3种常规消毒方法对磺胺类抗性基因削减效果的比较

近年来,抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)对人类和环境的潜在风险引起了广泛关注.本研究从1家城市污水处理厂二级出水中分离出两株磺胺类抗性细菌,控制浓度投加到灭菌后的出水中,分别进行氯消毒、紫外消毒、臭氧消毒处理,采用菌落计数法、q PCR法对消毒后目标细菌及磺胺类抗性基因(sulⅠ、sulⅡ)进行分析比较.同时采用"消毒+DNase I酶"实验研究磺胺类抗性基因在各消毒过程中的行为特征.结果表明,3种消毒均有效削减细菌浓度,但对抗性基因削减程度不高.结合"消毒+DNase I酶"实验分析,氯消毒削减磺胺类抗性基因与微生物量的降低有关;紫外消毒能直接破坏抗性基因;而臭氧消毒在大量削减细菌量的同时,抗性基因进入到胞外环境中,其潜在环境风险不容忽视.     

Myrothecium verrucaria NF-08产漆酶条件的响应面法优化及粗酶染料脱色研究

以半知菌属疣孢漆斑菌Myrothecium verrucaria NF-08为供试菌,采用响应面方法优化菌株产漆酶条件,并以其漆酶粗酶进行3种结构类型6种染料的脱色试验,考察了粗酶浓度、温度和p H值对脱色率的影响.两水平析因设计、中心组合设计和验证试验结果表明:葡萄糖浓度为15.4 g·L~(-1)、蛋白胨浓度为43.3 g·L~(-1)和培养基初始p H值为6.68时,漆酶活性达到最大值(25.58±1.60)U·m L~(-1),是单因素试验(16.82 U·m L~(-1))的1.52倍,提高了52.1%.以上述发酵条件获得的M.verrucaria NF-08漆酶粗酶对3种结构类型染料均有脱色效果,排序为偶氮类优于芳甲烷类优于蒽醌类.脱色率随粗酶浓度增大(2~8 U·m L~(-1))、反应温度升高(15~35℃)而上升,随p H值上升(4~10)而下降.粗酶浓度为5 U·m L~(-1),反应温度为25℃,p H值为4时,偶氮类染料铬黑T和芳甲烷类染料碱性品红即可几乎完全脱色,脱色率分别为99.2%和94.6%.     

利用固定化技术与添加表面活性剂增强双酚A降解率的研究

以SiO_2为载体,戊二醛为交联剂,用以固定游离态漆酶降解双酚A(Bisphenol A,BPA).同时,对比了游离态漆酶与固定化漆酶在不同pH值与温度下的最佳酶活与酶稳定性,再通过添加表面活性剂来增加酶活及BPA去除效果.结果表明,与游离态漆酶相比,固定化漆酶对不同酸碱的适应性与耐热性均有所提高,在pH为2~8时,固定化漆酶的活性均高于游离态漆酶,且最佳活性温度也从游离态漆酶的40℃提高至50℃.在BPA降解率方面,固定化漆酶的降解率皆高于游离态漆酶,反应6 h后,对100 mg·L~(-1)BPA的去除率可分别达到92%与85%.通过添加非离子型表面活性剂Triton X-100,反应4 h后固定化漆酶可完全降解BPA,相对活性为67%;游离态漆酶于6 h将BPA降解完全,相对活性为32%.实验证实Triton X-100可作为酶活诱导剂用以提高漆酶活性及BPA的降解率,降低了处理成本且具有一定的应用前景.     

