一株不动杆菌降解石油烃的特性及关键烷烃降解基因分析

【背景】Acinetobacter sp. Tust-DM21 (GenBank登录号KX390866)是本实验室前期从渤海湾海洋石油勘探船废油收集区采集的水油混合样中分离出的一株高效石油降解菌,其对短、中、长链烷烃均表现出很强的降解能力,有较好的应用前景。【目的】从应用层面探究其最佳降解条件,同时从生物信息层面探究其降解基因的作用。【方法】将其在不同温度、pH下培养144h,通过GC-MS内标法测定石油烃各组分的变化情况,计算出其最佳降解条件;同时,通过生物信息学手段确定基因组中的降解基因,每个基因分别选择7个同源基因,对它们的蛋白序列进行比较;最后对2个降解基因在0-144 h的表达情况进行了Real-time PCR分析。【结果】Acinetobacter sp. Tust-DM21最佳降解条件为35°C、pH 8.5,该条件下对石油降解率可达97.5%,其中,对长链烷烃降解率达98.5%,对环烃为81%,对芳香烃为87%;同时,研究发现基因组中含有常见烷烃降解基因alk B(GenBank登录号MH368539)和长链烷烃降解基因alm A (GenBank登录号MH357335),2个降解基因的蛋白经比较均与其同源蛋白表现出一定的相似性,同属菌的相似性最高;通过Real-timePCR发现这2个基因在0-144 h的相对表达量随时间逐步提高。【结论】Acinetobacter sp. Tust-DM21在最佳降解条件下对石油各组分都显示出了优良的降解能力,特别对长链烷烃的降解能力尤为突出;将2个降解基因的相对表达量结合该时间段的生长趋势,证明了菌株Acinetobacter sp. Tust-DM21的生长和降解与alk B和alm A基因的上调表达存在关联。     

低温石油降解菌LHB16的筛选及降解特性研究

目的:筛选、鉴定低温石油降解菌并对其降解特性进行研究.方法:富集分离低温石油降解菌;采用形态学、生理生化实验和分子生物学方法进行菌种鉴定;紫外分光光度法和GC-MS检测石油降解特性.结果:自盘锦油田低温环境土样中分离到1株低温菌,命名为LHB16,该菌能以石油烃为惟一碳源和能源.经鉴定为嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia).该菌生长温度范围0℃～35℃,最适生长温度15℃.在接种量为2%(V/V),原油浓度为0.5%(W/V),振荡培养10 d时,降解率可达80.16%.石油中长链烷烃C15～C32被完全降解.传代培养数代,降解率为81.06%,降解性能稳定.结论:菌株LHB16在低温地区石油污染的生物治理中有良好的应用前景.     

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。     

长链烷烃降解菌的降解特性

对长链烷烃降解菌的降解能力和摄取模式进行了研究。评价14株烃降解菌利用中长链烃生长的能力,发现只有少数烃降解菌能够获得良好生长,其中Mycobacterium fortuitum514,Pseudomonas aeruginosa1785和Pseudomonas marginata766等3株菌能够高效降解C20到C33的长链烷烃。辛烷不能支持这些长链烷烃降解菌的生长,说明其烃氧化酶与Pseudomonas oleovorans的OCT质粒编码的单氧酶不同。此外,M.fortuitum不产胞外表面活性剂,而P.aeruginosa和P.marginata则是表面活性剂产生菌,然而三者在以烃为碳源生长时均显示出很高的细胞表面疏水性。根据生长现象分析3株菌采用了不同的烷烃摄取模式。     

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.     

一株耐低温石油烃降解菌的分离鉴定及其降解特性

目的:从污染环境中分离耐低温石油降解菌,并对其降解特性进行研究。方法:采用摇瓶富集培养和平板划线分离的方法,得到一株能以原油为碳源、能源生长的细菌菌株,采用分子生物学方法对该降解菌进行初步鉴定。结果:从天津大港油田污染土壤和水体中分离到一株耐低温石油降解菌DSY171,该菌株能够在10℃条件下,以石油为惟一碳源生长。经过对其形态特征、生理生化及16S rDNA序列分析,初步鉴定该菌株归属红球菌属。菌株DSY171在低温条件下(10～15℃)12 d的石油降解率显著优于常温条件(20～30℃),原油降解率为60%左右;菌株DSY171的pH适应范围较广,初始pH值为6～9时均能代谢生长,但在偏碱性环境下(pH7～9)的代谢生长好于偏酸性环境(pH6～7)。除了降解石油外,菌株DSY171对柴油、食用油等不同碳源也均能够降解代谢,具有一定的碳源利用广谱性。结论:耐低温石油降解菌DSY171的分离及其降解特性的研究,为生物学方法解决低温环境石油污染问题提供了高效菌种,在环境微生物学理论研究和实践应用中具有一定的意义和价值。     

