乳白耙齿菌F17对共存菲、蒽的降解差异性

【目的】通过对影响乳白耙齿菌F17 (Irpex lacteus)降解共存菲、蒽因素的研究,比较共存的菲和蒽降解性能的不同,并结合降解中间产物的分析,初步探讨其降解途径。【方法】采用GC-MS测定菲和蒽的浓度,并通过质谱图分析降解产物。【结果】共存的菲和蒽在初始浓度均为5 mg/L时生物降解率较高,分别为93%和85%以上。乳白耙齿菌F17在pH 3.0–8.0能较好地降解共存的菲,在pH 4.0–8.0范围内可较好地降解共存的蒽。菲的生物降解过程对低温的适应性比共存的蒽要好,共存体系的最适降解温度是30°C。在酶的作用下,蒽转化成邻苯二甲酸,菲转化为邻苯二甲酸或邻苯二酚。【结论】实验结果表明,当菲和蒽共存时,不同条件下乳白耙齿菌F17对菲的降解效果均比蒽要好,而且菲的总降解速率比蒽要快,作为同分异构体的菲和蒽,由于3个苯环位置的不同而表现出降解性能和降解途径上的差异性。     

乳白耙齿菌F17好氧降解四溴双酚A的特性及机理研究

[目的] 为了探究乳白耙齿菌F17（Irpex lacteus F17）降解溴代阻燃剂的可能性,研究了该菌好氧降解四溴双酚A （Tetrabromobisphenol A,TBBPA）的特性以及影响降解的因素,并结合降解产物的分析,推测其降解途径。[方法] 采用高效液相色谱法测定TBBPA的浓度,并通过气相色谱-质谱联用仪分析降解过程的中间产物。[结果] I.lacteus F17可以通过共代谢的方式好氧降解TBBPA,最适共代谢基质是葡萄糖。在葡萄糖浓度为8 g/L、菌悬液接种量为5%、pH 5.0的优化条件下,当TBBPA初始浓度为20 mg/L时降解率可达85.5%,脱溴率为14.6%。对降解过程中锰过氧化物酶的研究发现TBBPA的降解率受到该酶活性的影响。通过气相色谱-质谱联用仪检测到7种中间产物。[结论] I.lacteus F17可以有效降解四溴双酚A,其降解机理主要包括脱溴、β-断裂、羟基化、去质子和氧化等过程。     

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。     

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.)。     

固定化乳白耙齿菌脱色茜素红的研究

利用海藻酸钙法对乳白耙齿菌进行固定化,检测固定化乳白耙齿菌（固定化菌）对几种染料的脱色能力。同时,考察pH值、染料浓度、金属离子、碳源种类、氮源种类、盐浓度对固定化菌脱色茜素红的影响。结果表明,固定化菌的优化条件为海藻酸钠3%、氯化钙5%、固定化时间6h、接菌量10g/100mL;固定化菌对6种染料均可脱色,其中对茜素红染料的脱色效果最为明显;固定化菌对茜素红的脱色率随染料浓度的增加而下降,当染料浓度高于250mg/L时,其脱色效果明显下降;固定化菌对茜素红脱色的适宜pH为7,适宜碳源为可溶性淀粉、适宜氮源为硝酸铵。另外,固定化菌对茜素红的脱色率随盐浓度的升高,呈下降趋势,当盐浓度高于3%时,脱色率下降明显;固定化菌于生理盐水中保存10d后,脱色率维持在较高水平,达94.20%;固定化菌重复利用5次后,脱色率仍高达88.70%。     

微生物降解多环芳烃的研究进展

多环芳烃(PAHs)是具有严重危害的环境污染物质。介绍PAHs的降解菌,降解机理和PAHs的生物修复方面的研究进展。土壤中PAHs的生物修复被认为是解决污染的有效方法,目前,菲的生物降解途径已经比较清楚,但对结构更为复杂的多环芳烃研究较少。文章还对消除环境中多环芳烃的相关生物技术提出展望。     

微生物降解多环芳烃的研究进展

多环芳烃是一类长久存在于环境中,具有毒性、致突变与致癌等特性的环境优先污染物。本文对降解多环芳烃的微生物类群进行了阐述,介绍了在土壤与厌氧条件下细菌降解多环芳烃的研究情况,最后介绍了降解多环芳烃的相关酶类以及分子生物学的研究,并对消除环境中多环芳烃的相关生物技术提出展望。     

