除草剂的微生物降解研究进展

微生物降解是环境中农药消解的重要因素,分离筛选纯培养的农药降解微生物并阐述其降解机制为微生物修复环境的应用提供重要的菌株资源和理论依据。本文简述了广泛使用的8类除草剂(包括有机磷类、磺酰脲类、氯乙酰胺类、均三嗪类、芳氧基苯氧基丙酸酯类、苯氧乙酸类、二硝基苯胺类和硫代氨基甲酸酯类除草剂)的降解微生物资源及其降解途径和降解基因的研究进展,并分析了目前除草剂污染修复存在的问题及未来的发展方向。     

Gordonia sp. LAM0048的分离鉴定及其降解正十六烷的研究

以正十六烷为唯一碳源,从长期受石油污染的土壤中筛选到一株高效降解正十六烷的菌株LAM0048。通过形态学观察、生理生化试验、细胞化学组分分析、16S rRNA基因序列分析、细胞脂肪酸和极性脂试验,确定其属于棒杆菌亚目(Corynebacterineae)、诺卡菌科(Nocardiaceae)、戈登氏属(Gordonia),且可能为戈登氏属的一株新种。采用单因素实验对菌株LAM0048在无机盐培养基中降解正十六烷的降解率进行初步探讨,发现该菌株能在以正十六烷为唯一碳源的培养基中生长,菌株LAM0048能够在36 h内完全降解0.05%(V/V)的正十六烷,当烷烃浓度达到1.0%(V/V)时,降解率达46.4%。结果表明LAM0048是一株具有耐受高浓度烷烃的石油降解菌,在石油污染环境的微生物修复中具有一定的应用潜力。     

一株高效烷烃降解菌Acinetobacter sp. LAM1007的分离鉴定及降解特性

【目的】挖掘高效烷烃降解菌,为后续石油烃污染修复工程提供优良菌种资源。【方法】以正十六烷为唯一碳源,将大庆石油污染土样中分离筛选到的高效烷烃降解菌经形态观察、生理生化试验、细胞化学组分及16SrRNA基因序列分析等方法进行初步鉴定与系统分类;同时通过单因素试验研究环境因素(温度、pH、接种量和转速)以及不同初始浓度的正十六烷(0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,体积比)对菌株降解效率的影响。【结果】筛选到一株高效烷烃降解菌LAM1007,经初步鉴定该菌株为不动杆菌属(Acinetobacter)。该菌株在添加正十六烷的无机盐培养基中的最适降解条件为:30°C,pH 7.0,接种量1%(体积比),转速180 r/min,在该条件下浓度为0.3%(体积比)的正十六烷60 h内降解率高达90%。【结论】菌株LAM1007是一株在石油烃污染修复方面极具应用潜力的高效烷烃降解菌。     

三酮类除草剂微生物降解的研究进展

三酮类除草剂是一类高效、广谱、高选择性的除草剂,能够有效地防除玉米地多种阔叶杂草和禾本科杂草。该类除草剂在土壤、水体中残留,易造成地表和地下水污染。有关研究表明,微生物降解有望成为解决该类除草剂残留的有效措施。本文分析了2种三酮类除草剂带来的生态效应,总结了已报道的微生物降解资源,简述了降解基因/酶的研究进展及可能的降解途径,为深入研究三酮类除草剂的生物降解提供一定的信息支撑。     

以4-香豆酸为底物转化白藜芦醇大肠杆菌工程菌的构建

白藜芦醇具有多种生物活性,在食品、化妆品及生物制药中具有广阔的应用前景。利用合成生物学生产白藜芦醇是未来的发展趋势。将白藜芦醇合酶(resveratrol synthase,RS)和4-香豆酰-CoA连接酶(4-coumaric acid-CoA ligase,4CL)的编码基因整合到共表达载体pETDuet-1上成功构建了重组质粒pETDuet-rs-4cl,转化大肠杆菌BL21(DE3),在M9培养基中添加4-香豆酸,在诱导条件下培养,发酵液中白藜芦醇含量为8.6 mg/L。本研究在大肠杆菌中实现了白藜芦醇的转化,为微生物法生产白藜芦醇奠定了基础。     

