专一性脱硫菌的鉴定及高DBT降解力菌株的选育

从大庆油田土壤中分离得到1株可降解二苯并噻吩(DBT)的脱硫微生物HDBS-1,对该微生物的种属地位进行了鉴定并通过诱变手段提高了该菌株的脱硫能力。经过形态观察、生理生化特征分析及16S rDNA序列测定发现该微生物为坂崎肠杆菌(Enterobacter sakazakii),该菌种可以按特异性脱硫途径(简称4S途径)将DBT转化为2-羟基联苯(2-HBP)。利用紫外线(UV)、硫酸二乙酯(DES)和UV+DES对该菌株复合诱变后,得到菌株HDBS-4,其降解DBT生成2-HBP的能力得到了极大的提高,发酵液中2-HBP生成含量(2.574 mg/L)较原始菌株(0.434 mg/L)提高了5.93倍。     

溶微囊藻细菌的富集筛选及其菌群结构特征

利用铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)作为溶藻对象富集、筛选, 获得一个稳定的溶藻菌群。采用叶绿素、PCR和变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法研究溶藻过程及其细菌种群结构的变化。结果显示, 富集的溶藻菌经1×10-5稀释后仍有显著溶藻效果。Rubritepida菌C1、假单胞菌C2和鞘氨醇单胞菌C3是存在于铜绿微囊藻中的3种伴生细菌。加入富集的溶藻菌群后, 菌群结构发生明显的变化, Rubritepida菌C1、假单胞菌C2消失, 混合菌群包含未培养黄杆菌A2、鞘氨醇单胞菌C3和噬氢     

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。     

高温油藏内源微生物及其提高采收率潜力研究

大港孔店油田油藏特征、流体和微生物性质分析结果表明,属于高温生态环境,地层水矿化度较低,氮、磷浓度低,而且缺乏电子受体,主要的有机物来源是油气.油田采用经过除油处理的油藏产出水回注方式开发,油层中存在的微生物类型主要是厌氧嗜热菌,包括发酵菌(102个/mL～105个/mL),产甲烷菌(103个/mL);好氧菌主要存在于注水井周围.硫酸盐还原菌(SRB)还原速率0.002 μg S2-/(L·d)～18.9 μg S2-/(L·d),产甲烷菌产甲烷速率0.012 μgCH4/(L·d)～16.2 μgCH4/(L·d).好氧菌能够氧化油形成生物质,部分氧化产物为挥发性脂肪酸和表面活性荆.产甲烷菌在油氧化菌液体培养基中产生CH4,CO2为好氧微生物和厌氧微生物的共同代谢产物.这些产物具有提高原油流动性的作用.用示踪剂研究了注入水渗流方向.通过综合分析,油藏微生物具有较大的潜力,基于激活油层茵的提高采收率方法在该油田是可行的.     

Akkermansia muciniphila对大鼠高温运动后器官损伤的影响

探讨嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila, A. muciniphila）通过干预肠道微生态,对大鼠高温运动后的器官损伤的影响。

采用6～8周龄的Sprague Dawley大鼠,随机分成对照组（n=5）、常温运动组（RT组,n=8）、高温运动组（HT组,n=8）、A. muciniphila干预组（AKK干预组,n=8）、高温粪菌移植组（HT.R组,n=4）和A. muciniphila粪菌移植组（AKK.R组,n=4）,在力竭运动后采集大鼠的血液、组织及粪便样本,检测谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、尿素氮（BUN）和肌酐（Cr）的变化。通过16S rRNA基因测序和GC-MS方法分析粪便中菌群和代谢产物的改变,对结肠组织和肝脏组织进行病理检测,采用免疫组化方法评估肠道屏障功能。

HT组和AKK干预组大鼠在（35±2）℃、湿度（55±5）%的环境下平均运动时间分别为（13.76±3.454）和（19.55±1.997）min,差异有统计学意义（t=4.104,P=0.001 1）。A. muciniphila干预后,大鼠血清的AST（U/mL）、ALT（U/mL）、BUN（mmol/L）和Cr（μmol/L）平均水平（3.953±1.877、2.622±1.086、10.040±1.088、65.800±12.010）均低于HT组（6.358±1.436、4.335±1.304、15.010±1.913、93.980±39.110）,其中AST、ALT、BUN水平检测差异均有统计学意义（t=2.878、2.856、6.381,P=0.0122、0.0127、＜0.0001）。肠道菌群组成结构在属水平上发生变化,粪便中代谢产物水平有不同程度的改变。病理结果显示,AKK干预组大鼠的肝脏损伤较HT组有显著缓解。AKK干预组大鼠的肠道屏障相关连接蛋白ZO-1和Occludin表达量的累积光密度值（6 330±481.8、6 140±281.7）较HT组（3 425±257.0、3 943±242.1）上调（t=9.216、10.250,P=0.0008、0.0005）。

A. muciniphila能够在一定程度上通过维持肠道屏障功能,改善肠道微生态,减轻高温运动带来的肠道及肝脏损伤。

     

高温油藏生物膜内硫酸盐还原菌的腐蚀机理及防治策略

硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)广泛分布于高温、高压及高盐的石油油藏中,在油藏硫循环中起主导作用。SRB能在油藏生物膜内生长,有微量低分子有机酸时利用硫酸盐为电子受体并将其还原成硫化氢。硫化氢会腐蚀管道,导致原油泄露等其他安全问题,每年造成的经济损失超过7 000亿元。本文首先总结了油藏生物膜内微生物菌群多样性,分析了生物膜内SRB及其相关菌群的协同腐蚀机理;然后讨论了高温油藏SRB介导的硫氮氢生物地球化学循环过程、胞外电子传递机制及其腐蚀作用,并通过几个高温油藏SRB生物膜内腐蚀的现场案例进一步阐明了SRB的腐蚀机制。在此基础上,提出了应对高温油藏生物膜内SRB腐蚀的生物纳米防治策略,这为高温油藏管道防腐提供了新思路。     

