一株路德维希肠杆菌的筛选及其对3-苯氧基苯甲酸的降解特性分析

【目的】3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的消除是解决拟除虫菊酯类农药污染的关键,目的是从受拟除虫菊酯类农药污染植物根系土壤中分离出3-PBA高效降解菌株。【方法】采用富集驯化、筛选纯化方法,以3-PBA为唯一碳源、能源筛选3-PBA降解菌株;菌株鉴定采用形态、生理生化和16S r RNA序列分析法;并研究其生长降解动力学特性,最后采用Box-Behnken响应面分析确定最佳降解条件。【结果】从川北地区大豆根系土壤中筛选得到1株高效降解菌BPBA031,经鉴定为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii);该菌株耐3-PBA浓度达1600 mg/L,其生长降解过程分别符合Logistic生长动力学(μm=0.09149 h~(–1),X_m=1.1145)和一级降解动力学模型(k=0.02085,t_(1/2)=33.24 h);对3-PBA降解的最适条件为34–37°C、3-PBA浓度25–200 mg/L和p H 7.5–8.5;在35.19°C、30.0 mg/L 3-PBA和p H 7.58条件下,该菌株48 h对3-PBA的降解率达83.75%。【结论】路德维希肠杆菌BPBA031是1株高效3-PBA降解菌,可作为生物修复受3-PBA或拟除虫菊酯类农药污染环境的潜在菌株资源。     

一株3-苯氧基苯甲酸降解菌的筛选及其协同Bacillus licheniformis G-04降解高效氯氰菊酯的研究

【目的】从长期受拟除虫菊酯类农药污染的白菜根系土壤分离1株3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid, 3-PBA)降解菌,并探究其与Bacillus licheniformis G-04协同作用对高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin,Beta-CP)的降解及污染土壤的生物修复,为土壤农药残留危害处理提供优良菌种。【方法】采用富集驯化、筛选纯化方法,筛选3-PBA降解菌,并通过形态和生理生化特征以及16S rRNA序列分析进行鉴定。利用Origin 8.0分析3-PBA降解菌与B. licheniformis G-04的生长降解动力学过程。同时,采用高效液相色谱法评估两菌株协同降解Beta-CP的能力及其对受Beta-CP污染土壤的修复作用。【结果】筛选得到1株3-PBA高效降解菌HA516,48 h对3-PBA (100 mg/L)的降解率达到87.73%,经鉴定为皮特不动杆菌(Acinetobacter pittii);构建了该菌株和B. licheniformis G-04的生长降解动力学方程,结果表明模型与实验数据能较好拟合;以6.7∶3.3的接种比例先接种B. licheniformis G-04,24 h后再接入A. pittii HA516协同作用,在48 h,Beta-CP (50 mg/L)的降解率达78.37%,较单菌株(B. licheniformisG-04)的降解率(40.47%)提高了37.90%,半衰期从58.39h缩短为24.51h。土壤修复实验表明,第7天协同组对Beta-CP(30mg/kg)的降解率较单菌株提高了33.26%,达到79.27%。【结论】A.pittiiHA516是1株3-PBA高效降解菌,能与B. licheniformis G-04协同增效降解Beta-CP,可作为修复3-PBA或拟除虫菊酯类农药污染的优良微生物资源。     

石油生物脱硫菌Agrobacterium tumefaciens UP-3的固定化研究

对能降解二苯并噻吩(DBT)的根癌土壤杆菌AgrobacteriumtumefaciensUP3菌株进行了固定化研究,以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)混合物为包埋法固定化载体,固定化最佳操作条件为4℃交联,PVA和SA混合物总浓度7%,两者最佳浓度比为6,细胞浓度为0.05g/mL。当DBT加入量为2.7mmol/L时,UP-3的静息细胞最高脱硫率为13%,而固定化细胞的脱硫效率超过了60%;固定化细胞的最佳使用条件为降解5d,温度28℃～32℃。     

