含奥氏酮嗜盐紫色硫细菌的分离鉴定及系统发育分析

[目的]为挖掘我国紫色硫细菌物种和光合蛋白基因资源.[方法]采用Pfennig紫色硫细菌无机选择性培养基和琼脂稀释法.[结果]从青岛东风盐场分离获得一株含奥氏酮、耐高浓度硫化物、嗜盐耐碱紫色硫细菌菌株283-1.该菌株能氧化硫化物产生硫粒储存在细胞内、嗜盐、细胞含有奥氏酮类胡萝卜素、细菌叶绿素a强吸收峰位于830 nm处、运动、不产生气囊,表明属于Marichromatium属.16S rDNA序列同源性比较和系统发育分析也表明这一点.但该菌株能在1%～15%NaCl、7.5 mmol/L 高浓度硫化物、45℃、5000lux、pH9.0条件下生长良好,能很好的光同化C3和C4有机酸和葡萄糖酸钠等特性,与Marichromatium属4个种有明显不同.[结论]菌株283-1是Marichromatium属一个新分离物,编号 Marichromatium sp.283-1.     

一株高含玫红品的红树林海洋紫色硫细菌分离鉴定及特性

摘要:【目的】挖掘我国海洋紫色硫细菌物种资源、深入理解紫色硫细菌在红树林生态系统中的作用。【方法】采用琼脂振荡稀释法、显微技术、紫外可见吸收光谱法、TLC、HPLC 和MS 法。【结果】从福建泉州洛阳桥红树林潮间带泥水样分离获得一株细胞内含多个硫粒的细菌菌株,光合内膜呈囊状、含细菌叶绿素a 和螺菌黄质系类胡萝卜素,结合16S rRNA 基因序列分析和系统发育分析,表明该菌株属于海洋着色菌属(Marichromatium)。该菌株细胞球杆状;最适pH 范围5.7－6.7;最适盐度范围2%－3.5%;温度范围20℃ －35℃;能耐受3.6 mmol/L 硫化物;主要积累玫红品类胡萝卜素,而不是螺菌黄质;3 种细菌叶绿素组分中,一种为BChl aP,另2 种未见报道;不需要生长因子;可光同化固定CO2、能很好利用多种有机酸盐、多价态氮化物和硫化物,尤其能利用柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、果糖和丙醇;对氯霉素、头孢唑林、苯、对羟基联苯、恩诺沙星、啶虫脒、HgCl2 和CdCl2的IC50 值分别为70、100、20、20、3、170、5 mg /L和25 mg/L。【结论】该菌株是一株轻度耐酸、高含玫红品类胡萝卜素的紫色硫细菌,被鉴定为Marichromatium gracile 新菌株,编号YL28。该菌株具有广泛利用多种碳源、氮源和硫源物质的能力,对抗生素氯霉素和头孢唑啉、农药啶虫脒、重金属汞和镉具有较强耐受性,对抗生素恩诺沙星较敏感。     

光合细菌产氢研究进展

光合细菌产氢不放氧、产氢纯度高、对太阳光谱的宽的响应范围及可与多种生物组建形成良好微生态体系的特点 ,被认为是很有希望的绿色氢来源之一 ,因而倍受国内外研究者的关注。日本、美国、欧洲等国家对蓝细菌、光合细菌、绿藻和发酵细菌的产氢进行了较多研究 ,我国学者对光合细菌和蓝细菌的放氢也进行了探索和研究[1 7] 。光合细菌能利用有机废水 (废弃物 )转化太阳能产生氢能 ,故应作为环保产业新能源开发的一个重要研究方向。近年来 ,光合细菌光反应中心、光合基因和固氮基因的研究取得了令人欣喜的成果[8] ,这必将大大推动光合细菌产氢…     

