阿特拉津降解菌株DNS32的降解特性及分类鉴定与降解途径研究

【目的】研究阿特拉津降解菌株DNS32的菌种分类、降解特性及降解途径,丰富阿特拉津降解菌菌种资源。【方法】在长期施用阿特拉津的东北地区寒地黑土中筛选出一株以阿特拉津为唯一氮源生长的降解菌株DNS32,测定其基本降解特性,通过16S rRNA序列分析进行分类鉴定,并利用阿特拉津降解基因PCR扩增技术及降解产物生成量的测定,进一步揭示其降解途径。【结果】实验结果发现DNS32菌株具有较好的降解能力,且在相对较低温度下也具有一定的降解能力。16S rRNA序列分析结果表明DNS32与鲁氏不动杆菌(Acinetobacter lwoffii)16S rRNA序列同源性高达99%。成功地扩增降解基因trzN、atzB及atzC,实验结果表明DNS32遵循Arthrobacter aurescens TC1的降解模式,可将阿特拉津降解为氰尿酸,降解产物的生成量测定也证明了这一点。【结论】实验结果丰富了阿特拉津降解菌菌种资源,为不动杆菌属的阿特拉津降解菌研究提供了参考。     

阿特拉津降解菌株AD111的分离鉴定及其降解特性

【背景】玉豆轮作过程中,玉米田中长残留除草剂阿特拉津易对下茬大豆作物产生不良影响。【目的】从黑龙江省安达市的农田土筛选一株能适应该土壤环境生长的阿特拉津降解菌并研究其降解特性。【方法】利用富集培养法,分离、筛选一株阿特拉津高效降解菌并结合外观形态、生理生化及16SrRNA基因序列测定对其进行鉴定,通过单一变量法设置不同的碳源、pH、温度和阿特拉津浓度,研究降解菌株最佳发酵及降解条件。【结果】得到一株在BSM-G中能够以阿特拉津为唯一氮源生长的高效阿特拉津降解菌AD111,鉴定为马德普拉塔无色小杆菌(Achromobacter marplatensis)。菌株AD111降解阿特拉津的最适温度为35℃,最适pH为8.0,最佳碳源为蔗糖,24 h内对浓度为50 mg/L的阿特拉津降解率达到99.7%,对300 mg/L的阿特拉津降解率达到81.9%。【结论】降解菌AD111具有较好的环境适应及阿特拉津降解能力,为解决黑龙江偏碱土壤中阿特拉津残留提供了良好的候选菌株。     

工业废水中阿特拉津降解细菌的遗传和生理多样性

【目的】通过遗传学和生理学实验,揭示分离自工业废水的阿特拉津降解细菌具有遗传和生理多样性,为阐明阿特拉津生物降解的分子机理和阿特拉津降解细菌在污染环境生物修复中的应用提供新见解。【方法】用普通PCR方法检测菌株的阿特拉津降解基因,分析其降解基因组成;用基因组重复序列PCR技术(rep-PCR)分析降解菌株的基因组类型;用Western blot方法检测菌株阿特拉津降解途径的第一个酶三嗪水解酶(TrzN);用不同氮源(阿特拉津、莠灭净、扑草净、西玛津、氰草净、阿特拉通和氰尿酸)和碳源(蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、乳糖、柠檬酸钠、乙酸钠和琥珀酸钠)培养降解菌株,通过检测培养液的OD600值,证明菌株能够利用的氮源和碳源种类。【结果】对分离自工业废水的27个阿特拉津降解菌株所进行的阿特拉津降解基因PCR检测表明,其降解基因组成分别为trzN-atzBC、trzN-atzABC和atzADEF;通过rep-PCR实验将27个阿特拉津降解菌株分为7个群;Western blot结果表明,27个菌株中有24个含有三嗪水解酶TrzN;氮源利用实验表明,2个菌株能够利用所有7种氮源生长,其余25个菌株只能利用其中的2-6种;碳源利用实验表明,10个菌株能够利用所有7种碳源生长,其余17个菌株只能利用其中的3-6种。【结论】分离自某工业废水的27株阿特拉津降解功能菌存在相当广泛的遗传和生理学上的多样性,trzN-atzABC降解基因组成为首次发现。     