食源米曲霉菌株的分离及其降解高效氯氰菊酯和3-苯氧基苯甲酸的特性研究

【目的】通过研究不同食源米曲霉菌株对高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin,β-CP)及其必经代谢产物3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的降解特性,了解不同菌株的降解共性及差异性,为农副产品和发酵食品的农残减除提供理论基础和食品用安全微生物资源。【方法】以发酵食品为菌源,通过形态学鉴定、ITS测序和菌株产黄曲霉毒素B1 (AFB1)的测定筛选鉴定米曲霉菌株,采用高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、液相色谱-质谱法(LC-MS)对米曲霉模式菌株RIB40 (保藏编号:ATCC 42149)、米曲霉M4 (保藏编号:CGMCC 11645)和鉴定获得的米曲霉菌株的β-CP和3-PBA降解特性进行研究。【结果】鉴定获得15株不产AFB1的食源米曲霉,17株米曲霉在马铃薯液体培养基(PD)中振荡培养5d,对50mg/L的β-CP降解率为19.33%-50.29%不等,检测到降解产物3-PBA,对50 mg/L的3-PBA降解率为45.59%-99.67%不等;分别在添加50 mg/Lβ-CP和3-PBA的无机盐培养基(MM)中振荡培养5 d,米曲霉菌株均未生长,对β-CP和3-PBA无降解;在富集培养基(GM)中振荡培养2 d,对100 mg/L的3-PBA转化或降解率为69.28%-99.58%不等,检测到3-苯氧基苄醇(3-PBlc)和羟基-3-苯氧基苯甲酸(HO-3-PBA)。【结论】食源米曲霉具有共代谢降解β-CP和3-PBA的共性,3-PBA为β-CP降解中间产物,米曲霉对3-PBA普遍具有较高的降解率。在3-PBA降解初期,米曲霉可将其短暂还原生成毒性相对较低的3-PBlc,同时,3-PBA逐渐羟基化生成水溶性更强的HO-3-PBA参与下游降解。     

石油生物脱硫菌Agrobacterium tumefaciens UP-3的固定化研究*

对能降解二苯并噻吩(DBT)的根癌土壤杆菌AgrobacteriumtumefaciensUP3菌株进行了固定化研究,以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)混合物为包埋法固定化载体,固定化最佳操作条件为4℃交联,PVA和SA混合物总浓度7%,两者最佳浓度比为6,细胞浓度为0.05g/mL。当DBT加入量为2.7mmol/L时,UP-3的静息细胞最高脱硫率为13%,而固定化细胞的脱硫效率超过了60%;固定化细胞的最佳使用条件为降解5d,温度28℃～32℃。     

一株溴氰菊酯降解菌的分离鉴定及其降解条件优化

【背景】拟除虫菊酯类农药的降解已成为食品安全和环境卫生领域的研究热点,而生物降解被认为是一种绿色高效的解决方法。【目的】从长期受拟除虫菊酯类农药污染的草莓根系土壤分离一株溴氰菊酯(deltamethrin,DM)降解菌,并优化其培养基及降解条件,从而提高DM降解菌的降解效率。【方法】采用富集驯化、分离纯化法筛选DM降解菌,通过形态学和生理生化特征,以及16S rRNA基因序列分析进行鉴定。通过Plackett-Burman因素筛选试验、最陡爬坡试验和Box-Behnken试验优化菌株降解条件。【结果】筛选获得一株DM降解菌LH-1-1,96h对DM(100mg/L)的降解率为53.43%,经鉴定为琼氏不动杆菌(Acinetobacter junii);通过优化后,在DM浓度75mg/L、胰蛋白胨3 g/L、pH值6.8、硫酸铵1.5 g/L、氯化铁0.01 g/L、接种量为5%(体积比)、菌龄12 h、培养温度30℃条件下,菌株LH-1-1对DM降解率达82.36%,较未优化前提高了28.93%。【结论】A. junii LH-1-1具有较高的DM降解能力,该菌可为生物修复受DM或拟除...     

玉米芯、竹炭及油枯吸附-海藻酸钠包埋施氏假单胞菌PFS-4对二氯喹啉酸的降解

采用玉米芯、竹炭及油枯吸附-海藻酸钠包埋对分离到的施氏假单胞菌PFS-4进行复合固定.采用正交试验对固定化条件进行优化,研究了固定化菌剂及游离菌体对二氯喹啉酸的降解效果.结果表明: 固定化菌剂制备的最佳条件为:海藻酸钠质量分数为4%、吸附载体比例(玉米芯∶竹炭∶油枯)为1∶2∶1、CaCl₂质量分数为3%、交联时间4 h.固定化菌剂在温度为30 ℃、初始pH=7的条件下,经6 d培养后,对浓度为800 mg·L^-1的二氯喹啉酸降解率为91.4%,而游离菌体的降解率为72.8%.将游离菌体和固定化菌剂用于实际污水及土壤处理时,固定化菌剂对水中及土壤中二氯喹啉酸去除率仍能分别达到84.2%和74.3%.研究结果表明,载体及其联结方式对土壤中二氯喹啉酸去除产生显著影响,翻动频率与土壤中二氯喹啉酸的去除率呈显著正相关.因此,玉米芯、竹炭及油枯吸附-海藻酸钠复合固定施氏假单胞菌PFS-4对不良环境具有较好的缓冲性能,对二氯喹啉酸污染水体及土壤原位生态修复具有潜力.     

