微生物降解苯胺的特性及其降解代谢途径

从活性污泥中分离得到的一株细菌 Ａ Ｎ３ ,能以苯胺为唯一碳、氮源和能源生长,苯胺的最高降解浓度５０００ ｍｇ／ Ｌ 以上,鉴定为食酸丛毛单胞菌（ Ｃｏｍａｍｏｎａｓ ａｃｉｄｏｖｏｒａｎｓ） ． Ａ Ｎ３ 还可降解乙酰苯胺,但不利用其他取代类苯胺,该菌株的生长细胞和完整细胞降解苯胺的最适ｐ Ｈ７ ．０ ,最适温度３０ ℃,且完整细胞降解苯胺的活性比生长细胞高得多．９ 种金属离子对该菌株的生长细胞和完整细胞降解苯胺均有不同程度的抑制作用,尤以 Ａｇ ＋ 和 Ｈｇ２ ＋ 为明显． Ａ Ｎ３ 含有苯胺加双氧酶、邻苯二酚２ ,３加双氧酶等一系列与苯胺降解有关的酶类,它们均为诱导酶．对苯胺降解的关键酶进行了酶动力学特性的研究,根据这些结果提出了该菌株降解苯胺的代谢途径．     

高效菲降解菌降解特性与蛋白组学研究

研究了各种条件下高效菲降解菌ZXl6对菲的降解特性,并借助一维与二维蛋白质组学分析技术,比对了菲诱导前后ZXl6蛋白表达差异.结果表明,该菌株利用菲生长的最适温度为35℃,最适pH为7.5,可以耐受并降解2 500 mgL-1菲.不能利用邻苯二甲酸,但可利用水杨酸和邻苯二酚.菌株细胞蛋白SDS-PAGE结果显示,菌株在菲诱导12 h后,出现两条M这l9x103和27x103的新增蛋白条带,从二维电泳图谱的相应分子量位置上发现3个新增表达蛋白,质谱分析与牛物信息学检索结果表明,2个点分别为芳香族加氧酶小亚基,1个点为顺式氯苯二氢二醇脱氢酶.     

红球菌Chr-9降解吡啶和苯酚的特性

研究了红球菌(Rhodococcus)Chr-9菌株在基础盐培养基中降解吡啶和苯酚的特性,分析了菌株降解苯酚和吡啶间的差异.结果表明,菌株Chr-9能够在72 h内将基础盐培养基中的吡啶(200 mg L-1)和苯酚(200 mg L-1)完全降解,同时利用吡啶和苯酚进行生长.菌株降解吡啶的最适温度为35℃,最适pH为8.0.菌株降解吡啶和苯酚的速度与底物的初始浓度呈负相关;在无其它氮源的基础盐培养基中,菌株能够利用吡啶和苯酚协同生长.图7参12     

耐盐苯酚降解菌Staphylococcus sp.的分离及降解特性

从巴丹吉林沙漠盐湖表层沉积物中筛选到一株高效耐盐苯酚降解菌CL.测定了菌株CL的生理生化指标、16S rRNA基因序列,通过动力学模型探究了该菌株的生长和苯酚降解特性,同时考察了固定化对其耐受及降解苯酚能力的影响.结果表明,菌株CL属于葡萄球菌属(Staphylococcus sp.),在温度30℃、pH 7.0—8.0、盐度0—10%和苯酚浓度100—200 mg·L~(-1)条件下,该菌株能高效降解苯酚,其降解率均在85%以上.菌株CL对不同浓度苯酚的降解符合Haldane模型,其最大比降解速率和抑制常数分别为0.32 h~(-1)和351.70 mg·L~(-1),同时该菌株在不同盐度下对苯酚的降解符合Ghose and Tyagi模型.固定化可以明显增加菌株CL对苯酚的降解和耐受能力.菌株CL在高盐环境下能够高效降解苯酚,具有生物处理高盐含酚废水的潜力.     

