荧光假单胞菌代谢α-蒎烯过程中表面活性物质的定向积累及其性状分析

从处理α-蒎烯的生物滴滤塔中分离到一株荧光假单胞菌PT,该菌株在代谢α-蒎烯的过程中能产生具有表面活性的物质.通过优化培养基,使得菌株在降解过程中能最大程度地积累表面活性的代谢产物,培养液的表面张力下降至30 mN·m-1.采用红外光谱、薄层色谱等分析方法对分离得到的油状产物进行鉴定,并结合α-蒎烯的微生物代谢途径,确定该表面活性物质为紫苏酸,分子式为C10H14O2.这类物质对柴油和正己烷有较明显地乳化作用,乳化指数达到40％～60％,对多环芳烃(菲、萘、芘)也有明显地增溶效果,在其临界胶束浓度时水中溶解度分别提高了2.65％、6.07％和10.0％.以上结果表明,该表面活性物质可替代化学表面活性剂广泛用于环境污染的修复治理中.     

1株α-蒎烯降解菌的分离鉴定及降解特性研究

从处理废气的生物滤塔内筛选到1株能高效降解α-蒎烯的菌株PT.通过菌落形态、生理生化特征、16SrRNA基因序列相似性分析及Biolog鉴定等方法,确定该菌株属于荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens).菌株PT最佳生长条件为: NaCl浓度0.00%、pH7.13、温度25.5℃,降解速率达到最大值5.22mg/(L×h).降解过程符合Haldane’s抑制生长动力学模型,最大比降解速率为0.0364h-1.菌株PT能不同程度地降解一些分子结构较为简单或与α-蒎烯结构相似的工业有机污染物.代谢产物分析表明,菌株PT在降解α-蒎烯的过程中产生柠檬油精、紫苏酸等结构较为简单的物质,它们最终被完全矿化为CO2或合成细胞自身组成物质.碳平衡分析表明,底物有机碳含量完全矿化和转化为细胞生物量的比例分别为64.83%和30.37%.     

α-蒎烯降解菌株的筛选及降解特性

从生产萜烯树脂的废水中分离到一株能降解α-蒎烯的菌株,通过16S r RNA序列鉴定和构建系统发育树分析,该菌株为海洋小单胞菌(Micromonospora marine),命名为HKY。研究了温度、p H值、α-蒎烯的浓度对这株菌降解α-蒎烯的影响,结果表明,菌株在25~40℃对α-蒎烯都有较好的降解,其中在30℃降解率最高,可达到90.21%。初始p H在6~8之间时降解率较高,其中p H为7时,降解率最高可达到93.43%。当α-蒎烯在100 mg/L以内时,培养48 h后没有残留,200 mg/L和300 mg/L时培养液中有残留,500 mg/L基本对该菌处于抑制状态。同时研究了该菌株的底物谱,结果表明该菌株能够降解一些分子结构较为简单或者与α-蒎烯结构相似的工业有机污染物。运用该菌处理生产萜烯树脂污水处理厂的出水,能够对COD有一定的去除作用。     

鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium sp.)JCR5降解17α-乙炔基雌二醇的代谢途径

从北京某避孕药厂污水处理站曝气池的活性污泥中分离得到1株能够以17α-乙炔基雌二醇(17α-ethinylestradiol,EE2)为唯一碳源和能源生长的菌株JCR5.通过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.).菌株JCR5在10d内对初始底物浓度为30 mg·L-1EE2的降解率可达87%.该菌株能够利用甾体雌激素(甾酮、17β-雌二醇、雌三醇以及炔雌醇甲醚)、避孕药生产中间体以及一些芳烃化合物为唯一碳源生长.对EE2降解中间产物进行质谱分析推测,EE2在降解过程中首先被氧化为雌酮(estrone,E1),后经过一系列生物催化作用生成2-羟基-2,4-二烯-戊酸和2-羟基-2,4-二烯-1,6-己二酸2种中间代谢产物.前者是与Comamonas testosteroni TA441代谢睾甾酮的途径类似的产物,而后者是3-羟基-4,5-9,10-二断雌甾烷-1(10),2-二烯-5,9,17-三酮基-4-酸不同于前者断键位置的另一产物.     