生物脱硫菌根癌土壤杆菌UP-3的固定化研究

生物脱硫催化剂固定化研究对生物脱硫技术的推广应用具有重要的意义。该文以筛选出的具有脱硫能力的根癌土壤杆菌UP-3为固定化研究对象,二苯并噻吩(DBT)为生物催化脱硫的模型化合物,主要考察了菌株UP-3的培养条件、固定化方法和载体、固定化操作条件和固定化细胞的使用条件。结果表明：以桑特斯培养基在30℃下培养28h的根癌土壤杆菌UP-3具有最佳活性。采用3wt％海藻酸钠水溶液为包埋载体,液菌比为20：1,在4℃下1wt％CaCl2水溶液中固定化24h,得到的固定化细胞脱硫性能最好。在30℃下,反应6d可将浓度为625mg／L的DBT降解60％以上。     

桦褶孔菌漆酶固定化及其对染料的降解

采用壳聚糖交联法和海藻酸钠-壳聚糖包埋交联法固定化桦褶孔菌产生的漆酶,探讨最佳固定化条件,固定化漆酶的温度,pH稳定性及操作稳定性,并以两种固定化酶分别对4种染料进行了降解.结果表明:(1)壳聚糖交联法固定化漆酶的最佳条件为:壳聚糖2.5%,戊二醛7%,交联时间2h,固定化时间5h,给酶量1g壳聚糖小球:1mL酶液(1U/mL),固定化效率56%;(2)海藻酸钠-壳聚糖包埋交联法固定化漆酶的最佳条件为:海藻酸钠浓度4%,壳聚糖浓度0.7%,氯化钙浓度5%,戊二醛浓度0.6%,给酶量4mL 4%海藻酸钠:1mL酶液(1U/mL),固定化效率高达86%;(3)固定化的漆酶相比游离漆酶有更好的温度和pH稳定性;(4)比较两种固定化漆酶,海藻酸钠-壳聚糖包埋交联法固定化酶的温度及酸度稳定性要优于壳聚糖固定化酶,但可重复操作性要弱于后者,两者重复使用8次后的剩余酶活比率分别为71%及64%;(5)两种固定化酶对所选的4种不同结构的合成染料均有较好的降解效果,其中壳聚糖固定化酶对茜素红的降解效果及重复使用性极佳,重复降解40mg/L的茜素红10次,降解率仍保持在100%.     

T2-2菌株对多菌灵的降解特性及生物修复试验

摘要：【目的】为获得降解多菌灵的微生物菌株,并用其制备生物修复剂,修复被污染的土壤。【方法】从耐药性木霉菌株诱变选育过程中,得到一株能降解多菌灵的变异菌株T2-2。该菌株在多菌灵浓度100 mg/L无机盐培养基中, 于25℃、200 r/min振荡培养取样,用HPLC-MS检测代谢产物;以玉米秸秆粉为原料经固体发酵制成T2-2生物修复剂;采用土壤人工接种,在T2-2菌剂接种量为107cfu/g干土、多菌灵含量为0.1 mg/g干土时进行灭菌土和自然土壤的修复试验;另外,还做了T2-2菌剂对黄瓜枯萎病的活体防效试验。【结果】处理2 d的培养液,HPLC-MS检测出代谢产物为：2-氨基苯并咪唑,苯并咪唑和2-氨基苯腈,处理5 d的培养液经检测未发现多菌灵和代谢产物;土壤修复试验中,灭菌土壤中的多菌灵接种6 d被完全降解,而自然土壤中的多菌灵被完全降解缩短到4 d。说明秸秆粉作为共代谢底物,促进了T2-2和土著微生物的共代谢降解作用;另外,T2-2菌剂对黄瓜枯萎病的活体防治效果达到81.7%,优于化学农药。【结论】木霉T2-2菌株即可降解土壤中的多菌灵,又可防治植物病害。     

