单壁碳纳米管对Arthrobacter sp.W1生长及苯酚降解功能的影响

单壁碳纳米管(SWCNTs)对大肠杆菌等模式菌株的生长抑制作用明显,为了解SWCNTs对具有环境功能的菌株的作用,以苯酚降解菌Arthrobacter sp.W1为对象,考察不同浓度SWCNTs下菌株W1的生长曲线和苯酚降解曲线,并通过扫描电镜观察、细胞凋亡检测、DNA泄漏量分析和活性氧产量分析考察作用机制.结果表明,特定浓度范围的SWCNTs(0.5-5.0 mg/L)会加快W1的苯酚降解速率,且1.5-2.0 mg/L SWCNTs不抑制W1的生长.SWCNTs在溶液中形成团簇并吸附W1细胞,且对W1产生以物理穿刺为主的毒性作用,但在特定浓度范围的SWCNTs条件下,SWCNTs-菌株-苯酚体系增加了菌体与苯酚的接触机会,从而对W1生长和苯酚降解产生明显的促进作用.本研究结果可为进一步揭示SWCNTs的环境微生物效应提供理论依据.     

萘降解菌MQ合成靛蓝的研究

利用萘降解菌(丛毛单胞菌)MQ完整细胞对吲哚进行转化合成靛蓝,结果表明菌株MQ具有较好的靛蓝合成能力,靛蓝产量在4h左右即达到稳定.薄层色谱和高效液相色谱分析结果表明,合成的蓝色产物为靛蓝.考察了反应温度及摇床转速对靛蓝合成的影响,结果表明最适温度和转速分别为25℃和150r·min-1.随后,采用表面响应法确定了菌株MQ合成靛蓝的最优条件:菌株接种量OD6602.16,吲哚浓度200.55mg·L-1,pH=6.91.在最优条件下,菌株MQ合成靛蓝的产量为53.05mg·L-1,比初始条件下的产量提高了179%.     

一株耐盐苯酚降解菌的分离、鉴定及耐盐机制研究

从污泥样品中分离得到1株高效的耐盐苯酚降解菌,该菌株能够在温度20～30 ℃、pH5.0～9.0和盐度1％ ～ 10％范围内以苯酚为唯一碳源进行生长.通过形态、生理生化特性分析及16S rDNA序列分析,鉴定该菌株为Rhodococcus sp.,命名为W2.在温度30℃、pH =7.0、NaCl50g·L-1的条件下,菌株可耐受苯酚的最大浓度为700 mg·L-1.粗酶中检测到的邻苯二酚l,2-双加氧酶活性表明,菌株W2通过邻位开环断裂途径代谢苯酚.底物广谱性考察结果表明,菌株W2能够在高盐条件下利用苯甲酸、水杨酸等多种芳香化合物作为碳源生长.对耐盐机理进行的初步分析表明,细胞内甜菜碱和四氢嘧啶的含量随着盐浓度的增加而增大,说明四氢嘧啶和甜菜碱的积累是菌株W2抵抗高盐度的重要机制.     

靛蓝的微生物合成研究新进展

靛蓝是一种广泛应用于印染、医药等行业的有机色素,利用微生物法合成靛蓝已引起国内外学者的广泛关注.本文综述了微生物法合成靛蓝的研究进展及动态.靛蓝的微生物合成可归纳为3个阶段:野生型微生物催化合成、基因工程菌全细胞催化转化及代谢工程调控转化.多数芳烃降解菌及其编码酶均具备催化吲哚合成靛蓝的能力,采用定向进化、宏基因组技术以及两相体系等对已知酶资源进行深尺度研究,将为靛蓝生物合成过程注入新的活力.同时,靛蓝合成过程中产生的羟基吲哚及靛蓝衍生物是新型药物及化工中间体,也具有较大的研究价值.然而,由于靛蓝合成过程涉及的中间产物及副产物间转化关系及合成脉络仍不明晰,靛蓝产率低,因此将分子生物学及代谢工程手段融入到靛蓝合成机理及产业化应用的探索将成为该方向的研究重点.     

细菌芳烃外二醇双加氧酶研究进展

外二醇双加氧酶(EDOs)是一种多功能细菌芳烃开环氧化酶,在环境保护、化工合成及生物技术等领域中有着巨大的应用潜力.本文综述了EDOs自开发以来的研究成果,包括分类学研究,酶的催化机制,在生物降解、生物合成、生物技术中的应用及其开发改造新技术.EDOs属于3个进化关系相互独立的酶家族,它们利用活性位点金属离子Fe/Mn(II)与底物和氧气结合,通过形成一种烷基过氧化中间产物,使芳香化合物开环断裂.利用这一催化机制,EDOs可以广泛地降解多种环境污染物,同时,某些EDOs还能够参与生物活性物质的合成,并且在生物传感器等生物技术中也有着广泛的应用.近年来,结合宏基因组、杂交酶等技术手段,研究人员开发改造出更多的EDOs资源,旨在为EDOs的深入研究提供更全面的信息.     

