L-色氨酸基因工程菌发酵培养基配方优化研究

[目的]对L-色氨酸基因工程菌液态发酵的培养基进行优化。[方法]通过P-B试验,筛选出对基础发酵培养基的发酵液中L-色氨酸浓度影响显著的因素,进一步通过最陡爬坡试验、B-B试验对影响显著的因素进行优化。在此基础上,确定最佳的发酵培养基配方。[结果]酵母粉、Fe SO4·7H2O、KH2PO4对发酵液中L-色氨酸浓度的影响显著;最佳培养基配方为:Glucose 25.0 g/L,酵母粉4.5 g/L,(NH4)2SO49.0 g/L,Mg SO44.5 g/L,柠檬酸钠2.0 g/L,Fe SO4·7H2O 96.1 m g/L,KH2PO41.2 g/L。[结论]根据此配方进行验证实验,发酵液中L-色氨酸浓度可达2.25 g/L。     

SRB-生物硫铁复合材料对废弃煤矿地下水的修复研究

酸性矿山废水（AMD）中含有高浓度的硫酸盐和金属离子，对矿山生态环境造成了严重的危害。硫酸盐还原菌（SRB）可以将SO42-还原为S2-，沉淀金属离子，并生成生物硫铁，其处理效率较高。文章利用农业废弃物秸秆制备SRB的缓释碳源，考察了不同形式的碳源条件下SRB对酸性矿山废水特征污染组分的处理效果，并结合SRB原位生成的生物硫铁包覆颗粒，制备得到SRB-生物硫铁复合材料，通过批量实验和动态柱实验考查SRB-生物硫铁复合材料对高浓度模拟废水和实际矿井水的处理效果。结果显示：在pH为5.5时，将秸秆渣作为游离SRB的碳源是可行的，但与秸秆渣相比，秸秆生物炭的处理效率明显更高，将秸秆生物炭与乳酸钠结合制备的SRB碳源，激活SRB的时间更短，12 h内对SO42-和Fe2+的去除率分别达到了59.25%和79.56%。在此实验范围内，随着生物炭投加量的增大，去除效率逐渐提高，在p H为4.5～6.5的范围内，体系初始p H对SRB反应体系的处理效果影响不大。SRB-碳源与生物硫铁包覆颗粒结合后对高浓度的SO42-和Fe2+模拟废水能保持高效且持久的反应活性。动态柱实验表明SRB-生物炭-生物硫铁...     

一株重金属高耐受菌的分离及鉴定

利用含不同浓度的重金属选择性培养基,对采集的微生物样本进行分离,并筛选出一株超高耐受重金属菌ZM-12。对ZM-12的16S rDNA高变区序列进行BLAST比较和MEGA 4.0分析,结果通过同源进化树分析表明该菌属于肠杆菌属（Enterobacter）。对该菌进行生理生化实验、最低抑菌浓度（MIC）的测定和火焰原子吸收实验,结果表明：ZM-12属于革兰氏阴性杆菌,在不同种类的重金属培养基中,其MIC值各不相同,Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+对ZM-12的MIC值分别为22.33 mmol/L、14.48 mmol/L、>200 mmol/L、58.69 mmol/L。通过火焰原子吸收的方法,测定了ZM-12对培养基中重金属的去除率,培养一定时间后,分别测定了溶液中重金属Pb2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+的浓度,得到其最大去除率分别达到97.68%、99.93%、41.23%、99.46%。该菌株的发现及鉴定为重金属污染环境的治理提供了参考。     

谷氨酸棒状杆菌发酵生产L-瓜氨酸及发酵条件优化

以代谢控制发酵理论为指导,重点对C.glutamicum 366菌株进行摇瓶发酵条件的优化。应用响应面法优化发酵培养基的配比,优化后的发酵培养基:葡萄糖63.33 g/L、精氨酸196.96 mg/L、(NH4)2SO445.79 g/L、生物素35.72μg/L、K2HPO4·3H2O 1.0 g/L、KH2PO41.0 g/L、Mg SO4·7H2O、0.25 g/L、Mn SO4·H2O 0.02 g/L、Fe SO4·7H2O 0.02g/L、Zn Cl21 mg/L、Cu SO40.2 mg/L、VB1200μg/L、Ca CO330 g/L。摇瓶发酵培养条件:温度30℃、摇床转速200r/min、初始p H 7.0。在此发酵条件下,菌株进行摇瓶发酵72 h,产L-瓜氨酸14.96 g/L,相比优化之前提高了75.8%。     

