尼古丁降解菌SCUEC1菌株的分离及其降解基因

【目的】分离并鉴定1株具有尼古丁降解能力的细菌,研究其尼古丁降解特性并对其降解基因进行分析,为尼古丁微生物降解提供基础。【方法】从烟草种植地土壤中分离1株具有尼古丁降解能力的细菌,通过16S r RNA基因和生理生化特性对该菌株进行鉴定,检测该菌株尼古丁降解率与生长量的关系,并进一步对该菌株进行尼古丁浓度耐受性测定,采用高通量测序技术对菌株进行全基因组测序,BLAST比对分析尼古丁降解相关基因。【结果】筛选到1株具有尼古丁降解能力的细菌,经鉴定命名为根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumerficience)SCUEC1菌株,根癌土壤杆菌SCUEC1菌株尼古丁降解率可达到94.81%,该菌株在尼古丁浓度为0.50–5.00 g/L范围内生长良好且有较高的尼古丁降解能力。对根癌土壤杆菌SCUEC1菌株全基因组序列进行BLAST比对分析,推测该菌株的尼古丁降解代谢途径与中间苍白杆菌SYJ1菌株的尼古丁降解途径相似。【结论】本研究揭示了Agrobacterium tumerficienceSCUEC1菌株具备尼古丁降解特性,初步推测出尼古丁降解相关基因和降解代谢途径,为尼古丁微生物降解提供基础。     

一株耐碱高效长链烷烃降解菌C24MT1的筛选及其降解特性

【背景】石油被称为“液体黄金”,人类的工业生产活动在利用其创造巨大社会价值的同时,也对自然环境造成了严重的污染。微生物修复技术是现阶段治理石油类污染有效的手段之一,具有经济、高效、无二次污染等优点。【目的】从受石油污染的土壤中分离高效降解长链烷烃正二十四烷的菌株,探究其降解特性及在微生物修复中的应用前景。【方法】通过形态学及16S rRNA基因测序进行菌株鉴定,采用气相色谱法检测菌株对正二十四烷的降解效果,并结合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS)分析降解中间产物以推测其潜在代谢途径。【结果】筛选到一株可高效降解正二十四烷的菌株C24MT1,经鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter)。该菌株最适降解条件为30 °C、pH 9.0、盐度2 g/L,该条件下生长7 d对9 g/L正二十四烷的降解率高达86.63%;与此同时,菌株在强碱性环境(pH 11.0)中生长良好(OD₆₀₀为0.39)并保持较高烷烃降解率(75.38%),对极端环境具备较强的耐受能力;对降解中间产物进行分析,推断菌株代谢长链烷烃正二十四烷的途径可能包括末端氧化及次末端氧化。【结论】不动杆菌C24MT1具有良好的环境适应能力及烷烃降解能力,在后续微生物菌剂开发和石油类污染土壤的环境修复领域具有巨大的应用前景。本研究可为盐碱地区高浓度石油类污染土壤的修复提供优良菌种,并进一步丰富石油烃类生物降解的菌种资源库。     

一株蒽降解细菌的分离及降解特性研究

【目的】从盐碱土壤中筛选蒽降解菌株并分析其降解特性。【方法】采用极度稀释结果流式细胞检测法筛选分离纯化菌株,通过16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定,采用气质联用仪(GC-MS)分析蒽的降解特性。【结果】从盐碱土壤中筛选出一株高效蒽降解菌株。经过16S rRNA基因序列分析,鉴定该菌株为Demequina salsinemorus BJ1。菌株可以利用蒽作为唯一碳源生长,降解率可达92%。在一定浓度范围内,随着蒽浓度的降低,细菌生长速率变快,降解率升高。添加外加碳源后,细菌生长速率明显变快,而对蒽降解率变低。对萃取中间代谢产物的质谱分析表明,降解蒽的中间代谢产物主要有9,10-anthracenedione (9,10-蒽醌)和Phthalic acid (邻苯二甲酸)等,说明它可能通过邻苯二甲酸途径降解蒽。【结论】筛选得到一株新的耐盐碱蒽降解菌,该菌降解效率高,对修复石油污染的土壤有一定的现实意义。     

