有机溶剂对苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)几丁质酶的影响

以苏云金芽孢杆菌(Bt)的发酵液为材料,经硫酸铵分级分离、DEAE-32离子交换柱层析分离,获得部分纯化的Bt几丁质酶(EC3. 2. 1. 14)制剂.研究了几种有机溶剂对Bt几丁质酶的影响.结果表明,甲醇、丙三醇、甲醛和戊二醛对几丁质酶有抑制作用;乙醇、丙醇、乙二醇和二甲亚砜在低浓度时对酶有激活作用,随着浓度的升高表现出抑制作用;二氧六环的浓度低于 5%时,对酶的影响不明显,而高于 5%时,对酶则有激活作用;丙酮对酶有激活作用. 图 1参 10     

基于遗传算法的苏云金芽孢杆菌培养基配方优化

为获取苏云金芽孢杆菌(Bacilus thuringiensis)培养基的最优配方,即玉米淀粉、黄豆饼粉、酵母粉、蛋白胨和鱼粉等的最佳配比,运用二次正交回归旋转组合设计安排试验.基于试验数据、背景知识和遗传算法的原理,进一步设计了搜索Bt培养基最优配方的算法,通过该算法搜索出该菌发酵培养基配方的最优解区间.验证性的试验结果和分析表明,基于陔遗传算法的Bt培养基配方优化的方法是有效且优于传统配方优化方法的.     

味精工业高浓度有机废水培养苏云金芽孢杆菌的研究

利用味精工业发酵废水进行了培养苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）以生产生物农药的实验研究.经过对废水成分分析和预处理、Bt菌种驯化、摇瓶机发酵配方正交优化实验和生物毒性测定,探讨了一条经济可行的工艺路线.该工艺在利用发酵废水生产生物农药时不会产生二次污染问题,具有较高的工业应用价值,对于其他发酵工业废水的资源化处理也有一定参考价值.     

不同来源的苏云金芽孢杆菌aiiA基因表达及其抗病性分析

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)aiiA基因所编码的AiiA蛋白是一种内酯酶,可以降解N-乙酰高丝氨酸内酯(N-acyl-homoserine lactones,AHLs),从而减弱致病菌产生的危害.本研究克隆了6株不同来源的苏云金芽孢杆菌aiiA基因,并对来自于苔藓(LLB15)和土壤(LLS9)的BtaiiA基因进行了生物信息学分析.结果表明,AiiA-B15分子量为27.97×103,等电点为4.59;AiiA-S9分子量为28.14×103,等电点为4.32,两者都是亲水性蛋白.AiiA蛋白具有很高的保守性,AiiA-B15和AiiA-S9同源性为90%.进化树结果表明,AiiA-B15与Bacillus thuringiensis subsp.kyushuensis进化距离最近,AiiA-S9与Bacillus cereus进化距离最近.将aiiA-B15基因克隆到pGEX-4T-3表达载体中,构建重组质粒pGEXaiiA-B15,IPTG诱导后可大量表达融合蛋白.对表达的条件进行优化.结果表明,0.6mmol/LIPTG,30℃下诱导3h为最佳诱导条件.致病性检测表明,该融合蛋白对胡萝卜欧文氏软腐病菌具有较强的抗病作用.图13表4参23     

苏云金芽孢杆菌新基因cry1Ab17的克隆和生物信息学

利用高效克隆PCR产物的专用载体pMD18T,直接从苏云金芽孢杆菌WB9的PCR产物中克隆了cry1Ab17新基因.测序结果表明,该基因(GenBank登录号为AY646166)由3471个碱基组成,其编码的蛋白质含有1156个氨基酸残基,其中亲水性氨基酸占30.8%,疏水性氨基酸占45.2%,酸性氨基酸占12.9%,碱性氨基酸占11.1%.氨基酸序列的同源性分析结果表明,Cry1Ab17蛋白与已报道的Cry1Ab蛋白同源性为95.4%～99.7%,该蛋白的4个氨基酸残基———Pro170、Gly449、Gly796和Gly863与其它已报道Cry1Ab蛋白相应位置的氨基酸残基均不同.在核苷酸序列和氨基酸序列多重比较的基础上,应用PAUP4.0构建了Cry1A蛋白家族的系统发育树.SignalP分析结果显示,Cry1Ab17蛋白中不含信号肽序列.此外,对Cry1Ab17蛋白的二级结构和3个结构域也进行了预测和分析.图4表2参15     

