好氧反硝化菌

<正>养殖水体氮素污染问题是目前困扰我国水产养殖业可持续发展的一大难题。生物脱氮技术被认为是目前最具发展前景的水体脱氮技术,其效果的优劣与所采用菌株的特性密切相关。传统反硝化细菌仅能在厌氧及低氧条件下发挥脱氮作用,与养殖水体的高溶氧环境矛盾,而好氧反硝化细菌则可在高溶氧环境中发挥脱氮作用,显著提高生物脱氮技术在养殖水体中的应用效果,实现养殖水体的绿色、零污染脱氮。因而,对好氧反硝化细菌开展高效选育方法的研究,找到可适应养殖水体水环境的微生物菌株具有重要的理论价值和经济价值。     

一株好氧反硝化菌的分离鉴定及其除氮特性

【目的】生物除氮中反硝化菌具有重要的作用,需氧反硝化菌研究较少,有着很好的应用潜力,本研究主要从环境样品中分离具有高效去除铵氮和亚硝酸盐氮活性的好氧反硝化菌,并对其分类及除氮特性进行研究。【方法】以高效去除铵氮、除亚硝酸盐氮和好氧反硝化能力为主要指标,从富营养化的池塘淤泥水和工厂污泥样品中进行菌株分离筛选。通过生理生化特点以及16S rRNA序列分析对活性最好的菌株进行初步鉴定。在好氧条件下,分别以NO-3-N、NH+4-N和NO-2-N作为唯一氮源,考察菌株的好氧反硝化特性、去除铵氮和亚硝酸盐氮特性,以及不同初始pH值、温度、碳源、摇床转速对该菌去除铵氮和亚硝酸盐氮特性的影响。【结果】得到的细菌中,以菌株C-4的活性最好,其16S rRNA序列与不动杆菌的同源性达99%,结合生理生化特点,初步确定菌株C-4属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。以柠檬酸钠作为碳源,30℃、120 r/min振荡培养,种龄为18 h,用初始pH为8.5的200 mg/L NH +4-N培养基和初始pH为7.5的100 mg/L NO -2-N培养基进行测定,分别培养15 h与12 h,净除氮率分别达到65.8%和47.8%。【结论】从鱼塘水样中分离到一株好氧反硝化菌C-4,初步鉴定为不动杆菌属的一个种(Acinetobacter sp.),具有较高的反硝化特性和高效去除铵氮与亚硝酸盐氮的能力,在处理实际池塘污水时中,净除氮率可达73.04%以上。     

好氧反硝化细菌的鉴定及其脱氮特性研究

2018年3月,在广东省中山市的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)养殖池塘水体中分离筛选出一株高效好氧反硝化细菌,结合菌株的形态观察、生理生化特性和16S rDNA基因序列分析鉴定为Pseudomonas furukawaii,命名为ZS1。并进一步研究了该菌株的脱氮特性,同时采用单因素实验方法探究了不同碳源种类、温度、pH、C/N和摇床转速对菌株ZS1脱氮效率的影响。结果表明, ZS1菌株在好氧条件下具有高效的脱氮效-N)的含量从48.93降低到1.27 mg/L,去除率为97.40%,去除速率达0.993mg/(L·h);总氮(TN)的含量从52.04降低到8.40 mg/L,去除率为83.86%,去除速率达0.909 mg/(L·h),且无亚硝酸-N为唯一氮源,菌株ZS1发挥最佳好氧反硝化性能的碳源为乙酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖、温度为25—35℃、pH为7.0—10.0、C/N为15—25、转速为100—200 r/min。上述结果显示,菌株P.furukawaii ZS1具有良好的好氧反硝化性能,将为池塘养殖尾水处理应用生物脱氮技术提供理论依据及成为初步的候选菌株。     