一株有色金属矿山1-亚硝基-2-萘酚降解菌的筛选、鉴定和降解特性

1-亚硝基-2-萘酚是一类有色选矿药剂代表性的新型浮选药剂,在采选冶行业为了提高低品位矿物资源的利用率,被大量投入使用,该药剂的高稳定性进一步增大了矿山环境中重金属与有机选冶药剂复合污染的治理难度。微生物修复作为稠环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)类污染物重要技术手段之一,具有安全、经济、高效和无二次污染等特点。【目的】本研究从我国广西河池市周边的典型有色金属尾矿环境中分离出1株高效降解1-亚硝基-2-萘酚的菌株,并分析其降解特性及其潜在的代谢途径,从而探究矿山复合污染生态系统中稠环芳烃类污染物的微生物修复技术的应用前景。【方法】从有色金属尾矿样本中筛选到以1-亚硝基-2-萘酚为唯一碳源的菌株,经16S rRNA基因序列鉴定,结合气相色谱-质谱联合(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)检测分析菌株对1-亚硝基-2-萘酚的降解特性及中间代谢产物,并推测可能的代谢途径。【结果】筛选获得1株高效降解1-亚硝基-2-萘酚的Pseudomonas putida CUGB-JL11菌株,经鉴定为革兰氏阴性杆的恶臭假单胞菌。该菌株最适温度为30 ℃左右,最适pH值范围为6-8条件下,菌株5 d内对40 mg/L 1-亚硝基-2-萘酚的降解率高达81%。降解中间代谢产物主要为苯环类物质：苯甲羟肟酸甲酯和苯丙胺,但其母体及大部分中间产物都降解为小分子物质或者被完全降解。【结论】恶臭假单胞菌P. putida CUGB-JL11具有良好的1-亚硝基-2-萘酚降解能力和较强的环境适应性,有进一步被开发为微生物菌剂以用于稠环芳烃类污染修复的巨大潜力,为有色金属矿山生态系统中重金属和有机选冶药剂复合污染的微生物修复研究提供了理论依据和可利用的微生物资源。     

聚乳酸降解菌株筛选鉴定及降解过程优化

【目的】筛选能够降解聚乳酸的微生物, 提高聚乳酸的降解速率并鉴定聚乳酸降解酶种类。【方法】以明胶为唯一碳源, 筛选能够降解聚乳酸的微生物; 通过优化明胶添加浓度、聚乳酸添加量以及金属离子种类提高聚乳酸的降解速率; 通过分析降解过程中代谢产物和酶活力变化明确聚乳酸降解酶类别。【结果】筛选获得一株聚乳酸降解菌株, 鉴定为Lentzea waywayandensis; 经优化培养, 聚乳酸在25 d后失重84.8%; 降解过程中, 检测到乳酸的产生, 体外酶活实验仅检测到蛋白酶活力。【结论】明胶作为唯一碳源适用于聚乳酸降解菌株的筛选; 明胶作为碳源的同时可以作为诱导剂诱导菌株L. waywayandensis降解聚乳酸; 此外, 研究表明蛋白酶在聚乳酸降解过程中发挥重要作用。     

复合菌对十溴联苯醚的降解特性研究

【目的】利用6株十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether, BDE-209)降解细菌，探究复合菌对BDE-209的降解特性和降解路径，为BDE-209污染环境的生物修复提供科学依据。【方法】利用高效液相色谱法测定BDE-209的浓度，通过液相色谱-质谱联用仪分析鉴定BDE-209降解产物。【结果】短芽孢杆菌属(Achromobacter sp.) M1和无色杆菌属(Achromobacter sp.) M2的组合对BDE-209的降解效果最好，在30 ℃、pH值7.0、接种量15%的条件下，120 h后10 mg/L BDE-209的降解效率可达87.7%。相比于单一菌株，复合菌M(1+2)可以更有效、更快地降解BDE-209。在0.5-10 mg/L范围内，复合菌M(1+2)对BDE-209的降解率随着BDE-209初始浓度的增大而增大。通过液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph-mass spectrometer, LC-MS)检测到11种BDE-209微生物降解产物，复合菌M(1+2)通过脱溴、羟基化、去质子化、醚键断裂和开环等反应对BDE-209进行降解。【结论】复合菌M(1+2)对BDE-209具有良好的降解能力，研究结果为进一步提高微生物对BDE-209污染环境的生物修复能力提供了良好的微生物资源。     

废烟叶提取液源尼古丁降解菌分离鉴定和特性

【目的】目前造纸法再造烟叶工艺已经成为我国重要的废烟叶处理和利用方式,该工艺中尼古丁的调控是很重要的待解决问题。从废烟叶提取液(Tobacco waste extract,TWE)中筛选高耐受高活性降解尼古丁微生物用来直接处理烟梗或烟末提取液中的尼古丁,可实现对尼古丁指标的调控。【方法】以尼古丁为唯一碳氮源的基本培养基为筛选平板,从废烟叶提取液中筛选降解尼古丁菌株;对分离获得的菌株进行形态、生理生化和16S r RNA基因序列分析比对,鉴定其种属;获得的菌株分别在基本培养基和废烟叶提取液中考察其生长和尼古丁降解效果。【结果】从废烟叶提取液中获得了一株尼古丁降解活性和耐受力较好的降解菌株Pseudomonas sp.JY-Q,且在TWE中也有较强的降解能力。【结论】Pseudomonas sp.JY-Q可用于水体和TWE环境尼古丁的降解,但共存的葡萄糖对其有抑制作用,有待深入研究。     

