五氯酚生物降解机理与外生菌根真菌对五氯酚可降解性

五氯酚是氯酚族中最具毒性和最难降解的有机污染物。不同种类的微生物由于其降解污染物的生化机制不同,使得五氯酚的降解途径多样化。文章通过综述好氧与厌氧微生物降解五氯酚的降解菌和降解途径,认为五氯酚首先通过脱氯转化为低氯代化合物后再开环,因此脱氯就成为五氯酚降解的关键步骤。参与脱氯的关键酶系主要包括过氧化物酶和酚氧化酶。外生菌根真菌可降解多种难降解有机污染物,并具有生成过氧化物酶和酚氧化酶的机制,因此外生菌根真菌具有降解五氯酚的潜力与优势。这些信息将为进一步开展五氯酚生物降解机理研究,应用微生物—植物复合系统修复污染土壤提供基础。     

梁子湖湿地土壤酶初步研究

在梁子湖湿地区域内分别采取稻田、沉积物、荒滩、藕塘的土壤样品,测定了与土壤碳、氮、磷转化相关的多酚氧化酶、磷酸酶和脲酶的活性及有机质、N、P含量,分析了湿地土壤酶的活性与土壤有机质、N、P的关系。结果表明:尿酶的活性(以NH3-N计)在0.084~0.255mg·g-1之间,磷酸酶的活性(以酚计算)在8.239~30.898mg·g-1之间,多酚氧化酶的活性(以I2计)在0.577~1.467ml·kg-1之间。脲酶可促进土壤全氮的降解转化。脲酶活性与土壤有机质、全N都呈显著正相关;磷酸酶的活性与土壤磷的转化关系密切。磷酸酶的活性与有机质、全P和速效P都呈正相关,但与有机质的相关性不显著;与速效P的相关性只在水田中达到显著水平;与土壤全磷的含量间相关性显著;多酚氧化酶的活性与土壤碳、氮、磷有密切关系。多酚氧化酶的活性与有机质、全N、全P的含量均呈负相关关系,与有机质的含量之间的负相关在水田和湖泊沉积物中达到显著水平。     

碱性果胶酯裂解酶工程菌的构建

从本研究室筛选的BacillussubtilisWSHB04-02菌株中扩增出编码碱性果胶酯裂解酶的结构基因PL,将其插入大肠杆菌分泌表达载体pET22b( )多克隆位点,得到重组载体pET22b( )PL.序列分析表明,所获PL基因与已报道的B.subtilisSO113的PL基因的同源性为98%.重组载体在大肠杆菌BL21(DE3)中得到表达.SDS-PAGE分析显示,表达产物的分子量(Mr)均为43×103,同核酸序列测定所推导的值相符.该工程菌经IPTG诱导后,胞内酶活为8U/mL.研究发现,碱性果胶酯裂解酶不仅在胞内有酶活,胞外也有酶活,说明所构建的表达体系可使该酶向胞外分泌.图3表1参6     

洱海流域稻油轮作农田土壤水解酶活性特征

土壤酶是驱动土壤碳氮素转化的重要生物因素。该研究在滇西洱海流域油菜-水稻水旱轮作农田设置5个处理(1个不施肥对照,1个施化肥对照,3个有机物料配施化肥处理)的长期定位试验,考察土壤碳氮水解酶活性特征及有机碳源物料施用条件下土壤碳氮水解酶活性动态变化特征,结合Pearson相关性分析和RDA冗余分析,解析土壤酶活性对有机碳输入的响应特征。结果表明,单施化肥处理对β-1,4-葡萄糖苷酶(GC)活性的影响不显著(P≥0.05),但显著提高β-1,4-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性(P<0.05);有机碳源物料配施化肥各处理则均显著提高2种土壤碳氮水解酶活性(P<0.05)。GC酶和NAG酶的活性与土壤有机质(OM)和全氮(TN)含量呈极显著正相关(P<0.01);土壤GC和NAG酶活性均与土壤碳氮比(C/N)极显著正相关(P<0.01);土壤OM和TN对碳氮水解酶活性影响的解释度最高。基于酶活性和土壤养分及碳氮比关系分析,需要施用适宜C/N的有机碳源配施氮肥,通过调控GC酶和NAG酶活性,提高土壤碳氮转化速率,从而维持土壤C/N在适宜范围。     

黄曲霉A5p1对偶氮染料的降解特性和降解途径

以黄曲霉菌株A5p1为生物材料,研究其脱色染料的广谱性,并选择偶氮染料直接蓝71（DB71）为模型底物,探讨脱色特性及降解产物.该菌株对15种染料的脱色测试结果表明,染料浓度为100mg/L时脱色效率为61.7%~100%.该菌对偶氮染料DB71具有生物吸附和生物降解的双重作用,在pH值7.0,温度30℃,染料浓度300mg/L,蔗糖为碳源时对DB71 脱色率为100%.酶分析显示葡萄糖氧化酶和锰过氧化物酶参与染料的降解.FTIR、GC-MS和LC-MS分析确定代谢终产物为萘胺、叠氮萘、2-羟基-6-草酰-苯甲酸和1-萘酚.     

