一株高效多环芳烃芘降解菌株的筛选鉴定及其特性研究

从天津新港区渤海潮间带筛选出一株以芘为唯一碳源和能源且生长良好的菌株,命名为P2,并对其菌体特征、生长条件及降解效能等进行了系统研究。结果发现该菌株为革兰氏阴性菌,菌株对温度(20～45℃)、pH(5～10)、盐度(0%～3%NaCl)耐受范围较广;对Cr6+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+5种金属具一定抗性;对5种常见抗生素都较敏感。结合其生理生化特征和16S rDNA序列比对,表明此菌株属于芽胞杆菌属(Bacillussp.)。菌株P2在20d内对芘的降解率高达62%;芘对菌体的谷胱甘肽S-转移酶(GST酶)酶活性有明显的诱导作用,表明GST酶在菌株P2降解芘过程中起着重要的作用。综合菌株P2的生长特性和降解效能,初步认为该菌株较适合用于降解多环芳烃芘的天津新港渤海潮间带原位修复。     

金属离子对蒽、菲、芘生物降解过程的影响

对驯化筛选的多环芳烃(PAHs)高效降解菌CN4与CN2进行了深入研究,澄清了金属离子对其降解多环芳烃的作用,得出结论:对于CN2、CN4降解菌,Mn2+与常量Ca2+、Mg2+同时存在于降解体系中时,对蒽和菲降解起到明显促进作用。Cu2+和常量元素Ca2+、Mg2+混合对菲降解也起到促进作用,但没有Mn2+的促进作用明显。不加任何常量和微量金属元素离子的体系对蒽、菲、芘的降解作用仅次于含Mn2+的降解体系,加入Cu2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Zn2+对CN2降解蒽、芘产生抑制作用,加入Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+对CN2降解菲产生促进作用。Mn2+主要是在降解过程中发挥作用的,外加不同浓度的Mn2+制备的菌悬液,对芘的降解作用基本没有差别。在制备菌悬液时加入Mn2+,菌体对Mn2+有富集作用,但Mn2+的存在与否并不影响菌体的生长繁殖状况。降解体系中加入Mn2+能够有效促进降解过程的进行,加入0.5 mmol/L的Mn2+对CN4菌株降解芘的促进作用最大,而在降解体系中一次性加入5.0 mmol/L的Mn2+则会对降解产生抑制作用。     

1株铜绿假单胞菌对芘的降解特性及代谢途径

多环芳烃（PAHs）因其具有"三致"作用对生态系统产生潜在威胁.微生物降解是多环芳烃降解的主要途径之一,筛选出能高效降解多环芳烃的菌株是微生物修复技术的关键.本文采用富集培养的方法从多环芳烃污染的污泥中分离到1株以芘为唯一碳源的菌株LX2,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,LX2属于铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）.菌株在含芘浓度为50 mg·L^-1的无机盐液体培养基中培养21 d对芘的降解效率达32.1%.经GC-MS分析发现,Pseudomonas sp.LX2降解芘的中间代谢产物主要有4,5-二氢芘、2''-羟基苯丙酮、苯酚、原儿茶酚.基于鉴定的代谢产物得出芘通过"萘"和"邻苯二甲酸"两种不同的途径被铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）降解.     

鼠李糖脂与疏水底物及其降解菌的相互作用

通过鼠李糖脂对假单胞菌GP3A菌株降解芘的增溶和降解实验,研究了在鼠李糖脂作用下,菌体细胞表面疏水性和脂多糖含量的变化、菌体表面基团与生物表面活性剂分子的键合作用以及相应疏水底物的增溶和降解．结果表明,当鼠李糖脂浓度高于其临界胶束浓度（60mg·L^-1）时,能显著增加疏水底物芘的表观溶解度;生物表面活性剂能通过溶出细...     

