一株高效降解芘的细菌分离、鉴定及其降解效果

摘要：【目的】获得高效降解高分子量多环芳烃的细菌,并研究其对多环芳烃的降解能力。【方法】利用富集培养和芘升华平板方法,从焦化厂污染土壤中分离多环芳烃降解细菌,对分离菌株通过形态特征、16S rRNA基因和gyrb基因序列相似性分析进行鉴定,并研究该菌对高分子量多环芳烃（HMW-PAHs）的降解效果。【结果】筛选到一株能以芘、苯并蒽、屈、苯并芘、茚并芘、苯并苝、荧恩为碳源和能源生长并降解这些底物的菌株HBS1,该菌株的16S rRNA基因和gyrb基因序列与Gordonia amicalis的相应基因的相似     

一株DMP降解菌的分离鉴定及其降解特性

从山东省潍坊市污染河流底泥中筛选到1株能够以酞酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)为唯一碳源和能源生长的微生物, 命名为JDC-3, 根据形态学观察、生理生化指标测定和分子生物学鉴定结果, 将该菌株初步鉴定为戴尔福特菌属(Delftia sp.), 以一对简并引物, 首次在该属中扩增出编码邻苯二甲酸双加氧酶的基因片段。同时以邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate, DMP)为目标测试物, 利用高效液相色谱(HPLC)测定了JDC-3的降解性能, 得出该菌对DMP降解的最佳条件为: pH 7.0~8.0、温度30°C~35°C; 在不同DMP初始浓度下研究了该菌的降解动力学, 结果表明当浓度低于300 mg/L时的降解动力学方程为ln C = - 0.06837 t + A, 半衰期为12.48 h, 当初始浓度不断增加, DMP对JDC-3的抑制能力增强, JDC-3对DMP的降解速率不断下降, 半衰期增大。     

一株泰乐菌素高效降解菌的分离鉴定及其降解特性

【目的】从长期堆放泰乐菌素药渣附近的土壤中分离出泰乐菌素降解菌,并考察其对泰乐菌素的降解特性。【方法】采用梯度驯化、划线分离法筛选出泰乐菌素优势降解菌,通过形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析方法对其进行系统发育分析及菌种鉴定,并考察菌株对泰乐菌素的降解特性。【结果】从长期堆放泰乐菌素药渣的土壤中分离得到1株泰乐菌素高效降解菌,命名为TS1,其为革兰氏阴性杆菌,菌落形态呈圆形,乳白色,表面光滑,不透明,边缘整齐,鉴定为越南伯克霍尔德氏菌(Burkholderia vietnamiensis)。该菌株在温度35°C、pH 7.0的条件下培养72 h,对初始浓度为300 mg/L泰乐菌素的降解率可达99%以上。【结论】说明菌株TS1对泰乐菌素具有良好的降解特性,可用于生物修复被泰乐菌素废渣废水污染的生态环境。     

一株高效四环素降解菌的分离鉴定及其降解性能研究

四环素类抗生素在畜牧养殖业中广泛使用,但其结构复杂,难降解,容易在水环境中积蓄,进而对生态环境产生深远影响,许多国家已将抗生素污染列为重要的环境问题展开了相关的基础研究。近年来利用微生物降解环境中的抗生素污染物成为研究热点。采用选择性培养基,从某制药厂排污口的水样中分离筛选到1株具有较高降解四环素能力的菌株4002,经形态观察、生理生化测定和16S r DNA序列分析,将该菌初步鉴定为Advenella sp.。从p H、溶氧量、无机盐等方面对菌株降解四环素的性能进行研究。结果表明,该菌株降解四环素的适宜p H为7.0,在有氧条件下,30℃,150 r/min振荡培养6 d,可使初始浓度为50μg/m L四环素降解率达57.8%。无机盐对降解率有显著影响,添加Fe SO4和Mn SO4对四环素降解有促进作用,Mg SO4影响不大,Ca SO4则有抑制作用。在培养至第8天时,培养液经HPLC检测显示6.022 min处出现新的吸收峰,推测为降解产物。     

邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯对大鼠胎盘组织的影响

目的:探讨孕期不同剂量邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)暴露对大鼠胎盘组织形态学和超微结构的影响,以推断DEHP对胎盘结构和功能的损害。方法:健康雌性Wistar大鼠40只,随机分为4组,妊娠第11日起每日给予DEHP灌胃,剂量分别为:对照组(玉米油)、低剂量组(100 mg/kg)、中剂量组(500 mg/kg)和高剂量组(1000 mg/kg),妊娠第19日处死孕鼠,取胎盘组织分别做HE染色和电镜制片,观察各剂量组胎盘形态学及超微结构的变化。结果:各剂量组胎盘形态学和超微结构的变化与DEHP摄入量呈负相关,低剂量组胎盘无明显改变;中剂量组胎盘缩小,空泡化细胞增多,微观结构显示胞质内线粒体水肿;高剂量组胎盘迷路带血窦扩张淤血严重,滋养细胞变性、坏死。结论:DEHP可导致大鼠胎盘形态结构发生改变,这种病理改变是胎盘功能减退的形态学基础,可直接影响胚胎发育和妊娠结局。     

一株林可霉素降解菌的筛选鉴定及其降解机制

【背景】抗生素污染越来越引起人们的关注。利用微生物处理抗生素污染被认为是一种环境友好型的方法。【目的】筛选林可霉素高效降解菌并研究其降解机制。【方法】经形态学观察、生理生化鉴定和16S rRNA基因测序分析进行鉴定;通过PCR技术和质谱分析技术对该菌抗性基因和降解产物等进行分析。【结果】从林可霉素菌渣堆肥样本中获得一株高效降解林可霉素的假单胞菌(Pseudomonas RST-1),该菌在林可霉素浓度为3.0 g/L的牛肉膏蛋白胨培养基上培养40 h后,林可霉素降解率高达57.3%。该菌含有intI1、sul1、sul2等抗性基因,降解产物为去甲基林可霉素和2-丙基-N-甲基脯氨酸。【结论】菌株RST-1具有高效降解林可霉素的能力,推测可能的降解机制为去甲基化和酰胺键水解作用,该菌株降解特性及降解机制研究为林可霉素降解工程菌及其高效降解菌剂的研制奠定了基础。     

一株[艹屈]高效降解菌的分离鉴定及其降解特性

以多环芳烃[艹屈] (Chrysene)为选择培养基的碳源, 从焦化污泥中筛选出一株[艹屈]的高效降解菌SQ-1, SQ-1可在以[艹屈]为唯一碳源的无机盐培养基中生长, 经过电镜形态学观察、生理生化和16S rDNA序列分析, 并基于16S rDNA序列结果, 构建了该菌株的系统发育树。最终确定菌株SQ-1为木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)。又考察了[艹屈]的初始浓度、投菌量、pH值对SQ-1菌株降解[艹屈]效果的影响, 确定了最佳降解条件。结果表明, 该菌对水中[艹屈]具有良好的降解特性, 在[艹屈]浓度为40 mg/L、接种量10% (V/V)、pH 7.0~7.5、温度30°C条件下, 接种5 d后对[艹屈]的降解效率达到80%以上。     

粪臭素高效降解菌YKSW-6的分离、鉴定及降解特性

【背景】粪臭素是畜牧堆肥中有机污染物的主要成分,造成养殖场及周边环境恶化,粪臭素污染问题亟待解决,利用微生物降解粪臭素是一种环保节能的有效方法。【目的】分离鉴定粪臭素高效降解菌株,研究其降解特性,为粪臭素降解提供高效的菌种资源,为该菌株应用于臭味污染环境的净化提供基础。【方法】以粪臭素为唯一碳源的无机盐培养基作为培养基质,从猪粪堆肥样品中分离筛选粪臭素高效降解菌株,通过形态特征和16S rRNA基因序列分析进行分离菌株的初步鉴定,分析其生长规律及粪臭素降解特性,并利用气相色谱质谱联用(GC-MS)对菌株代谢粪臭素的产物进行分析。【结果】从样品中分离获得一株能以粪臭素为唯一碳源的细菌YKSW-6菌株,形态学和16S rRNA基因序列分析初步鉴定该菌株为戈登氏红球菌(Rhodococcus gordoniae)。接种量为10%时,该菌培养14 h对100 mg/L的粪臭素降解率达到100%。其能够利用D-山梨醇、溴-丁二酸等18种碳源,对亚碲酸钾、溴酸钾等13种化学敏感物具有抗性。菌株YKSW-6在5%接种量、温度30-42℃和pH值为6.0-9.0时对100 mg/L的粪臭素降解效率均能达到100%,菌株生长和降解粪臭素的最佳条件为：pH 7.2,温度37℃,转速180 r/min。GC-MS结果表明,粪臭素在菌株的作用下C2先被氧化,转变为3-甲基羟基吲哚,随后进一步被氧化为N-(2-乙酰基苯基)甲酰胺。同时中间产物还有苯乙醛和苯乙酸。【结论】红球菌YKSW-6为目前已报道的降解粪臭素能力较强的菌株,丰富了粪臭素降解菌种的资源库,为实际环境微生物修复应用提供了理论参考。     