纳米银与石墨烯对土壤微生物及土壤酶的影响

采用室内暗培养试验分别探究了纳米银与石墨烯对土壤微生物及土壤酶的不同影响.将不同剂量的纳米银(0、10、100、150 mg·kg~(-1))与高纯石墨烯(0、10、100、1000 mg·kg~(-1))分别与等量棕壤充分混匀,然后进行暗培养.在第3、7、15、30和60 d时取样,测定土壤脲酶、土壤碱性磷酸酶、土壤脱氢酶和土壤过氧化氢酶的活性及土壤细菌、真菌和放线菌的数量,并在培养期间测定土壤呼吸速率及CO2累积量.结果表明,所有纳米银处理均抑制土壤的呼吸作用,并且剂量越高,抑制作用越明显;而石墨烯处理未对土壤呼吸产生显著影响.10 mg·kg~(-1)纳米银处理下,土壤真菌数量在整个培养期内均显著低于对照,土壤细菌在第60 d时也被显著抑制,但土壤放线菌数量无变化;与对照相比,100和150 mg·kg~(-1)的纳米银处理显著降低了土壤细菌、真菌、放线菌的数量.10和100 mg·kg~(-1)的石墨烯处理下,土壤细菌、真菌、放线菌数量则均无显著变化.1000 mg·kg~(-1)的石墨烯显著增加了土壤中细菌与真菌的数量,却对土壤放线菌数量无影响.纳米银处理显著抑制土壤脲酶、脱氢酶活性,却对土壤过氧化氢酶与磷酸酶活性基本无影响.10和100 mg·kg~(-1)石墨烯处理对土壤脲酶有一定的促进作用,1000 mg·kg~(-1)石墨烯处理对土壤过氧化氢酶和脱氢酶有一定的促进作用,而不同剂量的石墨烯在培养后期均对碱性磷酸酶产生抑制作用.总体来说,纳米银在一定程度上对土壤酶及土壤微生物结构产生了负面影响,而石墨烯对土壤酶及土壤微生物结构的影响不明显.     

纤维素降解菌Arthrobacter oryzae HW-17的纤维素降解特性及纤维素酶学性质

采用单一碳源选择性培养基和纤维素平板水解圈法筛选到一株具有较强纤维素分解能力的菌株Arthrobacter oryzae HW-17.此外,高通量测序发现,不同驯化条件下微生物群落结构有明显差异,低温条件下优势属为类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和伯克氏菌属(Burkholderia).本文同时对菌株Arthrobacter oryzae HW-17的微生物特性和纤维素降解特性进行了初步研究,结果发现,KNO_3、30或35℃、pH=7分别为菌株产纤维素酶的最佳氮源、温度和pH.菌株HW-17的最高纤维素酶活为18.55 U·m L~(-1),且对磨碎加工处理的纤维素样品和含鸡粪的纤维素混合样品有更好的降解效果.此外,菌株HW-17产生的纤维素酶在中温(≤50℃)和偏酸性(pH=5~7)条件下能保持较高的酶活.Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)等金属离子能够抑制该酶的活性.     

白腐菌Phlebia brevispora TMIC34596对林丹的酶促降解特性

为了阐明白腐菌株Phlebia brevispora TMIC34596对有机氯杀虫剂林丹的酶促降解机理及规律,在实验室条件下,通过菌株的纯培养、超声波破碎和高速离心等过程,提取到胞内粗酶液和胞外粗酶液,并研究了胞内及胞外酶对林丹的降解特性、最佳降解条件及动力学参数等。结果表明,胞内酶起主要的降解催化作用,相同处理时间内对林丹的降解率是胞外酶的4~5倍。胞内酶降解林丹的酶促反应最适温度为35℃,最适p H值为5.0,最适条件下反应2 h后的林丹降解率为64.0%。胞内酶在25~40℃、p H值在4.0~6.5时能保持较高的降解活性,对林丹的降解率在50%以上。胞内酶降解林丹的米氏常数Km为1.30μmol/L,最大反应速率Vmax为1.18μmol/min,表明胞内酶对林丹有较强的亲和力,降解林丹速度较快。通过气相色谱-质谱分析,五氯环己醇和四氯环己二醇被鉴定为林丹的胞内酶代谢产物,表明胞内酶可通过连续的脱氯及羟基化作用将林丹转化为多羟基化产物,该途径不同于目前所报道的白腐菌对林丹的降解途径。     