耐高浓度氨氮的异养硝化好氧反硝化菌株U1的鉴定及其脱氮特性

【背景】城市垃圾渗滤液是一种成分复杂的有机废水,含氮量高,如果未经处理直接排放到环境中会造成严重的环境污染。【目的】筛选可以耐受垃圾渗滤液中高浓度氨氮并高效去除污水中氮素的异养硝化好氧反硝化菌株,为解决垃圾渗滤液的氮素污染提供功能菌株。【方法】从垃圾渗滤液中筛选分离能耐受高氨氮浓度的菌株,通过测定各菌株的脱氮能力,筛选到一株脱氮能力最强的菌株,命名为U1,通过测定16S rRNA基因序列和生理生化特性确定该菌株为铜绿假单胞菌。进一步研究了菌株U1在不同初始氨氮浓度、碳源、转速、初始pH、碳氮比等单因素变量下的脱氮能力,并结合L₉（3⁴）正交试验研究了菌株U1的最佳脱氮条件。【结果】分离出一株铜绿假单胞菌并命名为U1。该菌株的最优脱氮条件为:初始氨氮浓度为1 000 mg/L,红糖和柠檬酸三钠的混合碳源,pH 6.0,C/N为10,转速为130 r/min,菌株U1的最大总氮去除率为64.37%,最大氨氮去除率为76.73%。对于总氮和氨氮含量分别是2 345 mg/L和1 473.8 mg/L的垃圾渗滤液,菌株U1最大总氮去除率为27.86%...     

分离于河口区芦苇湿地1株好氧反硝化菌的鉴定及其反硝化特性

【目的】筛选高效脱氮且N_2O释放量少的好氧反硝化细菌,并对菌株的反硝化特性进行研究,可为河口湿地富营养化水体的生物修复提供技术支撑。【方法】经BTB培养基初筛和反硝化能力测定,从辽河河口区芦苇湿地土壤中分离得到1株具有较高反硝化能力的好氧反硝化菌C3。经形态观察、生理生化鉴定和16S rRNA序列分析,对菌株进行鉴定。研究温度、碳源、pH及C/N对其生长量、反硝化能力及N2O释放的影响。【结果】筛选得到的高效好氧反硝化细菌C3,经鉴定属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。反硝化特性研究结果表明,该菌最适碳源为柠檬酸三钠,在温度为30°C、pH为7.0、C/N为10时生长速率和脱氮效率最高且N_2O释放量较少。在此条件下,该菌在36 h内使NO_3~–由179.55 mg/L降至5.08 mg/L,脱氮率高达97.17%。该菌株在整个反硝化过程中中间产物N_2O的最大累积量较低,为0.22 mg/L。【结论】从湿地土壤中分离所得好氧反硝化菌C3为假单胞菌属的1个种(Pseudomonas sp.),该菌株在高效除氮和低N_2O累积方面均具有明显优势,对后续河口湿地富营养化水体治理具有重要意义。     

一株海洋好氧反硝化细菌的鉴定及其好氧反硝化特性

【目的】从处理海洋养殖循环水的生物滤器生物膜中分离到1株具有好氧反硝化活性的细菌(菌株2-8),并进一步研究了该菌的分类地位及反硝化特性。【方法】采用16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定,采用好氧培养技术,探讨了碳源种类、起始pH、NaCl浓度、C/N、温度和摇床转速对菌株2-8好氧反硝化活性的影响。【结果】该菌株的16S rRNA基因序列与Pseudomonas segetis FR1439T(AY770691)的相似性最高,达到99.9%,因此初步鉴定菌株2-8属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.2-8)。碳源类型和C/N对其好氧反硝化作用的影响最为显著,以柠檬酸钠为唯一碳源,C/N为15时脱氮效率最高,低C/N导致亚硝酸盐的积累;其好氧反硝化的最适温度和pH分别为30℃和7.5;菌株2-8在摇床转速为160r/min下脱氮效果最好;NaCl浓度对其反硝化活性的影响不明显。【结论】在初始硝酸氮浓度为140mg/L,以柠檬酸钠为唯一碳源、C/N为15、pH为7.5、NaCl浓度为30g/L,30℃以及160r/min摇床培养的条件下,菌株2-8在48h内脱氮率可达92%且无亚硝酸盐积累。     

城市河道污水中好氧反硝化菌的分离鉴定与特性

采用富集培养和BTB(溴百里酚蓝)平板法从城市河道污水中筛选、分离获得了一株高效的好氧反硝化菌株ADZ1, 48 h内对硝酸盐的降解率为93.1%, 总氮的去除率为34.7%。16S rRNA测序及系统发育分析结果表明该菌株属于Pseudamonas sp., 经VITEK? 2系统鉴定为Pseudomonas putida。对该菌株的反硝化特性进行了研究, 结果表明, 该菌株以乙醇为最佳碳源, 在碳氮比达到12:1时, 对硝酸盐的去除率达到98%以上, 总氮去除率达到41.3%。该菌株对溶解氧、pH有着广泛的适应性, 菌体活力强, 有着良好的应用前景。     

