萘普生降解菌群的驯化及其降解效能

【背景】萘普生是一种被广泛使用的非甾体抗炎药,治疗人类疾病的同时对环境产生一定的消极影响,甚至危害到人类的生存环境。【目的】利用微生物降解萘普生类污染物是一种价格低廉且行之有效的方法。【方法】以萘普生为唯一碳源,培养驯化高效的萘普生降解菌群;利用高通量测序技术解析萘普生降解菌群的微生物群落变化,鉴定萘普生降解菌群种类;通过GC-MS分析萘普生降解菌群的降解途径。【结果】获得了以Rhodanobacter为主的萘普生高效降解菌群,确定了萘普生降解菌群的最佳降解条件为:30°C、pH7.0、摇床转速150r/min、接种量10%,萘普生降解率达60.58%,并预测出萘普生降解菌群的降解途径。【结论】获得了高效的萘普生降解菌群,明晰了降解机理和降解途径,不仅丰富了微生物资源种类,更为微生物的工程应用奠定了理论基础。     

厌氧微生物降解多环芳烃研究进展

多环芳烃(PAHs)是一类普遍存在于环境介质中的难降解有机污染物,相对于好氧微生物降解PAHs的研究,厌氧微生物降解PAHs的研究则相对较少.本文从厌氧微生物降解PAHs的研究背景,厌氧降解微生物的特点和不同厌氧降解还原反应体系的角度综述了厌氧微生物降解PAHs的概况;结合厌氧微生物降解萘和菲转化途径的介绍,推断了其降解机制的内在原因;同时通过总结影响厌氧微生物降解PAHs的主要因素(包括:PAHs的生物可利用性、外源营养物质的添加、外源电子受体的添加、特定厌氧降解菌的筛选强化和部分环境因素等),指出了制约降解进程的潜在限制因子;并对厌氧微生物降解PAHs研究目前存在的问题和未来的发展方向作了简述与展望.     

细菌降解萘、菲的代谢途径及相关基因的研究进展

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是一类在环境中广泛存在的具有毒性的污染物,微生物降解是其在自然界中降解的主要途径,因而尤为重要。随着研究的深入,关于微生物降解PAHs的分子降解机制、途径等的认识逐渐积累。以下对细菌降解萘、菲的研究进展进行了概述,介绍了萘的水杨酸降解途径,菲的水杨酸、邻苯二甲酸及其他降解途径,同时也包括降解过程中涉及的降解基因簇,如nah-like、phn、phd、nid和nag等以及细菌在PAHs胁迫条件下其他相关基因的表达与调节等方面的最新进展。这些进展可为降解菌株的分子及遗传机制研究提供理论依据,将促进通过基因工程优化降解菌、更有效地检测PAHs环境污染及实现PAHs污染的生物修复。     

多环芳烃微生物降解基因的研究进展

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类有机污染物,微生物的降解是PAHs去除的主要途径。近年来,有关PAHs微生物降解途径和代谢产物的研究已有很多报道。小分子PAHs一般可以直接被微生物降解,而大分子PAHs则需要微生物以共代谢的方式降解。在过去20年中,微生物降解PAHs的基因相继被发现,各种基因在调控PAHs降解过程中的功能也越来越清晰。本文概述了PAHs微生物降解基因方面的研究进展,详细介绍了微生物对萘、菲的降解基因,最后对PAHs微生物降解基因的应用前景进行了展望。     

生物降解萘的研究进展*

萘的生物降解具有低成本,效果佳,无二次污染等优势,受到全世界的广泛关注。本文从萘降解菌的种类、降解质粒与降解基因的开发与研究、三种降解途径的发展以及表面活性剂、菌体固定化技术和有机溶剂在萘降解和环境污染治理当中的应用情况等方面综述了生物降解萘的发展历程。从降解菌株的研究和表面活性剂以及生物技术手段的应用情况等角度分析了目前生物降解萘还存在的问题,并为解决这些问题提出了合理的方案。论述了两相体系技术在生物降解萘上的可应性,对其强大的发展潜力进行了展望。     

高效石油降解菌群的构建及对芳香烃化合物萘的协同降解性能

【背景】石油作为一类混杂有机化合物,一旦产生污染就会对人类和环境造成严重的危害。【目的】从新疆石油污染土壤中分离筛选石油降解菌,为石油污染土壤的生物修复提供数据支持及技术参考。【方法】以石油为唯一碳源,通过富集培养、筛选分离得到123株单菌,根据菌落形态挑选出30个不同形态菌株,通过16S rRNA基因序列确定其种属,构建系统发育树;通过原油降解实验筛选出高效石油降解菌,以芳香烃的标志化合物萘为唯一碳源筛选出高效降解菌株,并分别筛选可降解水杨酸、邻苯二酚的菌株。【结果】分离筛选出5株高效石油降解菌,降解率高于85%;萘、水杨酸和邻苯二酚降解菌株各获得一株,将3种菌株按照1:1:1的接种比例对萘进行降解,萘的降解率从单菌60.74%提升到89.40%,菌株间的分工协作可以提高有机物的降解效率。【结论】筛选得到的菌株丰富了石油降解微生物菌种库,不同微生物菌株之间的分工协作为石油污染物的降解提供了新思路,为进一步研究石油污染治理提供参考。     

