降解吡啶复合菌系MD1的筛选、降解特性及代谢途径

【目的】为筛选吡啶高效降解复合菌系,促进高浓度吡啶废水的降解。本研究围绕吡啶降解复合菌系的筛选、降解特性及代谢途径,旨在获得吡啶高效降解复合菌系,为高浓度吡啶废水微生物降解及完全矿化提供理论依据和技术支撑。【方法】以吡啶为唯一碳氮源从某农药废水处理系统好氧活性污泥中筛选得到一个吡啶高效降解复合菌系MD1。采用16S rRNA高通量测序技术探究了MD1的群落结构及多样性,通过单因素实验考察了MD1的降解特性,利用气相色谱-质谱联用仪对MD1降解吡啶的代谢产物进行了初步检测与鉴定,推测吡啶可能的降解途径。【结果】结果显示,在温度30 ℃、pH 8.0、NaCl浓度0.1%的最佳条件下培养72 h,MD1对初始浓度1 400 mg/L的吡啶降解率为98.44%±0.27%。在属水平上,MD1主要由副球菌属(Paracoccus sp.)、布鲁氏菌属(unclassified_Brucellaceae)、无色杆菌属(Achromobacter sp.)等组成。由代谢产物检测结果初步推测MD1对吡啶的代谢途径为吡啶→烟酸→6-羟基烟酸→2,5-二羟基吡啶→N-甲酰基马来酰胺酸→马来酰胺酸→马来酸→CO₂+H₂O。【结论】研究筛选得到一个可高效降解吡啶、降解性能稳定的复合菌系MD1。解析了MD1的微生物组成多样性和群落结构,推测了MD1可能的代谢途径,研究结果丰富了吡啶降解微生物资源。     

细菌编码β-1,3-1,4-葡聚糖酶催化活性优化方法

β-1,3-1,4-葡聚糖酶是一类专一降解β-葡聚糖的内切水解酶。高效β-葡聚糖酶在啤酒酿造工业上具有十分重要的应用价值。目前,研究较多的β-1,3-1,4-葡聚糖酶主要来源于细菌。文中概述了细菌编码β-1,3-1,4-葡聚糖酶的分子生物学性质,并且从蛋白分子改造、表达调控和发酵条件优化三方面阐述了其催化活性提高的方法和成果。     

秦岭太白山北坡土壤有机碳储量的海拔梯度格局

土壤碳库是陆地生态系统的重要碳库,山区大约占全球25%的陆地表面积,因此研究山区土壤有机碳储量的变化特征及其影响因素对丰富陆地生态系统土壤碳循环理论具有重要的意义。在秦岭太白山北坡上,海拔高度每隔50 m设置一个采样点,研究土壤有机碳储量的海拔梯度变化特征及其影响因素。海拔梯度对太白山北坡的SOCD影响显著,且不同土层厚度的SOCD均呈现出随着海拔梯度的增加而增加的趋势,增加幅度高达10%—88%。不同气候带上的SOCD差异显著,呈现出亚寒带(3.63 kg/m~2)大于寒温带(3.40 kg/m~2)大于温带(3.39 kg/m~2)大于暖温带(3.30 kg/m~2)的趋势。SOCD也因植被带发生显著差异,最小值出现在低山扰动带仅为2.15 kg/m~2,而最大值出现在高山草甸带高达3.63 kg/m~2,平均2.94 kg/m~2。SOCD随着土层厚度的增加呈现出减少的趋势,减少幅度为14%—70%。在太白山北坡上,随着海拔梯度的增加,土层深度从低山区的78 cm减少到中山区的33 cm和高山区的10 cm,相应的总SOCD从低山区的35.45 kg/m~2减少到中山区的28.84 kg/m~2和高山区的12.29 kg/m~2,但是对应单位土层深度上的SOCD却从低山区的0.51 kg/m~2增加到中山区的0.87 kg/m~2和高山区的1.23 kg/m~2。因此,在秦岭太白山北坡上,除了海拔梯度、气候带、植被带、土层厚度等因素以外,土层深度对土壤有机碳储量的影响不容忽视,这对准确预测该区域的土壤碳储量具有重要的理论和实际意义。     

