北极生活污水低温降解菌筛选与多样性分析

利用筛选培养基从北极海洋沉积物中筛选可用于生活污水低温处理的微生物,并进行了分子鉴定和模拟生活污水降解效率的测定。结果表明,经筛选培养基富集培养和分离纯化,根据菌落形态学特征,从11个北极海洋沉积物中共分离到37株微生物,均可在以葡萄糖为惟一碳源和能源的筛选培养基中生长。分子鉴定与系统发育分析表明,37株菌分属于细菌域的不动杆菌属(Acinetobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和红球菌属(Rhodococcus),酵母的Mastigobasidium属和白冬孢酵母属(Leucosporidium),真菌的隐球菌属(Cryptococcus)和念珠菌属(Candida)。4株不同种属的试验细菌均能够利用各种有机物,如葡萄糖、甘露醇、甘露糖、苹果酸、苯乙酸和枸橼等。对模拟生活污水降解效果的初步试验表明,菌株5-3、9-2和11-3的处理效果较好,3株菌株10℃单独培养72 h,COD降解率均可达75%以上;菌株9-2在温度0~30℃的温度范围内均可生长,10℃条件下培养48 h对模拟生活污水COD降解率可达88.1%。研究结果表明北极存在着丰富的可用于生活污水低温处理的微生物资源种质资源。     

原油降解微生物的16S rDNA序列研究

通过向原油中加入营养源的方法培养出降解菌体系,这些细菌能在21 d内将原油完全乳化降解,用红外光谱仪扫描降解后的原油,结果表明,图谱的4 000～4 500 cm-1和5 500～6 000 cm-1两处原油特征峰消失。采用细菌16S rDNA通用引物和PCR扩增等方法,构建原油降解菌体系16S rDNA克隆文库,从中随机挑选35个克隆子,进行序列测定(约800bp),测序结果进行BLAST比对。结果表明,变形杆菌纲(Proteobacteria)是原油降解体系中的优势微生物种群(65.7%),其中苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)、短波单胞菌属(Brevundimonas sp.)和无色杆菌属(Achromobacter sp.)是重要原油降解菌。因此对16S rDNA克隆文库的分析揭示了宁波港原油降解菌株的组成,为以后利用此类细菌处理原油污染提供了重要依据。     

石油降解菌的分离鉴定及4株芽胞杆菌种间效应

通过富集培养和分离纯化的方法,从天津大港油田石油污染土壤和渤海海上钻井平台洗油污水中分离出6株石油降解细菌,生理生化试验及16S r DNA序列分析鉴定表明,它们分别属于Bacillus芽胞杆菌属(S1、S2、S3、S4)、Pseudomonas假单胞菌属(W1)和Ochrobactrum苍白杆菌属(W2),其中,S3具有最高的烷烃(41.3%)和芳烃(30.9%)降解率,从石油污染场地中筛选出的内源微生物对本油田石油的降解效果优于外源物种.对4株芽胞杆菌属菌株构建微生物组进行石油降解实验,结果表明,由S1和S4构成的微生物组F3具有最高的烷烃(50.5%)和芳烃(54.0%)降解率,比单菌降解率分别提高了69.9%和156.1%,同时比最优降解单菌S3的降解率分别高出22.1%和74.6%,而由S2和S3构成的微生物组F4对烷烃和芳烃的降解率最低,分别为18.5%和18.9%,比单菌降解率降低了55.3%和39.0%,实验表明同菌属微生物种间对石油的降解同时存在协同促进和拮抗抑制作用,芽胞杆菌属内亲缘性近的菌株之间对石油降解主要表现为促进作用.     

污染土壤中菲降解菌的分离鉴定及其降解能力

利用水-硅油双相系统富集培养和平板升华方法,从被多环芳烃(PAHs)污染的表层土壤中筛选分离得到10株能利用菲为唯一碳源和能源生长的菌株. 这10株菌在无机盐培养基中10 d内对初始质量浓度为50 mg/L的菲的去除率为27.6%～55.3%,其中一些菌株混合可提高或降低菲的去除率;通过形态观察、生理生化指标测定及分子生物学分析(16S rDNA)等方法对其中3株具有较高降解能力的菌株(分别定名为PE0402-5,PE0902-1和PE1501-1)进行鉴定. 这3株菌的16S rDNA序列分别与Gordonia,Mycobacterium以及Azospirillum 3个属的相似性达100%,99%和99%. 结合分离菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定菌株PE0402-5为戈登氏菌(Gordonia sp.),PE0902-1为分枝杆菌(Mycobacterium sp.),PE1501-1为固氮螺菌(Azospirillum sp.).      

