环境与清洁生产(无污染技术)

X383 200403267 曲霉AH625产酶条件与酸液降解制备壳寡糖/李艾华(武汉大学环境科学系)…//环境科学与技术/湖北省环科院.-2004,27(2).-5-6,14 环图X-21 从特定土壤中分离出一株能分泌胞外甲壳酶的高产菌株曲霉AH625,在以甲壳素为唯一碳、氮源的平板上长势良好,该菌株在生长培养基中振荡培养72h,再转移至诱导培养基中培养24h,酶活力可达0.512u/mL。研究表明,该菌株的最佳产酶条件是:温度28℃,起始pH4.8,诱导底物为1.5%的水溶性壳聚糖,0.1%的表面活性剂Tween80能使产酶量提高2-3倍。用粗酶液在50℃,pH5.0条件下降解壳聚糖,得Mw为1127,     

高温α-淀粉酶菌的产酶条件、酶性质与环境应用研究

从堆肥中筛选到一株能在55℃生长并分泌高温α-淀粉酶的菌株,经初步鉴定为地衣芽孢杆菌,命名为Bacillus licheniformis ZD-8.在液体筛选培养基的碳源为乳糖、氮源为(NH4)2SO4,通气量为10%、pH值及C/N比分别为8和3/1、65℃的条件下,培养24h的菌株产酶量最高.酶学性质研究表明,该酶最适pH值为8,最适反应温度为95℃;95℃下保温60min后酶活仅损失4.8%;较低浓度Ca2 存在下,该酶即可有很好的稳定性.污泥有机质降解实验表明,培养了22h的菌株对污泥有机质降解能力最强;将高温α-淀粉酶活性增加2倍后(为2×104 U·mL-1),添加到经过不同处理的污泥中,其有机质降解率、脱氢酶增加率和SOUR增加率平均增加17.1%、76.9%、27.3%;在污泥中添加0.1mmol·L-1CaCl2后,其有机质降解率、脱氢酶增加率、SOUR增加率平均增加7.1%、20.4%、3.4%.     

产碱性木聚糖酶细菌的筛选及产酶条件的优化

采用水解圈法筛选到一株产碱性木聚糖酶的嗜碱芽孢杆菌NT-16。该菌株产酶的最佳碳源和氮源分别是木糖和胰蛋白胨,其优化的产酶条件为:半纤维素2%,胰蛋白胨1%,Tween-800.1%,K2HPO40.1%,MgSO4·7H2O0.02%,pH值10.0,200r/m,72h,37℃。该菌株产生的木聚糖酶的最适pH为9.0。     

莠去津降解菌HB-5的最佳产酶培养基及发酵条件

从农药厂废水中分离到一株降解莠去滓的节杆菌(Arthrobacter sp.)HB-5,以从该菌中提取到的降解酶对莠去津的降解率为指标,进行最佳产酶培养基及发酵条件的优化研究,对其产酶量进行了评价.通过正交试验和均匀试验,对细菌HB-5的发酵培养基进行了优化研究.运用SAS软件进行结果分析,所获优化培养基配方为:蔗糖3.0g·L-1,莠去津0.38g·L-1,K2HPO40.5g·L-1,KH2PO41.2 g·L-1,MgSO4·7H2O 1.2g·L-1,NaCl 0.1g·L-1,微量元素溶液3.8mL·L-1.得到菌株培养的最佳优化条件为:菌株发酵液培养时间为48h.接种量为2%,发酵液初始pH值为9,250mL三角瓶中装液量为80mL经优化后,降解酶对莠去津的降解率(91.64%)比原培养基(40.67%)提高了125%.     

农药阿维菌素酶促降解的初步研究

从受阿维菌素长期污染土壤中分离到一株高效降解菌株,研究了其最适产酶条件:培养温度35℃,培养液起始pH值7.0,培养时间96h, Hg2+对该菌株产酶有显著的抑制作用.从该降解菌中提取的粗酶液在pH值7.5和37.5℃时显示最大的降解活性,其米氏常数(Km)为6.78nmol/mL,最大降解速率为81.5nmol/(minmg).     

