一株芘降解菌B2的降解条件优化及降解基因

芳香烃降解菌是石油污染土壤修复的主要生物资源。采用芘平板升华法对克拉玛依原油污染土壤样品进行驯化培养,分离得到一株芘降解菌B2,经16S rDNA基因序列比对及系统发育进化分析表明,该菌株为假单胞菌属(Pseudo-monas)。采用正交设计方法优化菌株B2对高分子量多环芳烃芘的降解条件,并构建多元非线性模型预测菌株B2对芘的最佳降解条件,结果表明:在接种量OD660 nm为0.60、降解温度为40℃、降解时间为6.0 d时,预测菌株B2对芘的降解最大达到38.214 mg/L,实际测得最大降解量为37.906 mg/L,预测准确率为99.19%。运用PCR技术克隆B2的邻苯二酚-2,3-双加氧酶基因(B2C23O)(I.2.A亚家族),核酸序列分析表明,该基因全长880 bp,具有一个完整的开放阅读框,编码246个氨基酸,与已报道的Pseudomonas putida W619同源性最高为97%;对B2C23O基因编码氨基酸序列进行分析,发现其具有邻位断裂双加氧酶模式结构,推测菌株B2通过邻位裂解途径降解芘代谢中间产物邻苯二酚。     

萘降解菌的分离鉴定、生长特性和降解途径探究

从天津大港油田附近污染土壤中分离出1株萘降解菌株DGN9,经形态学和16S rDNA测序鉴定,该菌株属于无色杆菌(Achromobacter sp.)。其最适生长温度为30℃,最适pH为7,最适萘初始质量浓度为1 000mg/L,在NaCl质量分数为1%、2%的条件下生长良好,具有一定的耐盐性。其对萘的可能降解途径为水杨酸降解途径。同时,该菌株对蒽、菲、芘、联苯、对苯二甲酸、邻苯二酚、苯酚、苯甲酸钠、水杨酸、邻苯二甲酸等底物也有降解作用,具有底物生长广谱性。     

一株嗜油不动杆菌(Acinetobacter oleivorans)的分离鉴定及石油降解特性

从石油污染土壤分离到30株石油降解菌,经复筛得到一株适应能力强、对石油降解效率高的优势菌株JC3-1。该菌株在温度为20~40℃、pH 5~9、盐度(NaCl)为0~3%(W/V)条件下生长良好。在以4 g/L原油为惟一碳源的培养基中生长15 d后对原油的降解率达42.15%。通过形态学观察、生理生化实验及16S rDNA序列分析,初步鉴定属于嗜油不动杆菌(Acinetobacter oleivorans)。菌株在以正戊烷、正己烷、十六烷、十八烷、苯、甲苯、二甲苯、邻苯二酚、萘、芘为惟一碳源培养基中都能很好生长。用特异性PCR检测发现,JC3-1具有酰基辅酶A脱氢酶、苹果酸合成酶、异柠檬酸裂合酶、TonB-依赖性铁载体受体、铁载体受体蛋白、多功能脂肪酸氧化酶复合体α亚单位等代谢功能基因,及烷烃单加氧酶、芳烃双加氧酶、联苯双加氧酶、邻苯二酚双加氧酶、萘双加氧酶、甲苯双加氧酶等降解功能基因。     

邻苯二酚-2,3-双加氧酶基因在芘降解菌基因组的整合与表达

为了构建能够稳定遗传且高效降解多环芳烃的工程菌,利用PCR技术对Pseudomonas songnenensis wp3-1的邻苯二酚-2, 3-双加氧酶(C23O)基因进行克隆,并将其与自杀性载体pUTmini-Tn5连接,得到重组载体pUTmini-Tn5-C23O。在三亲接合作用下,经mini-Tn5转座子将重组载体pUTmini-Tn5-C23O中的C23O基因整合到菌株Pseudomonas sp. wp4的染色体DNA中,最终得到基因工程菌wp4-C23O。在不同pH、温度下,菌株wp4和工程菌wp4-C23O对浓度为50 mg?L-1的芘进行降解7 d。2株菌降解最适温度为37℃、最适pH为7.5。在此条件下,工程菌wp4-C23O对芘降解率显著高于wp4菌株(P0.05),降解率提高11.45%。以PAHs降解优势菌株为受体构建工程菌可以去除石油污染土壤中的PAHs。     

一株苯胺降解菌的分离鉴定及其降解特性

为研究苯胺污染的生物控制,通过驯化培养,从南京化工厂污水处理厂的活性污泥中分离出一株高效苯胺降解菌——菌株AN4.生理生化试验鉴定菌株AN4为金黄杆菌属(Chryseobacterium sp.).菌株AN4利用苯胺生长和降解苯胺的最适温度为30 ℃、pH为7.0,它可在苯胺质量浓度低于3 000 mg/L的无机盐固体培养基上生长.菌株AN4除可降解苯胺外,还可以苯酚、苯甲酸、硝基苯、甲苯、萘、氯苯、二甲苯作为唯一碳源生长,蛋白胨可加速其对苯胺的代谢.代谢机制研究证实,菌株AN4在邻苯二酚1,2-双加氧酶作用下经邻位裂解途径降解苯胺.     

