苯并噻吩与二苯并噻吩脱硫酶功能相关性研究

苯并噻吩（BT）专一性降解菌株Gordonia sp. C-6的脱硫途径类似于二苯并噻吩（DBT）的“4S”脱硫途径,能以BT为唯一硫源生长,但不能以DBT为唯一硫源生长.目前,还没有BT专一性脱硫基因的相关报道.本研究将Rhodocossus erythropolis DS-3中DBT脱硫途径的相关基因dszA、dszB、dszC和dszABC分别转入Gordonia sp. C-6中构建工程菌株Gordonia sp. CRA、Gordonia sp. CRB、Gordonia sp. CRC和Gordonia sp. CRABC;其DBT相关脱硫酶活性(以DCW计)分别为76.8 μmol·(g·h)^-1、 51.6 μmol·(g·h)^-1和62.4 μmol·(g·h)^-1,比原始菌株Rhodocossus erythropolis DS-3的35.2 μmol·(g·h)^-1、 21.3 μmol·(g·h)^-1和25.5 μmol·(g·h)^-1提高了1.5倍左右.其中Gordonia sp. CRA和Gordonia sp. CRB在以DBT为唯一硫源的培养基中几乎不生长,无法降解DBT;而Gordonia sp. CRC同表达完整DBT脱硫酶的Gordonia sp. CRABC一样,在以DBT为唯一硫源的培养基中生长良好,亦能降解大部分DBT（84％）.这表明催化BT和DBT前两步脱硫反应的BT单加氧酶和DBT单加氧酶是负责底物识别的关键酶,催化BT和DBT后两步脱硫反应的酶功能相似,通过比较这2种单加氧酶的氨基酸序列差异,即可预测其作用的活性位点.     

Burkholderia sp.FDS-1降解硝基苯酚类化合物的特性研究

从长期受农药污染的土壤中分离到1株高效杀螟硫磷降解菌株Burkholderia sp.FDS^-1,它能以3-甲基-4-硝基苯酚(MNP)为唯一碳源和氮源进行生长.该菌能在9h内将0.6mmol.L-1MNP完全转化成邻甲基对苯二酚(MHQ),并能继续降解MHQ.该菌降解MNP的最适温度和pH分别为30℃和7.0,菌株降解MNP的速率和起始接种量呈正相关.降解MNP的酶为诱导酶.     

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.     

Rhodococcus sp. Ns对硝基苯酚的好氧生物降解

通过驯化富集培养,从红树林底泥中分离出6株硝基苯酚降解菌,其中Rhodococcus sp. Ns为对硝基苯酚（PNP）与邻硝基苯酚（ONP）的高效降解菌.在好氧条件下该菌可以耐受小于1.8 mmol/L的PNP,能够利用PNP和ONP为唯一碳源、能源和氮源生长并将其完全矿化.研究了Rhodococcus sp. Ns在不同pH、盐度与浓度范围下,PNP的降解特性并探讨了该菌降解PNP的途径.实验得出该菌在盐度<5‰、 pH>5的条件下能较快生长,1.5 mmol/L的PNP在96h内被完全降解,并检测到至少2种中间产物4-硝基儿茶酚(4-nitrocatechol)和1,2,4-苯三酚 (1,2,4-benzenetriol).红树林底泥中固有的细菌对PNP和ONP具有高效降解作用.     

红串红球菌TJQ对不同形式硫的脱除研究

红串红球菌TJQ是本实验室筛选的一株专一性脱硫菌，高效液相色谱法（HPLC）分析表明．该菌能选择性地脱除二苯并噻吩（DBT）中的硫，最终代谢产物是2-羟基联苯（2-HBP）。实验结果表明，该菌既可以利用有机硫源又可以利用廉价的无机硫源作为生长硫源，以硫酸钠作为硫源培养的菌株可专一性脱除苯并噻吩（BT）和DBT及其甲基衍生物4，6-二甲基二苯并噻吩（4，6-DMDBT）中的硫。除此之外，它还可以脱除苯硫醚（PS）和硫醇类含硫化合物中的硫。在正十六烷模拟体系中菌株对噻吩（TH）、4，6-DMDBT、DBT等类型的硫的降解效率很高，对BT和PS类硫的降解效率也较好。它可以使实际柴油中总硫含量由554mg／L降到267mg／L，降解率达到51．8%。     

