不动杆菌3-苯氧基苯甲酸降解基因的克隆与表达

3-苯氧基苯甲酸（3-PBA）作为拟除虫菊酯类农药的非特异性降解中间产物,具有抗雌激素特性,可扰乱生物体内分泌系统,比菊酯类农药迁移更广,半衰期更长,生物毒性更大,是拟除虫菊酯类农药在生物体中暴露的标志。通过构建4-D菌(Acinetobacter sp.)基因组文库,混合池驯化筛选得到4-D菌中降解3-PBA的关键酶基因,其开放阅读框为921 bp,编码306个氨基酸,Genbank登录号为KR024742。经同源比对和酶活验证,证实该酶为邻苯二酚双加氧酶。根据该ORF序列设计引物,引物两端分别加上NdeⅠ和Hind Ⅲ酶切位点,以4-D菌基因组DNA为模板,成功克隆到D34基因序列。构建表达载体pET-21b-D34并转化进宿主大肠杆菌BL21（DE3）,经IPTG（0.1 mmol/L）诱导后,表达重组菌对3-PBA降解率为18.7%。研究结果为3-PBA污染的微生物环境修复提供了理论参考。     

一株路德维希肠杆菌的筛选及其对3-苯氧基苯甲酸的降解特性分析

【目的】3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的消除是解决拟除虫菊酯类农药污染的关键,目的是从受拟除虫菊酯类农药污染植物根系土壤中分离出3-PBA高效降解菌株。【方法】采用富集驯化、筛选纯化方法,以3-PBA为唯一碳源、能源筛选3-PBA降解菌株;菌株鉴定采用形态、生理生化和16S r RNA序列分析法;并研究其生长降解动力学特性,最后采用Box-Behnken响应面分析确定最佳降解条件。【结果】从川北地区大豆根系土壤中筛选得到1株高效降解菌BPBA031,经鉴定为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii);该菌株耐3-PBA浓度达1600 mg/L,其生长降解过程分别符合Logistic生长动力学(μm=0.09149 h~(–1),X_m=1.1145)和一级降解动力学模型(k=0.02085,t_(1/2)=33.24 h);对3-PBA降解的最适条件为34–37°C、3-PBA浓度25–200 mg/L和p H 7.5–8.5;在35.19°C、30.0 mg/L 3-PBA和p H 7.58条件下,该菌株48 h对3-PBA的降解率达83.75%。【结论】路德维希肠杆菌BPBA031是1株高效3-PBA降解菌,可作为生物修复受3-PBA或拟除虫菊酯类农药污染环境的潜在菌株资源。     

一株3-苯氧基苯甲酸降解菌的筛选及其协同Bacillus licheniformis G-04降解高效氯氰菊酯的研究

【目的】从长期受拟除虫菊酯类农药污染的白菜根系土壤分离1株3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid, 3-PBA)降解菌,并探究其与Bacillus licheniformis G-04协同作用对高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin,Beta-CP)的降解及污染土壤的生物修复,为土壤农药残留危害处理提供优良菌种。【方法】采用富集驯化、筛选纯化方法,筛选3-PBA降解菌,并通过形态和生理生化特征以及16S rRNA序列分析进行鉴定。利用Origin 8.0分析3-PBA降解菌与B. licheniformis G-04的生长降解动力学过程。同时,采用高效液相色谱法评估两菌株协同降解Beta-CP的能力及其对受Beta-CP污染土壤的修复作用。【结果】筛选得到1株3-PBA高效降解菌HA516,48 h对3-PBA (100 mg/L)的降解率达到87.73%,经鉴定为皮特不动杆菌(Acinetobacter pittii);构建了该菌株和B. licheniformis G-04的生长降解动力学方程,结果表明模型与实验数据能较好拟合;以6.7∶3.3的接种比例先接种B. licheniformis G-04,24 h后再接入A. pittii HA516协同作用,在48 h,Beta-CP (50 mg/L)的降解率达78.37%,较单菌株(B. licheniformisG-04)的降解率(40.47%)提高了37.90%,半衰期从58.39h缩短为24.51h。土壤修复实验表明,第7天协同组对Beta-CP(30mg/kg)的降解率较单菌株提高了33.26%,达到79.27%。【结论】A.pittiiHA516是1株3-PBA高效降解菌,能与B. licheniformis G-04协同增效降解Beta-CP,可作为修复3-PBA或拟除虫菊酯类农药污染的优良微生物资源。     

