十溴联苯醚降解菌的分离鉴定、降解特性及降解机理

【背景】十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE-209)是应用最广泛的溴代阻燃剂之一,其持久性毒性给生态环境和生物体带来了严重危害。【目的】分离出一株能有效降解BDE-209的好氧细菌并研究其降解特性及机理,以探究BDE-209的微生物降解规律。【方法】以BDE-209为唯一碳源,通过富集、分离和纯化,从活性污泥中筛选出BDE-209好氧降解细菌。采用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)和液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)分别检测BDE-209的浓度和中间产物。【结果】筛选得到一株BDE-209好氧降解细菌F,经鉴定初步判定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)。在30℃、pH7.0、接种量为10%(体积分数)、葡萄糖浓度为250mg/L的优化降解条件下,对初始浓度为10mg/L的BDE-209的降解率可达76.2%。低浓度的Cd²⁺(≤5mg/L)未对BDE-209的微生物降解和菌体生长产生显著影响,而高浓度的Cd²⁺(≥15mg/L)对BDE-209的微生物降解和菌体生长则产生显著影响。BDE-209对细胞表面疏水性(cell surface hydrophobicity,CSH)具有一定的影响。BDE-209的微生物降解机理主要包括脱溴、羟基化、二苯醚键断裂和开环等过程。【结论】菌株F对BDE-209具有很好的降解能力,研究结果对BDE-209的好氧微生物降解及BDE-209污染环境的生物修复具有较好的科学意义。     

复合菌对十溴联苯醚的降解特性研究

【目的】利用6株十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether, BDE-209)降解细菌，探究复合菌对BDE-209的降解特性和降解路径，为BDE-209污染环境的生物修复提供科学依据。【方法】利用高效液相色谱法测定BDE-209的浓度，通过液相色谱-质谱联用仪分析鉴定BDE-209降解产物。【结果】短芽孢杆菌属(Achromobacter sp.) M1和无色杆菌属(Achromobacter sp.) M2的组合对BDE-209的降解效果最好，在30 ℃、pH值7.0、接种量15%的条件下，120 h后10 mg/L BDE-209的降解效率可达87.7%。相比于单一菌株，复合菌M(1+2)可以更有效、更快地降解BDE-209。在0.5-10 mg/L范围内，复合菌M(1+2)对BDE-209的降解率随着BDE-209初始浓度的增大而增大。通过液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph-mass spectrometer, LC-MS)检测到11种BDE-209微生物降解产物，复合菌M(1+2)通过脱溴、羟基化、去质子化、醚键断裂和开环等反应对BDE-209进行降解。【结论】复合菌M(1+2)对BDE-209具有良好的降解能力，研究结果为进一步提高微生物对BDE-209污染环境的生物修复能力提供了良好的微生物资源。     

苯酚降解菌红球菌(Rhodococcus sp.) P1的鉴定及其在焦化废水中的应用

摘要:【目的】酚类物质的去除是焦化废水处理的关键问题,目的是从焦化废水中分离高效的苯酚降解细菌。【方法】以苯酚为唯一碳源筛选纯化降解苯酚细菌,菌株鉴定采用菌落形态和16S rRNA 序列分析方法,并研究其苯酚降解特性和在焦化废水中的除酚作用。【结果】菌落形态和16S rRNA序列比对分析表明分离的P1菌株为红球菌属(Rhodococcus sp.)细菌;其耐酚浓度高达1400 mg/L,苯酚降解的最适条件为32℃－42℃、pH 7.0和0－4%盐;苯酚降解动力学曲线符合Haldane动力学模型,qmax=0.517/h,Ks=77.487 mg/L,Ki=709.965 mg/L;不同重金属对红球菌P1菌株的苯酚降解抑制作用不同,Zn2+、Mn2+和低浓度的Pb2+对菌株降酚没有影响,Cu2+、Ni2+、Cd2+均抑制菌株对酚的降解;红球菌P1菌株2d内可完全降解1/3焦化原水中的279.9 mg/L酚类物质。【结论】P1菌株是1株高效的苯酚降解菌,具有生物处理焦化废水酚类物质的潜力。     

