生物表面活性剂对铜绿假单胞菌摄取烷烃的强化机制

考察了2株铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)以正十六烷为底物生长的不同方式,并初步探讨了生物表面活性剂在烃类降解菌摄取烷烃过程中的作用机制.菌株O-2-2在正十六烷中的生长明显快于PS-1,生长过程中O-2-2分泌出鼠李糖脂生物表面活性剂,正十六烷被完全乳化.另外,O-2-2菌细胞表面疏水性高于PS-1,而加入鼠李糖脂使得菌体细胞中脂多糖含量减少,菌细胞表面疏水性明显提高.上述结果表明,鼠李糖脂主要通过乳化疏水性底物和提高降解菌表面疏水性两种机制强化铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)对烷烃的摄取.图6表1参14     

生物表面活性剂鼠李糖脂对水体中石油烃降解的促进作用

从被含油废水污染的土壤中筛选得到4株能利用柴油为唯一碳源生长的杆菌(X1,X2,X3和X4),经鉴定,这4株菌分别属于沙雷铁氏菌属(Serratiasp.)、不动菌属(Acinetobactersp.)、芽孢杆菌属(Bacillussp.)和氮单胞菌属(Azomonassp.).其中,菌株X4于32℃摇床培养28d后对柴油的降解率达62%,而在相同条件下,添加生物表面活性剂鼠李糖脂后柴油的降解率提高了26%.平板菌落计数结果表明,鼠李糖脂能促进菌的生长,生物量明显增多.对菌株降解反应的动力学研究进一步验证了鼠李糖脂对菌株X4降解石油烃的促进作用,添加了鼠李糖脂的样品组比对照组的半衰期缩短了近1倍.通过设计正交实验,本文研究了培养温度、培养时间、鼠李糖脂的添加量及石油烃的浓度等主要环境因子对水体中石油烃降解的影响.实验结果表明,影响水体中石油烃降解的主导因子是培养时间,其次是培养温度、石油烃的浓度和鼠李糖脂的添加量.图4表2参17     

鼠李糖脂对土壤中原油降解的促进

从辽河油田石油污染的土壤中筛选、驯化得到三株对辽河原油具有较高降解效果的菌种(H1,H2,H3),选取对原油降解率最高的菌株H1为供试菌种,以受原油污染的天津滨海地区典型土壤(淤泥质粉质粘土夹粉砂)为供试土样,考察了不同浓度下鼠李糖脂对菌种H1生长、原油增溶和降解效果的影响.结果表明,鼠李糖脂对菌种H1无毒性,其对原油增溶效果明显,原油溶解度随着鼠李糖脂浓度的增加而增加.降解动力学实验结果表明,原油的降解符合指数常数模型.鼠李糖脂能明显促进土壤中原油的降解,缩短降解周期,大大提高修复效率.     

萘降解质粒pND6的分离和鉴定

从工业废水中分离的假单胞菌 (Pseudomonassp .)ND6菌株 ,能以萘为唯一碳源生长 ,使无机盐培养基(MM)中 2g/L的萘在 48h内降解 98% .该菌株含有一个 115kb的大质粒pND6 .DNA杂交实验表明 ,pND6质粒含有与恶臭假单胞菌 (P .putida)G7菌株的NAH7质粒同源的萘降解基因 .图 3表 1参 14     

鼠李糖脂对沉积物中Cd和Pb的去除作用

用铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)产生的鼠李糖脂生物表面活性剂对沉积物中重金属的去除作用进行了研究．研究表明,鼠李糖脂对沉积物中的Cd和Pb有明显的去除作用,在鼠李糖脂溶液的pH值为10．0的条件下对重金属的去除效率最好,而且当鼠李糖脂在沉积物上的吸附达到饱和时去除效率达到最大．通过连续萃取对提取前和提取后沉积物样品中重金属的形态进行分析,发现可交换态和有机结合态的重金属较容易去除．通过4次连续的提取,使cd和Pb的去除效率分别达到80．1％和36．5％．     