食源米曲霉菌株的分离及其降解高效氯氰菊酯和3-苯氧基苯甲酸的特性研究

【目的】通过研究不同食源米曲霉菌株对高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin,β-CP)及其必经代谢产物3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的降解特性,了解不同菌株的降解共性及差异性,为农副产品和发酵食品的农残减除提供理论基础和食品用安全微生物资源。【方法】以发酵食品为菌源,通过形态学鉴定、ITS测序和菌株产黄曲霉毒素B1 (AFB1)的测定筛选鉴定米曲霉菌株,采用高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、液相色谱-质谱法(LC-MS)对米曲霉模式菌株RIB40 (保藏编号:ATCC 42149)、米曲霉M4 (保藏编号:CGMCC 11645)和鉴定获得的米曲霉菌株的β-CP和3-PBA降解特性进行研究。【结果】鉴定获得15株不产AFB1的食源米曲霉,17株米曲霉在马铃薯液体培养基(PD)中振荡培养5d,对50mg/L的β-CP降解率为19.33%-50.29%不等,检测到降解产物3-PBA,对50 mg/L的3-PBA降解率为45.59%-99.67%不等;分别在添加50 mg/Lβ-CP和3-PBA的无机盐培养基(MM)中振荡培养5 d,米曲霉菌株均未生长,对β-CP和3-PBA无降解;在富集培养基(GM)中振荡培养2 d,对100 mg/L的3-PBA转化或降解率为69.28%-99.58%不等,检测到3-苯氧基苄醇(3-PBlc)和羟基-3-苯氧基苯甲酸(HO-3-PBA)。【结论】食源米曲霉具有共代谢降解β-CP和3-PBA的共性,3-PBA为β-CP降解中间产物,米曲霉对3-PBA普遍具有较高的降解率。在3-PBA降解初期,米曲霉可将其短暂还原生成毒性相对较低的3-PBlc,同时,3-PBA逐渐羟基化生成水溶性更强的HO-3-PBA参与下游降解。     

环境中拟除虫菊酯类农药微生物降解技术研究进展

近年来,随着拟除虫菊酯类农药的大量及不合理使用,环境及食品中的农药残留对人类健康造成的负面影响日益显著。微生物降解农药作为去除农药污染安全高效的方法已成为当前研究热点之一。综述了国内外拟除虫菊酯类农药微生物降解菌的种类、降解机制、降解酶及降解菌应用的最新研究进展,并对亟须解决的重要问题进行了展望。     

3-苯氧基苯甲酸降解菌Sphingomonas sp. SC-1降解苯酚环境条件及其降解中间产物的研究

【目的】探究高效降解3-苯氧基苯甲酸(3-Phenoxybenzoic acid,3-PBA)的鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.) SC-1对苯酚的降解特性。【方法】采用HPLC测定微生物降解体系中苯酚残留量,考察环境条件对菌株SC-1降解苯酚的影响;分析不同培养时间苯酚降解体系混合样品的HPLC谱图,确定其降解中间产物。【结果】菌株SC-1能在基础盐培养基中以苯酚为唯一碳源和能源生长,在初始pH 7.0、30 °C条件下,24 h可完全降解100 mg/L苯酚;Cu2+、Ba2+、Mn2+等对其降解苯酚有不同程度的抑制作用;HPLC谱图分析,初步确定邻苯二酚是菌株SC-1降解苯酚的中间产物,且该菌株可在48 h内完全降解100 mg/L邻苯二酚。【结论】菌株SC-1对苯酚及邻苯二酚均有较强的降解能力,为完善3-PBA的降解途径及污染3-PBA或含酚废水或含酚农药残留的降解提供了数据参考。     

两株菌对氯氰菊酯及其降解产物3-PBA的协同代谢研究

以两株降解菌为材料,研究了它们对氯氰菊酯及其代谢中间产物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的协同降解过程。在有3-PBA存在时,氯氰菊酯降解菌CDT3(Rhodococcus sp.)的生长会受到明显的抑制;低于200mg/L的氯氰菊酯对3-PBA降解菌PBM11(Pesudomonas sp.)的生长无显著影响。同时加入菌株CDT3和PBM11时,氯氰菊酯的降解速率较单独加入菌株CDT3时有所提高。菌株PBM11的菌数随氯氰菊酯和3-PBA的降解而增加,但CDT3的数量没有明显的增加。同时加入菌株CDT3和PBM11的处理中观察不到3-PBA的积累,在后加入PBM11的处理中可观察到24h内明显有3-PBA的积累,加入菌株PBM11后,3-PBA可被迅速降解。     