光氧环境对紫色硫细菌YL28去除无机三态氮的影响

【背景】光和氧是制约光合细菌生长代谢进而影响其除氮效果的重要因素。不产氧光合细菌紫色硫细菌——海洋着色菌(Marichromatium gracile) YL28能以亚硝氮为唯一氮源进行光合生长,对高浓度无机三态氮具有良好去除能力。【目的】阐明YL28菌株除氮效率与光氧环境的交互联系,获得其生物除氮的最适光氧条件。【方法】以高浓度无机三态氮共存海水水体为研究体系,在有光/无光条件下考查装样量(表征体系溶氧状态)对YL28菌株生物除氮活性的影响,并通过响应面分析法对装样量、光照强度和光周期3个主要因素进行优化。【结果】光照且氧浓度较低时(80%装样量),YL28具有最佳生长和无机三态氮去除能力;装样量在10%-100%时,菌体生物量(OD_(660))在0.938-2.719之间,当氨氮、亚硝氮和硝氮分别为7.16、5.67和4.83mmol/L时,其去除率分别在71.44%-89.09%、99.22%-99.83%和91.60%-97.33%。黑暗条件下,装样量在20%-100%时,氨氮、亚硝氮和硝氮去除率分别在48.07%-64.27%、73.51%-86.42%和42.57%-46.34%,但菌体生物量(OD_(660)为0.615-0.903)明显降低。通过响应面优化,当装样量、光照强度和光周期分别为80.0%(溶氧量约为0.32 mg/L)、2 800 lx和24L:0D时,细胞生长和氨氮去除活性达到最佳状态,分别比优化前提高了21.28%和14.11%。在实际应用中,选取72%-89%装样量(溶氧量约为0.26-0.63mg/L)、2240-3460lx光照强度和21L:3D-24L:0D光周期,细胞活性可达95%以上。【结论】80%装样量有助于促进菌体光照生长和除氮;在黑暗有氧和无氧环境下,YL28菌株也具有较好除氮活性,这为不产氧光合细菌在生物反应器中高效去除无机三态氮的应用提供了有价值的参考数据。     

沼泽红假单胞菌乙酸光合放氢研究

依据光合细菌生长代谢特性和有机废水降解主要产物类型,11种有机物被用于沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）Z菌株的光合产氢研究,其中,乙酸反应体系产氢活性最高。在此基础上,研究了该菌株的生长与产氢动力学行为,探求了影响该菌株光合放氢的主要限制性影响因素。结果表明,该菌株产氢与生长部分相关。种子培养基和菌龄对产氢活性有明显影响。细胞最适产氢和生长所需要的光照强度和温度基本一致。当种子来源于硫酸铵高菌龄预培养物或谷氨酸钠对数期预培养物时,该菌株产氢活性显著增加,产氢延滞期明显缩短。氧浓度和接种量对产氢活性也有显著影响。供氢体和氮源浓度直接决定细胞的生长与光放氢活性。在低于70 mmol/L乙酸钠和15 mmol/L谷氨酸钠时,产氢活性随底物浓度的增加而增强。谷氨酸钠浓度高于15mmol/L时,由于游离NH₄⁺的出现,产氢活性受到抑制,但却明显刺激细胞的生长。在标准状况下,该菌株的最大产氢速率可达19.4 mL·L^-1·h^-1。     

以亚硝氮为唯一氮源生长的海洋紫色硫细菌去除无机三态氮

【目的】揭示以亚硝氮为唯一氮源生长的海洋紫色硫细菌去除水体中无机三态氮的特征和规律。【方法】在光照厌氧环境下,以乙酸盐为唯一有机物,在分别以氨氮、亚硝态氮、硝态氮为唯一氮源和三氮共存的模拟水体中,采用Nessler’s试剂分光光度法、N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法和紫外分光光度法分别测定水体中氨氮、亚硝态氮和硝态氮的含量,比浊法测定菌体生物量。【结果】随着时间的延长,海洋紫色硫细菌Marichromatium gracile YL28分别在氨氮、亚硝态氮和硝态氮为唯一氮源的水体中对三氮的去除量增加,生物量增大,水体pH升高,并逐渐趋于平衡;YL28对氨氮的最大去除量和最大耐受浓度分别为9.64 mmol/L和36.64 mmol/L,当氨氮浓度低于3.21 mmol/L时,去除率可达97.61%以上;与氨氮相比,以亚硝态氮和硝态氮为唯一氮源,菌体的生长速率、生物量和水体最终pH较低,但对亚硝态氮和硝态氮的去除速率和去除量仍然很高,当亚硝态氮和硝态氮浓度分别达13.50 mmol/L和22.90 mmol/L时,YL28仍能够完全去除。在三氮共存的水体中,YL28也能良好的去除无机三态氮,对亚硝态氮和硝态氮去除能力更强。【结论】在模拟水体中,海洋紫色硫细菌YL28能够分别以氨氮、亚硝态氮和硝态氮为唯一氮源生长,具有良好的耐受和去除无机三态氮的能力,尤其对亚硝态氮具有良好的去除能力。本研究为进一步开发高效脱氮,尤其是去除亚硝态氮的不产氧光合细菌水质调节剂奠定了基础,也为微生物制剂的合理应用提供参考。     

