一株耐冷菌所产降解酶的特性及应用

从我国寒冷地区筛选到一株能产低温降解酶的菌株.细菌学形态及16S rDNA鉴定表明,该菌株属希瓦氏菌属(Shewanella),最适生长温度为5～15℃,属耐冷菌,并暂命名为Shewanella sp.J5.菌株J5分泌的降解酶中蛋白酶和淀粉酶所表现的活力较高,在0℃下分别仍能保持20%和40%的酶活性,最适温度分别为40℃和30℃,最适pH分别为8.0和7.0～10.0,且对热敏感,属于碱性低温酶;金属离子中Mn2+、Fe2+对蛋白酶有明显的促进作用,而淀粉酶对金属依赖性较小;HPSEC结果表明,低温蛋白酶在水解酪蛋白过程中,对相对分子质量10 000的大分子肽水解能力很强.脱氢酶酶活测定结果表明,低温下菌株活性显著高于常温活性污泥,5℃下,添加菌株J5到活性污泥中可使废水COD去除率提高33%.因此,该菌株在低温污水处理上具有一定的应用前景.     

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.     

萘降解菌NAP_A的分离、降解性能和分子系统学研究

该文研究降解多环芳烃类环境污染物的微生物资源、降解活性和分子系统特征.利用萘-无机盐选择性培养基分离萘降解菌,用培养技术和气相色谱法检测菌株对底物的利用和降解情况,用分子克隆技术获得菌株的16S rRNA基因并测序,用DNAMAN软件对菌株的16S rRNA基因序列进行比对和系统发育分析.从淄博张店污水处理厂的活性污泥中分离到一株能降解萘的菌株NAP_A.此菌株在30 ～35 ℃和pH 7条件下较快的降解底物萘,其中30 ℃下,10 d内可以将初始质量浓度为320 mg·L-1的萘降解90％± 4.5％.对菌株NAP_A的16S rRNA基因进行了克隆和测序(EU142847),基于菌株NAP_A和相关菌株的16S rRNA基因进行系统发育分析,结果表明菌株NAP_A位于苍白杆菌属的分枝中,其中与假中间苍白杆菌种的同源性最高,可达99％,因此推断NAP_A菌是一株假中间苍白杆菌.此前并无苍白杆菌属成员降解多环芳烃的报道.这是首例苍白杆菌属成员降解多环芳烃的报道,对今后在环境污染防治中开发利用此类细菌具有指导意义.     

一株菲降解菌的分离鉴定及其降解条件研究

以菲为研究对象,从克拉玛依稠油污染土壤中筛选到1株对菲具有较好降解效果的菌株JZ3-21。通过形态观察、生理生化指标及16S rDNA序列分析对该菌株进行了鉴定。该株菌的16S rDNA序列与Pseudomonas属的相似性达99%,结合分离菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定该菌株为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida.）。对其降解条件进行了研究,结果表明：在40℃,pH 8.0,接种量为1.5%的条件下,菌株对初始质量浓度为100 mg.L-1的菲在64 h内的降解率高达94.2%。该菌对高质量浓度菲有较好的耐受性,其最高耐受质量浓度可达2 000 mg.L-1。     

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.     

光伏产业清洗剂废水低温生物处理

光伏产业清洗剂废水冬季生物处理难稳定达标.操作参数调控与工艺的优化组合对微生物活性的提高及清洗剂废水稳定达标处理的实现具有重要意义.本研究通过实验室摇瓶试验以COD(Chemical Oxygen Demand)去除率、COD去除速率等为表征指标探究不同温度以及低温下p H、C/N(COD/NH_4~+-N)及处理工艺等对该废水生物处理效果的影响.结果显示,10℃下清洗剂废水生物处理效果受到明显抑制,21.5 h时COD去除率仅为49.7%,较30℃下降31.0%;偏碱性条件更利于该废水的处理.p H 8条件下COD去除率较p H为5.5时提高57.2%;初始C/N在8:1到32:1之间更利于该废水的处理.清洗剂废水在生物处理后期均出现降解停滞现象.进一步比较不同工艺下清洗剂废水的低温(15℃)处理效果,在15℃、p H 7-8和C/N 16:1条件下,相比活性污泥法,接触氧化法可将COD去除率提高7.5%左右;而两段式接触氧化法可将第二段处理中的COD去除率提高16.6%左右,最终出水达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)中的一级标准.本研究通过两段式接触氧化实现了清洗剂废水的有效处理,但是该废水的降解动力学及两段式接触氧化体系中的微生物低温降解机理还有待进一步的研究和验证.(图4表3参19)     

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.     