鼠李糖脂对东海典型甲藻赤潮生物生长抑制作用的影响

探讨了铜绿假单胞菌产鼠李糖脂类生物表面活性剂对东海典型甲藻赤潮生物锥状斯式藻(Scrippsiella trochoidea)、塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)、海洋原甲藻(Prococentrum marinum)和微小原甲藻(P.minium)生长的抑制作用,并对其不同抑制作用的机理进行了初步探讨.结果表明,鼠李糖脂在一定浓度范围内对几种甲藻的生长表现出明显的抑制作用,对几种甲藻生长抑制作用的强弱顺序为:锥状斯式藻>微小原甲藻>塔玛亚历山大藻>海洋原甲藻.对不同属的甲藻,这种抑制作用可能与藻细胞本身表面的附属物、内部物质组成及个体大小有关;而对于同一属的甲藻则与各甲藻的生物膜脂肪酸组成尤其是其多不饱和脂肪酸的含量有关,即甲藻的多不饱和脂肪酸含量越低,鼠李糖脂对藻细胞生长的抑制作用越明显,反之亦然.图1表2参18     

一株既产表面活性剂又高效降解石油烃菌株的鉴定及降解效果

在修复石油烃污染的环境时,多采用表面活性剂增强修复效果,而一些微生物既能降解石油烃,又能代谢分泌表面活性剂,从而促进油的乳化,提高油的分散程度,增大菌株和油珠的接触面积,提高其对石油烃的降解,增强修复效果。该研究从石油污染土壤中筛选出一株既产生物表面活性剂又高效降解石油烃的菌株B-6。通过观察形态特征、生理生化试验及16S r DNA序列分析,对菌株进行鉴定。并研究了菌株产生物表面活性剂及降解石油烃的特性。实验结果表明,B-6初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。菌株B-6的发酵液经粗提后,得到黄褐色粘稠状生物表面活性剂粗品,其产量为2.19 g·L~(-1)。红外光谱分析表明,菌株B-6在代谢过程中能产生糖脂类生物表面活性物质。该菌株用于水中石油烃的降解,石油烃初始浓度为2 000 mg·L~(-1),120 r·min~(-1)、30℃下振荡培养5 d后,菌株对石油烃的降解率达99.13%。     

氧化石墨烯的制备、表征及其对发酵液中鼠李糖脂吸附分离特性

以改良的Hummers氧化法制备了氧化石墨烯(GO),并研究其对铜绿假单胞菌发酵液中鼠李糖脂(Rha)的吸附分离特性.结果表明,通过Hummers氧化法,可使石墨粉氧化为GO,并形成层数很少甚至单层的GO片,使所得GO的比表面积较石墨粉显著增大.以所得GO对铜绿假单胞菌NY3发酵液中的Rha进行吸附,发现当发酵液的pH值为4.0、吸附温度为25℃时,Rha在GO表面的吸附可迅速平衡,其最大吸附量约为1.7 g·g~(-1).pH 13的氢氧化钠溶液可使Rha一次洗脱回收率为86.1%,是较佳的洗脱剂.重复利用实验表明,且所得的GO吸附剂可重复利用.     

不同氮磷比对铜绿微囊藻及附生假单胞菌磷代谢的影响

以铜绿微囊藻及其附生假单胞菌X菌株为研究对象,研究了不同氮磷比对铜绿微囊藻和假单胞菌之间磷代谢的影响.结果发现,无论有无附生菌存在,铜绿微囊藻在氮磷比为16：1时,生长情况最好,此时微囊藻能迅速有效地吸收水中的磷,而且附生菌的存在能促进藻的生长.而在氮磷比为4：1时,藻的生长情况最差,在实验后期,藻细胞死亡分解后把一些含磷化合物释放到了水中,附生菌的存在能够加速藻细胞的衰亡和藻体内磷的释放.     