造纸废水中高效菌群的筛选与鉴定

从再生造纸废水中分离出细菌14株,真菌5株,通过测定菌株的COD去除率,筛选出高效菌株,对其进行形态特征、生理生化特征、16S rDNA或ITS rDNA序列分析,并比较了单个菌株与混合菌的COD去除效果。结果表明:从再生造纸废水中筛选出高效菌株4株,鉴定为巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌、产碱假单胞菌、皮状丝孢酵母;混合菌COD去除能力优于单个菌株,COD去除率可达86.5%。     

柴达木盆地达布逊盐湖微生物多样性研究

本研究采用高通量测序与传统培养技术相结合的方式研究达布逊湖微生物的多样性。结果显示,达布逊盐湖中的细菌多样性与丰度远高于古菌。高通量测序所得的16SrRNA基因序列分别归属广古菌门(Euryarchaeota),放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),变形菌门(Proteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)。广古菌门序列占原核微生物(细菌与古菌之和)的5.5%,以嗜盐的盐杆菌科(Halobacteriaceae)为主,而属于放线菌门、拟杆菌门、变形菌门和疣微菌门的细菌序列分别占原核微生物的53.0%、25.8%、14.1%和1.6%。定量PCR结果显示,达布逊盐湖水体中的细菌和古菌16S rRNA基因丰度分别为3.27×107和4.35×104拷贝/毫升。培养分离获得的纯细菌菌株分别属于假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)。古菌菌株则分别属于盐杆菌科的盐盒菌属(Haloarcula)、盐红菌属(Halorubrum)和盐棍菌属(Halorhabdus)。本研究为青藏高原盐湖微生物资源的开发和利用提供了有利的数据支持。     

底泥中红霉素耐受菌群的多样性分析

为了正确评估抗生素残留的环境风险,了解长期受低浓度红霉素污染条件下,水体底泥中红霉素耐受菌群结构的变化特点,采用传统的微生物培养法和分子生物学方法对长期受低浓度红霉素污染的水体底泥中红霉素耐受菌群结构的多样性进行了分析.结果表明:采用传统的培养方法,从底泥中可分离筛选出3株对红霉素有耐受能力的菌株,根据其形态学特征及16S rDNA序列分析,初步鉴定为赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillussp.)、土壤芽孢杆菌(Solibacillus silvestris)以及蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),其中敏感菌蜡样芽孢杆菌经低浓度红霉素诱导对红霉素表现出一定的耐药性.进一步构建底泥耐药菌群16S rDNA克隆文库发现,底泥中红霉素耐受菌群可分为三大类群,其中未获培养的细菌(Uncultured bacterium)在整个文库中比例最大,占65.06%,其次为芽孢杆菌纲(Bacilli)和梭菌纲(Clostridia),分别占文库比例33.73%和1.20%.文库中可培养的耐药菌优势类群为芽孢杆菌纲,与传统培养方法得到的结果相一致.上述研究表明,在长期受低浓度红霉素污染的环境中,红霉素耐药菌的存在具有一定的广泛性和潜在性,将可能威胁人类健康和生态系统,应当重视其生态风险评价与管理.     

硝基苯降解菌的分离、鉴定及其对硝基苯的降解

通过选择性富集培养,从武汉制药厂排污沟污泥中分离出四株以硝基苯为唯一碳源生长的细菌,经初步鉴定,它们分属于葡萄球菌属(Stapylococcus)、链球菌属(Streptococcus)和棒状杆菌属(Corynebacterium)。葡萄球菌在含0.1%硝基苯的培养基中培养3天,可将硝基苯降解44%。其余菌株降解能力稍差。所有菌株经肉汤培养基转代,其降解能力都不降低。经检测4株菌均未发现质粒。     

