利用氢和二氧化碳生长的一个泥杆菌新种——嗜氢泥杆菌

从降解有机物产生甲烷的富集培养物中分离到一株利用巴豆酸的严格厌氧革兰氏阴性杆菌.此菌利用氢和二氧化碳或甲酸合成乙酸,发酵巴豆酸产生丁酸和乙酸,发酵葡萄糖、果糖、麦芽糖和半乳糖产生乙酸、乙醇和氢或甲酸,不利用延胡索酸、酒石酸和柠檬酸生长.该菌不产生芽孢,不还原硫酸盐,触酶反应阴性,DNA的G+C含量为30.7±1mol%,是泥杆菌属中的一个新种,定名为嗜氢泥杆菌(Ilyobacter hydrogenotrophicus nov.sp.).     

沼气池中产氢细菌的研究

1. 在沼气发酵污泥的富集培养物中加入薯芋粉可以旺盛地产氢。这是富集培养沼气发酵污泥中的产氢细菌的较好方法。 2. 我们采用这一方法从沼气池中分离出24株产氢细菌,其产氢置因菌株的种类和发酵基质的不同而异。根据它们的分类特征分别属肠杆菌科(Enterbacteriace)和芽孢杆菌科(Bacil-laceae)。肠杆菌科中有五个种：阴沟肠杆菌(Entcrbacter cloacae),大肠埃希氏菌(Escheriehiacoli),粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens),弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)和蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)(暂定)。芽孢杆菌科中仅有一个种,即丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutyltcum)。 3. 各类菌的相对数量以肠秆菌占优势,占总数的58.3％。其次是粘质沙雷氏菌,占16.7％。丙酮丁酵梭菌占12．5％。其他各菌数量较少。 4. 将这些产氢菌与甲烷菌的富集培养物进行混合培养,可大大提高甲烷产量,而二氧化碳显著降低,以至检测不到。     

厌氧细菌Acetanaerobacterium elongatum从葡萄糖的产氢特性研究

为了了解影响厌氧发酵产氢细菌Acetanaerobacterium elongatum Z7产氢效率的因素,采用生理学方法对其进行了研究。结果表明：乙醇型发酵菌A. elongatum Z7的最适产氢温度为37℃, 最适产氢的起始pH为8.0。该菌发酵葡萄糖和阿拉伯糖产氢的能力较强,氢气产率分别为1.55mol H2/mol葡萄糖和1.50mol H2/mol阿拉伯糖。酵母粉是菌株Z7生长和产氢所必须的生长因子;pH影响菌株的生长和葡萄糖利用率;氢压则影响电子流的分配,从而改变代谢产物乙酸和乙醇的比例;当产氢菌与甲烷菌共培养以维持发酵体系低的氢压时,可使氢的理论产量提高约4倍;培养基中乙酸钠浓度> 60mmol/L明显抑制产氢。另外,一个只利用蛋白类物质的细菌能够促进菌株Z7对葡萄糖的利用,进而提供氢产量,为生物制氢的工业化生产提供理论参考。     

种泥预处理和发酵温度对暗发酵产氢的影响研究进展

生物质暗发酵产氢不仅可以处理有机废物,同时可以获得清洁能源,实现了废物资源化利用。然而产氢种泥中大量耗氢菌的存在会导致暗发酵氢气产量低等问题,因此种泥预处理是暗发酵产氢的必需条件。随着暗发酵产氢基质的多样化,产氢种泥的预处理方法也不断发展。对近十年来产氢种泥预处理方法的发展进行了综述,并且结合发酵温度,讨论了种泥预处理方法和发酵温度两方面条件对暗发酵产氢的影响,并对该研究方向提出了展望,以期为后续暗发酵产氢的进一步研究提供参考。     

窖泥优势拟杆菌纲微生物Petrimonas sulfuriphila的分离及其功能解析

[目的]筛选窖泥中尚未被纯培养的高丰度拟杆菌纲微生物,并在纯培养菌株层面和共培养层面探究其生理代谢特征及生态学功能。[方法]采用传代培养提高窖泥拟杆菌纲微生物的相对丰度,在此基础上进行筛菌实验,并通过发酵实验解析主体拟杆菌的代谢特征及其与主体己酸菌的相互作用关系。[结果]成功筛选到Petrimonas sulfuriphila LBM11005,该菌的主要代谢产物为乙酸和丙酸,且葡萄糖能促进该菌的生长。无论是否存在底物竞争效应,P. sulfuriphila LBM11005均能与窖泥主体己酸菌Caproicibacterium sp. LBM19010在代谢物水平上发生相互作用,表现为后者可以利用前者的代谢产物丙酸进行碳链延伸,产生新的奇数碳脂肪酸——戊酸和庚酸。[结论]探明了窖泥主体拟杆菌纲微生物P. sulfuriphila LBM11005的基本生理代谢特征,且该菌与主体己酸菌相互作用,贡献于更长碳链奇数碳脂肪酸的合成。     

