高效复合菌对氯代苯酚类化合物的微生物修复研究

从江苏省扬子石化公司污水处理厂曝气池出口处取活性污泥样品,驯化、培养、分离得到降解氯代酚类芳烃化合物的复合菌作为微生物源,采用细菌生长抑制法分别进行了2-氯苯酚、3-氯苯酚和4-氯笨酚的24h急性毒性试验,求得了相应的24h半数抑制浓度值及24h毒性效应-关系曲线.结果表明:所获得的复合菌群较自然水体中混合细菌对氯代苯酚有更强的耐受性.采用实验室摇瓶法得到了这三种受试化合物的生物降解曲线,对应的降解速率常数K分别为:2.氯酚K=0.0112(h.1)、3.氯酚K=0.0556(h-1)、4-氯酚K=0.0038(h-1);降解半衰期t1/2分别为61.9(h)、12.5(h)和182.4(h).三种化合物在100 h内均达到了降解平衡,且降解平衡时的降解率分别达到:2-氯酚56.3%,3-氯酚81.7%,4-氯酚36.4%,属于高效复合菌,发挥了微生物对外源性化合物的巨大降解和修复潜能.     

白腐真菌生物技术降解氯酚污染物

生物降解是降解氯酚污染物的一条重要的转化途径,白腐真菌是一种高效的生物降解菌种,应用白腐真菌生物技术降解具有毒性和抗降解性的氯酚具有重要意义。本文阐述了白腐菌降解氯酚类污染物的途径,阐述了白腐真菌技术,主要包括酶技术、固定化技术、真菌强化技术、堆肥化和生物反应器等在氯酚污染环境治理中的应用,并概述了近几年白腐菌降解氯酚的研究热点和白腐真菌生物技术的应用趋势。     

多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及降解特性

【目的】多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中且具有高毒性的持久性有机污染物,高效降解菌的筛选对利用生物修复技术有效去除环境中的多环芳烃具有重要意义。研究拟从供试菌株中筛选多环芳烃高效降解菌,并分析其降解特性,为多环芳烃污染环境的微生物修复提供资源保障和科学依据。【方法】采用平板法从25株供试菌株中筛选出以菲和芘为唯一碳源和能源的高效降解菌,经16S rRNA基因序列进行初步鉴定,通过单因素实验法分析其在液体培养基中的降解特性。【结果】筛选出的3株多环芳烃高效降解菌SL-1、02173和02830经16S rRNA基因序列分析,02173和02830分别与假单胞菌属中的Pseudomonas alcaliphila和Pseudomonas corrugate同源性最近,SL-1为本课题组发表新类群Rhizobium petrolearium的模式菌株;降解实验表明,菌株SL-1 3 d内对单一多环芳烃菲(100 mg/L)和芘(50 mg/L)的降解率分别达到100%和48%,5 d后能够降解74%的芘;而其3 d内对混合PAHs中菲和芘的降解率分别为75.89%和81.98%。菌株02173和02830 3 d内对混合多环芳烃中萘(200 mg/L)、芴(50 mg/L)、菲(100 mg/L)和芘(50 mg/L)的降解率均分别超过97%。【结论】筛选出的3株PAHs降解菌SL-1、02173和02830不仅可以高效降解低分子量PAHs,还对高分子量PAHs具有很好的降解潜力。研究表明,由于共代谢作用低分子量多环芳烃可促进高分子量多环芳烃的降解,而此时低分子量多环芳烃的降解将受到抑制。     

专一营养与兼性甲烷氧化菌降解氯代烃的研究现状、动力学分析及展望

生物修复技术被认为是氯代烃类污染物处理处置的最有效途径之一,而甲烷氧化菌在该领域表现出较大的应用潜力。近期研究发现,突破了仅能利用单碳化合物的局限,兼性甲烷氧化菌能够利用多种底物降解氯代烃,这一独特的新陈代谢特性,使其在污染物生物处置领域逐渐受到关注。结合本课题组研究成果,对甲烷氧化菌降解氯代烃进行了全面总结,主要包括:分析了不同菌株(纯菌株和混合菌株)对不同氯代烃的降解效果;比较了不同类型甲烷单加氧酶在不同底物体系中的活性表达和催化特性;总结了模型菌株甲基弯菌Methylosinus trichosporium OB3b降解氯代烃的动力学特性;概述了兼性甲烷氧化菌株降解氯代烃的特性及其应用潜力;最后讨论了甲烷氧化菌降解氯代烃存在的问题及未来发展方向。     