以圆币草发酵液为碳源时硫酸盐还原菌处理重金属废水

【目的】探索以圆币草(Hydrocotyle verticillata)发酵液作为碳源时硫酸盐还原菌处理重金属废水的效果,以便于高效去除废水中的重金属离子。【方法】以厌氧污泥为硫酸盐还原菌接种菌群,添加大型水生植物圆币草发酵液,并以乙醇、乳酸钠、葡萄糖、蔗糖和乙酸钠为对照,测定不同碳源下硫酸盐还原效率,分析其对废水中重金属离子(Pb2+,Cd2+,Cu2+,Ni2+)的去除能力。【结果】硫酸盐还原菌能有效利用圆币草发酵液中有机物,在COD/SO42-为1.2、5.0和7.0时硫酸盐最大还原率分别为24.4%、43.6%和60.0%。以发酵液为碳源时硫酸盐还原效率高于葡萄糖、蔗糖和乙酸钠,但低于乙醇和乳酸钠。在添加圆币草发酵液的批次试验反应器中,对低浓度4种重金属离子混合废水具有良好的处理效果,Cd2+、Cu2+、Pb2+和Ni2+的去除率分别为95.2%、98.7%、93.0%和89.6%。当Cd2+、Cu2+、Pb2+和Ni2+浓度为10 mg/L时,以圆币草发酵液为碳源的批次反应器对4种重金属离子仍具有良好的处理效果,去除率均超过90%,且硫酸盐还原菌的活性没有受到抑制。【结论】大型水生植物发酵液作为硫酸盐还原菌的碳源,不仅能有效进行重金属废水的生物深度处理,而且可以实现大型水生植物的资源化。     

煤矿区耐镉青霉菌的分离鉴定

[目的]分离鉴定煤矸石中耐Cd2+菌株.[方法]用菌落形态和18S rRNA序列分析鉴定菌株,研究菌株的重金属耐性和在酸性煤矸石浸出液的生长能力,分析其抗氧化酶活性对重金属复合污染的响应.[结果]BJKD4菌株为青霉属(Penicillium sp.)菌,能耐29 mmol/L的Cd2+,不同重金属对BJKD4的毒性大小依次为:Cu2+＞Ni2+＞Cd2+＞pb2+或Zn2+＞Mn2+.正交试验表明BJKD4菌株能在不同浓度重金属Cd、Zn、Ni和Mn等复合污染条件下生长,SOD活性在重金属复合污染时升高,CAT活性变化依重金属的种类和浓度不同而不同;此外,BJKD4能在含有煤矸石酸性浸出液的培养基中生长,并提高其pH.[结论]BJKD4菌株能耐多种重金属,具有阻止煤矸石山淋溶液酸化的应用潜力.抗氧化酶在减缓重金属诱导的氧化胁迫中起重要作用.     

猪源屎肠球菌WEI-9的高密度培养

目的对分离自健康仔猪肠道的屎肠球菌(Enterococcus faecium)WEI-9的高密度发酵培养基进行响应面优化,为菌株WEI-9的工业化生产奠定基础。方法首先采用单因素试验确定最适高密度发酵培养基的碳源和氮源,随后采用Plackett-Burman设计筛选出影响菌株WEI-9发酵活菌数的显著因素,利用最陡爬坡试验得出显著因素逼近最大活菌数产量的响应区域,最后应用Box-Behnken设计和响应面分析法确定显著影响因子的最佳浓度。结果优化后的最适高密度发酵培养基成分和配比为:乳清粉21.34 g/L,蛋白胨21.94 g/L,Na AC·3H2O 5 g/L,柠檬酸铵2 g/L,K2HPO4·3H2O 2 g/L,Mg SO4·7H2O 0.2 g/L,Mn SO4·H2O 0.05 g/L,吐温-80 1 g/L,发酵液最高活菌数达到1.6×109CFU/m L,是相同条件下MRS培养基中活菌数的1.98倍。结论本研究实现了猪源屎肠球菌(Enterococcus faecium)WEI-9的高密度培养。     

