An Alternative Biotechnological Tool for Magnesite Enrichment: Lactic Acid Bacteria Isolated from Soil

Abstract

Calcium carbonate (CaCO₃) is found in different polymorph structures such as aragonite, vaterite, and calcite. The most common and stable form of CaCO₃, calcite, which is abundant in sedimentary rocks as magnesite ore. Magnesite has application areas in many industrial fields including paper, pharmaceutical and refractory materials. Magnesite is theoretically formulated MgCO₃, but contains many impurities (silicium, iron, and also calcite), that limits its usability and applicability. In this research, we aimed to investigate the decalcification possibility of the raw magnesite material through application of Enterococcus feacelis (EF) with CaCO₃ dissolution ability. The exact mechanism of CaCO₃ dissolution was investigated by carbonic anhydrase enzyme assay and HPLC analysis of organic acids produced by EF. Consequently, EF reduced the amount of CaCO₃ from 2.94% to 0.49% which means a reduction (≈83.33%) in the rate of CaCO₃ percentage. As a result of the experiments, it was observed that different organic acids produced by bacteria reacted with CaCO₃ and removed the lime of magnesite ore. The bacteria used in the study did not show any pathogenic properties in rats, thus, it can be used safely for the industrial applications.     

单级自养脱氮系统中厌氧氨氧化菌的分子生物学鉴定

对具有厌氧氨氧化作用的细菌进行更深入的分析有助于了解该菌在生物脱氮过程的应用。对稳定运行、氨氮转化率及总氮去除率分别达到90%及80%左右的单级自养脱氮系统的底部取活性污泥,采用分子生物学方法提取活性污泥细菌总DNA,利用特异引物Pla46rc/Amx820对单级自养脱氮系统中的厌氧氨氧化菌16S rDNA基因进行PCR扩增。扩增产物经克隆、测序及BLAST分析,结果表明该单级自养脱氮系统中存在的厌氧氨氧化菌与Candidatus Kueneniastuttgartiensis和Candidatus Brocadia anammoxidans的16S rDNA序列同源性达99%,进化分析证明与Candidatus Kuenenia stuttgartiensis进化上较为接近。     

海因酶与氨甲酰水解酶产生菌的鉴定及分布

利用Biolog微生物鉴定系统和16S rDNA序列分析相结合的方法对自行筛选的24株海因酶和氨甲酰水解酶产生菌进行了鉴定。海因酶与氨甲酰水解酶产生菌主要分布在Bacillus,Geobacillus,Brevibacillus,Aneurinibacillus,Microbacterium,Pseudomonas,Kurthia和Empedobacter等菌属,特别的是,Kurthia和Empedobacter是新的海因酶和氨甲酰水解酶产生菌属,说明海因酶和氨甲酰水解酶产生菌在细菌中分布较广泛。进一步分析比较发现,D-海因酶产生菌主要分布于Pseudomonas,Agrobacterium等菌属中,而大部分L-海因酶产生菌分布于Bacillus,Geobacillus,Microbacterium等菌属中,说明D-海因酶产生菌与L-海因酶产生菌分布特点具有一定的种属倾向性。这些工作不仅提供了多种海因酶和N-氨甲酰水解酶的生物材料,而且对双酶的结构与功能及分子进化研究等具有重要意义。     

大蒜内生细菌的分离及拮抗菌筛选与鉴定

利用常规分离方法对大蒜鳞茎进行内生细菌的分离,采用对峙法和平板涂布法对分离的内生菌进行拮抗试验研究,并对菌株DSP6进行16S rDNA全序列鉴定。结果表明:分离得到19株内生细菌,其中10株菌对2种以上植物病原真菌有不同程度的抑制作用,占分离菌总数的52.6%,DSN7对番茄早疫病的抑菌圈半径最大,为13mm;17株菌对5种病原细菌中至少1种有抑制作用,占分离菌总数的89.5%,其中菌株DSP3对大肠杆菌的抑菌圈半径最大,达到10 mm;菌株DSP6对供试的9种病原菌有较强的抑菌作用,且抑菌圈平均半径最大,为6.88mm;16S rDNA全序列鉴定显示,菌株DSP6与芽孢杆菌属Bacillus axarquiensis相似性为100%,表明菌株DSP6为Bacillus axarquiensis。     

