微嗜酸寡养单胞菌EFS1的产电性能及在污水处理中的应用

【背景】微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)作为一种新型的燃料电池资源,在产电的同时可应用于污水处理领域,达到资源最大化的目的。【目的】从MFC中分离获得一株可培养微生物,研究其产电特性及在污水处理中的微生物絮凝、重金属耐受、苯酚降解性能,为扩展产电菌资源库提供理论基础。【方法】利用WO_3纳米探针从MFC阳极中筛选获得一株具备产电和絮凝性能的菌株,命名为EFS1。运用循环伏安分析结合扫描电镜观测阳极电极;改变外电阻测定极化曲线和功率密度曲线。测定菌株的絮凝、重金属耐受及苯酚降解性能。【结果】经16S rRNA基因序列分析,结合形态学和生理生化鉴定菌株EFS1为微嗜酸寡养单胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila)。菌株EFS1具有稳定的产电周期,周期电压最高可达300m V,功率密度可达56.25m W/m~2;扫描电镜发现菌株存在直接接触电极及分泌电子中介体传递电子的方式;MFC内阻为1 000Ω左右。有氧条件下菌株的絮凝率可达到70%,存在电子受体的无氧环境中可达到80%;该菌株还具有良好的Cd~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)耐受性及苯酚降解性能,在48 h、2–4 mg/L时苯酚降解率达到了100%。【结论】研究验证了产电菌EFS1具备絮凝能力、重金属耐受、苯酚降解的可能性,为产电菌的开发及污水处理方面提供理论依据。     

苯酚降解工程菌Bacillus subtilis dqly-2的构建

目的:构建苯酚降解工程菌Bacillus Subtilis dqly-2.方法:选取2株苯酚降解菌,分别为铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa zllf4和枯草芽孢杆菌Bacillus Subtilis BHf3-4,体外扩增Pseudomonas aeruginosa zllf4的邻苯二酚2,3双加氧酶基因(SYJ),并将此基因转入Bacillus Subtilis BHf3-4中,构建基因工程菌,并对野生菌和工程菌降解能力进行比较.结果:作用96h后,工程菌苯酚降解率为96.18％,显著高于野生菌的84.78％.结论:成功构建高效苯酚降解基因工程菌.     

ASE快速溶剂萃取与测定青海十六种高寒植物中多糖含量北大核心CSCD

本研究采用快速溶剂萃取法（ASE）提取青海十六种高寒植物中的多糖,并建立了苯酚-硫酸法测定其多糖含量。使用ASE350通过在线净化过程加入乙醚除去样品中的脂类物质,加入75%乙醇在线除去游离单糖、低聚糖和糖醛酸,同时对样品进行脱色。继续加入蒸馏水用ASE在线提取出样品中的多糖。离心除去由淀粉溶胀糊化形成的胶体物质,上清液加入Sevag试剂除去蛋白质,试液依次加入5%苯酚溶液和浓硫酸显色。以蒸馏水做空白对照,在490 nm处测定吸光度,同时采用水提醇沉法进行多糖换算因子的测定。结果表明,各样品多糖在0.01-0.10 mg范围内具有良好的线性关系（r=0.9996）,平均加样回收率为97.26%,RSD为0.53%（n=9）。该方法简便、准确、稳定性和重现性好,适用于测定植物样品中多糖的含量,可为青海高寒植物的质量控制提供依据。     

虫草多糖含量测定方法的研究

目的:选择一种适合于北虫草提取物中多糖含量的测定方法。方法:采用水杨酸法和苯酚-硫酸法测定虫草多糖的含量,比较两种方法的优缺点。结果:两种方法精密度上均符合要求,但在样品处理时间、稳定性、回收率等方面水杨酸法优于苯酚-硫酸法。结论:水杨酸法操作简便、稳定、回收率高、重现性好,更适用于虫草多糖的质量控制。     

硝基苯酚胁迫下外源褪黑素对水稻幼苗生长及生理特性的影响

采用液体培养实验方法,研究硝基苯酚胁迫对水稻(Oryza sativa L.)幼苗生长、抗氧化特性、光系统Ⅱ(PSⅡ)光合特性的影响,以及添加外源褪黑素对缓解硝基苯酚胁迫的作用。结果显示,随着硝基苯酚胁迫浓度的升高,水稻幼苗株高、根长、地下部干重、地上部干重、全株干重和叶片PSⅡ实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、光化学淬灭系数(q P)、PSⅡ电子传递速率(ETR)、叶绿素含量均有所下降,而叶片非光化学淬灭系数(qN、NPQ)上升;同时,根系活性氧[过氧化氢(H_2O_2)和超氧阴离子(O·-2)]积累量、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性,以及渗透调节物质(可溶性蛋白和可溶性糖)含量呈先升高后降低的趋势。在非硝基苯酚胁迫下,与对照组相比,添加外源褪黑素显著提高了幼苗地下部干重、根系可溶性糖含量和SOD活性、叶片PSⅡ光化学效率和叶绿素含量。与单独添加硝基苯酚处理相比,硝基苯酚+褪黑素复合处理显著缓解了硝基苯酚胁迫对幼苗生长、叶片PSⅡ光化学效率和叶绿素合成的抑制作用;降低了根系活性氧水平、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量。研究结果表明添加外源褪黑素能够显著缓解硝基苯酚胁迫对水稻幼苗生长、根系活性氧水平、抗氧化酶活性、叶片PSⅡ光化学效率及叶绿素合成的不良影响,提高水稻幼苗对硝基苯酚胁迫的适应性。     