青藏铁路沿线土壤可培养微生物种群多样性分析

选择青藏铁路沿线不同海拔高度的10个地点采集土壤样品,采用3种不同的培养基分离培养其中的微生物;提取各土壤样品可培养微生物菌体基因组DNA,进行16S rDNA的PCR扩增,对可培养微生物种群多样性进行分析.结果表明,该地区可培养微生物的数量为1×106～8×106 CFU/g.16S rDNA序列分析发现,分离培养的微生物主要包括厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门γ亚群(Gammaproteobacteria) 3个类群,分别占菌株总数的53.1%,29.6%和16.0%.其中,Bacillus sp.为优势菌属,占菌株总数的29.6%;Bacillus simplex为优势种,占菌株总数的12.3%.      

利用PCR-DGGE技术指导高温油藏中功能微生物的分离

采用PCR-DGGE技术对高温油藏的微生物群落进行了多样性分析,并将得到的信息用于指导油藏微生物的分离.本研究通过PCR-DGGE技术对油藏水样中DNA的16S rDNA V3、V8、V9 3个高可变区的扩增产物进行了比较,确定采用可得到更多微生物多样性信息的V9区引物进行PCR扩增,优势条带序列分析表明,在高温油藏中存在的微生物与GenBank数据库中α,β,y-变形杆菌和芽孢杆菌的序列相似性最高.利用多元细菌培养技术,以序列信息为指导,采用富集培养、直接培养和特殊培养的方法,从水样中分离出5株高温菌(而传统分离方法只能获得3株),其中3株高温解烃菌分别属于Bacillus属、Geobacillus属和Petrobacter属,它们能够在55℃以上兼性厌氧条件良好生长,对原油的降解率分别为56.5%、70.01%和31.87%,对原油的降粘率分别为40%、54.55%和29.09%,使原油的凝固点分别降低3.7、5.2和3.1℃.因此,序列指导和改变培养条件是分离更多有效采油微生物的改进方法,这3株高温菌的对原油的作用效果证明其具备提高石油采收率的潜力.     

玉门油田污染荒漠土壤石油降解菌多样性

为探索石油污染荒漠土壤石油降解微生物多样性、筛选高效石油降解菌,采用涂布平板法从石油污染荒漠土壤分离具有石油降解能力细菌,采用细菌形态观察和16S rRNA基因序列分析其多样性,并设计特异性引物,对分离细菌降解相关基因进行检测.结果表明,分离的37株细菌分别属于放线菌纲(Actinobacteria)、γ变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β变形菌纲(Betaproteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)和α变形菌纲(Alphaproteobacteria),分别占35.14%、32.43%、13.51%、13.51%、5.41%,归属于21个属的34个种类.优势菌属为假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、微球菌属(Micrococcus)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、无色杆菌属(Achromobacter)和葡萄球菌属(Staphylococcus),占总数的51.35%,其中有36株细菌能以石油为唯一碳源稳定生长,对原油有明显的降解能力.在石油质量浓度为1 500 mg/L的基础培养基中,菌株YM43在培养7 d后对石油的降解率达55.47%,另有8株细菌的降解率不低于30.55%,11株细菌的降解率介于10.05%~28.37%,18株细菌的降解率不高于8.05%. PCR检测表明,有25株细菌含有烷烃单加氧酶基因,6株含芳烃双加氧酶基因,6株含联苯双加氧酶基因,4株含萘双加氧酶基因,3株含甲苯双加氧酶基因,2株含邻苯二酚双加氧酶基因.研究显示,石油污染荒漠土壤中可培养细菌具有高度多样性,分离的菌株有较强的石油降解能力,其降解功能与所存在的降解基因有关.      

Indigenous bacteria may interfere with the biocontrol of plant diseases

Prodigiosin is a reddish antibiotic pigment that plays an important role in the biocontrol of plant diseases by the bacterium Serratia marcescens. However, its activity is unstable under agricultural conditions; further, it can be degraded by various environmental factors. To examine the effect of epiphytic microbes on the stability of prodigiosin used for biological control processes, we collected a total of 1,280 bacterial isolates from the phylloplane of cyclamen and tomato plants. Approximately 72% of the bacterial strains isolated from the cyclamen plants and 66% of those isolated from the tomato plants grew on minimal agar medium containing 100 μg ml⁻¹ prodigiosin. Certain isolates obtained from both plant species exhibited prodigiosin-degrading activity. We compared the 16S rRNA gene sequences derived from the isolates with sequences in a database. The comparison revealed that the sequences determined for the prodigiosin-degrading isolates were homologous to those of the genera Pseudomonas, Caulobacter, Rhizobium, Sphingomonas, Janthinobacterium, Novosphingobium, and Rathayibacter. These results indicate that indigenous epiphytic microorganisms may interfere with the interaction between plant pathogens and biocontrol agents by degrading the antibiotics produced by the agents.     

