萘降解质粒pND6的分离和鉴定

从工业废水中分离的假单胞菌 (Pseudomonassp .)ND6菌株 ,能以萘为唯一碳源生长 ,使无机盐培养基(MM)中 2g/L的萘在 48h内降解 98% .该菌株含有一个 115kb的大质粒pND6 .DNA杂交实验表明 ,pND6质粒含有与恶臭假单胞菌 (P .putida)G7菌株的NAH7质粒同源的萘降解基因 .图 3表 1参 14     

Research progress on occurrence forms and microbial transformation of mercury北大核心CSCD

汞是一种高毒性且具有持久性的重金属污染物,汞污染的治理与修复在近几十年一直是国内外研究热点.了解微生物对汞赋存形态的转化作用,对汞污染的治理与修复具有重要意义.总结汞的不同赋存形态、毒性及对应的常用分析方法,其中甲基汞(methyl mercury,MeHg)是毒性最强的汞形态之一.环境中汞的化学形态能发生转化,尤其以微生物驱动的汞的甲基化、MeHg的去甲基化和汞的氧化还原最为常见.依据汞转化类型将汞转化相关微生物分为汞甲基化、MeHg去甲基化、汞还原、汞氧化等类群,将对应的汞转化作用机制分为基于hgcAB基因的汞甲基化、基于mer操纵子基因的MeHg去甲基化和Hg2+还原、胞内过氧化氢酶介导的Hg0氧化.微生物汞转化过程不仅受到pH和温度的显著影响,而且还受到汞的赋存形态和游离汞的浓度、微生物种/群结构与功能、矿物种类、中间体和次生产物及其交互作用的影响,基于此,提出正确客观表征汞的微生物转化过程需要综合分析微生物组和矿物组的变化规律及其交互作用的综合效应.针对酸性矿山废水(AMD)极端环境微生物汞转化研究的不足,未来的工作将聚焦结合多组学手段、同步辐射谱学和密度泛函理论(DFT)计算等分析技术研究汞赋存形态的微生物转化过程,分析和阐明汞转化中间体的键合作用方式和转化机制,从而为AMD汞污染的预防、治理和修复提供依据.(图2表2参107)     

从油田分离的两株嗜热产孢子硫酸盐还原菌系统进化分析

为了寻找极端微生物资源,将来自油田环境的微生物作为研究对象,分离得到两株硫酸盐还原菌.菌株CW02来自于油田联合污水处理站里的地面污水,兼性厌氧,能在pH为2.8的酸性培养基中生长,耐受最高矿化度为30.0g/L,最高生长温度为48℃,可利用苯环化合物为唯一碳源生长.菌株CW03取自于4000多米深原油井的原油分离水中,严格厌氧,不耐酸,能够在68℃的温度下生长,可利用较短碳链的有机化合物.两株菌都是直或弯的杆状,革兰氏阳性,有极生鞭毛,产孢子.通过16SrDNA测序以及在线的Blast系列比对分析:两株菌均属于细菌界(Bacteria),厚壁菌门(Firmicutes),梭菌纲(Clostridia),梭菌目(Clostridiales),蛋白胨链球菌科Peptococcaceae,脱硫肠状菌属(Desulfotomaculum),与该属中的种Desulfotomaculumnigrificans和Desulfotomaculumaeronauticumd相似性达到98%.但是通过多重序列比对构建进化树的方法分析发现,菌株CW03属于古细菌界,与古细菌界的古生球菌属进化距离较近.图5表2参32     

德氏假单胞R-8菌脱硫的“硫饥饿”诱导机理

以专一性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonas delafieldii)R-8为出发菌株,构建了含有重组质粒pRT-D的重组菌株R-8-D.在不同硫酸盐浓度条件下,研究了R-8和R-8-D脱硫的"硫饥饿"诱导机理.结果表明,在充足的Na2SO4(＞0.023 mmol L-1)条件下,R-8菌首先利用硫酸盐生长,脱硫酶的合成受阻遏,DBT不被利用,而R-8菌处于"硫饥饿"状态(Na2SO4浓度≤0.023 mmol L-1)时,诱导了脱硫酶的合成,能利用DBT生长;Na2SO4在临界浓度以上时,R-8-D菌阻遏了脱硫基因的报告基因lacZ的表达,低于临界浓度时不抑制lacZ表达.本实验结果从细胞和分子水平上证实了R-8菌脱硫属"硫饥饿"诱导类型,并首次确定了脱硫微生物"硫饥饿"诱导的硫酸盐临界浓度为0.023 mmol L-1,为构建高活性的、不受硫酸盐抑制的脱硫工程菌提供了理论依据和技术支持.图10表1参14     