直链烷基苯磺酸钠(LAS)降解菌的筛选及其降解特性的初步研究

从洗衣粉生产废水中分离到一株高效降解LAS(Linear Sodium A]kylbenzenesulfonate)菌GZ6,经初步鉴定其为杰氏棒杆菌(Corynebactenunjeikeiun GZ6).该菌株最高可以降解700mg/L左右的LAS,降解LAS的最适pH值和温度分别为7.0和30℃,最适LAS浓度为400 mg/L,所需时间为24h,降解率可达98.7%.实验还表明一些重金属离子如-Hg2+、Co2+、Cd2+等对该菌株降解LAS有不同程度的抑制作用.     

苯胺降解菌的筛选、降解特性及其发酵优化

【背景】近年来,苯胺类化合物加重了生态环境的污染,而生物法处理苯胺类废水具有较大发展潜力与广阔的应用前景。【目的】从长期受苯胺类化合物污染的活性污泥中分离获得一株能高效降解苯胺的菌株,优化其培养基及降解条件,为苯胺生物修复提供菌株与基因资源。【方法】采用平板法从富集驯化的菌株中筛选出以苯胺为唯一碳氮源和能源的高效降解菌,通过16S rRNA基因测序鉴定菌种,利用单因素筛选实验对降解条件进行优化,通过正交试验优化培养条件。【结果】筛选到一株苯胺降解菌BA-6,经鉴定为微杆菌属(Microbacterium)。菌株BA-6对初始浓度为600mg/L苯胺的日降解率可达98%以上。其高效降解的温度范围是30–37℃,pH范围是6.5–7.5。底物利用实验表明,菌株BA-6具有降解多种苯胺类化合物的能力。发酵培养基优化实验获得一种发酵培养基,活菌量高达3.06×10¹⁰CFU/mL。【结论】苯胺降解菌BA-6对苯胺有较强的降解能力和环境调节能力,在修复苯胺类化合物的生态污染方面有一定的应用前景。     

裂褶菌cfcc7252菌株对孔雀石绿染料的高效降解

【目的】评价裂褶菌cfcc7252菌株降解孔雀石绿(Malachite Green,MG)的能力及其潜在的应用价值。【方法】采用单因子液体培养实验,研究了通气、p H、温度、碳源和氮源种类及浓度、金属离子、盐度、染料浓度对该菌降解效果的影响;采用平皿培养实验,利用植物种子萌发和微生物抑菌实验对降解产物进行毒性测试。【结果】研究结果表明,裂褶菌cfcc7252菌株在好氧和厌氧条件下均能高效降解MG。该菌在10.0 g/L葡萄糖,5.0 g/L酵母浸粉,0.01 mmol/L Zn2+,p H为4.0的液体培养基中培养36 h,对350 mg/L的MG降解率达67.8%;连续降解7次后,其降解率还能保持在95.4%以上。此外,该菌在盐度低于10.20%时,其对MG的降解率均达到98%以上。对植物、微生物的毒性测试结果表明,MG降解产物对红豆、豌豆等植物、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和铜绿假单胞杆菌等微生物基本没有毒性。【结论】裂褶菌cfcc7252菌株在处理以MG为主的染料废水时具有很强的应用潜力。     