乌鲁木齐市道路林带土壤抗重金属细菌的筛选及重金属去除能力

【背景】道路重金属污染问题日益严峻,寻找高效的微生物资源用于环境修复已迫在眉睫。【目的】从乌鲁木齐市道路林带土壤中筛选抗重金属菌株,并对其重金属去除能力进行探究。【方法】使用含5种重金属离子(铅、镉、锌、铜、镍)的4种培养基进行抗性菌株筛选,通过形态学特征和16S rRNA基因序列进行鉴定,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)检测分离株对重金属离子的去除情况。【结果】4种分离培养基中,TSA是抗重金属菌株筛选的最适培养基,共筛选出16株抗重金属菌,其中4株抗Pb菌、4株抗Cd菌、4株抗Zn菌、3株抗Cu菌和1株抗Ni菌,其抗性分别高达3 000、800、600、300和400mg/L,16株菌中以芽孢杆菌属(Bacillus)数量最多。在初始浓度为700mg/L Pb²⁺下,菌株Pb6的去除率高达92.48%,菌株Pb11、Pb3和Pb9的去除率分别为27.70%、40.37%和58.88%;在200mg/L Cd²⁺...     

底物种类和浓度对污泥重金属生物淋滤效果的影响

以生污泥为材料,研究单质硫(浓度分别为5、10、20 g/L)、FeSO4?7H2O (浓度分别为10、20 g/L）和硫代硫酸钠（浓度分别为10、20 g/L）三种底物的不同浓度对污泥中Zn、Cu、Pb、Cd、Cr和Ni六种重金属生物淋滤效果的影响。结果表明：单质硫的致酸性最好,第4天pH值就达到2.0左右,Zn、Cu、Pb、Cr和Ni的滤出量最大（原污泥Cd未检出）,并以底物投放浓度在10～20 g/L为佳。FeSO4?7H2O的致酸性和重金属滤出量较单质硫弱。硫代硫酸钠在浓度10 g/L时,致酸性和重金属的滤出量介于单质硫和FeSO4?7H2O之间,但浓度20 g/L时滤液呈碱性,重金属难于滤出甚至不滤出。     

微生物烟气脱硫中硫酸盐还原阶段的限制性因素及其影响

【目的】利用硫酸盐还原菌(SRB)厌氧活性污泥进行烟气脱硫,探索硫酸盐生物还原的最适条件及重金属离子对硫酸盐生物还原的影响,以提高硫酸盐还原阶段的效率。【方法】对取自污水处理厂的SRB厌氧活性污泥进行高浓度硫酸盐胁迫驯化。分析生物脱硫过程中SRB厌氧污泥还原硫酸盐的限制性因素及影响。【结果】在最适生长条件下(pH 6.5,32°C),经驯化获得的SRB厌氧活性污泥有较强的硫酸盐还原能力。Fe2+的适量添加对硫酸盐还原有一定促进作用。SRB厌氧污泥还原硫酸盐的ThCOD/SO42-最适值为3.00,ThCOD=3.33为最适理论化学需氧量,硫酸盐还原率可达72.15%。SRB厌氧污泥还原硫酸盐反应体系中抑制SRB活性的硫化物浓度为300 mg/L。Pb2+和Ni2+在较低的浓度下(1.0 mg/L和2.0 mg/L)对硫酸盐的还原产生较强的抑制作用,而Cu2+在稍高的浓度下(8.0 mg/L)显示出明显的抑制作用。【结论】经驯化,SRB厌氧活性污泥显示出较强的硫酸盐还原能力,具有应用于工业烟气生物脱硫的潜力。去除重金属离子Pb2+、Ni2+和Cu2+可有效解除对硫酸盐生物还原作用的抑制。     

产漆酶菌株分离及发酵条件优化

[目的]筛选高产漆酶菌株。[方法]利用愈创木酚-PDA平板筛选高产漆酶菌株,单因素实验确定最佳产酶条件。[结果]筛选到一株高产漆酶菌株,编号QMJZ-5。结合形态观察和5.8S rDNA-ITS序列分析,确定该菌株是血红密孔菌(Pycnoporus coccineus),优化发酵培养基:甘油20 g/L,豆粕6.0 g/L,香兰素0.15 g/L,阿魏酸0.15 g/L,KH_2PO_41.0 g/L,Na_2HPO_4·12H_2O 0.2 g/L,CuSO_4·5H_2O 1.5 mmol/L,初始pH 5.0,30℃,发酵8 d,产酶55 U/m L。[结论]筛选到1株高产漆酶菌株。     