高效染料降解真菌的分离及其在印染废水生物处理中的强化作用

用选择培养基从污水处理厂污泥中筛选出能降解3种染料(OrangeⅠ,OrangeⅡ和酸性大红)的菌株.通过梯度驯化,优选出1株适应能力强、活力旺盛的菌株F2,初步鉴定为腐霉菌.以OorangeⅡ为模式染料,比较不同培养基对降解的影响,发现PDA培养基最合适.通过对降解产物的紫外可见光谱分析,发现腐霉菌F2能彻底降解染料,并优先降解简单结构.另外通过用该菌株作为外源菌强化原染料废水处理的混合菌群,得到良好的处理效果.图5参10     

孔雀石绿降解菌Arthrobacter sp.M6的分离及降解特性

从活性污泥中分离得到一株能以孔雀石绿为唯一碳源和能源生长的细菌M6,根据其形态、生理生化特性以及16S rRNA基因序列相似性分析结果,将其初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.).该菌株在12h内对20mg/L的孔雀石绿降解率高于80%;降解孔雀石绿的最适pH为7.0,最适温度为30℃,降解速率与初始接种量呈正相关.研究结果对于孔雀石绿的生物降解以及含孔雀石绿废水的处理具有重要意义.图6参20     

石油降解菌株G5 16S rDNA全序列的系统学分析

用PCR方法扩增了一株石油降解菌株G5的16S rRNA基因全序列，并对其进行了克隆和测序．对该序列在GenBank中的BLAST结果表明，所有与该序列高度同源的序列都是假单胞菌的16S rRNA基因．其中假单胞菌的代表菌株Pseudomonas aeruginosa，P．fluoroscens，P .putida，P.syringae的16S rRNA基因序列与G5的16S rRNA基因序列同源性分别为93．4％，98．4％，96．3％，97．5％．对G5和其他39株假单胞菌的16S rRNA基因序列进行聚类分析，获得的系统发育树与RDP(Ribosomal Database Project)报道的系统发育树基本一致，其中菌株G5与5株P．chlororaphis聚类在一起．图2参7     

一株同时降解3种邻苯二甲酸酯降解菌的筛选鉴定及降解特性

选择邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)作为目标污染物,采用富集驯化法从设施菜地土壤中筛选出1株可同时降解DMP、DnBP和DEHP的细菌MB1.经形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.).通过正交试验研究了该菌株的最优降解条件以及最优条件下该菌株的生长曲线和降解曲线,最后在培养条件下研究了该菌株对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯的降解特性.结果表明,菌株MB1的最优降解条件为:pH值为8,温度为25℃,接菌量为5%,每种邻苯二甲酸酯浓度为300 mg·L~(-1).在此最优条件下该菌株呈S型曲线增长,7 d后无机盐培养液中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为99.62%%、99.65%和55.26%.人工污染土壤中空白试验和投加菌株试验结果为:在不添加菌液的处理中,灭菌土壤21 d时DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为3.86%、4.19%和2.01%;未灭菌土壤21 d时对DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为4.82%、5.99%和3.44%.在添加菌液的处理中,21 d时土壤灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.45%、95.65%和39.21%;而土壤未灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.93%、95.99%和41.16%.该结果表明:土壤中土著微生物仅能降解微量PAEs,菌株MB1对土壤中DMP、DnBP和DEHP等3种PAEs污染物具有较为高效的降解能力,未灭菌土壤中邻苯二甲酸酯的降解效果略高于灭菌土壤.     

一株孔雀石绿降解菌的分离鉴定及降解特性

从某化工厂的废水处理池污泥中分离到一株孔雀石绿降解菌,命名为K4-W.根据生理生化特征和16S rRNA基因序列相似性分析,将其初步鉴定为Raoultella sp.该菌在48h内对20mg/L的孔雀石绿降解率为82.5%,降解孔雀石绿的最适温度为30℃,外加碳源或Pb2+对其降解有明显的促进作用,增大接种量也有利于提高降解效率,较高浓度的孔雀石绿则对降解有抑制作用.该菌在降解过程中没有生成无色孔雀石绿,这不同于已报道的孔雀石绿降解途径,但该菌是否具有新的降解途径还需进一步研究.     