苏云金芽孢杆菌抗东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis)的活性

采用毒力生物测定的方法,测定了600株从我国各地土壤和死虫等样品中分离的苏云金芽孢杆菌对东亚飞蝗的毒力.这些菌株几乎分布于已知的70个H血清型.在600株苏云金芽孢杆菌中,有560株(占93.4%)对东亚飞蝗无毒(死亡率小于20%),只有3株(占0.5%)对东亚飞蝗有较高毒性(死亡率大于70%).同时对筛选出的特异性菌株的杀虫活性进行了进一步研究.图2表2参8     

苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的影响因素及其工艺选择

化学杀虫剂的长期使用给生态环境造成了严重破坏,也使害虫种群的抗药性日益提高,生物杀虫剂以其＂绿色环保＂的特点引起人们的广泛关注。其中,苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）制剂是目前世界上产量最大、应用最广的生物杀虫剂。它对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、螨类等许多有害昆虫有毒杀作用,而对人类、动物和农作物无害。长期以来,人们一直致力于苏云金芽孢杆菌发酵过程的研究,以期获得高毒效的生物杀虫剂产品。本文首先对苏云金芽孢杆菌发酵生产的各种影响因素进行了综合分析,将影响因素分为培养条件和培养基组分两类,得出最佳培养条件为温度：（30±1）℃,pH：7.0±0.1,搅拌速度：400～600r·min-1,通气量：1∶0.6～1.2（发酵培养基体积与每分钟通入空气的体积之比）,接种时间：对数期初;最佳培养基配比为碳氮比：8～10∶1,无机盐含量：KH2PO4或K2HPO4为0.075%～0.2%;MgSO4·7H2O为0.075%～0.3%;CaCO3为0.075%～0.15%;MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O各为0.002%。其次,对当前研究与工业化生产中的各种发酵工艺进行了评述,总结了现有发酵工艺的优缺点。在现有研究基础上,降低培养基原料成本、改进发酵工艺和采用基因学手段构建高效工程菌株将成为未来研究热点。     

苏云金芽孢杆菌无质粒突变株BMB171的转化和表达性能

研究了苏云金芽孢杆菌无质粒突变株ＢＭＢ１７１的转化性能和表达ｃｒｙ１Ａｃ和ｃｒｙ１Ｃａ基因的性能．用ｐＨＴ３１０１、ｐＢＭＢ３０５、ｐＢＭＢ１７３６、ｐＢＭＢ６７１、ｐＢＴＬ１和ｐＨＶ１２４９等６种外源质粒电转化无质粒突变株ＢＭＢ１７１,其转化频率分别是Ｂｔ４Ｑ７、Ｂｔ４Ｄ１０和Ｂｔｉ．ＩＰＳ．７８／１１等３种常用受体菌相应最高转化频率的１０００、６．７、１２．５、６６．７、３５００和２倍,其每μｇＤＮＡ的最高转化子数达１０７．导入ＢＭＢ１７１的外源质粒的稳定性与其复制子类型和质粒大小有关．无质粒突变株ＢＭＢ１７１表达ｃｒｙ１Ａｃ基因的表达量高于对照受体菌Ｂｔ４Ｑ７,略低于Ｂｔ４Ｄ１０和Ｂｔｉ．ＩＰＳ．７８／１１,而ＢＭＢ１７１表达ｃｒｙ１Ｃａ基因的表达量高于这３种受体菌;对小菜蛾３龄幼虫和甜菜夜蛾初孵幼虫的毒力测定结果表明,ＢＭＢ１７１表达ｃｒｙ１Ａｃ基因的杀虫毒力高于Ｂｔ４Ｑ７和Ｂｔ４Ｄ１０,略低于Ｂｔｉ．ＩＰＳ．７８／１;而表达ｃｒｙ１Ｃａ基因的毒力高于这３种受体菌     

产耐温蛋白酶苏云金芽孢杆菌FS140液体发酵条件优化

应用快速有效的数学统计方法对苏云金芽孢菌FS140耐温蛋白酶的发酵条件进行优化.首先采用二水平Plackett-Burman设计对影响产酶的8因素进行筛选,获得培养基成分中3个重要影响的因子:黄豆饼粉、酵母粉、葡萄糖;再利用响应面分析法对该3个因素进行3水平的优化,获得它们的最佳组合:黄豆饼粉1.8%、酵母粉0.36%、葡萄糖0.14%.优化后产酶水平达到837.71U mL-1,与响应面数学模型的预测值只有1.34%的误差.同时进行了发酵温度、初始pH、摇瓶装量与接种量等发酵条件的优化,FS140最终发酵产酶水平达918.91U mL-1.图2表5参14     

