基于动力学分析提高黑木耳多糖产量的pH控制策略

为了实现黑木耳(Auriculariaauricula)深层发酵生产胞外多糖的高产量和高生产强度的统一,在7L发酵罐中研究不同pH对A.auricula分批发酵生产黑木耳多糖的影响.A.auricula细胞生长的最适pH为5.0,而黑木耳胞外多糖合成的最适pH为5.5.恒定pH有利于合成黑木耳多糖,但降低了黑木耳多糖的生产强度.发酵液中较高的pH不利于葡萄糖的消耗,使得发酵结束时的残余葡萄糖含量随pH的升高而升高.分析不同pH条件下A.auricula发酵生产黑木耳多糖动力学参数,发现较低pH有利于加快底物消耗,而较高的细胞生长速率则出现在pH5.0,pH5.5时细胞则具有较高的胞外多糖合成速率和对葡萄糖的得率.在此基础上提出了A.auricula发酵生产黑木耳多糖的两阶段pH控制策略:0~48h控制发酵液pH5.0,48h后控制pH5.5.实验结果表明,采用两阶段pH控制策略,A.auricula胞外多糖产量比控制pH5.5时提高了8.1%,残留葡萄糖含量降低了15.2%,产生最大胞外多糖的时间缩短至96h,且黑木耳多糖的生产强度比pH5.5时提高了35.1%.图4表1参21     

南方灵芝子实体的化学成分

南方灵芝[Ganoderma australe(Fr.)Pat.,Bull.]为一种常见的生长在阔叶树枯立木、倒木和伐桩上的灵芝属真菌,具有很好的药用和保健价值.采用硅胶、凝胶柱色谱、反相ODS柱和高效液相色谱等方法从野生南方灵芝子实体的乙醇提取物中分离到14个化合物,结合核磁共振(1H-NMR,13C-NMR)、质谱(MS)、红外(IR)、紫外(UV)等波谱技术将其分别鉴定为灵芝烯酸G甲酯(Methyl ganoderenate G,1)、灵芝烯酸G(Ganoderenic acid G,2)、灵芝烯酸A(Ganoderenic acid A,3)、灵芝烯酸A甲酯(Methyl ganoderenate A,4)、灵芝烯酸D(Ganoderenic acid D,5)、灵芝烯酸F(Ganoderenic acid F,6)、灵芝酸AP(Ganoderic acid AP,7)、7β,23α-dihydroxy-3,11,15-trioxolanosta-8,20E(22)-dien-26-oic acid(8)、Elfvingic acid A(9)、3β,5α-dihydroxy-(22E,24R)-ergosta-7,22-dien-6-one(10)、对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid,11)、3-羟基-4-甲氧基苯甲酸(3-hydroxy-4-methoxybenzoic acid,12)、油酸-α-单甘油酯(9-octadecenoic acid-2,3-dihydroxypropyl ester,13)及谷甾醇(β-sitosterol,14).其中,化合物1为新化合物,化合物1-9为从南方灵芝中首次分离得到的羊毛甾烷型三萜化合物.     

一株产胞外多糖的山药内生细菌Lysinibacillus fusiformis S-1的分离和鉴定

微生物的胞外多糖是重要的生物资源,为获得新型的具有药用价值的胞外多糖产生菌,从山药、地瓜、马铃薯和胡萝卜的根茎组织中分离、筛选到11株能产胞外多糖的植物内生菌,利用苯酚–硫酸法对这11株菌的多糖产量进行了定量分析.对多糖产量最高的S-1菌株,检测其在发酵过程中菌体生长、胞外多糖生成以及发酵过程的pH变化,绘制其胞外多糖发酵代谢曲线.通过形态观察、培养特性观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析对该菌株进行了鉴定.结果显示,S-1菌株在产糖培养基中可以产生1.50 g/L的胞外多糖,在11株菌中产量最高.16S rDNA序列分析显示该菌属于赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus),且与纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(L.fusiformis)亲缘最近.综合其形态特征、培养特性和生理生化实验结果,将S-1菌株鉴定为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌.该菌在胞外多糖产生菌中少有报道,为胞外多糖的进一步研究提供了菌种资源.     

