嗜盐菌群对酸性金黄G的脱色特性和机理

【目的】为了获得能够在高盐环境下脱色偶氮染料的嗜盐菌群及其降解机理。【方法】采用富集驯化的方法获得一个嗜盐菌群,采用Illumina HiSeq2500测序平台对其群落结构进行测定;采用分光光度法测定了其降解特性;采用GC-MS和红外图谱分析了其降解机理;采用微核实验的方法比较了偶氮染料降解前后的毒性。【结果】该菌群在10%的盐度下,使100mg/L的酸性金黄G在8h内脱色。菌群主要由Zobellella、Rheinheimera、Exiguobacterium和Marinobacterium组成。最适宜的脱色条件是:pH=6,酵母粉为碳源,蛋白胨或硝酸钾作为氮源,盐度为1%–10%。酸性金黄G降解产物的毒性比降解前降低。酸性金黄G主要的降解产物是对氨基二苯胺和二苯胺。此外,该菌群还能使酸性大红GR和直接湖蓝5B等多种偶氮染料脱色,具有较好的脱色广谱性。【结论】获得了快速降解偶氮染料的嗜盐菌群及降解机理,为该嗜盐菌群应用于高盐印染废水的处理提供菌种资源和理论支持。     

嗜热菌群降解偶氮染料的特性及机制

【背景】印染废水的出水温度高,抑制了微生物对偶氮染料的降解,而关于嗜热菌在高温下降解偶氮染料的报道较少。【目的】富集能在高温下降解偶氮染料的嗜热微生物菌群,并研究其降解潜力和基因组特征。【方法】通过富集的方法获得嗜热微生物菌群,利用分光光度法测定其降解特性;采用全波长扫描、傅里叶变换红外吸收光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和气相质谱(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)分析其降解机理;采用植物毒性的方法比较偶氮染料降解前后的毒性;采用高通量测序技术分析其功能基因和群落结构。【结果】该菌群(SD1)可以在65℃降解偶氮染料,Caldibacillus、unclassified＿f＿＿Bacillaceae、Geobacillus等为优势属,在降解过程中起关键作用;菌群SD1能在较宽泛的p H (5.0-9.0)、温度(50-75℃)、染料浓度(100-500 mg/L)和盐度(1%-5%)降解酸性大红GR;偶氮还原酶和NADH-DCIP是主要的降解酶,GC-MS和FTIR结果...     

耐盐偶氮染料脱色菌株GYW的筛选及特性

从某印染厂排水沟的底泥中分离筛选到1株对偶氮染料具有脱色能力的耐盐菌株GYW, 经16S rDNA序列分析, 鉴定为盐单胞菌属(Halomonas)中度耐盐菌。实验结果表明, 菌株GYW可以耐受10%以上的高盐度, 对酸性大红GR和其它偶氮染料具有广谱的脱色能力, 处于对数生长期的细胞脱色能力最强。对酸性大红GR的最佳脱色条件为：温度30°C, pH 7.5, LB培养基。氯离子对酸性大红GR脱色的抑制作用较强, 硫酸盐对脱色影响不大, 添加甜菜碱可提高染料的脱色速率, 最佳添加量为200 mg/L。     

脱水污泥中脱色偶氮染料功能菌群的驯化分离

【目的】获得降解混合偶氮染料的高效降解菌,应用于印染行业偶氮染料废水的生物处理和资源化。【方法】以某污水处理厂的脱水污泥作为分离源,经偶氮染料废水驯化后,分离筛选出9株偶氮染料脱色株(命名为T-1-T-9),通过形态观察、生理特征及基于16S rRNA基因序列的分子生物学鉴定,初步认定分离株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、微小杆菌属(Exiguobacterium)、寡单胞菌属(Stenotrophomonas)和副球菌属(Paracoccus)。【结果】所得分离株纯培养均可不同程度地脱色单一偶氮染料和混合偶氮染料,其中T-8对甲基橙和金橙I的脱色速率最大,40 h的脱色率分别为85.9%和86.2%,T-8菌株干粉也可在无外源碳源的条件下完全脱色金橙I。分离株混合培养脱色混合偶氮染料的效率明显高于纯培养,可达90.1%。【结论】脱水污泥作为脱色偶氮染料功能菌群的新来源具有良好的应用价值。     