苏云金芽孢 力无质粒突变株BMB171的转化和表达性能

研究了苏云金芽孢杆菌无质粒突变株ＢＭＢ１７１的转化性能和表达ｃｒｙ１Ａｃ和ｃｒｙ１Ｃａ基因的性能,用ｐＨＴ３１０１、ｐＢＭＢ３３０５、ｐＢＭＢ１７３６、ｐＢＭＢ６７１、ｐＢＴＬ－１和ｐＨＶ１２４９等６种外源质粒电转化无质粒突变株ＢＭＢ１７１,其转化频率分别是Ｂｔ－４Ｑ７、Ｂｔ－４Ｄ１０和Ｂｔｉ．７８／１１等３种常用体菌相应最高转化频率的１０００、６．７、１２．５、６６．７、３５００和２倍,其每μｇ     

加拿大一枝黄花和小飞蓬叶浸提液对大豆幼苗生长的复合化感效应

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)和小飞蓬(Conyza canadensis)常共同入侵至同一农田生态系统。探究了两者对大豆幼苗生长的复合化感作用。加拿大一枝黄花叶浸提液显著抑制大豆幼苗地上生物量。而小飞蓬叶浸提液也明显抑制大豆幼苗地上生物量(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗地上生物量。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗地上生物量显著大于加拿大一枝黄花叶浸提液单一处理,同时也大于小飞蓬叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。两者叶浸提液单一处理均明显降低大豆幼苗株高(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗株高。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗株高明显大于两者叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。因此,两者叶浸提液对大豆幼苗的生长均具有一定程度的抑制效应,且加拿大一枝黄花叶浸提液对大豆幼苗产生的化感作用(尤其是地上生物量)明显大于小飞蓬。两者复合化感作用明显低于两者单一化感作用,尤其是两者对大豆幼苗地上生物量的复合化感作用显著低于加拿大一枝黄花的单一化感作用。所以,化感效应可能在两者共同入侵(即两者复合作用)进程中所起的贡献低于在两者单一入侵进程中所起的作用。     

大田软海绵酸对黑鲷胚胎发育及仔鱼的急性毒性

为了研究大田软海绵酸(okadaic acid,OA)对生物胚胎组织发育过程的毒性作用机制,采用静水和半静水实验法,用OA毒素与过滤海水按等对数间距分设5个浓度组,同时以过滤海水为对照组,对人工养殖的黑鲷鱼卵和仔鱼进行了毒性实验。实验结果表明:一定浓度的OA使鱼卵的死亡率和孵出仔鱼的畸形率升高,但对孵化率的影响较弱。OA对黑鲷仔鱼的24、48、72和96h的LC50分别为51.63、45.58、37.97和25.72nmol·L-1,仔鱼体内毒性蓄积程度也随时间逐渐减弱。OA毒素对仔鱼的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和酸性磷酸酶(ACP)的活性均有诱导作用,与对ACP的影响相比,OA毒素对GSH-PX活性的诱导作用更为突出。此外,OA毒素还会对黑鲷仔鱼的肝脏细胞的核酸代谢及DNA合成有一定的影响,使得RNA和DNA的含量比值发生显著变化。     

5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻生长及叶绿素含量的影响

近年来,抗癌药的环境污染特征及其生态风险引起了广泛关注。为获取典型抗癌药5氟尿嘧啶的基础生态毒性数据,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和羊角月芽藻(Selenastrum capricornutum)为受试生物,考察了5氟尿嘧啶对2种绿藻的生长和叶绿素含量的影响。结果表明,5氟尿嘧啶对蛋白核小球藻和羊角月芽藻的生长具有抑制作用,随着暴露浓度升高,细胞生长抑制率增强。5氟尿嘧啶对2种绿藻的96 h半数抑制浓度(EC50)分别为450.36 mg·L~(-1)和692.30 mg·L~(-1),属于低毒性物质。暴露96 h后,低浓度5氟尿嘧啶(32 mg·L~(-1))对蛋白核小球藻和羊角月芽藻叶绿素含量有一定的促进作用,高浓度5氟尿嘧啶(32~500 mg·L~(-1))则抑制了2种绿藻的叶绿素含量,且两者具有明显的负相关关系。和叶绿素b相比,叶绿素a对5氟尿嘧啶胁迫更为敏感。     

菲胁迫下湿生植物美人蕉(Canna indica)对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长的影响