一株邻苯二甲酸二丁酯降解菌的筛选及其降解特性

【目的】从自然环境中筛选邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)降解能力较强的微生物,并研究其降解特性和代谢途径。【方法】从杭州市河道污水出口的淤泥中筛选到DBP降解菌ZJUTW,对其进行形态、生理生化特征、16SrRNA基因序列分析,考察该菌株对DBP的降解特性,并用GC-MS分析降解中间产物。【结果】该菌株经鉴定为Arthrobacter sp.,降解DBP的最适温度和最适pH值分别为30°C和7.0-8.0,可降解多种邻苯二甲酸酯类化合物;当DBP浓度为800 mg/L时,半衰期为10.47 h;菌株的休止细胞(OD_(600)=1.2)可在20 h内将1 200 mg/L的DBP完全降解。利用GC-MS进行中间产物分析,该菌株可通过酯交换方式起始DBP的降解。【结论】Arthrobacter sp.ZJUTW对DBP有较强的降解能力和较高的耐受性,具有潜在的应用前景。     

一株高效DEHP降解菌的分离、鉴定及其降解特性

【目的】分离得到高效的邻苯二甲酸二乙基己基酯(DEHP)降解菌。【方法】采用富集培养法筛选分离菌株,并对菌株进行驯化;通过PCR扩增得到其16S rRNA和gyrB基因序列,进行同源序列分析及分子系统发育树的构建,同时结合形态学观察和生理生化实验对菌株进行初步鉴定;采用高效液相色谱(HPLC)分析菌株对DEHP的降解特性。【结果】分离得到一株能以DEHP为唯一碳源和能源生长的菌株,命名为HS-NH1,初步鉴定其为戈登氏菌(Gordoniasp.)。菌株HS-NH1最适的生长和降解条件为30°C、pH 7.0,在此条件下,该菌株60 h内能够将浓度为500 mg/L的DEHP降解90%以上。高效液相色谱(HPLC)分析表明,菌株HS-NH1在降解DEHP过程中产生了一种重要的中间代谢产物——邻苯二甲酸。底物广谱性试验证明,菌株HS-NH1能够有效地利用多种常见的邻苯二甲酸酯(PAEs)与芳香族衍生物。【结论】筛选得到了一株DEHP降解菌Gordonia sp.HS-NH1,该菌降解效率高,具有良好的底物广谱性,在邻苯二甲酸酯类化合物的污染治理中将会有一定的应用潜力。     

十溴联苯醚降解菌的分离鉴定、降解特性及降解机理

【背景】十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE-209)是应用最广泛的溴代阻燃剂之一,其持久性毒性给生态环境和生物体带来了严重危害。【目的】分离出一株能有效降解BDE-209的好氧细菌并研究其降解特性及机理,以探究BDE-209的微生物降解规律。【方法】以BDE-209为唯一碳源,通过富集、分离和纯化,从活性污泥中筛选出BDE-209好氧降解细菌。采用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)和液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)分别检测BDE-209的浓度和中间产物。【结果】筛选得到一株BDE-209好氧降解细菌F,经鉴定初步判定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)。在30℃、pH7.0、接种量为10%(体积分数)、葡萄糖浓度为250mg/L的优化降解条件下,对初始浓度为10mg/L的BDE-209的降解率可达76.2%。低浓度的Cd²⁺(≤5mg/L)未对BDE-209的微生物降解和菌体生长产生显著影响,而高浓度的Cd²⁺(≥15mg/L)对BDE-209的微生物降解和菌体生长则产生显著影响。BDE-209对细胞表面疏水性(cell surface hydrophobicity,CSH)具有一定的影响。BDE-209的微生物降解机理主要包括脱溴、羟基化、二苯醚键断裂和开环等过程。【结论】菌株F对BDE-209具有很好的降解能力,研究结果对BDE-209的好氧微生物降解及BDE-209污染环境的生物修复具有较好的科学意义。     

Plasmid-associated biodegradation of an organophosphorus pesticide, Monocrotophos, by Pseudomonas mendocina

Pseudomonas mendocina isolated from soil degraded an insecticide, Monocrotophos (MCP), by 67% and harbored a 7.4 kb plasmid, designated as pMCP424. On the basis of curing and transformation experiments, MCP degradation by Pseudomonas mendocinawas plasmid-borne and transferable to other bacteria.     