纤维素降解细菌的筛选及其产酶条件优化

以羧甲基纤维素钠为碳源,从秸秆堆腐物及牛粪中分出到8株能降解纤维素的细菌菌株,分别对其进行了滤纸崩解、CMC相对酶活、CMCase、滤纸失重率等的测定,从中筛选出N-12菌株分解纤维素的能力最强,初步鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).通过测定不同培养条件下N-12菌株的产酶能力,初步确定其最佳产酶条件为:最适氮源为蛋白胨,最适pH为8.0,最适温度为37℃,接种量4%,培养72h,CMCase最高.     

高活性高耐受甲醛降解菌株的分离鉴定及降解条件研究

以甲醛为唯一碳源,从土壤中分离得到1株甲醛降解菌,经形态学观察、生理生化特性研究和16SrDNA鉴定,该菌株属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过单因素试验和正交试验考察培养基及培养条件对菌株降解甲醛的影响,得出该菌株降解甲醛的最适条件为:蛋白胨1.2g/L,KH2PO4 4g/L,K2HPO4 3g/L,MgSO4·7H2O 0.2g/L,微量元素母液0.1mL/L,温度30℃,pH值8.在最适降解条件下,分别对不同初始浓度甲醛进行降解试验,结果表明该菌株对甲醛的耐受浓度可达6g/L,54h可将其降解86%,46h可将5g/L甲醛全部降解,35h可全部降解4g/L甲醛.     

镰刀菌(Fusarium sp.)HJ01对中性艳蓝GL的脱色降解特性研究

利用镰刀菌(Fusarium sp.)HJ01降解中性艳蓝GL,经扩增翻译延伸因子TEF1对HJ01菌株做了种的鉴定,并考察了温度、pH值对该菌株降解酶漆酶的活性,以及对中性艳蓝GL脱色率及COD去除率的影响.结果表明,该菌株属层出镰刀菌(Fusarmm proliferatum).HJ01菌株所产降解酶漆酶在pH为2.0～8.0内相对活性在12%～96%之间,在pH=4.0时,相对活性最大;在25～65 ℃内,随着温度的升高,漆酶相对活性增大;在65～85 ℃内,随着温度增大,漆酶相对活性降低.HJ01菌株在25℃、50 r·min-1条件下,于液体培养基中培养96h后加入到25mL含100mg·L-1中性艳蓝GL的溶液中,在35℃、50 r·min-1、pH=4.0条件下继续培养100h后,中性艳蓝GL的脱色率达100%,培养至120h后,COD去除率达87.8%.紫外光谱分析表明,中性艳蓝GL的发色基团蒽醌环被漆酶打破.     

降解菌CDS-1产呋喃丹水解酶的条件及酶学特征

Sphingomonas sp.CDS-1是一株呋喃丹高效降解菌.为了给利用该菌产生的酶去除环境中的呋喃丹残留提供一些理论依据,对CDS-1产生的呋喃丹水解酶粗酶进行了研究.结果表明,在LB培养基中,CDS-1产生呋喃丹水解酶的最适条件为pH6～8、30℃、培养30h;该酶在20～30℃、pH>6.0的条件下比较稳定;在pH6.5和30℃时显示最大的呋喃丹水解酶活性;大多数金属离子浓度在0.2mmol/L时对其酶活有促进作用;酶定域实验结果显示该酶为胞内酶.     

