一株菲高效降解菌的环境适应性研究

生物降解是多环芳烃从环境中去除的主要途径,菲是一种典型的三环芳烃。本研究考察了一株能高效降解多环芳烃菲的鞘氨醇单胞菌GY2B在含河沙环境及不同盐度的人工海水环境中的生长特性与降解菲的情况。结果表明：河沙的加入对菌株GY2B的生长及其高效降解菲的性能均无明显影响,65 h可将起始浓度为100 mg/L的菲降解99.5%以上;而经过驯化后在添加85%人工海水的条件下该菌也仍可正常生长并高效降解菲,66 h可将起始浓度为100 mg/L的菲几乎完全降解。本研究结果可为菌株GY2B在受多环芳烃污染的河滩、河口及近海海洋环境修复中的应用提供参考依据。     

假单胞菌N7的萘降解特性及其降解途径研究

应用HPLC和UV分析技术,以萘为代表性多环芳烃污染物,研究了假单胞菌N7对水中萘的降解特性.结果表明,营养盐、微量元素的添加可使萘的降解率提高23.65%;溶解氧高于4.3 mg/L时萘降解率达95.66%并趋于稳定;随萘浓度增加降解率逐渐下降;在中性和弱碱性环境下,降解效果较好,萘降解率均在82.88%以上.在30℃、转速为165 r/min的摇床中处理pH7.5、萘浓度为100 mg/L的水样72 h,其最大降解率为95.66%.通过检测菌株N7处理含不同底物水样时其吸光度、pH和底物的变化情况,证实菌株N7亦能降解甲苯、二甲苯、苯酚、2,4-二硝基苯酚、苯甲酸、1-萘酚和水杨酸,并以其为唯一的碳源和能源生长繁殖,表明该菌株能适应环境中芳烃类物质种类的变化,具有很好的降解多样性.经UV-Vis和GC-MS分析各降解阶段的中间产物,初步确定了该菌对萘的降解途径:一条是邻苯二甲酸途径;另一条是水杨酸途径,萘先被氧化为1,2-二羟基萘,再开环生成水杨酸、邻苯二酚和2-羟基粘康酸半醛,最终进入三羧酸循环(TCA).     

一株高效降解菲的植物内生细菌筛选及其生长特性

从长期受PAHs污染的植物看麦娘中分离出1株可高效降解菲的内生细菌Pn2,经生理生化特征分析和16S rDNA序列同源性分析,初步鉴定为Naxibacter sp.,研究了菌株Pn2的生长特性及其对菲的降解作用.结果表明,菌株Pn2能以菲为唯一碳源生长,并对菲有良好的降解性能.菲浓度为49.92mg/L时,30℃下150r/min振荡培养72h,菲降解率高达98.78%.接种量和污染强度显著影响Pn2对菲的降解:接种量越大,菲降解率越高;随污染强度升高,菲降解率先增大后减小,最适污染强度为150mg/L.菌株Pn2有较强的环境适应能力.温度为25~37℃、环境pH值为6.0~8.0、盐浓度1%~2%范围内,菌株Pn2生长状况良好.菌株Pn2为好氧生长,通气量越大,菌株生长越旺盛.菌株Pn2对低浓度的氨苄青霉素和氯霉素有抗性.     

萘降解菌N19-3的分离、鉴定和萘双加氧酶基因的检测

从石油污染土壤中分离到一株高效降解萘的N19-3菌株. 经形态观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析等鉴定其为丛毛单胞菌属（Comamonas sp.）. 该菌株能在30 ℃,30h内将1 000mg/L的萘完全降解. 降解萘的适宜温度为20～30 ℃, 适宜pH为7.0～9.0. 0.1mmol/L的Ca2+和Fe3+对N19-3菌株降解萘有较强的促进作用, 0.1 mmol/L的Mn2+和Zn2+对N19-3菌株的生长和萘的降解也有一定的促进作用, 而0.1 mmol/L的 Cu2+则完全抑制了N19-3菌株的生长和萘的降解. 通过PCR方法在N19-3菌株中扩增出分别与C. testosteroni H菌株的萘双加氧酶铁硫蛋白大亚基基因（pahAc）与双加氧酶铁硫蛋白小亚基基因（pahAd）高度同源的核苷酸片断.      

