厌氧消化器中微生物生态学的研究

应用一套自行设计的以豆腐废水为原料实验性的半连续化的厌氧消化器可将甲烷发酵的各个阶段分开。从中分离到占优势和重要的水解和发酵性细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌。艰解和发酵性细菌经鉴定是乳杆菌盾、链球菌属、双岐杆菌属、梭状芽孢杆菌属、丙酸杆菌属和螺旋体等属的细菌,其中有些菌株是上述属中的新种。产氢产乙酸细菌是氧化丁酸盐菌,初始分离时与氧化丁酸盐菌相配合的利用氢的细菌是消化器中的一种特有的产甲烷球菌。分离到的产甲烷细菌中有4个已知的种,还发现一个新种。本文还对上述细菌利用豆腐废水生成甲烷的一系列生化反应进行了归纳小结。从豆腐废水厌氧消化器中发现了一些未报道过的细菌新种,说明这样的微生物生态系是前人未曾研究过的。     

不同沉积环境中几种厌氧细菌的组成与分布

在严格的厌氧条件下,用MPN计数的方法测定了几种不同沉积环境的地质样品中的硫酸盐还原细菌、发酵性细菌、产甲烷细菌的数量;观察了不同沉积类型的样品中产甲烷细菌的种类和代谢类型;比较了岩芯等典型样品的产甲烷能力。结果表明,陆相沉积物中的硫酸盐还原细菌的分布,受沉积深度的限制,其数量与沉积深度之间有较好的负相关性。在同一沉积环境的相同层位中,发酵性细菌以及厌氧纤维素分解细菌的数量随有机质或纤维素的含量而变化。在各种沉积环境中,产甲烷细菌的数量都明显少于其他非产甲烷细菌。用MPN计数的方法通常检测不到岩芯样品中的产甲烷细菌。现代海相表层沉积物的样品产甲烷细菌主要是甲烷杆菌属(Methanobactertum),其营养类型为H2／CO2。现代陆相沉积物和成岩早期的样品,产甲烷细菌的类群比较复杂,营养类型为H2／CO2和乙酸。成岩中晚期的样品中,产甲烷细菌以甲烷球菌属(Methanococcus)为主,营养类型为H 2／CO2．     

高效产氢菌株Enterococcus sp. LG1的分离及产氢特性

采用Hungate厌氧培养技术分别从厌氧污泥、好氧污泥及河底泥中分离出12株厌氧产氢细菌,并对其中的Enterococcus sp.LG1(注册号:EU258743)进行了研究.结果表明,该株细菌为专性厌氧菌,经革兰氏染色结果为阴性.通过16S rDNA碱基测序和比对证实,该菌株是目前尚未报道过的1个新菌种,初步确定其细菌学上的分类地位.同时,以灭菌预处理的污泥为底物培养基,对该菌的产氢能力及污泥发酵过程中底物性质变化(SCOD、可溶性蛋白质、总糖和pH值等)进行了探讨.实验结果显示,产氢茵Enterococcus sp.LG1的发酵过程中只有H2和CO2产生,无CH4产生.产气量最高为36.48 mL/g TCOD,氢气含量高达73.5%,为已报道文献中以污泥为底物发酵制氢中之最高.根据污泥发酵产物分析得知,该菌的发酵类行为典型的丁酸型发酵.     

草鱼肠道黏膜厌氧细菌的分离与鉴定

研究以草鱼(Ctenopharyngodon idellus)为实验对象, 运用厌氧培养的方法, 研究了饥饿状态下草鱼肠道黏膜固有微生物的类群及其在不同肠段的分布。实验结果显示草鱼前肠、中肠与后肠中细菌的数量分别是3.17×103、1.63×104和1.79×107 cfu/g。研究共分离到274株单菌落, 经16S rRNA鉴定, 分别属于拟杆菌属(Bacteroides spp.)、鲸杆菌属(Cetobacterium spp.)、梭形杆菌属(Fusobacterium spp.)、气单胞菌属(Aeromonas spp.)、希瓦氏菌属(Shewanella spp.)、芽孢杆菌属(Bacillus spp.)、泛菌属(Pantoea spp.)和柠檬酸杆菌属(Citrobacter spp.)8个种类, 其中专性厌氧细菌的数量占9.1%, 兼性厌氧细菌的数量占90.9%。进一步分析发现, 前肠中只分离到兼性厌氧细菌, 中肠与后肠专性厌氧细菌和兼性厌氧细菌都有分布。专性厌氧细菌Bacteroides paurosaccharolyticus和Bacteroides luti在中肠与后肠都有分布, 而Cetobacterium somerae和Fusobacterium ulcerans只在后肠有发现。兼性厌氧细菌是草鱼肠道黏膜的优势菌群, 其中嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila占73.7%。草鱼肠道不同部位固有厌氧微生物组成存在差异, 细菌数量也明显不同, 后肠中具有更高的细菌丰度和多样性。     