拟除虫菊酯类农药降解菌及降解酶的研究概况

拟除虫菊酯类农药目前已成为我国出口的蔬菜、水果中主要的3类农药残留之一, 引起急慢性中毒事件也越来越多, 对人类、水生生物和自然环境造成很大危险。而农药生物降解作为去除农药污染的有效手段, 逐渐成为环境科学研究的热点。重点综述了拟除虫菊酯类农药降解菌的分离、降解酶的提取、纯化、降解机理、固定化研究, 并对以后要解决的问题进行了展望。     

3-苯氧基苯甲酸降解菌的分离及降解特性研究

从农药厂污泥中分离到一株3-苯氧基苯甲酸（3-Phenoxybenzoic acid,3-PBA）降解菌PBM11。经生理生化试验和16S rDNA测定初步鉴定为假单胞菌属（Pseudomonas sp．）。PBM11能以3-PBA为唯一碳源生长,降解试验表明：在基础盐培养基中,初始pH7．0,3＆C,160r／rain,装瓶量为100mL／250mL的条件下,PBM11经过24h可完全降解200mg／L的3-PBA;添加低浓度的外源营养物质能够在一定程度上促进降解;Cu^2＋和Co^2＋等对其降解性能有抑制作用,而Fe^3＋有明显的促进作用;通过分析底物利用情况,初步推断3-PBA降解的中间产物能为原儿茶酸和苯酚。经过7d的处理,PBM11对土壤中100mg／L3-PBA的降解率为66．25％。从PBM11中检测到一个质粒。     

拟除虫菊酯类农药降解菌及降解酶的研究概况

拟除虫菊酯类农药目前已成为我国出口的蔬菜、水果中主要的3类农药残留之一,引起急慢性中毒事件也越来越多,对人类、水生生物和自然环境造成很大危险.而农药生物降解作为去除农药污染的有效手段,逐渐成为环境科学研究的热点.重点综述了拟除虫菊酯类农药降解茵的分离、降解酶的提取、纯化、降解机理、固定化研究,并对以后要解决的问题进行了展望.     

响应面法优化黑曲霉固定化条件及其对土壤中溴氰菊酯的降解特性研究

【目的】通过研究吸附包埋法固定黑曲霉(Aspergillus niger)的最佳制备工艺,初步探讨固定化黑曲霉对溴氰菊酯(deltamethrin, DM)及其中间产物3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的降解机制,并将其应用于农业种植中以评价固定化黑曲霉的实际应用效果。【方法】以生物炭、海藻酸钠为固定化载体,通过单因素和响应面试验对固定化黑曲霉(immobilized Aspergillusniger)的制备工艺进行优化。同时,利用高效液相色谱法分析DM和3-PBA的含量变化。【结果】海藻酸钠浓度、生物炭浓度和菌液接种量为DM去除率的显著影响因子,当三者分别为25.27、1.28和125.28 g/L时,是黑曲霉固定化的最佳制备条件;在施加固定化黑曲霉后,土壤中DM半衰期由7.6d缩短至5.2d,黑曲霉对3-PBA也具有降解作用,在21h达到最低浓度1.45mg/kg;修复后的土壤可显著提高番茄种子发芽率,株高、根长等6个生长指标较DM单独处理组也有不同程度的恢复;在经固定化黑曲霉修复28 d后,污染土壤根系酶活和微生物数量均得到不同程度改善。【...     

聚氨酯塑料的微生物降解

未被合理处置的废塑料污染已成为全球性的环境问题,探索塑料废弃物的无害化处理技术势在必行。近来,研究证实了自然界中存在可以降解塑料的微生物及酶。利用微生物或酶对废塑料进行生物处理成为可能。聚氨酯塑料(Polyurethane,PUR)是广泛应用的通用塑料之一,其废弃物量已占到所有废塑料总体积的30%。文中将PUR塑料发明应用70年来有关微生物降解的研究进行了全面综述,对PUR塑料降解真菌、细菌、降解基因与酶、降解产物及相关的生物处理技术系统等进行了总结与分析,并对实现PUR废塑料高效生物处理需解决的关键科学问题进行了展望。     

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。     

3-苯氧基苯甲酸降解菌的分离及降解特性研究*

从农药厂污泥中分离到一株3-苯氧基苯甲酸(3-Phenoxybenzoicacid,3-PBA)降解菌PBM11。经生理生化试验和16SrDNA测定初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonassp·)。PBM11能以3-PBA为唯一碳源生长,降解试验表明:在基础盐培养基中,初始pH7·0,30℃,160r/min,装瓶量为100mL/250mL的条件下,PBM11经过24h可完全降解200mg/L的3-PBA;添加低浓度的外源营养物质能够在一定程度上促进降解;Cu²⁺和     