辛硫磷降解菌XSP-1的分离、鉴定及其降解特性研究

从农药厂污泥中分离到1株能以辛硫磷为唯一碳源生长的细菌, 命名为XSP-1.根据其生理生化特征和16S rRNA基因序列相似性分析, 将该菌株初步鉴定为戴尔福特菌属(Delftia sp.). 该菌株能在7 h内完全降解100　mg/L的辛硫磷. XSP-1降解辛硫磷的最适pH为7.0, 最适温度为35℃, 降解速率与初始接种量呈正相关, 该菌株对甲基对硫磷、毒死蜱、杀螟硫磷也有较好的降解能力. 根据已报道有机磷农药降解基因mpd的保守序列设计引物, 未从该菌株中扩增到目标条带, 但是该菌株是否带有新的有机磷农药降解基因仍需要进一步研究.     

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.     

利用休止细胞法选择性脱除燃料油中有机硫

红球菌(Rhodococcus sp .)FS-1菌株能通过专一性断裂C—S键的途径脱除二苯并噻吩 (DBT)中的有机硫作为自身生长需要的硫源 ,从而降低油品中的硫含量 .本文利用该菌的休止细胞对DBT和柴油的脱硫活力进行了研究 .结果表明 ,该菌株对DBT及柴油中的有机硫均有良好的选择性脱除作用 .DBT浓度为0.5～1.0mmol/L、油水比例为 1:5时 ,脱硫效果最佳 .采用二次脱硫法可使柴油脱硫率达85%以上 ,证明FS-1能有效脱除柴油中的有机硫 .烃质组分的气相色谱分析表明 ,FS-1作用前后的柴油烃类组分基本没有改变 ,说明该菌的脱硫作用是特异性针对硫原子的 ,不会破坏柴油的有效成分 .     

1,2,4-三氯苯矿化菌的鉴定与功能分析

采用同位素示踪法从氯苯污染土壤中筛选到能高效降解1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)为CO₂的细菌E3和F2,根据其表型特征、16S rDNA序列和荧光原位杂交(FISH)分析,鉴定E3和F2为博德特氏菌（Bordetella sp.）.E3和F2的16S rDNA序列相似性为100%;它们与菌株Bordetella sp. QJ2-5同源性最高,与Bordetella petrii(GDH030510)最接近,同源性分别为100%和99.4%.E3和F2能在含1,2,4-TCB的无机盐培养基中彻底降解1,2,4-TCB生成CO₂,30 d降解率达到90%以上,其中58%和46%矿化为CO₂,同时形成一定量的微生物生物量.     

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.     

一株石油烃降解菌的分离、鉴定及降解特性

从胜利油田采油厂石油污染土壤中分离筛选到一株石油高效降解菌SY-02,以石油烃为唯一碳源和能源。在总石油烃(TPH)浓度为1%(W/V)培养液中接种一定量的该菌,30℃、200r/min摇瓶振荡培养7d,TPH降解率可达71%。经形态、生理生化及16S rDNA同源性等指标分析,初步鉴定该菌种属Pseudomonas chlororaphis(绿针假单胞菌)。纯烃底物降解实验表明正十六烷最易被SY-02菌代谢,其次是单环芳烃苯,然后是二环芳烃萘和三环芳烃菲,环烷烃较难被利用。     

二苯并噻吩脱硫微生物菌种的筛选与活性

从被石油污染的土壤中筛选出1株能对二苯并噻吩(DBT)进行高效脱硫的微生物菌种,初步鉴定为红串红球菌USTB-03(RhodococcuserythropolisUSTB-03).该菌种可以按特异性脱硫途径(简称4S途径)将DBT转化为2-羟基联苯(2HBP)和亚硫酸作为最终脱硫产物.在葡萄糖、甘油和乙醇分别作为微生物生长的唯一碳源时,葡萄糖是支持该菌生长和提高其脱硫比活性的较好碳源,使培养出的微生物对DBT的脱硫比活性达到了68.63mmol2HBP/(kg·h).该菌株还可以对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)进行脱硫.     

