矿物作用下A.ferrooxidans中磁小体相关基因的差异表达

目的:研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)中与磁小体形成相关的mpsA、magA、thy和mamB基因分别在黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和闪锌矿的作用下的表达差异,寻找有利于磁小体形成的最佳培养矿物能源。方法:测量以不同硫化矿为能源时的菌体生长特性,用实时定量PCR方法研究与磁小体形成相关基因的表达差异。结果:在以磁黄铁矿为能源时,菌的生长量及多数基因的表达量优于其它三种矿,四个基因相对表达量分别为1.15、2.35、1.32、2.68。结论:磁黄铁矿是A.f中磁小体形成的最佳矿物能源。     

固体平板磁泳分离细菌新方法的研究

氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够在胞内形成电子致密的磁性颗粒,它的这种特性使利用氧化亚铁硫杆菌合成生物纳米磁性材料成为了可能。本课题组为了筛选出合成磁性颗粒能力强的菌株,对原有的液体磁泳进行了改进,采用了新的固体平板磁泳方法来筛选纯化目的菌株。经过磁泳分离后,细菌中含磁性颗粒的细胞比例由原始菌群的30％上升到90％,胞内含有的磁颗粒数目也由1~2颗增加至2~5颗,筛选得到的细菌在人工磁场下会进行趋磁运动。实验结果表明,氧化亚铁硫杆菌具有较弱的趋磁性,在人工磁场下会进行趋磁运动,但仅在地磁场作用下不能定向运动,利用固体平板磁泳筛选纯化含有磁性颗粒的氧化亚铁硫杆菌的方法是切实可行的,磁泳分离技术的进一步完善和改进为传统的微生物菌种分离提供了新的途径,为研究纯氧化亚铁硫杆菌菌株胞内磁性颗粒的形成条件及机理提供了前提条件,也为今后从浸矿细菌中分离筛选更多的含有磁性颗粒的菌株打下基础。     

硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌铁代谢基因表达的影响

目的:探讨硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长及铁代谢基因表达的影响.方法:用血细胞计数板和重铬酸钾滴定法研究了不同浓度硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长的影响,采用实时荧光定量PCR技术研究了硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌铁代谢基因表达的影响.结果:硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的生长有抑制作用,随着培养基中硫酸铁浓度的增加,抑制作用也越来越明显.实时定量PCR结果表明,用0.15 M硫酸铁刺激细菌后,实验中所涉及的铁代谢相关基因表现出相似的表达趋势.刺激10 min后,基因均发生明显的的表达上调,且表现为最大值.刺激时间延长,上调幅度逐渐减小.不同的操纵子基因表现出不同的上调幅度.结论:硫酸铁对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的生长有明显的抑制作用,铁代谢相关基因对硫酸铁的刺激有积极的反应.     

铜蓝精矿的生物浸出

采用两种嗜酸硫杆菌(嗜酸氧化亚铁硫杆菌和喜温硫杆菌)对铜蓝进行生物浸出,实验在有或没有4 g/L硫酸亚铁pH 2．0、150转/分、35℃的三角瓶中进行。实验结果表明:用两种菌混合浸出的铜几乎等于嗜酸氧化亚铁硫杆菌单独浸出的铜;另外,亚铁的加入能提高铜的浸出。     

补料发酵法批量培养磁敏感氧化亚铁硫杆菌

磁敏感氧化亚铁硫杆菌胞内可以生成磁性颗粒,探索其培养条件对趋磁细菌的研究有重要意义。利用补料发酵法,实现了磁敏感氧化亚铁硫杆菌的实验室批量培养。发酵终体积为2L的摇瓶发酵条件下,培养40h后一次补Fe2+(5%),使最高菌体浓度达到2.33×107个/ml,比不补料对照提高了60.69%;同样条件下,补入9K全料则可达到2.47×107个/ml,比不补料对照提高70.34%;原子力显微镜磁扫描结果显示发酵得到的菌体有明显磁性,即胞内含有大量磁性颗粒。     

氧化亚铁硫杆菌的诱变机理研究

目的：通过物理诱变提高氧化亚铁硫杆菌（T.f）的活性。方法：利用紫外线对高氧化亚铁硫杆菌进行诱变,对比紫外线辐照120s、240s和300s后培养的氧化亚铁硫杆菌的活性,得到最佳的辐照时间。结果：紫外线诱变氧化亚铁硫杆菌的最佳时间为240s,超过该值后T.f菌很难培养。结论：经过240s的紫外线辐照后,利用Leathen培养基培养的氧化亚铁硫杆菌与对照组相比,浓度为对照组的1.21倍,pH值低0.28,氧化还原电位的绝对值比值为1.13,在同样时间条件下,培养液中Fe2＋浓度的曲线变化斜率分别为0.683和0.236。     