混合菌对原油的降解及其降解性能的研究

从污染土壤中分离筛选到四株石油组分降解菌被用于组建降解原油的混合菌体系.石油组分降解菌包括:烷烃降解菌洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)GS3C、菲降解菌鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)GY2B、芘降解菌GP3(假单胞菌(Pseudomonas sp.)GP3A和伯克菌科的菌株(Pandoraea pnomenusa)GP3B).气相色谱-质谱联用法(GC-MS)用于对原油降解性能的测定,并对原油组分的降解情况进行详细分析.通过对不同菌株的混合培养比较,得到降解原油的最佳组合G8(GS3C+GY2B+GP3B),培养5d后使初始原油浓度为2000mg·mL-1的总去除率达到69.20%,并且对烷烃类和芳烃类化合物都表现出较强的降解能力.混合菌G8对原油的总去除率比单菌提高了近30%,其最适生长条件为:温度为30℃,初始pH值为7,接种量为4%.     

一株芽胞杆菌和一株黄杆菌代谢芘的摄取方式解析

通过溶剂萃取、薄层色谱和紫外分光光度法研究了一株芽胞杆菌CN2和一株黄杆菌CN4在初始pH=6.00的条件下对芘的降解过程.研究表明:芘降解液的pH值随降解时间向中性波动变化;用牛肉膏蛋白胨培养出的CN2菌体表面具有亲水性,CN4菌体表面具有疏水性,CN2表面疏水性在芘的降解过程中随时间有变大的趋势,CN4表面疏水性在芘的降解过程中随时间有变小的趋势;从芘降解的整个过程看,大部分时间CN2的降解比CN4的快,CN4菌体捕获的芘量比CN2要大,尤其在接种刚开始的一段时期较为明显;细胞表面、细胞壁中、细胞内部均有芘富集迹象,其中细胞表面富集的芘最多.根据试验结果推测,在菌株对芘的降解过程中吸附和降解同时发生;菌体对芘首先通过表面吸附或其它方式结合,随后溶人细胞壁中,跨过细胞膜进入细胞内被降解;这个传质过程很可能不是连续的,而是由细菌控制的主动的间歇的动态过程.     

荧蒽降解菌株的分离鉴定及降解特性研究

对一株荧蒽降解菌进行了分离鉴定并对其降解特性进行了研究。经16S r RNA序列比对鉴定该菌株(FLA-2-JM)属芽胞杆菌(Bacillus sp.)。该菌株对荧蒽等高环芳烃有较好的降解效果。在30~℃,p H=7的条件下,102 h内对50 mg/L荧蒽的降解率达89.74%,对菲、芴、芘的降解率分别为70.01%、65.43%、61.44%。此外,发现该菌株降解荧蒽的最适温度为30℃,最适p H为7,且相关性显著(P<0.05)。从降解产物9-芴酮和水杨酸羟化酶以及邻苯二酚双加氧酶的活性推测FLA-2-JM菌株对荧蒽的降解可能是通过邻苯二甲酸途径和水杨酸途径。     

一株含油污泥多环芳烃降解菌的分离鉴定和降解特性

含油污泥中的高浓度多环芳烃对生态环境稳定和人体健康具有显著危害。然而,关于其中的多环芳烃降解菌的认识并不充分。本研究采用富集培养方法从典型含油污泥样品中分离得到一株多环芳烃降解菌W13020。采用16S r RNA基因序列和生理生化方法对其进行鉴定,结果显示该菌株为嗜麦芽寡养单胞菌Stenotrophomonas maltophilia。该菌株可以利用石油烃、多环芳烃萘、菲、蒽和芘为唯一碳源和能源生长,对萘、蒽、菲和芘的15d降解率分别为72.1±3.7%、45.1±15.6%、42.2±5.2%和31.2±9.0%,说明该菌具有较好的多环芳烃降解能力。     

