厌氧氨氧化菌富集培养物对羟胺的转化研究

【目的】羟胺是厌氧氨氧化的重要中间产物,本研究旨在探明厌氧氨氧化菌对羟胺的转化特性。【方法】采用厌氧氨氧化菌富集培养物,以羟胺和亚硝酸盐为基质进行分批培养试验,检测反应液中基质和产物的消涨情况。【结果】不接种厌氧氨氧化富集培养物时,羟胺和亚硝酸盐具有化学稳定性,彼此不发生化学反应;接种厌氧氨氧化富集培养物后,羟胺和亚硝酸盐发生化学反应;反应过程中有中间产物氨的产生和转化,最大氨氮积累浓度为0.338mmol/L;液相中总氮浓度从起始的4.694mmol/L降至结束时的0.812mmol/L,转化率为82.7%。羟胺和亚硝氮浓度均为2.5mmol/L时,羟胺最大比污泥转化速率为0.535mmol/(gVSS.h),是厌氧氨氧化反应体系中氨氮最大比污泥转化速率的1.81倍。将羟胺浓度提高至5.0mmol/L时,羟胺和亚硝氮转化速率分别提高26.7%和120.7%,最大氨氮积累浓度为0.795mmol/L;将亚硝氮浓度提高至5.0mmol/L时,羟胺和亚硝氮转化速率分别提高6.9%和9.0%,最大氨氮积累浓度为1.810mmol/L。【结论】厌氧氨氧化富集培养物能够转化羟胺,其对羟胺的转化速率高于对氨的转化速率。羟胺相对过量可显著加快羟胺和亚硝酸盐的转化速率,亚硝酸盐相对过量对羟胺和亚硝氮转化速率影响不大,提高羟胺或亚硝氮浓度均会增大中间产物氨氮的积累。实验现象可用van de Graaf模型解释,对于进一步开发厌氧氨氧化工艺具有重要的理论意义。     

赖氨酸工业发展的机遇与挑战

赖氨酸作为动物和人类营养的第一限制性氨基酸,在饲料添加剂、食品、医药行业有着广泛的应用。中国是赖氨酸生产和出口的第一大国,然而中国自有赖氨酸工业菌种水平较低,知识产权布局薄弱,而国外大公司通过长期投入育种工作建立了有竞争性的菌种及其全面的知识产权布局。合成生物学的迅速发展为工业菌种设计改造提供了全新的技术手段,有可能实现我国自有菌种的快速革新,为国内赖氨酸行业参与全球竞争提供新的机遇。主要介绍了赖氨酸工业当前的市场、技术和知识产权现状,以及赖氨酸工业发展机遇。     

耐碱反硝化菌株的分离鉴定与功能检测

【目的】分离获得耐碱反硝化菌株,确定其反硝化活性和耐碱能力。【方法】分离、纯化,获得耐碱反硝化菌株;通过形态观察、生理生化试验和16S rRNA基因测序分析,确定菌株分类地位;试验起始硝酸盐浓度和起始pH对分离菌株反硝化活性的影响。【结果】从实验室稳定运行的高效反硝化反应器中分离获得耐碱反硝化菌株R9,经鉴定归于Diaphorobater nitroreducens;菌株R9能够以甲醇为电子供体、硝酸盐为电子受体进行异养生长,当起始硝氮浓度为50 mg/L、起始pH为9.0时,288 h内硝氮去除率达93.25%;高浓度硝氮可抑制其反硝化活性,半抑制常数Ki为202.73 mg N/L;菌株R9的耐碱性良好,起始pH为11.0时的硝氮去除率是pH为9.0时的86%。【结论】菌株R9归于Diaphorobater nitroreducens,最适生长pH为9.0左右,是一株耐碱反硝化菌。     

细菌脱有机硫的遗传学研究进展*

化石燃料的燃烧,产生大量的有毒气体ＳＯ２进入大气,造成严重的空气污染,同时也是产生酸雨的最主要的原因［１,９］。为了保护环境,要求使用低硫含量的化石燃料,但目前世界上低硫含量的化石燃料储备正在急剧减少。因此需要对含硫高的化石燃料进行脱硫处理。化学脱硫方法一加氢脱硫（Hydrodesulfurization）难以脱去化石燃料中的有机硫。而生物催化法脱硫便宜,在常温下即可进行,并且具有高专一性,因此发展一种化石燃料的生物脱硫方法已是十分必要［1］。 化石燃料中的有机硫主要是二苯并噻吩（Dibenzothiophene,DBT）,于是生物脱…     