多环芳烃有机污染物的环境问题日益严重,亟待需求从群落及生态系统的角度进行毒理学复合危害效应的研究。本文采用以美人蕉(Canna indica)种植根区水培养斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的方式,观察菲胁迫下其生长的变化。结果表明,美人蕉种植根区水对斜生栅藻生长具有化感效应,且表现为"低促高抑"的现象。而在菲胁迫下,种植根区水比例为15%和30%时随着菲浓度的增加,生长促进作用增强,且在菲浓度为1 mg·L-1出现最高值;在100%种植根区水时随着菲浓度的增加生长抑制作用增强。说明,菲胁迫使美人蕉种植根区水对藻类的化感效应增强。进行逻辑斯谛生长拟合发现,30%、1 mg·L-1处理组种群内禀增长率最高,斜生栅藻种群出现暴发增长的生态风险最大。     

6种苯系物对球等鞭金藻和新月菱形藻的生长抑制

海洋环境中苯系物污染主要来源于海洋溢油事故以及沿海石油化工企业的废水排放。为探究苯系物对海洋微藻的毒性作用,选择球等鞭金藻和新月菱形藻作为受试生物,分别考察了苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯和对-二甲苯6种苯系物对2种海洋微藻生长的影响。结果表明,在0.25~64.0 mg·L-1暴露浓度下,6种苯系物对2种微藻生长具有显著的抑制作用,随着暴露浓度的升高,抑制作用明显增强。苯、甲苯、乙基苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯对球等鞭金藻的24 h的半数效应浓度(24 h-EC50)分别为:17.07、12.88、7.58、0.55、0.36、0.27 mg·L-1;对新月菱形藻的24 h-EC50值分别为:1.03、0.68、0.46、0.40、0.42、0.38 mg·L-1。上述研究结果为确定苯系物海洋环境质量标准、保护海洋生态环境提供了基础数据。     

氯代阻燃剂得克隆对孔石莼(Ulva pertusa)繁殖及早期发育的影响

得克隆(Dechlorane Plus,DP)是一种在全世界范围内广泛使用的氯代阻燃剂,具有潜在的毒性效应。但目前已有的生态毒理学数据还十分有限。本文选择分布广泛的大型绿藻孔石莼(Ulva pertusa)作为研究对象,探讨不同浓度DP对孔石莼繁殖细胞转化及早期发育的影响。结果表明,低浓度(10-6~10-8mol·L-1)DP暴露不同程度地影响孔石莼繁殖细胞的形成、释放及附着,在试验浓度范围内呈现一定的剂量效应关系。与空白对照组相比,DP处理(10-6mol·L-1)分别使繁殖细胞的形成率、释放率和附着率显著降低了76.76%、46.26%和85.64%。在丝状幼体阶段,DP处理组(10-8和10-7mol·L-1)幼体体长分别比对照组显著减少了32.74%和38.98%。结果表明,DP暴露抑制了孔石莼的繁殖及早期发育。基于绿藻繁殖特性及早期发育的生物学指标对DP暴露较为敏感,能够为海洋环境的DP生物学效应研究提供数据。     

微囊藻毒素对青菜生长的影响及其在生物体内的累积

蓝藻藻泥好氧堆肥腐熟后还田是其打捞后资源化利用的主要途径。堆肥后仍有一定数量的微囊藻毒素(microcystin,MC)残留,大量还田是否会对作物生长和人类健康产生安全风险尚不明确。将青菜(Brassica chinensis)暴露于不同MC含量的石英砂和菜地土壤,观测植株生长状况及体内MC含量,并观测不同含量的MC在菜地土壤中的降解速率。结果发现:砂培实验结束时,青菜成株的株高和生物量随着MC暴露浓度的增加而显著降低,而植株地上部MC的含量则显著增加。在MC浓度为0.386mg·kg-1的处理中,青菜地上部MC-LR(L为亮氨酸)和MC-RR(R为精氨酸)的浓度分别达到27.45μg·kg-1(鲜质量)和1.35μg·kg-1(鲜质量)。MC-LR和MC-RR在青菜地上部的富集系数都随着砂培基质中MC浓度的增加而显著降低,且前者显著高于后者。土培青菜生长过程中吸收和累积的MC数量显著小于砂培实验。MC在菜地土壤中降解56d后,MC-LR和MC-RR的降解率均达90%以上。按普通有机肥的一般用量(2.5kg·m-2)施用充分腐熟的蓝藻堆肥成品种植青菜,食用后每人每天摄入的MC含量远低于WHO制定的饮用水中MC的指导值。研究为评估现行蓝藻堆肥工艺中残留的MC对作物生长和生物安全风险提供了科学依据。     

