一株氯霉素降解细菌的分离鉴定与代谢特性研究

微生物是介导环境中氯霉素降解转化的主要驱动者,但高效降解矿化菌株资源匮乏,氧化反应介导的代谢途径不清。为研究微生物介导下氯霉素的环境归趋过程,为氯霉素污染环境强化修复提供菌株资源,文中以受氯霉素污染的活性污泥为接种源,首先富集获得一个由红球菌Rhodococcus主导 (相对丰度>70%) 的氯霉素高效降解菌群,并从中分离获得一株能够高效降解氯霉素的菌株CAP-2,通过16S rRNA基因分析鉴定为红球菌Rhodococcus sp.。菌株CAP-2能在不同营养条件下高效降解氯霉素。基于菌株CAP-2对检测到的代谢产物对硝基苯甲酸和已报道的代谢产物对硝基苯甲醛和原儿茶酸的生物转化特征,提出其降解途径是由氯霉素侧链氧化断裂生成对硝基苯甲醛,进一步氧化为对硝基苯甲酸的新型氧化降解途径。该菌株对于氯霉素分解代谢的分子机制研究以及受氯霉素污染环境的原位生物修复应用具有巨大潜力。     

产氢新菌Ethanoligenens sp. B49发酵糖蜜制氢条件

研究1株产氢细菌Ethanoligenens sp.B49利用废糖蜜为基本原料进行生物制氢的条件,及外加氮素营养物对废糖蜜生物制氢的影响.结果表明,在10.3～20.6 g·L-1的化学需氧量(COD)范围内,经过驯化的Ethanoligenens sp.B49细胞具有较好的生物利用能力,细胞生长量和产氢能力随着废糖蜜COD的提高而增加.当废糖蜜COD超过20.6 g·L-1时Ethanoligenens sp.B49的细胞生长受到抑制,同时产氢能力下降,COD超过41.2 g·L-1时细胞基本不具有生长和产氢能力.Ethanoligenens sp.B49利用废糖蜜产氢的最佳COD为20.6 g·L-1.在20.6 g·L-1COD条件下外加有机氮源可以促进Ethanoligenens sp.B49利用废糖蜜制氢的能力,促进作用顺序为酵母粉＞牛肉膏＞蛋白胨＞脲素.添加4 g·L-1的酵母粉时,Ethanoligenens sp.B49细胞具有最好的生长活性和产氢能力.优化营养条件后,单位体积产氢量从44.82 mmol·L-1提高到78.97 mmol·L-1,提高了76.2%.     

脱氮硫杆菌特异引物/探针的设计和评价

自脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)16S rRNA基因V3可变区中发现一条27 bp的特异序列, 以该序列为反向引物, 对高效同步脱硫反硝化系统污泥DNA进行了温度梯度PCR扩增和基因文库构建, 结果证实了该引物的高度专一性。应用该探针在去离子甲酰胺和NaCl的浓度分别为35%和100 mmol/L, 杂交/洗脱温度为48°C条件下对污泥样品杂交得到较好的阳性结果, 软件分析表明脱氮硫杆菌在污泥中约占15%。脱氮硫杆菌专一性引物/探针的提出, 将为不同生态环境中该种微生物的时空分布、结构动态以及实时定量等研究提供分子生物学工具。     

好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池产电性能及微生物群落动态特征

【目的】为探讨好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)产电性能以及MFC对微生物群落的选择作用,【方法】以乳酸为底物,应用不依赖于培养的微生物分子生物学技术解析单室MFC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征。【结果】结果表明,MFC经过3个周期启动成功,最高输出电压230 m V。当MFC外电阻为1656Ω时,最大功率密度11.15 W/m3,电池运行稳定。混合污泥启动MFC以后,阳极生物膜微生物群落结构同种泥差异较大,且多样性降低。生物膜中微生物类群按丰度依次为β-变形菌纲(Betaproteobacteria)24.90%、拟杆菌门(Bacteroidetes)21.30%、厚壁菌门(Firmicutes)9.70%、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)8.50%、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)7.90%、绿弯菌门(Chloroflexi)4.20%以及α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)3.60%。有利于生物膜形成与稳定的动胶菌属(Zoogloea)和不动杆菌属(Acinetobacter)序列丰度分别占生物膜群落的5.00%和3.90%,与MFC产电能力直接相关的地杆菌属(Geobacter)序列由混合污泥中的0.60%上升至阳极生物膜中的2.60%。【结论】本研究表明,MFC阳极生物膜在驯化过程中对污泥中的微生物进行淘汰和选择,最终驯化形成了有利于生物膜形成与稳定、有机物厌氧发酵与产电的微生物菌群。     