氧化亚铁硫杆菌氧化亚硫酸盐的动力学研究

实验用Ms培养基,利用去除铁离子的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)进行了细菌亚硫酸盐的生长代谢研究。实验结果表明氧化亚铁硫杆菌对亚硫酸根具有一定的氧化能力。用Origin 7.0对实验数据进行拟合处理,表明了氧化亚铁硫杆菌催化氧化亚硫酸盐的动力学方程符合Hill方程。氧化亚铁硫杆菌催化氧化亚硫酸盐是一个底物抑制的细胞反应,其KS值随pH值和底物浓度的改变而变化。pH值对反应有很大的影响,pH值越接近中性KS就越小,反应速率就越大。     

海藻酸钙包埋氧化亚铁硫杆菌的固定化研究

采用非稳态法测定FeSO4在包埋和未包埋氧化亚铁硫杆菌的凝胶中的有效扩散系数。结果表明,FeSO4在凝胶中的有效扩散系数De随着海藻酸钠浓度的升高而降低,当海藻酸钠浓度为2%时最优;凝胶剂CaCl2的浓度对扩散系数的影响较小。包埋的氧化亚铁硫杆菌在10h达到增殖平衡,而FeSO4在包埋细菌的凝胶内扩散系数明显减少。     

包埋氧化亚铁硫杆菌的海藻酸钙凝胶扩散特性研究

采用非稳态法测定了FeSO4在未包埋氧化亚铁硫杆菌的凝胶中的有效扩散系数,分析包埋细菌的氧化情况.结果表明,FeSO4在凝胶中的有效扩散系数De随着海藻酸钠浓度的升高而降低,当海藻酸钠浓度为2%时最优;凝胶剂CaCl2的浓度对扩散系数的影响较小.包埋的氧化亚铁硫杆菌在10h达到增殖平衡,而FeSO4在包埋细菌的凝胶内扩散系数明显减少.包埋的氧化亚铁硫杆菌在初始铁浓度为5g/L时,完全氧化所需时间最短但氧化速率变化较快,当初始铁浓度为8g/L和10g/L时,完全氧化所需时间相同.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组学研究进展

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidan,A.ferrooxidans)广泛存在于酸性矿物废水中,与生物冶金和环境净化紧密相关。不同来源嗜酸氧化亚铁硫杆菌全基因组的测序,为我们利用比较基因组学和功能基因组学的方法去洞察嗜酸氧化亚铁硫杆菌功能基因,提供了坚实的研究基础和丰富的科研信息。简述了嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组学的基本特征;从比较基因组学和功能基因组学发现了嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株基因组水平的差异;通过生物信息学概述了该菌的铁和硫代谢机制,并从细菌的功能基因组学对其在生物冶金与环境治理等应用进行了展望。     

生物浸出系统中Acidithiobacillus ferrooxidans对雄黄表面改性研究

【目的】研究Acidithiobacillus ferrooxidans BY-3对雄黄表面改性作用,为进一步研究雄黄的生物炮制技术提供实验基础与理论依据。【方法】在4组生物浸出体系中(每组包含100 mL无亚铁离子的9K培养基和0.500 g雄黄):第1组无添加;第2组添加4.469 g硫酸亚铁;第3组添加0.100 g硫粉;第4组加入4.469 g硫酸亚铁和0.100 g硫粉。在上述4组中使用A.ferrooxidans BY-3对雄黄进行生物浸出。浸出前后雄黄表面形貌及元素变化,使用扫描电镜(SEM)与能谱仪(EDS)、X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)进行分析。【结果】4组浸出体系均发现A.ferrooxidans BY-3粘附于雄黄表面以此来产生直接作用。含Fe2+的浸出体系中雄黄表面产生非常明显的变化,含硫的浸出体系中雄黄表面变化不明显;只有Fe2+存在的浸出体系中As/S比率增高,而其余3组浸出体系中As/S比率均明显下降;另外,改性雄黄的表面存在黄钾铁矾、硫、赤铁矿、针铁矿和磁铁矿等,但未检测到砷华(As2O3)与副雄黄(Pararealgar)。【结论】A.ferrooxidans对雄黄改性具有重要作用。Fe2+对雄黄的改性具有促进作用,而硫对雄黄的改性具有抑制作用。雄黄改性前后的物化分析结果证实了生物浸出技术可有效解决传统方法制备雄黄及贮存过程中氧化和光化问题。     

