流化床生物反应器培养青蒿毛状根生产青蒿素

利用自制的流化床生物反应器进行青蒿毛状根多层培养生产青蒿素．对毛状根在生物反应器生长过程的形态特征进行观察,并在合适的工艺条件下,经２０ｄ分批培养获得生物量干重２１．３ｇ／Ｌ,青蒿素产量３４９．８ｍｇ／Ｌ,并对培养过程中底物消耗的动力学进行了研究．     

膜生物反应器高度净化有机物的特性

分别采用膜生物反应器(MBR)和普通生物反应器(CSTR)对苯胺废水进行处理，结果表明MBR处理效果优于CSTR，处理水苯胺浓度接近动力学极限浓度。测定了两种反应器中微生物的最大比基质利用速率qmax分别为2．084d^-1和1．650d^-1，亲和常数Ks值分别为0．237mg／L和0．309mg／L。间歇试验证明MBR能富集培养基质亲和性高的专一性微生物。这类微生物降解速率不随基质浓度而变化，且能更彻底地降解有机物，适用于微量有机物的高度净化。     

镉胁迫下油菜毛状根的生理响应及铁钾含量

利用液体悬浮培养法研究不同镉(Cd)浓度(0、25、50、100、200和400μmol/L)胁迫下油菜毛状根的生理响应及对铁钾含量的影响,探究油菜毛状根对镉胁迫的耐受与富集能力.结果显示:(1)低镉浓度(100μmol/L以下)对毛状根的生长无显著影响,高镉浓度(100μmol/L以上)下毛状根的生长则受到明显的抑制,25μmol/L镉胁迫7 d时毛状根的鲜重最大(4.34 g).(2)油菜毛状根中活性氧(ROS)的含量随着镉浓度的增加而上升,根中主要抗氧化酶(超氧化物酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)的活性在镉胁迫1 d时,表现出先降低后升高的趋势;镉胁迫7 d时,表现出先升高后降低的趋势.(3)碘化丙啶PI染色与丙二醛MDA分析表明,根细胞的损伤随着镉浓度的增加越发严重.(4)油菜毛状根中的镉含量随着培养基中镉浓度的增加而增加,400μmol/L、7 d时,达到最大值2.97 mg/g.毛状根中的铁含量在镉胁迫1 d时随着镉浓度的增加显著上升,最大值达到14.52 mg/g;镉胁迫7 d时没有明显变化.镉胁迫7 d时毛状根中的钾含量是镉胁迫1 d时(15.73 mg/g)的1.6倍.本研究结果表明,油菜毛状根对镉胁迫的生理响应变化与镉的作用浓度和时间相关;同时镉胁迫造成了毛状根中铁、钾元素代谢紊乱,但油菜毛状根对镉有较好的富集效果.     

青蒿毛状根分支生长的动力学模型

近年来，用m质粒转化药用植物诱导毛状根生产有用代谢产物的研究日益增多，转化产生的毛状根不仅生长迅速，分支多，而且遗传性和生理、生化特性稳定，具有较强的次生代谢合成能力，因此可望应用于大规模生产有用的次级代谢产物［‘－’］．青蒿毛状根可产生大量的次生代谢产物     

唐菖蒲原球茎培养的研究

以唐菖蒲球茎芽切段为外植体在含有2，4-D的脱分化培养基上诱导的愈伤组织，可分化出具有双极性的原球茎．通过继代培养，选择了合适的培养条件：激素配比ρ（2，4-D）＋ρ（NAA）＝1mm／L＋0．5mg／L，ρ（Sugar）＝30g／L．pH5．8，θ＝21～26℃．光照液体浅层培养．在优化的条件下，利用双层板径向流生物反应器进行唐菖蒲原球茎培养，28d生物量增殖8倍，原球茎数增殖9倍．     

