硝化细菌群的富集及其去除城镇寡营养河道中氨氮污染的应用

[背景]随着工农业的发展,污水排放导致的氨氮超标逐渐成为水体污染的重要因素,脱氮已成为人们研究的重点.目前脱氮方法主要集中于硝化细菌的硝化作用,其将氨氮转化为硝酸盐氮,从而减少水体中氨氮的污染.由于工业废水和农业污水中的有机物含量较高,而且异养硝化细菌具有生长较快等优势,因此对异养菌的研究多于自养菌.然而现有的异养硝化...     

深渊来源Citricoccus sp.strain NyZ702的分离培养及其降解4-羟基苯甲酸的特性

【背景】深渊沉积物中存在丰富的微生物细胞和活跃的微生物碳周转,因此,分离培养微生物资源对于认识深渊中的物质循环、能量代谢具有重要意义。芳香化合物在环境中广泛存在,基于组学分析揭示了深渊中具有潜在的芳香化合物代谢菌株,然而深渊来源的芳香化合物降解微生物纯培养和相关的代谢机理研究仍然缺乏。【目的】从马里亚纳海沟沉积物样本中分离培养具有降解芳香化合物能力的微生物,对其代谢途径、中间产物和降解酶活力进行初步鉴定。【方法】以4-羟基苯甲酸为唯一碳源对马里亚纳海沟沉积物样本中的降解菌株进行分离培养,结合形态观察、16S rRNA基因扩增与序列分析对菌株进行鉴定,通过底物生长实验验证其降解能力,通过高效液相色谱和超高效液相色谱-飞行时间质谱联用仪初步鉴定全细胞生物转化中间产物,利用紫外分光光度计测定其粗酶液催化4-羟基苯甲酸的活力,进而推测菌株降解4-羟基苯甲酸的代谢途径。【结果】从深渊沉积物中分离培养获得一株好氧细菌,16SrRNA基因序列分析显示该菌株隶属于柠檬球菌属(Citricoccus),命名为Citricoccus sp. strain NyZ702。该菌株在LB固体培养基上经30°C培养4 d后呈柠檬黄色、不透明、表面光滑、边缘整齐、凸出于培养基表面、直径约为1-2 mm的圆形菌落。扫描电镜表明菌体呈球形,直径为0.4-0.6μm,无鞭毛结构。该菌株为耐盐菌,最适生长盐浓度范围为2%-8%(质量体积分数)。该菌株可利用4-羟基苯甲酸为唯一碳源进行生长,可转化4-羟基苯甲酸至中间产物原儿茶酸,推测该菌株通过原儿茶酸途径降解4-羟基苯甲酸。菌株NyZ702的粗酶液具有4-羟基苯甲酸单加氧酶活力,对4-羟基苯甲酸的催化反应需要还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)作为辅因子。【结论】从深渊沉积物样本分离得到一株4-羟基苯甲酸降解菌Citricoccus sp. strain NyZ702,该菌株以原儿茶酸为中间代谢产物降解4-羟基苯甲酸,丰富了深渊来源的微生物菌种资源,为深渊中的芳香化合物降解研究提供了一定的理论基础。     