关于好氧反硝化菌筛选方法的研究

采用污泥驯化手段富集好氧反硝化细菌,将得到的驯化污泥分离纯化,共得到105株菌。用测TN的方法对所筛菌株进行初筛,得到25株对TN去除率达到50％以上的菌株。用氮元素轨迹跟踪测定法复筛,证实这25株菌都可以在好氧条件下进行硝酸盐呼吸,其中24株菌的反硝化过程为：NO3^-N→NO2^-N→N2,研究中还发现在反硝化过程中硝酸盐和亚硝酸盐不存在明显竞争被利用的作用。同时还提出了可能实现短程同步硝化反硝化以及在反馈作用的调节下,加快硝化反应速度的观点。     

好氧反硝化细菌的筛选及反硝化特性研究

目的：筛选好氧反硝化细菌,减少水体的亚硝态氮污染。方法：通过BTB平板初筛及反硝化培养基复筛得到目的菌,并探讨了不同溶解氧浓度、自然水体环境对该菌株反硝化作用的影响。结果：分离到1株高效的好氧反硝化细菌A1,该菌的反硝化作用主要发生在菌体的对数生长期,在溶解氧浓度为5mg/L时,对亚硝酸盐氮的降解率达到99％,在自然水体环境中当碳氮摩尔比为10：1时,对亚硝酸盐氮降解率达99％。结论：筛选到一株高效好氧反硝化细菌A1,将其应用于治理养殖水体的亚硝态氮污染有广阔的前景。     

好氧反硝化菌的分离鉴定及特性研究

从土壤中分离到1株能以硝酸钠为氮源进行好氧反硝化作用的细菌,命名为Rhodococcussp.DN,分离菌株革兰氏染色为阳性,球状或杆状,菌落颜色为橙红色。该细菌能以乙酰胺为惟一碳源和氮源,能进行氨化和硝化作用并产生亚硝酸。部分长度的16S rDNA序列分析表明,所分离的细菌与Rhodococcus ruber的16S rDNA序列具有99%相似性。     

一株耐盐反硝化细菌的筛选、鉴定和特性及其产物四氢嘧啶的检测

【背景】石化工业废水具有高盐含氮的特点,高盐度会对微生物代谢造成抑制,导致普通反硝化微生物难以在高盐环境下有效脱氮。【目的】筛选在高盐条件下仍能保持反硝化能力的菌株并研究其特性。【方法】富集筛选出一株耐盐反硝化细菌,对其进行生理生化特性和16S rRNA基因序列鉴定,对其生长条件进行优化并测定该菌株反硝化能力,对菌株在高盐环境下的产物进行定性定量分析。【结果】经鉴定菌株YA16-1为表皮短杆菌(Brevibacterium epidermidis),可对硝态氮进行反硝化作用,在盐度为3%、初始氮浓度为55 mg/L的条件下,18 h的硝态氮转化率达到97%;初始硝态氮浓度为250 mg/L时,24 h内硝态氮转化率达到100%。该菌株的最适生长条件为：2% NaCl,碳源为玉米芯粉,氮源为酵母粉,pH值为6.0,培养温度为30 ℃。菌株在盐度为2%-15%的培养基内生长良好。在15%盐度下,菌株通过产四氢嘧啶维持渗透压,产量为0.89 mg/mL。【结论】菌株YA16-1具有良好的耐盐能力和反硝化能力,在高盐废水处理、保护生态环境和四氢嘧啶的制备具有潜在的应用价值。     