烟嘧磺隆降解菌Chryseobacterium sp.LAM-M5的分离、鉴定及其降解机理研究

为获得更丰富的烟嘧磺隆降解菌资源,以合肥某烟嘧磺隆生产厂活性污泥为研究对象,从中分离并筛选得到一株能以葡萄糖为唯一碳源、烟嘧磺隆为唯一氮源生长的菌株,根据其表型特征、16S rRNA序列相似性、DNA-DNA杂交值(DDH)和平均核苷酸一致性(ANI)的分析结果,将其鉴定为Chryseobacterium lacus LAM-M5。该菌株可在7 d内将初始浓度为50 mg/L的烟嘧磺隆降解92.39%。利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)对菌株LAM-M5与烟嘧磺隆混合培养后的代谢产物进行检测与鉴定,共有5种主要物质被检测到,根据烟嘧磺隆的化学结构式和中间代谢产物特征,初步推测出菌株Chryseobacterium sp.LAM-M5降解烟嘧磺隆的可能降解途径。利用高效液相色谱(HPLC)对接菌后降解体系内代谢产生的酸类物质进行分离与鉴定,结果表明产物主要为L-苹果酸。推测菌株LAM-M5受高浓度烟嘧磺隆胁迫,利用葡萄糖产生L-苹果酸,通过降低环境 pH使烟嘧磺隆发生水解,从而解除其胁迫。通过对菌株全基因组信息进行分析,预测了7种可能与烟嘧磺隆降解相关的基因。结果表明,菌株LAM-M5 具有较强的烟嘧磺隆降解能力,在烟嘧磺隆污染环境的生物修复上具有较好的应用潜力。     

微生物资源：发掘、利用、展望与挑战

微生物资源是国家战略性生物资源,是支撑微生物学科发展与技术创新的重要基础。可直接开发为食品原料或用以酿造生产,也可作为服务农牧业生产菌剂产品或用于生产医疗药品和清洁能源,已经在工业、农业、食品、酿造、医药、能源及环境等领域得到广泛应用。近年来,随着生物技术及分子生物学等研究的发展,在微生物资源的分离、评价、保藏等方面都取得了较大进展。《微生物学通报》组织了本期“微生物资源：发掘、利用、展望与挑战”专栏,旨在展示微生物资源学领域的最新进展,加强微生物种质资源的发掘、利用,助力微生物资源学科和科技创新战略发展。     

磺胺甲恶唑高效降解菌群的多样性分析和降解微生物的分离表征

为了解决养殖水体中抗菌药物磺胺甲恶唑残留污染的问题,以抗菌药物磺胺甲恶唑为唯一碳源,通过连续4次传代富集,获得了磺胺甲恶唑降解菌群。通过16S V3-V4区高通量测序分析了每个代次的群落组成和丰度变化,推测了与磺胺甲恶唑降解相关的菌株信息,进一步连续分离纯化到了磺胺甲恶唑降解菌株LLE3。经16S rDNA及生理生化鉴定,初步将LLE3鉴定为鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium）菌株。对该菌进行了降解条件优化,在最优降解条件下（30 ℃,pH 7,接种浓度为5×107 CFU·mL-1）,该菌7 d内对50 mg·L-1的磺胺甲恶唑降解效率可达93.7%。运用高效液相色谱与质谱联用鉴定了菌株LLE3降解后的代谢产物为N-\[4-(1,2-恶唑-3-基氨磺酰基)苯基\]乙酰胺。研究结果为磺胺甲恶唑污染的水体和土壤环境修复提供了优良的微生物资源。     

推进国家微生物资源平台建设,支撑微生物学科发展——“第七届全国微生物资源学术暨国际微生物系统与分类学研讨会”专刊序言

微生物资源是国家战略性生物资源之一,是支撑微生物学科发展与技术创新的重要基础。中国作为微生物资源的大国,近年来,通过"国家微生物资源平台"项目的建设,在微生物资源的分离、收集、保藏与共享等方面都取得了较大的发展。在我国微生物资源科技工作者的共同努力下,微生物新种的分离与发表也跃居世界首位。《微生物学通报》组织了本期"微生物资源"主题刊,旨在展示微生物资源学领域的最新进展,加强微生物资源学领域学术交流,提升我国微生物资源分类和系统学研究水平,促进微生物资源学科发展,推进国家微生物资源平台建设。     

覆土栽培食用菌的微生物病害防控

微生物病害问题会造成覆土栽培食用菌的产量和质量严重下降。防控微生物病害一直是食用菌研究和产业发展关注的热点,但常规的防控措施均存在局限性,尚难以在生产实践中有效地防控病害。本文列举了近年来常规的生物和非生物方法在覆土栽培食用菌微生物病害防控中的应用,对其特点进行了总结,并综述了近年来覆土栽培食用菌土壤微生物群落多样性研究的进展。基于此,提出了应用合成土壤微生物组来防控食用菌微生物病害的新策略,对构建和应用合成土壤微生物组面临的挑战和前景进行展望。这将有助于有效地防控覆土栽培食用菌的微生物病害和维系土壤健康。