一株Diaphorobacter属细菌对苯酚的降解特性和代谢途径

Diaphorobacter sp.ZW12菌株具有较高的苯酚耐受性和降解能力,通过摇瓶培养在以苯酚为唯一碳源的基本培养基中考察该菌株对苯酚的耐受性和苯酚降解特性。结果表明,该菌株能在苯酚浓度为4.0g/L的培养基中生长,完全降解苯酚的最高浓度可达3.0g/L。其最适生长pH、生长温度和代谢温度分别是pH7.0、33℃和30℃。利用苯酚羟化酶基因(Lph)、邻苯二酚-1,2-加氧酶基因(C12O)和邻苯二酚-2,3-加氧酶基因(C23O)特异性引物对ZW12总DNA进行PCR扩增,结果Lph基因和C23O基因PCR扩增阳性、C12O基因扩增呈阴性,表明ZW12对苯酚的代谢是通过C23O途径进行的。     

PM1 菌降解甲基叔丁基醚的代谢途径

采用Methylibium petroleiphilum PM1 降解甲基叔丁基醚(MTBE),检测了MTBE 代谢中间产物,并分析其代谢途径.结果表明,PM1 降解MTBE 的过程中伴有细胞的生长,但细胞得率较低.利用气相色谱-质谱联用仪和离子色谱检测到叔丁醇(TBA)、2-羟基异丁酸和甲酸等中间产物.PM1 能快速降解甲酸叔丁酯、TBA 和丙酮,异丙醇强烈抑制MTBE 的降解,推测异丙醇可能不是MTBE 的代谢中间产物.以乙醇为底物培养的细胞降解MTBE 需要经历一段延滞期,结合蛋白电泳实验,推测MTBE 降解酶可能为诱导酶.     

两株喹啉降解菌代谢途径的分析

从焦化废水处理系统中分离得到2 株以喹啉为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌,经形态、生理生化特征及16S rRNA 基因的序列分析初步鉴定为Pseudomonas sp.QG6 和Rhodococcus sp.QL2. 2 株菌对喹啉均表现出良好的降解性能,当喹啉初始浓度为150mg/L 时,均能在8h 内降解完全. QG6 对TOC 去除率高于QL2.采用HPLC 检测到2 株菌的中间产物不尽相同,所有被检出的中间产物均比喹啉极性强.GC/MS 鉴定结果显示,QG6 的中间产物有2-羟基喹啉、8-羟基香豆素和2,3-二羟基苯丙酸,QL2 的中间产物包括2-羟基喹啉、2,6-二羟基喹啉和8-羟基香豆素.探讨了降解喹啉的2 条不同代谢途径.     

苯为好氧共代谢基质的1,1-二氯乙烯的生物降解研究

为更好地去除地下水中常见的混合污染物苯与1,1-二氯乙烯（1,1-DCE）,从用苯与1,1-DCE驯化的好氧共代谢活性污泥中筛选获得6株菌株,并利用16SrDNA技术鉴定菌株属性,通过研究6株菌株的降解特性获得优势菌株,并进一步探讨优势菌株的最佳生长因素.结果表明,筛选的6株菌株中,4株属于产碱杆科,另外2株属于放线菌...     

铜绿假单胞菌NY3及其突变株好氧降解四溴双酚A特性研究

为明确铜绿假单胞菌NY3 2个烷羟化酶基因alk B1和alk B2基因在该菌代谢四溴双酚A中的作用,研究了野生NY3菌及其突变菌株(NB1D、NB2D及NB12DD)对四溴双酚A好氧降解特性.研究表明,NY3、NB1D、NB2D及NB12DD菌株均能以四溴双酚A为单一碳源和能源进行生长,并对四溴双酚A进行一定程度上的降解.NY3菌中alk B1基因和alk B2基因的缺失对NY3菌株在四溴双酚A中的生长有抑制作用,而且alk B1基因和alk B2基因在NY3菌降解四溴双酚A中起一定的作用,但不完全,说明NY3菌中还存在其他影响四溴双酚A降解的基因.缺失alk B2基因的突变株NB2D在高浓度的四溴双酚A溶液中降解转化率最少,说明alk B2基因的缺失,对NY3菌降解高浓度四溴双酚A碳源更重要.加入同一易降解共代谢碳源,野生株NY3菌及其各突变株生长特性无明显差异,然而,因共存碳源种类不同,同一菌株细胞生长量、对四溴双酚A降解及其脱溴效率等特性差别明显.加最佳共代谢碳源乳酸钠的体系内,突变株NB2D存在下易积累中间产物3,3',5-三溴双酚A和2-溴-4(异丙基-溴苯)-苯酚等直接脱溴产物,说明alk B1基因可能为NY3菌株代谢四溴双酚A脱溴时的关键基因.     