恶臭假单胞菌KT2440高效电转化方法

恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)KT2440是模式环境微生物菌株,也是异源表达的良好宿主菌.高效率的电转化方法对于基因的引入及后续实验非常关键.通过条件优化,建立了高效的电转化方法.EM培养基培养菌体至D600nm=0.6～0.75,冰冷的3mmol/L4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES,pH=7.0)的缓冲液洗涤菌体3次,菌体浓缩300倍,50μL分装并用于一次电转化.电转化条件:1.2kV,200Ω,25μF.1mL SOC培养基悬浮后,转至15mL聚丙烯离心管培养2h,转化效率可高达3.0×108转化子/μg,比目前为止文献报道的该菌株电转化效率高出30倍左右.实验结果还表明,转化DNA浓度与转化子数目呈线性关系.     

2株石油降解菌生长和降解石油条件的优化

对2株石油降解菌DH-5和DH-9生长的最适培养基成分以及降解石油的最佳环境条件进行了筛选。结果表明,DH-5的最佳培养基成分为ρ(原油)1 g.L-1、ρ(氮源)400 mg.L-1、ρ(磷源)200 mg.L-1、ρ(酵母浸出液)20 mg.L-1,最有效利用的氨基酸为精氨酸,最适环境条件为pH 7.0、盐度20、温度15～30℃;DH-9的最佳培养基成分为ρ(原油)1 g.L-1、ρ(氮源)400 mg.L-1、ρ(磷源)100 mg.L-1、ρ(酵母浸出液)20 mg.L-1,最有效利用的氨基酸为天冬氨酸,最适环境条件为pH 7.5、盐度20、温度30℃。当ρ(原油)为20 g.L-1时,DH-9的生物量和原油降解率分别是DH-5的2.58倍和2.29倍。研究表明,DH-9对高浓度原油的耐受性明显强于DH-5,而DH-5对低温的适应性优于DH-9,2个菌株对高盐度的适应性均较强。     

一株降解原油链霉菌的分离鉴定与降解特性研究

从山东东营胜利油田附近被石油污染的土壤中分离得到1株高效原油降解菌Z1a-B,依据形态和培养特征,初步鉴定Z1a-B菌株为链霉菌属白孢类群。试验结果表明,该菌株具有较强的溶血和排油活性,说明其产生生物表面活性剂的能力较强。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,菌株能基本降解C12~C34的正构烷烃,对烷基苯、菲、甲基菲、萘也具有较强的降解能力。固体培养基配比以麸皮2 g、鸡粪40 g、草炭52.5 g、生石灰1.5g,或麸皮2 g、大米20 g、黄豆粉28 g、生石灰1.5 g较佳,在这2种配比培养基中链霉菌生长快,长势好,产孢子量多。经室内培养试验发现,当土壤中w(原油)=10%时,经Z1a-B菌株处理(35℃,pH 6.5)50 d,土壤原油降解率为67.5%。     

生物表面活性剂与蒽降解菌的协同降解效应

对蒽生物降解中铜绿假单胞菌S6分泌的生物表面活性剂的作用进行了研究.结果表明,在接种蒽降解菌A10之前1d及与接种A10同时投加60mg.l-1的生物表面活性剂能够最大程度地促进蒽降解,相比于未添加表面活性剂的样品,降解率分别提高了16.50%和18.03%.过高浓度的生物表面活性剂会在一定程度上抑制蒽的降解.对蒽降解过程的分析表明,提前投加生物表面活性剂能明显促进蒽的降解且一直保持较好的降解效果.蒽降解过程中,生物表面活性剂能够被微生物利用,具有生物可利用性,是一种环境友好的生物制剂.     