包埋法固定化对硫氧化微生物菌群结构和功能的影响

【目的】为探讨包埋法固定化过程对硫氧化菌群硫化物去除能力及菌群微生物群落结构的影响,【方法】以聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭为载体,对硫氧化菌群进行了固定化,并采用富含硫化物的无机盐培养基,对比固定化与非固定化硫氧化菌群对硫化物的氧化去除能力。同时,利用PCR-DGGE技术,探讨硫氧化菌群在固定化前后以及在硫化物氧化去除过程中微生物群落结构变化。【结果】在对硫氧化菌群进行固定化之后,12 h之内对硫化物的最大去除能力从1000 mg/L下降为600 mg/L。硫氧化菌群的微生物群落结构发生了明显变化,但菌群中的硫氧化菌Catenococcus thiocycli未受影响,硫氧化菌Thioclava pacifica在菌群中的地位反而得到了强化。【结论】受制于底物在载体材料中的扩散迁移效率,硫氧化菌群对硫化物的氧化去除能力在固定化之后有所下降。由于不同微生物对固定化形成的微环境的适应能力以及对载体附着能力的不同,固定化对硫氧化菌群的微生物群落结构产生较大影响。     

一株产褐藻胶裂解酶的需钠弧菌筛选及酶解产物分析

[背景]褐藻胶裂解酶种类丰富、降解机制多样,是高效环保降解褐藻胶、制备褐藻寡糖的工具酶,成为褐藻植物高值化开发利用的研究热点.[目的]从海泥中筛选获得褐藻胶裂解酶高效产酶菌株,确定菌株发酵产酶最优条件,鉴定和分析酶降解产物,进而解析该酶的降解特性.[方法]以褐藻胶为唯一碳源,从海带养殖场附近海泥中筛选菌株,通过形态学观...     

新一代糖化酶高产菌株的选育及其工业应用

【目的】建立对糖化酶生产菌种黑曲霉随机突变文库进行筛选的方法,以获得糖化酶酶活提高的突变菌株。【方法】以一株可产糖化酶的黑曲霉菌株Aspergillus niger X1为出发菌株,经硫酸二乙酯诱变获得突变文库,采用葡萄糖的结构类似物——2-脱氧葡萄糖进行筛选,并在筛选过程中逐渐提高2-脱氧葡萄糖浓度,定向选育具有2-脱氧葡萄糖抗性、高产糖化酶的突变株。【结果】获得的高产突变菌株DG36摇瓶发酵糖化酶产量比出发菌株A.niger X1提高22.2%–33.8%,经工业水平50 m~3罐发酵测试,突变株DG36发酵128 h糖化酶活可达49094 U/m L,在相同发酵时间内,其酶活较出发菌株A.niger X1提高32.8%,发酵时间缩短16.9%。【结论】本研究开发了一种以2-脱氧葡萄糖为抗性标记选育高产糖化酶突变株的方法,所得突变株DG36遗传性状稳定,与出发菌相比具有菌丝粗壮、产酶期提前、糖化酶活高、发酵时间短、有利于发酵后处理的优点。     

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。     

果实红色与黄色番茄品种植株茎部内生细菌群落结构及代谢功能特征

[目的]比较果实颜色分别为红色和黄色的番茄植株茎部内生细菌群落组成及代谢功能特征,旨在探究番茄果色形成与植株内生细菌的关联,为构建番茄育种新型的评价体系,以及开发利用有益微生物功能提供理论依据和技术支撑.[方法]基于MiSeq高通量测序技术,分析果实颜色分别为红色和黄色番茄品种植株茎部内生细菌群落组成及相关代谢功能生物...     

攀西高原不同轮作制度下土壤固氮微生物nifH基因多样性与群落结构特征

[背景]关于高原生境轮作制度对土壤固氮微生物群落组成及多样性的影响研究尚少。[目的]深入认识攀西高原不同轮作制度对农田土壤肥力及土壤固氮微生物nifH基因群落结构与多样性的影响,以期建立合理的轮作制度。[方法]以凉山州冕宁县不同作物轮作制度[包括光叶紫花苕-烤烟(分轮作15年和20年两种,分别为G1和G2)、苦荞-烤烟(KQ)、大麦-烤烟(DM)和撂荒(CK)]的土壤为研究对象,通过化学分析和Illumina MiSeq技术,对土壤理化性质、土壤固氮微生物nifH基因多样性及群落组成进行分析。[结果]撂荒土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳和含水量最显著(P<0.05)。KQ轮作下土壤有效磷和速效钾分别提高了43.0%和2.60%,而DM轮作下的土壤理化性质均下降。土壤固氮酶活以撂荒土壤最高,G2轮作最低。土壤固氮微生物nifH基因多样性以G1轮作最高、G2轮作最低,门水平上以变形菌门(Proteobacteria)是优势共有nifH基因类群,相对丰度占群落的63.0%-92.4%;属水平上,偶氮氢单胞菌属(Azohydromonas)是不同轮作制度下的优势物种,慢生根瘤属(Brad...     