替代标准品校正函数法定量分析不产氧光合细菌螺菌黄质系类胡萝卜素

摘要:【目的】针对不产氧光合细菌(APB)类胡萝卜素(Car)标准品缺乏的问题,以替代标准品实现螺菌黄质系多种Car组分同步、快速、准确的定量分析。【方法】以沼泽红假单胞菌CQV97为材料,采用吸收光谱、薄层层析和HPLC等方法制备螺菌黄质系Car标准品;以柠檬黄和番茄红素为替代标准品,采用HPLC法,建立了螺菌黄质系Car多组分的定量方法。【结果】制备的6种Car标准品纯度达95%以上。确定了Car的HPLC分析条件,以Car标准品为对照,得到了螺菌黄质系6种Car组分的定性HPLC指纹图谱。在选择的HPLC 条件下,测定了6种Car标准品和2种替代标准品的标准曲线,确立了2种替代标准品分别与6种Car标准品之间的定量校正函数关系,并用于实际样品YL28和CQV97菌株的Car定量分析。采用Car标准品法测定的6种Car含量的RSD小于1.5%、回收率在96%－104%,替代标准品法与Car标准品法测定结果吻合,其相对误差小于0.1%。【结论】通过替代标准品校正函数关系,建立了2种准确定量分析螺菌黄质系Car多组分的方法。替代标准品柠檬黄和番茄红素均能准确地传递待测Car的量值关系,实现了螺菌黄质系6种Car的同步、快速、准确的定量分析,弥补了现有Car组分相对定量方法的不足。讨论了替代标准品法校正因子适用范围的局限性,提出了校正函数关系的思路和方法。这为全面实现APB球形烯系、奥氏酮系等其它Car的快速、准确定量分析提供了借鉴和参考。     

九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性及系统发育学分析

【目的】结合16S rRNA基因克隆文库和nirS基因克隆文库的分析,揭示九龙江河口区nirS型反硝化细菌多样性。【方法】选取九龙江河口区一富营养化采样点,分别采集水样及沉积物样品,进行理化因子的测定并提取细菌总DNA。以水样DNA构建16S rRNA基因克隆文库,以沉积物DNA构建nirS基因克隆文库,分析微生物群落结构的多样性并构建系统发育树。【结果】从16S rRNA基因克隆文库中获得86条有效序列,按97%的序列相似性划分为53个OTU,分别属于Proteobacteria门、Planctomycetes门、Bacteroidetes门、Actinobacteria门、Firmicutes门和Chloroflexi门。其中属于Proteobacteria门OTU的克隆子占克隆数的62.9%,是最优势的类群,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria和Deltaproteobacteria纲等。从nirS基因克隆文库中获得190条有效序列,翻译为氨基酸序列后,按82%的序列相似性划分为60个OTU,并定位到属的水平。其中Proteobacteria门是最优势的类群,占文库克隆子总数的71.6%,包括Alphaproteobacteria纲(5.8%)、Betaproteobacteria纲(49.0%)和Gammaproteobacteria纲(16.9%)。nirS基因克隆文库中丰度最高的OTU与GenBank中的一株可培养反硝化菌Thauera sp. R-26906具有100%的序列相似性。【结论】九龙江河口区的微生物以及亚硝酸盐还原酶基因(nirS)具有丰富的多样性。大部分NirS序列在GenBank中的最相似序列来源于河口、海湾等相似的环境。     

一株极端环境光合细菌的生理特性研究

从山西运城盐厂解化池分离获得一株嗜盐嗜碱细菌,编号为Y。其纯培养物经形态学、生理生化特性和DNA G+C含量等特征分析,结果表明,该菌株可在盐度ρ(NaCl)/gL-1为160和pH9.0碱性条件下生长。单细胞为杆状,大小为0.4-0.8×0.9-1.5μm。二分裂繁殖。革兰氏阴性。光合内膜为片层堆积并与细胞质膜相连,但并不与细胞质膜平行。细胞含有细菌叶绿素a,液体培养物呈玫瑰红色。Y菌株不仅可将硫化物氧化为元素硫沉积于细胞外,也可光同化多种有机物,并具有固氮和产H2特性。DNA中 G+C含量为61.6%。根据以上鉴定特征及相关资料,Y菌株应归于嗜盐红螺菌属(Halorhodospira)。但其生长所依赖的盐度、pH、细胞内色素成分及鞭毛着生方式与该属正式承认的3个种有明显的不同。该菌株独特的生理生化特性,对于极端环境微生物的资源开发和利用有重要的理论意义和应用价值。