微小杆菌(Exiguobacterium sp.)对肉桂酸降解行为

【目的】为有效缓解自毒物质肉桂酸对西瓜等作物生长的危害,从宁夏中卫硒砂瓜连作土壤中分离筛选得到一株高效降解肉桂酸的菌株,研究其基本降解特性。【方法】分离筛选得到一株能有效利用肉桂酸生长的菌株,采用16S r RNA基因序列分析进行菌株鉴定,运用高效液相色谱法和西瓜幼苗生长毒性实验检测降解特性。【结果】从多年西瓜连作土壤中筛选得到一株高效降解肉桂酸的细菌R30,鉴定为Exiguobacterium sp.,其96 h内对肉桂酸的降解率可达99%以上,最适降解温度和p H分别为30°C、p H 7.0。除肉桂酸外,该菌也能够高效降解香豆酸、阿魏酸、苯甲酸等其他酚酸类物质,表现出一定的底物广谱性;检测96 h降解液对西瓜种子萌发直至幼苗生长阶段的影响表明,该菌株可有效缓解肉桂酸对西瓜幼苗的生长抑制作用。【结论】菌株R30在肉桂酸、香豆酸、阿魏酸、苯甲酸等酚酸类物质导致的农作物连作障碍治理领域具有潜在的开发应用价值。     

三七皂苷类自毒物质降解细菌分离及其降解特性

三七是我国的名贵药材,但由于连作障碍发生严重,因此土壤中自毒物质的积累成为导致三七连作障碍发生的主要原因之一。生物降解土壤中的自毒物质是缓解连作障碍的有效措施,为筛选并利用降解菌使土壤中皂苷类自毒物质快速消减,该研究以皂苷类自毒物质为筛选靶标,采用富集和驯化策略,从连作三七根际土壤中分离、筛选三七皂苷类自毒物质降解细菌,结合16S rRNA基因测序对高活性菌株进行分类鉴定,并对筛选得到的高活性菌株SC3的降解特性进行了研究。结果表明:(1)从三七根际土壤中成功分离出8株潜在自毒物质降解细菌,初筛评价结果显示SC3菌株对三七总皂苷的降解率最高,达87.42%。(2)通过16S rRNA基因序列分析,编号SC3的高活性菌株被鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)细菌。(3)在相同培养条件下,菌株SC3对单体皂苷Rb₁的降解效果强于对Rg₁的降解。(4)在液体培养条件下,底物浓度、接种量和培养温度均会显著影响SC3菌株对单体皂苷Rb₁的降解效果。综上表明,采用富集和驯化策略可以有效筛选自毒物质降解细菌,SC3菌株具有消除连作土壤中皂苷类自毒物质的潜力。该研究结果为连作土壤修复提供了生物资源,并为今后深入研究皂苷降解机制提供了理论依据。     

苹果根际自毒物质降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

【目的】从苹果根际土壤筛选苹果根系自毒物质降解细菌,并探究分离菌株对根皮苷、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸以及焦性没食子酸的降解能力。【方法】分别采用邻苯二甲酸、焦性没食子酸为唯一碳源富集并筛选其降解菌株。通过对分离菌株的生理生化特征测定及16S r RNA基因序列分析,采用MEGA 5构建系统发育树,进行菌株鉴定。采用紫外分光光度法和高效液相色谱法测定分离菌株对4种自毒物质的降解能力。【结果】共分离5株有降解能力的细菌,编号为BL1、BL2、BL3、BJ1和BJ2,经鉴定BL1为钩虫贪铜菌Cupriavidus necator,BL2为生脂固氮螺菌Azospirillum lipoferum,BL3为氧化烃微杆菌Microbacterium hydrocarbonoxydans,BJ1为Paenibacillus phyllosphaerae,BJ2为Ochrobactrum cytisi。BL1、BL2、BL3菌株对邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸、根皮苷、焦性没食子酸的降解率均高于50%。其中BL2菌株的降解效果最好,分别达到66%、72%、84%和84%。【结论】首次发现钩虫贪铜菌、生脂固氮螺菌和氧化烃微杆菌对4种自毒物质均具有很好的降解能力,对缓解自毒物质引起的连作障碍具有潜在的应用价值。     