骨肉瘤中RASSF1A基因的甲基化状态研究

目的：分析骨肉瘤组织中RASSF1A基因甲基化状况。方法：运用甲基化特异性PCR（MSP）分别检测44例骨肉瘤组织及相应的癌旁组织中RASSF1A基因启动子甲基化状态并分析其临床病理意义。结果：骨肉瘤组织中RASSF1A基因异常甲基化率（61.4%）显著高于癌旁正常骨组织中RASSF1A基因的异常甲基化率（20.5%）,二者之间差异具有统计学意义（P〈0.05）。RASSF1A基因异常甲基化导致组织中RASSF1A基因mRNA和蛋白表达水平均显著降低。另外,RASSF1A基因异常甲基化和肿瘤组织分化程度及全身有无转移情况有相关性（P值分别为0.022和0.016）,而与患者年龄、性别、肿瘤位置及大小等临床特征无关（P值分别为0.6944,0.977,0.786和0.831）。结论：RASSF1A基因启动子高甲基化可能是导致其在骨肉瘤中表达水平降低的分子机制之一,有望成为骨肉瘤早期辅助诊断的一个重要分子标志物。     

灵芝栽培菌株酯酶同工酶的酶谱多样性

采用酯酶同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)方法,对灵芝属(GanodermaKarst.)9株灵芝进行品系间鉴定,并采用非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析。试验结果表明:在9个菌株(16 d)中共检测到40条酶带,各个菌株分别具有3至6条酶带,9个菌株共有4种酶谱类型。在相异系数为0.62时所有供试菌株归为1个群,在相异系数为0.81时,把9个菌株分为5个群。酯酶同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定方法可有效应用于灵芝属真菌品种鉴定及亲缘关系分析。     

3-羟基丙酸分批发酵过程中的pH控制策略研究

本文利用重组大肠杆菌以甘油为底物发酵合成3．羟基丙酸,考察了不同pH对3．羟基丙酸产量及菌体生长的影响,发现在pH6．5条件下,细胞比生长速率达到最大值,延迟期也相对较短;而pH7．0有利于3-羟基丙酸的合成,控制pH7．0可以使3-羟基丙酸产量达到7．39g／L。基于不同pH条件下对细胞比生长速率和3-羟基丙酸比生成速率的分析,提出3．羟基丙酸分批发酵过程中的pH控制策略,即在发酵过程前5h将pH控制在6．5,5h～15h控制pH为7．0,此时有利于细胞生长;而后在15h-25h控制pH为7．5,25h后控制pH为7．0,从而使细胞具有较高的3．羟基丙酸比合成速率。在此控制策略下经过34h发酵3-羟基丙酸的终产量达到8．76g／L,比pH7．0条件下的3-羟基丙酸产量提高了18．54％。     

盐碱地柠条根围土中黑曲霉的分离鉴定及解磷能力测定

在盐碱滩地的改良过程中,柠条具有提升土壤供氮、供磷、供钾的潜力.以盐碱滩地上建植的柠条灌木林为研究对象,以柠条根围土壤为培养基质,采用无机磷培养基筛选,用平板溶菌圈法分离获得1株具有溶磷能力的真菌.将测得的ITS基因序列在NCBI上进行同源性检索,结果表明,所测序列与黑曲霉(Aspergillus niger)同源性为100％.综合形态特征和ITS基因序列同源性两方面分析,该菌株鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger).168h连续监测无机磷培养液pH值、速效磷含量、菌丝重量和菌体吸磷量,研究该菌株的解磷能力.研究结果表明:随着培养时间的延长,培养液pH值从7.0下降到2.0左右,溶液中速效磷含量逐渐增加到4.7 mg,菌体自身吸磷量由5.4 mg下降到0.5mg,在36-48h后各项指标达到稳定状态.可见,黑曲霉菌体可以有效利用难溶性磷源,并将其转化成可被植物吸收利用的有效磷.     