一种富集高温栅藻Desmodesmus sp. F51的新型生物絮凝剂

[背景]海科贝特氏菌(Cobetia marina)可产生大量具有絮凝活性的胞外产物,可视为一种新型的生物絮凝剂。高温栅藻(Desmodesmus sp.F51)是一种具有较高叶黄素含量的微藻,被认为是一种新兴的叶黄素来源,但利用该生物絮凝剂高效富集高温栅藻的相关研究迄今尚未见报道。[目的]以高温栅藻为对象,研究该新型生物絮凝剂的絮凝效率,并对絮凝机理进行初步探讨。[方法]探索在不同生长阶段微藻培养液添加生物絮凝剂、添加量、絮凝时间、pH对絮凝效率的影响,分析生物絮凝剂的功能基团,并测定在不同pH条件下添加生物絮凝剂前后高温栅藻的Zeta电位变化,以及在显微镜下分析藻细胞在添加生物絮凝剂前后的形态。[结果]在高温栅藻生长至稳定期(pH 8.0)添加2 mL生物絮凝剂,絮凝15 min絮凝效果最佳,达82.1%。傅里叶红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)显示了多糖及酰胺结构的特征吸收峰,由此推测生物絮凝剂主要是多糖的混合物,含有少量蛋白质。根据Bradford法测定絮凝剂中蛋白含量约为0.4%(质量比),通过苯酚-硫酸法测定总糖质量分数约为34.5%(质量比),与FTIR分析结果基本相符。生物絮凝剂在pH 4.0-11.0保持60%以上的絮凝效率,说明无论是酸性或是碱性条件下絮凝效率都较高,结合Zeta电位的分析表明,推测生物絮凝剂对高温栅藻的絮凝机理中占主导地位的可能是吸附架桥作用。[结论]该研究对微藻生物絮凝具有重要的理论和实践意义。     

开放条件下高聚β-羟基丁酸酯含量的甲烷氧化混合菌群的富集

目的:在开放条件下以甲烷为底物富集高聚β-羟基丁酸酯(PHB)含量的甲烷氧化菌群,获得能够利用低成本碳源高产PHB的菌种。方法:采用丰盛-饥饿模式间歇供料,以甲烷为底物,好氧开放式培养甲烷氧化混合菌群,利用苏丹黑染色法动态检测丰盛和饥饿阶段胞内PHB含量的变化,以此为基础考察丰盛-饥饿期比例对富集高PHB含量的甲烷氧化菌群的影响。结果:丰盛-饥饿期比例为1∶3时,微生物PHB含量从17.7%增加到35.5%,且开放培养过程中菌群结构稳定。结论:通过丰盛-饥饿模式间歇供料开放式培养所得的高PHB含量的稳定的甲烷氧化菌群,具有工业生产PHB的应用价值。     

常压室温等离子体快速诱变产油酵母的条件及其突变株的特性

采用新型常压室温等离子体射流诱变产油酵母,结合快速突变产油酵母操作条件及基于96孔板的高通量筛选手段,获得了一系列增殖速度和产油量发生变化的突变株。在等离子体对菌株致死率为99％的条件下获得的以突变株增殖速度为指标的正突变率达到27.2％。用含酵母粉 (10 g/L)、蛋白胨 (10 g/L) 及葡萄糖 (20 g/L) 的酵母膏胨葡萄糖培养基进行发酵实验表明,筛选得到的高产突变体产油量从对照株的1.87％ (W/W) 增加到4.07％ (W/W)。     

高产青霉素酰化酶巨大芽胞杆菌的诱变选育及产酶条件优化

【目的】选育高产青霉素G酰化酶(PGA)工业菌株。【方法】采用LiCl-紫外线复合诱变以及常压室温等离子体(ARTP)诱变技术对巨大芽胞杆菌(Bacillus megaterium) ATCC 14945进行处理。处理菌体涂平板后,将长出的菌落接种到液体培养基中,向培养6 h后的二代菌液中添加终浓度为0.1%的苯乙酸,28 °C、250 r/min条件下诱导培养40 h。对离心后获得的上清(粗酶液)采用NIPAB法测定PGA酶活力。以PGA酶活力最高的菌株为材料,对苯乙酸最佳添加量和最佳诱导时间进行优化,采用NIPAB法测定PGA酶活力。采用SDS-PAGE检测诱变前后巨大芽胞杆菌粗酶液中PGA的蛋白特性。【结果】从诱变菌落中筛选到PGA酶活力为39.60 U/mL的菌株12-4,酶活力比出发菌株提高了8.5倍。该菌株在液体培养6 h后添加终浓度为0.2%的苯乙酸,继续培养50 h后,PGA酶活力可达78.45 U/mL,比出发菌株提高了16.8倍。诱变前后菌株培养液中的PGA蛋白均具α、β亚基;诱变后菌株PGA α亚基的量没有明显变化,β亚基的量明显增多;α、β亚基之间的蛋白条带明显增多。【结论】采用诱变技术可提高巨大芽胞杆菌PGA活性,获得的诱变菌株12-4及培养条件对PGA工业化生产具有重要价值。