阿特拉津降解菌Arthrobacter sp.AG1降解基因研究

菌株Arthrobacter sp. AG1能以4000mg/L的阿特拉津(AT)为唯一碳源、氮源和能源生长。通过设计特异引物从AG1中扩增出阿特拉津氯水解酶基因trzN的全序列,该基因与已报道的trzN基因序列相似性为99%。AG1菌株中含有两个大于100kb的质粒,Southern杂交结果显示trzN和atzB基因均位于其中较大的一个质粒pAG1上。将AG1菌株在LB液体培养基中转接三代后,发现34%的细菌细胞丢失了降解活性,但却未发现丢失质粒,PCR扩增结果表明突变子丢失了trzN基因,但atzB和atzC基因未丢失,说明降解活性的缺失是trzN基因片段从质粒上丢失的结果,表明trzN基因在环境中存在水平转移现象,暗示菌株AG1中的阿特拉津降解基因是基因的水平转移重组的结果。     

阿特拉津降解菌T_3 AB_1的分离鉴定及土壤修复

【目的】从阿特拉津污染土壤分离高效降解菌株,进行分类学鉴定、降解特性及黑土修复能力初步研究,为阿特拉津污染土壤微生物修复提供新的菌株。【方法】通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析方法进行菌株鉴定;通过培养时间、温度、pH值等环境因素的研究得出菌株的最佳降解条件;通过降解菌株接种于不同种类除草剂为唯一碳氮源培养基获得该菌株的降解谱;通过土壤接种和敏感作物盆栽生测试验验证菌株对阿特拉津污染土壤修复能力。【结果】本试验从黑龙江省讷河市长期施用阿特拉津的玉米田地中分离出一株能以阿特拉津为唯一碳氮源生长的细菌T3AB1,初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.),该菌株在72 h内对500 mg/L阿特拉津(pH 8.0)的降解率高达99%,其降解能力较高的条件为pH7.0-8.0、25-30℃、摇培72-108 h,该菌株能够利用甲氧咪草烟、咪唑乙烟酸、氟磺胺草醚、氟乐灵、异噁草松为唯一碳氮源进行生长,处理168 h的降解率能够达到12.66%-40.54%,该菌株处理21 d能够显著恢复敏感作物水稻的各项生物量指标,且随着处理时间的延长,其对土壤的修复作用也会逐渐增强。【结论】从黑龙江省污染土壤中筛选得到的高效降解阿特拉津的节杆菌属近缘种T3AB1,土壤接种实验表明该菌株具有很好的土壤修复作用,可为阿特拉津生物修复的研究提供适宜菌种资源。     

一株阿特拉津降解菌的分离鉴定及降解特性

从农药厂废水处理池的活性污泥中分离到一株阿特拉津降解菌X-4, 根据其生理生化特性和16S rRNA基因序列相似性分析, 将其初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。该菌能以阿特拉津为唯一碳氮源生长, 42 h内对100 mg/L的阿特拉津降解效果为95.7%, 降解阿特拉津的最适温度为30 °C, pH为7.0。该菌对多种重金属离子都存在抗性, 显示了其在去除阿特拉津和重金属复合污染方面的应用潜力。对其降解基因的初步研究显示, 该菌含有trzN、atzB和atzC 3个阿特拉津降解相关基因。     