一株铬还原菌的分离鉴定及铬还原特性研究

铬污染是目前最为普遍的重金属污染物之一,一定浓度的Cr(Ⅵ)会威胁动植物健康。用微生物修复技术降解高毒性的Cr(Ⅵ)可为环保高效的铬污染治理开辟新途径。针对从湖南某铬盐厂污染区土壤中分离筛选出的铬还原菌G12进行菌种鉴定及铬还原特性研究,明确该菌株的最适生长条件,考察其在不同环境条件下的铬还原效果,为原位微生物修复技术实际工程应用提供理论依据。通过菌株形态特征和16S r RNA基因序列分析,确定该菌株为革兰氏阳性芽孢杆菌,鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。研究发现B.pumilus G12的最佳生长温度和p H分别为30℃和9.0;且菌株铬还原能力随着初始Cr(Ⅵ)浓度的升高而下降;在50、100、200、400和600 mg·L~(-1)初始Cr(Ⅵ)浓度条件下其铬还原率分别为66.2%,35.7%,26.1%,16.0%和6.0%。在改变环境过程中,该菌株以甘油为外加碳源电子供体时对Cr(Ⅵ)的还原率可达100%,在60 h可将50mg·L~(-1)Cr(Ⅵ)还原为零;菌株G12培养可耐受较高盐浓度,在10 g·L~(-1) Na Cl盐浓度下菌株的还原能力最佳,Cr(Ⅵ)的去除率为70%;将菌株分别培养在含不同重金属离子的培养液中,菌株G12还原能力均受到抑制。对菌株G12的铬还原能力的初步研究结果表明,菌株G12在铬污染修复中具有良好的应用潜力。     

环境中汞的微生物还原过程及机制

汞是一种全球性的环境污染物.汞的还原过程可降低地表环境汞浓度,促进汞的大气传输,对汞的区域/全球循环、甲基化及生物积累具有重要的作用.地表环境微生物还原是汞还原的重要过程,在多种环境介质中均可发生.本文介绍了多种环境介质中微生物汞还原在汞生物地球化学循环中的重要作用,详细总结了有氧与缺氧条件下微生物汞还原的途径与机制,提出了微生物还原汞的其它可能机制,并对相关领域的研究进行了展望.     

刺参(Apostichopus japonicus)养殖环境中可培养细菌与理化参数的动态及其相关性分析

随着刺参(Apostichopus japonicus)人工养殖业的快速发展,刺参病害日渐突出.养殖环境微生物和理化参数作为养殖生态系统的重要组成部分,其变化规律及其相关性研究对防治刺参病害具有重要意义.本研究于2012年4月至2013年4月,对山东省即墨市刺参养殖池塘水体中4种可培养细菌(总异养菌、弧菌、硝化细菌、硫化细菌)、4项理化参数(温度、pH、盐度、溶解氧)和沉积环境中6种可培养细菌(总异养菌、弧菌、硝化细菌、硝酸盐还原菌、硫化细菌、硫酸盐还原菌)、6项理化参数(温度、pH、氧化还原电位、硫化物、有机碳、总氮)的动态变化进行了监测,并分析了不同细菌类群的数量及其与沉积物中5项理化指标间的相关性.结果显示:水中大多数细菌类群的周年变化呈夏季高、冬季低的趋势,与温度的变化趋势基本一致,弧菌的变化幅度较异养菌大;硝化细菌较硫化细菌高一个数量级,但变化趋势一致;水体的pH与溶解氧均在夏季高温出现最低值,与温度变化趋势相反;沉积物中异养菌数变化不大,弧菌数量在夏季和冬季出现两个高值.氮循环相关细菌的数量高于硫循环相关细菌.相关性分析结果显示,刺参养殖池塘沉积物的pH与氧化还原电位呈显著正相关(P0.05),二者与硫化物含量均呈极显著负相关(P0.01).硫化物含量与总异养菌、硫酸盐还原菌和硝化细菌均呈极显著正相关(P0.01),与硫化菌和硝酸盐还原菌呈显著负相关(P0.05),总氮含量与硝化细菌正相关性显著(P0.05).各类细菌数量之间也存在一定的相关性:总异养菌与硝化细菌、硫酸盐还原菌之间、硝化细菌与硫酸盐还原菌之间均存在极显著正相关性(P0.01),弧菌与总异养菌、硝化细菌之间存在正相关性,硝酸盐还原菌与硝化细菌之间、硫酸盐还原菌与硫化细菌之间存在负相关性.本研究表明刺参养殖池塘环境中多项理化参数和细菌数量之间相关性显著,其关系错综复杂,可为防治刺参病害提供理论依据.     

活性污泥-人工湿地组合处理系统中污染物的去除

通过12个月的现场监测试验,研究了活性污泥法与四个串联潜流人工湿地构成的组合处理系统对农村生活污水的处理效果及其影响因素.结果表明,当平均处理量为82 T·d-1(36-132 T·d-1),湿地系统水力负荷为0.52-1.88 m·d-1时,组合处理系统对TSS,AN,TP,COD和BOD5的去除率分别为75%,71%,38%,81%和88%;湿地系统对COD,BOD5,SS,AN和TP的去除率分别为39%,55%,48%,5%和18%.方差分析表明,影响组合系统处理效果的主要因素是水力负荷及处理单元;湿地系统中有机污染物(COD,BOD5,SS)的去除主要是由第一块湿地完成的,而AN及TP的去除却呈现"累积"的特点;结合电子受体SO42-,NO3-及NO2-在湿地系统中的浓度变化趋势,推测湿地系统中有机污染物的生物去除主要是通过反硝化脱氮进行的,而通过硫酸盐还原(在硫酸盐还原菌的作用下)却是次要过程.     

环境中汞微生物转化研究进展

汞(Hg)污染是全球最为关注的环境问题之一.Hg的不同形态之间毒性差异大,其以有机形态存在的甲基汞(MeHg)具有强神经毒性,且能在生物体内富集,具有很强的健康与生态风险.环境中不同形态的Hg可以在生物与非生物作用下进行转化,特别是微生物在一定条件下驱动着Hg的甲基化、去甲基化、还原与氧化,从而影响Hg的移动性和生物有效性.因此,理解微生物参与Hg转化的特征与机制对人体健康和生态环境都有着重要的意义.已有不少研究报道了Hg的微生物转化过程,但缺乏一个系统的总结与归纳.本文综述了关于Hg微生物甲基化、去甲基化、还原和氧化的最新研究进展,重点讨论Hg甲基化微生物类群,分析了微生物对Hg的甲基化和还原机制,以及影响Hg甲基化过程的主要环境因子,并提出未来关于Hg微生物转化的研究方向与重点.     

海洋环境汞甲基化/去甲基化研究进展

汞（Hg）是一种在大气中具有较长停留时间并能进行长距离传输的全球性污染物.甲基汞（MeHg）具有毒性强、易富集、可随食物链放大的特点，是引起环境风险的主要汞形态.通过各种来源排放到海洋环境中的无机汞在沉积物和水柱中均可甲基化为MeHg，原位甲基化和去甲基化是控制海洋环境中甲基汞水平的关键过程.虽然目前已有综述总结了环境中汞甲基化/去甲基化，但对海洋生态系统中汞甲基化/去甲基化过程涉及相对较少.本文在总结海洋汞甲基化/去甲基化过程速率、途径和热点区域基础上，详细讨论了海洋光化学、非光化学以及微生物3种汞甲基化/去甲基化途径机制，并对未来研究方向进行了展望.在现有研究基础上，未来应在不同汞甲基化/去甲基化途径贡献估算、实际海洋环境汞甲基化/去甲基化基因/微生物作用验证、环境因素对海洋汞甲基化/去甲基化影响方面开展更深入研究.海洋汞甲基化/去甲基化的研究可为深入理解海洋汞的环境行为与风险和发展有效的汞污染风险防控技术提供科学依据和数据支撑.     