一株芘降解菌的分离鉴定及其降解效果

以芘为唯一碳源,采用平板升华法,从徐州市卧牛山焦化厂周围污染土壤中分离得到一株芘降解菌SE12.经形态观察、生理生化试验和16S rDNA鉴定,该菌株属于分枝杆菌属(Mycobacterium sp.)菌株,与快速生长型非致病性南非分枝杆菌(M.austroa fricanum ATCC33464)的同源性达到98%.SE12降解芘的最适pH和温度为pH9和30℃.当土壤芘初始含量为100和200mg.kg-1,SE12接种量为107CFU.g-1时,30℃培养28d后土壤芘降解率分别达到97%和99%.利用双加氧酶基因的同源序列引物nidAF/nidAR和nidBF/nidBR进行扩增,得出了该菌株编码双加氧酶大亚基和小亚基的基因片段,它们与已知降解芘的分枝杆菌的双加氧酶基因具有高度同源性.     

一株乙草胺降解菌的分离及其降解特性研究

【目的】分离获得一株能有效降解乙草胺的菌株,并研究其降解乙草胺的影响因素,为乙草胺生物修复提供微生物资源。【方法】通过富集培养和分离培养,从样品中筛选能以乙草胺为唯一碳氮源的菌株。通过划线培养获得单菌落,并采用革兰氏染色法和16S r RNA基因测序进行菌株的初步鉴定和系统分类。通过单因素试验研究初始乙草胺浓度、外加碳氮源对其降解乙草胺的影响,并基于正交设计进行优化。【结果】分离获得的一株菌为革兰氏阴性菌,初步确定为Pseudomonas sp.,能有效利用乙草胺进行生长。单因素试验证明在乙草胺初始浓度为10 mg/L时降解率最高;外加碳氮源能提高乙草胺降解率,其中葡萄糖和蛋白胨分别最为有效。正交设计表明在最优条件下,其对乙草胺降解率可以达到80.2%。【结论】菌株A-1能有效利用乙草胺进行生长,其降解乙草胺受多种因素影响。本研究将为利用进行该菌株进行乙草胺污染修复提供菌种资源。     

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。     

一株氯嘧磺隆降解菌分离鉴定及降解条件优化

为解决氯嘧磺隆残留对土壤、水体污染及后茬敏感作物药害问题,为污染土壤微生物修复提供降解菌种资源,文中采用富集培养、逐级驯化等方法,从氯嘧磺隆污染土壤中分离到1株高效氯嘧磺隆降解菌T9DB-01,经形态特征、生理生化及16S rDNA序列分析,鉴定为假单胞菌Pseudomonas sp.。采用单因素实验探究温度、pH值、底物浓度、装液量和接种量对菌株T9DB-01降解氯嘧磺隆的影响,采用正交试验及验证,优化菌株T9DB-01对氯嘧磺隆降解条件。结果表明,在30℃,pH 8.0,底物浓度200 mg/L,装液量100 mL/250 mL,接种量4%的条件下,5 d后降解率达到93.7%。该降解菌株对氯嘧磺隆污染土壤原位生物修复具有一定的应用潜力。     

Isolation and characterization of a bacterium that degrades various polyester-based biodegradable plastics

Microorganisms isolated from soil samples were screened for their ability to degrade various biodegradable polyester-based plastics. The most active strain, designated as strain TB-13, was selected as the best strain for degrading these plastics. From its phenotypic and genetic characteristics, strain TB-13 was closely related to Paenibacillus amylolyticus. It could degrade poly(lactic acid), poly(butylene succinate), poly(butylene succinate-co-adipate), poly(caprolactone) and poly(ethylene succinate) but not poly(hydroxybutylate-co-valerate). However, it could not utilize these plastics as sole carbon sources. Both protease and esterase activities, which may be involved in the degradation of plastic, were constitutively detected in the culture broth.     

