疏水性石油烃降解菌细胞表面疏水性及降解特性

从石油污染的土壤中分离纯化得到3株能以石油为唯一碳源和能源生长的石油烃降解菌,分别命名为HDB-1、HDB-2、HDB-3,并采用微生物粘着碳烃化合物法(MATH)对3株菌株的细菌表面疏水性及其环境影响因子进行研究.结果表明:二甲苯-水两相体系适用于3种细菌表面疏水性研究;HDB-1、HDB-2、HDB-3的疏水性分别为68.8%、57.4%、64.1%;随培养时间、碳源的不同和温度、pH的改变,细菌表面疏水性均发生不同程度变化;6d后初始含油量为1000mg/L的培养液的去除率分别为91.6%、64.5%、79.8%.结果还表明,细菌的细胞表面疏水性与其在环境中对有机污染物的降解呈一定的相关性,疏水性大的细菌对疏水性有机物的降解速度较疏水性小的快.     

红球菌在石油烃类物质降解中的作用

红球菌属是有机污染物降解的重要微生物之一。由于红球菌能够适应各种各样的底物环境,具有极强的有机溶剂耐受性和很宽的降解谱,同时它们还能通过产生表面活性剂和改变细胞表面组成结构来提升自身对于疏水性环境的适应能力,因此,红球菌在石油污染物降解及石油污染的生物修复等领域有着极其重要的应用价值。文章基于近年来在红球菌降解石油烃方面的研究进展,从红球菌适应疏水性环境的机制、石油烃中烷烃、环烷烃、芳香烃的降解途径等几个方面进行综述,同时对今后研究的方向进行了展望。     

1,4-二氯苯降解菌的疏水性及其降解特性研究

从某化工厂的活性污泥中分离纯化得到2株能以1,4-二氯苯为唯一碳源和能源生长的降解菌DEB-2和DEB-3,通过形态特征和生理生化实验初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)。根据细菌在有机相-水相两相体系中的细胞数量研究了DEB-2和DEB-3的表面疏水性以及在不同环境条件下的变化,同时对菌株DEB-2和DEB-3在液体培养条件下降解不同初始浓度的1,4-二氯苯的性能进行研究。结果表明,DEB-2和DEB-3的表面疏水性随培养时间、温度和pH值的变化而变化,并且细菌的细胞表面疏水性与其在水环境中对有机污染物的降解呈一定的相关性,疏水性大的菌株DEB-2对疏水性有机物的降解能力较疏水性小的菌株DEB-3要强。     

芽孢杆菌与假单胞菌的疏水性及其应用

根据细菌在烃-水两相体系中的细胞数量研究了芽孢杆菌和假单胞菌的表面疏水性及其在不同环境条件下的变化.试验结果显示,正辛醇-水两相体系适用于芽孢杆菌和假单胞菌这类细菌的表面疏水性的研究.细菌表面的疏水性随培养时间,温度和pH值的变化而发生改变.芽孢杆菌和假单胞菌的疏水性与其在水环境中对有机污染物的降解呈一定的相关性.疏水性大的细菌对疏水性有机物的降解速度较疏水性小的细菌快,在其表面的生长速度也更快.探讨了细菌表面的疏水性在养殖生态系统中的生态学意义,为养殖水体有机污染的生物修复提供新的理论基础.     

鼠李糖脂与疏水底物及其降解菌的相互作用

通过鼠李糖脂对假单胞菌GP3A菌株降解芘的增溶和降解实验,研究了在鼠李糖脂作用下,菌体细胞表面疏水性和脂多糖含量的变化、菌体表面基团与生物表面活性剂分子的键合作用以及相应疏水底物的增溶和降解．结果表明,当鼠李糖脂浓度高于其临界胶束浓度（60mg·L^-1）时,能显著增加疏水底物芘的表观溶解度;生物表面活性剂能通过溶出细...     