苯甲酰脲类杀虫剂降解菌的分离鉴定及其降解特性

从农药厂活性污泥中分离筛选到一株可降解灭幼脲、除虫脲、氟铃脲的菌株,命名为M6.经生理生化特征和16S rRNA基因序列分析,将其鉴定为无色杆菌属(Achromobacter sp.).菌株M6可在48 h内降解91%以上初始浓度为100mg/L的灭幼脲、除虫脲、氟铃脲;且可在不添加其他碳源的情况下,以这3种杀虫剂为唯一碳源生长.选取菌株降解效果较好的灭幼脲为底物,研究其降解特性.菌株M6降解灭幼脲时,对温度、pH值等培养条件适应范围较宽,降解灭幼脲的最适温度为30℃,最适pH为7.0;可耐受400 mg/L的灭幼脲.通过对乙酰氨基酚变色和芳基酰胺酶基因克隆试验,初步确定菌株M6通过水解酰胺键降解灭幼脲、除虫脲、氟铃脲.本研究得到了苯甲酰脲类杀虫剂的高效降解菌,可为其污染修复的开展提供资源和理论基础.     

一株既产表面活性剂又高效降解石油烃菌株的鉴定及降解效果

在修复石油烃污染的环境时,多采用表面活性剂增强修复效果,而一些微生物既能降解石油烃,又能代谢分泌表面活性剂,从而促进油的乳化,提高油的分散程度,增大菌株和油珠的接触面积,提高其对石油烃的降解,增强修复效果。该研究从石油污染土壤中筛选出一株既产生物表面活性剂又高效降解石油烃的菌株B-6。通过观察形态特征、生理生化试验及16S r DNA序列分析,对菌株进行鉴定。并研究了菌株产生物表面活性剂及降解石油烃的特性。实验结果表明,B-6初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。菌株B-6的发酵液经粗提后,得到黄褐色粘稠状生物表面活性剂粗品,其产量为2.19 g·L~(-1)。红外光谱分析表明,菌株B-6在代谢过程中能产生糖脂类生物表面活性物质。该菌株用于水中石油烃的降解,石油烃初始浓度为2 000 mg·L~(-1),120 r·min~(-1)、30℃下振荡培养5 d后,菌株对石油烃的降解率达99.13%。     

异菌脲降解菌YJN-G的分离、鉴定及降解特性

为去除环境中异菌脲残留,从某农药厂废水处理系统的活性污泥中分离到一株异菌脲降解菌YJN-G,对其进行鉴定和降解特性分析.通过形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因序列相似性分析,将其初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.).当接种量为5%时,菌株YJN-G在24 h内能够降解100 mg/L的异菌脲.菌株YJN-G降解异菌脲的最适pH是7.0,最适温度为30-37℃.通过对其降解异菌脲产物的质谱分析,确定其代谢产物为N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷和异丙基氨基甲酸;菌株能够利用异丙基氨基甲酸生长,但是不能进一步降解N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷.菌株降解异菌脲的水解酶属于胞内酶.本研究结果可为异菌脲污染环境的生物修复提供菌株资源和理论依据.     

铜绿假单胞菌(TBPY)降解对氯苯酚的特性

借助Vis-UV分光光度计、高效液相色谱(HPLC)仪和透射电镜(TEM),对铜绿假单胞菌TBPY的生长与降解对氯苯酚的性能进行了研究.结果表明:通过逐步增加对氯苯酚浓度和转接代数的驯化后,TBPY菌株降解对氯苯酚的能力有了很大的提高,原菌在4d内才能将浓度为100mg.l-1的对氯苯酚降解至85mg.l-1,降解率只有15%,而多次驯化后的TBPY只需2d就能将浓度为100mg.l-1的对氯苯酚完全降解,驯化能显著提高TBPY菌株的降解能力;并且,与驯化前相比菌体的形态发生了很大变化,由菌体周边整齐、直或稍弯、两端钝圆的均匀杆状变为不均匀的卵圆、短杆和直杆状,几乎每个菌的形态都呈"花生"状,且菌体周边出现半透明的膜状物质,TBPY有很好的自我保护能力.随着对氯苯酚浓度的增大,TBPY菌的生长迟滞期是逐渐延长的,当对氯苯酚浓度达到150mg.l-1时,生长迟滞期为6d,对氯苯酚浓度继续增加,TBPY几乎停止生长,TBPY可耐受150mg.l-1的对氯苯酚.温度在30℃左右时,对氯苯酚的初始降解速率最大;菌株TBPY在培养基初始pH值为7.0—8.0的范围内,降解对氯苯酚的能力较强,以pH7.5的降解效果最好,对氯苯酚的初始降解速率高达1.51 mg.l-.1h-1;当pH6.5和pH8.5时,对氯苯酚的初始降解速率均较低为0.513 mg.l-.1h-1和1.061 mg.l-.1h-1.该菌优化降解条件为:温度30℃、培养基初始pH7.5、接种量2.0%;在该条件下,发酵1d后100mg.l-1对氯苯酚的降解率达99%以上.     