碳、氮、磷源生态因子对新鞘氨醇杆菌降解微囊藻毒素的影响及分子机理

【背景】微藻囊毒素(Microcystins,MCs)是蓝藻暴发后产生的主要有害物质之一,在河口、湖泊和近海水体中均存在。【目的】研究水体营养物质浓度对新鞘氨醇杆菌(Novo sphingobium sp.ERN07)降解能力的影响,以求达到快速降解MCs的目的。【方法】通过正交实验、基因转录分析等方法鉴定菌株降解特性,了解生物降解和功能基因的表达关系,认识其降解机理。【结果】菌株去除MCs的能力受水体中碳、氮和磷源浓度的影响,由碳、氮源组成的双营养物质对生物降解抑制作用比单源弱;与标准MSM培养基相比,添加碳源、氮源和减少磷源会抑制生物降解MCs,表现为降解基因表达下调。不同营养条件下,mlr在转录水平上的基因表达不同,从而产生不同的降解效果。【结论】Novo sphingobium sp. ERN07具有较高的MCs降解能力,在水华发生之前能有效去除水环境中碳源和氮源,可以应用于治理受MCs污染的水体。     

一株高效丙烯腈降解细菌Rhodococus rhodochrous BX2的丙烯腈降解条件优化

【目的】以丙烯腈为目标污染物,利用实验室已筛选获得的一株高效腈降解菌Rhodococus rhodochrous BX2,研究其对丙烯腈的降解特性,优化降解条件以提高菌株对丙烯腈的降解能力。【方法】通过单因素试验和响应面分析相结合的方法优化Rhodococus rhodochrous BX2对丙烯腈的降解条件。考察外加碳、氮源对BX2的生长及丙烯腈降解的影响,并确定其在丙烯腈合成废水中对丙烯腈的处理效果。【结果】菌株BX2优化后的最佳降解条件为:底物浓度403.51 mg/L、p H 7.44、温度34.46°C,在此条件下丙烯腈的降解率为95.1%。外加碳源为葡萄糖,或外加氮源为氯化铵对菌株生长及丙烯腈降解有明显的促进作用。菌株Rhodococus rhodochrous BX2能够高效降解合成废水中的丙烯腈,在30 h时其丙烯腈降解率可达89.4%。【结论】降解条件优化以及外源物质的添加强化了菌株对丙烯腈合成废水的处理效果,为生物法处理丙烯腈废水新方法的开发提供技术支持。     

阿特拉津降解菌株的分离、鉴定和工业废水生物处理试验

用液体无机盐培养基富集培养法和无机盐平板直接分离法, 从生产阿特拉津的农药厂的废水和污泥混合物中分离到13个能以阿特拉津为唯一氮源生长的细菌菌株。通过16S rRNA基因序列分析, 11个菌株被鉴定为Arthrobacter spp., 2个菌株被鉴定为Pseudomonas spp.。对阿特拉津降解活力最高的Arthrobacter sp. AD30和Pseudomonas sp. AD39的降解基因组成和降解特性进行了详细研究。降解基因的PCR扩增表明, AD30和AD39都含有trzN-atzBC基因, 能将有毒的阿特拉津降解成无毒的氰尿酸。降解实验表明, 向阿特拉津浓度为200 mg/L的无机盐培养基中分别接种等量的AD30、AD39和这两个菌株的混合菌液, 30°C振荡培养48 h以后, 阿特拉津去除率分别为92.5%、97.9%和99.6%, 表明混合菌的降解效果好于单菌。用AD30和AD39的混合菌液接种阿特拉津浓度为176 mg/L的工业废水, 30°C振荡培养72 h以后, 99.1%的阿特拉津被去除, 表明混合菌株在阿特拉津工业废水的生物处理中有很好的应用潜力。     

氯氰菊酯降解菌GF31的分离鉴定及其降解特性

从受污染的土壤中分离得到1株以氯氰菊酯为唯一碳源生长的降解菌GF31, 通过形态观察、16S rDNA基因序列分析、生理生化实验, 鉴定该菌为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。菌株GF31降解氯氰菊酯的最佳pH值为7.0, 接种量为10%, 对浓度高达300 mg/L的菊酯仍可保持较高的降解活性。外加氮源对菌株的降解效能影响显著, 有机氮比无机氮更有利于农药降解。当以0.5 g/L蛋白胨作为氮源时, 降解速率明显提高, 对100 mg/L氯氰菊酯降解的平均速率为13.64 mg/(L·d), 是以硫酸铵为氮源时的2倍。初步分析认为降解产物及碱性pH环境对菌株的生长及活性具有一定的抑制作用。     