乙羧氟草醚降解菌Reudomonas sp.YF1的分离、鉴定与降解特性

从生产乙羧氟草醚工厂的污水处理池污泥中分离到一株乙羧氟草醚降解细菌,命名为YF1.根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列系统发育分析,将其鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).接种量为5%时,菌株YF1在含200 mg/L乙羧氟草醚的基础盐液体培养基中降解乙羧氟草醚,7 d后降解率约80%.加大接种量和外加营养碳氮源可以促进乙羧氟草醚的降解.该菌株降解乙羧氟草醚的最适pH为7.0,最适温度为30℃.菌株YF1能利用苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、苯甲酸、龙胆酸、对硝基苯酚和邻氯苯酚为底物生长,不能利用3-苯氧基苯甲酸为碳源生长,菌株YF1细胞内邻苯二酚1,2-双加氧酶受到乙羧氟草醚或其代谢产物的诱导.图5表1参25     

苯酚降解菌UW7的鉴定及对苯酚的降解作用

从焦化厂污水处理曝气池泥样中分离出具有降解苯酚能力的UW7菌株,根据形态、生理生化性状初步鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter).该菌16S rRNA基因序列(在GenBank中的登录号为GU083586)与多株鲁氏不动杆菌(A.lowffii)的相似性在99%以上.结合形态、生理生化特性,鉴定UW7菌株为鲁氏不动杆菌(A.lowffii UW7),该种细菌具有降解苯酚的特性尚未见报道.该菌株降解苯酚的最适温度为30℃,最适生长pH 7.0,对2.5 g/L浓度的苯酚能够有效降解,对3.5～4.0 g/L浓度的苯酚有较强的耐受能力,是处理高浓度苯酚废水的良好菌种资源.     

一株菲降解菌的特性及相关降解基因的克隆

从石油污染土壤中分离到一株菲降解菌2F5-2.根据该菌株生理生化特征和16S rDNA序列相似性分析,将其初步鉴定为鞘氨醇杆菌属(Sphingobium sp.).该菌株在10 h内对100 mg/L的菲的降解率为100%.降解菲的最适温度为30℃,最适pH为7.对降解途径的初步研究显示,该菌株通过水杨酸途径降解菲.克隆了编码芳香烃双加氧酶α亚基的基因phdA,它与菌株Sphingomonas sp.P2、Sphingobium yanoikuyae B1、Sphingomonas sp.ZP1中phdA的同源性分别为97.9%、98%和100%,表明该基因具有保守性.图6参16     

3株真菌对毒死蜱的降解特性

从污水排放口污泥中分离到3株以毒死蜱为唯一碳源生长的真菌WZ-Ⅰ、WZ-Ⅱ、WZ-Ⅲ,鉴定均为镰孢霉属(FusariumLK. exFx). 3株菌5d内对50mgL-1毒死蜱的降解率分别高达93. 5%、91. 4%和83. 5%.测定了不同碳源、pH、温度及毒死蜱浓度对真菌降解能力和生长量的影响.结果表明,以毒死蜱为唯一碳源且其浓度为20~200mgL-1,pH6. 5~9. 0,温度30 ~40℃时,真菌的降解效果较好;真菌生长量随外加碳源浓度的增加而增加,在pH 6. 5 ~9. 0时生长量较大,且当毒死蜱浓度为50mgL-1,温度40℃时其生长量最大. 图5表1参18     

一株无色杆菌属菌株对孔雀绿的脱色降解

从孔雀绿污染土壤中分离筛选出1株对孔雀绿染料有强脱色能力的菌株MGT3,根据其形态学特征和生理生化鉴定以及16S rDNA序列分析,初步鉴定为无色杆菌属(Achromobacter sp.)的菌株.在振荡培养条件下对该菌株的脱色反应条件进行了研究,结果表明,MGT3菌株的最适脱色pH为7,最适脱色温度为30℃,孔雀绿初始浓度小于50 mgL-1时有最佳脱色率,在最适脱色条件下脱色8 h,孔雀绿脱色率可达到90%以上,利用薄层层析法、紫外-可见分光光度计法、高效液相色谱法对孔雀绿脱色代谢产物进行了分析,结果表明,孔雀绿在脱色过程中被降解,生成了其他代谢产物.图8表1参26     

