一组多功能细菌复合系NSC-7的培养特性及稳定性

本研究探讨了一组具有分解纤维素和农药林丹双重功能的复合菌系NSC-7的培养特性和稳定性。NSC-7在14 d的培养过程中, 使稻秆分解73.6％; 用GC-MS测定结果发酵液中检测到10种化合物成分, 其中峰值较大的依次为乙酸、甘油、丁酸、丙酸; NSC-7在-80℃冷冻和冻干条件下保存4年后仍具有稳定的秸秆分解能力和纤维素内切酶活性; 经90℃高温处理30 min后, 仍能够保持分解能力, 105℃处理30 min后转接2次就能恢复分解能力, 显示出很高的保存稳定性和热稳定性。利用DGGE分析多次继代接种过程的培养物结果条带基本没有变化, 表明NSC-7的菌种组成稳定。     

一组纤维素分解菌复合系NSC-7的酶活表达特性

为了揭示一组具有降解纤维素和林丹双重功能的细菌复合系NSC-7的降解活性, 本文对该菌系的分解能力、纤维素酶活性和半纤维素酶活性进行测定.结果表明,NSC-7在14d内,可降解稻秆干重的73.6%,其中降解纤维素82.1%,半纤维素58.2%,木质素5.4%.用广泛采用的酶活测定方法测定了4种纤维素酶和半纤维素酶活性,在培养的第8天,内切酶、总纤维素酶、外切酶和B.糖苷酶活性都达到最大值,分别为4.48U/mL、7.51U/mL、15.83U/mL和25.78U/mL.在培养的第5天,半纤维素酶活性达到最高值为280.9U/mL,其平均值比纤维素酶活性高43.71倍.     

一组纤维素分解菌复合系NSC-7的酶活表达特性

为了揭示一组具有降解纤维素和林丹双重功能的细菌复合系NSC-7的降解活性, 本文对该菌系的分解能力、纤维素酶活性和半纤维素酶活性进行测定。结果表明, NSC-7在14 d内, 可降解稻秆干重的 73.6％, 其中降解纤维素82.1％, 半纤维素58.2％, 木质素5.4％。用广泛采用的酶活测定方法测定了4种纤维素酶和半纤维素酶活性, 在培养的第8天, 内切酶、总纤维素酶、外切酶和b-糖苷酶活性都达到最大值, 分别为4.48 U/mL、7.51 U/mL、15.83 U/mL和25.78 U/mL。在培养的第5天, 半纤维素酶活性达到最高值为280.9 U/mL, 其平均值比纤维素酶活性高43.71倍。     

自生固氮菌和纤维素分解菌的混合培养

本文对作者筛选的自生固氮菌和纤维素分解菌进行了混合培养。在较高的起始菌浓情况下,混合接种后,菌浓仍呈现上升趋势。同时混合培养与单独培养对比,其菌数有增无减。实验表明作者筛选的自生固氮菌和纤维素分解菌,可以进行混合培养并做成混合制剂。     

木质纤维素分解复合菌系WSD-5组成菌株的分离及其产酶特性

复合菌系WSD-5具有高效的分解能力和产酶能力,以探明WSD-5的协同分解机理和优化高效组合为目的,通过纯培养分离手段,获得了11株细菌和3株真菌。16S rDNA比对结果表明,细菌分别为Pseudomonas sp.、Pseudomonas aeruginosa、Achromobacter sp.、Stenotrophomonas sp.、Bacillus fusiformis、Bacillus cereus、Brevundimonas sp.、Ochrobactrum sp.、Cytophaga sp.、Benzo(a)pyrene-degrading bacter、Flavobacterium sp.的近缘种;26S rDNA比对结果表明3株真菌分别为Pseudallescheria boydii、Coprinus cinereus的近缘种。分离菌株中有4株细菌和3株真菌能在CMC平板上产生透明圈,但以糖化力法测定酶活结果只有3株真菌具有产酶能力。3株真菌的酶活动态测定结果,酶活的高峰均出现在7?14 d,并且呈现多峰变化;3株真菌的酶活种类表现为,滤纸酶活性、纤维素内切酶活性和外切酶活性均以菌株F1最高,分别达到了1.05、5.53和0.56 U/mL,β-葡萄糖甘酶活性和木聚糖酶活性以菌株FC最高,分别达到0.44和58.95 U/mL,其木聚糖酶活为F1最高值的6倍。     