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。     

氧气对混合菌群脱色降解偶氮染料效果的影响

【背景】偶氮染料及其中间产物具有一定的环境毒性,利用混合菌群降解偶氮染料是一种环境友好型方法,但降解过程中氧气的存在起到至关重要的作用,可以促进或抑制偶氮染料的微生物降解作用。【目的】探讨氧气对偶氮染料微生物脱色液的影响,分析氧气对混合菌群脱色降解偶氮染料效果的影响。【方法】利用混合菌群DDMY1在3种培养条件(好氧、厌氧、兼氧)下,对7种偶氮染料进行脱色降解,探讨偶氮染料脱色液对氧气的响应情况,利用紫外可见分光光度法(ultraviolet visible spectrophotometry,UV-vis)和傅里叶变换红外光谱法(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对脱色产物进行分析。【结果】在兼氧和厌氧条件下反应48 h后的染料脱色液,与氧气充分接触后,部分偶氮染料微生物脱色液发生较为明显的复色现象,如活性黑5、直接黑38;UV-vis分析结果表明,这种复色现象是由于脱色液与氧气接触之后产生新物质所致;FTIR分析结果表明,混合菌群对发生复色反应的偶氮染料仍然具有一定脱色降解效果,但是脱色尚不够完全。【结论】兼氧和厌氧条件下,氧气对部分偶氮染料微生物脱色液具有较为明显的影响,从而影响混合菌群对偶氮染料的整体脱色效果,这可为今后研究偶氮染料彻底生物降解提供理论基础。     

河南叶县岩盐可培养中度嗜盐菌的多样性

【背景】嗜盐微生物因为独特的生理和代谢特征而对高盐环境有着良好的适应能力,在环境污染治理、酶制剂等领域具有很高的应用和研究价值,是一类重要的极端环境微生物资源。【目的】为了更好地认识我国岩盐微生物的多样性,开发和利用嗜盐微生物资源,积累丰富的微生物菌种资源。【方法】在5%和10%的盐度下,使用Alkaline oligotrophic medium (AOM)、Neutral haloarchaeal medium (NHM)、diluted modified marine agar (dmMA)和ISP3 medium (ISP3)四种培养基,分离和纯化河南叶县岩盐矿的卤水和盐土中的嗜盐菌,使用细菌通用引物27F和1492R扩增和测序纯化菌株的16S rRNA基因,使用EzBioCloud和NCBI上的Blast比对进行分子鉴定,使用Mega 5.0进行遗传进化分析。【结果】从河南叶县岩盐卤水和盐土中一共分离和纯化到78株细菌,菌株16S rRNA基因序列显示它们来自3个门：厚壁菌门(Firmicutes)的Bacillus 26株、Halobacillus 30株、Oceanobacillus 10株和Staphylococcus 1株;变形菌门(Proteobacteria)的Sphingomonas 3株和Halomonas 5株;放线菌门(Actinobacteria)的Brevibacterium 3株。Halobacillus和Bacillus的细菌在叶县岩盐可培养中度嗜盐菌中具有较高的丰度。AOM培养基分离出了最多5个属的细菌,并且仅从AOM培养基分离出了Sphingomonas和Brevibacterium的细菌;另外,仅从ISP3分离出了Oceanobacillus的细菌;4种培养基都培养出了Halobacillus和Bacillus的细菌。来自卤水的有Bacillus、Halobacillus、Oceanobacillus、Sphingomonas和Staphylococcus;来自盐土有Bacillus、Brevibacterium、Halomonas。另外,5%和10%两个盐度下都纯化出Bacillus、Brevibacterium、Halobacillus和Sphingomonas;仅在10%的盐度下纯化到Halomonas和Oceanobacillus的细菌;仅在5%的盐度下培养出一株Staphylococcus。【结论】揭示了河南叶县岩盐可培养中度嗜盐菌的多样性,发现Halobacillus和Bacillus在可分离培养的中度嗜盐菌中具有较高的丰度,为深入开展岩盐嗜盐微生物研究积累了较为丰富的微生物菌株资源。     