内蒙古鄂尔多斯一古盐湖真菌多样性及其功能酶的初步筛选

【目的】探索内蒙古鄂尔多斯一古盐湖土壤沉积物和湖水样品中的真菌多样性,并初步筛选出产功能酶的活性菌株。【方法】采用含有2.5%、5%、10%及15%NaCl的3种分离培养基,利用稀释平板法分离可培养真菌,基于形态学和ITS序列分析对获得菌株进行系统分类学分析。利用6种筛选培养基定性检测盐湖真菌的产酶活性。【结果】共分离到2 121株真菌,共45个形态种,根据形态学研究和ITS序列的系统分类学分析将其归类为27个属,优势属为曲霉属(Aspergillus)。功能酶筛选结果表明,45个形态种中有22个形态种具有产酶活性,其中6个形态种只产蛋白酶,6个只产纤维素酶,2个只产复合酶,1个只产淀粉酶。有4个形态种可同时产3种酶,有3个可同时产2种酶。【结论】内蒙古鄂尔多斯地区盐湖中真菌多样性丰富,产酶特性良好,研究工作为耐(嗜)盐真菌资源的进一步开发和利用提供依据。     

新疆哈密地区盐湖放线菌的多样性及其功能酶的筛选

[目的]本研究旨在了解新疆哈密地区盐湖放线菌多样性及产功能酶的特性.[方法]采用含有5%与10%NaC1的4种分离培养基,利用稀释平板涂布法对盐湖土壤样品进行分离;通过形态特征、耐盐性实验、抑菌实验及16S rRNA基因测序的基础上进行系统发育学分析;利用五种筛选培养基定性检测放线菌的产酶活性.[结果]从盐湖土壤样品中分离到63株放线菌,其中中等嗜盐放线菌47株;抑菌活性实验结果表明:23株放线菌对痢疾杆菌和/或其它病原菌有抑菌活性;功能酶筛选结果表明:3株放线菌产蛋白酶、46株产淀粉酶、14株产酯酶、34株产半乳糖苷酶、5株产纤维素酶.16S rRNA基因的系统发育学分析结果表明盐湖放线菌类群比较丰富.[结论]新疆哈密地区盐湖放线菌资源丰富,产酶特性良好,为开发利用极端环境微生物资源奠定了基础.     

新疆泥火山产酶嗜盐放线菌的筛选及多样性

[目的]了解新疆乌苏泥火山嗜盐放线菌及其产酶功能多样性.[方法]分别采用含有5%与10%NaCl的5种分离培养基,稀释平板涂布法对泥火山土壤样品进行分离;利用五种筛选培养基定性检测酶活性;在形态特征、耐盐性实验及16S rDNA基因测序的基础上进行系统发育学分析.[结果]获得嗜盐放线菌43株,极端嗜盐放线菌3株.4株嗜盐放线菌产脂肪酶,30株产半乳糖苷酶,27株产淀粉酶,6株产酯酶,4株产纤维素酶,1株同时产4种酶.系统发育学分析结果表明其中24株为拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis),1株为链霉菌属(Streptomyces).产两种酶的菌株10006与Nocardiopsis exhalans(AY03600)相似性为96.64%(小于97%),可能是潜在的新种.[结论]本研究表明新疆乌苏泥火山中存在大量的产半乳糖苷酶及淀粉酶的嗜盐放线菌,所分离到的拟诺卡氏菌属产酶多样性比较高,并且潜藏着新的微生物资源.     