一株耐盐产电菌Shewanella algae E-1的分离及其产电特性分析

【背景】产电微生物的种类和电化学活性机制对微生物燃料电池的产电性能有着重要的影响。【目的】从海水中分离获得一株耐盐产电微生物,研究其产电特性并鉴定种属信息。【方法】以取自南海的海水为接种液启动并运行阳极液中含有不同盐浓度的微生物燃料电池,从富集的阳极生物膜上分离得到一株纯培养的微生物菌株,命名为E-1。通过接种于阳极液中添加不同盐浓度的微生物燃料电池中对其产电特性进行分析,并利用形态学观察、Biolog分析和16SrRNA基因序列比对相结合的方法进行种属鉴定。【结果】菌株E-1在无外源添加和外源添加6.6%NaCl条件下产生的功率密度分别为51.69 m W/m2和26.56 m W/m2,这与其良好的耐盐能力相关。菌株E-1被鉴定为海藻希瓦氏菌(Shewanella algae),表现出多样的底物利用能力,生长的温度范围为25-40°C,pH范围为5.0-10.0。【结论】这是首次对Shewanella algae种内微生物产电性能及其在微生物燃料电池中应用的报道,丰富了产电微生物的多样性,菌株E-1能够在较高盐浓度条件下表现出良好的产电性能,为微生物燃料电池在海水资源化处理方面的应...     

一株高效广谱染料降解细菌的分离鉴定及其脱色特性初探

从土壤样品中分离到一株高效染料脱色菌株N-4,根据形态学特征及16S rDNA基因序列分析,该菌株初步鉴定为Leucobacter sp.。利用表面响应法(RSM)对菌株N-4脱色活性深蓝K-R的主要因素进行优化,实验结果表明,菌株N-4脱色K-R的最优条件为:湿菌量10 g/L,染料浓度222 mg/L,硫酸铵1.5 g/L,果糖3.5 g/L,最佳脱色率为100%。此外,实验证明其对多种染料均具有较高的脱色效率。同时,考察了金属离子对染料脱色效率的影响,其中K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Mn2+等对脱色具有促进作用,而Ni2+、Cu2+、Hg2+对脱色具有明显的抑制作用。     

一株蒽降解细菌的分离及降解特性研究

【目的】从盐碱土壤中筛选蒽降解菌株并分析其降解特性。【方法】采用极度稀释结果流式细胞检测法筛选分离纯化菌株,通过16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定,采用气质联用仪(GC-MS)分析蒽的降解特性。【结果】从盐碱土壤中筛选出一株高效蒽降解菌株。经过16S rRNA基因序列分析,鉴定该菌株为Demequina salsinemorus BJ1。菌株可以利用蒽作为唯一碳源生长,降解率可达92%。在一定浓度范围内,随着蒽浓度的降低,细菌生长速率变快,降解率升高。添加外加碳源后,细菌生长速率明显变快,而对蒽降解率变低。对萃取中间代谢产物的质谱分析表明,降解蒽的中间代谢产物主要有9,10-anthracenedione (9,10-蒽醌)和Phthalic acid (邻苯二甲酸)等,说明它可能通过邻苯二甲酸途径降解蒽。【结论】筛选得到一株新的耐盐碱蒽降解菌,该菌降解效率高,对修复石油污染的土壤有一定的现实意义。     

好氧反硝化菌Defluvibacter lusatiensis str.DN7的分离鉴定和异养硝化性能

从稳定运行处理竹子加工废水的生物接触氧化反应器中分离得到一株好氧反硝化菌DN7,其72 h NO3-降解率达99.4％.细胞显微镜观察显示,菌株为革兰氏阴性小杆菌,大小为0.5 μm×1.5 μm,菌落为乳白色.通过生理生化特性及16S rDNA同源性分析,初步推断该菌株为根瘤菌中的Defluvibacter lusatiensis str.碳源、C/N、硝酸盐初始浓度、溶解氧(DO)、pH对DN7反硝化性能影响的结果表明:菌株对柠檬酸钠、葡萄糖等小分子有机物的利用较好;C/N为9时,脱氮率达99.0％;硝酸盐浓度低于138.48 mg·L-1情况下,DN7脱氮率在96％以上,且亚硝酸盐浓度均在1.0mg·L-1以下;菌株DN7对DO不敏感,中性偏碱性环境有利于DN7反硝化反应的进行;DN7具有良好的异养硝化性能,72 h铵氮降解率达84.7％.     