一株来自大西洋表层海水的烷烃降解菌Gordonia sp. S14-10的分离鉴定及其降解相关特性的分析

摘要：【目的】本研究的目的是从大西洋表层海水分离筛选新的烷烃降解菌,了解其降解基因及降解特性,为海洋石油污染的生物治理提供材料。【方法】以柴油与原油作为混合碳源从大西洋表层海水样品中富集、并分离筛选出降解能力较强的烷烃降解菌。根据16S rRNA基因和其看家基因secA1序列确定其系统进化地位。分析了烷烃降解范围、表面活性剂产生能力及其他生理生化特性;利用已报道的兼并引物进行了烷烃羟化酶基因的PCR扩增及系统进化分析。【结果】分离筛选得到1株能够降解C10?C36直链烷烃的菌株S14-10。经16S rR     

烷烃降解基因alk研究进展

很多微生物都可以利用直链烷烃作为唯一碳源和能源 ,目前对该代谢机理的遗传学研究已相当深入。其典型菌株Pseudomonasputida可利用C6～C1 2的烷烃 ,编码这些参与烷烃降解的酶的基因位于两个基因簇alkBFGHJKL和alkST上 ,且此代谢途径受一个正反馈调节机制及两个不同的全局控制信号调控。其它可降解烷烃菌株的烷烃氧化基因与P .Putida中相应基因有较高的同源性。国内外的研究表明 ,alk基因可望应用于生物清污、微生物提高石油采收率及精细化工等诸多领域 。     

一株高效烷烃降解菌Acinetobacter sp. LAM1007的分离鉴定及降解特性

【目的】挖掘高效烷烃降解菌,为后续石油烃污染修复工程提供优良菌种资源。【方法】以正十六烷为唯一碳源,将大庆石油污染土样中分离筛选到的高效烷烃降解菌经形态观察、生理生化试验、细胞化学组分及16SrRNA基因序列分析等方法进行初步鉴定与系统分类;同时通过单因素试验研究环境因素(温度、pH、接种量和转速)以及不同初始浓度的正十六烷(0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%,体积比)对菌株降解效率的影响。【结果】筛选到一株高效烷烃降解菌LAM1007,经初步鉴定该菌株为不动杆菌属(Acinetobacter)。该菌株在添加正十六烷的无机盐培养基中的最适降解条件为:30°C,pH 7.0,接种量1%(体积比),转速180 r/min,在该条件下浓度为0.3%(体积比)的正十六烷60 h内降解率高达90%。【结论】菌株LAM1007是一株在石油烃污染修复方面极具应用潜力的高效烷烃降解菌。     

一株蒽降解细菌的分离及降解特性研究

【目的】从盐碱土壤中筛选蒽降解菌株并分析其降解特性。【方法】采用极度稀释结果流式细胞检测法筛选分离纯化菌株,通过16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定,采用气质联用仪(GC-MS)分析蒽的降解特性。【结果】从盐碱土壤中筛选出一株高效蒽降解菌株。经过16S rRNA基因序列分析,鉴定该菌株为Demequina salsinemorus BJ1。菌株可以利用蒽作为唯一碳源生长,降解率可达92%。在一定浓度范围内,随着蒽浓度的降低,细菌生长速率变快,降解率升高。添加外加碳源后,细菌生长速率明显变快,而对蒽降解率变低。对萃取中间代谢产物的质谱分析表明,降解蒽的中间代谢产物主要有9,10-anthracenedione (9,10-蒽醌)和Phthalic acid (邻苯二甲酸)等,说明它可能通过邻苯二甲酸途径降解蒽。【结论】筛选得到一株新的耐盐碱蒽降解菌,该菌降解效率高,对修复石油污染的土壤有一定的现实意义。     

耐高温石油烃降解菌的筛选及性能研究

目的筛选耐高温石油烃降解菌并对降解条件进行优化。方法以大庆地区石油污染土壤的堆肥样品为研究材料,通过富集培养后分离得到耐高温石油降解菌株,选取降解率最高的菌株,对其降解条件进行了探讨。结果得到6株耐高温石油烃降解菌,其中WY 2最适温度52~58℃,pH值7,石油浓度0.5%,接种量2mL,最佳氮源为硫酸铵,通过16SrDNA序列分析,确定该菌株为地衣芽孢杆菌。结论确定了耐高温石油烃降解菌的最佳降解条件。     

