纤维素降解菌的筛选与复合菌系的初步构建

目的 针对大庆地区土地盐碱化较严重,盐碱面积较大等现状,从大庆特征性盐碱地区土壤样品中分离出能够降解纤维素的菌株,为降解植物废料以及缓解土壤盐碱化改善土壤环境提供功能菌株。方法 通过刚果红染色法初步筛得到具有纤维素降解能力菌株,进一步用比色法测定其纤维素降解率,同时测定菌株耐盐、耐碱、产酸性能,选择性能优良的3株菌作为纤维素降解菌复合菌系构建菌株,通过耐盐性、耐碱性和纤维素降解率实验测定复合菌系菌株最佳组合,进一步通过上述实验确定复合菌系菌株最佳混合比例。结果 得到由DX-5和DX-9按照2∶3进行组合复合菌系纤维素降解率最高,达到87.96%,且具有较高的耐盐以及耐碱能力。结论 通过实验得到纤维素降解菌的复合菌系,具有较高纤维素降解率以及改善土壤盐碱性能力。     

多环芳烃降解菌的筛选与降解能力测定

从本溪多环芳烃(PAHs)污染土壤中经富集培养筛选出8株PAHs降解菌,研究了8株菌及其等比例混合培养对菲、芘和苯并[a]芘的降解能力。结果表明,在28℃,培养基中菲、芘和苯并[a]芘的浓度分别为50、50和5mg·L-1的复合底物条件下,培养28d后,菌株B3的降解效果最好,对菲、芘和苯并[a]芘的降解率分别为88.4%、54.0%和68.4%,8株菌的混合培养对菲、芘和苯并[a]芘的降解率分别为87.7%、35.3%和42.0%;经生理生化实验和16SrRNA序列比对,初步鉴定B3菌为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。     

3株多环芳烃高效降解菌株的分离鉴定及降解特性

筛选分离降解多环芳烃(PAHs)的优势菌种对开展多环芳烃污染生态系统修复具有重要的现实意义。本研究以焦化厂周围受多环芳烃污染的土壤为菌源,经过富集培养驯化和平板分离,获得11株能降解多环芳烃的菌株。通过形态观察、生理生化特征及16S rRNA序列比对对菌株进行鉴定,筛选出3株PAHs高效降解菌,分别命名为DJ-3、DJ-8、DJ-10。经16S rRNA序列分析鉴定,DJ-3为假单胞菌属、DJ-8为克雷伯氏菌属、DJ-10为芽孢杆菌属。对菌株降解能力的研究表明,3株菌(DJ-3、DJ-8、DJ-10)培养7 d后对混合多环芳烃中菲(200 mg·L^-1)、芘(200 mg·L^-1)和萘(160 mg·L^-1)的降解率分别为48.9%～65.9%、38.9%～43.1%和57.6%～64.9%。3株菌对多环芳烃混合样品(1200 mg·L^-1)的降解率分别为49.1%、44.5%、53.9%,远高于其他8株筛选菌,为PAHs高效降解菌株。3种菌株两两之间和三者组合均无拮抗关系。研究结果将为构建高效的多环芳烃降解菌群、提高多环芳烃原位污染土壤的生物修复效果奠定基础。     

复合菌对十溴联苯醚的降解特性研究

【目的】利用6株十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether, BDE-209)降解细菌，探究复合菌对BDE-209的降解特性和降解路径，为BDE-209污染环境的生物修复提供科学依据。【方法】利用高效液相色谱法测定BDE-209的浓度，通过液相色谱-质谱联用仪分析鉴定BDE-209降解产物。【结果】短芽孢杆菌属(Achromobacter sp.) M1和无色杆菌属(Achromobacter sp.) M2的组合对BDE-209的降解效果最好，在30 ℃、pH值7.0、接种量15%的条件下，120 h后10 mg/L BDE-209的降解效率可达87.7%。相比于单一菌株，复合菌M(1+2)可以更有效、更快地降解BDE-209。在0.5-10 mg/L范围内，复合菌M(1+2)对BDE-209的降解率随着BDE-209初始浓度的增大而增大。通过液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph-mass spectrometer, LC-MS)检测到11种BDE-209微生物降解产物，复合菌M(1+2)通过脱溴、羟基化、去质子化、醚键断裂和开环等反应对BDE-209进行降解。【结论】复合菌M(1+2)对BDE-209具有良好的降解能力，研究结果为进一步提高微生物对BDE-209污染环境的生物修复能力提供了良好的微生物资源。     

