区,克隆到pGEMT载体上,测序。用BLAST和 DNAstar软件对16S23S rDNA间区序列及其内的tRNA基因进行比较分析。结果表明副溶血弧菌ZSU008和ZSU009测出的16S23S rDNA 间区均有6条,间区类型也相同,分别为IGSGLAV、IGSGLV、IGSAG、IGSIA、IGSG和IGS0。其中IGSGLAV最大,包含tRNAGlu、tRNALys、tRNAAla和tRNAVal基因;IGSGLV包含tRNAGlu、tRNALys和tRNAVal基因;IGSAG包含tRNAAla和tRNAGlu基因;IGSIA,则为tRNAIle和tRNAAla基因;IGSG仅包含tRNAGlu基因;而IGS0最小,未包含任何tRNA。菌株ZSU010测出的16S23S rDNA IGS序列有5条,除缺少IGSAG外,其余的IGS类型均与ZSU008和ZSU009相同。与GenBank 内的副溶血弧菌IGS序列比较,发现副溶血弧菌所有类型的IGS的tRNA基因两端的非编码区具有较高的种内同源性。16S23S rDNA 间区结构的差异为建立一种新的副溶血弧菌检测方法奠定了基础。     

产氢细菌Enterbacter sakazakii HP的分离及产氢特性

在自然环境中分离到一株具有高产氢活性的微生物菌株,经细菌鉴定仪及16S rRNA基因序列分析,鉴定该菌株为Enterbacter sakazakii HP。分析了起始pH值、反应温度、碳源、起始糖浓度、起始氧浓度及菌体密度等因素对菌株产氢活性的影响。研究表明,该菌株发酵产氢较适合的条件为:以葡萄糖为产氢底物,起始pH值8.0,菌体密度OD600=0.7,反应温度35℃,糖浓度为0.1mol/L,氧浓度为0%的条件下,此时产氢菌株的最高产氢活性为5.34μmolH2/h.mgdw,氢的得率为1.94molH2/mol葡萄糖。     

酒色着色菌利用产酸克雷伯氏菌发酵废液产氢

研究了酒色着色菌(Chromatium vinosum DSM185)利用产酸克雷伯氏菌（Klebsiella oxytoca HP1）发酵产氢废液进行光发酵和暗发酵产氢的可行性,以达到对产氢底物的充分利用和对产氢废液的进一步处理。研究结果表明C.vinosum可以利用K.oxytoca的发酵废液进行光发酵产氢和暗发酵产氢。C.vinosum发酵产氢后废液中残余还原糖和主要有机酸（丁酸）的含量明显降低,发酵产氢的最佳pH为6.5,添加0.1%(W/W)NH₄Cl能促进产氢。在光照条件下丁酸利用率可达54.38%,产氢量达36.97 mL/mg;在黑暗条件下丁酸利用率可达36.01%,产氢量达37.50mL/mg。     

海绵Pachychalina sp.体内细菌多样性的研究

通过非分离培养分析方法,直接从海绵体内提取细菌总DNA。以样品总DNA为模板进行PCR扩增获得细菌16S rDNA。用16S rDNA限制性酶切片段长度多态性（ARDRA）和测序方法对南海湛江海域海绵Pachychalina sp.体内的细菌多样性进行了研究。在细菌16S rDNA的ARDRA图谱中,大多数克隆的酶切带谱间存在差异;随机挑选22个克隆进行测序得到它们的16S rDNA部分序列,大部分序列属于γproteobacterium和αproteobacterium,但有少数克隆序列与RDP数据库中收录的16S rDNA序列间的相似性极小,不参与系统发育树的构建。研究结果表明海绵Pachychalina sp.体内细菌组成具有丰富的多样性。