食酸丛毛单胞菌AN3菌株降解苯胺的研究

报道了各种环境因子对食酸丛毛单胞菌ＡＮ３菌株完整细胞降解苯胺的影响．在良好的通气条件下,该菌株完整细胞降解苯胺,最适湿细胞质量浓度ρＦＷ（ｃｅｌ）＝２０ｇ／Ｌ、最适ｐＨ和温度θ分别为７．０和３０℃,苯胺ρ＝１３００ｍｇ／Ｌ左右,经过６ｈ的作用即可被完全降解;各种有机物如葡萄糖和蛋白胨对苯胺的降解均有延缓的作用：除Ｈｇ２＋和Ａｇ＋外,其他重金属离子对苯胺降解抑制作用较小     

海洋苯酚降解菌Candida sp.P5的分离鉴定及其降解特性

从海洋沉积物中分离、筛选到一株能以苯酚作为唯一碳源和能源的酵母菌P5.根据菌落特征、菌体形态、生理生化特性和18S rDNA序列分析,确定菌株P5为假丝酵母菌属(Candida sp.).该菌株最适宜生长和降解苯酚的条件为:温度25℃,pH6.0～7.0,摇床转速100r/min,需氧;菌株P5能在较高浓度的苯酚条件下生长,在72h内可以降解95%以上的苯酚.对苯酚代谢途径和相关酶的研究发现,菌株P5主要在邻苯二酚1,2-双加氧酶作用下通过邻位途径进行苯酚代谢.图7表2参24     

一株高浓度苯胺降解菌的分离

通过驯化培养,从含苯胺的化工废水处理厂生化曝气池污泥中分离出一株高效苯胺降解菌 Ｈ６２ ,在苯胺浓度低于３ ０００ ｍｇ／ Ｌ 的无机盐培养基中均可生长． Ｈ６２ 利用苯胺的最适温度为３０ ℃,最适ｐ Ｈ 为８ ．０ ,当苯胺浓度在６００ ｍｇ／ Ｌ 以下时,对该菌不表现出明显抑制作用．在含苯胺８００ ｍｇ／ Ｌ 的无机盐溶液中,通气量为０ ．４ Ｌ／ｍｉｎ ,３０ ℃,培养１５ 小时可使苯胺去除率达１００ ％ ．经鉴定,该菌株为不动杆菌属（ Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒｓｐ ．） ．     

甲苯降解菌JB-1的分离、鉴定与降解特性

从南京石化废水处理池的活性污泥中分离到1株能以甲苯为唯一碳源生长的细菌,命名为JB-1.根据其生理生化特征和16SrDNA(GenBank Accession No. EU869278)序列相似性分析,将该菌株鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株在18h内能完全降解346.4mg/L的甲苯.降解甲苯的最适温度为30℃,pH为7.0,降解速率与初始接种量呈正相关.甲苯降解途径是通过甲苯双加氧酶形成顺甲苯二氢二醇,再经邻苯二酚2,3双加氧酶开环降解.     

海洋苯酚降解菌Candida sp.P5的分离鉴定及其降解特性

从海洋沉积物中分离、筛选到一株能以苯酚作为唯一碳源和能源的酵母菌P5．根据菌落特征、菌体形态、生理生化特性和18SrDNA序列分析，确定菌株P5为假丝酵母菌属（Candicla　sp．）．该菌株最适宜生长和降解苯酚的条件为：温度25℃，pH6．0～7．0，摇床转速100r／min，需氧；菌株P5能在较高浓度的苯酚条件下生长，在72h内可以降解95％以上的苯酚．对苯酚代谢途径和相关酶的研究发现，菌株P5主要在邻苯二酚1，2-双加氧酶作用下通过邻位途径进行苯酚代谢．图7表2参24     

硝基苯降解菌的分离鉴定及降解特性

从化工厂污水处理池污泥中分离到一株能高效降解硝基苯的菌株XY-1,通过形态观察、生理生化特征和16SrDNA序列同源性分析,将该菌株鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株能以硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长,硝基苯初始浓度为200 mg/L时,20 h降解率可达97%.该菌在温度25～35℃、pH 7.0～9.0范围内均能高效降解硝基苯,并且对对氯硝基苯、对氯苯胺也有良好的降解效果.测序分析表明,克隆到了该菌中的硝基苯还原酶基因,推测该菌的降解途径是硝基苯部分还原途径.图6参19     