石油降解菌HX-2耐盐机制及甜菜碱转运蛋白基因的研究

【背景】修复石油烃污染的高盐水体及土壤是具有挑战性的,因此探究石油烃降解菌株的耐盐机制尤为重要。【目的】对石油降解菌HX-2的耐盐机制及与耐盐性相关的基因进行研究。【方法】通过GC分析菌株HX-2在不同石油加入量及高盐条件下的烃降解情况;利用电导率仪及原子吸收光谱对细胞内离子含量进行分析;比较外源添加甜菜碱前后对胞外多糖(extracellular polysaccharide,EPS)及高盐土壤中石油降解情况的影响;最后对耐盐相关基因进行了qPCR分析研究。【结果】石油降解菌Rhodococcus sp. HX-2可以对10 000-100 000 mg/L的石油进行降解,3 d降解率均达到70%以上,并可在1%-10%NaCl存在下降解石油,在6%Na Cl浓度下仍有43.8%的降解率。对HX-2菌株耐盐机制的研究表明,细胞内阳离子浓度随着盐浓度的变化没有显著差异,而积累相容性物质甜菜碱并促进EPS的合成才是石油降解菌HX-2的耐盐机制。同时,扫描电镜结果表明,外源甜菜碱的添加通过刺激EPS的合成提高菌株的耐盐性。由HX-2菌株得到4种甜菜碱转运蛋白基因H0、H1、H3、H5和1种甜菜碱合成相关基因BetB。对菌株HX-2的基因转录分析表明,NaCl、甜菜碱诱导H0、H1、H3和H5的表达;在甜菜碱与Na Cl共存时,基因转录水平达到最大值。【结论】Rhodococcus sp. HX-2具有在盐渍化环境中修复烃类污染物的应用潜力。     

低能离子诱变烃降解菌所产表面活性剂的研究

菌株产表面活性剂的能力直接影响其对石油烃的降解和利用,大量的研究表明,生物表面活性剂可以通过胶束来渗透、润湿、乳化、增溶、发泡、消泡等作用促进石油的利用,有效提高石油烃的降解,加快油污土壤的生物修复过程。对菌株23产表面活性剂和菌株生长的关系,发酵液中表面活性剂的提取鉴定,以及生物表面活性剂的临界胶束浓度,对温度、pH、盐度的稳定性,对石蜡的乳化活性等理化性质进行了初步分析研究,为该菌株进一步的研究以及今后实际应用提供较多的资料和信息,为其应用领域提供理论依据,以便更好的发挥其在实际生产中的功能。     

红树林湿地烷烃降解菌的分离筛选

从受石油污染的红树林湿地土样中分离筛选对烷烃具较高降解能力的细菌菌株, 以期应用于被石油污染滨海湿地的生物修复。采用富集培养方法, 富集、分离和筛选烷烃降解菌;观察各菌落及菌体形态特征;测试菌株Z2的生理生化特征, 并用16S rDNA序列分析方法进行该菌种鉴定。分离筛选得到Z1、Z2和Z3这3个能以正十六烷为唯一碳源生长的菌株, 其降解率依次为63.4%、82.5%和78.3%, 其中菌株Z2的降解率最高。经过形态学观察、生理生化特性实验和16S rDNA序列分析鉴定, 菌株Z2为不动杆菌(Acinetobacter sp.)。     

一株镍抗性和石油烃降解菌的分离鉴定及其生物学特性

从四川省长宁-威远地区页岩气开发井场重度污染区的土壤中,筛选出一株镍抗性和石油高效降解菌株,研究其生物学特性和部分生理生化指标。将种子液接种在原油重金属液体培养基中,30℃、130 r/min条件下分别培养7 d探究该菌株对金属镍离子的抗性和对总石油烃(Total petroleum hydrocarbon,TPH)的降解率,以及经生理生化实验、形态观察和16S r DNA对该菌株鉴定分析。结果显示,该菌株对Ni2+的耐受性可达300 mg/L,对Ni2+的去除率和吸附率分别达到了56.64%和52.16%,同时对总TPH的降解率达到35.65%。确定该菌种属柠檬酸杆菌属(Citrobacter sp.),命名为Citrobacter farmeri strain M1。该菌株的最适生长温度为30℃,最适生长p H范围为7-9,最适C∶N为10∶1和盐最高耐受度可达5%。该菌株有较好的石油降解能力并对金属镍有较强的抗性,适用于石油重金属混合污染土壤的修复。     