硫酸盐还原菌介导针铁矿表面硫的转化及镉固定脱毒效应

土壤重金属镉(Cd)污染问题日益严重,已对农产品及人类健康造成严重威胁,研究Cd污染土壤修复技术具有重要环境意义。微生物修复技术,如硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria,SRB)介导下重金属的固定技术,是土壤Cd污染控制修复的主要途径。而土壤中硫和铁均具有较高的地球化学活性,与重金属的脱毒转化密切相关。然而,目前关于铁物种、铁氧化物和SRB共存的情况下,重金属还原固定行为还缺乏深入的研究。文章通过构建"SRB-针铁矿-重金属"的交互反应体系,研究体系中硫的转化、铁还原、重金属镉的环境行为以及矿物物相变化,并对其作用机制进行初步探讨。结果表明,纯化学(针铁矿+FeCl_2+CdCl_2)培养条件下,体系并未发生明显的铁还原和硫酸盐还原过程,90%以上的重金属Cd以游离态形式存在;在SRB作用下(针铁矿+SRB),体系中硫酸盐和针铁矿均被迅速还原,在反应30 d时,66.34%硫酸盐被还原,同时生成2.17 mmol·L~(-1) Fe(Ⅱ);添加Cd Cl_2(针铁矿+CdCl_2+SRB),抑制了硫酸盐还原和铁还原过程,反应30 d后,体系中62.21%硫酸盐被还原,约50.65%的游离态的Cd(Ⅱ)可被吸附固定到矿物中。然而,外加FeCl_2可加速SRB对硫酸盐和针铁矿的还原,同时也可进一步促进游离态的Cd(Ⅱ)固定脱毒,其去除率可达66.89%(针铁矿+FeCl_2+CdCl_2+SRB)。矿物形貌和结构的表征显示,在SRB介导硫酸盐还原过程中,矿物的物相仍以针铁矿为主,另有Cd S固体生成。以上研究结果可为深入理解土壤中重金属的环境行为,研发高效的重金属脱毒技术提供科学依据。     

基于表面增强拉曼研究好氧菌株对砷的原位还原过程

从内蒙古高砷地区土壤中分离得到好氧菌株Pantoea sp.IMH,通过场发射扫描电镜与透射电镜表征该菌株形貌为短棒状、周生鞭毛.最小生长抑制浓度测定结果表明菌株IMH对As(Ⅴ)和As(Ⅲ)均有一定抗性.砷还原动力学过程研究表明菌株IMH具有高效砷还原能力.利用表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)作为表征手段,采用自主计的流动检测装置,检测到了菌株IMH的30 min内的砷还原过程.通过对菌株砷还原机理的探究认为,ars H、ars C、ars B和arsR等4种基因片段在调控砷还原过程中起到了主要作用.     

沉积物中汞的甲基化研究进展

汞是环境中存在的一种重要污染物质,其毒性与之化学形态密切相关。环境中的汞主要以无机汞形态存在,然而无机汞可以通过甲基化作用转化为毒性更强的甲基汞,从而给受到暴露的生物及人类带来更高的健康风险。沉积物是汞在水生环境系统中的主要分布相,也是无机汞甲基化过程发生的主要场所。沉积物中汞的甲基化过程受到生物种类、汞的生物可利用性等生物因素及温度、含硫化合物、有机质、氧化还原条件等环境理化性质的影响。本文对汞在沉积物中甲基化过程的作用机制及其影响因素的研究现状及最新进展进行了总结,并对未来更深入的研究进行了展望。     

腐殖酸结合汞甲基化作用的探讨

本文研究了有关天然河流沉积物中腐殖酸结合汞的甲基化作用。试验表明:腐殖酸结合汞可以进行甲基化,其甲基化能力与河流底质受汞污染程度有着密切的关系。高汞污染区的底质中甲基化作用能力和速率都比低汞污染和未受汞污染底质的高。产生甲基化最高的腐殖酸结合汞的离子浓度范围～1000ppm、反应最适宜温度为30℃、氧化还原电位200mV、pH为7。添加营养物质对腐殖酸结合汞甲基化有促进作用,但不够明显。比较了几种不同形态的汞甲基化程度其结果表明:氯化汞>腐殖酸,结合汞>醋酸苯汞。     

