一株紫色非硫光合细菌净化养殖水体初步研究

选取从杭州养鱼塘水样中分离得到的1株紫色非硫光合细菌菌株HZ-1,利用它的纯培养物处理养殖水体,测定COD去除率和亚硝态氮降解率。结果表明,菌株HZ-1可以有效地分解水体中的污染物,去除水体中的COD,对养鱼塘水去除率达到20.99%;对养虾池水去除率达到了36.09%;菌株HZ-1可以有效地降低水体的亚硝态氮,对养鱼塘水亚硝态氮的降解率为41.18%,具有较好净化效果。     

深海沉积物高效脱氮菌筛选分离及其脱氮特性研究

【背景】深海海域具有高压、低温、无光等环境条件,蕴含着丰富而独特的微生物资源。【目的】从深海沉积物中定向分离、筛选脱氮效率高的好氧脱氮菌株资源,并揭示其脱氮特性,为开发水体脱氮微生物技术提供物质基础。【方法】以东太平洋、南大西洋、西南印度洋共10个站位的深海沉积物为研究材料,在28°C下使用无机氮源连续进行两轮富集培养,然后定性筛选可以脱除氨氮、亚硝态氮和硝态氮的菌株,并通过形态学和16S rRNA基因序列分析进行初步分类鉴定;对优选得到的功能菌株,分别采用以氨氮、亚硝态氮、硝态氮为唯一氮源的培养基定量研究其生长和脱氮性能。【结果】从10份大洋深海沉积物样品中共分离得到49株好氧反硝化菌,其中3株在有氧条件下反硝化效率较高,分别命名为Pseudomonassp.G111、Pseudomonassp.G112和Dietziamaris W023a,其中菌株G111和G112与模式菌株博岑假单胞菌Pseudomonas bauzanensis BZ93T的16S rRNA基因序列相似度为99.2%,菌株W023a与模式菌株海洋迪茨氏菌DietziamarisATCC35013T的16SrRNA基因序列相似度为99.9%。菌株G111、G112和W023a培养48h后,对氨氮的脱除率分别为98.0%、85.2%和97.6%;对亚硝态氮的脱除率分别为71.9%、67.5%和34.7%;对硝态氮的脱除率分别为66.0%、52.6%和56.3%。菌株G111、G112和W023a均为异养硝化-好氧反硝化菌,可通过好氧反硝化作用将亚硝态氮和硝态氮还原为含氮气体,也可通过异养硝化-好氧反硝化作用将氨氮转化为含氮气体。【结论】从深海沉积物中分离筛选得到3株高效好氧反硝化菌,所获得的菌株在水体净化、污水处理、生态系统修复等领域具有应用潜力。     

一株光合细菌的分离鉴定及该菌对氨氮和亚硝态氮的去除作用

【背景】中国是水产养殖大国,氨氮、亚硝态氮是水体中主要的氮源污染物。水体氨氮超标不仅会损伤水生动物的神经系统和肝肾系统,还会导致体表及内脏充血。亚硝态氮过高会阻碍血液运载氧气能力,导致鱼虾缺氧、免疫力下降,从而引发肠炎、烂鳃,甚至窒息死亡。部分光合细菌有去除水体氨氮、亚硝态氮的能力,且对环境友好无二次污染。【目的】从广东养殖水体分离、纯化、筛选出生物活性好的光合细菌(编号SP3)进行种属鉴定,优化培养条件,检测其去除水体氨氮和亚硝态氮的能力,为养殖水体去除氨氮和亚硝态氮提供目标菌株。【方法】用双层平板法从混合菌液中分离得到光合细菌,通过革兰氏染色、碳源利用试验、对无机电子供体的利用试验以及16SrRNA基因序列分析对目标菌株进行种属鉴定;测定菌株SP3在不同pH、不同浓度NaCl条件下的OD600,优化培养条件;通过测定7d内SP3菌株在不同浓度氨氮(氯化铵配制)和亚硝态氮(亚硝酸钠配制)中OD600的变化趋势,确定该菌株对不同氮源的利用情况;用纳氏比色法、分光光度法测定SP3菌株降解水体氨氮和亚硝态氮的能力。Genome walking扩增获得亚硝酸盐还原酶基因(nirS),通过荧光定量PCR研究nirS在氨氮、亚硝态氮去除过程中的表达动态。【结果】筛选出的菌株SP3为革兰氏阴性菌,短杆状;能以醋酸盐、丙酮酸盐、丙酸盐、丁酸盐、乳酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、苹果酸、果糖、葡萄糖作为碳源,不能以乙醇和丙酮作为碳源;能利用硫化钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠作为无机电子供体; 16SrRNA基因序列分析表明其与沙氏外硫红螺菌(Ectothiorhodospira shaposhnikovii)序列相似度为99%;菌株SP3适宜pH为6.0-8.5,适宜盐度为0-3%;菌株SP3以铵盐作为氮源时生长状态明显优于亚硝酸盐;以初始菌液浓度8.6×109CFU/mL、起始氨氮量84.15±0.58 mg/L的条件培养7 d,水体氨氮累计去除量为79.45±0.29 mg/L,氨氮累计去除率达到94.42%;在同样菌浓度和2mg/L亚硝酸钠的条件下培养5d,水体亚硝态氮含量低于检测限0.003mg/L。在菌株SP3去除氨氮、亚硝态氮过程中nirS相对表达量上调。【结论】菌株SP3为沙氏外硫红螺菌(E.shaposhnikovii),能有效去除水中氨氮和亚硝态氮,具有净化水质作用,在水产养殖和污水处理中有广阔应用前景。     