城市污水处理厂好氧颗粒污泥的特性

对城市污水处理厂曝气池中筛选出的好氧颗粒污泥进行了分析.结果表明,这些颗粒污泥的直径主要在0.2～0.8 mm范围;平均圆度为1.29;沉淀速率约在10～42 m h-1之间;比耗氧速率(SOUR)为14.2～18.9 mg g-1h-1,小于活性污泥;挥发性物质占总固体的量与活性污泥基本相似.这些颗粒污泥占污泥总量的0.1%～0.5%.颗粒污泥的激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)图像显示:颗粒污泥内部几乎都由胞外聚合物(EPS)组成;细菌主要分布在颗粒污泥表面至100μm厚度区域,少部分分布在100～400μm厚度区域.     

烷烃降解菌的筛选、鉴定及优势菌株的降解特性

以正庚烷为唯一碳源,从长期受到石油污染的土壤中筛选获得可利用正庚烷的微生物14株.通过形态观察和16S rDNA序列比对,鉴定G2、G9、G14为红球菌属,G3、G27为人苍白杆菌属,G4、G7为芽孢杆菌属,G5、G10、G15、G25为节杆菌属,G16为缺陷短波单胞菌,G17、G22为嗜麦芽寡养单胞菌属.通过考察其降解烷烃的能力,确定Rhodococcus sp.G2为烷烃降解优势菌株.该菌株可代谢庚烷获得最大菌体浓度D600 nm=7.51.同时该菌对不同碳链长度的烷烃,如十二烷、十六烷、煤油和二甲苯均具有较强的降解能力,以十二烷为碳源的最大比生长速率为0.37 h-1,最高菌体浓度为D600 nm=12.00,在正十六烷中生长,最大比生长速率为0.23 h-1,在煤油中生长,最大比生长速率为0.14 h-1,在以二甲苯为唯一碳源时,D600 nm也可达到1.00左右.研究表明该菌株对于石油污染土壤的生物修复有很大的应用前景.图6表2参9     

温度对赤霉素发酵的影响及优化策略

温度是影响赤霉素发酵的重要因素,研究温度与菌丝生长和次级代谢物合成的关系将有助于发酵工艺优化.采用5 L全自动发酵罐,调控罐温在25-35℃范围内进行赤霉素发酵,分时记录菌体浓度、残糖浓度和产物赤霉素浓度变化情况.发酵过程数据经微分处理后,比较分析在不同温度下赤霉素发酵过程中菌比生长速率、菌得率及赤霉素比合成速率的变化特征.结果显示:最适菌丝生长温度是32℃,其比生长速率和得率分别为0.571/h和0.431 g/g;适宜GA3合成的温度是28℃,最大比合成速率为2.161 mg g~(-1) h~(-1).进而提出赤霉素发酵过程变温控制轨迹:发酵0-18 h,控温28℃;18-40 h,温度32℃;40-60 h控制温度为30℃;60 h后,控制温度28℃.采用此温度控制策略进行GA3发酵,赤霉素终浓度达到2 294 mg/L,比恒温28℃发酵浓度提高了11.14%.本研究表明赤霉素发酵过程分阶段变温控制策略能提高产量,具有产业应用前景.     

营养和环境条件对光滑球拟酵母葡萄糖代谢速度的影响

增加培养基中Mg2 浓度,使磷酸果糖激酶和3-磷酸甘油醛脱氢酶活性提高22.2%和23.4%,葡萄糖消耗速率从1.94g L-1h-1提高到2.43g L-1h-1,提高了25%.较低kLa(200h-1)导致胞内ATP处于较低的水平,变构激活糖酵解关键酶活性,与高kLa(450h-1)比较,葡萄糖消耗速率(2.31g L-1h-1)提高了35%,低kLa虽能加快葡萄糖消耗,但不利于丙酮酸产量的提高.烟酸(NA)是细胞合成NAD 的前体,培养基中缺乏NA导致细胞生长微弱,葡萄糖消耗缓慢;NA质量浓度从4mg/L增加到8mg/L时,葡萄糖消耗速度(2.01g L-1h-1)和丙酮酸产量(46.4g/L)分别提高了48.4%和29%,高NA浓度有利于高葡萄糖消耗速度的提高,但降低了丙酮酸对葡萄糖的产率.一定浓度的(0~10mg/L)的外源电子受体乙醛提高了光滑球拟酵母中醇脱氢酶活性(提高8.6%),加速NAD 再生,降低NADH/NAD 比率,从而促进细胞生长和提高葡萄糖消耗速度.以上结果表明,营养和环境条件通过改变细胞胞内辅因子水平,影响糖酵解关键酶活性而改变葡萄糖代谢速度.图3表4参18     