Rhodobacter sp. NP25b菌株缺氧降解壬基酚聚氧乙烯醚的研究

从城市污水处理厂活性污泥中分离得到一株能够在缺氧条件下以壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)为惟一碳源和能源生长的菌株NP25b.经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析,该菌株属于红细菌属(Rhodobacter sp.),对该菌株降解NPEOs的特性进行了研究.结果表明,在缺氧条件下,菌株NP25b在7 d内对初始底物浓度为400 mg/L NPEOs的降解率可达84%.利用液相色谱-质谱(LC-MS)和气相色谱-质谱(GC-MS)对NPEOs降解中间产物进行了分析,结果表明,主要降解产物为短链NPEOs和壬基酚聚氧乙烯醚乙酸(NPECs),其中包括具有较强内分泌干扰效应的NP1EO.该菌株能够代谢含有疏水基团的聚氧乙烯醚类表面活性剂,例如辛基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚.推测菌株NP25b降解NPEOs是通过乙氧基(EO)链末端氧化后逐步切割完成的.     

菌源对多环芳烃降解菌的筛选及降解性能的影响

高效降解菌的筛选对利用生物修复技术有效去除环境中的多环芳烃具有重要意义。分别以石油污染土壤和焦化废水活性污泥为菌源,分离出芘降解菌和混合PAHs(菲、荧蒽和芘)降解菌共14株并对其降解性能进行对比研究。结果表明,筛选得到的菌株分别属于9个菌属,其中2种菌源共有的菌属为Mycobacterium sp.、Ralstonia sp.和Shinella sp.。芘和PAHs的高效降解菌(CP16和CM32)均属于分支杆菌属(Mycobacterium),来源于焦化废水活性污泥;菌株CP16对芘(50mg/L)的7 d降解率为74.99%,CM32对PAHs(菲50 mg/L、荧蒽和芘各10 mg/L)的7 d降解率为100%。因此,以焦化废水活性污泥为菌源更有利于获得高效的多环芳烃降解菌。     

低温1,2,4-TCB降解菌的选育、降解特性及邻苯二酚1,2-双加氧酶基因表达水平

从长期受1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)污染的地下水中筛选出一株低温寡营养降解菌A2,对A2菌进行革兰氏染色鉴定和16S rDNA鉴定,研究了不同pH、温度、盐度等因素对A2菌降解1,2,4-TCB效果以及对邻苯二酚1,2-双加氧酶基因表达的影响,并进行了正交实验。结果表明,A2菌为革兰氏阴性短杆细菌,初步鉴定为假单胞菌;在pH值为7、培养温度30℃、盐度0.8%、培养时间6 d时,A2菌对1,2,4-TCB降解效果最好,降解率达到88.14%,同时该条件下邻苯二酚1,2-双加氧酶基因相对表达水平最高;培养温度为10℃时,A2菌对1,2,4-TCB降解率可达到85.3%,同时邻苯二酚1,2-双加氧酶基因也有较高的相对表达水平。以上结果说明,将A2菌应用于低温寡营养地下水的生物修复是可能的。     

球形红细菌好氧降解氯代苯研究

采用光合细菌球形红细菌在好氧条件下对氯代苯进行生物降解.结果表明,氯代苯不能作为球形红细菌生长的惟一碳源和能源,球形红细菌好氧降解氯代苯是在适宜碳源存在下以共代谢的方式进行;根据分析细胞提取液中双加氧酶活性和代谢中间产物,推断出其降解机制为邻位裂解途径,按先开环再脱氯过程进行,邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性可以通过氯代...     

石油污染土壤中芘高效降解菌群的筛选及降解特性研究

从长期受石油污染土壤中驯化筛选到能以芘为惟一碳源生长的混合菌群GP3,其主要由假单胞菌株GP3A(Pseudomonas sp.)和菌株GP3B(Pandoraea pnomenusa)组成.采用摇瓶振荡培养方法,研究了不同环境条件对混合菌GP3降解芘效能的影响.结果表明,在30℃,150 r/min振荡培养下,混合菌GP3对15 mg/L芘的7 d降解率为90.6%.混合菌GP3降解芘的最适宜温度为35℃,最佳pH值为6.2.加入低浓度葡萄糖(100 mg/L)或菲(10 mg/L)作为共代谢底物,均可提高GP3对芘的降解率.混合菌对芘的降解速率(PDR)与芘的初始浓度呈正相关.研究重金属离子胁迫下GP3对芘的降解时发现,10 ms/L Zn2 的存在对芘降解效能影响较小,Cu2 对芘的降解有抑制作用,Cd2 对混合菌GP3有很强的毒性.     

