Porphyrobacter sp.D22F的降解特性及其在石油降解菌群中的生态位

为揭示多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)降解微生物资源的多样性和石油降解菌群的优势菌,研究了从南海沉积物中分离得到的一株PAHs降解菌D22F的降解特性及其在石油降解菌群D22-1中的生态位.对菌株D22F进行16S rRNA基因同源性分析及透射电镜观察以初步确定其种属,通过培养法、气相色谱质谱联用(GC-MS)测定其多环芳烃降解范围和降解率,通过简并引物PCR扩增其PAHs双加氧酶大亚基基因片段并进行系统发育分析,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测石油降解菌群中的优势菌.结果表明,与菌株D22F的16S rRNA基因相似度最高的模式株为产卟啉杆菌属Porphyrobacter tepidarius DSM 10594T(AF465839;98.55%).该菌株能降解萘、甲基萘、苊、硫芴、菲、蒽等;对初始浓度为0.2 g/L菲10 d后的降解率可达90%以上.从其基因组DNA中克隆到的PAHs起始双加氧酶大亚基基因phnAc与Novosphingobium aromaticivorans DSM 12444中的质粒pNL1(CP000676)上的bphA1f基因相似度最高,达到99.41%.DGGE谱图显示,菌株D22F是石油降解菌群中的3种优势菌之一,在传代菌群中可稳定存在.Porphyrobacter sp.D22F为产卟啉杆菌属(Porphyrobacter)中首株以低分子量PAHs为唯一碳源和能源的菌株,是石油降解菌群的优势菌.     

深海细菌Celeribacter indicus P73~T对菲的降解机制

来自深海环境的多环芳烃降解菌Celeribacter indicus P73~T能够高效降解菲,为揭示菲生物降解的分子机制,对其降解途径进行分析.通过GC-MS联用技术鉴定出菌株P73~T降解菲的2个重要的中间代谢产物,1-羟基-2-萘甲酸和1-萘酚.通过分析菌株P73~T全基因组,发现了菲降解基因簇(P73_0346-P73_0354),编码包括环羟基化双加氧酶、二氢二醇脱氢酶、环裂解双加氧酶、异构酶、水合醛缩酶等.通过验证环羟基化双加氧酶大亚基基因突变株ΔP73_0346::kan的菲降解能力,证实基因P73_0346编码了菲双加氧酶.依据代谢物检测、基因组分析和突变株功能验证结果,推测菌株P73~T降解菲经由菲C3,4-双加氧途径,更进一步地确定了参与此途径的菲双加氧酶等降解相关基因.本研究不仅揭示了菲降解的分子机制,也为菲污染的生物修复技术提供了理论依据.     

一株菲降解菌的特性及相关降解基因的克隆

从石油污染土壤中分离到一株菲降解菌2F5-2.根据该菌株生理生化特征和16S rDNA序列相似性分析,将其初步鉴定为鞘氨醇杆菌属(Sphingobium sp.).该菌株在10 h内对100 mg/L的菲的降解率为100%.降解菲的最适温度为30℃,最适pH为7.对降解途径的初步研究显示,该菌株通过水杨酸途径降解菲.克隆了编码芳香烃双加氧酶α亚基的基因phdA,它与菌株Sphingomonas sp.P2、Sphingobium yanoikuyae B1、Sphingomonas sp.ZP1中phdA的同源性分别为97.9%、98%和100%,表明该基因具有保守性.图6参16     

甲苯降解菌JB-1的分离、鉴定与降解特性

从南京石化废水处理池的活性污泥中分离到1株能以甲苯为唯一碳源生长的细菌,命名为JB-1.根据其生理生化特征和16SrDNA(GenBank Accession No. EU869278)序列相似性分析,将该菌株鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株在18h内能完全降解346.4mg/L的甲苯.降解甲苯的最适温度为30℃,pH为7.0,降解速率与初始接种量呈正相关.甲苯降解途径是通过甲苯双加氧酶形成顺甲苯二氢二醇,再经邻苯二酚2,3双加氧酶开环降解.     