云南程海湖酵母菌多样性及应用

【目的】针对云南丽江永胜县境内程海湖环境的特殊性,研究高原湖泊环境中酵母菌的多样性,初步探索程海湖环境中酵母菌的利用价值。【方法】对程海湖的湖水和其周边土壤样品中的酵母菌进行分离;应用26S rDNA的D1/D2区域序列分析,并结合形态及生理生化指标对分离获得的酵母菌进行鉴定;采用筛选培养基对已鉴定酵母菌进行产酶定性实验,分析高原湖泊中酵母菌的多样性及可应用性。【结果】分离得到酵母菌64株,对其中63株进行鉴定,归属于9个属22个种(包括4个疑似新种或新变种);地霉属Geotrichum和隐球酵母属Cryptococcus是2种环境中的共有属;在产酶活性筛选中发现有9株产胞外酶活性的菌株,其中YM24373既产蛋白酶又可产淀粉酶。【结论】研究结果显示程海湖中酵母菌组成具有较为丰富的多样性,其应用价值值得进一步研究。     

几种耐热戴氏霉对秸秆的降解效果

【目的】测定6株戴氏霉(Taifanglania)的生长温度特性及其对秸秆的降解效果。【方法】通过定时测定不同培养温度下的菌落直径绘制6株戴氏霉菌株的生长曲线;采用苯胺蓝法、愈创木酚法和木质素磺酸钙降解试验测定其木质素降解能力;用羧甲基纤维素钠水解圈测定法和胞外酶活测定法判定其对纤维素的降解能力;以失重法和范氏洗涤剂法检测其对水稻秸秆的降解效果。【结果】所试的耐热戴氏霉菌株均能耐受50 °C的高温,并能产生纤维素酶,但不同菌株产生的木质素降解酶有所差异;均具有降解秸秆的能力,其中合川戴氏霉(T. hechuanensis) H08.1菌株降解能力最强,其次是灰戴氏霉(T. cinerea) H57.1菌株,其秸秆降解率分别为50.2%和42.2%。【结论】合川戴氏霉H08.1菌株和灰戴氏霉H57.1菌株在秸秆的降解利用上具有潜在开发价值。     

广义虫草属二新记录种

【背景】广义虫草属是一类重要的虫生真菌资源。【目的】对我国西南地区虫生真菌及其相关真菌资源进行调查。【方法】在贵州省习水县和花溪区进行标本采集,采用含双抗的PDA培养基分离目的菌株;基于形态学特征和ITS rDNA序列系统发育分析相结合的方法进行菌株鉴定。【结果】从采集到的标本中分离获得5个菌株,菌株GY1113、GY90809和GY90810在形态特征上与马拉维白僵菌模式菌株非常相近;系统发育树中二者以高持率(ML/BI为99/1)聚成一个分支。菌株A1997在形态特征上与鳞翅目虫草模式菌株非常吻合;系统发育树中二者以较高支持率(ML/BI为78/0.95)聚成一个分支。菌株A1972在形态上与苏格兰白僵菌模式菌株的形态特征非常相近;系统发育树中二者以高支持率(ML/BI为99/1)聚成一个分支。因此分别鉴定为马拉维白僵菌、鳞翅目虫草及苏格兰白僵菌。【结论】马拉维白僵菌和鳞翅目虫草为中国新记录种。     

新疆两盐湖可培养嗜盐古菌多样性研究

从新疆地区艾比盐湖和艾丁盐湖卤水及泥土样品中分离到86株嗜盐古菌。16S rRNA基因序列分析结果表明,分离自艾比湖的嗜盐古菌分别属于Haloarcula、Halobacterium、Halorubrum、Haloterrigena、Natrinema和Natronorubrum6个属的11个分类单元,而分离自艾丁湖的嗜盐古菌分别属于Haloarcula、Halobiforma、Halorubrum、Haloterrigena、Natrialba、Natrinema6个属的8个分类单元,这一结果表明艾比湖可培养嗜盐古菌生物多样性稍高于艾丁湖。基于16S rRNA基因序列的系统发育分析表明代表菌株ABH15应为Natronorubrum属的中性嗜盐古菌新种,代表菌株ABH07、ABH12、ABH17、ABH19、ABH51和AD30可能是Halobacterium、Halorubrum、Haloterrigena、Haloarcula的新成员。     