微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸中次生铁矿物形成的影响

在嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans作用下, 污泥生物沥浸体系中常会有次生铁矿物形成, 这些矿物对污泥脱水和重金属溶出有重要影响。在FeSO4-K2SO4-H2O生物成矾临界点模拟生物沥浸过程, 考察了Acidithiobacillus ferrooxidans菌接种密度和矿物收集时间对次生铁矿物的影响。结果表明, 微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸过程中次生铁矿物的重量及其类型均有一定影响, 随矿物收集时间的推迟, 溶液中含有的一价阳离子(如K+等)可导致施氏矿物向黄铁矾发生转变, 并成为影响铁矿物类型的主导因素。     

假丝酵母YQ5产S-腺苷甲硫氨酸的发酵培养基优化

利用单因子实验和正交实验对假丝酵母(Candida sp.)突变菌株YQ5摇瓶发酵产生S-腺苷甲硫氨酸的培养基成分进行了优化。单因子实验结果表明, 发酵最适pH值为6.0, 最佳碳源为 8%蔗糖, 最佳氮源为1.5%胰蛋白胨, 酵母粉最适浓度为2%, MgSO4·7H2O、CaCl2、FeSO4·7H2O、CoCl2、CuSO4·5H2O、H3BO3等作为无机离子对胞内S-腺苷甲硫氨酸的积累均有促进作用。利 用正交实验获得了最终的发酵培养基配方。在最适条件下发酵48 h, S-腺苷甲硫氨酸含量可达1740.0 mg/L。     

Global transcriptional analysis of stress-response strategies in Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270 exposed to organic extractant—Lix984n

Acidithiobacillus ferrooxidans (A. ferrooxidans) ATCC 23270 is a model bacteria for bioleaching research. Because of the use of extractant in metal extraction industry, A. ferrooxidans needs to cope with the water-organic two-phase system. To get insight into the molecular response of A. ferrooxidans to organic solvent, global gene expression pattern was examined in A. ferrooxidans ATCC 23270 cells subjected to Lix984n (an organic extractant) using the method of whole-genome DNA microarray. The data suggested that the global response of A. ferrooxidans to Lix984n stress was characterized by the up-regulation of genes involved in pentose phosphate pathway, fatty acid and glutamate biosynthesis. In further study, compared to heterotrophic bacteria in dealing with short-time stress, A. ferrooxidans has a special strategy of continuously enhancing the expression of genes encoding proteins involved in electron transport, such as petI, petII, cyo and cyd. Besides, acrAB-tolC operon encoding organic solvent efflux pump and its positive regulator gene ostR were addressed.     

浙贝母内生真菌菌株FTJZZJ09及其抑菌活性成分

根据菌株的形态学特征和ITS序列分析结果,将一株来源于浙贝母新鲜鳞茎的内生真菌菌株FTJZZJ09鉴定为产黄青霉(Penicillium chrysogenum),其在优化后的改良查氏培养基(3g/L麦芽糖,3g/L蛋白胨,0.1g/LK2HPO4,0.05g/LKCl,0.3g/LNaNO3,0.05g/LMgSO4·7H2O,0.001g/LFeSO4·7H2O,pH6.5)中28°C、160r/min振摇培养7d,获得的发酵液具有抑菌活性。利用正相硅胶、SephadexLH-20柱层析以及重结晶等方法,从发酵液乙酸乙酯提取物中分离到3个具有抑菌活性的化合物,利用质谱和核磁共振等技术将其分别鉴定为环(脯氨酸-甘氨酸)、环(脯氨酸-缬氨酸)和2-乙酰基-4(3H)喹唑酮,它们对枯草芽孢杆菌的生长均具有较为明显的抑制作用,MIC分别为0.8、0.8和0.4g/L,但对革兰氏阴性菌的生长无明显的影响。     