不同培养方式下兽疫链球菌发酵生产透明质酸的研究

对摇瓶的分批和补料、小罐的分批和流加发酵生产透明质酸（ＨＡ） 进行了比较研究,并对发酵机制进行了初步的探讨．在耗糖量相同的情况下,分批发酵比多次加料或流加发酵具有更高的ＨＡ产量和转化率;分批发酵初糖７％ ,发酵２４ ｈ 左右,产ＨＡ３．６ ｇ／Ｌ,转化率５．３ ％ ,流加发酵初糖３％ ,１５ ｈ 耗糖７％ ,此时,ＨＡ 为３ ．０ ｇ／Ｌ,转化率Ｙｐ／ｓ４．２％ ,继续发酵至２０ ｈ ,产ＨＡ４ ．０％ ,此时转化率Ｙｐ／ｓ３ ．６％ ,两种发酵所产ＨＡ 的Ｍｒ 均为２ ．０×１０６ ． 分批发酵中ＨＡ、副产物乳酸都和菌体生长相偶联,流加发酵中乳酸和菌体生长是偶联的,其含量均不断增加,ＨＡ含量表现为在菌体生长前期与之偶联,而后下降．流加发酵的菌体比生长速率远高于分批发酵．     

温度两阶段控制策略发酵生产重组角质酶

为进一步提高重组Bacillus subtilis WSHB06-07发酵生产角质酶的产量和生产强度,在pH两阶段控制策略的基础上,考察了温度(27～40℃)对菌体生长和产酶的影响.研究发现,37℃适于菌体生长而30℃适于菌体产酶.通过分析发酵过程中菌体比生长速率及产物比合成速率的变化,确定了温度两阶段控制策略,即0～4 h时控制温度37℃,4 h后将温度调至30℃.通过采用这一优化策略,角质酶酶活和生产强度分别可达312.5 U/mL和13.02 kU L-1 h-1,相比恒定温度37℃控制模式下分别提高了83.4%和10.9%.图6表2参13     

水中主要阳离子对铜绿微囊藻生长及多糖的影响

通过室内培养试验,在65μmol·m-2·s-1光照度和12 h∶12 h光暗比下,模拟野外水体中铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的生长,研究了水中主要阳离子Ca、Mg、K、Na质量浓度的变化对铜绿微囊藻生长以及多糖的影响。依据自然水体中Ca、Mg、K、Na的实际浓度水平结合已有研究得到的抑制浓度,试验分别设定了5个质量浓度梯度的培养基,其中Ca质量浓度梯度为0、10、20、50、100 mg·L-1,Mg质量浓度梯度为0、2、5、10、20 mg·L-1,K质量浓度梯度为5、10、20、50、100 mg·L-1,Na质量浓度梯度为18、30、50、100、200 mg·L-1。试验测定的生理生化指标包括培养周期内每天铜绿微囊藻的藻细胞密度和对数生长期内铜绿微囊藻溶解性胞外多糖（sEPS）、固着性胞外多糖（bEPS）和胞内多糖（IPS）的含量。试验结果表明：低质量浓度的Ca对微囊藻的生长没有明显影响,高质量浓度的Ca（〉50 mg·L-1）会抑制铜绿微囊藻的生长但同时铜绿微囊藻合成多糖总量（TPS）会增加,Ca质量浓度的增大对铜绿微囊藻胞外多糖的分泌呈现先促进后抑制的趋势,并在刺激铜绿微囊藻细胞分泌多糖的同时会促进其溶解。Mg缺失时,铜绿微囊藻的生长会受到显著的抑制,较高质量浓度的Mg（〉5 mg·L-1）也会抑制铜绿微囊藻的生长但同时铜绿微囊藻合成多糖总量（TPS）会增加,Mg在适宜质量浓度（5 mg·L-1）会抑制多糖分泌、防止多糖溶解。K离子质量浓度的变化对微囊藻的生长无明显影响但铜绿微囊藻TPS的量呈现先增加后减少的趋势,K对多糖的分泌并没有显著影响,但对多糖的溶解呈现先促进后抑制的作用。Na离子质量浓度的变化对铜绿微囊藻的生长以及合成TPS的量均无明显影响,Na质量浓度增大对多糖的分泌的影响与Ca的一致,但影响的程度明显小于Ca的影响,其质量浓度的增加对多糖的溶解过程有轻微的促进作用。     

Induction of metamorphosis of two species of sea urchin from Sea of Japan

The induction of metamorphosis in mature larvae by selected chemical compounds and natural substrata was investigated in two species of sea urchins from the Sea of Japan, Strongylocentrotus intermedius and Scaphechinus mirabilis. Glutamine in crystalline form was added directly to water containing mature larvae, and this compound, at a final concentration of 10 g ml^-1, was an inducer of metamorphosis in S. intermedius (100% activity) and S. mirabilis (50% activity). Gutamine, or its natural mimetic molecules, may be an active component of the exogenous cue that induces metamorphosis of S. intermedius larvae. This exogenous cue was produced by the epiphytic calcareous algae, Melobesia spp. that colonized the older sea grass Zostera marina. Glutamic acid was also used as an inducer of metamorphosis for S. intermedius and S. mirabilis larvae (50 to 60% activity), but it was toxic to the larvae.     

