一株氯霉素降解细菌的分离鉴定与代谢特性研究

微生物是介导环境中氯霉素降解转化的主要驱动者,但高效降解矿化菌株资源匮乏,氧化反应介导的代谢途径不清。为研究微生物介导下氯霉素的环境归趋过程,为氯霉素污染环境强化修复提供菌株资源,文中以受氯霉素污染的活性污泥为接种源,首先富集获得一个由红球菌Rhodococcus主导 (相对丰度>70%) 的氯霉素高效降解菌群,并从中分离获得一株能够高效降解氯霉素的菌株CAP-2,通过16S rRNA基因分析鉴定为红球菌Rhodococcus sp.。菌株CAP-2能在不同营养条件下高效降解氯霉素。基于菌株CAP-2对检测到的代谢产物对硝基苯甲酸和已报道的代谢产物对硝基苯甲醛和原儿茶酸的生物转化特征,提出其降解途径是由氯霉素侧链氧化断裂生成对硝基苯甲醛,进一步氧化为对硝基苯甲酸的新型氧化降解途径。该菌株对于氯霉素分解代谢的分子机制研究以及受氯霉素污染环境的原位生物修复应用具有巨大潜力。     

一株异养脱硫反硝化菌株的筛选及其生物脱硫脱氮特性研究

【目的】从生物脱硫脱氮EGSB-DSR反应器的污泥中分离筛选出具有生物脱硫脱氮特性的细菌,并对其生物脱硫脱氮的性能进行研究。【方法】采用Hungate厌氧滚管技术筛选功能微生物,从稳定运行的生物脱硫脱氮EGSB-DSR反应器的污泥中分离筛选出一株高效的生物脱硫脱氮细菌A2。【结果】经过16S rRNA基因序列鉴定,菌株A2为固氮弧菌属(Azoarcus sp.)。其典型特征为能够以有机碳作为电子供体,将亚硝酸盐或者硝酸盐转化为氮气的同时还能将硫化物氧化为硫单质。因此具备了高效同步代谢有机碳、NO3–和S2–的特征。这是首次关于固氮弧菌属能够进行反硝化脱硫的相关报道。对菌株A2的生物脱硫脱氮能力的分析表明,在硫化物S2–浓度200 mg/L,NO3?浓度87.5 mg/L,乙酸根离子浓度200 mg/L的条件下,菌株A2在20 h内完成对碳、氮、硫的脱除。菌株对于碳、氮去除率均达到99%,对于硫的去除率达到95%。【结论】结果表明固氮弧菌属A2具有高效的生物脱硫脱氮功能,将有望成为强化生物脱硫脱氮工艺的潜在微生物资源。     

驯化噬菌体提高噬菌体对碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌的杀菌能力

【目的】本研究旨在通过驯化提高噬菌体的裂解能力并降低其宿主菌耐受性产生的速度,从而提高对重要病原菌-碳青霉烯类耐药肺炎克雷伯菌(carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae, CRKp)的杀菌效果。【方法】以临床CRKp菌株Kp2092为宿主菌,利用双层琼脂平板法从污水中分离噬菌体并分析其裂解谱;对其中的广谱强裂解性噬菌体通过透射电镜观察其形态特征并进行全基因组测序;通过噬菌体-宿主连续培养进行噬菌体驯化,并比较驯化前后噬菌体生物学特性的差异。【结果】分离得到的9株肺炎克雷伯菌噬菌体中,噬菌体P55anc裂解能力强且裂解谱广,透射电镜观察发现其为短尾噬菌体。P55anc基因组全长40 301 bp,包含51个编码序列,其中27个具有已知功能,主要涉及核酸代谢、噬菌体结构蛋白、DNA包装和细胞裂解等。噬菌体P55anc经9 d的驯化后,得到3株驯化噬菌体。驯化后噬菌体杀菌能力增强,主要表现为细菌生长曲线显著下降、噬菌体暴发量增多、裂解谱扩大,且宿主菌对其产生抗性的概率显著降低。与此同时,驯化后的噬菌体在热处理、紫外暴露以及血清等环境下保持较好的稳定性。【结论】利用噬菌体-宿主连续培养的方法可对噬菌体进行驯化和筛选,驯化后的噬菌体杀菌效果更强,且在不同压力处理下的稳定性良好,而细菌产生噬菌体抗性的概率也降低。     

一株鞘氨醇杆菌LF-16的基因组测序与分析

鞘氨醇杆菌属(Sphingobium)是一类具有很强的烷烃、杂环芳香烃降解能力的革兰氏阴性细菌。在NCBI公共数据库报道的95株已测序的鞘氨醇杆菌属基因组中,鲜有和纤维素降解相关。Sphingobium sp.LF-16是在以甘蔗渣为碳源的筛选培养基中筛选得到一株具有纤维素降解能力的菌株。通过对LF-16的基因组测序,得到了一条大小为4.57 Mb,GC含量为64.57%的环状染色体序列,经过基因预测发现该基因组序列共有4340个编码基因,61个转运RNA。使用常用数据库对预测的基因集进行功能注释,获得了4067个编码基因的功能描述信息。通过dbCAN数据库对其编码基因进行分析发现,LF-16共有242个基因的编码产物属于碳水化合物活性酶,其中属于糖苷水解酶家族的有143个,AA家族的辅助蛋白有20个。经分泌组预测,共有488个基因能够分泌到胞外,其中有87个是碳水化合物活性酶。通过与鞘氨醇杆菌属的其他8个菌株的基因组序列进行比较基因组学分析发现LF-16与Sphingobium yanoikuyae SHJ的亲缘关系最近,比除S.yanoikuyae SHJ之外的其他菌株的碳水化合物活性酶的编码基因数量要多20%~30%。     

微生物的运动性和趋化性在共生体系中的作用

许多共生关系依赖于宿主从环境中募集微生物相互作用后形成,而共生微生物的发现和定殖宿主的机制尚不清楚。通常认为环境共生体的获得往往需要运动和趋化作用来使微生物主动迁移和定殖。这些行为在建立和维持共生相互作用方面的关键性已经在少数模式系统中得到了很好地确立和证实。但在大多数环境共生体中,这些行为在很大程度上仍被忽视了。基于对模式案例的分析,总结了宿主应用共生微生物的趋化性和运动性在何时、何地、如何实现共生募集以及有哪些影响募集的因素。强调了这些共生行为在大范围的宿主和环境中的重要性,并对共生关系中微生物的运动性和趋化性的作用研究进行了展望,旨在为今后的相关研究和实际应用提供参考。