全氟辛烷磺酰胺降解菌的分离、鉴定和降解特性

【背景】全氟烷基和多氟烷基物质(per-and poly-fluoroalkyl substances,PFAS)是一类具有高表面活性、热稳定性、化学稳定性和疏水疏油性的难降解有机污染物。其长距离迁移性、极高的环境持久性和生物蓄积性给生态环境和生物体带来了严重的危害。【目的】从吉林石化公司污水处理厂水样中筛选获得以全氟辛烷磺酰胺(perfluorooctane sulfonamide,PFOSA)为唯一碳源生长的降解菌,并分析其降解特性及机理。【方法】以PFOSA为唯一碳源,通过富集、筛选、分离和纯化,从污水中筛选出PFOSA好氧降解菌,通过形态学观察、16S r RNA基因和全基因组测序分析对菌株进行鉴定,并采用三重四级杆液质联用仪分别对PFOSA的降解率和降解产物进行分析。【结果】筛选得到一株PFOSA好氧降解细菌C11,经形态学观察、16S r RNA基因序列分析和全基因组测序分析,初步鉴定该菌为睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)。经单因素优化试验发现,在培养温度为30℃、初始p H值为7.0、PFOSA初始浓度为30 mg/L的降解条件下,菌株C1...     

厌氧丁草胺降解菌BAD-20的分离鉴定及降解特性研究

[目的]分离并鉴定能够降解除草剂丁草胺的厌氧微生物菌株,研究其厌氧降解丁草胺的特性和代谢途径,为深入研究丁草胺厌氧降解机制提供依据.[方法]以丁草胺为碳源作为选择压力从水稻田土壤中富集驯化丁草胺降解菌,利用16SrRNA基因系统发育分析结合菌株培养特征对降解菌株进行初步鉴定,利用液相色谱-时间飞行质谱(LC-TOF-M...     

光合细菌的分离、保存及其同化磷能力试验研究

为了研究光合细菌的保藏方法及其同化磷能力,采用液体种室内自然放置、液体种蜡封和穿刺物蜡封等方法对光合细菌进行保藏方法研究,结果表明,液体种蜡封和穿刺物蜡封可作为该菌种的长期保存方法;对两株菌的磷同化能力进行了比较,降解率分别为22%和15%。本研究为获得光合细菌的长期保存方法及其在污水净化中的应用提供参考。     

一株可高效降解羽毛的铜绿假单胞菌的分离、鉴定、产酶条件优化及其酶活研究

【目的】筛选海洋环境产角蛋白酶菌株,研究其发酵条件及酶学性质,为后续开发和利用海洋微生物降解废弃羽毛提供菌种资源和理论依据。【方法】采集广西北部湾某海鸭养殖场淤泥,用酪蛋白平板初筛和角蛋白酶活复筛获得羽毛降解效果好的菌株,并进行形态学和分子生物学鉴定;利用单因素和正交试验对菌株产酶条件进行优化,最后对酶学性质及羽毛降解产物的游离氨基酸组成进行研究。【结果】筛选到1株可高效降解羽毛的菌株,经鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa Gxun-7)。最佳产酶条件为：羽毛25 g/L,Zn2+0.10 g/L、初始pH 8.0、发酵温度32.5°C、发酵时间48 h,酶活力达124.03 U/mL,较优化前提高了2.3倍;酶学性质分析表明,该角蛋白酶最适作用温度和pH分别为70°C和8.0,化学试剂巯基乙醇可使酶活提高6.16倍,而苯甲基磺酰氟(PMSF)使相对酶活降至15.00%,该酶耐盐性较好(20%NaCl中相对酶活为74.29%);羽毛降解产物中检测到16种氨基酸,7种为必需氨基酸,总的游离氨基酸含量高达2 329.80 mg/L,其中缬氨酸含量最高为575....     

Preparation of the red yeast,Xanthophyllomyces dendrorhous,as feed additive with increased availability of astaxanthin

Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma) is used as a colorant for aquaculture, egg yolks, and crustaceans but its carotenoids can only be absorbed by animals when its cell wall is degraded. Conditions that degraded the cell wall of X. dendrorhous were developed. To measure the degrees of cell wall degradation, the carotenoid extractability (extracted carotenoid by acetone/total carotenoid) unit was used. Treatment with HCl (0.2 M, 9 h, 90 °C) followed by neutralization to pH 3 by NaOH and spray-drying increased carotenoid extractability to 100% with minimal decomposition.     