复合微生物絮凝剂产生菌XL1的优化条件

从活性污泥中筛选出4株产微生物絮凝剂的菌株,将4株菌进行相互复合培养后,发现1号和2号菌株构建的复合菌群（XL1）所产MBF的絮凝率达到65．5％。优化XLI的培养条件及其所产MBF的絮凝条件后,发现XL1在培养温度为35℃、摇床转速为160rpm、培养基初始pH为8．0、菌液用量为15ml／L、种子液接种量为10ml／L、1％CaCl,溶液用量为40ml／L、高岭土悬浮液pH为4．5、静沉时间为12min等的条件下絮凝率可达到92．5％。16S rDNA测序鉴定1号菌属于沙雷菌属（Serratia）,2号菌属于芽孢杆菌菌属（Bacillus）。     

攀枝花矿区糙野青茅根际耐铬放线菌筛选及促生能力评价

从攀枝花矿区糙野青茅根际土中分离放线菌,筛选获得对重金属铬具有强耐受性、抗菌促生和产胞外酶能力的放线菌,为微生物-植物联合修复重金属污染提供菌种资源.采用稀释涂布法进行放线菌的分离,通过放线菌在不同铬浓度高氏一号培养基上的生长状况判断其对重金属铬的耐受性,进一步采用原子吸收分光光度法分析菌株对铬耐受性强的菌株耐铬及去铬能力;通过对菌株产铁载体、溶磷、产吲哚乙酸(IAA)、产纤维素酶、产淀粉酶、产木糖酶、产酪蛋白酶能力及抗菌活性的筛选,综合评价菌株抗菌促生能力.结果显示,分离获得的27株根际菌株,光学显微形态及扫描电镜结果均显示为放线菌,其中有14株能在含铬的培养基上生长,具有耐铬能力.16S rRNA基因测序结果显示,14株放线菌分属于链霉菌属(streptomyces)、小单孢菌属(Micromonospora)和冢村氏菌属(Tsukamurella).菌株SCAU9002和SCAU9008在铬浓度为300mg·L~(-1)的处理下培养6 d,去铬率分别达到81.17%和78.41%;菌株SCAU9002、SCAU9006、SCAU9008、SCAU9009、SCAU9013同时具有3种促生功能,盆栽实验结果进一步表明,在重金属胁迫下,经菌株处理后的玉米植株更高,生物量更大,根系更发达,促生效果较好.此外,菌株SCAU9006对6种病原菌具有拮抗作用,5株菌同时具有3种及以上产胞外水解酶的能力,4株菌能在7%的NaCl浓度下生长,13株菌在pH5.0~8.0的范围内均可生长.结果表明,根际放线菌在促进矿区植物生长和铬尾矿污染土壤的生物修复研究中具有很大潜力.     

产α-淀粉酶菌株液体培养条件的探讨

目的是探讨在液体培养条件下枯草芽胞杆菌(B.subtilis HY-02)降解淀粉的影响因素。方法是设0、0.5%、1%、1.75%四种淀粉浓度的培养基,接种细菌后,在32℃的温箱、水浴、振荡三种条件下培养,连续检测α-淀粉酶活性及淀粉浓度。结果为温箱、水浴培养:96h后,1%淀粉瓶α-淀粉酶活性、分解淀粉最明显,1.75%淀粉瓶存在抑制酶活性的现象。振荡培养:1.75%淀粉瓶优于其他组。结论是初始淀粉浓度、培养方式对枯草芽胞杆菌α-淀粉酶活性影响较大,也直接影响了淀粉的分解。     

Induced resistance enzymes in wild plants–do ‘early birds’ escape from pathogen attack?

Systemic acquired resistance (SAR) of plants to pathogens is a well-defined phenomenon. The underlying signalling pathways and its application in crop protection are intensively studied. However, most studies are conducted on crop plants or on Arabidopsis as a model plant. The taxonomic distribution of this phenomenon and its dependence on life history are thus largely unknown. We quantified activities of three classes of resistance-related enzymes in 18 plant species to investigate whether plants with varying life histories differ in their investment in disease resistance. Enzyme activities were quantified in untreated plants, and in plants induced with BION, a chemical resistance elicitor. All species showed constitutive activities of chitinase, peroxidase, or glucanase. However, constitutive chitinase activities varied by 30 times, and peroxidase by 50 times, among species. Several species did not respond to the induction treatment, while enzyme activities in other species increased more than threefold after BION application. Plant species differ dramatically in the presence and inducibility of resistance enzymes. This variation could be related to life history: While all resistance enzymes were significantly induced in larger perennial plants that flower during summer, spring geophytes hardly showed inducible resistance. These plants grow in an environment that is characterised by a low-pathogen pressure, and thus may simply ‘escape’ from infection. Our study presents the first comparative data set on resistance-related enzymes in noncultivated plants. The current view on SAR—narrowed by the concentration on cultivated crops—is not sufficient to understand the ecological and evolutionary relevance of this widespread plant trait.     