1株微小杆菌对4种蓝藻的生长影响

利用过滤的天然珍珠养殖水参照BG11配制加富培养液,将1株能促进鱼害微囊藻生长的微小杆菌属菌株(Exiguobacterium sp.013,简写为E.sp.013)进行纯化扩大培养后与铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flosaquae)、平裂藻(Merismopedia sp.)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)按一定菌、藻密度比例同时接种后进行为期24 d的培养试验,利用特定生长率和细胞密度等指标观察并检验E.sp.013菌株对4种蓝藻生长的影响,同时检测培养液中优势菌群的数量变化趋势.结果表明:E.sp.013菌对铜绿微囊藻、水华微囊藻和惠氏微囊藻具有显著促生长和延长稳定生长期作用,对平裂藻不具有显著促生长作用,但对延长其稳定生长期具有显著效果;试验培养过程中E.sp.013菌落数量占所有菌落总数的比例始终高于46％,处于绝对优势地位,表明E.sp.013菌具有调控其他菌群的能力.     

《生态毒理学报》主编简介

<正>王子健,男,1953年10月出生,博士,研究员,博士生导师．1976年中国科技大学毕业后到中科院生态环境研究中心工作．1983-1985年在瑞士留学,从事水质污染化学规律研究;1987年在日本从事生物样品生理活性物质分析方法研究． 1992-2000年担任中科院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室副主任、主任,兼环境模拟与污染控制国家重点联合实验室学术委员会委员,国家863计划污染控制技术主题专家组副组长,国家自然科学基金委员会地球科学部第二届咨询专家委员会委员,国际环境地球化学与健康学会亚太分会理事,全球环境基金专家库成员等．同时担任环境科学学报(副主编)、过程工程学报、环境化学、湿地研究、地球与环境、美国Environmental Science and Health(A)等杂志的编委．王子健领导的研究小组主要研究天然水体和水处理过程中的水质转化、相关毒性和毒理变化以及健康和生态风险．内容包括发展新的环境监测技术,离体和活体生物毒性测试方法,污染物水体多介质过程,水质安全性评价以及水污染的健康和生态风险的指标和方法．在开发新型生物模拟采样技术和生物毒性测试方法体系、生活饮用水和再生水的安全性评价、持久性有毒污染物污染及其生态与健康影响等方面取得了丰硕的成果,相当一部分成果得到推广应用．     

南京城市西部遗产廊道规划

南京城市西部历史时期是城市的重要边界,现在逐渐演变成老城与新区之间的核心地带,成为公共活动的重要地区,保护其自然、文化遗产和生态环境具有非常重要的意义。在对其现状调查分析的基础上,梳理遗产点的历史概况、现状及其分布情况,提出规划遗产廊道的意义,探讨规划的具体思路,为南京遗产保护提供了新的视角。     

Evaluation of adsorption potential of adsorbents: a case of uptake of cationic dyes

Adsorption potential of a commercial activated carbon (FS300) has been evaluated for the uptake of cationic dyes namely methylene blue (MB) and rhodamine B (RB). Though, there are numerous studies in literature which report the sorption of MB (more than 40 studies) and RB (more than 10), however none of these use a common parameter to report the capacity of the sorbent. A protocol, based on the equilibrium dye concentration has been proposed to measure the sorption potential of a sorbent. The Langmuir model can very well describe the experimental equilibrium data for both dyes (coefficient of correlation > 0.999). MB (Qm = 312.5 mg g(-1)) is more adsorbable than the RB (Qm = 144.9 mg g(-1)). Molecular weight and chemical structure of dye molecules seem to affect the dye uptake. The effect of pH on dye uptake has also been evaluated by varyingpH from 3 to 11. Uptake of MB increases with pH, wherein RB removal decreases with pH. Dyes could not be desorbed either by distilled water (0.06 and 0.11% for MB and RB respectively), or by 0.1 NHCl (0.136 and 3.0% for MB and RB respectively) indicating, chemical adsorption type of adsorbent-adsorbate interactions.     