新型异养硝化-好氧反硝化菌Paracoccus sp. QD-19的分离及脱氮特性研究

从沈阳市南部污水处理厂活性污泥中分离获得同时具备异养硝化和好氧反硝化能力的新型菌株,研究其脱氮特性,为改善污水厂的脱氮处理工艺奠定基础。对菌株进行形态学观察和16S rRNA基因鉴定;分别以NH₄Cl、NaNO₂、KNO₃为唯一氮源探究菌株的脱氮能力;以碳源、C/N比、pH值、温度、转速、接种量(V∶V)等因素对菌株脱氮效果的影响进行研究。获得一株新型异养硝化-好氧反硝化菌株,经16S rRNA基因序列比对为副球菌属(Paracoccus),命名为Paracoccus sp. QD-19。菌株对初始氨氮浓度在300 mg/L以下的低浓度氨氮去除率能够达到100%,去除速率为8.707 mg/(L·h)且在脱氮过程中几乎没有亚硝态氮和硝态氮的积累。以亚硝态氮和硝态氮作为唯一氮源时,对此两种氮源的去除率36 h内均能达到99%,去除速率分别为4.944和5.666mg/(L·h)。确定了去除氨氮的最佳脱氮条件：琥珀酸钠为碳源,C/N比为10,pH值为7,接种量(V:V)为1%,温度为30℃,转速为140 r/min。菌株Pa...     

不同植物构成的人工湿地对生活污水中氮的去除效应

测定由不同植物构成的人工湿地的氨态氮、硝态氮和亚硝态氮含量,对比不同植物对生活污水中氮的去除效率.结果表明,与不种植物的人工湿地相比,由风车草[Cyperus alternifolius L. ssp. flabelliformis (Rottb.) Kiikenth.]、香根草[Vertiveria zizanioides (Linn.) Nash]、芦苇(Phragmitas communis Trin.)和美人蕉(Canna indica Linn.)构成的人工湿地对氨态氮去除率分别提高6%、8%、11%和14%;对硝态氮去除率分别提高5%、6%、13%和9%;对亚硝态氮去除率分别提高5%、7%、10%和7%,说明种植芦苇和美人蕉的人工湿地对生活污水中的氮具有较好的去除效果.     

异养高效硝化细菌的筛选鉴定与固定化最优化

本实验从太湖沉积物中富集、分离纯化、筛选出5株异养硝化菌(J-1~J-5),研究其硝化特性并对性能最佳菌进行鉴定。研究表明,5株硝化菌均有较强的氨氮、亚硝态氮转化能力,其中J-4转化效果最好,培养48 h氨氮、亚硝态氮去除率达90.25%、69.00%;通过16S rDNA鉴定,建立其生长发育树,表明J-4属成对杆菌属。本试验,选取海藻酸钠(SA),聚乙二醇(PEG)为固定化包埋载体材料,经正交试验确定SA、PEG、活性炭(AC)、CaCl_2的最佳浓度分别为2.5%、8%、1.5%、4%;方差分析表明4种材料中,对氨氮转化率影响大小顺序为SAPEGCaCl_2AC。高效异养土著硝化细菌的筛选以及包埋条件的优化,提高了处理污水的效率,增加了包埋小球的稳定性和细菌的生物浓度,为固定化技术工业化大规模运用创造了条件,为高效修复太湖水质提供了基础。     