种泥预处理和发酵温度对暗发酵产氢的影响研究进展

生物质暗发酵产氢不仅可以处理有机废物,同时可以获得清洁能源,实现了废物资源化利用。然而产氢种泥中大量耗氢菌的存在会导致暗发酵氢气产量低等问题,因此种泥预处理是暗发酵产氢的必需条件。随着暗发酵产氢基质的多样化,产氢种泥的预处理方法也不断发展。本文对近十年来产氢种泥预处理方法的发展进行了综述,并且结合发酵温度,讨论了种泥预处理方法和发酵温度两方面条件对暗发酵产氢的影响,并对该研究方向提出了展望,以期为后续暗发酵产氢的进一步研究提供参考。     

高效产氢细菌新种——Ethanologenbacterium sp. X-1的分离鉴定及其产氢效能

为获得高效产氢发酵细菌,采用改进的厌氧Hungate培养技术,从生物制氢反应器CSTR中分离一株产氢细菌X1。对该株细菌进行了形态学特征、生理生化指标、16S rDNA和16S23S rDNA 间隔区序列分析等研究。结果表明与最相近的种属Clostridium cellulosi和Acetanaerobacterium elongatum等的16S rRNA基因序列同源性为94％以下。16S23S rRNA 间隔区基因序列比对分析显示保守区域仅为tRNAAla和tRNAIle序列,其它可变部位没有同源性区域,鉴定为新属Ethanologenbacterium sp.。该株细菌为专性厌氧杆菌,代谢特征为乙醇发酵,葡萄糖发酵产物主要为乙醇、乙酸、H2和CO2。在pH4.0和36℃条件下最大产氢速率是28.3mmol H2/(g dry cell·h)。经鉴定和产氢效能分析表明该菌株是一新属的高效产氢细菌。     

嗜树木甲烷短杆菌和甲酸甲烷杆菌的分离和特性

从我国沼气池污泥样品中,采用改良的亨氏操作技术,分离出TC713和TC708两株不运动、革兰氏染色阴性、不形成芽孢的杆菌。TC713菌株呈短杆状,往往两个相连成双杆菌,个别呈链杆状,菌落圆形透明。TC708菌株培养后期呈长杆状,弯曲,菌落圆形,周边呈现丝状。 两菌株均只能利用H2／CO2作为碳源和能源,不能利用CH,COONa、CH,NH。、CH,OH。利用甲酸较慢,且利用率不高。在培养液中分别加入酵母膏、瘤胃液或酪素水解物均能刺激1c713菌株的生长,但该菌株不需要外源辅酶M。Tc713和Tc708菌株生长最适温度分别为35℃和35—40℃在45℃生长不良。适宜生长的pH值分别为6．5—8．5和6．8—9．20在含有o．I％酵母膏的培养液中,以H,／∞,为碳源和能源,37℃下振荡培养,其菌数倍增时间分别为6—7小时和8—10．5小时。Tc713菌株经荧光免疫测定,仅对甲酸甲烷杆菌抗体有微弱的反应。DNA中G+c克分子含量为27．83士0．26％。根据Tc713和Tc708两菌株的性状,分别确定为嗜树木甲烷短杆菌(Methanobrevibacter arboriphilus)和甲酸甲烷杆菌(Methano-bacterium formicicum)。     

泸酒老窖泥中布氏甲烷杆菌的分离和特性

自酿酒老窖窖泥中分离出一株革兰氏阳性的产甲烷菌。菌体为长杆状,0.5×2—5.5μm,单个或少数成对,有时连成长链。滚管菌落丝状,黄褐色。细胞对青霉素、红霉素、卡那霉素和四环素具有抗性。该菌株不能利用甲酸、甲醇、乙酸和三甲胺,只能以H₂-CO₂作为生长和产甲烷的基质。窖泥浸出液和微量元素维生素复合液显著刺激生长,酵母膏无刺激作用。生长最适温度35℃,最适pH7。在最适条件下振荡培养,最短增代时间约6小时,该菌鉴定为布氏甲烷杆菌,名称为CS菌株(Methan     