光合细菌光合产氢的研究进展

光合细菌 (Photosyntheticbacteria ,PSB)光合产氢的研究是国内外普遍关注的热点问题。就PSB光合产氢的机理、条件及光合细菌生态应用等方面进行综述 ,并着重论述了光合细菌产氢过程中两种主要的酶—固氮酶和氢酶以及影响酶活性的因素。     

活性污泥微生物组：去除污浊，只留清淡

活性污泥法诞生一百多年来,在污水处理特别是城市污水处理中发挥了不可替代的作用。活性污泥微生物是去除污染物包括新型有机和无机污染物的关键角色,活性污泥微生物组为微生物分离培养、功能鉴定和生态互作等方面的研究带来新的活力。     

SSCP技术分析活性污泥微生物群落结构的条件优化及检验

单链构象多态性(SSCP)技术是一种分析环境微生物遗传多态性的有效方法,具有快速、简便、灵敏等特点.但是,该技术用于分析复杂环境微生物群落结构时需要有针对性地优化操作条件.本研究针对聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)胶浓度、上样缓冲液中去离子甲酰胺浓度、电泳温度,电泳时间等确定了PCR-SSCP技术的优化条件,并以自养脱硫反硝化反应器启动期的活性污泥样品对此优化条件进行了检验,证明了16S rDNA V1～V3区为靶对象时,丙烯酰胺与甲叉的质量比49:1,质量分数12%的聚丙烯酰胺凝胶,上样缓冲液中去离子甲酰胺的体积分数1/3,在4℃,300 V,电泳18 h是最优的操作条件,可以获较理想的SSCP图谱.     

联合生物制氢方法及发展趋势

为了在生物制氢过程中最大限度提高产氢量和产氢速率,增大底物的利用率以及更好地发挥菌种间的协同作用,联合生物制氢技术成为近年来人们关注的焦点。综述了目前国内外几种联合生物制氢方法的研究现状。并从产氢机理的角度对几种联合制氢技术进行了分析比较,重点强调光合发酵和暗发酵联合生物制氢技术具有广泛的发展前景,并指出其存在的问题和未来的发展趋势。     

有机污染物对水体真细菌群落结构的影响

为了揭示有机污染物对环境真细菌组成和多样性的影响,应用末端限制性片段长度多态性(tRFLP)和16S rDNA文库技术并结合水质分析方法,比较分析了松花江流域内受不同程度有机污染的4个水体及其沉积物中真细菌的群落结构。tRFLP分析表明各水体及底泥均呈现较为复杂的群落结构模式,不同底泥群落形成的末端限制性片段(TRF)图谱具有很高的相似性,但随着污染程度的加强,部分类群明显富集,而且在水样组和泥样组内,群落结构的相似性同水质相似性是一致的,主成分分析(PCA)显示水样和泥样中的真细菌TRF形成不同的群。16SrDNA文库分析表明松花江哈尔滨段底泥中真细菌分布于10个门,Proteobacteria门占优势,达群落总数的21.92%(β-Proteobacteria亚门占10.96%),而有机染污物严重超标的生活污水排污道底泥中的微生物多样性较低,分布于7个门,Proteobacteria门为优势群,占群落的47.37%(α-Proteobacteria亚门占21.05%,δ/ε-Proteobacteria亚门占15.79%)。该研究表明向水体中长期排放高浓度有机物能使系统中微生物群落多样性降低,与污染物降解相关的功能微生物类群明显富集。     

微生物燃料电池阳极微生物群落对乳酸-丙酸-乳酸底物转换的响应特征

摘要:【目的】为探讨底物波动对微生物燃料电池(MFC)产电效能和阳极微生物群落的影响,【方法】依次以乳酸-丙酸-乳酸为底物,应用不依赖于培养的微生物分子生态学技术,解析单室MFC 启动及底物替换过程中阳极微生物群落的动态学响应特征。【结果】底物的更换过程降低了MFC的产电效能,当改变为新底物后,MFC需要较长的产电恢复期。同时,底物的转换改变了阳极微生物群落结构,Anaeromusa spp.、Pseudomonas spp．以及Thiobacillus thioparus对乳酸底物具有很好的响应,随着乳酸底物的投加而富集;丙酸底物对Dechloromonas spp.和Comamonas testosteroni等类群表现出较强的选择作用;而产电微生物Geobacter spp.由于利用乳酸、丙酸的共同代谢产物乙酸为底物而被逐渐富集,是多种底物替换过程的重叠种群。【结论】本研究表明,MFC的阳极微生物群落组成与投加的底物有较强的对应性,为了减缓底物波动对MFC产电过程的影响,应尽量采用混合有机底物,以提供宽泛的营养生态位,提高种群的功能重叠性。