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、16SrDNA和 16S 2 3SrDNA间隔区序列分析等研究。结果表明与最相近的种属Clostridiumcellulosi和Acetanaerobacteriumelongatum等的 16SrRNA基因序列同源性为 94 %以下。16S 2 3SrRNA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Ethanologenbacteriumsp .。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 2 8 3mmolH2 (gdrycell·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     

甲烷氧化细菌的一个新种

从沼气发酵装置中,分离出一株H型专性甲烷氧化细菌81Z菌株。它具有甲烷氧化细菌的一般典型性状。根据其极生单鞭毛和过氧化氢酶阴性的特征,该菌株明显地区别于已知的任何一种甲烷氧化细菌,被认为是一个新种并命名为沼气甲基弯菌(Methylosinus methanica)。本文还讨论了它在厌氧条件下的生命活动。     

木糖发酵重组菌研究进展

木糖发酵是植物纤维原料生物转化制取乙醇商业化生产的基础和关键 ,但自然界存在的微生物菌株不能满足商业化生产的需要。利用基因工程技术对细菌和酵母进行改造 ,以提高它们在厌氧条件下的木糖发酵能力成为目前研究和开发的重点。通过转基因和基因删除技术 ,主要对Escherichiacoli、Zymomonasmobilis、Pichiastipitis和Saccharomycescerevisiae等典型的乙醇发酵菌株实施基因改造 ,构建出一系列不同类型的木糖发酵重组菌株。与野生型菌株相比 ,重组菌株在厌氧条件下的木糖发酵能力得到了不同程度的改善 ,但是它们仍然未能投入于商业化生产。微生物的木糖代谢工程和木糖发酵重组菌株的构建有待于进一步的深入研究 。     

极端环境中甲烷氧化细菌的分离和特性

从乙醇浓度高达6—7%,pH低至3—4的厌氧曲酒发酵醅中,分离到一株专性甲烷氧化细菌854-1。该菌仅依赖于甲烷好氧生长,在普通牛肉膏平板和以甲醇作为唯一碳源和能源的培养基中均不能生长。细胞革兰氏染色反应     

酱香大曲中地衣芽孢杆菌及其特征风味代谢产物的分析研究

从酱香型酒生产用的高温大曲中筛选到三株产酱香的革兰氏阳性杆菌,有芽孢,兼性厌氧。经形态学、生理生化特性和16S rDNA序列分析,鉴定其为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。初步探索这三株细菌液态培养的最适条件,以麸皮浸出汁为培养基,150 r/min 55℃发酵6d,产生明显的酱香香气。从发酵液中检测到的乙偶姻、四甲基吡嗪和呋喃扭尔,是产酱香细菌发酵产生的特征性产物。     

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。     

城市污泥中邻苯二甲酸酯(PAEs)的厌氧微生物降解

邻苯二甲酸酯(PAEs)是城市污泥中普遍存在的一类具有内分泌干扰性作用的有机污染物.研究污泥厌氧生物处理过程中PAEs的微生物降解对保障污泥农用的安全性十分必要.本文以污泥中两种主要的PAEs——邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸(2-乙基己)酯(DEHP)为研究对象,通过比较PAEs在污泥厌氧消化系统与发酵产氢系统中降解过程的差异及系统污泥特性的变化,分析不同污泥厌氧生物处理系统中影响PAEs降解的可能因素.结果表明: 在污泥厌氧发酵系统中,DBP在6 d内降解率达99.6%, DEHP在整个14 d的培养期间也降解了46.1%;在发酵产氢系统中,在14 d培养过程DBP的降解率仅为19.5%,DEHP则没有明显的降解.与厌氧消化系统相比,PAEs在发酵产氢系统中的降解受到明显抑制,这与发酵产氢过程中微生物量下降、革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G⁺/G^-)和真菌/细菌变小及挥发性脂肪酸(包括乙酸、丙酸及丁酸)浓度升高有关.     

严格厌氧菌铁氧还蛋白的研究进展

铁氧还蛋白(ferredoxin,Fd)是一类含有铁硫簇的小分子蛋白质,广泛存在于自然界中,参与生物体内的呼吸、发酵、固氮、二氧化碳固定和制氢等生理过程.Fd对于严格厌氧的细菌尤为重要,是因为这类细菌的能量代谢高度依赖于低氧化还原电势的生物组分,而Fd能够利用铁硫中心灵活调节其氧还电势,适应低电势需求.本文选取厌氧细菌...     

几种厌氧菌的培养方法

在发酵工业中常需培养厌氧细菌,如生产丙酮丁醇的梭状芽孢杆菌,白酒生产中与产酯香关系密切的丁酸菌和已酸菌等。由于许多专性厌氧菌最初仅能生长在氧化还原电位较低(约150毫伏或更低)的培养基中,它们与分子氧接触会很快死亡,因此,在培养厌氧菌时,应     

嗜热性乙醇发酵的研究进展

本文介绍了嗜热硫化氢梭菌,布氏嗜热厌氧细菌、乙醇嗜热厌氧杆菌,热纤梭菌等嗜热乙醇苗的生长特性以及嗜热性乙醇发酵过程中与终产物形成相关的酶学特性和代谢调控机理,最后讨论了几种提高乙醇产量的技术。     