苯胺降解菌的筛选、降解特性及其发酵优化

【背景】近年来,苯胺类化合物加重了生态环境的污染,而生物法处理苯胺类废水具有较大发展潜力与广阔的应用前景。【目的】从长期受苯胺类化合物污染的活性污泥中分离获得一株能高效降解苯胺的菌株,优化其培养基及降解条件,为苯胺生物修复提供菌株与基因资源。【方法】采用平板法从富集驯化的菌株中筛选出以苯胺为唯一碳氮源和能源的高效降解菌,通过16S rRNA基因测序鉴定菌种,利用单因素筛选实验对降解条件进行优化,通过正交试验优化培养条件。【结果】筛选到一株苯胺降解菌BA-6,经鉴定为微杆菌属(Microbacterium)。菌株BA-6对初始浓度为600mg/L苯胺的日降解率可达98%以上。其高效降解的温度范围是30–37℃,pH范围是6.5–7.5。底物利用实验表明,菌株BA-6具有降解多种苯胺类化合物的能力。发酵培养基优化实验获得一种发酵培养基,活菌量高达3.06×10¹⁰CFU/mL。【结论】苯胺降解菌BA-6对苯胺有较强的降解能力和环境调节能力,在修复苯胺类化合物的生态污染方面有一定的应用前景。     

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。     

蚯触圈源啶虫脒降解菌D35的分离鉴定及其降解条件优化

【背景】啶虫脒等新烟碱类杀虫剂的残留易对非靶标生物造成伤害,投加高效降解细菌进行生物强化,可促进其快速降解。【目的】从蚯触圈中分离筛选啶虫脒降解菌并优化其降解条件,提高降解效率。【方法】制备蚯触圈基质富集筛选降解菌;通过生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对其进行鉴定;利用单因素筛选、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken design试验优化菌株降解条件。【结果】分离得到1株啶虫脒降解菌D35,可在72 h内降解55.46%初始浓度为50 mg/L的啶虫脒,将其鉴定为一株假单胞菌(Pseudomonas sp.)。优化得到菌株降解啶虫脒的最佳环境条件为：胰蛋白胨10.19 g/L、温度为30℃、接种量为5.24%,pH 7.0、初始农药浓度50 mg/L,在此条件下72 h内菌株降解率为80.21%,较未优化前提高了24.75%。【结论】本研究对分离筛选新烟碱类杀虫剂降解菌的方法进行了探索,获得的菌株D35可高效降解啶虫脒,为快速消除环境中啶虫脒污染提供了新的微生物资源。     

聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯对土壤细菌群落结构的影响及其降解菌的筛选

【背景】近年来,聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(polylactide/polybutyleneadipateco-terephthalate,PLA/PBAT)可降解地膜得到了广泛的使用,然而材料使用对土壤微生物的影响却鲜有报道。【目的】以新疆土壤为例,研究PLA/PBAT地膜的使用对土壤中微生物群落结构的影响;并从土壤中筛选可降解PLA/PBAT的菌株,为土壤环境的原位修复提供技术支持。【方法】采用高通量测序的方法对比使用PLA/PBAT地膜前后土壤中细菌群落的结构变化;采用筛选培养基从土壤中分离、鉴定PLA/PBAT的降解菌,通过改变不同培养条件研究菌株降解效果。【结果】使用PLA/PBAT地膜后,土壤中酸杆菌门、芽单胞菌门的相对丰度上升,变形菌门、放线菌门的相对丰度下降,这可能是地膜降解过程中其中间产物对土壤pH及微生物的抑制作用所致;并从土壤中分离出一株PLA/PBAT降解菌XJ11,初步鉴定为Delftiatsuruhatensis,在外加1.5%胰蛋白胨的PLA/PBAT (规格1×1×0.05 cm)筛选培养基中,接种菌液1 mL,在pH为7.2、37°C、130 r/min的条件下,7d内PLA/PBAT的降解率可达6.87%。【结论】PLA/PBAT地膜的使用可以改变土壤细菌群落结构,从环境中筛选出高效的PLA/PBAT降解菌成为解决地膜污染的有效措施。     