秸秆纤维素分解菌的酶活力测定

目的:测定秸秆纤维素分解菌的酶活力。方法:从土壤中分离出具有分解纤维素能力的菌株,采用刚果红染色法进行粗选,得到7株透明圈较大的菌株。将这7株菌株液体发酵培养6d,再分别用滤纸分解度观察、羧甲基纤维素酶活法(CMC)、滤纸酶活法(FPA)和天然纤维素酶活法测定其酶活力。结果:在7株菌株中,F-1、F-2、F-3、F-5的酶活力测定结果与其溶解圈的测定结果、滤纸分解结果基本相同。且天然纤维素酶活力高的菌株,其CMC酶活、FPA酶活也高,滤纸分解效果也比较明显。结论:CMC法、FPA法和天然纤维素酶活法适于测定秸秆纤维素分解菌的酶活力。     

几种水生植物腐解过程的比较研究

研究水生植物腐烂分解过程及其养分动态对认识水生态系统物质循环过程具有重要意义。通过室内植物分解模拟试验,对6种水生植物的腐解过程及腐解残余物成分的变化进行了比较研究。结果表明,在64 d的腐解过程中,浮叶植物的分解速率最快,沉水植物其次,挺水植物最慢;同种植物的分解速率及残余物成分变化在不同生物量密度组间存在一定差异,但总体趋势一致。分解过程中,植物残余物中P、纤维素、木质素含量的变化趋势种间差异较小,总体上P含量先迅速下降后缓慢上升,纤维素含量先下降后趋于稳定,木质素含量先上升后趋于稳定;植物残余物中C、N、半纤维素含量在分解初期种间的变化趋势不同,而分解后期则均为C含量上升,N、半纤维素含量趋于稳定。相关性分析结果表明,总体上,在整个分解周期中,初始N、P含量越大分解越快,初始纤维素、半纤维素、木质素含量、C/N、C/P、木质素/N等越大分解越慢;植物腐解不同阶段的质量指标对分解速率的影响有所不同,在分解前期,残余物中N含量越高分解越快,半纤维素含量、C/N、木质素/N越高,分解越慢,而后期木质素含量越高分解越慢,其它因子影响较小。     

低温耐热脂肪酶的筛选、纯化及特性研究

目的:对一株低温耐热脂肪酶产生菌Pseudomonas RT-7进行产酶、纯化和特性研究.方法和结果:该菌的发酵液经50%硫铵沉淀、DEAE-Sepharose及Sephacryl S-100分离获得了纯化的脂肪酶(PL-7).SDS-PAGE电泳估算其表观分子量为44kDa,对底物特异性、作用温度、作用pH和耐热性的研究表明该酶为碱性脂肪酶,最适温度在15～20℃.该酶对C≤12链长的甘油三酯有较好的水解能力.该酶具有在低温和高温下稳定而在中温下不稳定的特点:表现为该酶经60℃30min处理后残余酶活高达93.33%,90℃处理30min后残余酶活仍有35.19%,而在40℃处理30min酶活仅残余28.23%.结论:该酶为低温碱性脂肪酶并在高温条件下具有很好的耐热性.     