可降解吡啶的全食副球菌B21-3的筛选鉴定及降解特性

【背景】吡啶作为一种难降解的有机污染物普遍存在于焦化、炼油、皮革和制药等行业的废水中,并对环境造成危害。【目的】治理废水中残留的有机污染物吡啶,筛选高效降解菌。【方法】采用富集培养和选择培养,以石家庄某污水处理厂的活性污泥为材料进行吡啶降解菌的筛选,通过形态特征、生理生化特性、(G+C)mol%测定及16S rRNA基因序列系统发育分析对筛选到的降解菌进行鉴定,并分析其对吡啶的降解特性。【结果】分离筛选到一株能以吡啶为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌B21-3,经鉴定该菌株为全食副球菌(Paracoccuspantotrophus)。菌株B21-3对吡啶的最适降解温度为32°C,最适降解pH为7.0,吡啶浓度为100mg/L时降解率为48.50%±0.02%;通过逐步提高吡啶初始浓度对菌株进行驯化,驯化后菌株可耐受较高浓度吡啶且吡啶降解率显著增加,吡啶浓度为100 mg/L时驯化后菌株B21-3对吡啶的降解率为90.26%±1.70%。驯化后菌株在含吡啶的无机盐平板上传代培养15代后,对吡啶的降解率为89.39%±2.03%。【结论】菌株B21-3具有较强的吡啶降解能力及降解稳定性,该菌株可作为吡啶污染水体生物修复的潜在资源。     

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。     

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。     

二氯喹啉酸降解菌MC-10的筛选、鉴定及其降解特性

【目的】为治理稻-烟轮作田块上茬土壤中二氯喹啉酸残留问题,筛选高效降解细菌菌株。【方法】通过富集培养和选择培养,从常年施用二氯喹啉酸的水稻田中筛选可以降解二氯喹啉酸的细菌;对其进行形态学观察、生理生化特征测定和16S r DNA序列系统发育鉴定。【结果】分离的降解菌株MC-10被鉴定为节杆属菌株(Arthrobacter sp.)。菌株MC-10在5%接种量p H 7、28℃时,对初始浓度为20 mg/L二氯喹啉酸7 d可降解90%以上。该降解菌的最佳降解条件为p H 7、30℃,二氯喹啉酸初始浓度在1-100mg/L间均有良好的降解效果;菌株MC-10在土壤中对二氯喹啉酸同样有良好的降解效果,温室内7 d对二氯喹啉酸污染土壤的修复率可达70%。【结论】菌株MC-10在二氯喹啉酸污染土壤和水质治理中具有潜在的应用前景。     

Identification and biodegradation efficiency of a newly isolated 2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) aerobic degrading bacterial strain

Polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) are bioaccumulative, toxic and persistent, globally distributed organic chemicals in environment. However, very little is known for their aerobic biodegradation. In this research, 2,2′,4,4′-tetrabromodiphenyl ether (BDE-47) was selected as a model congener of PBDEs to study its aerobic biodegradation. A new BDE-47 degrading strain BFR01 identified as Pseudomonas stutzeri was isolated from polluted soil in a former brominated flame retardant production corporation. Stain BFR01 could utilize BDE-47 as a sole source of carbon and energy, and transformed 97.94% of BDE-47 in two weeks; the biodegradation of BDE-47 fitted well with the first-order kinetics, with the first-order kinetics constant of 0.32 d⁻¹. The biodegradation efficiency of stain BFR01 was higher than other reported PBDEs aerobic degrading bacteria. The biodegradation efficiency achieved maximum at pH 7.0 and 40 °C. The presence of additional carbon sources could enhance the biodegradation efficiency of BDE-47 by 1–6%. Furthermore, no lower brominated diphenyl ethers or biphenyl were detected, suggesting that the pathway of BDE-47 biodegradation by strain BFR01 might not be debromination with lower brominated diphenyl ethers as products. This is the first report of aerobic degradation of BDE-47 by P. stutzeri.     

一株菊酯类农药降解菌的分离鉴定及其降解酶基因的克隆

摘要：【目的】筛选分离高效降解菊酯类农药的光合细菌,研究其降解特性,并对该菌株中降解酶基因进行克隆与初步分析。【方法】根据分离菌株的细胞形态结构、活细胞光吸收特征、生理生化特征及其16S rDNA序列系统发育分析鉴定降解菌,气相色谱法测定该菌株降解菊酯类农药的能力,PCR方法克隆降解酶基因。【结果】菌株PSB07-21属红假单胞菌属（Rhodopseudomonas sp.）,其降解最佳条件为3000 lx、35℃、pH 7,在此条件下培养15 d对600 mg/L甲氰菊酯、氯氰菊酯、联苯菊酯降解率分别为     