High-performance liquid chromatographic method for the determination of di(2-ethylhexyl) phthalate in total parenteral nutrition and in plasma

A simple, rapid and sensitive reversed-phase high-performance liquid chromatographic method with UV detection was developed for the quantification of di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) in parenteral nutrition admixtures containing fat emulsion and in plasma samples of children daily treated by total parenteral nutrition. The analyte and the internal standard, di-n-heptyl phthalate, were extracted twice using hexane and the organic layer separated and dried under nitrogen. The residues were reconstituted with acetonitrile and 20 μl was injected into a Waters Spherisorb C₁₈ column, the UV detector was set at 202 nm. The mobile phase was acetonitrile–aqueous buffer (triethylamine 0.08% adjusted to pH 2.8 with 1 M phosphoric acid) mixture (88:12, v/v) and it was pumped at 1 ml/min. Average recoveries were 97% or greater. This method was successfully used to investigate the amounts of DEHP which can leach from bags and tubing into fat emulsion and which could contaminate children under long-term parenteral nutrition. On the other hand, the circulating DEHP concentrations were estimated in four children under regular long-term parenteral nutrition.     

Isolation and characterization of a new bacterium capable of biotransforming cis -epoxysuccinic acid to D(-) -tartaric acid

A bacterial strain 1-3 capable of enantioselectively hydrolyzing cis-epoxysuccinic acid to D(-)-tartaric acid was isolated from soil. Phenotypic characteristics, Biolog GN test and phylogenetic analysis of strain 1-3 indicated that it belongs to the genus Bordetella. cis-Epoxysuccinic acid could be used as a carbon source and inducer for production of cis-epoxysuccinic acid hydrolase. After the purification of the enzymatic biotransformed product, a colorless and scentless crystal was obtained, which was confirmed to be the tartaric acid with laevorotatory optical rotation by the (1)H nuclear magnetic resonance spectrum and optical rotation analysis.     

一株蟾毒灵转化菌株的筛选鉴定与转化条件优化

【背景】微生物转化是对天然产物进行结构修饰的重要手段,具有催化反应快、选择性强、反应条件易控制和污染小等特点。许多微生物能够对蟾毒配基类化合物进行生物转化,在不同位置进行结构修饰,并且产生毒性减弱的活性衍生物。【目的】筛选蟾毒灵生物转化菌株,以期发现活性更好、毒性降低的化合物。【方法】利用蟾毒灵为底物筛选其生物转化菌株,通过HPLC (High performance liquid chromatography)/LC-MS (Liquid chromatograph-mass spectrometer)鉴定转化产物;对可生物转化蟾毒灵的菌株进行菌落形态观察和分子生物学鉴定,并优化发酵条件提高转化率,同时测试该菌株对其他甾体化合物的转化作用。【结果】筛选获得一株蟾毒灵转化菌,经形态学与ITS (Internal transcribed spacer)分析鉴定为Naganishia属菌,转化产物为3-去氢蟾毒灵。该菌株生物转化的培养基最适底物浓度为8 mg/L,最适初始pH值为6.5,最佳接种量为3%,最佳转化时间为96 h,最终转化率为48.3%。该菌株可将雌酮E1转化为雌二醇E2,也可将雌二醇E2逆向转化为E1。【结论】首次发现Naganishia属菌株对甾体类化合物具有转化活性,其产生的弱细胞毒性的转化产物3-去氢蟾毒灵有望成为高效、安全的强心药物。微生物转化法选择性高、反应条件温和、操作简单,为大量制备活性化合物3-去氢蟾毒灵提供了一条简便易行的道路,也为更多甾体化合物结构修饰提供了可能。     

The effects of di(2-ethylhexyl) phthalate and/or selenium on trace element levels in different organs of rats

Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP), a widely used plasticizer for synthetic polymers, is known to have endocrine disruptive potential, reproductive toxicity, and induces hepatic carcinogenesis in rodents. Selenium (Se) is a component of several selenoenzymes which are essential for cellular antioxidant defense and for the functions of mammalian reproductive system. The present study was designed to investigate the effects of DEHP exposure on trace element distribution in liver, testis, and kidney tissues and plasma of Se-deficient and Se-supplemented rats. Se deficiency was produced by feeding 3-week old Sprague-Dawley rats with ≤0.05 mg Se/kg diet for 5 weeks, and supplementation group were on 1 mg Se/kg diet. DEHP treated groups received 1000 mg/kg dose by gavage during the last 10 days of feeding period. Se, zinc (Zn), copper (Cu), iron (Fe) and manganese (Mn) levels were measured by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Se supplementation caused significant increases in hepatic, renal, and testicular Se levels. With DEHP exposure, plasma Se and Zn, kidney Se, Cu and Mn levels were significantly decreased. Besides, liver Fe decreased markedly in all the DEHP-treated groups. Liver and kidney Mn levels decreased significantly in DEHP/SeD group compared to both DEHP and SeD groups. These results showed the potential of DEHP exposure and/or different Se status to modify the distribution pattern of essential trace elements in various tissues, the importance of which needs to be further evaluated.