大鼠海马神经元Na^2＋—Ca^2＋交流电流在低氧时的变化

目的 探讨在低氧性脑损伤发生过程中,Ｎａ＾２＋－Ｃａ＾２＋交换体在内钙超载中的作用。方法 采用全细胞膜片钳方法,在急性分离海马神经元上观察低氧对Ｎａ＾２＋－Ｃａ＾２＋交换电流的电流－电压（Ｉ－Ｖ）曲线的影响。结果 在整个膜电位水平,Ｂａ＾＋－Ｃａ＾２＋交流电流幅值均不同程度的增加,在正膜电位水平呈现一显著的外向电流。１０ｍｖ时,电流幅值从（９２．８３±２０．８）ｐＡ上升到（１３０．６７±２６．８８     

膜-生物硝化反应器处理含氨废水效能的研究

研究了膜 生物硝化反应器对含氨废水的处理效能以及分离膜的截留和渗透效能。膜_生物反应器启动迅速 ,在水力停留时间为 1d的情况下 ,反应器最高进水浓度达 80mmol(NH₄⁺-N)·L^-1 ,最高容积负荷达 1 12kg(NH₄⁺ -N)·m^-3·d^-1 ,氨氮去除率保持在 95%以上。试验证明 ,分离膜对微生物有良好的截留作用 ,50天内反应器的污泥浓度从 5g·L^-1 增长到 10g·L^-1 ,分离膜表面附着的生物层则对废水氨氮和亚硝氮有进一步的转化作用。在液位差低于 80cm时 ,提高液位差可增大膜渗透通量 ;液位差超过 80cm后 ,增大液位差的膜渗透通量效应很小 ;其中 ,当液位差为 2 0cm左右时 ,膜通量达 2 . 5 1L·m^-2 ·h^-1 ,阻力最小 [(2 . 6 3× 10^-5)m^-1]。该膜_生物硝化反应器可依靠液位差压力驱动出水 ,无需外加动力。     

厌氧氨氧化颗粒污泥研究进展

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)工艺是一种新的生物脱氮技术。一经问世即得到人们青睐,现已成为废水脱氮的升级技术。厌氧氨氧化菌(Anaerobicammoniumoxidation bacteria,AnAOB)是Anammox工艺的功能之源。以颗粒污泥形态存在的AnAOB是Anammox颗粒污泥床脱氮系统的重要支柱。由于AnAOB生长缓慢且对环境条件变化敏感,Anammox脱氮系统不仅启动缓慢,而且运行极易失稳甚至崩溃。值得庆幸的是,AnAOB可自主选择、组合和固定功能菌群落而形成Anammox颗粒污泥,并通过其优良的重力沉降性能和高效的基质转化性能保障Anammox脱氮系统的持续工作。本文综述了AnAOB的种类和特性及Anammox颗粒污泥的组成、结构和功能,以期为Anammox工艺的优化和拓展提供参考。     

细菌胞际电子转移及其生态生理学意义研究进展

胞际电子转移是指细胞内电子以间接或直接的方式传递到细胞外,最终到达细胞周围电子受体的过程.胞际电子转移普遍存在于自然界,尤其存在于电子受体相对匮乏的环境中.胞际电子转移可分为间接和直接胞际电子转移.间接胞际电子转移(胞际基质转移)是主要借助氢、甲酸以及其他代谢产物的电子传递;而直接胞际电子转移则由胞内电子转移偶联胞外电子传递实现.胞际电子转移促进了细胞的基质代谢活性,拓展了细胞的作用空间,具有重要的生理意义.胞际电子转移产生了电流,实现了菌间能源共享,驱动了胞外物质(如重金属、腐殖质)转化,具体重大的生态意义.本文总结相关文献,对细菌胞际电子转移的过程、特点、机理及其生态生理学意义作了系统的分析和探讨.     

气提式内循环硝化反应器运行性能的研究

气提式内循环反应器具有很好的生物硝化性能,能承受高进水氨浓度（78.49mmol/L）,具有高容积转化效率（163.18 mmol/L·d）,运行性能稳定（氨去除率保持在94.42%以上）。在气提式内循环反应器的运行过程中,可产生硝化颗粒污泥。颗粒污泥开始出现的时间约为45d,颗粒污泥的粒径平均值0.83 mm,沉降速度55.53m/h,氨氧化活性0.95mmol (NH⁺₄-N)/g(VS)·d。硝化颗粒污泥也具有厌氧氨氧化活性,氨氧化速率0.23mmol (NH⁺₄-N)/g(VS)·d,亚硝酸还原速率0.24mmol (NO^-₂-N)/g(VS)·d。     

硝化基质和产物对发光细菌的急性毒性

摘要：【目的】对硝化基质和产物对硝化过程的影响进行初步研究。【方法】采用发光细菌法,在pH=7.0的条件下,测定了氨、羟胺、亚硝酸和硝酸对发光细菌的急性毒性（15min-半抑制浓度（the half inhibitory concentration,IC50））。【结果】单一物质的毒性试验结果表明,硝化基质和产物对发光细菌的毒性随浓度的升高而增大,且具有较好的线性关系;氨、羟胺、亚硝酸和硝酸的IC50分别为2180.2 mg/L、6.2740 mg/L、1207.2 mg/L和3140.3 mg/L;其毒性大小顺序为：羟胺 >亚硝酸 >氨 >硝酸。按等效浓度混合法测定硝化基质和产物的联合毒性,结果表明：氨与羟胺、氨与亚硝酸、羟胺与亚硝酸对发光细菌的联合毒性呈相加作用;氨与硝酸、羟胺与硝酸、亚硝酸与硝酸对发光细菌的联合毒性呈独立作用;氨、羟胺、亚硝酸、硝酸四元混合物的联合毒性也呈相加作用。【结论】根据硝化基质和产物对发光细菌和硝化细菌抑制浓度的相关性,可用发光细菌发光强度的变化指示硝化基质和产物的抑制作用。     