一株石油烃降解菌的筛选、鉴定及对石油烃模式物的降解特性研究

从胶洲湾P3-1站位采集的石油污染海洋底泥中筛选得到一株能以原油为唯一碳源生长良好的石油烃降解菌株JZ3-21。经过形态、生理生化特征试验和16S rDNA序列分析结果,鉴定JZ3-21为恶臭假单胞菌属（Pseudomonas puti-da）;实验研究了该菌株对5种石油烃模式物（正十六烷、甲苯、萘、芘和邻苯二酚）的降...     

华北某油田石油降解菌的筛选及降解特性

以石油为唯一碳源,从华北某油田污染土壤中筛选出石油降解菌12株。其中5株菌有较强降解能力,分别编号为z-3、z-6、z-7、z-8和z-b,在30℃,160 r/min摇床培养10 d后,菌株对石油降解率分别为63.8%、34.2%、44.8%、50.5%和42.3%。通过生理生化和分子生物学鉴定,确定这5株菌分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）、根瘤菌属（Rhizobium）、假黄单胞菌属（Pseudoxanthomonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）。通过对这5株菌生物量、脱氢酶及邻苯二酚 2,3-双加氧酶活性的监测,发现生物量及酶活性与石油降解能力具有直接关系。最后,对5株菌的生长条件进行优化,其中z-3、z-6、z-7和z-b菌株对石油降解率较优化前提高10%左右。     

一株多环芳烃降解菌的筛选及其降解特性

微生物修复是治理土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染的主要方法,而高效降解菌筛选是微生物修复技术的重要基础。从北京焦化厂土壤中筛选分离得到一株PAHs降解菌Q3,通过生理生化和16S rDNA等分析手段鉴定其为Rhodococcus rhodochrous。结果表明：该菌株对芘的耐受能力较强,可降解初始浓度为200 mg·L⁻¹的芘;该菌株具有降解广谱性,可利用苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝等9种PAHs为唯一碳源进行代谢,特别是对苯并[a]芘等高环PAHs具有较好的降解效果;此外,该菌株可有效降解模拟液中的混合PAHs,并且对野外被PAHs长期污染的土壤具有较好的强化修复效果。投加菌株处理后的处理组与对照组相比,土壤PAHs总去除率提高了24%。以上结果表明该菌株对环境中被PAHs污染的土壤具有较好的强化修复潜力,可为PAHs污染土壤的微生物修复技术提供技术参考。     

醚类物质降解过程中的加氧酶研究进展

甲基叔丁基醚(MTBE)和乙基叔丁基醚(ETBE)在水中积累,不易降解,同时MTBE具有一定的潜在致癌性.有关微生物对MTBE和ETBE等醚类物质的降解途径和机制的研究目前受到国内外研究者的广泛关注,而加氧酶的研究是其关键领域.已发现的对醚类物质降解有重要作用的酶类主要有细胞色素P450单加氧酶和烷烃单加氧酶.其中细胞色素P450单加氧酶主要由eth基因或cam基因编码,而烷烃单加氧酶主要由alk基因编码.结合MTBE和ETBE的代谢途径,并就醚类物质降解和代谢过程中起关键作用的加氧酶的研究进展作了综述.     

一株高效降酚菌的分离鉴定及降酚特性研究

以苯酚为唯一碳源,采用逐量分批的方法从被酚类物质污染的土壤中驯化、筛选、分离降酚菌,利用形态学、培养特性、生理生化反应以及分子手段鉴定所得菌株,研究了该菌株生长与降酚的关系以及其降酚能力,并设计引物检测降酚酶基因。结果表明,获得的一株高效降酚菌GDYW-0027经鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter),它的生长速率与苯酚的降解速率基本同步,48h内对高质量浓度(2.2g/L)苯酚的降解率为86.73%;在菌株GDYW-0027中检测到苯酚羟化酶及邻苯二酚2,3双加氧酶基因片段,推测其采用间位开环方式打开苯环。     