硝化菌与膜生物反应器结合处理生活污水中氨氮

研究了硝化菌与膜生物反应器结合处理生活污水中氨氮，实验用水采用食堂与化粪池混合水，实验装置采用膜生物反应器，进水氨氮在4mg／L左右，出水氨氮值接近0，实验结果表明出水能够达到国家工业冷却回用水的指标要求，同时COD也降至30mg／L以下，能满足回用要求。     

发根农杆菌T—DNA基因对3种葛属植物毛状根形态和葛根素含量的影响

野葛、山葛和三裂叶葛的离体叶片与发展根农杆菌R1601直接感染诱导出毛状根并能够合成葛根素,毛状根离体培养后均出现两种形态：一种是有较高的葛根素含量的典型毛状根,另一种是葛根素含量低但生长速度较快的愈伤组织化毛状根,两类毛状根均有rol/B基因存在,表明rolB基因对所有毛状根的诱导和生长是必需的,aux1存在于所有愈伤组织化毛状根,而在典型毛状根中的检出率为20％－50％,表明aux1基因有诱导毛状根产生愈作组织的作用,含有ags基因的毛状根葛根素含量低于不含ags基因的毛状葛根素含量,表明ags基因不利于次生代谢合成,表3参12     

氯化铁絮凝法减轻膜污染

采用氯化铁絮凝法去除膜生物反应器混合液中难降解的大分子有机物，确定Fe^3 的最佳投加量为60mg／L，该工艺可显著降低混合液中CODCr，减轻膜污染，并且对膜生物反应器中的生物相活性没有影响。     

有机酸对根际土壤中铅形态及其生物毒性的影响

采用根袋盆栽试验和连续浸提方法研究外源柠檬酸、EDTA对根际土壤中Pb形态转化及其生物毒性的影响。结果表明，有机酸能明显活化根际土壤中的Pb，高浓度(3mmol／L)比低浓度(0．5mmol／L)的柠檬酸对Pb的活化能力强；EDTA在低浓度(0．5mmol／L)时对Pb的活化能力就很强。柠檬酸、EDTA能增强土壤Pb的毒性，提高小麦根部对Pb的吸收，并促进Pb由根部向地上部转移。     

3种镉超富集植物毛状根体系对镉胁迫响应的比较

近年来,转基因毛状根组织被越来越多地应用于重金属和有机污染物的植物修复技术研究中,已成为进行污染物毒性响应机制研究的便捷的实验室工具。为了探究龙葵、油菜、芥菜3种镉(cadmium,Cd)超富集植物对Cd毒性胁迫响应的差异,以诱导出的3种植物毛状根为研究材料,从毛状根的生长状态、富集Cd的能力、根组织细胞的凋亡程度和抗氧化酶活性等方面进行了探讨。结果表明:Cd浓度为0~50μmol·L-1时,龙葵、油菜、芥菜毛状根受Cd毒害的影响都不明显;Cd浓度为75~100μmol·L-1时,龙葵、油菜、芥菜毛状根均表现出对Cd胁迫的防御响应。在较高的Cd浓度(100μmol·L-1)下,龙葵毛状根的生物量受Cd毒害的影响最小,芥菜次之,油菜受影响最大;同时龙葵毛状根富集的Cd含量最高(745.0μg·g-1),芥菜次之(681.4μg·g-1),油菜最差(505.2μg·g-1)。龙葵、油菜、芥菜毛状根在Cd胁迫下的细胞凋亡水平均随Cd浓度的升高而升高,当Cd浓度为100μmol·L-1时,龙葵毛状根比油菜和芥菜毛状根的细胞凋亡程度均低。同时3种植物毛状根在不同浓度Cd处理下抗氧化酶活性的变化有一定差异。从上述结果综合来看,龙葵毛状根受Cd毒害的影响最小、富集Cd的能力最好,是进一步开展Cd超富集植物转基因改造研究的较好的实验室载体。     

