微生物降解石油烃的功能基因研究进展

微生物对石油烃的降解在自然衰减去除土壤和地下水石油烃污染的过程中发挥了重要作用。微生物通过其产生的一系列酶来利用和降解这类有机污染物,其中,编码关键降解酶的基因称为功能基因。功能基因可作为生物标志物用于分析环境中石油烃降解基因的多样性。因此,研究石油降解功能基因是分析土著微生物群落多样性、评价自然衰减潜力与构建基因工程菌的重要基础。本文主要介绍了烷烃和芳香烃在有氧和无氧条件下的微生物降解途径,重点总结了烷烃和芳香烃降解的主要功能基因及其作用,包括参与羟化作用的单加氧酶和双加氧酶基因、延胡索酸加成反应的琥珀酸合酶基因以及中心中间产物的降解酶基因等。     

微生物修复石油烃土壤污染技术研究进展

随着人民生活水平的提高,环境保护问题愈发受到人们重视。其中石油烃的土壤污染因其持续时间长、污染去除难度大而受到广泛关注。在各类修复技术中,原位微生物修复强化技术因其成本较低、环境影响小、无二次污染、可原位修复的特点成为了当前的技术热门。文中综述了生物投加法、生物刺激法、联合修复法等原位微生物修复技术,并介绍了一些典型工程案例,为原位微生物修复强化技术的选择及工程应用提供了参考,并对未来原位微生物修复强化技术的研究重点进行了展望。     

微生物分子生态学技术及其在环境污染研究中的应用

较为系统地概述了核酸探针检测技术、利用引物的PCR技术、DNA序列分析技术和电泳分离及显示技术在国内外的研究进展,并探讨了这些技术在环境污染研究中的应用及其方向。结果表明,这些被认为是重要的微生物分子生态学技术,在探索微生物与污染环境之间的相互关系中发挥了重要作用。促进了污染环境的微生物遗传适应进化机制的研究,污染物的微生物降解有关基因的定位及微生物工程菌的构建等方面的工作,从而推进了污染环境微生物修复的分子生态学的发展。     

海洋微生物多样性及其分子生态学研究进展

海洋微生物多样性的深入研究将有助于微生物资源更好的开发和利用,海洋微生物多样性有很大的研究价值和研究空间。海洋中大多数微生物处于未可培养状态,在分子生态学基础上对海洋未可培养微生物进行研究是当今微生物多样性研究的主要方向。近年来相关研究进展迅速,研究方法不断更新。主要从分子生态学角度对微生物多样性研究现状进行概述并详细分析探讨了相关的研究方法,而且从分子生态学与海洋微生物多样性研究相结合的层面,对本领域的研究进行展望。旨在为海洋微生物多样性的研究及海洋资源的可持续开发与利用提供参考。     

鼠李糖脂对微生物降解石油烃废水的影响

目的:研究鼠李糖脂对微生物降解石油烃废水的影响.方法:通过测定生物量和观察菌株表面来研究鼠李糖脂对菌株的影响;通过正交实验设计,确定石油烃降解率影响因素.通过石油烃降解率的测定,探讨鼠李糖脂与H2O2深度氧化协同作用对微生物降解石油烃的影响.结果:菌株对石油烃的降解率达53%,在相同条件下,添加鼠李糖脂的石油烃降解率提高了12%-20%.添加鼠李糖脂后菌株的生物量明显增多,菌株细胞表面疏水.正交设计表明,影响石油烃降解的主导因子是培养温度,其次是培养时间和鼠李糖脂的添加量.正交设计得到最佳组合为A3B2C1,即培养时间为7d;温度为35℃,鼠李糖脂浓度为60mg/L.3个因素的最佳组合下,石油烃降解率为82%.加入200 mg/L的H2O2时,降解率从82%提高到97%.结论:鼠李糖脂能促进菌株的生长.鼠李糖脂与H2O2深度氧化协同作用有助于微生物对石油烃类污染物降解效率的提高.     

微生物分子生态学技术在湖泊微生物多样性研究中的应用

微生物是湖泊生物圈物质循环和能量流动的主要参与者,在湖泊的生态系统中起着重要的作用。但是,湖泊中存在着大量不可培养的细菌,利用传统的培养技术,无法对湖泊微生物的多样性进行深入而全面的研究,而不依赖培养的分子生物学技术的发展为此方面研究开辟了新的路径。微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉产生的学科,在研究湖泊微生物多样性方面已经得到了广泛的应用。主要综述了变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,末端限制性酶切片段长度多态性技术(T-RFLP),16SrDNA克隆文库技术等微生物分子生态学技术在研究湖泊微生物多样性方面的应用情况。     