油田采出水石油烃降解菌分离、鉴定及高通量选育复合诱变菌株

【目的】为解决石油烃类物质(Total petroleum hydrocarbons,TPHs)引起的环境污染问题,提高野生型菌株对TPHs的降解率。【方法】基于微生物修复技术,通过富集培养、初筛和复筛从油田采出水中分离TPHs优势降解菌株,经形态学、生理生化以及16S rRNA基因序列分析确定其种属。采用紫外线与等离子体复合诱变技术,以96孔板发酵法替代摇瓶培养发酵,采用以多功能酶标仪双波长紫外光谱法测定为基础的高通量筛选方法选育TPHs高效降解菌株,并通过方差分析检验突变株的遗传稳定性。【结果】经鉴定,分离自采出水的野生型菌株PW04为多食鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium multivorum)。通过复合诱变获得了3株能够高效降解TPHs的突变菌株：S. multivorum PW04-H10、S. multivorum PW04-G9、S. multivorum PW04-A6,降解率分别为85.1%、82.7%、82.9%。遗传稳定性分析结果表明这3株菌遗传性能均稳定。【结论】经分离、诱变选育出的TPHs高效降解菌株其降解率最高达85.1%,与野生型菌株相比提高了48%,可显著降低环境中TPHs含量,有效修复原油污染环境。     

一株耐碱高效长链烷烃降解菌C24MT1的筛选及其降解特性

【背景】石油被称为“液体黄金”,人类的工业生产活动在利用其创造巨大社会价值的同时,也对自然环境造成了严重的污染。微生物修复技术是现阶段治理石油类污染有效的手段之一,具有经济、高效、无二次污染等优点。【目的】从受石油污染的土壤中分离高效降解长链烷烃正二十四烷的菌株,探究其降解特性及在微生物修复中的应用前景。【方法】通过形态学及16S rRNA基因测序进行菌株鉴定,采用气相色谱法检测菌株对正二十四烷的降解效果,并结合气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS)分析降解中间产物以推测其潜在代谢途径。【结果】筛选到一株可高效降解正二十四烷的菌株C24MT1,经鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter)。该菌株最适降解条件为30 °C、pH 9.0、盐度2 g/L,该条件下生长7 d对9 g/L正二十四烷的降解率高达86.63%;与此同时,菌株在强碱性环境(pH 11.0)中生长良好(OD₆₀₀为0.39)并保持较高烷烃降解率(75.38%),对极端环境具备较强的耐受能力;对降解中间产物进行分析,推断菌株代谢长链烷烃正二十四烷的途径可能包括末端氧化及次末端氧化。【结论】不动杆菌C24MT1具有良好的环境适应能力及烷烃降解能力,在后续微生物菌剂开发和石油类污染土壤的环境修复领域具有巨大的应用前景。本研究可为盐碱地区高浓度石油类污染土壤的修复提供优良菌种,并进一步丰富石油烃类生物降解的菌种资源库。     

一株乙草胺降解菌的分离及其降解特性研究

【目的】分离获得一株能有效降解乙草胺的菌株,并研究其降解乙草胺的影响因素,为乙草胺生物修复提供微生物资源。【方法】通过富集培养和分离培养,从样品中筛选能以乙草胺为唯一碳氮源的菌株。通过划线培养获得单菌落,并采用革兰氏染色法和16S r RNA基因测序进行菌株的初步鉴定和系统分类。通过单因素试验研究初始乙草胺浓度、外加碳氮源对其降解乙草胺的影响,并基于正交设计进行优化。【结果】分离获得的一株菌为革兰氏阴性菌,初步确定为Pseudomonas sp.,能有效利用乙草胺进行生长。单因素试验证明在乙草胺初始浓度为10 mg/L时降解率最高;外加碳氮源能提高乙草胺降解率,其中葡萄糖和蛋白胨分别最为有效。正交设计表明在最优条件下,其对乙草胺降解率可以达到80.2%。【结论】菌株A-1能有效利用乙草胺进行生长,其降解乙草胺受多种因素影响。本研究将为利用进行该菌株进行乙草胺污染修复提供菌种资源。