一株黄杆菌及其粗酶液对芘降解的动力学特征研究

实验研究了一株黄杆菌FCN2对芘降解的动力学特性,以及该菌株对芘的好氧氧化具有催化作用的酶的分布特征、芘在胞内酶存在下酶促降解的动力学特征研究结果表明,本实验室经驯化、筛选、分离所得的FCN2菌株对芘有良好的降解性能;反应后10 h内,降解反应近似表现为一级动力学特性,且随着芘初始浓度的增加,反应速度加快;当芘的初始浓度达到200 mg·L-1时,菌体的降解活性被抑制;菌体的初始浓度越大,芘的降解转化速率越快;当菌量达到3.0×108CFUs·mL-1(CFUs colony-forming units)时,芘的降解转化速度不再随着起始菌量的增加而增加在本实验的好氧条件下,最适初始菌量为1.0×108～2.0×108 CFUs·mL-1范围内.FCN2菌株对芘好氧降解起催化作用的活性酶为胞内酶,它对芘降解的催化作用迅速、有效,短时间内即达到分解平衡;胞内酶最适pH值为5,在pH 5.0～6 0之间均有较高的催化活性;胞内酶最适温度为32℃,在30～50℃之间能保持较高的催化活性;粗提胞内酶催化芘的好氧降解过程中,米氏常数较小,为1×10-4mol·L-1,最大反应速率为2×10-6mol·L-1·min-1,说明酶与芘的亲和力大.     

1,4-二氯苯降解菌的疏水性及其降解特性研究

从某化工厂的活性污泥中分离纯化得到2株能以1,4-二氯苯为唯一碳源和能源生长的降解菌DEB-2和DEB-3,通过形态特征和生理生化实验初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)。根据细菌在有机相-水相两相体系中的细胞数量研究了DEB-2和DEB-3的表面疏水性以及在不同环境条件下的变化,同时对菌株DEB-2和DEB-3在液体培养条件下降解不同初始浓度的1,4-二氯苯的性能进行研究。结果表明,DEB-2和DEB-3的表面疏水性随培养时间、温度和pH值的变化而变化,并且细菌的细胞表面疏水性与其在水环境中对有机污染物的降解呈一定的相关性,疏水性大的菌株DEB-2对疏水性有机物的降解能力较疏水性小的菌株DEB-3要强。     

鼠李糖脂对假单胞菌GP3A降解芘的性能及细胞表面性质的影响

在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对假单胞菌GP3A生长情况、降解芘(初始浓度为15 mg·L-1)性能以及降解过程中菌体表面性质(细胞表面疏水性、菌体Zeta电位)的影响.结果表明,鼠李糖脂明显促进了GP3A的生长,当鼠李糖脂浓度为200 mg·L-1和500 mg·L-1时,72 h时菌体的生长量比未...     

鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及细胞表面性质的影响

使用大庆油田石油污染土壤中分离出的优势菌种（蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02）,在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及降解菌生长、菌体表面疏水性和外表形态的影响.结果表明,鼠李糖脂可以提高正十六烷的降解率,48 h时蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02对正十六烷的降解率比未加鼠李糖脂的体系分别增加了8.1％和11.6％. 正十六烷培养基中的鼠李糖脂能引起菌体表面疏水性的明显增大,且低浓度鼠李糖脂的这种能力明显优于高浓度鼠李糖脂,蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02分别在加入0.4 mmol/L和0.2 mmol/L鼠李糖脂时疏水性最大. 尤其是芽孢杆菌DQ02在对数生长后期BATH（bacterial adherence to hydrocarbon）达到44％,远大于未加鼠李糖脂时的BATH. 但在葡萄糖培养基中鼠李糖脂并没有明显影响菌种的生物量和BATH. 另外,加入鼠李糖脂后, 2株菌的培养基接触角比未加鼠李糖脂的培养基接触角均减小了约一半. 未加入鼠李糖脂的菌体细胞表面比较光滑,且菌体之间独立生长,而加入鼠李糖脂后影响了降解菌的外表形态,菌体细胞表面略显粗糙且相互粘连,有助于细胞与疏水性有机物的接触.     