一株金黄杆菌对2-吡啶甲酸的好氧生物降解

【背景】2-吡啶甲酸具有高毒性、致癌性,能长期稳定存在于水体中,从而对环境造成危害。【目的】开发一种能够高效经济处理含2-吡啶甲酸废水的技术。【方法】筛选一株在好氧条件下以2-吡啶甲酸为唯一碳、氮、能源的菌株,考察该菌株的降解性能,建立降解动力学模型。【结果】经过16S r RNA基因序列分析,该菌株被鉴定为金黄杆菌(Chryseobacterium sp.),命名为ZD2。当2-吡啶甲酸初始浓度为100、200、400、600和800 mg/L时,ZD2完全降解2-吡啶甲酸的时间分别为10、18、22、78和114 h。零级动力学模型较好地描述了2-吡啶甲酸的降解行为,当初始浓度为100-400 mg/L时,降解速率常数随着浓度的增加而增加,并于400 mg/L时达到最大;600-800 mg/L时,降解速率常数开始下降,呈现抑制作用。【结论】菌株ZD2对2-吡啶甲酸的降解效果较好,能够为处理实际的2-吡啶甲酸工业废水提供理论依据。     

一株乙腈降解菌的鉴定及其生物学特性

【目的】明确乙腈降解菌BX2的分类地位及生物学特性,评价其处理含乙腈废水的可行性。【方法】通过形态特征、生理生化特性以及系统发育分析对菌株BX2进行鉴定。考察温度、初始pH及接种量等因素对菌株生长的影响,确定菌株的最佳生长条件及在该条件下的乙腈降解能力。测定菌株BX2对NaCl的耐受能力。【结果】乙腈降解菌BX2的形态特征及生理生化特性与紫红红球菌(Rhodococcus rhodochrous)最相近。其16S rRNA、gyrB、secA1基因序列与紫红红球菌的相似性分别为99.37%、99.29%、97.87%。最佳生长条件为35℃,初始pH 7.5,接种量1%。此条件下,菌株BX2在16 h内对浓度为800 mg/L乙腈的降解率为95.87%。菌株BX2在NaCl含量高于6%的培养基中无法生长。【结论】菌株BX2被鉴定为紫红红球菌。该菌株有较强的环境适应能力,可降解高浓度乙腈,在含氰废水的生物修复中有很好的应用前景。     

假单胞菌胞外酶降解黄曲霉毒素B1的酶学性质

【背景】黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)毒性强、污染普遍,目前尚无有效的防治办法。【目的】为了发掘高效的AFB1降解菌并探索其降解特性,对红树林污泥样品中一株AFB1降解菌株(HAI2)的酶学性质进行分析。【方法】以AFB1结构类似物为唯一碳源,筛选出一株高效的AFB1降解菌,利用16S rRNA基因测序结果鉴定菌株,并结合HPLC研究菌株对AFB1的降解特性。【结果】HAI2的16S rRNA基因序列与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida,NR 113651.1)的相似性高达99.85%,其主要降解AFB1的活性物质为胞外蛋白质,HAI2-AFB1降解酶的最适pH值为7.0,最适温度为37℃,Fe²⁺、Ca²⁺和Zn²⁺会抑制AFB1的降解率,Cu²⁺和Mn²⁺可以提高AFB1的降解率。HAI2上清液对100 ng/mL的AFB1降解24 h的降解率为71.52%。此外,P.putida HAI2还可抑制被黄曲霉菌感染的玉米中AFB1的合成,AFB1含量可减少63.46%。【结论】假单胞菌P.putida HAI2具有较高的降解AFB1能力,其主要降解活性物质为胞外蛋白,在食品和饲料行业具有较大的应用前景。     