假单胞菌ZWL73降解4-氯硝基苯的代谢途径研究

氯代硝基芳香烃是一类环境中难以降解的有毒污染物。一株高效分解4-氯硝基苯的假单胞菌分离于4-氯硝基苯污染土壤, 可以完全降解4-氯硝基苯, 并以之为C源、N源生长。为阐明其降解4-氯硝基苯的代谢途径, 通过对以底物生长的降解菌的酶学分析, 检测到其还原降解的两个关键酶即初始酶硝基还原酶和苯环开环酶2-氨基-5-氯酚1, 6-双加氧酶的活性; 结合其它检测如培养液中降解产物分析、相关底物生长实验结果, 确定了其降解途径是通过部分还原途径。     

异养同化降解氯代烃的研究现状、微生物代谢特性及展望

氯代烃(Chlorinated hydrocarbons,CAHs)污染遍布全球,其三致效应和遗传毒性对人类健康和生态环境构成重大威胁。CAHs异养同化具有降解彻底、无二次污染和降解效率高的特点,全面认识CAHs异养同化过程,对于强化和应用异养同化降解,扩大CAHs的修复途径具有重要的推动作用。文中首先分析了微生物细胞异养同化降解CAHs主要方式,阐述了异养同化的两大优势;针对CAHs异养同化的研究现状进行了系统性的总结,明确了可发生异养同化作用的CAHs种类及特征;基于氯代烷烃、氯代烯烃和氯代芳烃分类,概述了异养同化微生物的主要菌属及代谢特征;针对典型氯代烃,系统分析了参与代谢过程关键酶及特征基因,归纳了异养同化代谢途径;最后,根据当前研究现状对异养同化研究存在的问题进行了综述并对未来的发展方向进行了展望。     

高分子量多环芳烃降解菌筛选及在土壤电动-生物修复中应用

采用富集培养和多环芳烃双加氧酶基因检测方法,从焦化场地多环芳烃污染土壤分离筛选出9株PAHs降解菌。以高分子量多环芳烃芘为唯一碳源进行摇瓶降解实验,结果表明,J6、S5、S4、S2和B4对芘具有较好的降解能力,21 d时芘降解率均达55%以上,其中B4处理芘的降解率最高,达到70.2%。进一步研究了该5株菌及其混合菌对土壤中芘的降解效果,发现混合菌的降解效果高于单菌的降解效果,其中混合菌H4和单菌B4的降解效果较好,49 d时混合菌H4和单菌B4处理土壤中芘的降解率达29.3%和18.3%。经过16S rRNA基因序列比对,鉴定J6菌株为赤红球菌(Rhodococcus ruber),S5为芽孢杆菌属(Bacillus sp.),S4和S2是鞘脂单胞菌属(Sphingopyxis sp.),B4为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。在电场条件下,混合菌H4和单菌B4处理微生物数量及活性均显著提高,芘的降解率较单独H4和B4处理提高33.0%和20.1%,说明筛选出的5株高分子量多环芳烃降解菌具有较强的电场适应能力,可在高分子量多环芳烃污染土壤电动-微生物修复中应用。     

撕裂蜡孔菌在开放体系中对甲基橙染料的静态脱色研究

为了评价撕裂蜡孔菌处理偶氮染料的应用潜力,用性能稳定的甲基橙染料为材料,采用批次试验在开放性体系中研究了染料初始浓度、菌丝生物量、温度、pH等因素对该菌脱色能力的影响,运用菌丝体反接、染液光谱扫描、菌丝体显微观察等方法探讨了菌丝体脱色的可能机制,利用植物萌发试验进行了染料和脱色后溶液的毒性测试。结果表明,撕裂蜡孔菌在开放的静止体系中能够对甲基橙高效脱色,其最适脱色温度为35℃,最佳脱色pH值在6左右。菌丝对甲基橙的脱色表现在吸附和产酶降解两个方面,脱色过程中染料对菌丝体本身的影响较少。植物毒性分析显示撕裂蜡孔菌脱色48h后的产物对植物的毒性比甲基橙本身更强,若要彻底降解可能需要较长时间。本研究可为染料脱色工艺提供新的菌种。     

假单胞菌ZWL73降解4-氯硝基苯的代谢途径研究

氯代硝基芳香烃是一类环境中难以降解的有毒污染物.一株高效分解4-氯硝基苯的假单胞菌分离于4-氯硝基苯污染土壤,可以完全降解4-氯硝基苯,并以之为C源、N源生长.为阐明其降解4-氯硝基苯的代谢途径,通过对以底物生长的降解茵的酶学分析,检测到其还原降解的两个关键酶即初始酶硝基还原酶和苯环开环酶2-氨基-5-氯酚1,6-双加氧酶的活性:结合其它检测如培养液中降解产物分析、相关底物生长实验结果,确定了其降解途径是通过部分还原途径.     