一株十溴联苯醚高效好氧降解菌的筛选、鉴定及降解特性

【目的】从广东贵屿镇电子垃圾拆解地采集的沉积物样品中分离十溴联苯醚(BDE-209)高效好氧降解菌,并考察其对BDE-209的降解特性。【方法】通过生理生化实验和16S rRNA测序鉴定菌种,正交实验优化降解条件,并分析不同降解体系及影响因素对菌降解BDE-209的影响。【结果】鉴定结果显示,该BDE-209好氧降解菌为短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)。B.brevis对1 mg/L BDE-209 5 d的降解率可达54.38%。正交实验结果表明,B.brevis降解BDE-209的最优条件为:pH 7,投菌量3 g/L,温度30°C。降解特性研究结果显示B.brevis对BDE-209降解的最佳菌龄为36 h,最佳氮源为(NH4)2SO4,B.brevis对Cu2+、Cd2+有较好的耐受性,但Cu2+和Cd2+的存在会影响其对BDE-209的降解。当Cu2+浓度在1 5 mg/L,Cd2+浓度在0.3 0.5 mg/L范围内时,B.brevis对BDE-209降解均可达50%以上。【结论】B.brevis对BDE-209有很好的降解效率,研究结果对BDE-209的好氧微生物降解及环境中BDE-209的生物修复具有较好的科学意义和应用价值。     

纳米Fe~(3+)-TiO_2光催化剂的制备及其在水产养殖废水的应用

以钛酸四正丁酯为钛源,用硝酸铁作为掺杂试剂,采用溶胶-凝胶法制备了系列掺杂Fe的纳米Ti O2光催化剂,用XRD、SEM进行表征。在紫外光照射下,研究了掺铁纳米二氧化钛对废水中氨氮的光催化氧化情况;通过正交实验确定优化条件为:当氨氮废水浓度为10mg/L、催化剂掺铁质量分数为0.25%,Fe3+-Ti O2投加量0.7g/L,H2O2溶液浓度为0.8g/L,光照反应时间持续4h时,氨氮氧化去除率达到97.17%。     

Desulfovibrio desulfuricans G20生理特性及处理含铬(Ⅵ)硫酸盐废水的研究

选取一株硫酸盐还原菌Desulfovibrio desulfuricans G20,探讨其生理特性及其对含重金属硫酸盐废水的处理效果。结果显示,D.desulfuricans G20在2~18 h进入对数生长期,18~26.5 h进入稳定期。该菌株最适宜温度为37℃,最佳初始p H为8.2;最佳生长碳源为乳酸钠和蔗糖;最适硫源为亚硫酸钠。D.desulfuricans G20对Cr~(6+)最大耐受度为150 mg/L。随着Cr~(6+)初始浓度的减少,SO2-4去除率逐渐增加,最高达75.67%。Cr~(6+)质量浓度低于120 mg/L的去除率接近100%。可见,D.desulfuricans G20有潜力应用于处理含重金属Cr~(6+)的硫酸盐废水。     

固定化氧化亚铁硫杆菌培养条件对黄铁矾沉淀的影响

以聚乙烯醇-海藻酸钠复合材料为载体,Ca(NO3)2为交联剂对氧化亚铁硫杆菌进行包埋固定化。该固定化细胞的连续培养技术可以用于处理H2S、SO2,为了减少减少固定化细胞培养过程中带来许多不利效应的黄铁矾沉淀 (NH4Fe3(SO4)2(OH)6）,采取了改变初始pH值和目前普遍采用的9K培养基中的(NH4)2SO4浓度,K2HPO4浓度三种方法。结果显示：在三种方法中,降低(NH4)2SO4浓度是比较可行的一种方法,当(NH4)2SO4从3.0 g/L降低到0.5g/L,Fe2+氧化速率几乎没有受到影响,沉淀形成速率却减少了45%。在固定化细胞连续运行时,降低9K培养基中(NH4)2SO4的含量,当稀释率为0.4 h-1,运行时间为96 h,Fe2+氧化速率高达3.75 g/L.H,结果显示反应柱内沉淀明显减少,同时Fe2+氧化速率并没有明显变化。     

产脂肪酶真菌的选育及酶学性质研究

从富含油脂土壤中筛选出一株产碱性脂肪酶酶活达6.40U/mL的真菌菌株,经显微形态及ITS序列分析鉴定为产黄青霉Penicillium chrysogenum,该菌株命名为Penicillium chrysogenum J23。该菌的最佳产酶培养条件为：蔗糖1.0%、蛋白胨2.0%、橄榄油1.0%、MgSO4·7H2O 0.05%、接种量1.0%、初始pH 9.0、摇床转速200r/min、30℃培养48h。其所产脂肪酶的最适反应温度与pH分别为33℃和7.5,在pH6.0－10.0酶具有良好的稳定性,在50℃处理2h仍可保持30%以上的酶活力,50mmol/L的Ca2+、Mg2+、K+分别对酶有较强激活作用,而50mmol/L的Fe2+、Mn2+、Cu2+、Pb2+、Li2+对酶则有不同程度的抑制作用。     