青蒿无性系中青蒿素生物合成的相关因素

通过诱导丛生芽的方法得到青蒿高产无性克隆系S1,并用S1进行了青蒿素生物合成相关因素的研究 .发现在Hoagland培养液中添加 0 .4 4mg/L浓度的ZnSO4或者 5 .72mg/L的HBO3 时 ,能有效提高青蒿素的含量 .研究表明 ,青蒿素含量和青蒿各株系间的遗传差异存在很大关系 ,RAPD分析的结果表明 ,用OPA15能够在青蒿高产株系中扩增到OPA15 10 0 0 这一特异性片段 .另外 ,对青蒿素含量和青蒿生殖生长关系的研究表明 ,青蒿素含量最高的发育时期是现蕾期 .图 7表 1参 19     

Effects of hydraulic retention time on net present value and performance in a membrane bioreactor treating antibiotic production wastewater

• The membrane bioreactor cost decreased by 38.2% by decreasing HRT from 72 h to 36 h. • Capital and operation costs contributed 62.1% and 37.9% to decreased costs. • The membrane bioreactor is 32.6% cheaper than the oxidation ditch for treatment. • The effluent COD also improved from 709.93±62.75 mg/L to 280±17.32 mg/L. • Further treatment also benefited from lower pretreatment investment. A cost sensitivity analysis was performed for an industrial membrane bioreactor to quantify the effects of hydraulic retention times and related operational parameters on cost. Different hydraulic retention times (72–24 h) were subjected to a flat-sheet membrane bioreactor updated from an existing 72 h oxidation ditch treating antibiotic production wastewater. Field experimental data from the membrane bioreactor, both full-scale (500 m³/d) and pilot (1.0 m³/d), were used to calculate the net present value (NPV), incorporating both capital expenditure (CAPEX) and operating expenditure. The results showed that the tank cost was estimated above membrane cost in the membrane bioreactor. The decreased hydraulic retention time from 72 to 36 h reduced the NPV by 38.2%, where capital expenditure contributed 24.2% more than operational expenditure. Tank construction cost was decisive in determining the net present value contributed 62.1% to the capital expenditure. The membrane bioreactor has the advantage of a longer lifespan flat-sheet membrane, while flux decline was tolerable. The antibiotics decreased to 1.87±0.33 mg/L in the MBR effluent. The upgrade to the membrane bioreactor also benefited further treatments by 10.1%–44.7% lower direct investment.     

Nutrient consumption and production of isoflavones in bioreactor cultures of Pueraria lobata (Willd)

This paper reports the successful culture of Pueraria lobata (Willd.) suspension cells in a bioreactor. In vitro culture of this Chinese herb has potential as an alternative production method for industrial applications. Calli of P. lobata obtained from leaf explants were cultured in a 5.0 L bioreactor for two weeks. During this period, the pH of the medium declined from 5.8 to 4.5. By the end of the run about 70% of the sugars and reducing sugars and about 50% of nitrate was consumed. Almost 70% of inorganic phosphate and about 80% of the iron was exhausted. The bioreactor results indicated an isoflavone yield of 328.9 microg/ml, with an increase of about 1.77 fold. The yield of puerarin increased about 2.42 fold and reached 73.4 microg/ml in the bioreactor culture.     

PICRUSt2 functionally predicts organic compounds degradation and sulfate reduction pathways in an acidogenic bioreactor