大莲湖池杉林湿地土壤可培养细菌的分离与鉴定

采用牛肉膏蛋白胨培养基培养,从大莲湖池杉林土壤中共分离得到20个菌落形态不同的菌株。通过对这些菌株的形态、培养特征、生理生化特征的研究以及16S rDNA序列分析,初步确定这些菌株分别属于假单胞菌属(Pseudomonas)、芽胞杆菌属(Bacillus)、红球菌属(Rhodococcus)、北里孢菌属(Kitasatosporia)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacte-rium)和丛毛单胞菌属(Comamonas)等9个属细菌。其中芽胞杆菌属和不动杆菌属细菌是优势菌,分离到的红球菌属、北里孢菌属、鞘氨醇杆菌属和丛毛单胞菌属细菌在国内湿地土壤中报道较少。     

一株絮凝菌的鉴定、絮凝基因定位及其絮凝剂成分分析

从武汉市综合废水处理的活性污泥中筛选得到一株絮凝剂产生菌株MBF03,其絮凝率达到90％以上,絮凝效果稳定.通过16S rDNA鉴定,该菌为泛菌属,扫描电镜结果显示为杆状.通过质粒转化与质粒消除试验,初步证实了MBF03菌的絮凝基因位于染色体上.提取该菌所产的絮凝剂,进行紫外、红外分析,结果表明,该絮凝剂主要成分是胞外多糖类物质,不含蛋白质和核酸.     

一株抗玉米纹枯病内生细菌的分离鉴定及其抗病促生作用

玉米纹枯病是玉米主要的真菌病害,从优良玉米品种川单13号中分离到一株对玉米纹枯病菌具有明显抑制作用并能够促进玉米生长的内生细菌.通过形态、生理生化特性分析以及16SrDNA序列同源性比较,鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌.盆栽试验表明,菌株能够抑制玉米纹枯病的发生,抑菌率为 43.01%,促生试验表明,该菌能够显著促进玉米苗的生长,促生作用与植物生长刺激素(IAA)和效果相似,显示出良好的开发前景.     

一株甲烷利用菌的分离、鉴定和性能研究

目的：研究土壤中能利用甲烷的细菌类型及特性。方法：运用传统的富集、分离、纯化方法得到1株甲烷利用菌,结果：该菌株在显微镜下呈球形,在液体培养基中生长72h后OD值可达到0.8左右,其最适生长温度30℃,最佳pH值7左右。对该菌株进行了16SrDNA扩增,测序结果表明其与Pseudoxanthomonas菌属的序列相似性为93%,其生理生化特征和分子鉴定结果表明,该菌与假黄单胞菌为不同的属。甲烷消耗气相色谱分析结论显示,120h后培养瓶中的甲烷浓度降低60%左右,说明该菌株具有较好的利用甲烷的性能。     

一株石油烃降解菌分子鉴定及特性分析

从受污海水中分离筛选了具有石油烃降解能力的降解菌Bac1020,经PCR扩增得到1 497 bp长16S rDNA序列,通过Blast比对,与主要石油烃降解菌属16S rDNA序列构建系统发生树,鉴定其为不动杆菌(Acinetobactersp.)。降解菌(Acinetobactersp.)在72 h内生长稳定,对石油烃的降解率随时间的延长而不断增加。建立了快速筛选及鉴定石油烃降解菌的方法,应用于海洋石油烃污染的生物降解。     

七种我国昆虫病原线虫共生菌的分离与鉴定

昆虫病原线虫共生菌是一类具有广阔发展前景的生物防治资源, 由于这类菌的分类鉴定工作起步晚, 存在分类混乱和不系统的现象, 在本土资源十分丰富的我国尤为突出。本文对本实验室分离的7个共生菌菌株进行了分类描述, 建立了以生理形态, 生化特征为分类基础, 结合16S rDNA序列分析的有效鉴定方法。     

滑桃树不同器官伴生细菌多样性的分子特征

应用不依赖于培养的16S rRNA基因技术,揭示滑桃树根皮、茎皮以及种子伴生细菌的种类多样性,为建立伴生细菌的宏基因组文库奠定基础。基于我们新近发表的植物伴生菌富集方法,建立富集和未富集样品的全长16S rRNA基因文库,随机挑取至少100个克隆进行酶切分型并测序,根据16S rDNA的部分序列推测其所属伴生菌的种类。结果表明,所检测的细菌克隆大部分属于γ-Proteobacteria,有少量来源于α-Proteobacteria或放线菌（Actinobacteria）,也包括不可培养或分类地位不明确的细菌。经过富集,16S rRNA基因文库中细菌克隆的比例和序列多样性显著增加,根皮的伴生细菌种类最为丰富,其次是成熟种子和茎皮;幼嫩种子16S rDNA文库的细菌克隆比例较小（1．18％）,说明幼嫩种子的伴生菌最少。     