安徽定远盐矿可培养嗜盐微生物多样性

【背景】嗜盐微生物多生活于高盐环境,具有独特的生理代谢特征,是一类重要的极端环境微生物资源。【目的】为更好地认识我国陆相盐矿的嗜盐微生物多样性组成,更好地开发利用嗜盐微生物资源积累丰富的微生物菌种。【方法】对安徽定远盐矿盐芯样品进行嗜盐微生物的纯培养分离,并对所分离菌株进行基于16SrRNA基因的测序和序列相似性分析,并对所分离菌株进行物种多样性分析。在此基础上,对代表菌株进行菌落形态和耐盐度及酶活测定。【结果】通过纯培养共分离获得了嗜盐微生物264株,其中嗜盐古菌150株,占56.8%;嗜盐细菌114株,占43.2%。嗜盐古菌物种分别来自于Halorubrum、 Halopenitus、 Haloterrigena、 Natrinema、 Natronoarchaeum和Natronomonas等6个属;嗜盐细菌物种分别来自于Pseudomonas、Aliifodinibius、Halobacillus、Halomonas和Halospina等5个属。通过代表菌株的酶活平板检测,发现产胞外蛋白酶菌株1株,酯酶1株,淀粉酶2株;能液化明胶菌株2株。在物种多样性组成方面,发现嗜盐古菌的物种多样性指数高于嗜盐细菌。【结论】本研究对我国安徽定远陆相盐矿的可培养嗜盐微生物多样性进行探究,积累了丰富的嗜盐微生物菌株资源。     

果糖共代谢强化功能菌群/菌株降解活性黑5效能差异及机制比较

【背景】偶氮染料及其降解产物对生物具有高毒性和“三致”效应,利用共代谢强化纯培养细菌菌株或共培养混合菌群降解偶氮染料去除效能是一种环境友好型方法,但针对共基质调控下菌群/菌株的效能差异机制比较研究有待深入。【目的】考察果糖作为共基质强化功能菌群DDMZ1和功能菌株DDMZ1-1(经鉴定属于Burkholderia sp.)降解脱色活性黑5(reactive black 5, RB5)的效能差异机制。【方法】优化功能菌群/菌株培养条件,对果糖共代谢强化功能菌群/菌株的脱色性能及偶氮还原酶活性进行测定,通过液相色谱-飞行时间串联质谱联用仪(LC-TOF-MS)及植物毒性实验对RB5降解产物进行分析鉴定及毒性评估,并考察比较功能菌群/菌株对不同结构染料的广谱脱色性能。【结果】功能菌群DDMZ1和功能菌株Burkholderia sp. DDMZ1-1在优化条件下(pH 5.5, 37℃)对RB5的去除效率分别为79%和73%,而且功能菌群对高盐环境具有更强的适应优势。果糖的添加能够显著提升功能菌群/菌株对不同初始浓度RB5的脱色性能,特别是针对200 mg/L RB5的去除效率相较于不添加果...     

青藏高原察尔汗盐湖地区可培养中度嗜盐菌的群落结构与多样性

【目的】研究青海察尔汗盐湖地区的可培养中度嗜盐菌的群落结构及多样性。【方法】采用多种选择性培养基进行中度嗜盐菌的分离、培养;通过16S r RNA基因序列扩增、测定,根据序列信息,进行系统进化树构建、群落结构组成分析及多样性指数计算。【结果】从察尔汗盐湖卤水及湖泥中分离到中度嗜盐菌421株,合并重复菌株后共83株中度嗜盐菌。菌株16S rRNA基因序列信息显示,4株中度嗜盐菌为潜在的新分类单元。83株嗜盐细菌分布于3个门的6个科16个属。其中,Bacillus属、Oceanobacillus属和Halomonas属为优势属。多样性结果显示,水样中的菌株多样性高于泥样,而泥样中的菌株优势度高于水样。【结论】察尔汗盐湖中度嗜盐菌具有丰富的遗传多样性,种群种类丰富,优势菌群集中,该盐湖地区存在可分离培养的中度嗜盐菌的疑似新物种。     