云南烟蚜抗药性机制研究

通过比较云南烟蚜敏感品系和抗性品系的解毒酶(α-乙酸萘酯羧酸酯酶、β-乙酸萘酯羧酸酯酶)和靶标酶(乙酰胆碱酯酶)的活力,研究了烟蚜对有机磷、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类杀虫剂抗性的生化机制,并通过酯酶基因扩增检测和钠离子通道突变检测,研究了其抗性的分子机制。结果表明:α-乙酸萘酯羧酸酯酶活力增强是烟蚜对有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂及拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性机制之一;乙酰胆碱酯酶在烟蚜对有机磷杀虫剂抗性中起重要作用;3个抗性品系烟蚜均没有发生酯酶基因扩增,抗拟除虫菊酯品系烟蚜发生了钠离子通道突变。     

氯代苯胺类化合物微生物降解的研究进展*

对氯代苯胺类化合物(Chlovoanilines,CAS)好氧微生物降解的研究现状进行了系统的综述,内容包括具有降解氯代苯胺类化合物能力的微生物、氯代苯胺类化合物的代谢途径及相关代谢酶的分析、降解质粒和关键代谢酶的基因克隆和表达,并提出了氯代苯胺类化合物好氧微生物降解研究中存在的问题和尚需进一步研究的方面。     

金黄色葡萄球菌透明质酸裂解酶HylS的异源表达与特性研究

透明质酸酶能够将透明质酸聚糖降解成具有抗氧化等生物活性的低分子量寡糖.微生物来源透明质酸酶具有酶学性质多样和易于重组表达等特点,是开发透明质酸酶的研究热点.通过基因组测序获得一个潜在的金黄色葡萄球菌来源透明质酸裂解酶基因hylS,将其进行了大肠杆菌BL21(DE3)异源重组表达,并对重组酶进行了酶学特性和酶解产物抗氧化...     

海洋微生物来源的岩藻多糖降解酶

近年来研究发现,岩藻多糖及其降解产物具有多种重要的生物学活性,对岩藻多糖降解酶的关注日益增多。本文概述了海洋微生物来源的岩藻多糖降解酶的发现、活性检测方法、性质、应用等方面的研究进展。同时展望了现代组学及结构生物学技术快速发展对海洋微生物来源的新型岩藻多糖降解酶研究的推动作用。     

生物质多糖的高效降解与降解酶（系）的精确定制

自然界中多糖类生物质资源十分丰富,然而其复杂的抗降解屏障限制了生物转化的进程.近年来,随着生物质多糖结构的快速解析以及大量多糖降解酶的鉴定研究,针对不同底物结构或产物需求,仿制高效微生物多糖代谢途径,精确定制多糖降解酶系,促进生物质高效转化已成为可能.本文分析中性多糖(纤维素和木聚糖)、碱性多糖(几丁质和壳聚糖)以及酸性多糖(褐藻胶)的精细结构组成与基团性质,总结3类多糖主要降解酶的活性架构特征及其底物精确结合模式.文章还阐述蛋白质工程设计与定制策略,针对酶分子不同功能区的分析,可为酶分子的功能快速设计与改造提供靶点,以获得适宜于工业应用的高效酶分子,此外,根据微生物胞外降解酶系的降解次序与协同关系,可基于应用需求精确定制复杂多糖降解酶系,实现生物质的高效与高值降解转化.     

微生物代谢环境难降解性有机物的酶学研究进展

随着人类社会的快速发展,工业化水平不断提高,产生大量的污染物并排放到环境中,给人类的生活和身体健康造成了严重的影响。这些污染物中包含种类繁多的难降解有机物,如多芳香烃(PAHs)、环硝胺类物质(RDX、HMX和CL-20)、多氯联苯(PCBs)及烷烃类化合物等,对自然界的污染危害大。微生物可以消除它们对污染的影响,研究结果表明微生物的代谢或共代谢活动是降解这些物质的有效途径,降解起始阶段需要一些关键酶的参与活动,以氧化还原酶为主。这些氧化还原酶一般与细胞膜上其他的活性组分在一起,形成一个氧化还原系统氧化底物。被氧化的中间物质再通过一系列酶催化继续氧化成三羧酸中间代谢产物被微生物所利用。以下综述了与这些物质降解相关的代谢途径和关键的酶,展望今后在开展这类研究工作时要加强降解微生物的筛选和相关酶学的研究,进一步研究这些污染物的代谢或共代谢途径和机理,为工程化治理环境污染提供依据。