Methylobacterium sp.TP-1好氧降解四溴双酚A机理及其功能酶研究

四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A,TBBPA)是目前使用最广泛的溴代阻燃剂之一,在各种环境介质中普遍存在,对人体健康具有潜在危害.本研究从沉积物中筛选得到一株可降解TBBPA的菌株,命名为TP-1,经16S rDNA序列分析鉴定为甲基杆菌(Methylobacterium sp.).在pH=7的条件下反应60 h,菌株TP-1对初始浓度为10 mg·L~(-1)的TBBPA降解率为74.87%.采用HPLC-MS测定TBBPA的降解产物,发现主要产物为二溴双酚A、双酚A、4-对羟基苯乙酮和二溴化芳香族化合物,其降解方式主要为β断裂、还原脱溴和氧化,进而初步推测出其降解途径.在此基础上,基于KEGG数据库分析菌株TP-1降解TBBPA的分子生物学机制,依据模拟降解途径和KEGG注释结果推测菌株TP-1降解TBBPA的功能酶为过氧化氢酶(EC:1.11.1.6)、卤代烷脱卤酶(EC:3.8.1.5)、卤乙酸脱卤酶(EC:3.8.1.3)和单加氧酶(EC:1.14.13.7).对这4种酶同源性和编码基因进行对比分析表明,这4种酶与甲基杆菌属菌株的相应功能酶均具有较高的同源性,且相应的基因簇在甲基杆菌属菌株中均具有较好的同线性,据此推测甲基杆菌属的多数菌株具有TBBPA降解能力.本研究可从分子水平阐述TBBPA的微生物降解机制,为相关研究提供有益参考.     

处理秸秆纤维素乙醇废水的东北土著白腐真菌筛选及特性研究

为了提高秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,选择6种东北土著白腐真菌,对2%的秸秆纤维素乙醇废水中木质素进行降解处理.采用正交试验法对筛选出的高效降解菌进行产漆酶培养基的优化.结果表明:6种白腐真菌最高酶活大小顺序为青顶拟多孔菌>血红密孔菌>糙皮侧耳菌>彩绒革盖菌>烟色烟管菌>灵芝;血红密孔菌、糙皮侧耳菌、彩绒革盖菌、青顶拟多孔菌、灵芝、烟色烟管菌在第0天起始质量浓度为640.9~716.6 mg/L,在第14天木质素的质量浓度分别为434.0、411.2、441.8、441.7、533.3、503.5 mg/L,对木质素的去除率分别为37.1%、37.0%、31.8%、31.7%、25.6%、21.4%,并分别在第12、12、4、4、2、6天木质素降解趋于平稳,表明降解效果最好的菌种为血红密孔菌.血红密孔菌产漆酶培养基最优组合方案:最佳碳源为锯末,质量浓度为35 g/L;最佳氮源为蛋白胨,质量浓度为4 g/L;最佳pH为5.极差分析表明,各因素对血红密孔菌产漆酶的影响顺序为碳源>氮源> pH >氮源质量浓度>碳源质量浓度.在最佳培养基条件下,废水中木质素降解率达41.1%.研究显示,血红密孔菌可以作为生物法处理秸秆纤维素乙醇废水的菌种资源,也可为今后的进一步应用研究提供科学依据.      

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)在小鼠肝脏S9中的体外代谢研究

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)是一类具有内分泌干扰性质的酚类化合物,且内分泌干扰效应大于其母体多溴联苯醚(PBDEs),研究OH-PBDEs的体外代谢行为对于理解其在生物体内的富集转化具有重要意义.以小鼠肝脏S9部分作为研究对象,考察了3-OH-BDE-47、5-OHBDE-47、6-OH-BDE-47和2'-OH-BDE-68在小鼠肝脏中的体外代谢.结果表明小鼠肝脏S9中的I相酶和II相酶均能代谢4种OH-PBDEs;醚键与OH官能团及Br原子互为邻位时,I相酶对OH-PBDEs的代谢率最高,即6-OH-BDE-47表现出较高的代谢率,此外,4种OH-PBDEs经I相酶代谢后均能生成2,4-二溴苯酚,表明醚键断裂是其主要的I相酶代谢途径;OH-PBDEs的OH官能团与醚键互为间位时,II相酶对其葡萄糖醛酸结合反应最高,也就是5-OH-BDE-47表现出较高的去除率.     

排水造林对小兴安岭沼泽湿地土壤酶活性及氮含量的影响

选取不同排水年限的兴安落叶松人工林湿地(1974,1985,1992,2003年排水)和天然兴安落叶松沼泽湿地,研究排水对小兴安岭沼泽湿地土壤酶活性及氮素含量的影响。结果表明:湿地排水造林后,表层土壤脲酶活性降低47.3%~84.3%;蔗糖酶活性降低49.2%~72.4%。表层土壤NH_3-N降低了6.9%~19.7%;NO_3~--N降低了63.2%~80.3%。在垂直剖面上,排水湿地的NH3-N含量随土层深度增加而增大,天然森林湿地随土层深度增加而减小。排水对土壤表层土壤酶活性及各氮素含量影响显著(P<0.05)。