炔草酯降解菌Sphingopyxis sp. WP68的分离鉴定与降解特性

【背景】炔草酯可以高效防除麦田恶性杂草,但炔草酯的生产和使用也对环境造成了破坏,对动物和人类健康造成了威胁。【目的】分离筛选炔草酯高效降解菌株,研究其降解特性,为炔草酯污染生物修复提供优良菌种资源。【方法】采集农药厂活性污泥样品,通过富集培养和含有炔草酯的LB培养基进行炔草酯降解菌株的分离,通过形态和生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析确定其分类学地位,通过单因素试验从温度、pH、接种量和底物浓度等方面考察菌株对炔草酯的降解特性,并利用UPLC-MS分析降解产物。【结果】筛选出一株炔草酯高效降解菌株WP68,经鉴定为鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis sp.),该菌株在37°C和pH值为8.0时,10 h内可将200 mg/L的炔草酯降解98.26%。利用UPLC-MS鉴定菌株WP68降解炔草酯的产物为炔草酸。确定了该菌株降解炔草酯的最适温度、pH值、接种量、底物浓度分别是37°C、8.0、5%、200mg/L。菌株WP68还能降解氰氟草酯和精喹禾灵。【结论】Sphingopyxis sp. WP68对炔草酯有较强的降解能力和较高耐受性,在炔草酯污染土壤修复中具有潜在的应用前景。     

乌鲁木齐市道路林带土壤抗重金属细菌的筛选及重金属去除能力

【背景】道路重金属污染问题日益严峻,寻找高效的微生物资源用于环境修复已迫在眉睫。【目的】从乌鲁木齐市道路林带土壤中筛选抗重金属菌株,并对其重金属去除能力进行探究。【方法】使用含5种重金属离子(铅、镉、锌、铜、镍)的4种培养基进行抗性菌株筛选,通过形态学特征和16S rRNA基因序列进行鉴定,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)检测分离株对重金属离子的去除情况。【结果】4种分离培养基中,TSA是抗重金属菌株筛选的最适培养基,共筛选出16株抗重金属菌,其中4株抗Pb菌、4株抗Cd菌、4株抗Zn菌、3株抗Cu菌和1株抗Ni菌,其抗性分别高达3 000、800、600、300和400mg/L,16株菌中以芽孢杆菌属(Bacillus)数量最多。在初始浓度为700mg/L Pb²⁺下,菌株Pb6的去除率高达92.48%,菌株Pb11、Pb3和Pb9的去除率分别为27.70%、40.37%和58.88%;在200mg/L Cd²⁺...     

Characterization of the nitrobenzene-degrading strain Pseudomonas sp. a3 and use of its immobilized cells in the treatment of mixed aromatics wastewater

A bacterial strain Pseudomonas sp. a3 capable of degrading nitrobenzene, phenol, aniline, and other aromatics was isolated and characterized. When nitrobenzene was degraded, the release of NH(4) (+) was detected, but not of NO(2) (-). This result implied that nitrobenzene might have a partial reductive metabolic pathway in strain a3. However, aniline appeared as one of the metabolites during the aerobic degradation of nitrobenzene. Moreover, the appearance of 2-aminophenol during aniline degradation by strain a3 indicated that novel initial reactions existed during the degradation of nitrobenzene and aniline by strain a3. Strain a3 was immobilized in the mixed carrier of polyvinyl alcohol and sodium alginate to improve its degrading efficiency. The optimal concentrations of polyvinyl alcohol and sodium alginate in the mixed carrier were 9 and 3 %, respectively. The immobilized cells had stable degradation activity and good mechanical properties in the recycling tests. The immobilized cells also exhibited higher tolerances in acidic (pH 4-5) and highly saline (10 % NaCl) environments than those of free cells. The biodegradation of nitrobenzene mixed with aniline and phenol using immobilized cells of Pseudomonas sp. a3 was also greatly improved compared with those of free cells. The immobilized cells could completely degrade 300 mg L(-1) nitrobenzene within 10 h with 150 mg L(-1) aniline and 150 mg L(-1) phenol. This result revealed that the immobilized cells of Pseudomonas sp. a3 could be a potential candidate for treating nitrobenzene wastewater mixed with other aromatics.