3株多环芳烃高效降解菌株的分离鉴定及降解特性

筛选分离降解多环芳烃(PAHs)的优势菌种对开展多环芳烃污染生态系统修复具有重要的现实意义。本研究以焦化厂周围受多环芳烃污染的土壤为菌源,经过富集培养驯化和平板分离,获得11株能降解多环芳烃的菌株。通过形态观察、生理生化特征及16S rRNA序列比对对菌株进行鉴定,筛选出3株PAHs高效降解菌,分别命名为DJ-3、DJ-8、DJ-10。经16S rRNA序列分析鉴定,DJ-3为假单胞菌属、DJ-8为克雷伯氏菌属、DJ-10为芽孢杆菌属。对菌株降解能力的研究表明,3株菌(DJ-3、DJ-8、DJ-10)培养7 d后对混合多环芳烃中菲(200 mg·L^-1)、芘(200 mg·L^-1)和萘(160 mg·L^-1)的降解率分别为48.9%～65.9%、38.9%～43.1%和57.6%～64.9%。3株菌对多环芳烃混合样品(1200 mg·L^-1)的降解率分别为49.1%、44.5%、53.9%,远高于其他8株筛选菌,为PAHs高效降解菌株。3种菌株两两之间和三者组合均无拮抗关系。研究结果将为构建高效的多环芳烃降解菌群、提高多环芳烃原位污染土壤的生物修复效果奠定基础。     

微生物降解多环芳烃的研究进展

多环芳烃是一类长久存在于环境中,具有毒性、致突变与致癌等特性的环境优先污染物。本文对降解多环芳烃的微生物类群进行了阐述,介绍了在土壤与厌氧条件下细菌降解多环芳烃的研究情况,最后介绍了降解多环芳烃的相关酶类以及分子生物学的研究,并对消除环境中多环芳烃的相关生物技术提出展望。     

基于吐温-80下2株功能菌协同降解多环芳烃的特性研究

【目的】研究恶臭假单胞菌B6-2和克雷伯氏菌CW-D3T构建的混合功能菌对多环芳烃的协同修复效能,并探究非离子表面活性剂吐温-80对混菌降解多环芳烃的影响,以期为芳烃化合物的生物修复提供技术参考和理论依据。【方法】通过生长曲线及平板菌落计数法反映混菌生长情况及比例,从而评估混菌降解体系的可行性;通过高效液相色谱法探究各体系以及不同吐温-80浓度下混培体系对多环芳烃的降解效能;最后通过烷烃吸附法测定细胞表面疏水性,以探究吐温-80对混合功能菌降解多环芳烃的影响机制。【结果】等比例混合的2株菌共培养生长状态优于纯培体系,对混合多环芳烃(菲、荧蒽、芘)的降解率分别为33.4%、30.1%、28.6%(7 d),相较于菌CW-D3T,分别提高了1.31倍、1.46倍、1.42倍。混培体系中加入500 mg/L的吐温-80对菲、荧蒽、芘的降解率分别为47.7%、43.2%、38.8%(7 d),相较于对照组各提高了1.55倍、1.38倍、1.31倍,而更高浓度的吐温-80无明显促进作用或轻微抑制。添加吐温-80使菌CW-D3T和混菌的表面疏水性提高,而菌B6-2表面疏水性降低。结合细菌生长量分析...     

不同土壤细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应及降解菌系的获得

应用PCR-DGGE、DNA测序等方法,在室内驯化条件下研究了8种来源于中国不同地区土壤样品细菌种群结构对氯嘧磺隆胁迫的响应。结果表明:在氯嘧磺隆100～500mg·L-1浓度梯度下,土壤细菌群落组成有明显的更迭现象,多样性发生明显变化,驯化至10周,绝大部分细菌种群消失,样品的细菌种群结构趋于简单并呈现趋同效应;DNA测序结果表明,在驯化第10周可培养Methylophilus sp.、Beta proteobacterium、uncultured bacterium成为优势菌属,所获细菌种群出现的16个优势种群中有10个与已知的具有有机污染物降解功能和有机污染环境修复功能细菌的相似性大于97%;其中5个与嗜甲基菌16S rDNA部分序列相似性达98%以上。获得了一组对氯嘧磺隆具有降解作用的细菌菌系,可在5d内将100mg·L-1氯嘧磺隆降解67%;其主要组成为嗜甲基菌属(Methylophilus sp.)、丛毛单胞菌属(Comamonas sp.)、鞘酯杆菌属(Sphingobacterium sp.)和嗜氢菌属(Hydrogenophi-lus sp.)。     