瘤胃中纤维素分解菌的分离、鉴定及其产酶条件的优化

[目的]从新疆细毛羊、牛和骆驼瘤胃液中分离出具有分解纤维素能力的好氧细菌,用于绿色粗饲料微生物添加剂的研发.[方法]采取新鲜瘤胃液,接种于羧甲基纤维素钠平板,通过刚果红染色和液体复筛培养基,筛选出分解纤维素能力强的好氧细菌;形态学、生理生化试验与16S rDNA序列分析方法相结合对细菌进行鉴定;同时对纤维素分解能力强的4株细菌进行不同条件下酶活力测定.[结果]共分离到84株具有分解纤维素能力的细菌,其中筛选出较强分解纤维素能力的40株.该菌包括37株G-菌和3株G+菌;经鉴定40株纤维素分解菌分别属于6个属10个种,其中16株为寡养单胞菌属,10株为苍白杆菌属,5株为鞘氨醇杆菌属,3株为微杆菌属,3株为副球菌属,2株为假单胞菌属.其中产酶能力强的4株菌在不同条件下的酶活力表明,它们在最佳碳源为秸秆粉、pH5.5-6.0的偏中性条件和37℃培养条件下的酶活力较高.不同菌株对不同纤维素类物质的分解能力不一样,同一菌株对不同纤维素碳源的利用能力也不相同.[结论]分离获得的瘤胃纤维素分解菌是从新疆不同地区、干旱半干旱环境下饲养的动物胃液中分离、筛选出来的,有较强的纤维素分解能力,将为高品质、高消化率的青贮饲料生产提供优质菌种资源及一定的科学依据.     

不同培养方式对细菌纤维素产量和结构性质的影响

考察了自行筛选的Acetobacter xylinum NUST4.2在静置培养和发酵罐培养获得的细菌纤维素(BC)的产量、基本结构和性能的差异。结果表明:静置培养时产纤维素7.5g/L,产率为0.052g/L/h,在机械搅拌发酵罐中培养3d产量达3.13g/L,产率达0.043g/L/h;SEM分析显示静置培养和发酵罐培养得到的纤维素均具有网状结构,但静置获得的纤维素丝带相互缠绕且层状重叠,更加致密,丝带更细;FT-IR分析知搅拌不改变纤维素的化学结构,但能减弱分子间氢键,和XRD结合分析可知静置培养的纤维素具有更高结晶指数,更高Iα含量和更大晶粒尺寸,但不改变晶型,仍为纤维素I型,说明搅拌会干扰纤维素初始纤丝的结晶,有利于形成更小的晶粒和较Iα稳定的Iβ。与棉纤维素相比,静置培养获得的纤维素的热稳定性更好,而发酵罐培养获得的纤维素则阻燃性更好。     

内蒙古高原典型草原区河漫滩湿地植物群落退化表征

草原区河流河漫滩草甸是生物多样性表现最充分和生物生产力最高的地段, 但由于过度放牧利用, 绝大部分草甸处于退化状态。该文以锡林河流域中游的河漫滩草甸为研究对象, 比较分析了围封保育湿地与放牧退化湿地的群落组成、地上生物量, 以及共有植物种的植株高度、节间长、叶长、叶宽, 土壤含水量、容重, 群落地下根量及根的分布, 土壤微生物生物量碳、氮的变化。结果表明: 1)放牧使得湿地植物群落优势种发生变化, 原有湿生植物逐渐向旱生化转变, 同时地上及地下生物量明显降低。2)退化湿地的植物呈现显著小型化现象。3)放牧退化湿地的土壤含水量较围封保育湿地低, 其垂直分布及地下根的垂直分布也发生变化。在低河漫滩, 土壤水分随土层的增加而增加, 根量也趋于深层化。但在高河漫滩湿地, 土壤含水量接近典型草原, 根未出现深层化分布趋势。4)放牧践踏引起土壤容重和土壤紧实度增加。5)放牧使得低河漫滩湿地土壤微生物生物量增加, 而在过渡区及高河漫滩湿地, 放牧使得土壤微生物生物量碳、氮含量显著降低。     

除草剂的微生物降解研究进展

微生物降解是环境中农药消解的重要因素,分离筛选纯培养的农药降解微生物并阐述其降解机制为微生物修复环境的应用提供重要的菌株资源和理论依据。本文简述了广泛使用的8类除草剂(包括有机磷类、磺酰脲类、氯乙酰胺类、均三嗪类、芳氧基苯氧基丙酸酯类、苯氧乙酸类、二硝基苯胺类和硫代氨基甲酸酯类除草剂)的降解微生物资源及其降解途径和降解基因的研究进展,并分析了目前除草剂污染修复存在的问题及未来的发展方向。     

Mineralization of 2,4,6-trinitrophenol (picric acid): Characterization and phylogenetic identification of microbial strains