四川冬菜中细菌群落组成及多样性

【目的】了解腌制4年的四川南充冬菜中细菌群落组成及多样性。【方法】通过16S rDNA多样性分析样品细菌落组成;采用16S rDNA-RFLP方法分析从样品中分离出的纯培养细菌。【结果】16S rDNA多样性分析结果表明,样品中细菌主要属于变形杆菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),分别占克隆文库的87.9%、7.1%,其中包括Virgibacillus kekensis,Marinococcus albus,Salinicoccus sp.,Lactobacillus halophilus和Halomonas等中度嗜盐菌,仅有5%属于放线菌门(Actinobacteria)。通过纯培养方法从冬菜中分离到35株菌,16S rDNA-RFLP分析结果表明,34株属于厚壁菌门(Firmicutes),包括Virgibacillus,Bacillus megaterium和Gracilibacillus saliphilus等中度嗜盐菌,1株属于放线菌门(Actinobacteria)。【结论】冬菜中细菌群落多样性较低,以中度嗜盐菌为主。     

渗透压冲击下中度嗜盐菌Halomonas sp. Y四氢嘧啶类相容性溶质的合成与释放

【背景】四氢嘧啶类物质在高温、冷冻和干燥等逆境条件下,对酶、蛋白质、核酸及整个细胞具有良好的保护作用,已经应用于酶制剂、生物医药及护肤品等相关领域。目前此类物质只能依赖中度嗜盐菌采用细菌泌乳工艺进行商业化生产,因此四氢嘧啶类高产菌株及其发酵技术的研究日益受到国内外研究者关注。【目的】分离获得高产合成四氢嘧啶类相容性溶质的中度嗜盐细菌,研究渗透压冲击对其胞内四氢嘧啶合成与释放的影响,探索细菌泌乳法制备四氢嘧啶的可行性。【方法】采用涂布平板法分离中度嗜盐菌,对分离菌株进行形态、生理生化和16S rRNA基因序列分析,鉴定其种属;采用高效液相色谱法(HPLC)和质谱法(MS)分析四氢嘧啶类物质,细菌泌乳法制备四氢嘧啶类物质。【结果】从盐池土样中分离到一株以四氢嘧啶类物质为主要相容性溶质的中度嗜盐菌Y,鉴定为盐单胞菌(Halomonas sp.)Y。盐单胞菌Y能在NaCl质量浓度为10-250 g/L的培养基中生长,最适生长的NaCl浓度为100 g/L;HPLC-MS测试结果证明盐单胞菌Y可同时合成四氢嘧啶和羟基四氢嘧啶2种相容性溶质,在最适生长的盐浓度下其合成量分别达175.5 mg/g和47.9 mg/g;在NaCl质量浓度为0-30 g/L的低渗溶液中胞内四氢嘧啶类物质经5 min即可达到最大释放率,而细菌泌乳工艺中最适合诱导四氢嘧啶释放的低渗溶液为质量浓度为10 g/L的NaCl溶液;采用细菌泌乳工艺制备四氢嘧啶,经连续11轮的高渗/低渗冲击,四氢嘧啶总合成量为6.0 g/L,总释放量为5.7 g/L,平均释放率为64.5%,底物转化率为128.9 mg/g。【结论】盐单胞菌Y是一株较高产合成四氢嘧啶类的中度嗜盐菌,能够耐受反复的渗透压冲击,采用细菌泌乳工艺显著提高了四氢嘧啶的制备效率。     

江苏盐城盐场中度嗜盐菌的分离与鉴定

采用高盐的牛肉膏蛋白胨培养基(盐浓度为8%NaCl),研究江苏省盐城市盐场土壤里中度嗜盐菌的分布情况及种群特征。从盐城市的射阳、新滩、灌东三处盐场土壤中共采集和分离得到13株中度嗜盐菌。通过形态观察、生理生化分析、16S rRNA序列分析和系统进化分析等方法进行初步鉴定,结果表明:分离到的中度嗜盐菌分属3个属,Virgibacillus属4株、Halomonas属7株和Marinobacter属2株。研究结果揭示盐城市的盐场存在较为丰富的中度嗜盐菌,具有较高的研究和利用价值。     

A pyrene-degrading consortium from deep-sea sediment of the West Pacific and its key member Cycloclasticus sp. P1