基于功能基因的微生物碳循环分子生态学研究进展

碳循环是生态系统中重要的生物地球化学元素循环之一。微生物参与碳固定、甲烷代谢、碳降解等多个重要的碳循环过程,深入了解微生物群落在碳循环过程中的功能和作用,有助于获悉微生物对全球气候变化的响应、适应和反馈机制,这也是微生物生态学研究的关键问题之一。传统的研究多集中于微生物分离培养技术,无法覆盖绝大部分未培养微生物,并且无法深入解析碳循环过程中微生物群落的结构和功能,宏基因组学技术的出现克服了这些缺陷,成为研究微生物群落结构和功能的有效手段。本文对目前宏基因组学的主要技术——定量PCR、DNA分子指纹图谱、基因芯片、克隆文库和高通量测序等技术进行了简要介绍,着重介绍了参与碳固定、甲烷生成和氧化、碳降解等主要碳循环过程的关键功能基因的研究现状,最后对碳循环过程中微生物宏基因组学研究的未来发展进行了总结与展望。     

微生物分子生态学技术在污水处理系统中的应用

微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉而形成的学科,在污水处理方面广泛应用。本文从分子生态学实验技术角度,综述了目前污水处理系统中微生物群体结构、多样性及其与功能相关性的研究进展,探讨了分子生态学技术的发展与应用前景,并指出研究该体系微生物对于认识微生物系统发育地位具有重要意义。     

石油污染土壤生物修复过程中微生物生态研究

石油是重要的工业原料 ,同时又是燃料与能源。随着工业的发展 ,需求量大幅度增加 ,使得开采面积不断扩大 ,在开采、运输、贮藏、加工过程中 ,由于意外事故或管理不当 ,排放到农田、地下水、海洋 ,使环境遭受石油污染 ,直接危害人类生产与生活[10 ] 。石油主要成份有烷烃、苯、甲苯、二甲苯等多种复杂芳香烃 ,这些物质毒性大 ,有的有致癌、致突变等作用 ,因此被列为重要污染物[11] 。石油对土壤的污染主要是破坏土壤结构 ,影响土壤通透性。损害植物根部 ,阻碍根的呼吸与吸收 ,最终导致植物死亡。其次 ,污染物进入食物链造成人体损伤。鉴于以…     

降解农药的微生物

按农药的品种综述了降解农药的微生物种类。降解农药的细菌主要有假单胞菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、产碱菌属、节细菌属等 ;降解农药的真菌主要有曲霉属、青霉属、根霉属、木霉属、镰刀菌属等 ;降解农药的放线菌主要有诺卡氏菌属、链霉属等。     

油藏微生物多样性的分子生态学研究进展

油藏微生物是一类宝贵的资源, 在油层生态系统的物质循环和能量流动中发挥着主导作用。传统上, 主要依赖纯培养技术, 使得大部分油藏微生物都没能得到充分认识。分子方法克服了纯培养方法中遇到的问题, 能更好地了解环境微生物群落多样性。近年来, 在油藏微生物群落多样性研究中的应用进展迅速, 对油藏微生物学和生态学的发展产生了重要影响。文中评述了近年来国内外在油藏微生物分子生态方面的研究进展, 并对进一步的研究提出了展望。     

油藏微生物多样性的分子生态学研究进展

油藏微生物是一类宝贵的资源,在油层生态系统的物质循环和能量流动中发着主导作用.传统上,主要依赖纯培养技术,使得大部分油藏微生物都没能得到充分认识.分子方法克服了纯培养方法中遇到的问题,能更好地了解环境微生物群落多样性.近年来,在油藏微生物群落多样性研究中的应用进展迅速,对油藏微生物学和生态学的发展产生了重要影响.文中评述了近年来国内外在油藏微生物分子生态方面的研究进展,并对进一步的研究提出了展望.     

反硝化菌功能基因及其分子生态学研究进展

由微生物推动的反硝化作用是地球氮素循环的重要分支,尽管已被发现广泛存在于细菌、真菌和古生菌中,其功能基因的研究仍仅限于很少几个物种。现代分子生物学的发展为研究环境微生物提供了行之有效的方法,以反硝化功能基因作为分子标记的分子生态学研究迅猛发展。综述近年来国内外微生物反硝化功能基因研究及以其为标记的分子生态学研究进展。     

培养法和免培养法联合检测油藏环境烃降解菌和产甲烷菌群多样性

烃降解菌和产甲烷菌是油藏环境微生物生态系统中重要的功能菌群, 采用DGGE和FISH方法分析了不同油藏样品中两类菌群的多样性和产甲烷活性。DGGE结果表明, 不同水样的alkB基因多样性相差较大, 而且注水井条带明显多于采油井。FISH结果表明, 油藏水样中产甲烷菌含量明显高于烃降解菌, 且两者空间分布的位置较近; 说明油藏环境中烃降解菌和产甲烷菌结成一定的相互关系。富集培养表明, 胜利油田产出液接种物培养130 d后, 石油烃降解率达到50%以上, 产甲烷的最大速率达到1.57×10^?2 mmol/(L?d)。利用分子生物学方法分析油藏环境功能菌群的多样性, 可以为开展微生物采油技术的应用提供有用信息。     

Growth of Chlorinated Solvent‐Degrading Consortia in Fed‐Batch Bioreactors and Development of a Double‐Substrate High‐Performing Microbial Inoculum