Four bacterial strains that use picric acid as their sole carbon and energy source were isolated. Mineralization of¹⁴C-UL-picric acid showed that up to 65% of the radioactivity was released as¹⁴CO₂. HPLC and UV/Vis spectral analyses indicated complete degradation of picric acid by these organisms. HPLC and LC/MS analyses showed transient formation of 2,4-dinitrophenol during picric acid degradation. Degradation of picric acid was concomitant with stoichiometric release of three moles of nitrite per mole of picric acid. The four picric acid degraders were identified as close relatives ofNocardioides simplex (ATCC 6946) based on their small subunit (16S) rRNA gene sequences.This is contribution 7167 from Central Research & Development, Dupont Co, Wilmington, DE 19880, USA     

含氧杂环及其衍生物的生物降解研究进展

含氧杂环化合物（Oxygen heterocycles）是污染环境中常见的一类难降解有机污染物,具有毒性和致癌特性,其所引发的环境问题受到人们广泛关注。本文综述了典型含氧单杂环化合物四氢呋喃、1,4-二氧六环以及含氧稠杂环化合物二苯并呋喃、二苯并对二噁英的生物降解研究进展,主要包括降解菌降解性能、降解途径和降解相关基因。此外,本文还对二噁英类衍生物的研究现状进行了讨论,并展望了含氧杂环及二噁英类衍生物生物降解的未来研究方向。     

混合菌群DBFC对二苯并呋喃的降解特性及其代谢途径

[目的] 二苯并呋喃（DBF）是研究多环芳烃降解过程的模式化合物,研究其代谢过程和代谢途径对于阐明多环芳烃的代谢机制有重要意义。[方法] 从辽河河口区石油污染土壤中筛选到1个高效降解DBF的混合菌群DBFC。提取总DNA对菌群的生物多样性进行分析,通过稀释涂布平板法对菌株进行分离纯化。通过测定OD₆₀₀的吸收值对混合菌群的最适生长条件进行研究。在最适生长条件下研究底物浓度、底物谱、营养物质及表面活性剂对菌群降解效率的影响。利用超高分辨质谱检测混合菌群降解DBF的中间代谢物质,并推测其代谢途径。[结果] 生物多样性分析表明该混合菌群的组成为类芽孢杆菌（84.06%）、无色杆菌（8.17%）、假单胞菌（0.77%）、其他菌株（2.13%）。分离得到苍白杆菌、无色杆菌、寡养单胞菌和细杆菌。生长测定结果显示苍白杆菌、无色杆菌、寡养单胞菌和细杆菌均不能在DBF培养基中生长。混合菌群DBFC的最适生长条件为30℃、pH 8.0。在该条件下,混合菌群DBFC能将1.0 g/L的DBF在8 d内完全降解。在DBF浓度1.0 g/L条件下,混合菌群DBFC的最大降解速率为0.031 mmol/（L·h）。在培养基中添加葡萄糖、酵母粉和蛋白胨能将菌群降解DBF的效率分别提高1.38倍、1.14倍和1.24倍。在培养基中添加十二烷基磺酸钠或Triton-X-100能够抑制混合菌群降解DBF的效率。利用超高分辨质谱检测到4种中间代谢物质（2,2'',3-三羟基联苯、2,4-已二烯酸、龙胆酸和水杨酸）,并推测了DBF代谢途径。[结论] 本研究分离到高效DBF降解菌群,该菌群能在碱性（pH 8.0）条件下完全降解DBF,为该类污染物的原位修复提供优良菌系;利用超高分辨质谱分析得到了DBF降解途径,为该类物质的混合菌群代谢研究提供了参考。     

环境内分泌干扰物雌激素的微生物降解研究进展

雌激素是一类重要的环境内分泌干扰物。微生物降解是一种去除环境雌激素与进行环境修复的最绿色、环保、经济的方法。本文从分析雌激素的主要来源和危害、归纳国内外已报道的雌激素降解菌、总结雌激素降解的相关基因和组学研究进展、阐述雌激素的降解通路和降解机制这4个方面,概括阐述了环境雌激素的微生物降解作用,并对未来雌激素降解研究的主要内容与方向提出展望。     