七种我国昆虫病原线虫共生菌的分离与鉴定

昆虫病原线虫共生菌是一类具有广阔发展前景的生物防治资源,由于这类菌的分类鉴定工作起步晚,存在分类混乱和不系统的现象,在本土资源十分丰富的我国尤为突出.本文对本实验室分离的7个共生菌菌株进行了分类描述,建立了以生理形态,生化特征为分类基础,结合16 SrDNA序列分析的有效鉴定方法.     

Molecular Phylogenetic Analysis of Archaea and Bacteria in Wind Cave,South Dakota

The diversity of bacteria and archaea was characterized from sediments collected from Wind Cave located in Wind Cave National Park in the Black Hills of South Dakota. Wind Cave is a limestone dissolution cave with strata that started forming over 300 million years ago, making it one of the oldest in the world. Previous work suggested that the cave was largely a detritus based system ultimately dependent upon allochthonous energy and carbon from photosynthesis of the overlying vegetation, and algae growing near lights along the tour routes. In this work, we used a molecular phylogenetic approach to characterize the microbial structure and infer a corresponding ecosystem function where appropriate. Four bacterial divisions and subdivisions were found in the culture collection, which represented 14 phylotypes, whereas 12 divisions and subdivisions were identified in the clonal analysis comprising 49 phylotypes. The predominant groups were the γ-Proteobacteria and Acidobacteria. Although a few of the clones resembled sequences from other cave and subterranean systems, no cave-specific bacterial community was evident in this work. Archaeal phylotypes (20 Crenarchaeota and 2 Euryarchaeota) were detected, with a large proportion of the Crenarchaeota resembling sequences from a South African gold mine. One archaeal cluster in particular appears to be specific to the subterranean environment. Most of the microbial sequences were not related to known chemolithoautotrophs, therefore we conclude that this particular community is likely detritus based where allochthonous energy and carbon are transported into the cave by infiltrating waters.     

北极海泥菌群的分离鉴定及生物学特性的初步研究

对从北极冰川海面下1500-4000m处的海泥样品中分离的8株冷适应细菌进行了生理特征和分子生物学研究。其中5株嗜冷菌、3株耐冷菌,利用16SrDNA通用引物对5株嗜冷菌基因组DNA进行扩增,测序得到其部分16SrDNA序列。经Blast调出与菌株16SrDNA同源的序列,按照Neighbor-Joining方法构建16SrDNA系统发育树。对8株细菌进行酶检测试验,结果表明其中有部分细菌产低温酶:N014产淀粉酶,R151产明胶酶,P371产纤维素酶。研究结果为进一步开发利用冷适应微生物产物提供参考依据。     

家蚕肠道产淀粉酶细菌的分离鉴定及其酶基因的克隆与表达

从家蚕(Bombyx mori L.)5龄幼虫肠道分离鉴定产淀粉酶细菌菌株以用作微生态制剂的研究,并对该菌α-淀粉酶基因进行克隆、序列分析及在大肠杆菌中原核表达.通过含淀粉NA培养基筛选分离得到产淀粉酶菌,通过形态学观察及16S rDNA序列分析鉴定其种属,DNS法测定酶活,并设计了淀粉酶基因引物进行克隆,构建了DZ-...     

腐蚀生物膜垢中硫酸盐还原菌的系统进化分析

从油田回注水系统加压泵后的管道管壁生物膜垢里分离得到的一株嗜热、嗜酸、异养型硫酸盐还原菌,编号为CW-04.该菌株兼性厌氧、革兰氏阳性、有极生鞭毛、直或弯曲的短杆状,能产孢子,最佳生长温度47℃,在20℃～63℃下培养基中均能使测试瓶有黑色沉淀产生,从腐蚀防治的角度研究该菌株的生长曲线.主要生理生化特性包括:生长pH范围为3.7～10,最佳生长pH为6～6.5,最佳生长盐度为0.7%.能够在H2 醋酸盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、乳酸盐、丙酮酸盐和乙醇等电子供体中生长,也能够利用葡萄糖、果糖和简单的氨基酸作为唯一碳源生长;能够在硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等电子受体中生长,但是不能利用硝酸盐和硫磺.通过16S rDNA测序以及系列比对分析:该菌属于细菌界(Bacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭菌纲(Clostridia)、梭菌目(Clostridiales)、蛋白胨链球菌科(Peptococcaceae)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),与该属中的种Desulfotomaculum aeronauticumd相似性达到99%.     