A pyrene-degrading bacterial consortium was obtained from deep-sea sediments of the Pacific Ocean. The consortium degraded many kinds of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), including naphthalene, phenanthrene, pyrene, acenaphthene, fluorene, anthracene, fluoranthene, 2-methylnaphthalene and 2,6-dimethylnaphthalene, but it did not grow with chrysene and benzo[alpha]pyrene. With methods of plate cultivation and polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE), 72 bacteria belonging to 22 genera were detected from this consortium. Among the detected bacteria, the following genera frequently occurred: Flavobacterium, Cycloclasticus, Novosphingobium, Halomonas, Achromobacter, Roseovarius and Alcanivorax. The first two genera showed the strongest bands in denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) profiles and appeared in all PAH treatments. By now, only one isolate designated P1 was confirmed to be a pyrene degrader. It was identified to be Cycloclasticus spirillensus (100%). Although P1 can degrade pyrene independently, other bacteria, such as Novosphingobium sp. (Band 14), Halomonas sp. (Band 16) and an unidentified bacterium (Band 35), were involved in pyrene degradation in some way; they persist in the consortium in the test of dilution to extinction if only the consortium was motivated with pyrene. However, the secondary most important member Flavobacterium sp. evaded from the community at high dilutions. As a key member of the consortium, P1 distinguished itself by both cell morphology and carbon source range among the isolates of this genus. Based on intermediate analyses of pyrene degradation, P1 was supposed to take an upper pathway different from that previously reported. Together with the results of obtained genes from P1 homology with those responsible for naphthalene degradation, its degradation to pyrene is supposed to adopt another set of genes unique to presently detected. Summarily, an efficient pyrene-degrading consortium was obtained from the Pacific Ocean sediment, in which Cycloclasticus bacterium played a key role. This is the first report to exploit the diversity of pyrene-degrading bacteria in oceanic environments.     

Decolorization of textile azo dyes by newly isolated halophilic and halotolerant bacteria

Studies were carried out on the decolorization of textile azo dyes by newly isolated halophilic and halotolerant bacteria. Among the 27 strains of halophilic and halotolerant bacteria isolated from effluents of textile industries, three showed remarkable ability in decolorizing the widely utilized azo dyes. Phenotypic characterization and phylogenetic analysis based on 16S rDNA sequence comparisons indicate that these strains belonged to the genus Halomonas. The three strains were able to decolorize azo dyes in a wide range of NaCl concentration (up to 20%w/v), temperature (25-40 degrees C), and pH (5-11) after 4 days of incubation in static culture. They could decolorize the mixture of dyes as well as pure dyes. These strains also readily grew in and decolorized the high concentrations of dye (5000 ppm) and could tolerate up to 10,000 ppm of the dye. UV-Vis analyses before and after decolorization and the colorless bacterial biomass after decolorization suggested that decolorization was due to biodegradation, rather than inactive surface adsorption. Analytical studies based on HPLC showed that the principal decolorization was reduction of the azo bond, followed by cleavage of the reduced bond.     

高盐盐湖可分离嗜盐耐盐菌的种群多样性及四氢嘧啶产量评价

为了解柴达木盆地茶卡盐湖、柯柯盐湖和小柴旦盐湖等三大硫酸镁亚型高盐盐湖可分离嗜盐耐盐菌的种群多样性,采用RM中、高盐培养基筛选分离可培养的嗜盐菌和耐盐菌,扩增16S rRNA基因序列进行种属鉴定和环境因子典范对应分析(CCA),选取优势菌属构建系统发育树,并采用高效液相色谱法(HPLC)检测次级代谢产物四氢嘧啶(Ect...     

Halomonassp., a moderately halophilic strain, for biotreatment of saline phenolic waste-water

A moderately halophilic species of Halomonas sp. degraded 0.1 g phenol/l as the sole source of carbon and energy in a model industrial saline waste-water with NaCl-concentrations varying between 1 and 14% (w/v) NaCl and exhibited optimum growth on phenol at about 5% (w/v) NaCl. However, the degradation of 0.1 g phenol/l by Halomonas sp. at NaCl-concentrations < 5% (w/v) was accompanied by the accumulation of an intermediate of the ortho-cleavage pathway, later on identified as cis,cis-muconic acid.