利用回归分析确定降水入渗补给量

目前常用降水量乘以降水入渗补给系数的方法计算降水入渗补给量,此法不能表现降水特征、蒸发等因素对降水入渗补给的影响．为解决不同时间尺度、不同降水特征和蒸发情况下的降水入渗补给量,在分析郑州地下水均衡试验场地中渗透仪实测入渗量、降水和蒸发资料的基础上,利用均匀设计法选取最优的与降水入渗补给量关系密切的前期降水量和蒸发量的期次,然后利用回归分析建立各岩性和埋深的年、月和日尺度上的降水入渗函数,可以比较准确的计算降水入渗补给量．表3,参9．     

洞庭湖生态环境承载力分析

洞庭湖湖内冬枯水季节，有芦苇面积530km^2，草地面积800余km^2，泥滩地面积367km^2，天然水域面积约993km^2。湖洲之间隔水相望，河沟水系纵横交错，具“水浸皆湖，水落为洲”的地貌特征，呈现出支离破碎的形态面貌和典型的自然湿地景观。文章在大量调查的基础上，从自然和人文两个方面对洞庭湖的生态环境承载力或环境压力进行分析。     

接种污泥源对厌氧氨氧化启动效能的影响

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)菌生长缓慢是影响其实际应用的主要问题之一,选取合适的接种污泥十分重要.本研究采用好氧污泥、厌氧颗粒污泥和厌氧消化污泥3种接种污泥,分别经过61、70和85 d的运行均实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率分别为82%、92%和91%,总氮去除率达76%、82%和80%.分别接种3种污泥源的厌氧序批式反应器(ASBR)R1、R2、1t3出水pH值最终稳定在8.4、8.5、8.5.好氧污泥呈絮状,但沉降性比接种前好,厌氧颗粒污泥解体后最终形成粒径集中在0.5～1.0 mm的污泥,厌氧消化污泥则呈沙化状态,有细小颗粒出现.根据厌氧氨氧化细胞产率系数及NH4+-N、NO2--N去除量和NO3--N生成量之间的计量学关系,估算出厌氧氨氧化菌产率系数(以1 mol NH4+产生的CH2O0.5N0.15量计)分别为0.080、0.105和0.114 mol·mol-1,说明反应器内厌氧氨氧化菌有不同程度的衰减.总体而言,厌氧颗粒污泥是富集厌氧氨氧化菌的最适污泥源.     

Effects of contrasting modes of larval development on the genetic structures of populations of three species of prosobranch gastropods

 In south-eastern Australia, the prosobranch gastropods Morula marginalba (Blainville), Cominella lineolata (Lamarck) and Bedeva hanleyi (Angas) have similar fine-scale distributions, but appear to possess very different dispersal capabilities due to contrasting modes of larval development. M.marginalba produce planktonic larvae, whereas C. lineolata and B. hanleyi undergo direct development in benthic egg capsules and emerge as crawling juveniles. To test for possible effects of contrasting life histories on levels of genetic variation within and among populations, a survey was conducted of allozyme variation at six polymorphic loci in 8 to 9 local populations of each species. Collections of snails were made between June 1992 and November 1993. Sampling ranges spanned between 162 and 180 km of coast. Regardless of larval type, proportions of single-locus genotypes in each collection were consistent with the recruitment of offspring which had been generated through random mating. However, genotypic diversity was lower in those species that undergo direct development. Loci surveyed in C. lineolata and B. hanleyi were polymorphic (i.e. frequency of most common allele <95%) in fewer populations than those examined for M.␣marginalba (P <0.001) and, where polymorphisms occurred, also possessed significantly fewer alleles (P <0.001). Consequently, average levels of expected heterozygosity were greater in populations of M. marginalba than in those of either of the other species (P <0.001). Genetic variation among populations, expressed as the standardised variance in allele frequencies (F _ST ), was inversely related to expected larval dispersal capability. The nine collections of M. marginalba showed little overall differentiation (F _ST  = 0.017; P <0.001), reflecting the ability of planktonic larvae to interconnect local populations, and so limit divergence due to drift and natural selection. In contrast, there were high levels of allelic heterogeneity among the nine collections of C. lineolata (F _ST  = 0.523; P <0.001) and eight collections of B. hanleyi (F _ST  = 0.140; P <0.001). These data imply that for species which undergo direct development, local populations are effectively closed and evolve largely independent of one another. Received: 3 May 1996 / Accepted: 12 July 1996