厌氧细菌L型的诱导

用苯唑青霉素、羧苄青霉素对脆弱类杆菌、多形类杆菌、核梭杆菌、产气荚膜杆菌和艰难杆菌等5种厌氧菌进行L型菌的诱导。通过诱导,可见到脆弱类杆菌、多形类杆菌和产气荚膜杆菌形成油煎蛋状或颗粒状菌落。革兰氏染色镜检,见到菌体肿胀,并有丝状体、圆球体和巨球体。细胞壁染色法可见到部分细菌因胞壁缺损而被结晶紫透入菌体着色。诱导后的少数细菌可转变成可滤过型而能通过0.4μm孔径的滤膜。核梭杆菌诱导后形态改变极显著而较难识别。艰难杆菌形态改变小。建设在临床标本细菌培养时,有时尚需增加L型厌氧菌培养,以提高检出率。     

克雷伯氏菌CW-D3T菌株硫酸盐厌氧呼吸对水中PHE-Cd2+的修复特性

【目的】针对菲(phenanthrene, PHE)-Cd²⁺污染体系,探究一株兼性厌氧克雷伯氏菌属(Klebsiella sp.) CW-D3T菌株利用硫酸盐作为末端电子受体厌氧呼吸耦合降解目标污染物,解析硫酸盐还原体系中该菌株对不同Cd²⁺赋存浓度的响应机制以及PHE的厌氧代谢途径。【方法】构建硫酸盐初始浓度为20 mmol/L的还原反应体系,以促进功能菌的生长代谢活性并强化修复PHE-Cd²⁺污染;分析胞外聚合物分泌量变化以及特征峰的振动特征,探讨体系中Cd²⁺梯度浓度胁迫时细胞自身的响应行为;借助GC-MS和HPLC对硫酸盐还原体系中PHE的代谢产物进行定性和定量分析。【结果】Cd²⁺胁迫浓度为0.5−50 mg/L条件下,Klebsiella sp. CW-D3T菌株的硫酸盐厌氧还原体系可以良好强化去除目标化合物;Cd²⁺胁迫浓度不高于10 mg/L时,PHE和Cd²⁺去除率均高于70.00%。随着Cd²⁺胁迫浓度的增加,胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)中胞外多糖分泌含量较胞外蛋白更高,菌体细胞表面的多糖和蛋白骨架官能团特征峰的谱峰强度增强。Cd²⁺胁迫下PHE在硫酸盐还原体系中初始活化步骤更倾向于羧基化产生2-菲甲酸,初始Cd²⁺浓度分别为10 mg/L和50 mg/L时,2-菲甲酸含量在第5天均达到峰值(15.56μg/L和10.23 μg/L),与未添加Cd²⁺对照组相比分别降低了27.56%和52.37%,Cd²⁺胁迫浓度对周期内与周期末2-菲甲酸含量具有显著影响。【结论】利用硫酸盐作为电子受体显著促进Cd²⁺赋存下Klebsiella sp. CW-D3T菌株对PHE的生物降解,胞外多糖和蛋白的解毒调控机制对提高微生物抗Cd²⁺胁迫具有积极作用。     

厌氧颗粒污泥微生物群落结构与功能的研究进展

厌氧颗粒污泥(anaerobicgranularsludge,AnGS)是由多种功能微生物组成的自固定化聚集体,具有容积负荷高、工艺简单、剩余污泥产量低等优点,在废水处理领域中显示出巨大的技术和经济潜力,被认为是一种很有前景的低碳废水处理工艺。本文系统总结了近年来厌氧颗粒污泥微生物结构和功能的研究成果,从微生物学角度讨论了厌氧颗粒污泥形成及稳定的影响因素,并对今后厌氧颗粒污泥的研究进行了展望,以期为后续厌氧颗粒污泥技术的深入研究和实际工程应用提供参考。     

厌氧真菌纤维降解酶及其应用潜力的研究进展

反刍动物的瘤胃是已知的纤维降解能力最强的天然发酵罐,其发酵粗纤维的能力很大程度上依赖于其中栖息的各类微生物的功能。厌氧真菌作为瘤胃内的一类低丰度菌群,最先定殖到宿主动物摄入的纤维质饲料上,并通过分泌大量高效的碳水化合物活性酶降解粗纤维。然而,由于缺乏足够的基因组信息和有效的厌氧真菌遗传操作系统,目前国内外对厌氧真菌分泌的纤维降解酶及其降解机制的研究进展有限。本文对厌氧真菌的分类及已发表的基因组信息进行概述,介绍了各类纤维降解酶及纤维小体的组成结构和催化机制特点,并对纤维降解酶在生物质能、饲料处理、纺织造纸及食品加工等方面的应用进行总结。研究厌氧真菌纤维降解酶的作用特性,将有助于完善其在瘤胃环境中有效竞争资源并降解粗纤维的知识体系,也将进一步了解其生物技术应用潜力,为工业生产中应用酶制剂提供新思路。     