低温秸秆降解复合微生物菌剂的研究进展

我国东北地区冬季寒冷,秸秆产量巨大,但综合利用率较低,利用高酶活性微生物将低温环境中的秸秆降解变废为宝,是一项循环利用的有效途径。研究表明,通过生物学技术手段,筛选高酶活性菌株,深入研究降解机理,优化功能微生物培养条件,提高纤维素酶活性,是提高降解率,秸秆资源化利用的最佳途径。复合微生物菌剂产生的酶活值普遍高于单一微生物菌,真菌菌丝体产生的酶活值高于细菌。实际应用中,选择适合的复合菌剂是低温环境下提高秸秆降解效率的有效途径。系统地归纳了低温条件下降解秸秆的微生物技术、分析了不同条件下降解秸秆的菌株类型和促进秸秆纤维素降解菌酶活力特征、并总结了低温环境下生物菌剂降解秸秆的技术应用效果,旨为低温环境下秸秆的资源化利用提供一定的技术参考。     

筛选微生物降解木质纤维素的研究进展

木质纤维素资源是自然界中含量丰富的可再生资源,利用微生物降解木质纤维素是一种重要的策略。在综合国内外对木质纤维素降解微生物的筛选方法和研究策略的基础上,从单一菌株、复合微生物菌系和组学技术三个方面对筛选微生物降解木质纤维素进行了总结和分析,阐述了各个策略的优势特点和应用价值,即单一菌株易于培养但降解能力较低,复合菌系降解能力强但传代稳定性较差,组学技术能够更好的解释微生物降解木质纤维素的机理,为筛选木质纤维素降解微生物提供一定的指导。同时提出使用合成生物学的策略进行相应微生物的筛选,旨在为筛选高效降解木质纤维素的微生物提供一定的参考。     

盐池采油区污染土壤石油降解菌的筛选鉴定及其降解特性

从宁夏盐池原油污染土壤中分离筛选高效石油降解菌,研究菌株的降解特性及其对污染土壤的修复效果,以期为该地区石油污染土壤的微生物修复提供高效菌源和理论依据.通过富集培养和分离纯化的方法筛选石油降解菌,结合菌株生理生化特征和16S rRNA基因序列对其进行鉴定;根据菌株产表面活性剂的能力和原油降解率,筛选2株高效菌株制备单一...     

微泡菌属菌株YPW1和YPW16多糖降解特性分析

【背景】海洋环境中分离到的微泡菌属菌株具有多糖降解能力,在环境中可以作为糖类代谢的重要执行者参与海洋碳循环过程。【目的】测定2株微泡菌属菌株的多糖降解活性,通过与微泡菌属其他菌株基因组比较分析2株菌的多糖降解基因特征。【方法】通过3,5-dinitrosalicylicacid(DNS)定糖法测定多糖降解活性,同时利用高通量测序技术对菌株基因组序列进行测定与组装,并与其他基因组注释结果进行比较分析。【结果】分离得到2株微泡菌属菌株YPW1和YPW16,二者均为潜在新种。结果表明,菌株YPW1能够降解琼胶、褐藻胶、果胶、几丁质、木聚糖、淀粉、普鲁兰等7种多糖,而菌株YPW16仅可降解淀粉和普鲁兰。基因组分析表明,YPW1具有上述7种多糖的降解酶基因,但菌株YPW16只具有淀粉酶与普鲁兰酶降解基因。相较于其他微泡菌属菌株,菌株YPW1多糖降解范围、多糖降解酶基因种类与丰度较高,但菌株YPW16多糖降解范围却较为狭窄。由此可知,多糖降解酶基因在微泡菌属基因组中的分布差异性较大。【结论】本研究为微泡菌属提供了2株潜在的新型菌株资源,为生物多糖降解提供了生化工具,也为研究微泡菌属菌株中多糖降解基...     

苯酚降解菌ZJ-1的分离及降解特性研究

目的:筛选苯酚降解菌,用于降解苯酚提高氧化塘处理效率.方法:以苯酚为惟一碳源进行选择性培养.结果:从乌鲁木齐市某炼油厂污水池的活性污泥中分离出一株能以苯酚为惟一碳源培养基上生长的菌株,编号为ZJ-1,该菌株最高可耐受1000mg/L的苯酚.对该苯酚降解菌降解性能研究表明:该菌具有较强的降解能力,在32℃、pH 7左右、接种量1%时,摇床振荡速度120r/min的条件下,该菌株在48h内苯酚降解率可达81%以上.培养液中苯酚浓度在300mg/L、500mg/L时,该菌株的降解率比较明显.当苯酚浓度大于1000mg/L时,则元明显降解效果.结论:ZJ-1菌株对苯酚具有较强的降解能力,具有广阔的应用前景.     