Sterilization of Escherichia coli cells by the application of pulsed magnetic field

The inactivation of microorganisms by pulsed magnetic field was studied. It was improved that the application of electromagnetic pulses evidently causes a lethal effect on E. coil cells suspended in phosphate buffer solution Na2HPO4/NaH2 PO4 (0.334/0.867mmol/L). Experimental results indicated that the survivability( N/N0 ; where N0 and N are the number of cells survived per milliliter before and after electromagnetic pulses application, respectively) of E. coil decreased with magnetic field intensity B and treatment time t. It was also found that the medium temperatures, the frequencies of pulse f, and the initial bacterial cell concentrations have determinate influences in destruction of E. coil cells by the application of magnetic pulses. The application of an magnetic intensity B = 160 mT at pulses frequency f= 62 kHz and treatment time t = 16 h result in a considerable destruction levels of E. coil cells ( N/N0=10^-4). Possible mechanisms involved in sterilization of the magnetic field treatment were discussed. In order to shorten the treatment time, many groups of parallel inductive coil were used. The practicability test showed that the treatment time was shortened to 4 h with the application of three groups of parallel coil when the survivability of E. coli cells was less than 0.01%; and the power consumption was about 0.2 kWh/m^3 .     

重金属Cu对两种海洋微藻的毒性效应

研究了重金属Cu对两种海洋微藻中肋骨条藻和三角褐指藻的生长以及藻细胞超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明,较高浓度的Cu2 对中肋骨条藻和三角褐指藻的生长都产生了明显的抑制作用,72h EC5o分别约为(0.546±0.068)和(0.531±0.037)mg/L.对两种海洋微藻的SOD和POD活力的影响,均表现为低浓度诱导,高浓度抑制,MDA含量则随着Cu2 浓度的提高逐渐上升.在72hEC50浓度分别对相应藻种的胁迫下,SOD和POD活力表现为前期诱导后期抑制,MDA含量则随着胁迫时间的延长逐渐升高.两种海洋微藻的SOD、POD活力和MDA含量的改变与添加的Cu2 浓度具一定的相关性,因此可以考虑作为监测重金属Cu污染的有价值的生物标志物.     

菲降解菌株的分离鉴定及特性研究

从某石化公司污水处理厂的活性污泥中分离到1株对菲具有降解活性的菌株AFF,该菌株能够以菲为唯一碳源和能源生长.根据形态特征及16S rRNA基因序列分析,该菌株初步鉴定为Burkholderia sp..在以菲为唯一碳源的培养基中,84 h内菌株对100 mg·L-1菲的降解率可达74.1%.通过液相-质谱联用及紫外可见分光光度法分析,推测该菌株代谢菲的途径为水杨酸途径.测定了降解途径中相关酶的活性,表明该菌株降解酶系中具有邻苯二酚2,3-双加氧酶活性,并证明该酶为诱导酶;确定了粗酶降解邻苯二酚的动力学常数:米氏常数Km为10.93μmol·L-1,最大反应速率Vmax为106.38μmol·min-1,说明酶与邻苯二酚的亲和力较大,邻苯二酚是该酶的良好底物.     