萘好氧降解菌的筛选及降解特性的初步研究

从城市污水处理厂活性污泥中驯化筛选出6个萘降解菌株,这些菌株都能快速降解水杨酸。以萘为唯一碳源,采用瓦勃氏微量呼仪的实验表明,菌株可以不同程度的降解萘。在pH为7.2,萘含量为20mg/L的条件下,菌株生长最好,2d后的萘降解率高达96.5%。     

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。     

利用流式细胞术研究鞘氨醇单胞菌GY2B降解菲过程中细菌表面特性的变化

微生物与污染物接触是生物降解的第一步,为进一步了解降解过程中有机污染物对降解菌的影响,通过对不同条件下鞘氨醇单胞菌GY2B(Sphingomonas sp.GY2B)降解菲的研究,并结合Propidium Iodide(PI)染料和流式细胞仪分析不同底物及污染物浓度对GY2B菌体细胞表面性质的影响.结果表明,随着菲的降解,PI染色的GY2B菌株细胞增多,说明细菌膜结构受到一定的破坏,通透性不断增强.污染物浓度越高,降解菌的膜完整性的破坏越为严重.60 h时,300 mg·L-1浓度条件下,染色细胞/未被染色细胞的比值可达12.44,而在100 mg·L-1和1.2 mg·L-1浓度条件下,比值分别为1.95和1.11.同时降解过程中细菌细胞的傅里叶红外光谱检测,死亡、受损和完整细胞的区分以及Zeta电位分析也进一步验证了细菌细胞表面性质的改变.利用流式细胞术与染料结合分析降解过程中细菌细胞膜完整性的变化,从单细胞水平上了解细菌降解污染物过程中其细胞表面性质的改变,有助于更好地研究GY2B对菲的降解机制.     

一株内生真菌单独及与水稻联合降解菲的研究

对一株植物内生真菌拟茎点霉(编号B3)单独降解菲的条件及与水稻联合降解菲进行了研究.结果表明,乳糖和蛋白胨浓度均为10g/L、愈创木酚作为诱导物时,B3菌株10d内对初始浓度为100mg/L菲降解率达52.54%.该菌对菲的降解与菌丝生物量、胞外木质素降解酶类无明显关系,其分泌的漆酶作用底物表现出一定的特殊性.B3菌株与其共生植物水稻联合培养有利于对菲的降解,30d后菲残留浓度仅为无菌对照组的8.40%.水稻感染内生真菌B3后对菲胁迫表现出一定的缓解作用.     

菲降解菌株的分离鉴定及特性研究

从某石化公司污水处理厂的活性污泥中分离到1株对菲具有降解活性的菌株AFF,该菌株能够以菲为唯一碳源和能源生长.根据形态特征及16S rRNA基因序列分析,该菌株初步鉴定为Burkholderia sp..在以菲为唯一碳源的培养基中,84 h内菌株对100 mg·L-1菲的降解率可达74.1%.通过液相-质谱联用及紫外可见分光光度法分析,推测该菌株代谢菲的途径为水杨酸途径.测定了降解途径中相关酶的活性,表明该菌株降解酶系中具有邻苯二酚2,3-双加氧酶活性,并证明该酶为诱导酶;确定了粗酶降解邻苯二酚的动力学常数:米氏常数Km为10.93μmol·L-1,最大反应速率Vmax为106.38μmol·min-1,说明酶与邻苯二酚的亲和力较大,邻苯二酚是该酶的良好底物.     

苯醚甲环唑降解菌B2的分离、鉴定及其降解特性

从长期生产苯醚甲环唑的农药厂污泥中分离到1株能以苯醚甲环唑为唯一碳源生长的细菌,命名为B2.根据其生理生化特征和16S rRNA基因序列相似性分析,将该菌株鉴定为剑菌属(Ensifer sp.).菌株B2在24h内降解100mg/L的苯醚甲环唑的效率达85%以上.该菌株降解苯醚甲环唑的最适pH值为7.0,最适温度为30~35℃,降解速率与初始接种量呈正相关,与初始农药浓度呈负相关.基础盐培养基中,B2对初始浓度>400mg/L的苯醚甲环唑几乎无降解作用.     

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.     