蛋白质谷氨酰胺酶的发酵及初步分离和应用研究

研究了不同发酵条件对于产吲哚金黄杆菌（Chryseobacterium indologenes）生产蛋白质谷氨酰胺酶能力的影响,酶的分离和初步的应用。通过考察种子的生长曲线,发酵的温度、转速、摇瓶装液量,碳源和氮源,得出最大产酶能力的发酵条件为：30℃,200r/min,装液量25ml/250ml,蔗糖为碳源,多聚蛋白胨为氮源,发酵10~12h。初步分离研究表明在4倍超滤浓缩和4倍乙醇沉淀条件下,酶活力回收率均为最高,分别为84.99%和76.07%。该酶与酪蛋白37℃温育2h时,酪蛋白的脱酰胺度为41.03%,到24h后,脱酰胺度不再增加,并且酪蛋白的溶解性也有所增加。     

黑水虻对小龙虾废弃物转化效果研究

我国水产养殖业近年来发展迅速,同时也增加了大量水产废弃物,小龙虾Procambarus clarkii废弃物就是其中之一。黑水虻Hermetia illucens能将有机废弃物转化成高附加值的昆虫蛋白,因此,本研究将小龙虾废弃物与蛋白含量较高的豆腐渣混合,设计6个不同混合比例的饲料,筛选出高转化率和高性价比的饲料配方,分析饲料中营养物质降解情况和预蛹的营养成分。结果表明：小龙虾废弃物与豆腐渣按照4∶1混合,黑水虻存活率较高（93.42%±2.65%）,幼虫产量最高（44.27±1.30 g）,料重比最低（2.26±0.07）,预蛹粗蛋白含量可达43.93%±0.49%;饲料残渣中的粗蛋白和粗脂肪含量比原饲料均有降低,其中粗脂肪降幅最大,说明黑水虻对脂肪利用率很高。综合评价认为小龙虾废弃物与豆腐渣4∶1混合为本实验范围内最佳饲料配方,本研究为进一步利用黑水虻处理小龙虾废弃物奠定了基础。     

Response of ecosystem carbon exchange to warming and nitrogen addition during two hydrologically contrasting growing seasons in a temperate steppe

A large remaining source of uncertainty in global model predictions of future climate is how ecosystem carbon (C) cycle feedbacks to climate change. We conducted a field manipulative experiment of warming and nitrogen (N) addition in a temperate steppe in northern China during two contrasting hydrological growing seasons in 2006 [wet with total precipitation 11.2% above the long‐term mean (348 mm)] and 2007 (dry with total precipitation 46.7% below the long‐term mean). Irrespective of strong intra‐ and interannual variations in ecosystem C fluxes, responses of ecosystem C fluxes to warming and N addition did not change between the two growing seasons, suggesting independence of warming and N responses of net ecosystem C exchange (NEE) upon hydrological variations in the temperate steppe. Warming had no effect on NEE or its two components, gross ecosystem productivity (GEP) and ecosystem respiration (ER), whereas N addition stimulated GEP but did not affect ER, leading to positive responses of NEE. Similar responses of NEE between the two growing seasons were due to changes in both biotic and abiotic factors and their impacts on ER and GEP. In the wet growing season, NEE was positively correlated with soil moisture and forb biomass. Negative effects of warming‐induced water depletion could be ameliorated by higher forb biomass in the warmed plots. N addition increased forb biomass but did not affect soil moisture, leading to positive effect on NEE. In the dry growing season, NEE showed positive dependence on grass biomass but negative dependence on forb biomass. No changes in NEE in response to warming could result from water limitation on both GEP and ER as well as little responses of either grass or forb biomass. N addition stimulated grass biomass but reduced forb biomass, leading to the increase in NEE. Our findings highlight the importance of changes in abiotic (soil moisture, N availability) and biotic (growth of different plant functional types) in mediating the responses of NEE to climatic warming and N enrichment in the semiarid temperate steppe in northern China.