河水高浓度有机污染降解菌分离、鉴定及降解特性

为了恢复遭受严重有机污染北方季节性河流自净能力,以河北某典型黑臭河流为研究对象,采集其河道底泥和水样,采用乳酸菌、酵母菌、放线菌和硝化细菌专性培养基对底泥中的微生物进行富集、分离、纯化,获取了15株有机污染物降解菌,对其中的6株优势菌采用脂肪酸谱图分析进行了鉴定,这6株菌最终鉴定为黄杆菌属(Flavobacterium)、微球菌属(Micrococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、小单孢菌属(Micromonospora)、假丝酵母菌(Candida)、硝化球菌属(Nitrococcus).为了提高菌株的降解与适应能力,采用定向富集液进行菌群复配,得到复合菌,复配试验表明,菌群最佳配比为乳酸菌1.0％、酵母菌0.5％、放线菌2.0％、硝化细菌2.0％.复合菌培养研究发现,复合菌最佳生长条件为pH 7.0,温度35℃,以葡萄糖为最佳碳源、需要少量Fe2+、Mg2+、Ca2+等无机盐.污染物降解试验表明,当pH、温度、菌量、转速分别为8、35℃、0.5％、80 r·min-1时,复合菌对污染物的降解效果最好,CODcr、NH3-N和TP去除率分别达到78％、59％和77％.     

多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及降解特性

【目的】多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境中且具有高毒性的持久性有机污染物,高效降解菌的筛选对利用生物修复技术有效去除环境中的多环芳烃具有重要意义。研究拟从供试菌株中筛选多环芳烃高效降解菌,并分析其降解特性,为多环芳烃污染环境的微生物修复提供资源保障和科学依据。【方法】采用平板法从25株供试菌株中筛选出以菲和芘为唯一碳源和能源的高效降解菌,经16S rRNA基因序列进行初步鉴定,通过单因素实验法分析其在液体培养基中的降解特性。【结果】筛选出的3株多环芳烃高效降解菌SL-1、02173和02830经16S rRNA基因序列分析,02173和02830分别与假单胞菌属中的Pseudomonas alcaliphila和Pseudomonas corrugate同源性最近,SL-1为本课题组发表新类群Rhizobium petrolearium的模式菌株;降解实验表明,菌株SL-1 3 d内对单一多环芳烃菲(100 mg/L)和芘(50 mg/L)的降解率分别达到100%和48%,5 d后能够降解74%的芘;而其3 d内对混合PAHs中菲和芘的降解率分别为75.89%和81.98%。菌株02173和02830 3 d内对混合多环芳烃中萘(200 mg/L)、芴(50 mg/L)、菲(100 mg/L)和芘(50 mg/L)的降解率均分别超过97%。【结论】筛选出的3株PAHs降解菌SL-1、02173和02830不仅可以高效降解低分子量PAHs,还对高分子量PAHs具有很好的降解潜力。研究表明,由于共代谢作用低分子量多环芳烃可促进高分子量多环芳烃的降解,而此时低分子量多环芳烃的降解将受到抑制。     

反应器进水管生物膜中喹啉降解菌的分离鉴定及降解特性

【背景】喹啉是一类高毒、致癌且难降解的含氮杂环化合物,本实验室建立了一个长期高效运行的反硝化喹啉降解生物反应器。【目的】从反应器进水管富集的生物膜中筛选有氧条件下降解喹啉的菌株。【方法】通过以喹啉为唯一碳源的培养基来富集、分离、纯化菌株;利用16S rRNA基因的序列分析鉴定分离株的系统发育地位;比较不同pH及温度条件下菌株的喹啉降解特性。【结果】经鉴定,4株分离物Q1、Q3、Q7和Q8分别属于Sphingobium、Massilia、Rhodococcus和Dyadobacter属。降解实验表明,以上菌株均能在48 h内实现50 mg/L喹啉的完全去除,但各自表现出不同的降解特性,其中Q1、Q3和Q8在降解过程中都检测到了喹啉降解产物2-羟基喹啉的积累。降解喹啉的Sphingobium、Massilia和Dyadobacter属菌株尚未见报道。【结论】从喹啉降解生物反应器的进水管内分离的4株喹啉降解菌可为设计处理含喹啉工业废水的反应器提供新菌种资源,对于完善喹啉生物降解机理研究具有实际意义。     