Rhodococcus sp. T3-1菌株降解乙草胺的特性

以乙草胺为唯一碳源,通过摇瓶培养研究了Rhodococcus sp.T3-1对乙草胺的降解特性.结果表明,菌株T3-1降解乙草胺的最适温度为37℃,且其在pH值6~10的范围内对100mg/L乙草胺的降解率均在96%~97%之间.该菌株在接种量为5%条件下,14h内可将200mg/L的乙草胺降解95.5%;乙草胺的降解速率与乙草胺初始浓度呈负相关,与菌株T3-1的初始接种量呈正相关.菌株T3-1还可以降解丁草胺,但不能降解丙草胺、异丙草胺和吡草胺.     

两株菲降解菌株的特性及其系统发育分析

从石油污染土壤中分离到两株可以菲为唯一碳源的细菌菌株,经形态和生理生化特性分析,脂肪酸含量分析和16S rDNA序列同源性鉴定, 两菌均属鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas),菌株ZX4为少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis),而菌株EVA17与该属内已知菌的序列同源性在93%~98%之间,推测可能为一新种.两菌株在不同碳源培养基上的生长曲线表明菲对细菌生长有明显的延滞作用.菌株EVA17全细胞蛋白质电泳图谱揭示该细菌在菲诱导下可出现诱导性蛋白,推测可能为一些解毒酶或降解酶.菲降解细菌在以结晶态菲为碳源时生长速率明显低于以粉末态菲为碳源时的生长速率,表明细菌与菲间的接触面积是限制其利用菲的一个重要因素.分离菌株谷胱甘肽S-转移酶(GST酶)具有可与1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)结合的活性.添加表面活性剂吐温-80可促进细菌对菲的利用.     

Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons by Pseudomonas sp. JM2 isolated from active sewage sludge of chemical plant

It is important to screen strains that can decompose polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) completely and rapidly with good adaptability for bioremediation in a local area. A bacterial strain JM2, which uses phenanthrene as its sole carbon source, was isolated from the active sewage sludge from a chemical plant in Jilin, China and identified as Pseudomonas based on 16S rDNA gene sequence analysis. Although the optimal growth conditions were determined to be pH 6.0 and 37℃, JM2 showed a broad pH and temperature profile. At pH 4.5 and 9.3, JM2 could degrade more than 40% of fluorene and phenanthrene (50 mg/L each) within 4 days. In addition, when the temperature was as low as 4℃, JM2 could degrade up to 24% fluorene and 12% phenanthrene. This showed the potential for JM2 to be applied in bioremediation over winter or in cold regions. Moreover, a nutrient augmentation study showed that adding formate into media could promote PAH degradation, while the supplement of salicylate had an inhibitive effect. Furthermore, in a metabolic pathway study, salicylate, phthalic acid, and 9-fluorenone were detected during the degradation of fluorene or phenanthrene. In conclusion, Pseudomonas sp. JM2 is a high performance strain in the degradation of fluorene and phenanthrene under extreme pH and temperature conditions. It might be useful in the bioremediation of PAHs.     

3-PBA降解菌BA3的降解特性及基因工程菌构建

从石油污染土壤中分离到1株能以3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)为唯一碳源生长的细菌,命名为BA3.根据其生理生化特征和16S rDNA序列相似性分析,将该菌鉴定为鞘脂菌属(Sphingobium sp.).该菌株在60 h内对100 mg·L-1的3-苯氧基苯甲酸的降解率达到99%.降解3-苯氧基苯甲酸的最适温度为30℃...     

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.     

2株分别降解壬基酚和双酚A细菌的分离、鉴定和降解特性

对上海天山污水处理厂氧化沟的活性污泥进行驯化,分离纯化并筛选得到2株能分别以壬基酚（NP）和双酚A（BPA）为唯一碳源和能源生长的降解菌株N1和B2.根据菌株的16S rDNA序列同源性分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定N1为柠檬酸杆菌属（Citrobacter sp.57）,B2为芽孢杆菌属（Bacillus sp.A1-3）.通过摇瓶试验并借助正交试验优化菌株降解条件,结果表明,N1降解NP的最佳条件:35 ℃,初始pH为 5.5,无机盐培养液中初始ρ（NP）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达79.64%;B2降解BPA的最优条件:30 ℃,初始pH为 7.0,无机盐培养液中初始ρ（BPA）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达78.68%.在该优化温度和初始pH条件下,分别在不同初始ρ（NP）和ρ（BPA）下对N1和B2降解反应过程进行动力学分析,该降解过程在底物质量浓度为5～40 　mg/L时符合Monod方程,N1和B2的动力学参数K_s和μ_m分别为4.32,8.36和0.177 8,0.111 9.