盐胁迫条件下古菌超氧化物歧化酶增强细菌降解硝基酚

【背景】Burkholderia sp. SJ98利用对硝基酚和2-氯-4-硝基酚为唯一碳源和能源进行生长,通过异源表达嗜盐古菌Haloferax sp. D1227中的超氧化物歧化酶SodA,使菌株SJ98在500 mmol/L NaCl条件下仍具有降解对硝基酚的能力。然而该重组细菌在普通和高盐条件下其降解基因的转录和降解酶比活力的高低,以及该菌在高盐条件下是否还能降解对硝基酚衍生物尚未知晓。【目的】研究Burkholderia sp. SJ98的耐盐上限,观察含有sodA的细菌SJ98在普通和高盐条件下降解对硝基酚和2-氯-4-硝基酚的能力,检测重组菌中pnpA基因的转录和硝基酚单加氧酶的活力。【方法】在添加葡萄糖、对硝基酚或2-氯-4-硝基酚的无机盐培养基(分别含400-800 mmol/L NaCl)或M9培养基(含0和500 mmol/L NaCl)中培养细菌SJ98及其重组菌。通过紫外分光光度计和高效液相色谱法检测菌株生长和底物降解。通过实时荧光定量PCR分别以两种硝基酚为诱导物,检测未添加和添加500 mmol/L NaCl时,硝基酚单加氧酶编码基因pnpA的转录量变化。利用紫外分光光度计分别以两种硝基酚为底物,检测在添加500 mmol/L NaCl时,重组菌和空载体菌的粗酶液中硝基酚单加氧酶对两种底物的活力变化。【结果】野生型菌株SJ98以葡萄糖为碳源生长的NaCl耐受浓度是600mmol/L。未添加NaCl时,重组菌SJ98[pCM-pnpR-PpnpA-sodA-rfp]生长和降解对硝基酚的能力远优于野生菌。添加500 mmol/L NaCl时,重组菌SJ98[pBBR-sodA]仍保持了利用2-氯-4-硝基苯酚底物生长和降解该底物的能力,而空载体菌SJ98[pBBR1MCS-2]的生长和降解能力完全丧失;重组菌SJ98[pBBR-sodA]粗酶液中单加氧酶对于对硝基酚和2-氯-4-硝基酚的活力均约为野生菌的1/3。分别以两种硝基酚为诱导物时,无论是否添加NaCl,重组菌SJ98[pBBR-sodA]中硝基酚单加氧酶编码基因pnpA的转录量比野生型中高出约17-25倍;但添加500 mmol/L NaCl时,pnpA的转录均受到部分抑制。【结论】本研究为利用古菌超氧化物歧化酶对细菌进行改造以提高普通环境和高盐环境中细菌降解硝基芳烃污染物能力的应用提供了潜在的可行性。     

与时俱进的我国环境微生物学研究

环境微生物学作为微生物学与环境科学相结合的交叉学科,已经在环境污染治理、废弃物资源化利用和生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。《微生物学通报》本期推出的"环境微生物学主题刊"报道了专论与综述16篇、研究报告17篇,内容涵盖环境微生物生态学及生物修复、环境微生物资源的发掘与利用、环境微生物学研究前沿、环境污染修复与微生物多样性、环境微生物生理学及生物制剂等应用领域,期望该主题刊的出版有助于加强我国环境微生物学研究者间的交流和合作,推动环境微生物学学科的进一步发展。     

热激和烟熏对大兴安岭三种灌木种子萌发的影响

研究了大兴安岭地区珍珠梅(Sorbaria sorbifolia)、绣线菊(Spiraea salicifolia)、金露梅(Potentilla fruticosa)种子对热激和烟熏的萌发响应。热激分为干热激和湿热激。干热激处理水平分别为:60℃5 min、60℃15 min、90℃5 min、110℃5 min、150℃5 min;湿热激处理水平分别为:60℃5 min、60℃15 min、95℃5 min;烟熏处理水平分别为:5 min、10 min、20 min。结果表明:(1)在对干热激的响应上,珍珠梅种子的萌发率在60℃干热激处理15 min后显著提高(P<0.05),在110℃、150℃干热激处理5 min后显著下降(P<0.05);绣线菊种子的萌发率在干热激处理后显著提高(P<0.05),平均萌发时间显著缩短(P<0.05);金露梅种子的萌发率在150℃干热激处理5 min后显著下降(P<0.05);(2)在对湿热激的响应上,珍珠梅和绣线菊种子在湿热激处理后停止萌发;金露梅种子在60℃湿热激处理15 min后停止萌发,在95℃湿热激处理5 ...     