烷烃降解菌SY16的筛选、鉴定及降解能力测定

油田生产和运输中经常发生原油落地以及漏油现象,造成大量的石油进入地表土壤,从而产生环境污染。针对原油对土壤产生的环境污染问题,对微生物降解烷烃的能力进行了研究。在以正十六烷为唯一碳源的HDM培养基中,从扶余油田东区采油三厂经常被含油废水浸泡的土壤中,分离、筛选出一株高效降解正烷烃的菌株SY16。经形态学观察和生理生化特征研究,鉴定为施氏假单胞杆菌(Pseudomonas stutzeri)。通过摇瓶试验得出两菌株的最适生长条件为30℃,培养基初始pH 8.0,摇床转速为180 r/min,接种量为1.0%。在最适生长条件下,分别对不同初始质量浓度烷烃进行降解率试验。结果表明,两菌株降解正烷烃的能力显著,当培养基中初始正烷烃含量为50 mg/L时,24 h能全部降解。当混合烷烃中各烷烃的初始质量浓度为50 mg/L时,在24 h对正十烷、正十二烷、正十六烷和正十八烷的降解率分别达到47.0%、42.6%、38.8%、36.2%。     

铜绿假单胞菌增强型绿色荧光蛋白标记的研究

根据增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因设计了上下游引物P1和P2,通过对铜绿假单胞菌菌株X3绿色荧光蛋白标记研究,构建了铜绿假单胞菌标记系统,获得带有EGFP标记的基因工程菌X9,为进行相关的跟踪研究创造了条件.该菌株绿色荧光标记性能稳定.通过转化子基因组DNAPCR和斑点杂交检测,外源EGFP基因存在于转化子染色体上. 图 6参 14     

Porphyrobacter sp.D22F的降解特性及其在石油降解菌群中的生态位

为揭示多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)降解微生物资源的多样性和石油降解菌群的优势菌,研究了从南海沉积物中分离得到的一株PAHs降解菌D22F的降解特性及其在石油降解菌群D22-1中的生态位.对菌株D22F进行16S rRNA基因同源性分析及透射电镜观察以初步确定其种属,通过培养法、气相色谱质谱联用(GC-MS)测定其多环芳烃降解范围和降解率,通过简并引物PCR扩增其PAHs双加氧酶大亚基基因片段并进行系统发育分析,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测石油降解菌群中的优势菌.结果表明,与菌株D22F的16S rRNA基因相似度最高的模式株为产卟啉杆菌属Porphyrobacter tepidarius DSM 10594T(AF465839;98.55%).该菌株能降解萘、甲基萘、苊、硫芴、菲、蒽等;对初始浓度为0.2 g/L菲10 d后的降解率可达90%以上.从其基因组DNA中克隆到的PAHs起始双加氧酶大亚基基因phnAc与Novosphingobium aromaticivorans DSM 12444中的质粒pNL1(CP000676)上的bphA1f基因相似度最高,达到99.41%.DGGE谱图显示,菌株D22F是石油降解菌群中的3种优势菌之一,在传代菌群中可稳定存在.Porphyrobacter sp.D22F为产卟啉杆菌属(Porphyrobacter)中首株以低分子量PAHs为唯一碳源和能源的菌株,是石油降解菌群的优势菌.     

石油污染与微生物群落结构的相互影响

从两种土壤中分别分离出石油烃降解菌,并从中筛选出6株石油烃高效降解菌A1、A2、A6、A8和B2及B5,然后将各菌株鉴定至属,分别为A1假单胞菌属、A2鞘氨醇单胞菌属、A6微球菌属、A8节杆菌属、B2不动杆菌属和B5诺卡氏菌属。另外对比分析了单菌株及不同菌株重组对不同石油烃组分的利用情况,结果发现,从不同石油污染的土壤中分离到的菌株对石油烃组分的利用能力不同,从胜利原油污染的土壤中分离到的菌株A1、A2、A6和A8对石油烃组分的利用范围窄,主要利用饱和烃组分;而从经芳香烃驯化过的土壤中分离到的菌株B2及B5对石油烃利用组分的利用范围较宽,能同时利用饱和烃和芳香烃组分。     

硝基苯降解菌的分离鉴定及降解特性

从化工厂污水处理池污泥中分离到一株能高效降解硝基苯的菌株XY-1,通过形态观察、生理生化特征和16SrDNA序列同源性分析,将该菌株鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株能以硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长,硝基苯初始浓度为200 mg/L时,20 h降解率可达97%.该菌在温度25～35℃、pH 7.0～9.0范围内均能高效降解硝基苯,并且对对氯硝基苯、对氯苯胺也有良好的降解效果.测序分析表明,克隆到了该菌中的硝基苯还原酶基因,推测该菌的降解途径是硝基苯部分还原途径.图6参19     