对硝基苯酚对细菌产生持留菌的影响及其相关机制

【目的】研究对硝基苯酚(PNP)对大肠杆菌和铜绿假单胞菌产生持留菌的影响,并对转录组进行分析,阐明对硝基苯酚影响持留菌形成的相关机制。【方法】采用氧氟沙星抗生素探究对硝基苯酚对细菌产生持留菌的影响,并通过检测细菌自溶情况和呼吸抑制剂羰酰氰氯苯腙(CCCP)对持留菌比例的影响,然后通过转录组分析其相关基因的表达,最后通过实时荧光定量PCR和反义核酸进行相关功能基因的验证。【结果】PNP可以通过抑制大肠杆菌和铜绿假单胞菌的呼吸作用使其产生持留菌的比例增加,PNP不同浓度、作用不同时间和作用不同生长时期的菌体都会影响细菌产生持留菌的比例。PNP和呼吸抑制剂CCCP均能够抑制2个菌体的自溶情况,包括溶解氧含量的变化、蛋白质降解情况、细胞尺寸的变化和RNA完整性。转录组分析和实时荧光定量PCR实验结果表明加入PNP后,cyo A、app C两个基因在大肠杆菌和铜绿假单胞菌中的表达量均显著下降,再通过反义核酸抑制cyo A、app C的表达发现持留菌的比例和原始菌株相比均有所增加。【结论】PNP可以通过抑制细胞呼吸作用来增加细菌产生持留菌的比例。     

利用生物传感技术研究微生物底物间相互作用

建立了以生物传感技术为基础的微生物代谢研究的新方法。以微生物传感器的响应表示微生物对底物的外源呼吸,采用动态响应模型(初始响应斜率R_x=dI/dt),迅速获得细胞相对呼吸速率,由此观察到苯酚和葡萄糖作为共存底物时在不同的微生物代谢过程中表现不同的相互作用类型(抑制、协同或无作用)。传统的底物降解实验与生物传感器法所得结果相吻合。     

样品预处理方法对海岸典型沙生植物非结构性碳水化合物含量测定的影响

量化植物非结构性碳水化合物(non-structural carbohydrate, NSC)含量对研究其生长和适应策略具有重要意义,但其预处理方法多样,导致不同研究结果之间的可比性较差。该研究以华南海岸典型沙生植物木麻黄、老鼠艻、海马齿和厚藤为例,采用苯酚-浓硫酸法,分析是否去皮和过筛目数大小对其NSC及组分含量测定的影响。结果表明:(1)不同龄级木麻黄样品去皮后提取的NSC、可溶性糖和淀粉含量均出现下降趋势,与对照相比,幼龄林和中龄林样品可溶性糖含量下降达到显著水平(P<0.05),而淀粉含量差异不显著,成龄林样品NSC及其组分含量差异均不显著。龄级越小,去皮预处理对树木NSC及其组分提取影响越大,尤其以可溶性糖影响最为明显,建议乔木处理时统一保留树皮。(2)不同沙生植物枝(茎)样品提取的NSC及其组分含量随过筛目数增大总体呈增加趋势,且木麻黄和老鼠艻枝(茎)过筛100目相对18目提取的NSC含量均达到显著水平(P<0.05),而叶(同化枝)样品除老鼠艻外均变化不显著。(3)沙生植物器官机械组织含量越高,不同过筛目数提取的NSC及其组分含量差异越大,综合考虑样品获取难度及NSC含量的测定精度,建议所有沙生植物枝叶样品均过100目筛。     

唐菖蒲球茎中抗真菌物质的部分性质研究

本文报道唐菖蒲球茎中抗真菌活性物质的成分及其分子量测定方法和结果。用沸水提取,经过超滤、透析、柱层析,纯化到一种有抗真菌活性的物质。排除了它是蛋白质、核酸、脂类及小分子物质的可能性,确定这是一种多糖,定名为唐菖蒲抗真菌多糖（Gladiolus hntifungal Polysaccharide,简称GAFS）。真空旋转蒸发干燥后,用苯酚-硫酸法测得干燥后的样品糖含量为44．08％,用FPLC（快速蛋白质液相层析仪）测其分子量为15750。     

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.