• Over 70% reduction of sulfate was achieved for sulfate less than 12000 mg/L. • The decrease of genes encoding (EC: 1.3.8.1) induced the accumulation of VFAs. • The sulfate reduction genes were primary carried by genus Desulfovibrio. • Sulfate favored assimilatory, but inhibited dissimilatory sulfate reduction process. For comprehensive insights into the influences of sulfate on performance, microbial community and metabolic pathways in the acidification phase of a two-phase anaerobic system, a laboratory-scale acidogenic bioreactor was continuously operated to treat wastewater with elevated sulfate concentrations from 2000 to 14000 mg/L. The results showed that the acidogenic bioreactor could achieve sulfate reduction efficiency of greater than 70% for influent sulfate content less than 12000 mg/L. Increased sulfate induced the accumulation of volatile fatty acids (VFAs), especially propionate and butyrate, which was the primary negative effects to system performance under the high-sulfate environment. High-throughput sequencing coupled with PICRUSt2 uncovered that the accumulation of VFAs was triggered by the decreasing of genes encoding short-chain acyl-CoA dehydrogenase (EC: 1.3.8.1), regulating the transformation of propanoyl-CoA to propenoyl-CoA and butanoyl-CoA to crotonyl-CoA of propionate and butyrate oxidation pathways, which made these two process hardly proceed. Besides, genes encoding (EC: 1.3.8.1) were mainly carried by order Clostridiales. Desulfovibrio was the most abundant sulfate-reducing bacteria and identified as the primary host of dissimilatory sulfate reduction functional genes. Functional analysis indicated the dissimilatory sulfate reduction process predominated under a low sulfate environment, but was not favored under the circumstance of high-sulfate. With the increase of sulfate, the assimilatory sulfate reduction process finally overwhelmed dissimilatory as the dominant sulfate reduction pathway in acidogenic bioreactor.     

改进型膜生物反应器处理洗浴污水的试验研究

在大量试验研究的基础上提出了一种改进型膜生物反应器 (MBR) ,并对其处理洗浴污水的效果进行了试验 ,结果表明 :利用改进型MBR处理洗浴污水出水水质良好 ,COD <40mg/L ,LAS <0 .2mg/L ,符合国家建设部颁布的生活杂用水回用水质标准。     

三相鼓泡塔生物反应器培养黄孢原毛平革菌合成木素过氧化物酶系

利用三相鼓泡塔反应器固定化培养黄孢原毛平革菌，可以高效地合成木素过氧化物酶系，固定化载体为聚氨酯泡沫塑料．实验表明，合成木素过氧化物酶和锰过氧化物酶的最佳通气量均是1．0vvm。在此通气量下，最大木素过氧化物酶的酶活达367U/L，最大锰过氧化物酶的酶活达4．72U／mL。在使用相同的培养基和固定化载体单位体积用量条件下，与摇瓶培养相比，酶活分别增大1倍和1．2倍．一定条件下，在三相鼓泡塔中可以进行重复间歇培养生产木素过氧化物酶，连续进行了5批培养，每批最大木素过氧化物酶的活力均在250U／L以上，最高酶活出现在第二批为480U／L，总培养时间达22d．图9参15     

辣根过氧化物酶在体外条件下对青蒿素生物合成的影响

通过细胞提取液，在体外条件下研究了辣根过氧化物酶对青蒿素生物合成的影响．细胞提取液以磷酸与Tris两种缓冲液制备．结果表明，辣根过氧化物酶在以磷酸缓冲液制备的细胞提取液中，很大地促进了青蒿素的生物合成，青蒿素的含量提高约1倍左右，而外加青蒿酸对青蒿素的生物合成并无显著的影响．以Tris缓冲液制备细胞提取液，外加过氧化物酶并不能促进青蒿素的生物合成．图4参12     

中药青蒿的生理生化特征及其研究进展

中药青蒿即黄花蒿 (ＡｒｔｅｍｉｓｉａａｎｎｕａＬ .) ,与分类学上的青蒿 (Ａｒｔｅｍｉｓｉａａｐｉａｃｅａ)同属菊科 (ＡｓｔｅｒａｃｅａｅｏｒＣｏｍｐｏｓｉｔａｅ)蒿属(Ａｒｔｅｍｉｓｉａ) ,两者均为一年生草本植物且形态上非常相似 ,最明显的区别是黄花蒿的叶片为三回羽状全裂 ,而青蒿为二回羽状全裂 .青蒿广泛分布于全国各地 ,多生于海拔 40 0ｍ以下的丘陵平地[1] .现在这种植物广泛分布于世界各地[2 ] .青蒿在许多地区被用于编制花环 ,提取香料 ,更重要的是从青蒿中分离出的青蒿素是所有抗疟药中起效最快、疗效最好、毒性最低…