多环芳烃降解菌的分离鉴定及其生理特性研究

从兰州石化污水处理厂的污泥中分离出一株能分别以萘、蒽为唯一碳源生长的细菌(BDP01). 通过菌株形态观察及16S rDNA序列比对, 确定该菌株属于假单胞菌属的绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa). 菌株在LB培养基中48 h内呈对数生长, 48 h到72 h进入生长稳定期, 72 h后开始进入衰亡期;其最佳培养温度为30 ℃, 最适生长pH为中性或弱碱性, 该菌能在萘和蒽的质量浓度分别为100 mg·L^-1和50 mg·L^-1的无机盐培养基中良好生长, 与已报道的其他微生物比较, BDP01在较短时间内具有较强的降解多环芳烃能力, 1%的接种量15 d内可降解89.64%的萘和77.21%的蒽. 采用PCR和琼脂糖凝胶电泳技术检测到菌株基因组中有邻苯二酚2,3-双加氧酶 (C23O)基因. 测序结果与NCBI数据库发布的C23O基因序列相似度为92%. 该酶在20~65 ℃以邻苯二酚为底物时, 细胞裂解液中酶活力变化范围为13.10~540.86 U.     

酚降解菌株的分离、鉴定和在含酚废水生物处理中的应用

从石油化工厂的活性污泥和废水混合物中分离到10个降解酚的细菌菌株,经16S rRNA基因序列分析,5个菌株(PD1、PD2、PD6、PD7和PD39)被鉴定为假单胞菌(Pseudomonas sp.),4个菌株(PD4、PD5、PD8和PD9)为不动杆菌(Acinetobacter sp.),1个菌株(PD3)为丛毛单胞菌(Comamonas sp.).对假单胞菌(Pseudomonas sp.)PD39菌株的酚降解特性、最适生长条件、降解底物的范围、儿茶酚1,2-双加氧酶(C12O)和儿茶酚2,3-双加氧酶(C23O)活性、含酚废水的生物处理等,进行了详细研究.结果表明,PD39菌株的最适生长和降解条件是,培养基的起始pH为7.0,培养温度为30℃,酚浓度为800 mg/L,对酚的最大降解浓度为1 200 mg/L.酚浓度为637 mg/L的工业废水经72 h处理酚的去除率达到99.96%.PD39菌株有很好的应用潜力来作含酚废水活性污泥处理系统的强化菌株.     

固定化GEM/CAS串联工艺强化处理阿特拉津废水

考察了固定化基因工程菌强化处理(GEM)/传统活性污泥处理(CAS)串联工艺对阿特拉津废水的处理效果,水力停留时间(HRT)对处理效果的影响,基因工程菌的生长和流失情况.结果表明,当HRT为4～24h,阿特拉津初始浓度为20mg/L,以实际生活污水为碳源时,串联工艺均可以实现对高浓度高负荷的阿特拉津生物强化处理.水力停留时间为24h时,固定化细胞反应器(串联工艺A段)的处理效果最好,阿特拉津平均去除率为96.64%,出水浓度为0.56ms/L.水力停留时间为12、8和4h时,平均去除率分别为88.59%、89.79%、88.61%.反应器在以上4个HRT时, COD平均去除率分别为72.76%、64.59%、66.16%和65.84%. 在整个反应过程中,没有出现大量工程菌流失的现象,同时在固定化颗粒的表面以及浅层均观察到了大量工程菌菌体,固定化颗粒的表面还出现了生物膜和菌胶团,反应结束时,颗粒形态完好,强度满足本工艺条件下长期使用的需求.     

苯并噻吩脱硫菌株的筛选及脱硫活性研究

从孤岛油田油浸土样中筛选到1株能降解苯并噻吩(BT)的脱硫菌,经初步鉴定该菌为戈登氏菌属(Gordona sp.).实验证明:该菌能以类似于4S途径脱除BT及其衍生物中的硫,但是不能脱除二苯并噻吩(DBT)及其衍生物中的硫.GC-MS分析表明该途径的终产物为邻羟基苯乙醛或其异构体苯并呋喃.在以BT为唯一硫源的培养基中30℃培养48h,Gordona sp.C-6能降解0.15mmol/L的BT,终产物占发酵培养基中BT加入量的50%,其余BT在有氧培养过程中挥发.通过Matlab拟合曲线确定以邻羟基苯乙酸为标准品进行产物定量检测的方法.