腐蚀生物膜垢中硫酸盐还原菌的系统进化分析

从油田回注水系统加压泵后的管道管壁生物膜垢里分离得到的一株嗜热、嗜酸、异养型硫酸盐还原菌, 编号为CW-04。该菌株兼性厌氧、革兰氏阳性、有极生鞭毛、直或弯曲的短杆状,能产孢子, 最佳生长温度47℃, 在20℃~63℃下培养基中均能使测试瓶有黑色沉淀产生。从腐蚀防治的角度研究该菌株的生长曲线。主要生理生化特性包括: 生长pH范围为3.7~10, 最佳生长pH为6~6.5, 最佳生长盐度为0.7%。能够在H2+醋酸盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、乳酸盐、丙酮酸盐和乙醇等电子供体中生长, 也能够利用葡萄糖、果糖和简单的氨基酸作为唯一碳源生长; 能够在硫酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等电子受体中生长, 但是不能利用硝酸盐和硫磺。通过16S rDNA测序以及系列比对分析: 该菌属于细菌界(Bacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭菌纲(Clostridia)、梭菌目(Clostridiales)、蛋白胨链球菌科(Peptococcaceae)、脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum), 与该属中的种Desulfotomaculum aeronauticumd 相似性达到99%。     

一株中度嗜热嗜酸细菌的分离与分子鉴定

用稀释分离法,从云南某温泉分离得到一株中度嗜热嗜酸细菌YN06。该菌株短杆状,革兰氏阴性,菌体大小为(0．3-0．5)μm x(1-2．2)μm。16S rDNA和16S—23S间隔区序列分析表明,YN06与嗜酸硫杆菌属的喜温硫杆菌处于同一进化树分支中,相似性均高达99%以上,因此该菌株被鉴定为喜温硫杆菌。     

饲料乳酸菌的分离鉴定及优良菌株筛选

对从饲料玉米、高粱、麦秆及棉花中筛选出的乳酸菌进行分类鉴定和综合性分析。用MRS+CaCO3固体培养基从棉花中分离出乳酸菌18株、高粱中30株、饲料玉米中18株、麦秆中18株。经形态学、生理生化试验进行初步鉴定并按产酸试验,耐盐及耐酸试验挑选出32株产酸率强的乳酸菌对其进行16S rDNA分子鉴定。结果显示,32株菌都具有良好的耐盐、耐酸能力;经生理生化和16S rDNA基因序列鉴定可知32株乳酸菌分属于两个属,即乳杆菌属、肠球菌属,4个种,即干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)、肠道球菌(Entercoccus faecium)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、海氏肠球菌(Entercoccus hirae)。4种饲料原料中肠道球菌普遍存在。除了这种乳酸菌以外,棉花有干酪乳杆菌、植物乳杆菌、海氏肠球菌,玉米和麦秆内有植物乳杆菌。从饲料中筛选出4株具有较强产酸能力的乳酸菌,可进一步研发成青贮饲料添加剂。     

Characterization of Bacterial Flora from Afşin–Elbistan Lignite Mine for Potential Microbial Biotech Applications

Abstract

The energy demand is enhancing day by day all over the world with the increasing of huge population. Lignite, a fossil fuel with low energy efficiency, is used in many different fields. However, lignite is primarily an energy source and its use without treatment causes environmental pollution as well as low energy efficiency. Advantages are known for the use of microorganisms in lignite processing technologies, and research is underway to improve this process. In this research designed to meet this need, isolation and characterization of bacteria with potential for use in biotechnological applications resistant to extreme conditions were performed from lignite mine. Turkey’s largest lignite mine bacterial flora have been identified for the first time in this study. In addition to lignite processing technologies, a bacterial strain collection has been created to be used in other biotechnological studies. This collection of bacteria includes Methylorubrum zatmanii, Streptomyces argenteolus, Streptomyces galilaeus, Pseudomonas mandelii, Paenarthrobacter aurescens, Paeniglutamicibacter sulfureus, Arthrobacter humicola, Bacillus pumilus, Bacillus subtilis, Bacillus safensis, Kocuria polaris, Arthrobacter sp., Rhodococcus sp. This specific bacteria collection is open to sharing with other researchers who want to do field applications.