3株细菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学

研究了3株多环芳烃(PAHs)高效降解菌对土壤中芘和苯并芘(BaP)的降解动态,用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果表明,3株细菌对芘和BaP的降解率有显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp.SB02)42 d对芘和BaP的降解率均最高.当土壤中芘和BaP的初始浓度为50　mg/kg时,芽孢杆菌(Bacillus sp. SB02)、动胶杆菌(Zoogloea sp. SB09)、黄杆菌(Flavobacterium sp. SB10)42 d对芘的降解率分别为42.69%、32.88%、25.07%, 对BaP的降解率分别为33.04%、25.39％、22.02%.3株细菌对芘和BaP的降解速率也存在显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp., SB02)最快,1周可降解20.88％芘和12.6%的BaP,动胶杆菌(Zoogloea sp.SB09)次之,黄杆菌(Flavobacterium sp.SB10)降解速率最慢.     

芽孢杆菌与假单胞菌的疏水性及其应用

根据细菌在烃-水两相体系中的细胞数量研究了芽孢杆菌和假单胞菌的表面疏水性及其在不同环境条件下的变化.试验结果显示,正辛醇-水两相体系适用于芽孢杆菌和假单胞菌这类细菌的表面疏水性的研究.细菌表面的疏水性随培养时间,温度和pH值的变化而发生改变.芽孢杆菌和假单胞菌的疏水性与其在水环境中对有机污染物的降解呈一定的相关性.疏水性大的细菌对疏水性有机物的降解速度较疏水性小的细菌快,在其表面的生长速度也更快.探讨了细菌表面的疏水性在养殖生态系统中的生态学意义,为养殖水体有机污染的生物修复提供新的理论基础.     

六株真菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学

研究了6株真菌对土壤中芘和苯并芘(BaP)的降解动态,用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果表明,6株真菌对芘和BaP的降解速率有显著性差异,降解率相差不大.产黄青霉(Penicillium chrysogenum,SF04),在42d内对BaP的降解能力最强,可达71.31%,对芘的降解能力相对最弱.镰刀菌(Fusariumsp.,SF11),黑曲霉(Aspergillusniger,SF05),木霉(Trichodermasp.,SF02)和毛霉(Mucorsp.,SF06)42d对芘的降解率分别为86.22%,86.18%,85.41%,85.04%,对BaP的降解率分别为71.11%,69.44%,69.05%,69.72%.木霉(Trichodermasp.,SF02)和毛霉(Mucorsp.,SF06)对芘和BaP的降解速率均很快.     

2株海洋石油降解细菌的降解能力

为实施海洋石油污染的生物治理,从厦门储油码头油污水中分离得到了2株石油降解菌.它们能够在以柴油、萘或芘为唯一碳源的培养基中生长,并适应于海洋环境的温度、pH和盐度.它们对萘都有很强的降解能力,3d内降解率可达87.53%和84.01%;7 d内对芘降解率分别为8.35%、5.37%.经16S rDNA同源性分析表明2菌株之间及其与施氏假单胞菌的同源性皆为99%;Biolog生化鉴定也表明它们为不同的菌株.通过兼并PCR扩增,序列分析发现2种菌编码完全相同的萘双加氧酶基因,该基因与其它假单胞菌的萘双加氧酶大亚基有98%同源性.     

Surface properties of bacteria from activated sludge in relation to bioflocculation

Two bacterial stains were isolated from the activated sludge and identified as Leucobacter sp.and Alcaligenes faecalis by 16S rDNA sequencing.Pure cultures of these two strains,representing well or poorly settled bacteria,were used to investigate the mechanism of bioflocculation in activated sludge.Based on the analyses of the characteristics of cells hydrophobicity,ζ-potential,flocculation ability and extracellular polymeric substance (EPS) composition under different growth stages,it was found that the ratio of cell EPS protein had the highly influence on ζ-potential and hydrophobicity,which were important factors to bioflocculation.Cellulase and Proteinase K could destroy the extracellular biopolymer and resulted in a decrease in the hydrophobicity and ζ-potential.However,in our study,the flocculation characteristics exhibited differently in relation to cellulase and Proteinase K.Flocculation of cells treated with cellulase and Proteinase K decreased sharply,and then recovered quickly in cellulase treatment,while cells treated with Proteinase K showed no sign of recovery.This reveals that the presence of protein in extracellular biopolymer plays an important role to the bioflocculation of cells.