假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. AJ5 产k-卡拉胶酶的培养条件优化

[目的]本研究的目的是优化Pseudoalteromonas sp. AJ5菌株的培养条件使之产生高活性的胞外κ-卡拉胶酶.[方法]通过富集培养技术从刺参肠道分离出一株卡拉胶降解菌AJ5,该菌株能利用卡拉胶作为惟一碳源和能源.依据形态学和生理学特征及16S rRNA基因序列分析,将该菌株鉴定为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas).通过单因素试验和正交试验对Pseudoalteromonas sp. AJ5菌株产胞外κ-卡拉胶酶的培养条件进行了优化.[结果]单因素试验结果表明,Pseudoalteromonas sp. AJ5菌株的最佳培养条件为250 mL三角瓶装入75 mL发酵培养基、摇床转速150 r/min、接种量7%、pH8.0.单因素试验和正交试验结果显示该菌株的最佳培养基组成为κ-卡拉胶 1 g/L、牛肉膏2 g/L、 NaCl 20 g/L、K2HPO4·3H2O 1 g/L、 MgSO4·7H2O 0.5 g/L、 MnCl2· 4H2O 0.2 g/L、 FePO4 · 4H2O 0.01 g/L; 培养温度为28℃,培养时间为28 h.[结论]Pseudoalteromonas sp. AJ5菌株分泌胞外κ-卡拉胶酶,在最佳培养条件下,该菌株的κ-卡拉胶酶活力比优化前提高了4倍.     

酵母菌Y17吸附Cu2+的影响因素及吸附机理研究

以高效吸附Cu2+的酵母菌Y17为材料, 对其吸附Cu2+过程中的主要影响因素, 包括溶液pH、Cu2+初始浓度、菌体添加量、吸附时间和温度以及吸附机理进行了探讨。结果表明, 对吸附过程影响较大的因素依次为吸附液pH值、Cu2+初始浓度、菌体添加量和吸附时间。正交试验得到最佳吸附条件为溶液pH5.0, 吸附时间40 min, 加菌量5.0 g湿菌/L时, 对初始浓度为8 mmol/L的Cu2+达到最佳吸附率为82.7%。通过对Y17菌体不同处理及解吸实验, 初步确定Y17吸附Cu2+的位点在细胞壁, 细胞壁表面的-NH2, -COOH基团在其吸附过程中起着重要作用。     

响应面法优化细菌MY07产IAA液体发酵培养基

[目的]研究氮源、氮源和矿质元素对菌株MY07产吲哚乙酸量的影响。[方法]在单因素筛选和初始浓度确定试验的基础上,利用响应面分析法对细菌MY07产吲哚乙酸的液体发酵培养基进行优化,采用Box-Benhnken设计和响应面法对碳源、氮源和矿质元素水平进行分析。[结果]结果表明,菌株MY07产IAA的液体发酵培养基最佳组合为:0.94%甘露醇,2.35%KNO3,0.12‰Mg SO4·7H2O,0.13‰Ca Cl2·2H2O,在此条件下的验证试验表明,IAA产量可达到28.16μg/ml。[结论]通过响应面法优化菌株培养基后,有利于提高该菌产生IAA的能力。     

铜矿厂区土壤中耐铜菌株的筛选及其生长特性初探

为了筛选和开发能够治理重金属污染的微生物资源,运用梯度驯化筛选法和单因素变量法分别对铜矿厂区土壤中的耐铜微生物进行了筛选及其生产培养条件的研究。结果表明,一株耐铜微生物Cladosporium sp.能耐受Cu2+的浓度达15 000 mg/L。在优化的培养时间96 h,转速150r/min,温度28℃,p H 6.0下该菌的耐铜性可提高3.62倍,达到54 300 mg/L,对环境中铜离子的吸附能力可提高2.27倍,达到38.19 mg/g。该菌对重金属Cu2+有非常高的耐受和吸附特性,可作为今后微生物治理重金属污染的优良备选菌种,其耐重金属基因也可作为基因工程的实验研究材料。