一株吡啶高效降解菌的鉴定及其降解特性

对山西省长治市一家煤焦化厂经活性污泥处理后的废水中的吡啶降解菌进行了分离,并对其中一株吡啶高效降解菌JB27进行了分类鉴定及其吡啶降解特性分析。通过菌落形态观察、菌体显微观察、生理生化测定和16S r RNA基因序列分析对菌株JB27进行菌种分类;利用紫外分光光度计和可见光分光光度计分别测定培养基中吡啶质量浓度和菌液OD_(600)值;分别测定菌株JB27在不同pH、温度、葡萄糖添加量以及初始吡啶质量浓度条件下的菌液OD_(600)值和吡啶降解率。结果表明,菌株JB27为Shinella zoogloeoides;该菌株能利用吡啶作为唯一碳源;菌株JB27在pH 5.0~9.0条件下均能发挥较强的吡啶降解能力,其降解吡啶的最适pH为8.0或9.0;菌株JB27降解吡啶的最适温度为30℃;葡萄糖的添加会降低菌株JB27的吡啶降解速率,不利于该菌株对吡啶的降解;菌株JB27对吡啶的降解程度与菌液OD600值成正比,在吡啶初始浓度分别为500、1 000、1 500、2 500和3 000 mg·L~(-1)的培养基中,可分别在3、4、4、5和6 d内降解掉99%以上的吡啶。菌株JB27的吡啶降解能力高于多数已报道吡啶降解菌,是一株吡啶高效降解菌,可作为煤化工废水中吡啶类化合物的生物降解的优良菌种资源。该研究可为该菌种的进一步应用提供理论依据。     

低温条件下苯酚降解菌的分离鉴定及降解特性

在15℃低温的条件下,从本溪钢铁集团公司焦化厂曝气池活性污泥中分离、筛选得到1株高效苯酚降解菌,即Bb-2,它对起始质量浓度为400 mg·L-1的苯酚降解率为74.8%.经形态观察和生理生化实验,初步鉴定为假单胞菌属.该菌株能在4～40℃的温度条件下生长繁殖,因此为耐冷菌.当醋酸钠和葡萄糖作为第二碳源存在时,促进了低温下Bb-2对苯酚的生物降解.采用反应动力学方程拟合其降解过程,初始苯酚质量浓度较低时,遵循Monod方程;初始质量浓度较高时,其降解过程以基质抑制型的Haldane方程为主.     

菌株N-1对萘的降解特性研究

从石油污染的土壤中分离到1株能够较好降解萘的菌株N1,它能以萘为唯一碳源生长,初步鉴定为微球菌属(Micrococcussp.),其最适生长条件为35℃,pH8.0.采用HPLC研究了不同转速、氮源和微量元素浓度对N1降解萘的影响,结果表明,转速180rmin-1,氮源NH4NO3(1000mgL-1),微量元素0.1%时为最佳降解条件.最后对不同浓度萘的降解效率进行了比较.图2参8     

1株高效油脂降解菌株的筛选及其降解特性研究

从学校餐厅污泥中分离得到7株油脂降解菌。以芝麻油为唯一碳源,通过驯化培养、初筛和复筛得到1株芝麻油降解优势菌株。菌种特性研究表明其为好氧菌,降解芝麻油的最适温度为30~37℃左右,pH值为8.0;在最佳生长环境下,该菌株在含20g·L-1芝麻油的培养基中72h内对油脂的降解率达80%以上。     

杀虫单降解菌的筛选分离与降解特性研究

从农药厂废水排放沟污泥中分离到一株对杀虫单有较强降解能力的菌株LY－4,经鉴定为巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium)。其生长的最适pH为7,最适温度为30℃。该菌对杀虫单有很强的耐受性,在杀虫单浓度ρ＝5000mg/L时,仍能较好地生长并发挥降解作用。当杀虫单初始浓度高于一定值时,一定量的菌剂对杀虫单的降解率随底物浓度的提高而降低,而绝对去除量则随底物浓度的提高而提高。与不加菌的对照相比,加入LY－4后,可使杀虫单浓度在很短的时间内降到很低的水平。图5表1参6