微囊藻毒素-R R 高效降解菌的分离鉴定及降解特性

从蓝藻爆发期的上海市淀山湖表层水体中筛选分离降解微囊藻毒素-RR(MC-RR)的细菌,研究其降解特性。根据分离菌株的细胞形态结构、生理生化特征及其16S rDNA序列分析鉴定降解菌,高效液相色谱法测定该菌株降解MC-RR的能力。分离菌株DHU-38(GenBank序列登录号为HM047515)属荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。微囊藻毒素降解实验结果表明,该菌株能在以MC-RR为唯一碳源、氮源的无机盐培养基中生长,6 d内可将初始质量浓度为20 mg/L的MC-RR降解为6.23 mg/L,降解效率达到69%。菌株DHU-38的最适生长温度是30℃,最适生长pH值为7.0。酵母粉、蛋白胨、葡萄糖等营养物质可以明显促进菌株对MC-RR的降解效率,尤其是加入100 mg/L酵母粉后,6 d降解率达到89.6%。     

Isolation of marine benzo[a]pyrene-degrading Ochrobactrum sp. BAP5 and proteins characterization

A bacterial strain BAP5 with a relatively high degradation ability of benzo[a]pyrene (BaP) was isolated from marine sediments of Xiamen Western Sea, China and identified as Ochrobactrum sp. according to 16S rRNA gene sequence as well as Biolog microbial identification system. Strain BAP5 could grow in mineral salt medium with 50 mg/L of BaP and degrade about 20% BaP after 30 d of incubation. Ochrobactrum sp. BAP5 was able to utilize other polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) (such as phenanthrene, pyrene and fluoranthene) as the sole carbon source and energy source, suggesting its potential application in PAHs bioremediation. The profile of total soluble protein from Ochrobactrum sp. BAP5 was also investigated. Some over- and special-expressed proteins of strain BAP5 when incubated with the presence of BaP were detected by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis, and found to be related with PAHs metabolism, DNA translation, and energy production based on peptide fingerprint analysis through matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry.     

Desulfurization of dibenzothiophene（DBT） by a novel strain Lysinibacillus sphaericus DMT-7 isolated from diesel contaminated soil

A new bacterial strain DMT-7 capable of selectively desulfurizing dibenzothiophene (DBT) was isolated from diesel contaminated soil. The DMT-7 was characterized and identified as Lysinibacillus sphaericus DMT-7 (NCBI GenBank Accession No. GQ496620) using 16S rDNA gene sequence analysis. The desulfurized product of DBT, 2-hydroxybiphenyl (2HBP), was identified and confirmed by high performance liquid chromatography analysis and gas chromatography-mass spectroscopy analysis respectively. The desulfurization kinetics revealed that DMT-7 started desulfurization of DBT into 2HBP after the lag phase of 24 hr, exponentially increasing the accumulation of 2HBP up to 15 days leading to approximately 60% desulfurization of the DBT. However, further growth resulted into DBT degradation. The induced culture of DMT-7 showed shorter lag phase of 6 hr and early onset of stationary phase within 10 days for desulfurization as compared to that of non-induced culture clearly indicating the inducibility of the desulfurization pathway of DMT-7. In addition, Lysinibacillus sphaericus DMT-7 also possess the ability to utilize broad range of substrates as sole source of sulfur such as benzothiophene, 3,4-benzo DBT, 4,6-dimethyl DBT, and 4,6-dibutyl DBT. Therefore, Lysinibacillus sphaericus DMT-7 could serve as model system for efficient biodesulfurization of diesel and petrol.     