基于数据库分析不同类型生境中厌氧氨氧化细菌的多样性分布特征

【目的】厌氧氨氧化过程是一种能在厌氧条件下氧化NH4+同时还原NO2–或者NO3–生成N2的过程,是氮素循环过程的重要途径之一。厌氧氨氧化过程由厌氧氨氧化细菌催化完成,目前通过分子生物学的手段已证实了厌氧氨氧化细菌存在于多种类型的生境中,本文对厌氧氨氧化细菌在不同类型生境中的多样性分布规律进行了系统分析。【方法】基于NCBI数据库中厌氧氨氧化细菌的16SrRNA基因序列,利用Mothur分析平台系统分析了厌氧氨氧化细菌在不同生境中的多样性分布规律和特征。【结果】分析表明,海洋环境中Ca. Scalindua属的厌氧氨氧化细菌占绝对主导;淡水和农业土壤中Ca. Brocadia属的厌氧氨氧化细菌占优势;工程系统中普遍存在Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌;而湿地和河口环境中厌氧氨氧化细菌多样性最高,Ca. Scalindua、Ca. Brocadia和Ca. Kuenenia属的厌氧氨氧化细菌均有较高的相对丰度,显示出了陆地与海洋交汇的显著特征。【结论】本研究系统展示了不同的生境中厌氧氨氧化细菌的多样性群落结构生境分布特征,表明环境特征差异直接影响了厌氧氨氧化细菌的种群分布和系统演化。     

真核生物起源的可能途径

真核生物起源的可能途径杨景宇（天水师范专科学校７４１０１６）现存生物中,发现有固氮作用的微生物近５０个属,主要包括细菌、放线菌和蓝细菌,都是原核微生物。他们有的是好氧的,有的是厌氧的,也有的为兼性厌氧;有的自由生活固氮的,也有联合固氮或共生固氮的,但...     

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。     

酱油生产中用固定化乳酸细菌进行快速连续乳酸发酵

在酱油分批生产中,酱油醪的酶水解,乳酸发酵和乙醇发酵时间需要6个月。乳酸发酵在控制酱醪的pH和为酵母菌的乙醇发酵准备适合的条件是很重要的。乳酸发酵过程对酱油醪的质量控制也很重要,它能影响酱油的风味。研究表明,在酱油醪中加乳酸菌,对快速发酵是有效的。但需要在酱油醪发酵之前大量培养乳酸细菌。此外,乳酸细菌和酵     

高通量测序分析多种典型生境中厌氧氨氧化细菌的多样性分布特征

【背景】厌氧氨氧化过程是氮素循环过程的重要途径之一,在氮素循环中发挥重要作用。先前的研究已经证实了厌氧氨氧化细菌存在于多种生境中,但对其多样性分布还没有系统的研究。【目的】对厌氧氨氧化细菌在不同类型生境中的多样性分布规律进行深入分析,充分展示其在不同生境中的群落结构特点,并揭示多样性分布与环境因素之间的关系。【方法】在建立厌氧氨氧化细菌16S rRNA基因序列数据库的基础上,运用高通量测序技术分析其在不同生境中的多样性分布特征。【结果】厌氧氨氧化细菌在红树林、海湾和河口生境中的多样性水平较高,而污泥和红壤的多样性水平明显较低。系统发育分析表明,这些生境中的厌氧氨氧化细菌主要由Candidatus Brocadia、Ca.Scalindua和未明确分类地位的菌属组成;从河流到红树林生态系统,随着盐度的增加,厌氧氨氧化细菌的优势种属由Ca. Brocadia转变到Ca. Scalindua,相关性分析也表明了盐度是导致不同生境中厌氧氨氧化细菌群落结构差异的主要因素。【结论】不同生境中存在不同的厌氧氨氧化细菌种群结构,环境条件的差异影响了厌氧氨氧化细菌的种群分布和系统演化。     

红树林沉积物中天然多聚有机物厌氧降解菌多样性与细菌新类群分离

[目的]红树林沉积物中有机物丰富,通过研究认识参与难降解天然有机多聚物的微生物降解过程及其环境作用,并获得新颖的难培养厌氧微生物。[方法]对漳州九龙江河口红树林沉积物中降解纤维素、几丁质和木质素的厌氧细菌定向富集和平板分离纯化,并对其多样性进行分析。[结果]共筛选分离获得202株厌氧细菌(82株专性厌氧细菌,120株兼性厌氧细菌),包括4个疑似新属(Lachnotalea sp.MCCC 1A16036、Varunaivibrio sp.MCCC 1A15903、Clostridium sp.MCCC 1A15884、Caminicella sp.MCCC 1A17445)和4个疑似新种(Sunxiuqinia sp.MCCC 1A15904、Pseudodesulfovibrio sp.MCCC 1A16040、Pseudodesulfovibrio sp.MCCC 1A16038、Mangrovibacterium lignilyticum MCCC1A15882)。不同天然有机多聚物富集菌群分离到的优势可培养细菌主要属于变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门,但种群略有差异。在纤维素和几丁...