嗜热栖热菌降解氟喹诺酮类抗生素

氟喹诺酮类抗生素在各种环境基质中积累造成的生态和耐药基因污染等问题已引起广泛的关注。为了能够有效去除环境中氟喹诺酮类抗生素污染并且探究其生物代谢途径,利用嗜热菌Thermus sp. C419在高温(70℃)条件下降解2种典型的氟喹诺酮类抗生素(诺氟沙星和恩诺沙星),分析了菌株C419对这2种药物在单一和混合添加时的降解特性;通过UPLC-MS/MS检测了其相关的降解产物,并推测了可能的代谢途径;利用平板扩散法对生物降解后的氟喹诺酮类药物进行抑菌活性测定。结果表明:氟喹诺酮类化合物可被菌株C419有效降解,降解率为60%～80%;该生物降解过程符合一级动力学模型,培养基中氟喹诺酮类化合物浓度越高,降解率越高,降解半衰期越短;菌株C419对诺氟沙星的生物降解有3条可能的降解途径和7种降解产物,对恩诺沙星的生物降解有4条可能的降解途径和6种降解产物。此外,与2种药物的母体化合物相比,生物降解后药物对不同细菌的抗菌活性均有一定程度的降低,这说明嗜热菌株C419在热环境中去除氟喹诺酮类污染物方面可能会具有良好的实用性和应用前景。     

耐受重金属的芘降解真菌的筛选及芘降解动力学研究

为了提高复合污染土壤修复的微生物资源的丰富度,为混合菌群修复污染土壤积累资料,利用多环芳烃-重金属双抗培养基在污染土壤中筛选得到一株对Cu和Cd有高耐受性的芘降解真菌,经分子生物学鉴定为米曲霉。探究了米曲霉对芘污染水体的降解效果及对重金属Cu和Cd的耐受程度,利用缺乏生长基质的毒性抑制动力学模型对芘单基质降解过程进行了拟合,以期为后续共代谢、固定化的研究及实际工程应用提供一定的理论支撑。结果表明:(1)米曲霉以芘为单基质代谢时,降解率为33%;(2)米曲霉对重金属Cu和Cd的耐受浓度分别为500 mg/L和50 mg/L,分别高出国家土壤重金属二级标准5倍和83倍;(3)米曲霉对单基质芘的降解符合Crridle提出的毒性抑制动力学简化模型Sc=Sc0·Tcb*X0(1-e-bt) (R2=0.9237)。芘初始浓度Sc0=80 mg/L,米曲霉投加量X0=85 mg/L时,数值拟合得到内源呼吸常数b=0.027,生物转化量Tcb*=0.2875。该米曲霉对单基质芘及重金属Cu和Cd表现出一定的降解性能及耐受性能,故可经过适当强化后作为多环芳烃-重金属污染土壤的微生物修复菌种。     

三乙胺降解菌SYA-1的分离、降解性能与动力学

从农药废水处理池的活性污泥中分离筛选得到1株高效三乙胺降解菌株SYA-1,根据菌株SYA-1的形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性分析,此菌株鉴定为Achromobacter sp.。菌株SYA-1能以三乙胺为惟一碳、氮源生长,并在24 h内完全降解200 mg/L的三乙胺。环境因素影响实验表明,在温度30℃,初始pH 7.0,NaCl浓度≤10 g/L条件下,菌株SYA-1生长良好且对三乙胺的降解效率最佳;金属离子对菌株生长和三乙胺降解的抑制程度表现为:Cu2+Co2+Ag+Cd2+Fe3+Pb2+。菌株SYA-1降解三乙胺的动力学过程可用Haldane模型模拟,其参数为μmax=0.123h-1;K s=82 mg/L;K i=215 mg/L。为含三乙胺废水的生物降解提供了理论依据和菌株资源。     

两株稠油高效降解菌的筛选鉴定及其降解性能研究

从广州石化厂曝气池周围的油泥中筛选驯化出2株可以降解稠油的菌株GSO2和GSO7,经16S rDNA序列分析鉴定这两株菌均属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.).通过摇瓶振荡实验,对GSO2和GSO7在以稠油为唯一碳源时的生长情况、降解率及环境条件对降解率的影响进行了研究.结果表明,菌株GSO2和GSO7...     

盐环境下降解菌群对芘的降解特性研究

以芘为多环芳烃(PAHs)的代表物,利用1.0%盐度的无机盐培养基从石油污染土壤中富集出高效嗜盐PAHs降解菌群。通过DNA测序鉴定,菌群中对芘起重要降解作用的是Rhodanobacter、Pseudomonas、Mycobacterium,3者碱基比例达到31.82%。14d内,萘、菲、荧蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs的挥发损耗均可忽略不计。筛选得到的菌群降解芘的最佳条件为:酵母粉质量浓度为120mg/L,盐度不超过1.0%,无需额外添加甲基-β-环糊精。筛选出的降解菌群对芘的最佳降解条件可用于降解萘、菲、荧蒽和苯并[a]芘等其他PAHs,但随着PAHs环数增加,分子量增大,降解率降低。在最佳条件下降解14d时,萘、菲、荧蒽、芘、苯并[a]芘5种PAHs的降解率可分别达100.00%、85.48%、51.92%、56.28%、50.45%。