一株嗜酸硫单质还原菌的分离鉴定及其在酸性重金属废水处理中的作用

采用Hungate厌氧滚管法,从酸性重金属废水中筛选了1株嗜酸性的硫单质还原菌NAU-16.经形态学和16S r DNA基因序列分析鉴定为脱硫菌属硫磺细菌种Desulfurella amilsii.研究了其在不同温度(20—60℃)、p H(1.0—7.0)和碳源(乙酸、丙醇、乳酸、葡萄糖、丙三醇、丙酮酸)条件下的生长特性,并通过序批式厌氧瓶培养考察了该菌株对污泥生物沥浸酸液中Zn~(~(2+))、Cu~(~(2+))、Ni~(~(2+))的去除效果.结果表明,菌株NAU-16最适生长温度为35—45℃,可在p H值3.0—7.0范围内较好生长,能利用乙酸、葡萄糖作为电子供体和碳源.同时,Desulfurella amilsii NAU-16介导的生物硫单质还原可有效处理含Zn~(~(2+))、Cu~(~(2+))、Ni~(~(2+))的污泥生物沥浸酸液.对于初始p H 3.0—4.0的沥浸液,处理12 d,Zn~(~(2+))、Cu~(~(2+))的去除率达99%以上,Ni~(~(2+))的去除率90%—99%.上述研究结果为酸性重金属废水生物处理提供了一种新途径.     

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     

硒（Ⅳ）对无机汞生物甲基化影响的初步研究

本文以蓟运河含汞底泥为实验材料,研究了硒(Ⅳ)对无机汞生物甲基化的影响,发现低浓度的硒(Ⅳ)对汞的生物甲基化有促进作用,而较高浓度时则可抑制汞的生物甲基化。当硒量达20ppm后则无机汞不能进行甲基化作用。     

不同长度秸秆还田对土壤汞甲基化与水稻植株甲基汞富集的影响

为降低秸秆还田引起稻田系统甲基汞(MeHg)升高的风险,采用盆栽试验,研究了添加不同长度水稻秸秆(5 cm、2 cm、粉末)条件下,在水稻整个生长期内土壤汞的甲基化以及水稻植株各组织中MeHg的含量变化特征.结果表明,添加秸秆能显著促进稻田土壤汞的甲基化,并能提升稻米MeHg的富集.不同长度秸秆对土壤MeHg净增长的影响时间不同,较长秸秆能长时间内对土壤汞的甲基化产生促进作用,在水稻生长后期土壤MeHg含量持续偏高,致使晚熟期稻米中MeHg质量浓度偏高;粉碎的秸秆在土壤中能快速降解,尽管在短时间内能引起土壤MeHg含量升高,但在水稻生长后期土壤MeHg含量明显下降,完熟期稻米中MeHg含量也远低于其他两种处理方式.因此,秸秆进行粉碎处理后再还田有利于降低稻米的MeHg富集风险.     

汞的微生物甲基化与去甲基化机理研究进展

甲基汞具有强烈的生物毒性和生物积累性,环境中甲基汞的产生主要与微生物相关,同时微生物也能通过去甲基化作用使甲基汞转变为无机汞.然而,目前国内外研究主要集中在汞的甲基化机理及影响因素,对汞的微生物去甲基化研究甚少.本文综述了汞的微生物甲基化、去甲基化研究史,以及微生物的主要作用机理,并对相关研究进行了展望,指出微生物酶促甲基化与氧化去甲基化机理研究将是以后工作的重点.     

胞外呼吸菌Exiguobacterium sp. PY14的分离鉴定及其异化铁还原特性

胞外呼吸菌广泛分布于自然生境中,是驱动铁等元素地球化学循环的重要因素,已成为各种有机污染物降解和重金属污染去除的研究热点.为了挖掘具有环境修复应用前景的胞外呼吸菌,从鄱阳湖湿地土壤中筛选具有胞外异化铁还原能力的菌株,通过形态、生理生化和遗传分析进行菌种鉴定,并对其最优生长条件、异化铁还原特性及胞外电子传递机制进行研究.结果显示,分离得到的菌株PY14具有较高的异化铁还原能力,细菌形态、生理生化特征及16S rRNA基因系统发育分析鉴定其为革兰氏阳性的微小杆菌属（Exiguobacterium）;具有嗜碱耐盐生长特性,最适生长pH值为8.0,在NaCl浓度高达50g/L条件下生长良好;能够利用葡萄糖、丙酮酸、乙酸和乳酸等多种小分子碳源（电子供体）进行厌氧呼吸,5 d内5 mmol/L水铁矿的还原率高达80%,添加电子穿梭（蒽醌-2,6-二磺酸盐）可显著增强其异化还原水铁矿、针铁矿和赤铁矿的速率;可通过自身分泌腐殖酸类电子穿梭体实现介导异化铁还原过程.本研究获得了一株有望在盐碱土壤或水体等环境中高效驱动铁还原的胞外呼吸菌,为进一步认识革兰氏阳性细菌胞外电子传递机制提供新依据.（图8表1参4...