微泡菌属菌株YPW1和YPW16多糖降解特性分析

【背景】海洋环境中分离到的微泡菌属菌株具有多糖降解能力,在环境中可以作为糖类代谢的重要执行者参与海洋碳循环过程。【目的】测定2株微泡菌属菌株的多糖降解活性,通过与微泡菌属其他菌株基因组比较分析2株菌的多糖降解基因特征。【方法】通过3,5-dinitrosalicylicacid(DNS)定糖法测定多糖降解活性,同时利用高通量测序技术对菌株基因组序列进行测定与组装,并与其他基因组注释结果进行比较分析。【结果】分离得到2株微泡菌属菌株YPW1和YPW16,二者均为潜在新种。结果表明,菌株YPW1能够降解琼胶、褐藻胶、果胶、几丁质、木聚糖、淀粉、普鲁兰等7种多糖,而菌株YPW16仅可降解淀粉和普鲁兰。基因组分析表明,YPW1具有上述7种多糖的降解酶基因,但菌株YPW16只具有淀粉酶与普鲁兰酶降解基因。相较于其他微泡菌属菌株,菌株YPW1多糖降解范围、多糖降解酶基因种类与丰度较高,但菌株YPW16多糖降解范围却较为狭窄。由此可知,多糖降解酶基因在微泡菌属基因组中的分布差异性较大。【结论】本研究为微泡菌属提供了2株潜在的新型菌株资源,为生物多糖降解提供了生化工具,也为研究微泡菌属菌株中多糖降解基...     

石油降解酶的筛选、固定化及添加表面活性剂强化其对石油的降解

在石油开采和加工过程中产生的含油污泥是石油化工行业中主要的污染源,会对周边生态环境造成持续性的危害。生物法降解被认为是一种有效且可持续的技术而备受关注。目前的研究多聚焦在微生物法降解石油,而酶法降解鲜有报道。【目的】本研究旨在优选石油高效降解酶,并深入分析其降解特性,以期构建一套酶法降解石油的体系。【方法】基于分子对接模拟技术,分析酶与石油类常见底物的结合可能性及结合模式,通过石油降解实验优选降解酶;通过添加表面活性剂及酶固定化进一步提高酶对石油的降解效果。【结果】利用分子对接模拟及实验验证获得5种具有石油降解能力的生物酶,其中枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)来源的漆酶BsLac对石油的降解率最高,72 h可降解34.1%的石油;进一步研究发现,表面活性剂的添加均可促进BsLac对石油的降解,其中槐糖脂的促进作用尤为显著。当槐糖脂终浓度为1 000 mg/L时,石油的降解率最高,为46.3%;然而,2,2''-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐的添加对BsLac降解石油的促进作用并不明显;固定化结果表明,以花生壳为吸附载体固定化的BsLac对石油的降解率最高,为56.3%。【结论】本研究基于分子对接模拟和实验筛选获得了石油降解酶BsLac,固定化的BsLac可实现石油的高效降解,为生物酶法降解石油的进一步探索奠定了实验和理论基础。     

餐厨垃圾高温好氧生物减量菌种的筛选及特性

【背景】随着餐厨垃圾产生量的逐步提高,如何实现其快速降解,成为餐厨垃圾处理亟待解决的问题。餐厨垃圾的高温好氧生物减量技术是一种可以快速降解餐厨垃圾的有效方法。【目的】筛选能够适应餐厨垃圾环境且具有高效降解餐厨垃圾中有机物能力的菌株,以提高餐厨垃圾的降解效率和减量效果。【方法】采用温度梯度耐受性实验和餐厨垃圾浸出液高油高盐耐受性实验进行菌种初筛,并利用产酶培养基复筛及餐厨垃圾生物减量实验验证。【结果】通过初筛、复筛和功能验证,最终获得4株生物减量效果优良的菌株N3-1、C7、N3-3和G6-1,其对餐厨垃圾挥发性固体(volatile solid,VS)的降解率分别为36.95%、33.23%、32.83%和31.91%,是对照组的3.02、2.71、2.68和2.61倍。经鉴定,这4株菌分别属于热嗜油地芽孢杆菌(Geobacillus thermoleovorans)、史氏芽孢杆菌(Bacillus smithii)、热解木糖地芽孢杆菌(Geobacillus caldoxylosilyticus)和立陶宛地芽孢杆菌(Geobacillus lituanicus)。【结论】筛选出的4株菌均具有较强的餐厨垃圾原料适应性和高效的生物降解能力,为开发餐厨垃圾高温好氧复合菌剂奠定了基础,并为实现餐厨垃圾减量化、无害化处理和资源化利用提供了技术支持。