一株林可霉素降解菌的筛选鉴定及其降解机制

【背景】抗生素污染越来越引起人们的关注。利用微生物处理抗生素污染被认为是一种环境友好型的方法。【目的】筛选林可霉素高效降解菌并研究其降解机制。【方法】经形态学观察、生理生化鉴定和16S rRNA基因测序分析进行鉴定;通过PCR技术和质谱分析技术对该菌抗性基因和降解产物等进行分析。【结果】从林可霉素菌渣堆肥样本中获得一株高效降解林可霉素的假单胞菌(Pseudomonas RST-1),该菌在林可霉素浓度为3.0 g/L的牛肉膏蛋白胨培养基上培养40 h后,林可霉素降解率高达57.3%。该菌含有intI1、sul1、sul2等抗性基因,降解产物为去甲基林可霉素和2-丙基-N-甲基脯氨酸。【结论】菌株RST-1具有高效降解林可霉素的能力,推测可能的降解机制为去甲基化和酰胺键水解作用,该菌株降解特性及降解机制研究为林可霉素降解工程菌及其高效降解菌剂的研制奠定了基础。     

好氧反硝化菌Defluvibacter lusatiensis str. DN7的分离鉴定和异养硝化性能

从稳定运行处理竹子加工废水的生物接触氧化反应器中分离得到一株好氧反硝化菌DN7,其72 h NO₃^-降解率达99.4%.细胞显微镜观察显示,菌株为革兰氏阴性小杆菌,大小为0.5 μm×1.5 μm,菌落为乳白色.通过生理生化特性及16S rDNA同源性分析,初步推断该菌株为根瘤菌中的Defluvibacter lusatiensisstr.碳源、C/N、硝酸盐初始浓度、溶解氧(DO)、pH对DN7反硝化性能影响的结果表明:菌株对柠檬酸钠、葡萄糖等小分子有机物的利用较好;C/N为9时,脱氮率达99.0%;硝酸盐浓度低于138.48 mg·L^-1情况下,DN7脱氮率在96%以上,且亚硝酸盐浓度均在1.0 mg·L^-1以下;菌株DN7对DO不敏感,中性偏碱性环境有利于DN7反硝化反应的进行;DN7具有良好的异养硝化性能,72 h铵氮降解率达84.7%.     

一株高效解磷菌的筛选鉴定及溶磷性能

【背景】土壤中大部分磷元素是以难溶性磷酸盐的形式存在,不能被农作物有效利用,而传统化学肥料会带来环境污染等问题。【目的】解决土壤磷缺失现状,开发新型、安全、高效的微生物菌肥。【方法】取武汉科技大学图书馆后土壤为试验材料,筛选出一株高效解磷菌。通过个体形态鉴定、生理生化鉴定、16S rRNA基因序列分析鉴定菌株,以NBRIP为基础培养基进行条件优化,借助高效液相色谱进行细菌解磷机理探究。【结果】所筛选的高效解磷菌株为唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)。在20种氨基酸中,D-蛋氨酸对菌株的生长和溶磷促进作用最好,促进效果达到19.09%和16.16%,甲酸钠对菌株的生长和溶磷有抑制效果,抑制效果达到39.08%和10.66%。该菌株通过分泌葡萄糖醛酸、D-L-苹果酸等有机酸溶解环境中的磷酸盐,将菌株制作成菌肥对辣椒幼苗有明显的促生长作用。【结论】利用唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)分泌有机酸溶解土壤中的磷酸盐,可为生物肥料的制备和应用提供一定的理论参考。     

Isolation of an aerobic denitrifying bacterial strain NS-2 from the activated sludge of piggery wastewater treatment systems in Taiwan possessing denitrification under 92% oxygen atmosphere

AIMS: To isolate aerobic denitrifying bacteria which will be applied to piggery wastewater treatment facilities for enhanced nitrate and nitrite removal. METHODS AND RESULTS: Nitrate-supplemented basal medium in airtight, crimp-sealed serum bottles containing an atmosphere of 92% oxygen was inoculated with denitrifiers, strains NS-2 and SM-3, and incubated at 30 degrees C. After 20 h, the concentration of nitrate was decreased rapidly by both NS-2 and SM-3. Nitrite production was almost zero during the whole experimental period for both strains. Nitrogen gas production peaked at the 20 h for both NS-2 (8.20 +/- 1.03 mmol l(-1)) and SM-3 (3.93 +/- 0.16 mmol l(-1)). CONCLUSIONS: Strain NS-2, which produced the highest N2 concentration in this work, was identified as Pseudomonas stutzeri. This strain is the most capable of aerobic and anaerobic conversion of nitrate to N2 without forming a nitrite intermediate. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: Strain NS-2 is highly promising for future application in in situ piggery wastewater treatment.