耐盐菌Pseudomonas brassicacearum YZX4的筛选、鉴定及其植物促生特性

植物根际促生菌(PGPR)具有促进植物生长的作用.从盐碱地植物根际土壤中分离筛选耐盐菌,测定其在盐胁迫下的1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性、吲哚乙酸(IAA)合成能力、嗜铁素合成能力、无机磷溶解能力,以及在Ashby无氮培养基上的生长情况;并对同时具有以上促生功能的耐盐菌进行不同盐浓度下的促生功能测定、小黄白(白菜Brassica pekinensis的一个品种)种子萌发促生实验和菌株鉴定.结果显示,在筛选得到的15株耐盐菌中,菌株YZX4在10 g/L NaCl浓度下同时具有多种促生特性.在不同盐浓度下促生功能测定实验中,当盐浓度为10 g/L时,菌株的ACC脱氨酶活性(以α-KA/Pr计)、IAA合成量和嗜铁素相对含量最高,分别为11.07(±1.89)μmol mg~(-1)h~(-1)、36.42 (±1.81) mg/L和0.61 (±0.15),且随着盐浓度的增加而降低;在20 g/L盐浓度下,该菌株的固氮量、有机磷溶解量和无机磷溶解量最高,分别为4.79 (±1.61) mg/L、1.68±(0.04) mg/L和23.77 (±1.30) mg/L.在小黄白种子萌发促生实验中,当盐浓度为5.84 g/L时,YZX4的菌液(105 CFU/mL)对小黄白的种子萌发率、幼苗根、茎长和平均鲜重分别提高了7.19%、17.33%、23.85%和22.69%.根据形态特征、生理生化鉴定结果和16S rDNA序列分析,初步确定菌株YZX4为油菜假单胞菌(Pseudowonas brassicacearum).上述研究结果表明在盐胁迫下同时具备多种促生特性的菌株YZX4可作为盐碱地改良微生物菌剂的优良菌源.(图6表4参37)     

土壤甲胺磷抗性细菌种群特征脂肪酸生物标记的分析（Characteristics of PLFA Biomarkers for Acephatemet Resistant Bacteria Isolated from the Soils）

应用高浓度甲胺磷培养基,对农药厂排污口土壤微生物进行分离,鉴定出21株细菌,分属13个细菌属.对甲胺磷抗性细菌脂肪酸的分析,共测定到38个脂肪酸生物标记(PLFA),这些生物标记分为4种类型,即1)高频次分布的生物标记,普遍存在于细菌类群,属于细菌总体类群(Bacteriaingeneral)的生物标记;2)中频次分布的生物标记,在细菌种出现概率中等,可以用于代表细菌属类群(Bacteriumgenus)识别生物标记;3)低频次分布的生物标记,在细菌中的分布概率较小,可以用于指示特定细菌种间差异的生物标记;4)微频次分布的生物标记,这种生物标记仅在一种细菌种类出现,是细菌种特征生物标记.利用脂肪酸生物标记分析同属细菌不同种的差异,可将假单胞杆菌属分为2类,第1类包括了铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、丁香假单胞菌,其特征为17:0CYCLO生物标记含量小于3.60%;第2类包含了伞菌假单胞菌、威隆假单胞菌、恶臭假单胞菌、温哥华假单胞菌,其特征为17:0CYCLO生物标记含量大于5.99%.利用脂肪酸生物标记的差异对甲胺磷抗性细菌种的聚类分析,能有效地将细菌类群分为3类,微生物群落中存在着稳定的生物标记和受环境影响的生物标记,论文提供了一种脂肪酸生物标记的分析方法,结合细菌的生物学特性研究,可以解释微生物在环境中的变化,对于土壤微生物群落的研究具有重要意义.