引哈济党工程对苏干湖湿地天然植被的影响

根据Processing MODFLOW模型对调水后大苏干湖区面积和湿地地下水位的影响预测结果,初步确立引哈济党工程适宜调水量,并在各调水方案的基础上,以干旱区天然植被与地下水的定量关系为依据,分析预测地下水位下降对湿地天然植被的影响。结果表明:不同工况引水50 a后,大苏干湖湖泊面积减少均不超过8%;湿地地下水水位0 m~1 m区面积将持续下降,最大减少17 km2;湿地天然植被部分将发生演替,主要由湿生植被向中、旱生植被演变,影响集中在两湖间河道湿地及湿地外围边缘地带。     

苯酚羟化酶基因工程菌表达优化及特性研究

利用表面响应法优化苯酚羟化酶基因工程菌(PH_IND)的生长条件(种龄、接种量)及表达条件(诱导OD600、IPTG浓度、诱导时间、诱导温度),并对其粗酶特性进行考察.实验结果表明,菌株PH_IND的最佳生长条件及表达条件为:种龄7.19h,接种量1.39%,诱导OD6000.54,IPTG浓度0.19mmol·L-1,诱导时间2.37h,诱导温度35℃,此时,苯酚羟化酶最大酶活力为0.6167U·mg-1.粗酶特性分析表明,苯酚羟化酶的最适pH和温度分别为8.0和40℃.Ba2+、Fe3+、Hg2+、Pb2+对苯酚羟化酶有明显促进作用,而Ca2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Mn2+对苯酚羟化酶有抑制作用.底物广谱性实验表明,苯酚羟化酶具有极强的芳香化合物降解能力.     

贪铜杆菌IDO转化吲哚合成靛蓝的特性研究

靛蓝是历史上最早发现,被广泛应用于印染、医药和食品等行业的天然染料之一。该实验室分离纯化得到一株能以吲哚为唯一碳源生长且具有转化吲哚合成靛蓝能力的菌株IDO,经16S rRNA基因序列分析鉴定为贪铜杆菌(Cupriavidus)。该研究进一步对该菌株合成靛蓝的条件进行优化,考察了外加金属离子、外加芳香化合物以及焦化废水中常见污染物等不同环境因素对其合成靛蓝特性的影响。结果表明,菌株IDO合成靛蓝的最佳条件为:温度30℃,转速150 r/min,培养基pH为7。在最优条件下,该菌株能在15 h内完全转化100 mg/L吲哚,并生成30 mg/L左右的靛蓝。实验证明Fe3+对靛蓝合成起促进作用,而萘及喹啉会明显抑制靛蓝的合成。菌株IDO能够转化4-甲基吲哚、5-甲基吲哚、7-甲基吲哚等吲哚同系物并合成相应的靛蓝类色素。该研究在微生物合成靛蓝方面提供了高效新颖的菌株资源,为靛蓝类色素的生物合成奠定理论基础。     

菌株Acinetobacter sp.C-2对酸性红GR的脱色研究

近年来,生物法处理染料废水已成为国内外的研究热点。文章实验室通过梯度驯化,从土壤中分离筛选得到一株能有效脱色磺基化偶氮染料酸性红GR的菌株C-2,根据16S rDNA基因序列分析鉴定为Acinetobacter sp.。采用表面响应法(Response Surface Methodology,RSM)对菌株C-2脱色酸性红GR的主要影响因素进行了优化,实验结果表明最优条件为:接种量17.5 g/L,酸性红GR初始浓度100 mg/L,酵母粉浓度2.50 g/L,果糖浓度3.00 g/L。在该条件下,14 h内脱色率可达99%。同时,利用Haldane方程对菌株的脱色动力学进行拟合,最大脱色速率vmax、亲和常数Ks和抑制常数Ksi分别为328.33 mg/(g.h)、309.69 mg/L和1 365.83 mg/L,并且经计算,最佳脱色速率和GR浓度分别为105.91 mg/goh、650.37 mg/L。研究结果表明菌株C-2具有较高的偶氮染料脱色活性,用于实际染料废水的生物修复具有较好的应用前景。