自然生态系统中的厌氧氨氧化

厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,anammox）是由anammox菌在缺氧条件下以氨为电子供体、以亚硝酸为电子受体的生物反应,反应产物为氮气,该反应的发现为全球氮素循环增添了新的内容。参与anammox反应的微生物是anammox菌,anammox菌是一群分支很深的浮霉状菌,目前已发现的anammox菌有5个属8个种。催化anammox反应的是一特殊的细胞结构-厌氧氨氧化体,每种已发现的anammox菌中都存在该特殊结构。有关anammox反应的生化机理目前普遍认为,NO和联氨（N2H4）是anammox反应的重要中间体,NO可将NH4 直接氧化,形成N2H4,N2H4在联氨氧化酶的作用下最终转化为氮气。Anammox最初发现于人工脱氮系统,已发现的8种anammox菌中7种来自于人工系统。但越来越多的证据表明,anammox菌广泛分布于自然界的海洋、淡水和陆地生态系统中,在区域氮素循环中起着不同程度的作用。影响自然生态系统中anammox反应的主要环境因子包括有机质含量、NO3-浓度和盐度等,但在不同的生态系统,anammox反应的主导影响因子存在较明显差异。本文综述了anammox菌的类群和生化反应机理,总结了anammox菌在各种自然生态系统中的分布与生态多样性,并论述了anammox反应在全球氮素循环中的重要性以及影响此过程发挥的主要环境因子。     

厌氧氨氧化菌的中心代谢研究进展

摘要: 厌氧氨氧化是以NH +4为电子供体,以NO－2为电子受体产生N2的生物反应。厌氧氨氧化菌是厌氧氨氧化过程的执行者,在废水生物脱氮和地球氮素循环中扮演着重要角色。研究厌氧氨氧化菌的代谢特性,将有助于理解厌氧氨氧化过程,开发厌氧氨氧化工艺。厌氧氨氧化菌是化能自养型细菌,以CO2或HCO－3为碳源,并通过偶联NH+4氧化和NO －2还原的生物反应获得能量。在NH+4/NO－2的生物氧化还原反应过程中,检出了中间产物N2H4,但未检出其他中间产物(如NH2OH、NO)。此外,由基因组信息推断,厌氧氨氧化菌     

流加菌种对厌氧氨氧化工艺的影响

厌氧氨氧化工艺具有很高的容积氮去除速率,现已成功应用于污泥压滤液等含氨废水的脱氮处理,容积氮去除速率高达9.5 kg/(m3·d)。但由于厌氧氨氧化菌为自养型细菌,生长缓慢,对环境条件敏感,致使厌氧氨氧化工艺启动时间过长,运行容易失稳,并且不适合处理有机含氨废水和毒性含氨废水,极大地限制了该工艺的进一步推广应用。为了克服厌氧氨氧化工艺实际应用中存在的问题,结合发酵工业中常用的菌种流加技术,提出了一种新型的菌种流加式厌氧氨氧化工艺,研究了该新型工艺在厌氧氨氧化工艺的启动过程、稳定运行以及处理有机含氨废水和毒性含氨废水等方面的应用情况。结果表明,通过向反应器内补加优质厌氧氨氧化菌种,可提高厌氧氨氧化菌数量及其在菌群中的比例,强化厌氧氨氧化功能。据此研发的菌种流加式厌氧氨氧化工艺不仅可以实现快速启动,而且可以稳定运行,并突破了有机物和毒物所致的运行障碍,拓展了厌氧氨氧化工艺的应用范围。     

发酵工业菌种的迭代创制

生物发酵是以微生物菌种为生物催化剂,以淀粉糖、生物质等可再生资源为原料发酵生产各种食品、化学品、燃料、材料等物质的生产过程,具有绿色、低碳和可持续等特征。我国拥有全球规模最大的生物发酵产业,尤其氨基酸、维生素等传统发酵产品占全球市场份额的60%–80%。发展生物发酵产业对于我国实现“碳中和、碳达峰”的战略目标和生物经济发展具有重要的意义。微生物工业菌种是生物发酵产业的核心,直接影响原料路线、产品种类和生产成本。创新发酵工业菌种,提升其原料转化利用效率,提高产物生产水平,拓展产品种类,是生物发酵产业高质量发展的关键。近年来,合成生物学、系统生物学等学科的发展,进一步加深了研究者对微生物底盘细胞生理代谢机制的理解,加速了基因编辑等菌种设计创制使能技术的发展,为发酵工业菌种改造提升提供了新动能。本文选取了具有代表性的大宗氨基酸、B族维生素、柠檬酸、燃料乙醇等发酵产业,从其工业微生物底盘的基础研究和技术开发角度,综述发酵工业菌种改造提升的最新进展,并展望人工智能、自动化与生命科学交叉融合将对工业菌种迭代产生的重要影响。