两种海洋专性解烃菌降解石油的协同效应

【目的】为研究在石油降解过程中海洋专性解烃菌的协同效应。【方法】以食烷菌22CO-6、JZ9B和海杆菌PY97S为实验材料构建石油降解菌群,采用重量法、气相色谱氢火焰离子化检测器、气相色谱质谱联用及棒薄层色谱等多种手段分析、比较降解菌纯培养和降解菌群对原油的降解率及石油降解后产物的多元色谱图。【结果】构建的降解菌群22CO-6+PY97S和JZ9B+PY97S中2种专性解烃菌具有明显的协同效应。与石油烃降解菌22CO-6、JZ9B单菌降解相比,PAHs降解菌PY97S的加入,可以使原油降解率从27.81%、83.52%分别提高到64.03%和86.89%,同时促进石油中烷烃、芳香烃组分包括高分子量多环芳烃chrysene及其衍生物的降解。【结论】在石油降解过程中海洋专性解烃菌之间存在明显的协同效应,不仅可以加快石油降解,还可以彻底降解石油中生态毒性较大的高分子量化合物。     

多环芳烃降解菌X20的鉴定及降解特性

从多环芳烃降解高效的混合菌群中分离筛选到1株多环芳烃降解菌X20,经形态观察和16SrRNA序列分析,属于假单胞菌(Pseudomonas sp.)。采用室内摇瓶培养的方法,研究了该菌在不同环境条件下对菲和芘的降解。结果表明:弱碱环境有利于菌株X20对菲和芘的降解,最适pH为8.0;葡萄糖对菲芘降解率的影响呈抛物线变化,当葡萄糖浓度为0.2%时,X20对菲和芘的降解达到最高;X20对菲和芘的降解率随其初始浓度的上升而降低,菲和芘在初始浓度为10、20和40mg.L-1时的7d降解率分别为56.3%、39.25%、29.75%和41.8%、29.55%、23.50%,芘对X20降解的抑制强度高于菲。本研究结果将为构建高效的多环芳烃降解菌群,提高多环芳烃原位污染土壤的生物修复效果奠定基础。     

多氯联苯微生物脱氯研究进展

多氯联苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)是环境中典型的氯代持久性有机污染物.微生物脱氯是一种氯代有机物自然降解模式,对全球PCBs特别是高氯代同系物消减起到至关重要的作用.厌氧条件下高氯代PCBs能够发生脱氯反应,使其毒性大大降低,脱氯后形成的低氯代化合物可以进一步好氧降解,直至完全矿化.本文综述了PCBs生物脱氯的研究进展,介绍了微生物脱氯反应的机理和特征、参与微生物脱氯过程的专性脱氯菌等,探讨了该微生物过程的影响因素及厌氧脱氯与好氧降解耦合的意义,并对脱氯微生物群落的复杂代谢网络研究、专性脱氯新菌种筛选及其污染地实际修复应用等未来研究方向进行了展望.     

多孔菌Trichaptum abietinum 1302BG自然条件下对合成染料刚果红和酸性品红的高效降解

选用杭州竹林土壤分离并筛选能够降解多种类型染料的真菌。经大量筛选发现一株编号为1302BG的真菌能够在固体培养基上分解所测试的全部9种染料(苯胺蓝、刚果红、橙黄G、甲基红、甲基橙、结晶紫、酸性品红、番红花红、碱性品红、甲基紫)。经形态学和分子生物学方法鉴定, 该菌1302BG为冷杉附毛孔菌(Trichaptum abietinum)。在液体培养基中研究了pH、温度、碳源、氮源、碳氮源组合、碳氮源浓度等参数对该菌脱色效果的影响, 以寻找最适最经济的脱色条件。在液体培养基中研究表明, 冷杉附毛孔菌1302BG既能在酸性又能在碱性条件下有效分解2种测试染料(酸性品红和刚果红)。该真菌能以仅含有0.5 g/L淀粉和0.05 g/L硫酸铵的经济、环境友好的培养基为底物, 能在灭菌和非灭菌(自然)的条件下高效脱色, 在24 h内对2种染料的脱色率均在90%以上。紫外/可见光谱及微核试验分析显示, 该菌脱色主要是以生物降解为主, 2种染料经该菌分解后的毒性也同时大大降低。这些优异特点显示了该菌具有非常广阔的工业染料废水处理应用潜力。     