硫氧化细菌的分离鉴定及降解特性

从浙江华海药业污水处理系统中分离得到一株硫氧化细菌T3,基于形态特征、生理生化、16S rRNA基因序列系统学分析和Biolog鉴定系统分析,鉴定该菌株为根瘤菌属.摇瓶实验结果表明,T3生物降解最适生长温度为30℃,最适pH值为8.0,外加氯化铵、碳源对菌株生长及硫化钠降解有促进作用,驯化后的硫氧化细菌对硫化钠有很强的耐受能力,最优生长条件下,2 d内菌株T3能将400 mg/L以下浓度的硫化钠降解彻底,是一株有应用前景的硫氧化细菌.通过测定代谢过程中各种物质的含量,确定该菌株对硫化钠的去除机理为S2-→S2O32-/S0→SO32-→SO42-.图8表1参18     

孔雀石绿降解菌M3的分离鉴定及降解特性研究

从鱼塘底泥中筛选分离出1株能高效降解低含量孔雀石绿(MG)的细菌M3.经16S rDNA同源性序列分析,鉴定为泛菌属(Pantoea sp.).30 ℃静止培养条件下,该菌株对0.5、1.0、2.0和5.0 mg·L-1孔雀石绿5 d的降解率分别为97.54%、97.1%、100%和77.8%.菌株M3不能以MG为唯一碳源进行生长和代谢.葡萄糖、NH4NO3、KH2PO4/K2HPO4均能影响菌株M3对MG的降解.20～30 ℃温度范围内菌株M3对MG有明显降解效果,且降解速率随温度上升而提高.     

麦草畏降解菌株Ochrobactrum sp.3-3的分离鉴定及其降解特性

麦草畏是理想的抗除草剂转基因工程的靶标除草剂;发掘新的麦草畏高效降解菌株和基因具有非常重要的理论和应用价值.从南京土壤样品中分离到一株麦草畏高效降解菌株,命名为3-3.根据生理生化特征和16S r DNA序列相似性分析,将其初步鉴定为苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.).菌株3-3在48 h内完全降解100 mg/L的麦草畏.该菌株降解麦草畏的最适温度为30℃,最适p H为7.0.代谢产物高效液相和质谱鉴定结果表明该菌株降解麦草畏的起始步骤是脱甲基,形成没有除草活性的3,6-二氯水杨酸(DCSA).菌株粗酶液只在NADH存在时才有麦草畏脱甲基酶活性.PCR扩增和该菌基因组生物信息学分析表明该菌株没有已报道的麦草畏脱甲基酶基因DMO、Mtv及Dmt或其同源序列.总之,本研究首次分离筛选到苍白杆菌属的麦草畏降解菌,且该菌可能存在一个新的氧化酶类麦草畏脱甲基酶基因.     

一株氰氟草酯降解新菌株Sphingopyxis sp.WP9的分离鉴定及降解特性

氰氟草酯是应用于稻田的一种除草剂,其广泛使用给水生生态带来了一定威胁.利用连续富集培养的方法,从农药厂活性污泥中筛选出一株氰氟草酯高效降解菌WP9.采用16S rRNA基因序列分析并结合菌落菌体形态和生理生化特性,将菌株WP9鉴定为鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis).在以100 mg/L氰氟草酯为唯一碳源的无机盐培养基中,菌株WP9在120 h内可将其降解97.03%.菌株WP9降解炔草酯的最适温度和pH分别为30℃和7.0;当菌株WP9的接种量≥5%时,其对100 mg/L氰氟草酯的降解效果较好;当氰氟草酯浓度≤100 mg/L时,菌株WP9对氰氟草酯的平均降解速率随着底物浓度的增加而呈指数增长.通过超高效液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS)鉴定降解产物为氰氟草酸和氰氟草酚,推测氰氟草酯首先通过酯键水解生成氰氟草酸,然后氰氟草酸通过醚键水解生成氰氟草酚.本研究关于鞘氨醇盒菌对氰氟草酯降解的报道结果,可为开展氰氟草酯污染环境的生物修复提供新菌种和理论基础.(图8参30)