The long‐term growth process of two microbial consortia effective in the aerobic cometabolic biodegradation of a mixture of 6‐chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs), the effectiveness of these consortia as inocula for the bio‐augmentation of different types of microcosms and the development of a double‐substrate, high‐performing consortium is presented. The propane‐utilizing consortium generally proved to be the most effective one, being able to biodegrade vinyl chloride, cis‐ and trans‐1,2‐dichloroethylene, trichloroethylene, 1,1,2‐trichloroethane and 1,1,2,2‐tetrachloroethane at all the CAH concentrations tested (0–4 μM). Both consortia maintained unaltered CAH degradation capacities over a 300‐day growth period in the absence of the CAHs and were effective in inducing the rapid onset of CAH depletion upon inoculation in slurry microcosms set up with five types of aquifer materials. A consortium supplied with both methane and propane combined the best degradation capacities of the two single‐substrate consortia, and maintained stable performances for 150 days under slurry conditions. The degree of conversion of the organic Cl to chloride ions was equal to 90 %.     

微生物基因数据库在氮循环功能基因注释中的应用

氮循环是微生物和化学过程介导的生物地球化学循环。利用基因测序技术研究环境中参与氮循环的微生物群落、微生物及功能基因,是环境基因组学和微生物生态学的重要研究热点。近年来,各种类型的数据库被开发并应用到功能分析中。本文结合时下最新研究成果,聚焦由微生物引起的同化硝酸盐还原作用、异化硝酸盐还原作用、反硝化作用、固氮作用、硝化作用(包括完全氨氧化作用)和厌氧氨氧化作用等6种无机氮循环途径的功能基因,对比了National Center for Biotechnology Information (NCBI)、Integrated Microbial Genomes (IMG)、Universal Protein (UniProt)、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)、Protein Families (Pfam)、Functional Gene (FunGene)、Clusters of Orthologous Groups (COG)和NCycDB等数据库的设计理念和功能特点,并结合环境介质、表征基因、分析方法和比对方法等影响因素,分析了以上数据库在氮循环功能基因注释中的选择及应用方式,展望了未来氮循环基因数据库的发展方向,以期为研究人员了解氮循环基因家族和选择合适的数据分析平台提供参考。     

发光酶基因标记的荧光假单胞菌X16L2在小麦根圈的定殖动态

在土壤微宇宙系统内及田间土壤中,采用发不酶基因标记检测技术研究了荧光假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ,简称Ｐｆ）Ｘ１６Ｌ２在小麦根圈的定殖动态,研究结果表明：在不同灭菌灰潮土微宇宙中,Ｐｆ．Ｘ１６Ｌ２在小麦播种后３６ｄ定殖密度可达最高水平（３．２＊１０＾４ｃｆｕ．ｇ＾－１根）,然后开始下降,最后保持在一个相对稳定的较低水平（约３．２＊１０＾２ｃｆｕ．ｇ＾－１根））。在田间条     

Alteration in antioxidant genes expression in some fish caught from Jeddah and Yanbu coast as a bio-indicator of oil hydrocarbons pollution

The mRNA expression profile of some antioxidant genes in skin, gills, livers, and muscles of Siganus canaliculatus and Epinephelus morio was used as an indicator of petroleum hydrocarbons pollution in six areas at Jeddah and Yanbu coasts in KSA. Total petroleum hydrocarbons (TPHs) were determined in both sea water and sediments collected from the studied areas. The mRNA expression levels of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione-S-transferase (GST) were determined. The highest level of total petroleum hydrocarbons was observed in front of the petromine refinery at Jeddah and in S. canaliculatus when compared to E. morio. There was a significant high expression level of studied antioxidant enzymes genes in the polluted areas and the level of the expression profile tended to correlate with the degree of pollution and fish species feed habit. This was confirmed by the level of MDA which in the same way increased with an increase in the level of total hydrocarbons. In conclusion; the expression profile of antioxidant enzymes of S. canaliculatus and E. morio tissues can be used as a strong bio-indicator of total hydrocarbons pollution especially in S. canaliculatus.     

Enhanced Degradation of n-Hexadecane in Diesel Fuel Contaminated Soil by the Addition of Fermented Whey

The objective of this work has been to investigate the possibility of using fermented whey as an organic growth supplement in order to enhance the aerobic degradation of n-hexadecane in soil. Fermented whey was added at different dosages to nutrient amended soil microcosms contaminated with 5000 mg diesel fuel kg^?1 dry weight (dw). The target substance was ¹⁴C-labeled n-hexadecane, and the biodegradation was monitored by analysis of evolved ¹⁴CO₂. Biodegradation curves were fitted to a three-half-order kinetics model. Enhanced biodegradation was observed in sand at 7 and 22°C and in loamy sand at 22°C but the effect was most pronounced in the sand soil at 22°C. The addition of 6 or 60 ml fermented whey kg^{? 1} soil dw increased the degree of n-hexadecane biodegradation at the end of the experiment, 167 days, from 49% in the untreated sand to 60 or 67%, respectively. This increase in biodegradation was characterized by an increase in the amount of substrate biodegradation by first-order kinetics despite a decrease in the first order rate constant, k₁. The highest concentration of fermented whey, 60 ml kg^?1, gave rise to substrate competition, diauxie, which resulted in an extended lag phase.