耐盐类固醇激素降解菌交替赤杆菌MH-B5的降解特性、降解途径及其固定化

从咸水湖中分离得到1株具有类固醇激素降解能力的耐盐菌株,利用16S rRNA基因序列同源性分析确定菌株MH-B5属于交替赤杆菌属(Altererythrobacter),其可生长p H范围为5.5~9.0,可耐受盐度生长范围为0~7%,单碳降解实验表明该菌可以利用雌酮、雌二醇、雌三醇和睾酮.应用超高压液相色谱串联四级杆飞行时间质谱分析得出菌株降解睾酮的过程中主要中间代谢产物为4-雄烯二酮、宝丹酮和雄二烯二酮.应用单一载体和复合载体两种方法分别制备的菌株MH-B5固定化颗粒均可降解雌二醇,批次降解实验表明菌株MH-B5固定化颗粒可有效降解2 mg·L~(-1)雌二醇及其初级代谢产物雌酮.上述研究结果表明菌株MH-B5可在海水中生长良好,其能降解典型雌激素及雄激素睾酮,且经过微生物固定化过程后依然具有类固醇激素的降解特性,因此对类固醇激素污染的咸水环境修复,具有潜在应用前景.     

焦化废水中高效RhodococcusP1菌株的降酚特性研究

通过研究分离鉴定的Rhodococcus P1菌株的苯酚降解性能,表明P1菌株24 h内可完全降解低于907 mg/L的苯酚。苯酚羟化酶基因克隆表达和酶活测定分析表明P1菌株的苯酚代谢途径通过邻苯二酚1,2双加氧酶催化开环降解。除降解苯酚外,P1菌株可利用吡啶作为唯一的碳源和能源。     

Pseudomonas sp.JM2菲降解酶基因解析

Pseudomonas sp.JM2是一株新发现的菲好氧高效降解菌,文章通过对该菌株菲降解基因簇的解析,发现降解关键酶基因均处于质粒上。获得了该菌菲双加氧酶、顺-3,4-二氢二羟基菲脱氢酶、3,4-双羟基菲双加氧酶、2-羟基-2H-苯芘[h]色原烯-2-羧酸盐异构酶、水合-醛缩酶、1-羟基-2-萘甲醛脱氢酶、1-羟基-2-萘甲酸双加氧酶、反式-2'-羧基苄基丙酮酸水合-醛缩酶、2-羧基苯甲醛脱氢酶的基因序列。通过与14种多环芳烃降解菌的基因序列比对,发现JM2降解关键酶的基因序列与产碱杆菌AFK2有96%的同源性,而与同种属的假单胞菌的同源性仅有约55%。进一步用同源模建的方法获得了JM2菲双加氧酶α亚基的关键氨基酸,并结合已知的代谢产物分析,推测该菌株通过邻苯二甲酸途径降解菲,该降解途径与目前已知的假单胞菌菲降解途径不同。实验结果对于评价JM2菲降解物的环境影响、进一步通过基因调控和改造提高JM2的降解能力奠定了基础。     

关于铜、锌和某些金属离子对苯并(a)芘致突变性和代谢的影响

本文通过探讨金属离子对苯并(a)芘致突变性和代谢的影响,初步发现,铜和锌离子能显著地抑制微粒体芳烃羟化酶、环氧化物水化酶的活性,抑制苯并(a)芘代谢和抑制苯并(a)芘及焦炉尾气飘尘提取物的致突变性。实验表明,铜和锌离子可能通过调节那些催化苯并(a)芘和焦炉尾气飘尘提取物,转变成亲电性中间产物的代谢酶系,起到抑制苯并(a)芘等有关环境污染物的致突变性和致癌性的作用。     

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.     

β-Proteobacteria菌降解甲基叔丁基醚的条件及中间代谢产物研究

采用可利用甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)为唯一碳源和能源生长的1株β-Proteobacteria菌进行MTBE在密闭系统中的降解试验,确定了该菌降解MTBE的最适条件为:培养液初始pH值7.2,初始细胞浓度107 cells/mL,初始MTBE浓度为25mg/L.考察了密封培养系统内培养液溶解氧对降解效果的影响,结果表明,在培养系统密闭前充入氧气可提高菌体对MTBE的降解速率.以气相色谱-质谱联用法检测到MTBE降解主要中间代谢产物是叔丁基醇、异丙醇、丙酮.在选择离子扫描模式下定量分析,得到降解过程中主要中间代谢产物的浓度变化曲线,据此推断MTBE的降解途径属于"丙酮途径".     