Isolation and characterization of a thermophilic bacterium, Geobacillus thermocatenulatus, degrading nylon 12 and nylon 66

A thermophilic bacterium, identified as a neighboring species to Geobacillus thermocatenulatus, having a growth optimum at 55 °C and, capable of degrading nylon 12, was isolated from soil by enrichment culture technique at 60 °C. At this temperature, the strain grew on 5 g nylon 12 l^–1 with a decrease in its molecular weight from 41000 to 11000 over 20 d. The degradation was assumed to be due to endogenous hydrolysis of amide bond in nylon 12. The strain degraded also nylon 66 with a decrease in its molecular weight from 43000 to 17000 in 20 d at 60 °C. Nylon 6 was not degraded.     

BYC, an atypical aspartic endopeptidase from Rhipicephalus (Boophilus) microplus eggs

An aspartic endopeptidase was purified in our laboratory from Rhipicephalus (Boophilus) microplus eggs [Logullo, C., Vaz, I.S., Sorgine, M.H., Paiva-Silva, G.O., Faria, F.S., Zingali, R.B., De Lima, M.F., Abreu, L., Oliveira, E.F., Alves, E.W., Masuda, H., Gonzales, J.C., Masuda, A., and Oliveira, P.L., 1998. Isolation of an aspartic proteinase precursor from the egg of a hard tick, Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Parasitology 116, 525–532]. Boophilus yolk cathepsin (BYC) was tested as component of a protective vaccine against the tick, inducing a significant immune response in cattle [da Silva, V.I., Jr., Logullo, C., Sorgine, M., Velloso, F.F., Rosa de Lima, M.F., Gonzales, J.C., Masuda, H., Oliveira, P.L., and Masuda, A., 1998. Immunization of bovines with an aspartic proteinase precursor isolated from Rhipicephalus (Boophilus) microplus eggs. Vet. Immunol. Immunopathol. 66, 331–341]. In this work, BYC was cloned and its primary sequence showed high similarity with other aspartic endopeptidases. In spite of this similarity, BYC sequence shows many important differences in relation to other aspartic peptidases, the most important being the lack of the second catalytic Asp residue, considered to be essential for the catalysis of this class of endopeptidases. When we determined BYC cleavage specificity by LC-MS, we found out that it presents a preference for hydrophobic residues in P1 and P1' in accordance to most aspartic endopeptidases. Also, when analyzed by circular dicroism, BYC presented high β sheet content, also a characteristic of aspartic endopeptidases. On the other hand, although both native and recombinant BYC are catalytically active, they present a very low specific activity, what seems to indicate that this peptidase will digest its natural substrate, vitellin, very slowly. We speculate that such a slow Vn degradative process might constitute an important strategy to preserve egg protein content to the hatching larvae.     

A novel 2-aminophenol 1,6-dioxygenase involved in the degradation of p-chloronitrobenzene by Comamonas strain CNB-1: purification, properties, genetic cloning and expression in Escherichia coli

Comamonas strain CNB-1 was isolated from a biological reactor treating wastewater from a p-chloronitrobenzene production factory. Strain CNB-1 used p-chloronitrobenzene as sole source of carbon, nitrogen, and energy. A 2-aminophenol 1,6-dioxygenase was purified from cells of strain CNB-1. The purified 2-aminophenol 1,6-dioxygenase had a native molecular mass of 130 kDa and was composed of - and -subunits of 33 and 38 kDa, respectively. This enzyme is different from currently known 2-aminophenol 1,6-dioxygenases in that it: (a) has a higher affinity for 2-amino-5-chlorophenol (K_m=0.77 M) than for 2-aminophenol (K_m=0.89 M) and (b) utilized protocatechuate as a substrate. These results suggested that 2-amino-5-chlorophenol, an intermediate during p-chloronitrobenzene degradation, is the natural substrate for this enzyme. N-terminal amino acids of the - and -subunits were determined to be T-V-V-S-A-F-L-V and M-Q-G-E-I-I-A-E, respectively. A cosmid library was constructed from the total DNA of strain CNB-1 and three clones (BG-1, BG-2, and CG-13) with 2-aminophenol 1,6-dioxygenase activities were obtained. DNA sequencing of clone BG-2 revealed a 15-kb fragment that contained two ORFs, ORF9 and ORF10, with N-terminal amino acid sequences identical to those of the - and -subunits, respectively, from the purified 2-aminophenol 1,6-dioxygenase. The enzyme was actively synthesized when the genes coding for the ORF9 and ORF10 were cloned into Escherichia coli.