黄河源区不同退化程度高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系研究

近些年来,气候暖干化和过度放牧导致黄河源区高寒草原发生明显退化,严重影响了当地畜牧业和环境的可持续发展。退化后,植被群落生产力、物种多样性和土壤因子之间相互作用、相互影响,使生态系统持续恶化。以往的研究中研究人员对退化后群落生产力和物种多样性关系关注较多,但对退化过程中土壤要素变化的重视程度往往不够。因此,探究不同退化程度下高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系对于认识高寒草地退化过程及退化草地恢复具有重要现实意义。在黄河源区采用空间分布代替时间演替的方法,根据植被和土壤特征选取了未退化到严重退化5个退化梯度,探讨不同退化程度下高寒草原群落生产力、物种多样性和土壤特性及其关系。结果表明：1）随着退化程度的加剧,群落地上和地下生物量均呈先稳定后降低的趋势,在轻度退化阶段达到最大值,重度和严重退化阶段显著降低;2）Shannon-Wiener多样性指数在轻度和中度退化阶段显著增加了20%和15%（P=0.025和P=0.039）,均匀度指数从未退化到重度退化变化不明显,严重退化阶段物种多样性指数均显著降低;3）土壤水分、各深度土壤有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮均呈先稳定后降低的变化规律,土壤容重随着退化程度的加剧而显著增加;4）群落生物量、物种多样性与土壤养分呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系,冗余分析结果显示土壤容重、硝态氮、有机碳是退化过程中驱动植被因子变化的主要因素。因此,针对不同退化阶段采取不同的恢复治理措施,尤其是改善土壤养分和物理性质,同时对中度和重度退化两个关键阶段应该给予更多的关注。     

细菌降解萘、菲的代谢途径及相关基因的研究进展

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类在环境中广泛存在的具有毒性的污染物,微生物降解是其在自然界中降解的主要途径,因而尤为重要。随着研究的深入,关于微生物降解PAHs的分子降解机制、途径等的认识逐渐积累。以下对细菌降解萘、菲的研究进展进行了概述,介绍了萘的水杨酸降解途径,菲的水杨酸、邻苯二甲酸及其他降解途径,同时也包括降解过程中涉及的降解基因簇,如nah-like、phn、phd、nid和nag等以及细菌在PAHs胁迫条件下其他相关基因的表达与调节等方面的最新进展。这些进展可为降解菌株的分子及遗传机制研究提供理论依据,将促进通过基因工程优化降解菌、更有效地检测PAHs环境污染及实现PAHs污染的生物修复。     

Accelerated Degradation of Fenamiphos and Its Metabolites in Soil Previously Treated with Fenamiphos

The degradation of fenamiphos, fenamiphos sulfoxide, and fenamiphos sulfone was determined in a greenhouse experiment using autoclaved and nonautoclaved soil from field plots treated or not treated with fenamiphos. Fenamiphos degradation and formation of fenamiphos sulfoxide was faster in uonautoclaved soil than in autoclaved soil. In nonautoclaved soil, previous exposure to fenamiphos was associated with increased rate of degradation of fenamiphos snlfoxide. Fenamiphos total toxic residue degraded more rapidly in nonautoclaved soil previously exposed to fenamiphos than in nonautoclaved soil never exposed to fenamiphos. This accelerated degradation was due to more rapid degradation of fenamiphos sulfoxide and appears to be biologically mediated.     

氯代脂肪烃生物与非生物共促降解机制研究进展

氯代脂肪烃(Chlorinated aliphatic hydrocarbons,CAHs)具有高毒性、高富集性、高环境残留的特点和致癌、致畸、致突变效应,对人体健康和生态环境造成了严重危害。CAHs降解是生物和非生物过程共同作用的结果,存在多种交互作用,明晰CAHs的生物与非生物共促降解机制对于强化CAHs污染场地修复具有重要意义。文中首先对CAHs降解方式进行了分类介绍,按照还原脱氯、好氧共代谢和直接氧化三种方式总结了影响CAHs降解的典型生物与非生物降解因子。从共促降解的角度出发,系统分析并提出了诱导降解机制和协同降解机制,并对基于共促机制强化CAHs降解的工程应用与存在的技术局限进行了综述和分析,最后对未来的发展方向进行了展望。