蕹菜Cd-PSC根际土壤酶和微生物特征研究

通过自制根箱试验,研究了在两种不同镉浓度的农田土上,蕹菜Cd-PSC和non-Cd-PSC两个品种根际土壤酶和微生物的特征。结果表明:蕹菜根际土壤五种酶(脲酶,转化酶,酸碱磷酸酶,蛋白酶)活性和三类微生物(细菌、真菌、放线菌)数量都显著大于非根际土壤(p0.01)。在同一土壤上,蕹菜品种间酶活性和微生物数量均存在基因型差异(p0.05);在两种土壤上,脲酶、转化酶、蛋白酶在两个品种间表现不一致,而酸碱磷酸酶则一直表现为Cd-PSC的根际酶活性小于non-Cd-PSC的活性。Cd-PSC的根系细菌、放线菌的数量极显著小于non-Cd-PSC的根系土壤中的数量,而真菌数量却显著大于non-Cd-PSC的数量。     

固定化真菌漆酶对分散兰-2BLN的脱色和降解

采用改良壳聚糖固定化的真菌漆酶对染料分散兰-2BLN进行脱色和降解条件的研究，探索了固定化漆酶活力、处理时间、染料浓度、温度和pH对其降解效果的影响。结果表明，固定化漆酶脱色降解分散兰-2BLN的适宜条件为：固定化漆酶活力18.2U／mL，染料浓度100mg／L，温度40℃，pH4.6，在上述条件下降解1.5h，分散兰-2BLN脱色率能达到87.68％。重复分批使用固定化漆酶处理2BLN兰，在使用6批次后，脱色率仍能保持在55％以上，其催化效率得到了较大提高。     

以玉米芯为原料酶法制备木糖条件的研究

为使玉米芯中的木聚糖彻底降解为木糖,采用高压灭菌和蒸汽爆破预处理玉米芯粉,加入不同酶液(4 IU/mg,以木聚糖酶为标准)后将预处理样在40 ℃下酶解24 h.TLC检测结果表明,酶解产物主要为木糖,其中青霉( Penicillium decumbens ) 6号对1.01×106 Pa下汽爆(干粉)样酶解后的木糖得率达33%;黑曲霉( Aspergillus niger ) 2107对120 ℃下高压灭菌样酶解后的木糖得率为19.5%;黑曲霉30197酶液对1.01×106 Pa下汽爆(干粉)样酶解后的木糖得率为26.7%.研究表明,采用黑曲霉酶液对预处理后玉米芯进行酶解来制备木糖的方法可行.     

突变灰盖鬼伞过氧化物酶降解刚果红的响应面法优化分析简

酶法降解偶氮染料刚果红是一个复杂的过程，受温度、pH、酶量、刚果红浓度和双氧水浓度显著影响。为研究各因素及因素间交互作用对刚果红降解影响，提高刚果红的降解率，分别使用单因素法和响应面分析法对刚果红降解条件进行了优化。单因素实验结果显示灰盖鬼伞过氧化物酶降解刚果红的最适条件为：pH 5.0、32℃、酶量4.98 U、双氧水0.1 mmol/L、刚果红20 mg/L，此时刚果红最高降解率为34.84%。然后选双氧水浓度、刚果红浓度和灰盖鬼伞过氧化物酶量作为3个因素，通过中心组合设计实验，用响应面法对刚果红降解进行优化分析，最后得到一个拟合度良好的二次多项方程模型（R²=0.9900）。方差分析结果显示，刚果红浓度和酶量是影响最显著的因素，双氧水与酶以及染料与酶之间的交互作用极显著。响应面分析优化后的反应体系为：双氧水浓度0.15 mmol/L，刚果红浓度为27.21 mg/L，酶为2.0 7 U，在此条件下，刚果红降解率达58.13%。