石油烃降解酶及其基因的结构、功能和表达调控

研究烃降解酶及其基因是进行石油微生物分子检测和工程菌构建的重要基础.本文对目前烃降解酶及其基因的结构、功能和调控机制的最新研究进展进行了总结.催化烷烃好氧降解的起始酶有几类加氧酶,膜整合甲烷单加氧酶、萘-1,2-双加氧酶和异丙苯双加氧酶的晶体结构已经被解析.烷基或芳基琥珀酸合酶催化烃厌氧代谢的主要起始反应,而Azoarcus sp.乙苯厌氧代谢起始反应由乙苯脱氢酶催化.在细菌中,烃代谢相关基因主要通过形成操纵子进行表达调控,基因转录受烃或类似物诱导,并受细胞全局调控.一些微生物由于存在多种烃代谢途径而可能具有复杂的基因调控机制.此外,生态学研究表明,环境中烃降解基因的诱导动态与实验室内纯培养分析不同.在分析石油降解工程菌构建有待解决问题的基础上,提出了烃代谢综合调控和环境中相关酶及基因诱导研究的重要性,并对未来烃降解酶及其基因在有毒物降解理论研究和生物修复上的应用进行了展望.     

萘降解质粒pND6的分离和鉴定

从工业废水中分离的假单胞菌 (Pseudomonassp .)ND6菌株 ,能以萘为唯一碳源生长 ,使无机盐培养基(MM)中 2g/L的萘在 48h内降解 98% .该菌株含有一个 115kb的大质粒pND6 .DNA杂交实验表明 ,pND6质粒含有与恶臭假单胞菌 (P .putida)G7菌株的NAH7质粒同源的萘降解基因 .图 3表 1参 14     

金属离子对赤红球菌(Rhodococcus ruber L9)降解芘的影响及其作用机制

实验室从石油污染土壤中筛选得到一株高效芘降解菌,命名为赤红球菌(Rhodococcus ruber L9),分析了不同浓度Fe~(3+)、Ca~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)对该菌降解芘效果的影响.结果发现,0.45 mmol·L~(-1) Fe~(3+)对芘的降解率有明显促进作用,6d时芘降解率最高,可达77%,相较于不加金属离子时提升了约30%.进一步研究发现,当Fe~(3+)存在时,芘降解过程中蛋白总量变化、邻苯二酚1,2-双加氧酶(C120)和邻苯二酚2,3-双加氧酶(C230)酶活性的变化与Fe~(3+)和Fe~(2+)在胞内、胞外浓度的变化密切相关,主要原因是Fe~(3+)的存在,能诱导赤红球菌合成更多与芘降解有关的蛋白,且可以作为酶的活性中心提高酶的活性,从而大幅提高芘的降解效率.     

海南红树林沉积物中多环芳烃降解菌群组成及降解率的比较研究

已有研究证明能从有PAHs污染的区域筛选相应的降解菌,海南红树林存在PAHs污染,但少有研究从海南红树林沉积物中筛选PAHs降解菌。文章的研究目的是从海南不同红树林分布区的沉积物中筛选PAHs的降解菌群比较PAHs的降解菌群降解特征,并阐明菌群降解率和菌群结构之间的关系,为环境中PAHs污染区域修复提供理论依据。通过采集海南不同红树林中24个样点的沉积物,以菲、芘、苯并(a)芘3种PAHs为混合碳源,富集培养降解菌群,用HPLC测定菌群降解率,以传统分离培养的方法比较菌群组成差异。所有样点筛得的群对3种底物的平均降解效率为菲(3-环)芘(4-环)苯并(a)芘(5-环)。由贪噬菌属和剑菌属组成的菌群Q15,对菲的降解率达到95.3%,由伯克氏菌属、鞘脂单胞菌属组成的菌群Q12对芘降解率为94%,仅有申氏菌属的菌群Q9,对苯并(a)芘降解率为49.7%。所有样点共筛得23个属60个种的降解菌,除两株为厚壁菌门外,其他均为变形菌门。其中变形菌门中菌DAC9的16S rRNA序列与最相近的菌株序列一致性为97%,可能是潜在新菌。结果表明,红树林沉积物中富集培养的PAHs降解菌群对3种底物的降解效率存在差异,其中中低环PAHs更易被降解。不同的菌属组合对PAHs的降解能力不同。并从沉积物中筛选出了一株潜在新菌。     

一株聚乙烯降解菌的筛选及其降解特性研究

为解决聚乙烯塑料在自然环境中难降解的问题,从土壤中分离出一株降解菌用于聚乙烯塑料生物降解研究。经筛选纯化,对该菌进行生理生化实验、16Sr DNA序列分析和系统发育进化树构建;将菌株接种于以不同相对分子质量聚乙烯粉末(相对分子质量分别为2000、5000、100 000)和膜片(相对分子质量400 000)为唯一碳源的基础液体培养基中,于30℃、180 rpm下培养;采用分光光度法每隔24 h测定菌体生长浓度、总蛋白含量、还原糖含量以及p H值;培养14 d,采用ABTS法和愈创木酚法测定漆酶和锰过氧化物酶酶活力;培养60 d,称量聚乙烯残留物质量,于扫描电子显微镜下观察膜片表观,对膜片力学性能变化进行测定。鉴定结果表明,该菌为放线菌属的东方拟无枝酸菌(Amycolatopsis orientalis);菌生长浓度随聚乙烯相对分子质量的增大而减小;胞外蛋白质量浓度为(27.625±0.400)~(0.958±0.180)μg·m L~(-1);还原糖质量浓度为(15.664±1.764)~(2.660±0.000)μg·m L~(-1);p H值显著下降;漆酶和锰过氧化物酶酶活力酶活力分别为3 500~3 000 U·L~(-1)和2 600~2 000 U·L~(-1);聚乙烯失重率为(35.81%±0.39%)~(5.57%±0.22%);电镜观察发现膜片表面出现大量降解孔洞和大面积菌体附着;膜片力学性能显著下降;亲水性增大,表面能增大。证明东方拟无枝酸菌能够直接作用于普通聚乙烯塑料表面,是一株高效的降解菌株。推测该菌通过分泌胞外酶氧化聚乙烯长烃链,降低聚乙烯表面能,且在降解过程中产生酸性物质,长烃链最终转化成小分子物质;在菌株降解聚乙烯中起直接作用的酶为漆酶和锰过氧化物酶。     

2—氯苯甲酸好氧降解菌的降解特性

分离出2株以2-氯苯甲酸为唯一碳源的细菌W1和W2，这2株菌对2-氯苯甲酸的降解均表现为一级动力学反应。W1降解酶系为诱导酶，对2-氯苯甲酸的降解动力学常数为-0.134h^-1，W2降解酶系为非诱导酶，对2-氯苯甲酸的降解动力学常数为-0.0388h^-1。W1还能够降解4-氯苯甲酸、苯、甲苯和邻苯二酚，但不能降解3-氯苯甲酸、2，4-二氯苯甲酸、乙苯、丙苯和萘。W1菌体质粒和染色体提取实验表明，其降解基因位于染色体上。     

多株硝基苯降解菌的筛选

从长期受硝基苯严重污染的河道底泥和处理硝基苯废水的水解池沉积底泥以及生活污水处理厂消化池污泥中分离到18株可降解硝基苯并且利用硝基苯作为唯一碳源的细菌，从中筛选出5株对硝基苯降解能力较强的菌种，其中一株菌在pH8，温度35℃，硝基苯初始浓度32.98mg/L的液体培养基内培养7d。对硝基苯的降解率达85%。     