萘质粒转移到大肠杆菌中合成靛蓝的研究

利用含有萘降解质粒的假单胞菌,通过接合和转化,把这种质粒转移到大肠杆菌中,获得接合子和转化子。这种接合子和转化子不仅在L-培养基中能合成靛蓝,而且能在以萘作唯一碳源和能源的培养基中生长繁殖。因此,本工作不仅为微生物合成染料开拓新的途径,而且对研究环境有毒污染物降解菌的遗传工程也具有一定的意义。     

施氏假单胞菌YC-YH1的萘降解特性及产物分析

【目的】萘是一种重要的环境污染物,它在环境中的积累会对人类健康造成危害,生物降解是解决这一问题的有效方法。本实验室保存的施氏假单胞菌YC-YH1对萘具有较强的降解能力,在此基础上,研究和分析菌株对萘的降解特性、环境因素对萘降解率的影响以及代谢产物。【方法】本文首先采用单因素实验法研究pH、温度、接种量、萘初始浓度对萘降解率的影响;并在单因素实验结果的基础上,利用Design-Expert 8.0.5软件和Box-Behnken设计对pH、温度、接种量3个影响因素进行响应面优化分析,建立环境因素对萘降解率影响的优化模型。利用LC-MS检测萘降解过程中产生的重要代谢产物,从而推测菌株对萘的代谢途径。【结果】响应面分析结果表明,优化模型极显著(P<0.001),拟合度良好,预测结果可信度高。降解实验证明,在培养温度为32.4 °C、pH为7.10、接种量5.74% (体积比)的优化条件下培养3 d即可将浓度为100 mg/L的萘100%降解。LC-MS分析表明,菌株降解萘的过程中,能够被检测到的主要代谢产物有1,2-二羟基萘、水杨酸、邻苯二酚等。【结论】施氏假单胞菌YC-YH1对萘有高的降解效率,pH、温度、接种量3个因素对菌株的降解率有较大影响。利用响应面法优化菌株对萘的降解条件,能够提高YC-YH1菌株对萘的生物降解性能。初步推测菌株YC-YH1对萘的降解是通过水杨酸途径,萘首先被其代谢为1,2-二羟基萘,而后被转化为水杨酸和邻苯二酚,最后进入三羧酸循环被彻底降解。     

降解石油基塑料的微生物及微生物菌群

伴随着环境污染的日益严重,处理"白色污染"成为人们面临的一个棘手难题,而各种合成塑料因为应用广泛且很难降解成为其"主要元凶"。利用自然界存在的或者是进化产生的微生物可降解合成塑料是一种环境友好型的策略。以国家自然科学基金国际(地区)合作和交流(中欧组织间合作研究NSFC-EU)项目"合成塑料降解转化微生物菌群"为基础,总结近年来筛选到的能够降解合成塑料,如聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)、聚氨酯(Polyurethane,PUR)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)的纯细菌、纯真菌及微生物菌群的研究状况,分析了各种微生物在石油基塑料降解中的作用,讨论了微生物及其降解酶对合成塑料降解研究的优缺点。     

木质素的微生物降解机制

研究微生物降解木质素的反应机理,可以从根本上解释微生物或酶对木质素的作用过程,对提高木质素降解效率,治理环境污染等具有非常重要的意义。从木质素结构的差异出发,总结了近年来研究木质素微生物降解机制所采用的主要模型化合物、研究方法,概述了微生物对木质素的三大作用机理:侧链氧化、去甲基化和芳香环断裂,以及参与这三个反应的主要微生物。     

微生物降解3-苯氧基苯甲酸的研究进展

摘要:3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)作为大多数拟除虫菊酯类农药的降解产物之一,在自然环境中难以降解,具有雌激素毒性,严重威胁到食品安全及人体健康。微生物对拟除虫菊酯及其中间产物(3-PBA)的降解已成为近年来的研究热点。本文从降解3-PBA的微生物种类、降解酶及降解基因、降解途径等方面进行了综述,对3-PBA生物降解机理、3-PBA降解酶基因工程菌构建的研究方向进行了展望,以期为微生物降解3-PBA的研究提供参考。     