厦门近海海水中多环芳烃降解菌的原位富集与降解菌多样性

摘要：【目的】为了分析厦门近海原位海水中多环芳烃降解菌的多样性。【方法】将涂有菲的聚氯乙烯（PVC）板悬挂在厦门国际邮轮码头的海水中,进行菲降解菌的原位富集。利用变性梯度凝胶电泳（Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE）和16S rRNA基因文库两种方法分析了在PVC板表面富集微生物的菌群结构。之后,在实验室模拟原位条件下,对PVC板表面富集的菲降解菌群进行进一步富集、分离和初步鉴定。【结果】PVC板在海水中浸没6 d后,16S rRNA基因文库分析表明,在涂菲的PVC板表面富集的菌群中解环菌属（Cycloclasticus）对应的克隆子占文库总克隆子的50%;在未涂菲的PVC板表面吸附的菌群中红杆菌科（Rhodobacteraceae）为优势菌,其对应的克隆子占文库总克隆子的47%;而解环菌属的克隆子只占文库总克隆子的2%。DGGE的分析结果也证明解环菌是菲原位富集降解菌群中的优势菌。实验室进一步富集后,从该菌群中分离鉴定出14株细菌,其中一株新鞘氨醇杆菌B14(Novosphingobium sp.B14)具有菲降解能力。但是,解环菌未能获得纯培养。【结论】菲原位富集发现,厦门近海水体中解环菌是多环芳烃的主要降解菌。     

一株多环芳烃降解菌及其在多种强化体系中降解菲的潜力

多环芳烃是一类普遍的环境污染物,因其潜在的环境暴露和对人类健康的危害而备受关注。从石化品污染土壤样品中分离到一株以菲为唯一碳源和能源的中温菌 (15–37 ℃,最佳30 ℃) 菌株CFP312。经菌落和菌体形态观察、生理生化测试和16S rRNA同源性分析鉴定属于莫拉氏菌Moraxella sp.。这是Moraxella属中多环芳烃降解菌种的首次报道。研究表明,当菲浓度为400 mg/L时,在48 h和60 h时,菲的去除率分别为84%和90%,降解速率达到1.21、1.29 mg/(L·h)。在菲的降解过程中,检测到3,4-二氢-3,4-二羟基菲为中间产物。据此推断降解菌通过在菲的3,4位进行双加氧完成其生物降解的第一个关键步骤。在水-有机溶剂两相分配体系、胶束水溶液体系和浊点体系中检测了降解菌对不同的菲强化降解体系的适应性。结果表明,降解菌对不同降解体系都表现出了良好的适应性。另外,降解菌可在泥浆-水体系中快速降解污染土壤中的多环芳烃菲,表明其在环境修复方面具有很大的应用潜力。     

多环芳烃降解菌X20的鉴定及降解特性

从多环芳烃降解高效的混合菌群中分离筛选到1株多环芳烃降解菌X20,经形态观察和16SrRNA序列分析,属于假单胞菌(Pseudomonas sp.)。采用室内摇瓶培养的方法,研究了该菌在不同环境条件下对菲和芘的降解。结果表明:弱碱环境有利于菌株X20对菲和芘的降解,最适pH为8.0;葡萄糖对菲芘降解率的影响呈抛物线变化,当葡萄糖浓度为0.2%时,X20对菲和芘的降解达到最高;X20对菲和芘的降解率随其初始浓度的上升而降低,菲和芘在初始浓度为10、20和40mg.L-1时的7d降解率分别为56.3%、39.25%、29.75%和41.8%、29.55%、23.50%,芘对X20降解的抑制强度高于菲。本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。     

Transformation of 2,4,6-trinitrotoluene by white rot fungus Irpex lacteus

Up to 200 mg 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) l^–1 was removed within 12 h after adding it to a 5-day old culture of Irpex lacteus. The initial formation of hydroxylamino-dinitrotoluenes (2- and 4-OHAmDNT) from TNT was detected, followed by their successive transformation to aminodinitrotoluenes (2- and 4-AmDNT). Transformation of TNT to AmDNT via OHAmDNT was fast, but the next step was slow and seemed to be a rate-limiting step in TNT degradation. OHAmDNT isomers were also rapidly transformed by an in vitro enzymatic system. Both the mycelium and extracellular enzymes of I. lacteus were required for the TNT degradation.     