“真菌-细菌”复合菌剂的构建及其降解α-蒎烯、乙酸丁酯和邻二甲苯混合废气的性能研究

以α-蒎烯、乙酸丁酯和邻二甲苯3株高效降解菌为菌源(2株真菌和1株细菌),通过对比单菌单底物和多菌多底物降解效果,确定这3株菌之间不存在抑制效应,可用于构建"真菌-细菌"复合菌剂.考察了复合菌剂与活菌液的降解性能及对饥饿期的响应,结果表明复合菌剂和活菌液均能较完全地降解底物,但经历饥饿期后,复合菌剂对底物仍保持100%的降解率,而活菌液对α-蒎烯和邻二甲苯的去除率只有94.6%和62%.该菌剂具有较好的稳定性,常温保存180 d后对各初始浓度为120 mg·L-1的α-蒎烯、乙酸丁酯和邻二甲苯24 h内去除率为48.2%、95.1%和57.3%.将复合菌剂与活性污泥分别接种于生物过滤塔,复合菌剂能明显缩短生物膜形成时间,接种的反应器对底物总去除率维持在90%左右,而活性污泥只有60%.     

苯高效降解菌Corynebacterium sp.AL-5的筛选及其降解机理研究

在产石化企业污染场地风险防控日益受到关注,高性能生物降解菌剂是在产企业成功原位生物修复的关键.本研究从苯系物降解菌群中筛选并分离出高效苯降解菌株,经细菌形态和16S rRNA序列分析鉴定菌株,通过改变单一因素研究降解菌株的降解特性,并通过LC-Q-TOF-MS/MS检测中间代谢产物,进而推测菌株的苯降解途径.结果表明,高效苯降解菌株经鉴定命名为Corynebacterium sp.AL-5.菌株AL-5在28℃、pH=8.0、添加100 mg·L^-1酵母粉的培养条件下,10 h内可完全降解初始浓度为100 mg·L^-1的苯,并阐明了菌株AL-5通过苯酚和邻苯二酚途径降解苯.此外,菌株AL-5可在混合BTEX体系中同时降解苯和甲苯,半衰期分别为3.3 h和12.9 h,符合零级动力学方程和一级动力学方程.本研究可为在产石化企业苯污染土壤和地下水原位生物修复提供菌种资源和理论支撑.     

白腐菌对氯丹的降解性能及降解途径研究

 研究了2株多氯代二苯并二噁英高效降解白腐菌Phlebia lindtneri及Phlebia brevispora对氯丹的降解能力.在2个不同的液体培养体系中,2菌株对于高浓度(25μmol/L)的反式氯丹展现了较高的代谢能力,经6周培养后其降解率均达到50%以上.用GC/MS对其降解产物分析表明,氯丹的降解存在脱氢,脱氯化氢,羟基化以及氯原子的羟基置换4条不同的初始降解途径,除七氯,环氧七氯及氧化氯丹等常见初始代谢产物外,还发现3-羟基氯丹,氯代六氯醇,七氯二醇,羟基六氯,二羟基六氯等大量的羟基化代谢产物.尤其是P. lindtneri可以将曾被认为是终端代谢产物的氧化氯丹进行降解,并通过氯原子的羟基置换作用将其转化成羟基化代谢产物.     

1株镰刀菌属KY123915的分离及其对17β-雌二醇的降解特性

以西安市某污水处理厂A~2/O工艺的好氧池活性污泥为雌二醇降解菌菌源,以MYE为筛选培养基,利用富集培养和平板划线分离法筛选出1株可以利用17β-雌二醇(E2)为唯一碳源和能源进行生长代谢的菌株Wu-SP1.该菌株经鉴定为镰刀菌属(Fusarium sp.),菌株的序列号为KY123915,该菌株降解E2的最适温度为30℃,最适pH值为6,在弱酸性范围内(pH4~6),菌株对E2呈现较好的降解活性.在最佳温度和pH条件下对浓度为2 mg·L~(-1)的雌二醇48 h降解率可达92.5%.对浓度为10、100、500 mg·L~(-1)雌二醇的降解过程符合一级动力学反应.利用紫外光谱法对代谢中间产物进行测定发现,与雌二醇单体相比,代谢产物的最大吸收峰强度减弱,并在230nm和350nm处出现了较大吸收峰.中间产物可能为雌酮(E1).     

β-Proteobacteria菌降解甲基叔丁基醚的条件及中间代谢产物研究

采用可利用甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)为唯一碳源和能源生长的1株β-Proteobacteria菌进行MTBE在密闭系统中的降解试验,确定了该菌降解MTBE的最适条件为:培养液初始pH值7.2,初始细胞浓度10⁷cells/mL,初始MTBE浓度为25 mg/L.考察了密封培养系统内培养液溶解氧对降解效果的影响,结果表明,在培养系统密闭前充入氧气可提高菌体对MTBE的降解速率.以气相色谱-质谱联用法检测到MTBE降解主要中间代谢产物是叔丁基醇、异丙醇、丙酮.在选择离子扫描模式下定量分析,得到降解过程中主要中间代谢产物的浓度变化曲线,据此推断MTBE的降解途径属于“丙酮途径”.