烯唑醇降解菌的分离筛选及降解特性研究

从生产烯唑醇的农药厂废水处理池的活性污泥中驯化、分离得到6株能以烯唑醇为唯一碳源士长的细菌,分别命名为1#、2#、3#、4#、5#、6#。实验结果表明,这六种菌都足好氧菌种,对烯唑醇降解率大于30％的有1#、3#、4#、6#,其中1#为优势菌种。该优势菌降解烯唑醇的最适温度为30～35℃,最适pH值为7．0,投加0．404mg／L的菌株母液量为10％,烯唑醇的最佳初始浓度为30mg／L。该菌在上述最适条件下,150r／min摇床培养6d,埘怖唑醇的降解率可达78．14％;优势菌1#单菌对烯唑醇的降解要比复合菌对其降解的效果好。     

一株低温纤维素降解菌的筛选与产酶条件优化

针对牛粪冬季堆肥存在启动慢、发酵周期长的问题,解决的有效办法是向堆体中添加低温纤维素降解菌剂,而目前可利用的低温纤维素降解微生物的种类较少.本研究在低温条件下从冻牛粪中分离得到1株低温高效纤维素降解菌,菌株命名为YSX-3,经鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas).为获得YSX-3菌株最佳的产酶条件,在单因素优化基...     

对硝基苯酚降解菌Pseudomonas sp. PDS-7的降解特性及 其降解相关基因的克隆

[目的]本研究的目的是分离对硝基苯酚(PNP)降解菌,研究其对PNP的降解特性;克隆其降解相关基因,并进行表达.[方法]本研究通过富集培养法和系列稀释平板涂布法分离PNP降解菌株;采用形态观察、生理生化特征测定和16S rDNA分析对菌株进行初步鉴定;通过摇瓶试验研究菌株降解特性;利用SEFA-PCR技术克隆降解相关基因,并亚克隆到表达载体pET29a中,构建重组表达质粒pETpnpC,再转入受体菌E.coli BL21(DE3)中进行诱导表达;通过分光光度法测定表达产物的酶活力.[结果]分离到一株PNP降解菌PDS-7,将该菌株鉴定为假单胞菌属(Pseudomonassp.);该菌株能够以PNP作为唯一碳源、氮源和能源生长,菌株对PNP的最高耐受浓度为80 mg/L,最适降解温度为30℃,偏碱性条件有利于菌株对PNP的降解;克隆了PNP降解过程中的偏苯三酚1,2-双加氧酶基因pnpC及马来酰醋酸还原酶基因pnpD(GenBank登陆号EU233791);将pnpC在E.coli BL21(DE3)菌株进行了诱导表达,表达产物对偏苯三酚和邻苯二酚均有邻位开环活性,比活力分别为0.45 U/mg protein和0.37 U/mg protein,表明偏苯三酚1,2-双加氧酶基因pnpC得到了活性表达.[结论]分离鉴定了一株PNP降解菌Pseudomonas sp.PDS-7,研究了该菌株的降解特性,克隆和表达了降解相关基因.     

中国东海和南海海域可培养烃类降解细菌的筛选及功能

【背景】海洋环境中蕴藏着丰富的微生物资源,其种类繁多而且功能多样,在驱动物质循环及能量流动等方面起着重要的作用。目前,海洋中烷烃化合物降解菌的分离筛选和降解功能研究已有文献报道;但是对海洋中尤其是我国东海和南海海域,具有降解芳香烃类化合物功能的菌株分离筛选及其多样性研究鲜有报道。【目的】分离筛选我国东海和南海海域具有烃类降解能力的可培养菌株,并对其降解功能和多样性进行初步研究。【方法】分别从东海和南海海底沉积物样品中筛选菌株,选择不同的烃类化合物为菌株筛选的唯一碳源,采用梯度稀释和平板划线法分离纯化得到单菌落,并利用相应烃类为唯一碳源进行生长验证获得该化合物降解菌。【结果】以肉桂酸、碱木素、十六烷等12种烃类化合物为唯一碳源,从样品中共分离到63株具有烃类化合物降解能力的菌株,分别属于3个门4个纲8个目10个属,主要为红球菌属(Rhodococcus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、弧菌属(Vibrio)、盐单胞菌属(Halomonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)。两大海域优势降解菌差别较大,其中东海沉积物降解菌株主要为不动杆菌属(Acinetobacter),而南海沉积物降解菌株主要为红球菌属(Rhodococcus)。【结论】我国东海和南海海域蕴藏着丰富的烃类化合物降解菌株资源,两大海域优势降解菌种类存在明显差异,这将为我国未来可能的海洋环境石油污染的微生物治理储备菌种资源。     