高粱SbSBP17基因的克隆及表达分析

SBP box(Squamosa promoter Binding Protein box)蛋白是绿色植物中特有的一类转录因子,其功能涉及植物叶片发育、胚胎发生、间隔期长度、营养到生殖生长的更替、育性维持等生长发育的重要过程。该研究以高粱材料BTx623花序总RNA为模板进行RT PCR,克隆了高粱SbSBP17基因,并对其进行了系统进化及半定量PCR表达分析,为进一步研究SbSBP17基因的生物学功能奠定基础。结果表明：SbSBP17含有2个内含子和3个外显子,编码1个444氨基酸的蛋白质,在其195~269 aa区域含有一个典型的SBP box结构域;系统进化分析表明,18个SBP17蛋白可分为三组,第Ⅰ和Ⅱ组只有单子叶植物基因,而第Ⅲ组只有双子叶植物基因,SbSBP17与玉米PWZ17260.1亲缘关系最近;启动子顺式作用元件分析显示,SbSBP17启动子含有细胞周期调控元件MSA like、分生组织发育调控相关元件CAT box和组织特异性表达元件RY element等。基因表达分析显示,SbSBP17是花序特异性表达基因,随着花序发育(长度增加),SbSBP17基因表达量逐渐增高,当花序长至10 cm时基因表达量达到峰值,约是花序长度最小点(≤2 cm)时的40倍,随后表达量逐渐降低,并于花序长度20 cm时显著降低50%以上。研究推测,随着高粱花序进一步发育,SbSBP17基因的表达量可能逐渐降低,最终消失。     

不同水淹下狗牙根-牛鞭草混作对植株生物量的影响

了解狗牙根(Cynodon dactylon)和牛鞭草(Hemarthria altissima)在不同水淹地区较优的种植方式对退化湿地的植被修复具有重要意义。设置4种不同水分条件,即对照组(CK)、水淹与干旱交替组(FD)、土壤表面水淹组(FL)和全淹组(SM),4种不同的植株密度(每盆分别种植1,2,4株或12株)和2种不同的种植方式(单作和混作),研究两物种在不同水淹条件下以不同方式和密度种植时的生物量变化。结果表明,水分、种植密度和种植方式均显著影响两物种的地上生物量和总生物量(P0.05)。CK和FD条件下,以中、高密度混作的狗牙根地上生物量和总生物量与单作相比显著下降(P0.05),牛鞭草在混作方式下的生物量与单作相比有了一定提高,其中在高密度混作情况下其生物量得到显著提高(P0.05)。在FL条件下,与单作相比,中、低密度混作的狗牙根和牛鞭草生物量均具有一定的上升。全淹条件下以中、低密度混作对狗牙根地上生物量和总生物量具有显著的促进作用(P0.05),对牛鞭草无显著差异(P0.05),高密度混作方式则对两物种生物量均无显著影响(P0.05)。随着水淹程度的增加,混作对狗牙根产生的生长抑制影响逐渐减弱。在长期浅水淹的地区,采取中、低密度混作将更有利于牛鞭草和狗牙根的长期共存。在较低海拔的全淹地区,采取高密度的牛鞭草-狗牙根混作方式将是更为理想的选择。     

食源米曲霉菌株的分离及其降解高效氯氰菊酯和3-苯氧基苯甲酸的特性研究

[目的]通过研究不同食源米曲霉菌株对高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin,β-CP)及其必经代谢产物3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的降解特性,了解不同菌株的降解共性及差异性,为农副产品和发酵食品的农残减除提供理论基础和食品用安全微生物资源.[方法]以发酵食品为菌源...     