不同密度杨树人工林河岸缓冲带对无机氮的去除效果

以太湖流域构建的平缓坡度杨树人工林河岸缓冲带为研究对象, 比较了三种植物密度(400 株•hm-2、1000 株•hm-2和1600 株•hm-2) 的河岸缓冲带对不同深度径流水中铵态氮(NH4+—N)和硝态氮(NO3－—N)的去除率以及河岸缓冲带土壤对铵态氮和硝态氮的截留率。研究结果表明, 1600 株•hm-2杨树人工林缓冲带对径流水中铵态氮和硝态氮的去除能力最强, 在40 m缓冲带处三个土层的平均去除率达72.86%和71.81%, 而400 株•hm-2 缓冲带去除效果较差; 在同一土层, 土壤铵态氮的截留率大小随土壤铵态氮浓度的增加而提高。1000 株•hm-2杨树人工林缓冲带土壤对铵态氮和硝态氮截留效果最好, 截留率为32.48%和44.41%, 1600 株•hm-2缓冲带其次, 400 株•hm-2 缓冲带的截留率较低。     

异养硝化微球菌的分离及性能评价

利用亚硝化细菌分离培养基从湿地浅层底泥中分离到一株具有硝化反硝化能力的异养硝化细菌,经过常规的分析和部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离所得HB-1菌株与多株Micrococcus sp.16S rDNA具有99%的相似性,初步鉴定为Micrococcus sp.。分别采用乙酸钠和氯化铵作为碳源和氮源进行硝化特性研究,结果表明,8d的好氧培养,铵态氮去除率为49.2%,并且具有产生亚硝态氮的硝化性能。以硝酸钠为氮源进行好氧培养,总氮没有去除效果;而6d的缺氧静置培养,总氮的去除率达90.7%,表现明显的反硝化作用。     

滇池可培养好氧反硝化细菌多样性及其脱氮特性

【目的】氮污染已成为当今水体污染的一个重要因素,为了解滇池可培养好氧反硝化细菌的多样性,获得高效好氧反硝化细菌资源,为污染水体或浅层地下水的生物修复提供材料。【方法】采用富集培养方法从滇池沉积物和水体样品中分离好氧反硝化细菌,对好氧反硝化细菌的16S r RNA基因序列进行系统发育分析,并筛选其中的高效好氧反硝化细菌。【结果】分离出260株好氧反硝化菌,经16S rRNA基因序列分析,260株菌分属于2门13科14属的59个种。假单胞菌属(Pseudomonas)为优势细菌属,其次是不动杆菌属(Acinetobacter)、气单胞菌属(Aeromonas)和代尔夫特菌属(Delftia)。筛选到12株高效好氧反硝化细菌菌株,其中8株属于假单胞菌(Pseudomonas spp.),4株为不动杆菌(Acinetobacter spp.)。定量分析发现菌株N15-6-1的反硝化效果较好。对菌株N15-6-1的脱氮条件优化结果显示,在以蔗糖为碳源,温度为30–35℃、C/N=12、静止培养时,反硝化能力较强,其在48 h内硝态氮的去除率达到98.81%,总氮的去除率达96.27%。【结论】滇池存在着较丰富的可培养好氧反硝化细菌,好氧反硝化细菌的分离丰富了好氧反硝化菌的种类,其中的高效脱氮菌株为污染水体或浅层地下水的生物修复提供了初步的候选菌株。     

红假单胞菌去除养鱼废水三态氮及COD的研究

利用红假单胞菌(Rhodopseudomonas sp.)wps对鲫鱼养殖废水三态氮及COD进行处理.菌株wps对水体亚硝氮的去除率随菌浓的降低而降低,当添加菌液量降到0.4 mL(终浓度约为5×10⁴cell·mL^-1)时,其对亚硝氮的去除效果已不明显,但同时投加400μg碳源明显提高其亚硝氮去除率,高出对照20.06%;菌株wps对氨氮也有一定去除效果,但碳源的添加对氨氮的去除影响更大;同时施加0.4 mL wps菌液和40μg碳源对硝氮和COD的去除率分别比对照提高20.51%和22.03%.光照与否对其处理养鱼废水的效果影响不大.PCR-DGGE结果分析显示,菌株wps在与土著光合细菌的竞争中处于劣势.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism