生物质能利用技术-厌氧消化技术的研究新进展

厌氧消化技术是最重要的生物质能利用技术之一。厌氧消化技术是实现废物污染防治和能源回收利用的有效方法。本文综述了厌氧消化技术利用生物质废物回收利用生物质能的最新研究进展,分别介绍了生物质废物厌氧发酵产乳酸,氢气和甲烷的机理,研究现状和存在的问题,并对其进一步发展和未来的应用前景进行了分析和展望,为寻找适合中国的垃圾处理技术提供一些参考。     

Effects of cultivation conditions on the diversity of microbes involved in the conversion of rice straw to fodder

To confirm the optimum cultivation conditions for analyzing lactic acid bacterial communities and to provide the cultivation foundation for lactic acid bacterial communities that were used to convert straw into fodder, fermented rice straw was inoculated into 13 different broths. After 48 h of cultivation, pH values, volatile products, and microbial diversity were analyzed. Except for LAB broth, the pH values of the other broths could decrease to approximately 4.5. GC/MS analysis showed that lactic acid in Tomato MRS broth, MRS broth, LAB broth, and Tomato juice broth was higher than that in the other broths. DNA concentration analysis showed that the counts of microbes in Tomato MRS broth were 2.5 times of those in other broths and that tomato juice favored the reproduction of the microbes. Denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） analysis showed that the number of lactic acid bacterial species in HYA broth, Tomato juice broth, and Tomato MRS broth were higher than those in the other broths.     

孕鼠PFOS暴露对糖皮质激素水平及胎鼠生长发育的影响

为探究孕期全氟辛烷磺酸(PFOS)暴露与母源糖皮质激素(GC)水平、胎鼠生长发育之间的关系,将孕期为12 d(GD12)的24只SD雌性大鼠,随机分为4组给予不同剂量的PFOS(0,5,10,20 mg·kg-1),连续灌胃7 d,在GD19时对孕鼠和胎鼠的体重、胎鼠肝脏系数和肝脏生化指标、孕鼠血清的生化指标和GC水平、胎盘11β-羟基类固醇脱氢酶2(11β-HSD2)的酶学活性和胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的mRNA表达水平分别进行检测。结果表明,与对照组相比:PFOS 20 mg·kg-1组,母鼠体重、胎鼠体重和体长显著下降(P0.001);PFOS 20 mg·kg-1组,胎鼠肝脏脏器系数低于对照组(P0.001);PFOS 10 mg·kg-1组,胎鼠肝脏中的酶活性(ALT、AST和ALP等)显著升高(P0.001);PFOS 20 mg·kg-1组,孕鼠血清GC水平升高(P0.05);胎盘IGF-1的mRNA表达水平随PFOS剂量升高而降低;胎盘11β-HSD2的活性随PFOS剂量升高而降低。研究表明,孕期暴露PFOS可以导致胎鼠肝脏毒性,降低胎盘11β-HSD2氧化活性导致GC浓度升高,进而影响胎鼠的生长发育。     

五氯酚对HeLa细胞毒性及DNA损伤的研究

以人宫颈癌HeLa细胞为研究对象,运用MTT法检测PCP处理后HeLa细胞的增长抑制率;通过测定细胞培养液中乳酸脱氢酶(LDH)的漏出率和总超氧化物歧化酶(SOD)的活性,评价PCP的细胞毒性作用;彗星实验检测HeLa细胞经不同浓度PCP处理后的DNA损伤.结果表明,PCP对HeLa细胞的半数抑制浓度(IC50)为66.59μmol.L-1;HeLa细胞在12.5、25、50、100和200μmol.L-1 PCP染毒条件下,LDH的漏出率随着染毒时间的增加逐渐增大,具有明显的时间-效应关系,在12.25、17.5和25μmol.L-1 PCP染毒下,细胞培养液中SOD的活性随着染毒时间的增加逐渐下降,存在显著的时间-效应关系,低浓度PCP(25μmol.L-1)显著增加细胞培养液中LDH的漏出率以及PCP(12.25μmol.L-1)显著降低总SOD的活性;PCP(实验浓度为6.25、12.5、25和50μmol.L-1)不会导致HeLa细胞DNA损伤.因此SOD和LDH可作为评价低浓度PCP毒性效应的敏感性生物标志物.     

蜡样芽孢杆菌中甲酸脱氢酶基因产氢研究

通过基因筛选,成功分离并克隆到蜡样芽胞杆菌XN12（Bacillus cereus XN12）的甲酸脱氢酶基因fdhF（formate dehydrogenase）,该基因全长2937bp,GC含量39.3%,编码978个氨基酸,与已报道的蜡样芽孢杆菌Q1的fdhF基因（GenBank No.CP000227.1）同源性达到100%.将其连接在表达载体pET32a上并融合His标签,构建了重组质粒pET32a-FDHF-His,转入大肠杆菌BL21（Escherichia coli BL21）后获得了高效表达.重组菌株经IPTG诱导后经WesternBlot分析表明,重组蛋白分子量约为108kDa.通过对重组菌株产氢性能试验表明,重组菌对提高产氢率具有一定促进作用,产氢量为每消耗1mol的葡萄糖和甲酸盐分别能产生0.73mol和0.20mol的氢气.     

SO2吸入对小鼠组织谷胱甘肽氧化还原系统的影响

从SO2吸入对雄性小鼠组织谷胱甘肽氧化还原系统中的抗氧化酶谷胱甘肽硫转移酶(GST)和葡萄糖6-磷酸脱氢酶(G6PD)以及还原型谷胱甘肽(GSH)和脂质过氧化物(TBARS)的影响探讨SO2的毒性作用机理.将昆明种纯系雄性小鼠60只随机分成3大组,每组20只,每一大组再随机分成SO2吸入组和对照组(SO2吸入组10只,对照组10只).吸入组吸入SO2浓度分别为(22±2)mg/m3,(64±3)mg/m3和(148±23)mg/m3.分别检测其脑、肺、心、肝、肾组织中GST、G6PD的活性以及GSH、TBARS的含量变化.当SO2浓度为(148±23)mg/m3时,脑、肺、心、肝、肾组织中GST和G6PD活性以及GSH含量均比对照组达到极显著(P<0.01)或显著降低(P<0.05),而脑和肺、心、肝、肾组织中TBARS水平则是显著(P<0.05)或极显著升高(P<0.01),且各指标与SO2浓度间有显著的剂量依赖关系.SO2吸入可使谷胱甘肽氧化还原系统中的关键性酶GST和G6PD活性发生显著降低,可使抗氧化物质GSH含量显著下降,而脂质过氧化物TBARS则显著升高,最终使谷胱甘肽氧化还原系统发生大的变化,导致氧化损伤.图2表2参16     

磁场对固定化紫色非硫光合细菌脱氢酶影响的研究

研究磁场作用对固定化紫色非硫光合细菌（ＰＳＢ）脱氢酶活力的影响，选出可产生最佳磁生物效应的磁场值，并证明磁场作用一定累积效应，实验结果表明在最佳磁场作用下，最适温度为３０－４０℃，最适ｐＨ值为８，脱氢酶活力可提高３０％左右，有良好热稳定性和ｐＨ稳定性。在４℃冰箱保存４５至２１０ｄ，磁场对脱氢酶活力影响基本稳定，可保持提高２０％。磁场对菌液中加某些金属离子（Ｆｅ＾２＋、Ｍｎ＾２＋、Ｚｎ＾２＋）ｂｎ     

磁场对紫色非硫光合细菌脱氢酶活性的影响

研究并比较磁场作用下紫色非硫光合细菌（ＰＳＢ）自然细胞和固定化细胞的某些性质。结果表明在最佳磁场作用下２种细胞的热稳定性、ｐＨ稳定性良好。与不加磁场一样,最适温度为３０℃－４０℃,最适ｐＨ值为８,但自然细胞脱氢酶活力比对照组提高１０％－２０％,固定化细胞提高２０％－３０％。磁场使细胞对金属离子（Ｆｅ＾２＋、Ｍｎ＾２＋、Ｍｇ＾２＋）敏感性增加。２种细胞最佳磁场值不同,固定化细胞在最佳磁场作用下在４℃     

戊二醛对紫色非硫光合细菌脱氢酶活力的影响

探讨微生物细胞对戊二醛毒性的耐受能力及应用条件的适宜范围,可为废水处理中固定化细胞的应用提供实验基础和理论依据。以紫色非硫光合细菌（PSB）为例,直接用戊二醛作用于细胞,在不同pH值、温度、戊二醛浓度、反应时间等条件下研究戊二醛对PSB脱氢酶活力的影响。结果表明：戊二醛对PSB脱氢酶活力影响的主要限制因素为戊二醛浓度和反应时间。当戊二醛浓度为0.5～1.0％,反应时间为1～2h时,PSB脱氢酶活力回收可达83％以上;PSB细胞经戊二醛处理后,热稳定性增强,pH稳定性无明显变化;并比较出热带假丝酵母菌和PSB对戊二醛的毒性耐受能力大于大肠埃希氏杆菌和芽孢杆菌yol。     

盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶不同结构域蛋白的表达纯化及其抗体的制备与分析

盐生杜氏藻(Dunaliella salina)是迄今为止世界上发现的最耐盐的真核光合生物,而甘油是盐藻用于调节细胞内外渗透压变化的关键调渗物质.3-磷酸甘油脱氢酶(GPDH)是盐生杜氏藻甘油合成途径中的关键酶.与已经报道的其它物种的GPDH基因不同,盐生杜氏藻3-磷酸甘油脱氢酶(Ds.GPDH)基因具有两个独立的功能结构域,即丝氨酸磷酸化酶结构域(SGPP domain)和3-磷酸甘油脱氢酶结构域(GPD domain).本实验在已克隆的Ds.GPDH2基因的基础上,以含GPDH2全基因序列的T质粒载体(pMD18-T-GPDH2)为模板,PCR扩增分别得到两个单结构域片段(SGPP与GPD),以及双结构域片段(GPDH),构建了pET32a-SGPP、pET32a-GPD和pET32a-GPDH三种原核表达载体,并在大肠杆菌中成功表达.纯化蛋白制备抗原,制备出3个多克隆抗体.Western Blot和交叉反应分析显示通过重组蛋白制备的多克隆抗体具有很高的特异性.图7参16