一株海草沉积物菲降解菌的筛选、鉴定和降解特性

【背景】多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是一类高毒性的有机污染物,在海洋环境尤其是沿海环境中广泛分布。海草床生态系统作为沿海环境的重要组成部分,深受环境污染等人类活动的影响而处于严重衰退的状态。微生物修复是修复环境中多环芳烃污染的重要途径,具有经济简便、环境友好和无二次污染等特点。【目的】从深圳市大亚湾的海草床沉积物中筛选获得高效多环芳烃降解菌,并分析其降解特性,从而探究海草床生态系统中多环芳烃污染物的微生物修复可行性。【方法】以多环芳烃菲为唯一碳源从海草床沉积物样品中筛选菌株,再通过形态学观察、生理生化实验和16SrRNA基因序列对筛选的菌株进行鉴定,并利用特定引物扩增多环芳烃降解的功能基因——双加氧酶(nidA)基因,最后通过培养实验分析该菌株对菲的降解特性。【结果】筛选出一株高效降解菲的菌株SCSIO 43702,经鉴定为玫瑰杆菌属(Roseovarius)的潜在新菌,并成功扩增得到双加氧酶相似(nidA like)基因;培养实验结果表明,玫瑰杆菌SCSIO 43702在10 d内对100 mg/L菲的降解率最高可达96%,而且其对菲的最适降解条件为:温度30°C、pH值7.5和8.0、盐度3%。【结论】玫瑰杆菌SCSIO 43702凭借其良好的菲降解能力和较强的环境适应性,具有进一步被开发为微生物菌剂以用于多环芳烃污染修复的巨大潜力,为海草床生态系统中多环芳烃污染的微生物修复研究提供了理论依据和可利用的微生物资源。     

厌氧丁草胺降解菌BAD-20的分离鉴定及降解特性研究

【目的】分离并鉴定能够降解除草剂丁草胺的厌氧微生物菌株,研究其厌氧降解丁草胺的特性和代谢途径,为深入研究丁草胺厌氧降解机制提供依据。【方法】以丁草胺为碳源作为选择压力从水稻田土壤中富集驯化丁草胺降解菌,利用16S rRNA基因系统发育分析结合菌株培养特征对降解菌株进行初步鉴定,利用液相色谱-时间飞行质谱(LC-TOF-MS)检测菌株降解丁草胺的代谢产物。【结果】筛选到一株降解丁草胺的厌氧细菌,命名为BAD-20,初步鉴定为嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum),菌株BAD-20降解丁草胺的最适条件为温度30–35℃、pH 7.5–8.0和0–0.5%NaCl,在有氧条件下该菌不能降解丁草胺。最适条件下,菌株BAD-20在10d降解90%的20mg/L丁草胺。菌株BAD-20还能降解甲草胺、乙草胺、丙草胺,降解效率从高到低依次为甲草胺乙草胺丙草胺丁草胺,对这些氯乙酰胺除草剂的降解动力学符合一级动力学方程。鉴定到2个丁草胺降解代谢产物,分别是N-(2,6-二乙基苯基)-N-(丁氧甲基)乙酰胺(DEPBMA)和N-(2,6-二乙基苯基)乙酰胺(DEPA),表明菌株BAD-20降解丁草胺的起始步骤为脱氯,随后脱去N-丁氧甲基。【结论】本研究富集分离到一株降解丁草胺的厌氧细菌嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum) BAD-20,为深入研究丁草胺厌氧降解机制及研发含丁草胺废水厌氧生物处理技术提供依据。     

PAHs降解基因及降解酶研究进展

由于环境中的多环芳烃(PAHs)具有高遗传毒性和"三致"性(致癌、致畸和致突变),其生物降解基因和降解功能酶研究备受关注.多环芳烃双加氧酶是近年来研究较多的多环芳烃降解的关键酶系之一,主要由细菌产生,可通过氧化反应使多环芳烃开环生成小分子的中间产物并最终氧化成CO2和水.目前,有关这类酶的理化性质、结构特点、功能等的研究相继开展,本文对PAHs降解基因、降解酶的研究现状与发展趋势进行综述.