戴尔根霉发酵麸皮酶解液制备富马酸的研究

拟通过根霉菌发酵小麦麸皮纤维质实现其高效生物转化制备富马酸的目标。在单因素试验研究基础上,对发酵工艺进行响应曲面法优化,并开展代谢机理初步探索。通过单因素试验确定了酵母浸粉、硫酸镁及硫酸锰质量浓度为主要影响因素,响应曲面研究结果显示:当发酵水解液总糖浓度80.0g/L、硫酸铵2.00g/L、酵母浸粉0.29g/L、硫酸镁0.26g/L、硫酸锰0.07g/L、硫酸亚铁0.05g/L时,富马酸产量最高,其值为27.423g/L。对戴尔根霉Rhizopus delemar CICC41341的木糖代谢途径的初步分析结果表明木酮糖激酶为该菌株木糖代谢的关键限速酶。论文研究结果可为纤维质糖液工业发酵制备平台有机酸提供一定支持。     

Isolation and some properties of a mesophilic and mixotrophic iron-oxidizing bacterium, OKM-9

An iron-oxidizing bacterium strain, OKM-9, isolated from mud obtained from the bottom of a pond, Minamikata Ohike, in Okayama prefecture, Japan, grew well in an FeSO4 x 7H2O (3%)-medium (pH 2.5) with 0.03% yeast extract. However, the strain could not grow either in an FeSO4 x 7H2O (3%)-medium without yeast extract or in a yeast extract (0.03%)-medium (pH 2.5) without Fe2+. The strain did not use elemental sulfur as an energy source and did not have the activity to fix carbon dioxide. Strain OKM-9 could grow in an FeSO4 x 7H2O (3%)-medium with twenty different L-amino acids instead of yeast extract. Incorporation of [U-14C] glutamic acid into the cells was dependent on the energy produced by the oxidation of Fe2+. Strain OKM-9 did not grow heterotrophically using amino acids and hexoses as a sole energy and carbon source. The results that strain OKM-9 absolutely required ferrous iron (Fe2+) as a sole energy source and yeast extract or L-amino acids as a carbon source for growth strongly suggest that the strain is a mixotrophic iron-oxidizing bacterium. Strain OKM-9 was a gram-negative and rod-shaped bacterium (0.4-0.6 x 1.6-2.2 microm) and the mean G + C content of the DNA of the bacterium was 59.6 mol%. The optimum temperature and pH for growth were 30 degrees C and 2.1, respectively. However, the strain could not grow at temperatures above 45 degrees C. Iron-oxidizing activities of strain OKM-9 measured with intact cells and the plasma membrane were 14.3 and 5.7 microl O2 uptake/mg protein/min, respectively. The pyridine ferrohemochromes prepared from the plasma membrane of this strain showed absorption peaks characteristic of alpha-bands of heme a and b, but not heme c, at 587 and 557 nm, respectively. The results suggest that the cytochromes composing an iron-oxidation system of strain OKM-9 are different from those of the well-known mesophilic iron-oxidizing bacteria Thiobacillus ferrooxidans and Leptospirillum ferrooxidans.     

一株甲烷氧化菌的分离鉴定与特性

甲烷氧化菌是一类能以甲烷作为唯一碳源和能源进行同化和异化代谢的微生物。从若尔盖高原不同地点采集的样品中筛选得到一株名为XN1的甲烷氧化菌,根据此菌株的形态与16SrRNA序列同源性分析,证实该菌株属于Methylomonas属。对该菌株的培养条件进行研究的结果表明,以甲烷与甲醇共同作为碳源,硝酸钾和氯化铵共同为氮源时菌生长最好,最适生长温度为25℃,最适生长pH为6.5,培养基中CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O的浓度以0.03mg/L和0.4mg/L为宜。     

氧化亚铁硫杆菌的分离及其培养条件优化

目的:获得可应用于烟气脱硫的菌株,并对其培养条件进行优化.方法:从化工厂取土样分离氧化亚铁硫杆菌,分析分离菌株的形态学特征、培养特征及16S rDNA序列,确定菌株的分类地位.通过单因子实验,对培养基中主要成分硫酸亚铁和硫酸铵的浓度进行优化.利用SAS软件中的Box-Behnken法设计实验,通过响应面分析对初始pH、温度、接种量、装液量4个因素进行优化.结果:获得菌株N16,经鉴定为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans).确定FeSO_4·7H_2O和(NH_4)_2SO_4的最适添加量分别为60/L和1g/L.确定菌株最适培养条件为:初始pH 1.8,温度28℃,转速150r/min,接种量15%,装液量30mL.在最适培养墓及培养条件下,菌株N16的亚铁氧化率可达99.78%.结论:分离得到的菌株适合于微生物法烟气脱硫的应用.