自沼气池中分离的一株甲烷利用菌

自沼气池中分离到一株甲烷利用菌,其主要生理特性是利用甲烷或甲醇作碳源和能源,生活史中具有休眠体,形成固氮菌型的孢囊,在利用甲烷的生长中不被乙酸盐、苹果酸、琥珀酸盐抑制,应是甲基杆菌属(Methylobacter)中的一新种,定名为淡橙黄色甲烷氧化杆菌(Mcthylo-batter luteolo-croceus sp. Nov.)。     

amrG1基因在谷氨酸棒杆菌乙酸活化中的作用

谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum可以利用乙酸为碳源和能源进行生长. 乙酸代谢中涉及乙酸活化的两个酶为磷酸转乙酰酶PTA和乙酸激酶AK, 它们是由pta-ack操纵子经诱导表达产生的. 采用转座子挽救法, 我们从调控突变株C. glutamicum G25中获得了amrG1和amrG2两个目标基因. 经分析鉴定, amrG1基因(NCBI GenBank 接受号为AF532964)可能参与乙酸代谢调控, 编码作用于pta-ack操纵子的一个调控因子. 该调控因子基因序列全长732 bp, 开放阅读框含有243个氨基酸, 分子量约为27 kD. 通过基因定点缺失和过量表达技术, 在谷氨酸棒杆菌野生型菌株中分别构建了amrG1基因缺失菌株和表达菌株, 并研究了它们在含有葡萄糖和/或乙酸不同碳源的基本培养基上生长时产生的PTA和AK酶活性特征. 酶活性测定结果发现其中的amrG1基因缺失菌株和表达菌株存在着与野生型菌株不同的一系列酶学特征, 分析显示: 以野生型菌株为对照, amrG1基因缺失菌株在含有葡萄糖碳源的培养基上生长时表现出较高的PTA和AK酶活性, 并且在葡萄糖和乙酸两种碳源上生长时表现出与乙酸碳源上生长时几乎同样的PTA和AK酶活性; amrG1基因过量表达对葡萄糖碳源上生长产生的PTA和AK酶活性有一定程度的抑制, 即表现出与基因缺失情况相反的调控效应. 根据以上结果分析, amrG1可能编码了作用于pta-ack操纵子的一个阻遏因子或共阻遏因子.     

浑球红假单胞菌在暗处发酵生长时的固氮酶、吸氢酶以及放氢机制的研究

光合细菌浑球红假单胞菌(Rhodopesudomonas sphaeroides)能在黑暗厌氧条件下生长。首次发现发酵生长的浑球红假单胞菌有固氮酶和吸氧酶的活性。试验比较了在光营养、黑暗厌氧呼吸和好氧呼吸生长方式下该菌的放氢作用,认为黑暗厌氧呼吸过程中的放氢是氢酶催化的放氢。     

厌氧降解丁酸共培养物中产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的分离与再组合

由处理啤酒厂废水的厌氧消化器颗粒污泥中分离和纯化了一个能厌氧降解丁酸产生甲烷的共培养物BF2。共培养物BF2可降解包括异丁酸在内的含4～18个碳原子的脂肪酸,最适生长温度37℃,最适pH7.7。以巴豆酸为底物,成功地将共培养物BF2分离为专性质子还原产乙酸细菌沃尔夫互营单胞菌嗜脂肪亚种菌株CF2和产甲烷细菌甲酸甲烷杆菌菌株MF2两个纯培养,将它们再组合后仍可降解丁酸。菌株CF2与亨氏甲烷螺菌、布氏甲烷短杆菌菌株1125、甲酸甲烷杆菌菌株1535和普通脱硫弧菌G11组合成人工共培养物,可以厌氧降解丁酸。     

厌氧降解丁酸共培养物中产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的分离与再组合

由处理啤酒厂废水的厌氧消化器颗粒污泥中分离和纯化了一个能厌氧降解丁酸产生甲烷的共培养物BF2。共培养物BF2可降解包括异丁酸在内的含4～18个碳原子的脂肪酸,最适生长温度37℃,最适pH7.7。以巴豆酸为底物,成功地将共培养物BF2分离为专性质子还原产乙酸细菌沃尔夫互营单胞菌嗜脂肪亚种菌株CF2和产甲烷细菌甲酸甲烷杆菌菌株MF2两个纯培养,将它们再组合后仍可降解丁酸。菌株CF2与亨氏甲烷螺菌、布氏甲烷短杆菌菌株1125、甲酸甲烷杆菌菌株1535和普通脱硫弧菌G11组合成人工共培养物,可以厌氧降解丁酸。     

初始pH值对产氢产乙酸/耗氢产乙酸两段耦合工艺定向生产乙酸的影响

以葡萄糖为底物,以经加热预处理并活化过的厌氧污泥为种泥,研究了初始pH值对产氢产乙酸/耗氢产乙酸两段耦合工艺厌氧发酵定向生产乙酸的影响。实验考察了7个初始pH值(5、6、7、8、9、10、11)条件下的底物降解、产物产生和发酵过程pH值的变化。结果表明:产氢产乙酸段初始pH值的变化不仅影响本阶段产酸,而且影响耗氢产乙酸段产酸。初始pH=5时主要进行乙醇型发酵;pH=6和7时主要进行丁酸型发酵;pH=8时混合酸型发酵类型逐渐占优势,pH=8~11时均以乙酸为主要产物,耦合系统生产乙酸最优初始pH值为10。在初始pH=8~11范围内,产氢产乙酸段初期的乙醇浓度一般较高,但到后期因乙醇被微生物进一步代谢转化成乙酸而使其含量下降。     