多环芳烃降解菌的筛选及其对芘的降解研究

以焦化厂排水沟底泥为菌源驯化筛选出6株多环芳烃降解菌。实验结果表明:各菌对芘均有一定的降解能力,不同菌体表面疏水性不同,这种不同可以影响到反应初期菌株对芘的表观降解率,菌体的疏水性表面较亲水性表面对芘有更强的吸附性;保存的一组天然混合菌对芘降解率较低,没有表现出优于单个菌株的协同作用;多环芳烃降解菌在芘培养液中生长快慢和降解能力没有必然联系。对两株菌体表面疏水性相差较大的菌株在不同条件下的芘降解性能研究结果表明:2#菌降解芘的最佳温度是30℃,9#菌降解芘的最佳温度是40℃;Mn2+对2#降解芘有促进作用,对9#菌几乎无影响,Cu2+对各菌芘降解均有不同程度的抑制作用;外加葡萄糖对于2#菌和9#菌的芘降解有促进作用。     

鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及细胞表面性质的影响

使用大庆油田石油污染土壤中分离出的优势菌种（蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02）,在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对微生物降解正十六烷以及降解菌生长、菌体表面疏水性和外表形态的影响.结果表明,鼠李糖脂可以提高正十六烷的降解率,48 h时蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02对正十六烷的降解率比未加鼠李糖脂的体系分别增加了8.1％和11.6％. 正十六烷培养基中的鼠李糖脂能引起菌体表面疏水性的明显增大,且低浓度鼠李糖脂的这种能力明显优于高浓度鼠李糖脂,蜡状芽孢杆菌DQ01和芽孢杆菌DQ02分别在加入0.4 mmol/L和0.2 mmol/L鼠李糖脂时疏水性最大. 尤其是芽孢杆菌DQ02在对数生长后期BATH（bacterial adherence to hydrocarbon）达到44％,远大于未加鼠李糖脂时的BATH. 但在葡萄糖培养基中鼠李糖脂并没有明显影响菌种的生物量和BATH. 另外,加入鼠李糖脂后, 2株菌的培养基接触角比未加鼠李糖脂的培养基接触角均减小了约一半. 未加入鼠李糖脂的菌体细胞表面比较光滑,且菌体之间独立生长,而加入鼠李糖脂后影响了降解菌的外表形态,菌体细胞表面略显粗糙且相互粘连,有助于细胞与疏水性有机物的接触.     

鼠李糖脂对铜绿假单胞菌NY3表面特性及其烃降解效率的影响

研究了鼠李糖脂对NY3菌表面特性及其降解烃类物质的影响作用.结果表明,与未加鼠李糖脂相比,原油含量为1000 mg·L-1,鼠李糖脂100 mg·L-1时,生长24和48 h,NY3菌细胞净生长量分别提高8.60和6.68倍,且产酸明显,原油中正二十六烷至正三十三烷降解效率可提高约60%.分别以LB培养基和十六烷为唯一碳源的无机盐培养基生长的NY3菌体(OD400nm=1.68±0.08),与100 mg·L-1的鼠李糖脂作用1.5h,菌体表面疏水性分别增加32%、6%;且以LB培养基生长的NY3菌细胞,在鼠李糖脂和十六烷存在下作用90 min,菌细胞所积聚的正十六烷量比未加鼠李糖脂时增加了1.10 nmol·mg-1干菌,说明鼠李糖脂能加快疏水性有机物的传质速度.红外光谱分析结果表明,与未加鼠李糖脂相比,鼠李糖脂使菌体细胞中疏水性脂肪链的相对含量明显增加.因此,鼠李糖脂能增加菌体的表面疏水性,加快烃类的传质速率,从而促进NY3菌对烃的降解.     

产生物表面活性剂石油降解菌株筛选及降解特性

首先从曹妃甸港石油污染区采样,筛选到两株降解率较高的产生物表面活性剂石油降解菌株,铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,Pa1)和假单胞菌(Pseudomonassp,Ps1),经过10 d的降解实验,Pa1的降解率达到了63.28%,Ps1的降解率达到了65.86%。然后对此菌株进行紫外诱变,其降解率都有显著的提高,Pa1的降解率为71.28%,Ps1的降解率为74.24%。最后进行菌株的组合,两株的混合菌株降解率为76.05%,表明混合菌株的降解率比单个的菌株高;同本室筛选的石油降解菌S1的组合,其降解率提高到81.45%。本实验为产生物表面活性剂菌株与石油降解菌的混合菌群组合降解提供了依据。     