煤微生物降解研究进展

煤是重要的化石燃料,但其不合理利用造成了资源浪费和环境污染等问题,煤微生物降解是煤在微生物的作用下将煤这种具有复杂结构的大分子降解成可利用小分子的过程。根据作用微生物的不同主要将其分为真菌和细菌两种降解方式。本研究从碱性物质、螯合剂、酶促以及降解基因等方面,综述了真菌类和细菌类微生物在煤降解方面的研究进展,比较了煤微生物降解相对于化学降解和热降解的优越性,并总结了煤微生物降解研究过程中存在的几点问题及研究思路。煤的微生物降解将在减少环境污染、缓解能源危机等方面发挥巨大作用。     

氯代苯胺类化合物微生物降解的研究进展*

对氯代苯胺类化合物(Chlovoanilines,CAS)好氧微生物降解的研究现状进行了系统的综述,内容包括具有降解氯代苯胺类化合物能力的微生物、氯代苯胺类化合物的代谢途径及相关代谢酶的分析、降解质粒和关键代谢酶的基因克隆和表达,并提出了氯代苯胺类化合物好氧微生物降解研究中存在的问题和尚需进一步研究的方面。     

二噁英的生物降解及其机理

利用微生物降解二噁英是一种具有广阔前景的治理二噁英污染的方法。近年来利用微生物降解二噁英已经引起众多研究者的重视,国外在这方面的研究已取得了一定成果。介绍了能降解二噁英的微生物种类及其所能降解的二噁英类型,对近年来提出的微生物降解(包括氧化降解和还原降解)的可能途径,中间产物及其降解效果进行了综述。并对土壤在被污染后如何进行生物修复等方面进行了探讨。     

石油烃降解菌的研究进展

该文归纳了细菌、真菌和藻类对石油烃的降解作用;讨论了微生物降解石油烃的影响因素,包括微生物种类、石油烃种类、温度、pH、营养物质、电子受体等;总结了微生物固定化技术、生物表面活性剂和基因工程技术在微生物降解石油烃领域的应用;最后,提出今后生物降解石油烃的研究重点可能是开发具有高效降解能力的菌群联合体。     

药物类新污染物的微生物降解机制研究进展

环境微生物作为自然界中主要的分解者蕴含着丰富的遗传和代谢多样性,在有机污染物降解中发挥着重要作用。药物被持续不断地释放到环境中,其环境暴露、环境风险和对人体健康的潜在影响已得到广泛关注。研究药物在环境中的微生物降解过程对于药物的环境命运、药物的环境风险评估和药物污染去除技术的开发等具有重要价值。本文重点综述了目前环境中常检出药物的微生物降解途径及其分子机理,总结了目前药物微生物降解研究领域的进展,最后探讨了药物的微生物降解领域未来的研究趋势。     

低温萘降解菌的筛选、鉴定及降解条件优化

研究采用富集培养法从黑龙江省大庆油田地区污染土壤中筛选能以萘为唯一碳源和能源的低温菌株,采用气相色谱-质谱法(GC-MS)研究降解菌在萘-无机盐培养基中对萘的降解情况,通过单因素试验与正交试验测定降解菌的培养条件并进行优化,同时分析降解阶段其主控因素。结果表明:筛选出2株在低温条件下高效降解萘的菌株,编号为GN1和GN2。在低温条件下GN1和GN2可以快速降解萘,在对照组非生物因素影响基础上,萘(300 mg/L)的降解率在4 d内达到94.43%和95.47%,在耐受能力和降解速度方面具明显优势;经形态观察、生理生化特性和16S rDNA基因序列鉴定两株降解菌皆属于假单胞菌属(Pseudomonas);均在萘-无机盐培养基(萘浓度300 mg/L),培养温度15℃,初始pH 6.0,培养转数180 r/min,培养时间7 d的条件下生长最佳。2株降解菌的生长与5种环境因素均有显著关系。     

多氯联苯的生物修复

多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一种持久性有机污染物,对人类和自然环境具有很大的威胁,降解PCBs一直是研究的热点。在目前的研究方法中生物降解最具潜力,生物降解主要分为微生物降解、植物修复和微生物-植物共同修复3个方面。文章着重介绍了微生物降解PCBs菌株的分离,降解相关基因的克隆和改造;同时对植物修复,植物与微生物共同修复以及植物转基因修复进行了讨论。     

海洋微生物来源的岩藻多糖降解酶

近年来研究发现,岩藻多糖及其降解产物具有多种重要的生物学活性,对岩藻多糖降解酶的关注日益增多。本文概述了海洋微生物来源的岩藻多糖降解酶的发现、活性检测方法、性质、应用等方面的研究进展。同时展望了现代组学及结构生物学技术快速发展对海洋微生物来源的新型岩藻多糖降解酶研究的推动作用。     

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。