磺胺类耐药菌中抗性基因sul的表达规律

抗生素环境污染是影响抗生素抗性基因传播和扩散的主要因素,然而关于抗生素耐药菌在抗生素暴露下抗性基因的表达机制研究甚少。本研究利用RT-PCR方法检测了土壤中优势耐药菌菌株炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis SYN201,G+)和弗氏志贺菌菌株(Shigella flexneri NJJN802,G-)在含有不同浓度磺胺类药物的培养基中生长不同时间后抗性基因(sul 1、sul 2、sul 3)的表达变化。结果发现:无论培养基中是否存在磺胺类药物,菌株SYN201和NJJN802中的3种磺胺类抗性基因均分别在培养的第72小时或36小时出现一个明显的表达峰,而在其他培养时间下不表达或表达量处于相对极低的水平;磺胺嘧啶的存在有助于提高菌株在此特征表达时间下抗性基因的表达水平,与未加磺胺嘧啶组相比,暴露于磺胺嘧啶(60μg·m L~(-1))组的sul 1、sul 2和sul 3在菌株SYN201中的相对表达量分别提高了2.5、4.8和3.2倍,而在菌株NJJN802中的相对表达量分别提高了3.7、6.0和5.0倍。通过将耐药菌暴露于不同磺胺嘧啶浓度下考察sul基因相对表达情况,研究发现随着培养基中磺胺嘧啶浓度的升高(0~1 024μg·m L~(-1)),菌株SYN201和NJJN802中sul基因的表达量整体上呈现出明显的上升趋势。本研究对揭示磺胺耐药菌的抗性表达规律及抗生素暴露对其抗性表达发挥的作用具有重要意义。     

吡草醚原药对大鼠胚胎及胎仔发育的影响

经口染毒大鼠检测妊娠动物接触吡草醚原药后引起致畸的可能性,初步评价吡草醚原药致畸危害程度。依据《GB15670-1995农药登记毒理学试验方法》,选用的大鼠按雄、雌2:1比例同笼交配,次日清晨阴道涂片检查雌鼠,发现精子即确定为受孕第0天,设低、中、高三个剂量组(18.56、92.80、464.00 mg·(kg·d)-1)、一个阴性对照组和一个阳性对照组。在雌鼠受孕第6~15天灌胃给予受试物,连续共10天,在妊娠第19.5天,处死孕鼠检查胚胎发育情况。高剂量组和阳性对照组大鼠孕期体重增重值降低,差异有显著性(p0.05);中、高剂量组和阳性对照组大鼠吸收胎率与阴性对照组比较差异有显著性(p0.05);中、高剂量组和阳性对照组胎鼠重量与阴性对照组比较,差异有显著性(p0.01);阳性对照组胎鼠外观畸形明显,与阴性对照组比较差异有显著性(p0.01);各剂量组胎鼠外观畸形与阴性对照组比较,差异均无显著性(p0.05);中、高剂量组组和阳性对照组胎鼠骨骼及内脏畸形例数明显增多,差异有显著性(p0.01)。实验结果表明吡草醚原药中、高剂量组可明显影响雌鼠体重增长及其胚胎的发育。     

锌离子慢性暴露对中华大蟾蜍蝌蚪生长发育的影响

为评价水域环境中Zn~(2+)对两栖动物的毒性影响,本研究以中华大蟾蜍(Bufo gargarizans)蝌蚪为试验材料,对G26期蝌蚪进行了0、10、50、100和500μg·L~(-1)Zn~(2+)的慢性水体暴露直至蝌蚪发育至变态高峰期(G42期)。分别于暴露15 d和30 d后取样测定蝌蚪全长、体长、体重和发育分期各指标;此外,分析了Zn~(2+)慢性水体暴露对变态率、变态高峰期(G42)蝌蚪的全长、体长、体重、后肢长和骨骼发育的影响。结果表明:暴露15 d时,各浓度Zn~(2+)对中华大蟾蜍蝌蚪的生长发育均未造成显著影响,而持续暴露30 d后,500μg·L~(-1)Zn~(2+)处理组蝌蚪的生长发育受到显著抑制;各浓度Zn~(2+)慢性暴露均导致中华大蟾蜍蝌蚪变态率的下降,其中500μg·L~(-1)Zn~(2+)处理组的变态率最低;500μg·L~(-1)Zn~(2+)慢性暴露导致G42期中华大蟾蜍蝌蚪的形态指标(全长、体长、后肢长)和骨化程度均受到显著抑制。研究表明,水环境中高浓度锌对中华大蟾蜍幼体的生长发育和变态具有潜在的危害,水域锌污染所引发的毒理效应予以重视。