二株假单胞菌的疏水性及其对菲的降解能力

从石油污染土壤中分离纯化到 2株能以菲为唯一碳源和能源的细菌GF2和GF3,初步鉴定均为假单胞菌属 (Pseudo monas)细菌 .根据细菌在烃 -水两相体系中的细胞数量研究了GF2和GF3菌株的表面疏水性及其在不同环境条件下的变化 ,同时对GF2和GF3在液体培养条件下降解菲的效能进行了研究 .结果表明 ,GF2和GF3表面疏水性随培养时间、温度及pH值的变化而变化 ,GF3的疏水性 ( 74 8% )大于GF2 ( 5 8 6 % ) .在 2 5℃下培养 7d ,GF2和GF3对菲 ( 2 5 0mg·L-1)的降解率分别达到 85 6 %和 10 0 % .     

一组高效稳定纤维素分解菌复合系MC1的筛选及功能

从4种堆肥样品中分别筛选出纤维素分解能力较强的4组混合菌,再以酸碱反应互补的原则重新优化组合并驯化成1组纤维素分解能力非常强而稳定的纤维素分解菌复合系MC1.100mL培养物在50℃静止培养72h,分别可分解0.48g滤纸、0.49g脱脂棉、0.19g麦秆和0.08g锯末.分解滤纸时,第24h CMC糖化力最高,为122.3U·mL^-在初始pH4～10的不同培养基上接种,均能把pH调到中性,最后稳定在8.0～8.5之间.在连续投放滤纸情况下纤维素分解能力稳定保持20d以上,其发酵液的pH在有滤纸时稳定在6.0～6.5之间,没有滤纸时稳定在8.0～8.5之间.     

重金属对白腐菌降解十溴联苯醚的影响

考察了重金属(Cu、Cd、Pb)对白腐菌生长及其降解十溴联苯醚(BDE-209)的影响及其机制.结果表明,低浓度重金属(≤1 mg.L-1)可促进白腐菌的生长,高浓度则表现为抑制作用,1 mg.L-1时促进作用大小为:Cd>Pb>Cu;白腐菌可高效降解BDE-209,7 d内对BDE-209(1 mg.L-1)降解率可达69.7%;重金属可显著影响白腐菌对BDE-209的降解(P<0.05),低浓度的Cu(≤1 mg.L-1)和Cd(≤0.5 mg.L-1)对BDE-209的降解表现为促进作用,其中Cu为1 mg.L-1时促进作用最明显,降解率为84.4%,而Pb则为抑制作用;高浓度(>1 mg.L-1)的重金属均会抑制BDE-209的降解,抑制作用大小为Cd>Pb>Cu,且随浓度增大抑制作用增强;降解率与生物量变化不完全正相关.白腐菌对BDE-209的降解过程符合一级反应动力学方程,Cu、Cd存在条件下,随着其浓度的增加,降解速率常数k表现为先增加后减少,Cu为1 mg.L-1时k值达到最大,为0.321 2;Pb存在条件下,k值表现为逐渐减小.进一步研究了重金属对白腐菌胞外酶降解BDE-209的影响,并运用SPSS 17.0对胞外酶降解与菌体降解进行距离相关性分析,结果表明,未添加重金属时胞外酶降解与菌体降解差异不大,其降解率分别为63.7%、69.7%;3种重金属存在条件下其相关系数R值均大于0.9,由此推断胞外酶是起降解作用的主要部分,重金属主要通过影响白腐菌胞外酶的方式作用于BDE-209的降解.     

红球菌PR-1菌株破乳性能研究

利用乳化剂Span 80配制出一种稳定的煤油-水乳浊液作为模型乳浊液,进而从大港油田废水中筛选出1株破乳能力较强的红球菌PR-1.该菌株培养液在55℃下8h可以使模型乳浊液完全破乳,且在实验条件下比化学破乳剂DGF-01具有更强的破乳活性.研究发现,乳浊液的破乳为线性增长过程,冻融和高压灭菌对其破乳能力没有影响,菌体细胞是破乳的主要活性成分,经超声波破碎及有机溶剂处理后其破乳活性显著降低.菌体表面有很强的疏水性,其对烃的粘附率为84%,碳链长度范围在C₂₇～C₅₄的枝菌酸类物质是保持菌体细胞完整性和疏水性的关键,其对细胞的破乳活性也至关重要.PR-1菌株发酵液用于原油乳状液的破乳具有操作方便,破乳率高,应用面广,无毒无害等优点,且能完全脱出J9-19原油乳状液中的水,因此可作为原油乳状液或油田采出水的破乳剂.     