绿僵菌降解寄主表皮的蛋白酶同工酶研究

研究了不同碳氮源对金龟子绿僵菌（ Ｍｅｔａｒｈｉｚｉｕｍ ａｎｉｓｏｐｌｉａｅ） 产生与分解昆虫外壳相关的蛋白酶活性和同工酶谱带的影响． 结果表明：蝉蜕、虻虫壳、蝇蛆壳、蚕蛹壳、虾壳、胶体几丁质均可使金龟子绿僵菌产生蛋白酶,虾壳和胶体几丁质所产生的蛋白酶比活性最高,蝉蜕次之． 但蛋白酶总活性以蝉蜕最高,虻虫壳次之．样品经等电聚焦电泳后,印迹于Ｘ光片上,显示蛋白酶同工酶,蝉蜕和蚕蛹壳产生的蛋白酶同工酶谱带最丰富． 以蝉蜕为唯一碳氮源时,金龟子绿僵菌产生蛋白酶的最佳条件为２６℃、初始ｐＨ６．０ 、最终孢子浓度ｎ＝ １×１０７ｍＬ－１ ．     

降解褐煤菌种选育及降解产物研究

通过对分离自洗煤厂的一株青霉菌进行人工诱变,选育出一株具有较强降解褐煤能力的突变株．将褐煤加到平板培养的该菌株上,经过３６ ｈ 开始被降解．将该菌株用摇瓶培养３ ｄ ,其培养液也能降解褐煤．元素分析结果表明,降解物中 Ｈ、 Ｏ、 Ｎ 的元素质量分数（ ｗ／ ％ ） 比原煤均有所升高,而ｗ（ Ｃ）／ ％ 明显下降．降解产物的经验分子式可写为 Ｃ１００ Ｈ１４４ Ｏ５８ ．２ Ｎ１０ ．０ Ｓ１ ．１８ ,经凝胶过滤法测,定其 Ｍｒ 分布在（２ ～８） ×１０４ 之间; 其红外吸收光谱与原煤相比也有一定的变化． 这些结果说明生物降解过程中褐煤的组成和结构发生了一定的变化     

生物表面活性剂与蒽降解菌的协同降解效应

对蒽生物降解中铜绿假单胞菌S6分泌的生物表面活性剂的作用进行了研究.结果表明,在接种蒽降解菌A10之前1d及与接种A10同时投加60mg.l-1的生物表面活性剂能够最大程度地促进蒽降解,相比于未添加表面活性剂的样品,降解率分别提高了16.50%和18.03%.过高浓度的生物表面活性剂会在一定程度上抑制蒽的降解.对蒽降解过程的分析表明,提前投加生物表面活性剂能明显促进蒽的降解且一直保持较好的降解效果.蒽降解过程中,生物表面活性剂能够被微生物利用,具有生物可利用性,是一种环境友好的生物制剂.     

原生质体转化构建有机磷农药降解工程菌

降解有机磷农药甲胺磷、敌敌畏和对硫磷的菌株地衣芽孢杆菌 Ｐ１２（ Ｂａｃｉｌｌｕｓｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ） 经溶菌酶处理获得原生质体,加入降解乐果的供体菌 Ｇ１ Ｄ Ｎ Ａ,经ρ（ Ｐ Ｅ Ｇ６ ０００） ＝ ３００ ｇ Ｌ－ １ 诱导,在液体再生培养基中振荡培养ｔ＝ ２０ ｈ ,使其恢复细胞壁后,离心收集菌体,涂布于含乐果的基础培养基上,经筛选得一转化子 Ｊ Ｐ Ｚ．其菌落形态明显不同于出发菌株,乐果平板连续传代１０ 次,性状保持稳定．在θ＝ ３０ ℃,１００ ｒ／ｍｉｎ 的培养条件下,３ ｄ 内对ρ（ 甲胺磷） ＝ ０ ．５ ｇ Ｌ－ １ ,ρ（ 敌敌畏） ＝ ０ ．２ ｇ Ｌ－ １ ,ρ（ 对硫磷） ＝ ０ ．１ ｇ Ｌ－ １ ,ρ（ 乐果） ＝ ０ ．３ ｇ Ｌ－ １ 的降解率分别为 Ｒｄ ＝ ７９ ．１ ％ ,４６ ．７ ％ ,２９ ．４ ％ 和４６ ．４ ％ ．     