梭菌属的一个新种——产气梭菌

从豆腐废水为原料的厌氧降解反应器中,采用亨盖特氏厌氧技术,分离到两株厌氧生芽孢的杆菌,革兰氏染色通常为阴性。直杆或稍弯杆形,以周生鞭毛运动。芽孢椭圆或卵圆形,不膨胀细胞,通常次端生,最适生长温度为30—37℃,在45℃不生长。在pH 4．5或9．0也不生长。6．5％NaCl抑制其生长。能发酵多种碳水化合物。在PYG培养液中从葡萄糖产生大量的H2和CO2中量的乳酸和少量的乙酸、丁酸、乙醇和丁酵。不利用柠橡酸盐和丙酮酸盐。DNA中G+C含量为41.2mol％。经鉴定为棱菌属(又名校状芽孢杆菌属)的一个新种,命名为产气梭菌(Clostridium aerogenes sp.nov.)。     

石蜡酪杆菌B126产生糖脂的适宜条件

<正> 生物表面活性剂的研制是从本世纪70年代发展起来的。由于可产生表面活性剂的微生物种类、生物表面活性剂的类型及可作为其底物的原料较多,一些产品的性能与化学合成的相当,可降解性较大、比较安全,而日益受到注意。乙酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)RAG-1产生的生物乳化剂Emulsan的商品化和生物表面活性剂在各种工业、尤其是石油工业中的可用性,也促进了该领域的发展。 糖脂是一类重要的生物表面活性剂。我们分离筛选到一株糖脂产生菌,鉴定为一新种:石蜡酪杆菌(caseobacter paraffinicnm)B126。本文报道该菌产生糖脂的适宜条件。     

嗜线虫致病杆菌产生抗生素的培养基及条件*

本文对嗜线虫致病杆菌 (Xenorhabdus nematophilus)产生抗生素的发酵培养基和发酵条件进行了研究 ,同时对该菌代谢过程 p H值、还原糖、总糖、氨基氮与抗生素产量的关系进行了分析。通过筛选该菌对碳源和氮源的要求 ,用正交试验初步确定了该菌产素的最佳发酵培养基和条件为 :玉米粉 1% ,大豆粉 3% ,蔗糖 1% ,蛋白胨 1.5% ,KH₂ PO₄ 0 .0 2 % ,Mg SO₄ 0 .2 % ,活化剂     

费氏丙酸杆菌两个亚种的分离与鉴定

用亨格特（Hungate）厌氧技术从不同奶制品分离出3株丙酸杆菌Propionibacterium,编号为PTC－1,PTC－2和PTC－3。细胞呈多形态,杆状,革兰氏阳性,不形成芽孢,不运动,菌落在PYG深层洋菜中呈双凸透镜状,白至土黄色,从葡萄糖、乳糖等8种碳水化合物发酵产酸,葡萄糖发酵产物包括大量丙酸和乙酸,少量异丁酸,琥珀酸和CO₂。厌氧至耐氧。PTC－1的DNA的GC百分含量测定值为67.8mol％（Tm）。三株菌的特性很接近,只在硝酸盐还原和牛奶凝固特性有差     

DGGE技术监测生物制氢反应器微生物群落结构和演替

为了研究生物制氢反应器微生物群落结构, 揭示混合菌群的生态学效能. 从连续流生物制氢反应器CSTR运行不同时期取活性污泥, 利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了产氢混合菌群的多样性和动态变化. 研究表明, 反应器从启动到乙醇型发酵稳定的运行, 经历了明显的微生物群落结构演替过程, 28天后反应器微生物群落结构基本恒定, 形成顶级群落. 16S rDNA 序列同源性分析表明, 优势种群为低G + C含量革兰氏阳性细菌分支的Clostridium sp.和Ethanologenbacterium sp., b变形菌亚纲的Acidovorax sp., g变形菌亚纲的Kluyvera sp.和一些未被培养的拟杆菌群的细菌和螺旋体. 21天后产氢细菌Ethanologenbacterium sp., Clostridium sp. (Clostridiaceae bacterium 80 Kb)和一些未被培养的螺旋体群细菌的数量明显增加, 形成乙醇型发酵群落, 产氢量大幅度提高. 群落经过演替微生物多样性增强后降低, 在群落演替过程中一直存在的Clostridium sp., sp., Kluyvera sp.和未被培养的拟杆菌群等是构成群落结构的基本种群, 混合菌群之间存在着共代谢作用, 共同决定产氢效能.