Burkholderia sp. NCIMB 10467菌株中原儿茶酸3, 4-双加氧酶基因的分子克隆和生化特性研究（英文稿）

NCIMB 10467是一株木质素降解菌, 根据其16S rDNA序列将其重新分类为Burkholderia菌属。研究显示, 在NCIMB 10467菌株中, 不同的底物可以诱导该菌株对于原儿茶酸的多种代谢形式。根据克隆到的一段原儿茶酸邻位开环酶, 即原儿茶酸3, 4-双加氧酶(P34D; EC 1.13.11.3) a-亚基的保守序列, 通过染色体步移的方法, 得到一段9505 bp的DNA片段。序列分析显示, 在这段9.5 kb的DNA片段中, 两个可能的开放阅读框pcaG 和 pcaH分别编码P34D的a-亚基和b-亚基。将pcaGH克隆并在大肠杆菌中进行表达后, 可以检测到P34D的活性。而pcaH在NCIMB 10467菌株中的敲除则使该菌完全丧失了代谢原儿茶酸的能力。由此证实, 克隆到的pcaGH基因确实编码原儿茶酸3, 4-双加氧酶, 并且对于NCIMB 10467菌株对原儿茶酸的代谢是必需的。     

中度嗜盐细菌Halomonas sp. BYS-1甜菜碱醛脱氢酶基因的克隆和表达

Halomonas sp.BYS1是一株能矿化苯乙酸的中度嗜盐细菌,该菌能在0～20% NaCl 的条件下生长。甜菜碱是其主要渗透保护剂,通过在培养基中添加甜菜碱合成前体(胆碱、甘氨酸)的方法发现它能以胆碱为前体合成甜菜碱。通过PCR的方法克隆了甜菜碱醛脱氢酶基因(betB),测序后在大肠杆菌中进行了高效表达,表达产物占菌体总蛋白的31.5%,酶活为38.5 U/mg,为构建耐盐的转基因植物提供了材料。     

牦牛输卵管上皮细胞分离培养和纯化鉴定

为建立牦牛输卵管上皮细胞原代培养及纯化方法,通过选取牦牛输卵管,运用机械刮取法和0.25%胰蛋白酶消化两种方法分离上皮细胞进行体外培养。对不同分离方法的培养效果比较,培养细胞进行形态学观察与传代培养、MTT比色检测细胞活力并制定生长曲线,原代及传代上皮细胞的免疫组织化学鉴定,冷冻解冻后经台盼蓝排斥试验检测活细胞数。结果表明该试验分离出的原代细胞,纯化后传代培养,经鉴定为牦牛输卵管上皮细胞,培养的细胞生长状况良好,建立了一套牦牛输卵管上皮细胞分离培养及纯化鉴定的方法。     

线性变化参数的粒子群优化算法

针对粒子群算法容易陷入局部最优点,收敛较慢等问题,在不增加算法复杂度的前提下,提出了线性变化参数的粒子群优化(LCPPSO)算法.LCPPSO算法通过对粒子的速度更新方式进行调整,采用惯性权重和加速因子c1的值线性递减,c_2线性递增的策略加强算法的收敛能力.通过经典测试函数进行仿真实验,与标准PSO及其他改进的PSO算法进行对比,实验结果表明LCPPSO算法实现更加简单,需要调整的参数更少,不仅提高了收敛速度,也具有更好的跳出局部最优能力.     

木香薷腺毛形态结构发生发育规律的研究

采用常规石蜡切片法及扫描电镜技术对木香薷(Elsholtzia stauntoni Benth)腺毛发生发育及其规律进行了研究。结果表明：木香薷表皮上主要有两种表皮毛：无分泌细胞的表皮毛与有分泌细胞的腺毛。前者包括单细胞乳头状毛、2~3细胞管状毛、分枝状毛及多细胞管状毛;后者包括头状腺毛与盾状腺毛。成熟头状腺毛头部由1、2或4个分泌细胞构成,头部呈圆球形或半圆球形;成熟盾状腺毛头部由8~12个分泌细胞构成,分泌细胞横向扩展形成盾状头部。木香薷腺毛主要在茎端幼叶处大量发生,从茎端第一对幼叶处开始产生;从幼叶期到成熟期均有腺毛发生,大部分腺毛在幼叶期发生发育,只有极少部分在叶的成熟期进行发生发育。