一株油藏耐热原油降解菌的分离鉴定与特性分析

从中原油田高温采出液中分离到一株能在55℃高温条件下利用石油烃类生长的耐高温菌株P98-18A1.基于表型、生理生化特性和16S rDNA序列分析,初步鉴定该菌株为芽孢杆菌属(Bacillus sp.).通过菌株对原油及部分烷烃降解试验得出,该菌株在适宜条件下,能有效地利用C6-C16的正构烷烃生长,对链长大于C16的烷烃在某种程度上具有一定的选择性利用能力.     

一株石油烃降解菌新种Marinobacter sp. PY97S的鉴定

【目的】为了对1株从黄海沉积物中分离到的石油烃降解菌新种PY97S进行分类学鉴定。【方法】采用16S rRNA基因序列同源性分析、生理生化指标测定、抗生素抗性实验、DNA G+C含量测定、全细胞脂肪酸组成测定、碳源利用实验、呼吸醌测定以及DNA杂交实验等多种方法对该菌株进行鉴定,并通过降解实验测定其对烷烃的利用情况。【结果】菌株PY97S为海杆菌(Marinobacter),革兰氏阴性,接触酶阳性,氧化酶阳性,主要呼吸醌为Q-9。在GenBank中与其16S rRNA基因序列相似度最高的模式株为Marinobacter koreensisDD-M3T(96.93%),两者DNA-DNA同源性仅为46.7%。菌株PY97S的温度生长范围为15℃-35℃(最适为30℃),NaCl浓度生长范围是0%-10%(最适为0%),初始pH生长范围为pH 6.0-9.0(最适为初始pH7.0)。该菌株可以利用多种糖类和有机酸类的碳源,并对氨苄青霉素、氧哌嗪青霉素等多种抗生素敏感。其DNA G+C含量为48.2 mol%。其主要脂肪酸组成为2-methyl C15∶0(29.97%)、C16∶1ω7c(27.22%)、C12∶0(22.22%)和C16∶1ω9c(5.73%)。【结论】菌株PY97S是1株能够降解多种多环芳烃和烷烃的海洋石油烃降解菌新种,具有应用到溢油污染海洋环境生物修复的潜力。     

不动杆菌属(Acinetobacter)细菌降解石油烃的研究进展

不动杆菌属细菌分布广泛,作为重要的石油烃降解者,在乳化和降解石油烃、降低石油烃生物毒性等方面有重要作用。本文概述了不动杆菌属细菌对烷烃、芳香烃等石油烃组分的降解,总结了该属细菌中已发现的烷烃氧化酶和芳香烃氧化酶,综述了该属细菌所分泌的表面活性剂的类型和乳化机理,讨论了固定化对该属细菌降解石油烃的影响,展望了该属细菌降解石油烃的应用前景。基于此,作者认为探索不动杆菌属细菌降解石油烃的详细机理和途径、发现关键酶、寻找遗传工具、构建基因工程菌、发掘环境友好的固定化材料,应是未来的研究重点及热点。     

1株高效菲降解不动杆菌的筛选、鉴定及性能研究

从兰州某化工厂石油废水中分离筛选出1株高效降解菲的细菌F-1并对其菌种进行鉴定,结合紫外分光光度法及气相色谱-质谱联用(GC-MS)对菌株生长特性、不同烃类化合物降解特性及菲降解动力学等进行了研究,利用PCR技术检测了芳香烃代谢相关基因。结果表明,菌株F-1属于约翰逊不动杆菌(Acinetobacter johnsonii),可在终浓度为50～800 mg/L的含菲基础培养基中正常生长。在温度30℃、pH 7. 0、盐度0. 3%(质量分数)、转速180 r/min条件下培养5 d后菲(终浓度为100 mg/L)降解率为43. 57%,降解过程符合一级动力学特征。菌株F-1也能利用联苯、萘、蒽、芘为唯一碳源生长。GC-MS分析显示菌株对C10-C28部分直链烷烃具有较强的降解能力。PCR扩增结果表明,菌株F-1基因组中存在邻苯二酚-1,2-双加氧酶、苯甲酸盐双加氧酶、铁氧化还原蛋白还原酶、乙醇脱氢酶、二羟酸脱水酶、醛缩酶和氧化还原蛋白基因。研究结果为该菌株应用到含菲废水及多环芳烃污染土壤的处理和深度修复研究提供参考。     

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。