内循环颗粒污泥床硝化反应器流动模型研究

采用脉冲刺激响应技术,对稳态内循环颗粒污泥床硝化反应器进行了示踪试验。根据试验结果,分别运用轴向扩散模型和多釜全混流反应器串联模型,对反应器沉淀区和循环区的流态进行了分析和判断。结果表明,反应器沉淀区的分散数D/uL为0.00148,该区域的流态接近于平推流反应器（PFR）;反应器循环区的串联级数为1.021,该区域的流态接近于全混流反应器（CSTR）。稳态时,反应器的理论水力停留时间为360min,实际水力停留时间为341.2min,反应器中死区所占的体积百分比为5.22％,其中生物体死区为0.75%,水力死区为4.47%,表明反应器结构性能良好。根据试验和分析结果,建立了内循环颗粒污泥床硝化反应器的流动模型,即全混流和平推流的串联组合模型。由流动模型所得的理论停留时间分布曲线与由试验所得的实际停留时间分布曲线吻合良好,两者的平均相对误差为8.56%,表明所建模型具有较高的准确性。     

厌氧氨氧化菌火山口结构

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, anammox)是微生物学、地质学和环境学领域的重要反应,厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonium-oxidizing bacteria, AnAOB)是厌氧氨氧化的驱动器,探明AnAOB的生物学性状对厌氧氨氧化的应用具有重要意义。火山口结构是AnAOB的标志性微观结构,也是AnAOB的重要识别特征。由于迄今没有获得AnAOB纯培养物,相关研究进展缓慢。本文对AnAOB及其所归属的浮霉状菌的火山口结构研究进展作了综述,探讨了火山口结构的形态特征、生理功能和生态意义,得出以下结论:(1) AnAOB的火山口结构均匀分布在细胞表面,其直径约5 nm;(2) AnAOB的火山口结构推测向外可连通细胞外膜和内膜,向内可与厌氧氨氧化体膜相连,对于物质转运及转化具有重要意义;(3)火山口结构具有遗传稳定性,其形成可能与鞭毛脱落相关;(4) AnAOB的火山口结构可能通过促进细胞物质交流、信息通讯等在维持其生态位稳定方面起作用。     

大肠杆菌分子伴侣GroE系统及其协助的Rubisco蛋白装配

分子伴侣协助蛋白质在体内正确组装,对分子伴侣结构和作用机制的研究不仅在生物大分子结构和功能研究中具有重要的理论意义,而且还具有广泛的应用价值。大肠杆菌分子伴侣GroE系统是迄今为止研究得最为透彻的分子伴侣。本文侧重总结了GroE系统的作用机制以及在该系统的帮助下光合细菌核酮糖1,5二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco蛋白)的装配情况。     

大肠杆菌分子伴侣GroF系统及其胁助的Rubisco蛋白装配

分子伴吕协助蛋白质在体内正确组装,对分子伴侣结构和作用机制的研究不仅在生物大分子结构和功能研究中具有重要的理论意义,而且还具有广泛应用价值。大肠杆菌分子伴侣ＧｒｏＥ系统是迄今为止研究得最为透彻的分子伴侣。本文侧重总结了ＧｒｏＥ系统的作用机制及在该系统的帮助下光合细菌核酮糖１,５－二磷酸羧化／加氧酶（Ｒｕｂｉｓｃｏ）的装配情况。     

沼泽红假单胞菌染色体的提取

近年来,由于工业产生的有机物对环境的污染越来越严重,推动了人们对能降解芳香物的沼泽红假单胞菌(Ｒ.ｐａｌｕｓｔｒｉｓ)的研究兴趣[1-8]。大多数芳香族化合物是严重危害人类健康的污染物质,为从基因水平研究沼泽红假单胞菌对芳香族化合物的生物降解机制,需要找到一种提取染色体的理想方法。泽沼红假单胞菌质膜构造比较特殊,且菌体富含蛋白质、色素、多糖等,给染色体提取造成一定难度。在本工作中采用了几种方法进行染色体的提取。1　材料与方法11　菌株来源:Ｙ6为本实验室分离、鉴定并保存的沼泽红假单胞菌。12　菌体培养121　沼泽红假单…     

谷氨酸棒杆菌人工合成启动子文库的构建及应用

启动子是实现基因精细表达调控的重要工具,广泛应用于微生物的代谢工程改造。谷氨酸棒杆菌是重要的工业底盘,已报道的启动子文库较少且主要是基于完全人工设计的突变序列构建获得。本研究对谷氨酸棒杆菌odhA基因天然启动子的–10区及附近序列进行随机突变,借助rfp报告基因和荧光成像系统进行高通量筛选,构建了包含57个相对强度为2.4–16.7倍的人工启动子文库,最高强度可达强诱导型启动子P_trc的2.3倍。分析文库的突变序列,发现55个启动子突变体的–10区保守序列“TANNNT”均向3′端移动1–4个碱基,其中移动4个碱基的突变体占68%;同时发现强、中、弱启动子突变体在不同位置还呈现T或G保守碱基。选择5个不同强度的启动子应用于L-脯氨酸合成途径γ-谷氨酰激酶（ProB）的表达调控,结果显示,L-脯氨酸产量随着启动子强度增强逐渐提高,相对强度为9.8倍的启动子达到最高产量（6.4g/L）,更高强度的启动子将不再提高L-脯氨酸的产量。本研究基于谷氨酸棒杆菌天然启动子P_odhA构建文库,成功获得1个强度增强显著、分布均匀的新型启动子文库,可用于谷氨酸棒...