Degradation of mono-chlorophenols by a mixed microbial community via a meta- cleavage pathway

A mixed microbial community, specially designed todegrade a wide range of substituted aromaticcompounds, was examined for its ability to degrademono-chlorophenols as sole carbon source in aerobicbatch cultures. The mixed culture degraded 2-, 3-, and4 -chlorophenol (1.56 mM) via a meta- cleavagepathway. During the degradation of 2- and3-chlorophenol by the mixed culture, 3-chlorocatecholproduction was observed. Further metabolism was toxicto cells as it led to inactivation of the catechol2,3-dioxygenase enzyme upon meta- cleavage of3-chlorocatechol resulting in incomplete degradation.Inactivation of the meta- cleavage enzyme led toan accumulation of brown coloured polymers, whichinterfered with the measurement of cell growth usingoptical denstiy. Degradation of 4-chlorophenol by themixed culture led to an accumulation of5-chloro-2-hydroxymuconic semialdehyde, themeta- cleavage product of 4-chlorocatechol. Theaccumulation of this compound did not interfere withthe measurement of cell growth using optical density.5-chloro-2-hydroxymuconic semialdehyde was furthermetabolized by the mixed culture with a stoichiometricrelease of chloride, indicating complete degradationof 4-chlorophenol by the mixed culture via ameta- cleavage pathway.     

Bioleaching of chalcopyrite by pure and mixed cultures of Acidithiobacillus spp. and Leptospirillum ferriphilum

Bioleaching is an economical method for the recovery of metals that requires low investment and operation costs. Furthermore, it is generally more environmentally friendly than many physicochemical metal extraction processes. The bioleaching of chalcopyrite in shake flasks was investigated with pure and mixed cultures of Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans, Acidithiobacillus caldus, and Leptospirillum ferriphilum. The mixed cultures containing both iron- and sulfur-oxidizing bacteria were more efficient than the pure culture alone. The presence of sulfur-oxidizing bacteria positively increased the dissolution rate and the percentage recovery of copper from chalcopyrite. Mixed cultures consisting of moderately thermophilic L. ferriphilum and A. caldus leached chalcopyrite more effectively than mesophilic A. ferrooxidans pure and mixed cultures. The decrease of the chalcopyrite dissolution rate in leaching systems containing A. ferrooxidans after 12–16 days coincided with the formation of jarosite precipitation as a passivation layer on the mineral surface during bioleaching. Low pH significantly reduces jarosite formation in pure and mixed cultures of L. ferriphilum and A. caldus.     

绿脓杆菌螯铁蛋白分泌及其对铜绿假单胞菌NY3降解烃类的影响作用

为研究铜绿假单胞菌NY3胞外分泌物PCH对菌体自身及其对烃类降解的作用,对PCH影响烃类降解的效率及机理进行研究。分别以NY3菌降解烃类污染物的无机盐培养基和M9培养基为例,研究PCH含量对NY3菌降解十六烷活性的影响。结果表明,PCH分泌量与对NY3菌生长量及其对十六烷的比降解率呈负相关。将PCH加入到NY3菌降解十六烷体系中,发现少量PCH对NY3菌生长及其十六烷降解效率有促进作用,PCH浓度超过5.2 mg/L时,十六烷降解率及菌体的生长明显被抑制。进一步研究发现,PCH浓度过高会对NY3菌自身造成一定损害,抑制NY3菌烷氧化酶活性,同时增强降解体系中自由基信号强度,从而导致细胞对十六烷降解能力下降,同时使细胞大量死亡。该研究结果表明,使用NY3菌修复石油烃污染物过程中应严格控制PCH分泌量,为NY3菌在石油烃修复的应用提供参考。     

铜绿假单胞菌NY3胞外分泌物对降解烃类的影响作用

为了研究铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa NY3胞外分泌物对烃类降解的作用,对胞外分泌物影响烃类降解的效率进行了研究。研究发现,NY3菌以LB培养基和以烃类为唯一碳源的无机盐培养基培养得到的种子液,离心并洗涤菌体后,菌细胞代谢烃类效率明显下降。分别利用盐析和溶剂萃取法,提取种子液上清液中胞外大分子和小分子,且投加在NY3菌(离心后的菌细胞)降解十四烷的无机盐培养基中,发现24 h内外加胞外大分子化合物,使NY3菌对十四烷去除率可提高约14%,而投加小分子化合物使NY3菌24 h内对十四烷去除率提高约6%。利用SDS-page聚丙烯酰氨凝胶电泳分离胞外大分子,结果发现主要是该菌胞外所分泌的蛋白或多肽类,主要有3个条带,它们的分子量约在35~55 k D范围内,其对烃降解促进作用机理有待进一步验证。利用飞行质谱(LCMS-IT-TOF)鉴定胞外小分子分泌物,结果表明在本研究条件下,它们均为氧化还原反应活性物,可以加快反应体系中电子传递速度,促进底物的氧化还原反应。