哌嗪高效降解菌PIPA-6的分离筛选及降解特性

从制药厂周边土壤分离获得一株哌嗪高效降解菌株PIPA-6,其能在以哌嗪为唯一能量来源的无机培养基中生长,30h对100mg/L的哌嗪降解率达100%.形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA基因序列同源性分析表明,菌株为嗜烟碱类节杆菌（Paenarthrobacter nicotinovorans）.菌株PIPA-6具有广泛的温度（10~40℃）和pH（5~10）适应范围、优良的钠盐耐受性（50g/L）和极强的哌嗪抗性（300mg/L）,其最佳降解条件为温度35℃,pH,8.体系中额外添加有机碳能提高菌株的降解效率.降解效应的模拟试验结果表明,菌株PIPA-6能在50L模拟罐中稳定发挥降解作用,制药废水中化学需氧量（COD）和铵态氮含量显著降低（P<0.05）,哌嗪降解率在30d达98%.宏基因组测序证实该菌株能在水体中稳定定殖,改变了污水中的微生物群落结构.本研究中所获菌株充实了哌嗪降解菌种资源库,实验结果为菌株的实际开发应用提供了初步理论依据.     

黄杆菌(Flavobacterium sp.)对溴氨酸脱色的研究

从受污土壤中筛选出对溴氨酸具有高效脱色能力的黄杆菌BX26．通过监测液体培养基中细胞浊度和溴氨酸吸光度的变化,考察了碳源浓度、溴氨酸浓度和以溴氨酸为唯一碳、氮、硫源时对菌体生长和溴氨酸脱色的影响．结果表明,BX26对溴氨酸的脱色在于酶的催化作用．该脱色酶属诱导性胞外酶．酶的诱导和产生需要液体培养基中有足量的氮源和硫源,但对碳源没有要求．溴氨酸对菌体的生长具有明显的促进作用,同时菌株也表现出很高的溴氨酸脱色活性,可使高达1000mg/L的溴氨酸降解脱色．菌体不能以溴氨酸为唯一碳、氮、硫源,但可以溴氨酸的脱色产物为唯一碳源．     

降解芘的分枝杆菌M11的分离鉴定和降解特性

从多环芳烃污染的土壤中分离到1株能高效降解四环芳烃芘的放线菌M11,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,属于分枝杆菌属(Mycobacterium sp.).菌株M11能以菲、蒽、荧蒽和芘为唯一碳源生长,在含芘50、100和200 mg/L的无机盐液体培养基中培养16 d降解率分别达到76.9%、91.8%和79.23%.菌株M11对芘的降解具有较广泛的pH范围,在芘浓度100 mg/L,pH为5～9的液体条件下,均可生长.根据已报道的芘降解菌的双加氧酶同源序列设计引物,PCR扩增出编码双加氧酶大亚基和小亚基的基因片段,序列分析表明与已知降解芘的分枝杆菌的双加氧酶基因具有高度同源性.     

Isolation of a Pseudomonas Stutzeri strain that degrades 1,2,4-trichlorobenzene and characterization of its degradative plasmid

The genetic information encoding metabolic pathways for xenobiotic compounds in bacteria often resides on catabolic plasmids. The aim of the present work was to know the location of the genes for degrading 1,2,4-trichlorobenzen. In this paper a 1,2,4-trichlorobenzene-degrading strain THSL-1 was isolated from the soil of Tianjin Chemical Plant using 1,2,4-trichlorobenzene as the sole carbon source. The strain was identified as Pseudomonas stutzeri through morphologic survey and 16S rDNA sequence determination. A plasmid was discovered from strain THSL-1 by using the alkali lysis method. When the plasmid was transformed into E. coli. JM109 by the CaCl₂ method, the transformant could grow using 1,2,4-trichlorobenzene as the sole carbon source and had the degradation function of 1,2,4-trichlorobenzene. Therefore, it could be deemed that the plasmid carried the degradative genes of 1,2,4-trichlorobenzene. The average size of the plasmid was finally determined to be 40.2 Kb using selectively three kinds of restricted inscribed enzymes (HindIII, BamHI, and XholI) for single cutting and double cutting the plasmid pTHSL-1, respectively. __________ Translated from China Environmental Science, 2005, 25(4): 385–388 [译自: 中国环境科学]