一株高浓度苯胺降解菌的分离

通过驯化培养,从含苯胺的化工废水处理厂生化曝气池污泥中分离出一株高效苯胺降解菌 Ｈ６２ ,在苯胺浓度低于３ ０００ ｍｇ／ Ｌ 的无机盐培养基中均可生长． Ｈ６２ 利用苯胺的最适温度为３０ ℃,最适ｐ Ｈ 为８ ．０ ,当苯胺浓度在６００ ｍｇ／ Ｌ 以下时,对该菌不表现出明显抑制作用．在含苯胺８００ ｍｇ／ Ｌ 的无机盐溶液中,通气量为０ ．４ Ｌ／ｍｉｎ ,３０ ℃,培养１５ 小时可使苯胺去除率达１００ ％ ．经鉴定,该菌株为不动杆菌属（ Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｓｐ ．） ．     

两株联合降解甲基一六○五菌的分离及其特性研究

从农药厂污泥中分离得到一个降解甲基一六○五的混合菌群,该菌群由两种菌 Ｍ６ 和 Ｐ３ 组成,初步鉴定均为假单胞菌属（ ｐｓｅｕｄｍｏｎａｓ ．ｓｐ） ． Ｍ６ 菌具有一硫代磷酸酯键水解酶,能够催化甲基一六○五水解为对硝基酚, Ｐ３ 具有对硝基酚降解能力． Ｍ６ 和 Ｐ３ 各自均不能彻底矿化甲基一六○五． Ｍ６ 与 Ｐ３ 混和可以彻底降解甲基一六○五．质粒消除实验表明, Ｓ Ｄ Ｓ、吖啶橙（ Ｏ Ａ） 、丝裂霉素及几种消除剂混和处理均不能使 Ｍ６ 和 Ｐ３ 丧失一六○五水解和对硝基酚降解能力,质粒检测发现在 Ｍ６ 中检测到质粒条带,而 Ｐ３ 中未检测到质粒条带     

农药降解酶的固定化及其降解特性

采用海藻酸钙凝胶将 Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐ ． Ｙ Ｆ１１ 农药降解酶进行固定化,并测定了固定化酶对杀灭菊酯的降解特性． 农药降解酶的固定化条件为：海藻酸钠质量浓度,３０ ｇ／ Ｌ;蛋白质量浓度,０ ．２ ｇ／ Ｌ;固定化时间ｔ ＝ １６ｈ ;粒径４ ｍｍ ． 固定化酶降解杀灭菊酯的最适ｐ Ｈ 为８ ．０ 、最适温度为３５ ℃, Ｋｍ５５ ．０ μｍｏｌ／ Ｌ     

甲基对硫磷降解菌DLL-1的分离、鉴定及降解性研究

从长期施用甲基对硫磷的污染土壤中分离到一株能以甲基对硫磷为唯一碳源生长且能将其完全矿化的细菌 Ｄ Ｌ Ｌ－ １ ,经鉴定,为邻单胞菌（ Ｐｌｅｓｉｏｍｏｎａｓ ｓｐ ．） ．该菌株３ ｈ 内对５０ ｍｇ／ Ｌ甲基对硫磷的降解率为９３ ％ ,２４ｈ 内对５０ ｍｇ／ Ｌ甲基对硫磷的降解率为９５ ％ 以上．在葡萄糖铵盐培养基中, Ｄ Ｌ Ｌ１ 对甲基对硫磷的耐受浓度和降解速度均增大．降解曲线表明延滞期内,菌体依靠上一生长阶段分泌的酶类对甲基对硫磷进行降解,一旦菌体开始生长,则检测不到中间代谢产物对硝基苯酚的存在．生长情况和粗酶液试验均显示 Ｄ Ｌ１ 优良的降解性状     

一株降解除草剂膦化麦黄桐(PPT)菌的筛选与鉴定

从喷洒有除草剂的土壤中分离到一株能分解膦化麦黄桐(PPT)的细菌.该菌在以PPT为唯一碳源的培养基上生长,能利用PPT的最高浓度为2. 7g/L.采用常规生理生化鉴定方法,并结合16SrDNA序列分析法对该菌进行鉴定.结果表明,该菌与生癌肠杆菌(Enterobactercancerogenus)序列相似性为99. 3%,在细菌分类学上属于肠杆菌.将它命名为Enterobactersp. PPT. 图4表2参7