全氟辛烷磺酸降解菌的分离与鉴定

目的筛选和分离降解全氟辛烷磺酸(PFOS)的细菌,并进行初步鉴定和降解效率分析。方法采集全氟化工厂周边土壤,利用PFOS为唯一碳源的无机盐培养基进行驯化和富集培养,分离降解PFOS的细菌;通过形态观察、生理生化特性检测和基于16SrRNA基因序列的系统发育分析对分离菌株进行鉴定;采用GC-MS检测其降解PFOS的能力。结果分离获得3株能降解PFOS的细菌YSB1、YSB2和YSB3,初步鉴定分属于鞘酯菌属(Sphingobiumsp.)、中华根瘤菌属(Sinorhizobiumsp.)和苍白杆菌属(Ochrobactrumsp.)。菌株YSB1、YSB2和YSB3在以PFOS为唯一碳源生长的无机盐培养基中生长良好,其对PFOS最大降解率分别为18.4%、10.1%和14.1%。结论自然界存在较丰富的降解持久性有机污染物PFOS的微生物资源。     

复合菌系降解纤维素过程中微生物群落结构的变化

为明确高效纤维素降解复合菌系降解过程中微生物群落结构的变化规律及关键的降解功能菌,利用该复合菌系对滤纸和稻秆进行生物处理,通过底物降解、微生物生长量、发酵液pH的变化情况,选择不同降解时期复合菌系提取的总DNA进行细菌16S rRNA基因扩增子高通量测序。通过分解特性试验确定在接种后培养第12、72、168 h分别作为降解初期、高峰期、末期。该复合菌系分别主要由1个门、2个纲、2个目、7个科、11个属组成。随着降解的进行,短芽胞杆菌属Brevibacillus、喜热菌属Caloramator的相对丰度逐渐降低;梭菌属Clostridium、芽胞杆菌属Bacillus、地芽胞杆菌属Geobacillus、柯恩氏菌属Cohnella的相对丰度逐渐升高;解脲芽胞杆菌属Ureibacillus、泰氏菌属Tissierella、刺尾鱼菌属Epulopiscium在降解高峰期时相对丰度最高;各时期类芽胞杆菌属Paenibacillus、瘤胃球菌属Ruminococcus的相对丰度无明显变化。上述11个主要菌属均属于厚壁菌门,具有嗜热、耐热、适应广泛pH、降解纤维素或半纤维素的特性。好氧型细菌是降解初期的主要优势功能菌,到中后期厌氧型细菌逐渐增多,并逐步取代好氧型细菌成为降解纤维素的主要细菌。     

一株萘降解菌的筛选及其降解途径

从胜利油田被污染土壤中筛选出一株能够以萘为唯一碳源的菌株W1,经形态和生理生化以及16S rD-NA测序分析,初步鉴定为沙雷氏菌属。其最适生长条件为35℃,pH 7.5。该菌对盐及萘有较好的耐受性。当培养基盐质量浓度为30 g/L,底物萘质量浓度为100 mg/L时,培养3 d后,其萘降解率仍可达到80.9%。当萘浓度为800 mg/L时,仍具有一定的降解作用,降解率为15.8%。通过对菌株降解原油前后组分的GC-MS分析,以及检测其降解多种底物后的吸光度,得出该菌能利用苯酚、甲苯、苯甲酸、1-萘酚、丙酮、辛烷生长,对原油中组分C20～C23、C33～C36的直链烃有较好的降解效果。经UV-Vis扫描其降解中间产物,初步判断其萘降解生物途径为邻苯二酚途径,萘首先被其降解生成水杨酸,而后转化为邻苯二酚,开环并生成一系列小分子物质,最后进入三羧酸循环。     

联苯降解细菌的分离及其降解质粒某些特性的研究

:通过选择性富集培养 ,从芳烃污染的土壤中分离得到 16株以联苯作唯一碳源生长的细菌。初步鉴定 ,3株均为假单孢菌属(Psedomonas) 。都含有大小 2个质粒。质粒不稳定 ,易丢失。经苯甲酸钠和口丫啶橙的消除实验 ,结果表明 ,随着质粒丢失 ,菌株利用Bp生长的能力也丧失。酶活性分析表明 ,菌株只有邻苯二酚 2 ,3—氧化酶活性 ,没有邻苯二酚1 ,2—氧化酶活性。菌株对联苯的降解率 :bp2 菌为 93%、bp2 3菌为 81%、bp2 4 菌为 99%。降解过程中产生λmax331nm和λmax4 34nm2种中间代谢物。