厦门杏林湾红树林根际真菌分离及活性分析

【背景】海洋微生物是天然药物资源宝库,海洋环境中的微生物能够产生很多区别于陆生微生物的天然产物。红树林生长于陆地与海洋交界带的滩涂浅滩,是陆地向海洋过渡的特殊生态系统,可能蕴含着丰富的微生物资源和潜在的大量结构新颖的代谢产物。【目的】以厦门杏林湾红树林根际海泥和海水为研究对象,探索其中可培养海洋真菌的多样性及其发酵提取物的抗细菌和抗真菌活性,以期为发现新的药物先导化合物提供菌株资源。【方法】样品预处理后涂布于GPY、PDA、Martin和MEA这4种培养基,28℃倒置培养,待培养基上长出合适大小的菌落后,挑取单菌落接种于PDA培养基纯化。利用纸片扩散法对发酵提取物进行抗菌活性筛选,通过高效液相色谱分析提取物的化学多样性,并采用形态观察结合rDNAITS序列分析对活性较好的4株真菌进行菌种鉴定。【结果】共分离出71株真菌,其中49株真菌对金黄色葡萄球菌有抗性,6株真菌对白色念珠菌有抗性,2株真菌对大肠杆菌有抗性,菌株HS5-MEA-4和HS6-MEA-10初步鉴定为土曲霉,菌株HS5-GPY-7和HS6-GPY-15分别为棘孢曲霉和Aspergillus templicola。【结论】初步认知了厦门杏林湾红树林环境真菌多样性及其发酵提取物的活性和化学多样性特征,为后续海洋真菌次级代谢产物研究提供了依据。     

Culturable halophilic archaeal diversity of Ayakekumu salt lake located in Xinjiang, China

Molecular diversity of halophilic archaea from Ayakekumu salt lake was investigated by the polymerase chain reaction (PCR) amplification and culture methods. 19 water samples and 15 soil samples were taken from 19 sites within Ayakekumu salt lake in winter and spring. Under aerobic culture conditions, some halophilic microorganisms were isolated by five different media. The 16S rRNA gene sequences of 62 red strains were amplified by using PCR, determined by the DNA sequencer and analyzed through the BLASTn program subsequently. Results revealed that all sequences belonged to six genera grouped within the Halobacteriaceae. Mostly 16S rRNA gene sequences related to the genera Halorubrum (47%) and Natrinema (24%) were detected. Subsequent analysis by using Shannon index indicated that cultured halophilic archaeal diversities are not significantly different between winter and spring samplings in Ayakekumu salt lake. Similarity values of haloarchaeal 16S rRNA gene sequences to known sequences were less than 97%, suggesting the presence of two novel taxa. In addition, taxonomic characteristics of Natrinema altunense and Halobiforma lacisalsi isolated from Ayakekumu salt lake had been described previously. The discovery of the novel species provides new opportunity to further examine the diversity of these halophilic microorganisms in Ayakekumu salt lake.     

Culturable halophilic archaeal diversity of Ayakekumu salt lake located in Xinjiang, China

Molecular diversity of halophilic archaea from Ayakekumu salt lake was investigated by the polymerase chain reaction (PCR) amplification and culture methods. 19 water samples and 15 soil samples were taken from 19 sites within Ayakekumu salt lake in winter and spring. Under aerobic culture conditions, some halophilic microorganisms were isolated by five different media. The 16S rRNA gene sequences of 62 red strains were amplified by using PCR, determined by the DNA sequencer and analyzed through the BLASTn program subsequently. Results revealed that all sequences belonged to six genera grouped within the Halobacteriaceae. Mostly 16S rRNA gene sequences related to the genera Halorubrum (47%) and Natrinema (24%) were detected. Subsequent analysis by using Shannon index indicated that cultured halophilic archaeal diversities are not significantly different between winter and spring samplings in Ayakekumu salt lake. Similarity values of haloarchaeal 16S rRNA gene sequences to known sequences were less than 97%, suggesting the presence of two novel taxa. In addition, taxonomic characteristics of Natrinema altunense and Halobiforma lacisalsi isolated from Ayakekumu salt lake had been described previously. The discovery of the novel species provides new opportunity to further examine the diversity of these halophilic microorganisms in Ayakekumu salt lake.