一株氯氰菊酯降解真菌的筛选鉴定及其降解特性研究

从雅安市售砖茶中分离筛选出一株对氯氰菊酯具有较高降解能力的真菌菌株YAT,根据其形态学及ITS序列分析,将该菌鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger).菌株YAT在PD培养基中168 h内对50 mg·L-1氯氰菊酯的降解率为54.83％,对氯氰菊酯的降解率与菌体生物量呈正相关.动力学研究表明,菌株YAT降解氯氰菊酯的过程符合一级动力学方程,在测试的底物(氯氰菊酯)浓度、温度、pH范围内,氯氰菊酯半衰期为85.750～281.958 h,较高温度及偏碱性条件有利于氯氰菊酯的降解,底物浓度越高,其半衰期越长.此外,菌株YAT对50 mg·L-1溴氰菊酯、氰戊菊酯、氟氯氰菊酯和氯菊酯的120 h降解率分别为27.53％、58.00％、53.23％和25.34％.     

除草剂草萘胺在土壤中的降解与吸附行为

采用色谱学(HPLC和GC-MS)和光谱学(UV和Ft-IR)方法研究了除草剂草萘胺在3种土壤(黑土、砖红壤和黄棕壤)中的降解和吸附行为,并对草萘胺土壤中降解的影响因素、降解产物和吸附机理进行了分析.结果表明,在本实验条件下,草萘胺降解速率随土壤温度(15～35℃)和有机质含量(r=0.9794)增加而加快;灭菌条件下的半衰期约是未灭菌时的3倍,土壤微生物是影响草萘胺在土壤中降解的主要因素;草萘胺在黄棕壤中的降解途径可能是脱烷基,降解产物可能为/v-甲基-2-(1-萘氧基)丙酰胺和/V-乙基-2-(1-萘氧基)丙酰胺.草萘胺在黄棕壤、砖红壤和黑土上的吸附系数(Kf)值分别为1.29、3.43和13.36,3种土壤上的吸附自由能(AG)均小于40U·mol-1,即以物理吸附为主,其吸附行为可用Freundlich模型描述.红外光谱学研究进一步证实了3种土壤对草萘胺吸附容量差异是黑土,砖红壤,黄棕壤.     

皮氏罗尔斯通氏菌DX-T3-01苯酚降解特性及动力学

筛选自德兴铜矿对重金属Cd2+有较强抗性的皮氏罗尔斯通菌DX-T3-01菌株,经驯化发现其对苯酚也有较强的降解能力。通过正交实验确定了该菌株苯酚降解最佳条件为:30℃、pH 7.0、转速150 r/min、接种量1%(V/V),并探讨了外加碳源和重金属对苯酚降解的影响。在最佳苯酚降解条件下,初始苯酚浓度为500 mg/L的苯酚经56 h后可降解至检测限,最高可降解苯酚浓度为800 mg/L。当初始苯酚浓度300～600 mg/L时,菌株降解苯酚的动力学过程符合Monod零级反应模型。     

小球藻对新杀虫剂HNPC-A9908的富集与降解

HNPC-A9908[O-(3-苯氧苄基)-2-甲硫基-1-(4-氯苯基)丙基酮肟醚]是国家南方农药创制中心湖南基地研制成功的具有自主知识产权的一种新型杀虫剂.作者研究了蛋白核小球藻对HNPC-A9908的富集与降解.结果表明,蛋白核小球藻具有降解HNPC-A9908的能力,在20,100,400mg/L的浓度下,5d内HNPC-A9908的降解率分别为90.50%、66.02%和43.19%,日平均降解速率分别为3.60,13.20,34.55mg/L,其降解动力学方程可用二级反应动力学方程很好地拟合,拟合度达到83%以上.此外,蛋白核小球藻对HNPC-A9908也具有一定的富集能力,当浓度为20,100,400mg/L时达到最大富集的时间分别为24,48,48h,富集量分别为11.58,15.15,16.42mg/gFW,此后随时间的延长而逐步降低.