自然土壤中苯酚降解菌的分离和系统发育分析

采用富集培养的方法,从未受苯酚污染的自然土壤中分离得到5株能以苯酚为唯一碳源生长的细菌.根据生理生化特性和系统发育分析对它们进行了初步鉴定,菌株PHD-2为Ralstonia sp.,菌株 PHD-4为Acinetobacter sp.,菌株PHD-5 为Microbacterium sp.,菌株PHD-1和PHD-3均为Pseudomonas sp.,16S rRNA基因序列的同源性比较和系统发育分析表明自然土壤中的苯酚降解菌具有丰富的多样性.     

Microbial diversity of soil bacteria in agricultural field contaminated with heavy metals

In this study we evaluated the bacterial diversity in a soil sample from a site next to a chemical industrial factory previously contaminated with heavy metals. Analysis of 16S rDNA sequences amplified from DNA directly extracted from the soil revealed 17 different bacterial types （genera and/or species）. They included Polyangium spp., Sphingomonas spp., Variovorax spp., Hafina spp., Clostridia, Acidobacteria, the enterics and some uncultured strains. Microbes able to tolerate high concentrations of cadmium （500μmol/L and above） were also isolated from the soil. These isolates included strains of Acinetobacter （strain CD06）, Enterobacter sp. （strains CD01, CD03, CD04 and CD08） （similar strains also identified in culture-independent approach） and a strain of Stenotrophomonas sp. The results indicated that the species identified from direct analysis of 16S rDNA of the soil can be quite different from those strains obtained from enrichment cultures and the microbial activities for heavy metal resistance might be more appropriately addressed by the actual isolates.     

膨胀污泥中丝状菌的分离鉴定与特性分析

为了阐明膨胀污泥中的丝状菌种类和特性,利用培养法、显微镜检和分子生物学分析技术从城市污水处理厂的膨胀污泥中分离鉴定丝状菌,并对典型丝状菌进行特性分析.利用高氏一号培养基和淀粉培养基分离出的丝状菌可归入18个属,其中链霉菌属(Streptomyce)、细杆菌属(Microbacterium)属于放线菌门,其余均属于真菌.青霉菌属(Penicillium)、枝孢菌属(Cladosporium)、链格孢属(Alternaria)、曲霉菌属(Aspergillus)、毛孢子菌属(Trichosporon)在培养基上的出现频次较高.毛孢子菌、链霉菌、青霉菌和链格孢菌都能在pH中性或偏酸性条件下良好生长.高浓度的Na Cl能够抑制毛孢子菌和链霉菌,但对青霉菌和链格孢菌的抑制作用不明显.除毛孢子菌外,链霉菌、青霉菌和链格孢菌都可有效地利用蔗糖、淀粉和纤维素,碳源浓度增加会促进它们的生长.r DNA-ITS区高通量测序结果表明膨胀污泥中存在大量未知真菌.     

AOA-SBR系统运行效能及高效聚磷菌的特性研究

为获得聚磷能力突出且抗逆性强的菌株,进一步扩大生物除磷的应用范围,在实验室条件下完成AOA-SBR反应器的启动及运行,基于Illumina Miseq高通量测序技术对反应器各运行阶段样品中的细菌群落结构进行解析,从稳定运行的SBR反应器中分离得到聚磷菌,分别进行菌株的鉴定及其生长聚磷特性研究.结果表明:①反应器的启动及运行后期,各项出水水质指标均达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A水平,系统的除磷率稳定在95%以上.②反应器对于除磷微生物的定向富集作用较强,变形菌门中的不动杆菌属为优势菌群.③共分离得到5株高效聚磷菌,暂命名为LXP1~LXP5,经鉴定分别为假单孢菌属（Pseudomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、红球菌属（Rhodococcus）、大头茶属（Gordonia）及脂肪杆菌属（Pimelobacter）.④LXP1~LXP5都具有典型的生长曲线和较短的生长周期,生长周期范围为24~36 h;各菌株在好氧条件下的吸磷量均在10 mg/L以上,最大可达30 mg/L.研究显示,实验室条件下AOA-SBR反应器的启动及运行可较好地实现对活性污泥中的除磷微生物定向富集的目的,该试验分离得到5株高效聚磷菌并经鉴定分属5种不同的菌属范畴,其中Rhodococcus、Gordonia及Pimelobacter的菌株为近年来鲜有的从活性污泥中筛选得到的具有较好聚磷特性的菌株.      