厌氧氨氧化菌驱动脱氮途径的研究进展

厌氧氨氧化菌(anaerobic ammonia-oxidizing bacteria, AnAOB)的代谢多样性,使得该菌群能够在海洋、湿地和陆地等不同的自然生态系统中广泛分布,甚至在一些极热和极寒环境中也检测到了该菌群的存在。本文回顾并总结了厌氧氨氧化菌在不同生态系统中的发现、分布及脱氮贡献等方面的研究,分析了厌氧氨氧化菌分布的主要环境影响因素。该综述将帮助我们更好地理解全球氮循环中厌氧氨氧化菌的实际角色和功能,并基于厌氧氨氧化(anaerobicammoniaoxidation,anammox)过程,探究能与其进行协作的新型生物脱氮工艺,以期为这些工艺的研发和推广提供生态学基础和新的思考,从而实现脱氮工艺的技术变革。     

微生物互营产甲烷过程中的种间电子传递

甲烷作为全球第二大温室气体,是典型的可再生清洁能源,也是碳循环中的重要物质组成。大气中约74%的甲烷由产甲烷古菌和其他微生物的互营产生,种间电子传递(interspecies electron transfer, IET)是微生物菌群降低热力学能垒、实现互营产甲烷的核心过程。IET可分为间接种间电子传递(mediated interspecies electron transfer,MIET)和直接种间电子传递(direct interspecies electron transfer, DIET)两种类型,其中MIET依赖氢气、甲酸等载体完成电子的远距离传输,而DIET则依赖导电菌毛、细胞色素c等膜蛋白,通过微生物的直接接触实现电子传递。本文将从IET的研究历程出发,从电子传递机制、微生物种类、生态多样性等方面对微生物互营产甲烷过程中的两种IET类型进行比较,最后对未来待探索的方向进行展望。本综述有助于加深对微生物互营产甲烷过程中IET的理解,为解决由甲烷引发的全球气候变暖等生态问题提供理论支撑。     

典型煤层水微生物产甲烷潜力及其群落结构研究

内蒙古自治区二连盆地、海拉尔盆地是我国重要的煤层气产区,其中生物成因煤层气是煤层气的重要来源,但复杂物质转化产甲烷相关微生物群落结构及功能尚不清楚。【目的】研究煤层水中的微生物代谢挥发性脂肪酸产甲烷的生理特征及群落特征。【方法】以内蒙古自治区二连盆地和海拉尔盆地的四口煤层气井水作为接种物,分别添加乙酸钠、丙酸钠和丁酸钠厌氧培养;定期监测挥发性脂肪酸降解过程中甲烷和底物的变化趋势,应用高通量测序技术,分析原始煤层气井水及稳定期产甲烷菌液的微生物群落结构。【结果】除海拉尔盆地H303煤层气井微生物不能代谢丙酸外,其他样品均具备代谢乙酸、丙酸和丁酸产生甲烷的能力,其生理生态参数存在显著差异,产甲烷延滞期依次是乙酸<丁酸<丙酸;最大比产甲烷速率和底物转化效率依次是丙酸<乙酸<丁酸。富集培养后,古菌群落结构与煤层气井水的来源显著相关,二连盆地优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanocalculus (相对丰度13.5%–63.4%)和复合营养型产甲烷古菌Methanosarcina (7.9%–51.3%),海拉尔盆地的优势古菌为氢营养型产甲烷古菌Methanobact...     

铁还原菌降解石油烃的研究进展

铁还原菌是指能够利用细胞外Fe(III)作为末端电子受体,通过氧化有机物将Fe(III)还原为Fe(II)微生物的总称。铁还原作用广泛存在于土壤、河流、海洋、地表含水层以及高温高压的地下深部油藏。在厌氧或兼性厌氧条件下,Fe(III)还原耦合有机物的降解,对铁、碳元素的生物地球化学循环具有重要意义。本文介绍了铁还原菌的多样性和铁还原作用机理,综述了铁还原菌在石油烃降解方面的研究进展。此外,还总结了铁还原菌在生物修复中的潜在作用,并对未来的研究方向进行了展望。