Fungal diversity in major oil-shale mines in China

As an insufficiently utilized energy resource,oil shale is conducive to the formation of characteristic microbial communities due to its special geological origins.However,little is known about fungal diversity in oil shale.Polymerase chain reaction cloning was used to construct the fungal ribosomal deoxyribonucleic acid internal transcribed spacer(r DNA ITS)clone libraries of Huadian Mine in Jilin Province,Maoming Mine in Guangdong Province,and Fushun Mine in Liaoning Province.Pure culture and molecular identification were applied for the isolation of cultivable fungi in fresh oil shale of each mine.Results of clone libraries indicated that each mine had over 50% Ascomycota(58.4%–98.9%)and 1.1%–13.5%unidentified fungi.Fushun Mine and Huadian Mine had 5.9% and 28.1% Basidiomycota,respectively.Huadian Mine showed the highest fungal diversity,followed by Fushun Mine and Maoming Mine.Jaccard indexes showed that the similarities between any two of three fungal communities at the genus level were very low,indicating that fungi in each mine developed independently during the long geological adaptation and formed a community composition fitting the environment.In the fresh oil-shale samples of the three mines,cultivable fungal phyla were consistent with the results of clone libraries.Fifteen genera and several unidentified fungi were identified as Ascomycota and Basidiomycota using pure culture.Penicillium was the only genus found in all three mines.These findings contributed to gaining a clear understanding of current fungal resources in major oil-shale mines in China and provided useful information for relevant studies on isolation of indigenous fungi carrying functional genes from oil shale.     

攀枝花矿区糙野青茅根际耐铬放线菌筛选及促生能力评价

从攀枝花矿区糙野青茅根际土中分离放线菌,筛选获得对重金属铬具有强耐受性、抗菌促生和产胞外酶能力的放线菌,为微生物-植物联合修复重金属污染提供菌种资源.采用稀释涂布法进行放线菌的分离,通过放线菌在不同铬浓度高氏一号培养基上的生长状况判断其对重金属铬的耐受性,进一步采用原子吸收分光光度法分析菌株对铬耐受性强的菌株耐铬及去铬能力;通过对菌株产铁载体、溶磷、产吲哚乙酸(IAA)、产纤维素酶、产淀粉酶、产木糖酶、产酪蛋白酶能力及抗菌活性的筛选,综合评价菌株抗菌促生能力.结果显示,分离获得的27株根际菌株,光学显微形态及扫描电镜结果均显示为放线菌,其中有14株能在含铬的培养基上生长,具有耐铬能力.16S rRNA基因测序结果显示,14株放线菌分属于链霉菌属(streptomyces)、小单孢菌属(Micromonospora)和冢村氏菌属(Tsukamurella).菌株SCAU9002和SCAU9008在铬浓度为300mg·L~(-1)的处理下培养6 d,去铬率分别达到81.17%和78.41%;菌株SCAU9002、SCAU9006、SCAU9008、SCAU9009、SCAU9013同时具有3种促生功能,盆栽实验结果进一步表明,在重金属胁迫下,经菌株处理后的玉米植株更高,生物量更大,根系更发达,促生效果较好.此外,菌株SCAU9006对6种病原菌具有拮抗作用,5株菌同时具有3种及以上产胞外水解酶的能力,4株菌能在7%的NaCl浓度下生长,13株菌在pH5.0~8.0的范围内均可生长.结果表明,根际放线菌在促进矿区植物生长和铬尾矿污染土壤的生物修复研究中具有很大潜力.