不同纤维素降解菌对玉米秸秆的降解效果

该研究旨在探索不同纤维素降解菌对玉米秸秆降解效果的差异性,为秸秆资源化利用提供参考。利用筛选自宁夏秸秆堆、畜粪和土壤中的四株纤维素降解菌,分别为黄曲霉(Aspergillusflavus)Z5-3菌株,非洲哈茨木霉(Trichoderma afroharzianum)Z6-4菌株,藤黄单胞菌(Luteimonas sp.)X11-1菌株,施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)X3-5-1菌株,通过室内控温秸秆堆肥发酵试验,研究添加不同纤维素降解菌后堆肥温度、pH值、碳损失、氮损失、有效养分含量的变化规律。试验结果表明,与对照(不加菌处理)比较,加菌处理提前1-2 d进入高温期,最高温度提高了0.3-1.3℃,且细菌处理较真菌处理提前1 d进入高温期,最高温度提高了0.5-0.7℃。pH值总体呈先增加后降低的趋势,且在高温期达到最大值。与对照相比,加菌处理NH3和CO2累积释放量具有降低趋势。以全氮含量变化计,细菌X11-1、X3-5-1处理的氮损失分别为26.14%和26.57%,真菌Z5-3、Z6-4处理分别为36.49%和34.19%,表明添加不同纤维素降解菌可不同程度地降低堆肥物料中的碳损失和氮损失,其中细菌处理保氮效果显著优于真菌处理。与对照相比,细菌X11-1、X3-5-1处理、真菌Z5-3、Z6-4处理分别提前腐熟5、2、2、2d,表明添加纤维素降解菌可减少堆肥物腐熟时间,促进物料养分浓缩。综合判断,玉米秸秆堆肥中加入纤维素降解菌,有利于降低物料的碳、氮损失,且细菌的保氮效果优于真菌,其藤黄单胞菌X11-1处理最先达到腐熟,为最佳处理。     

高效纤维素降解菌分离筛选、复合菌系构建及秸秆降解效果分析

从川西高原贡嘎山区杜鹃林下土壤中分离纤维素降解菌,构建具有高效降解纤维素能力的复合菌系,并对秸秆降解效果进行分析,为农业废弃物的循环利用提供菌种资源和理论依据.样品及经风干、高温等预处理后,采用平板涂布法进行分离,共获得79株菌株;通过刚果红实验对分离获得的菌株进行初步筛选,运用DNS法测定各菌株的羧甲基纤维素酶活(Carboxymethyl cellulase,CMCase),复筛得到15株具有CMCase活能力的菌株.经滤纸条崩解实验、秸秆崩解实验及降解率测定,最终确定了各菌株的纤维素降解能力,进一步经拮抗实验,选取相互无拮抗的菌株构建5个复合菌系:A(112、146、156、171),B(145、147、150、153),C(110、116、174),D(147、154、171),E(145、146、150、152、153).复合菌系的滤纸酶活(Fpase)与秸秆降解率测定结果显示,组合C对秸秆的降解率较单菌株116提高了50.71%,组合D对秸秆的降解率较单菌株154提高了41.54%.经形态学和分子生物学鉴定,纤维素降解能力比较好的两个组合中的菌株分别被鉴定为类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、不动杆菌属(Acinetobacter sp.)以及链霉菌属(Streptomyces sp.).本研究表明,复合菌系纤维素降解能力优于单一菌株,C、D两组复合菌系表现出较高的纤维素降解能力,具有进一步开发的价值.     

白腐菌对芳香化合物的降解

本文研究了纯培养条件下白腐菌对一些芳香化合物的降解规律,并探讨了影响白腐菌降解芳香化合物的因素如取代基位置、数量以及对难降解芳香化合物的共代谢解过程。     

多株硝基苯降解菌的筛选

从长期受硝基苯严重污染的河道底泥和处理硝基苯废水的水解池沉积底泥以及生活污水处理厂消化池污泥中分离到18株可降解硝基苯并且利用硝基苯作为唯一碳源的细菌，从中筛选出5株对硝基苯降解能力较强的菌种，其中一株菌在pH8，温度35℃，硝基苯初始浓度32.98mg/L的液体培养基内培养7d。对硝基苯的降解率达85%。     

自然水体介质中白腐菌对二英类物质的降解

研究了自然水体介质中白腐菌射脉侧菌(Phlebia radiata)I-5-6对二英类物质2,7-二氯二苯并英(2,7-diCDD)和八氯二苯并呋喃(OCDF)的降解规律.结果显示,在自然河水为介质的培养环境中,2,7-diCDD随着江水加入量的递增,降解率逐步下降,但这种影响随着培养时间的延长而逐步减弱.白腐菌处理OCDF底物的效果并不理想,经过12d处理后,降解率最高只达到36.00%,这很可能是由于OCDF已经高度氧化,再要对它进行氧化降解比较困难.     

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。     

1株高效油脂降解菌株的筛选及其降解特性研究

从学校餐厅污泥中分离得到7株油脂降解菌。以芝麻油为唯一碳源,通过驯化培养、初筛和复筛得到1株芝麻油降解优势菌株。菌种特性研究表明其为好氧菌,降解芝麻油的最适温度为30~37℃左右,pH值为8.0;在最佳生长环境下,该菌株在含20g·L-1芝麻油的培养基中72h内对油脂的降解率达80%以上。     

乐果降解菌LGX1的筛选及其降解特性研究

通过富集培养,从连续施用农药乐果的土壤中分离得到一株具有较强降解有机磷农药乐果能力的细菌菌株LGX1,通过菌落形态观察及细菌的16SrDNA测序,对其进行了鉴定,同时初步研究了其降解性能。结果表明：该菌株为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）,在接种量为20%,乐果初始质量浓度为100mg·L-1,外加碳源葡萄糖质量分数为2%,温度为35℃,初始pH值为4时该菌株对乐果的降解能力最强;并且能在以辛硫磷、毒死蜱和三唑磷为唯一碳源的基础盐培养基中生长,且均比在以乐果为唯一碳源的基础盐培养基中生长的OD600值要高,初步推断菌株LGX1对有机磷农药的降解有一定的广谱性。     

自然水体介质中白腐菌对二噁英类物质的降解

研究了自然水体介质中白腐菌射脉侧菌（Phlebia radiata）Ⅰ-5-6对二噁英类物质2，7-二氯二苯并噁英（2，7-diCDD）和八氯二苯并呋喃（OCDF）的降解规律．结果显示，在自然河水为介质的培养环境中，2，7-diCDD随着江水加入量的递增，降解率逐步下降，但这种影响随着培养时间的延长而逐步减弱．白腐菌处理OCDF底物的效果并不理想，经过12d处理后，降解率最高只达到36．00％，这很可能是由于OCDF已经高度氧化，再要对它进行氧化降解比较困难．     

含油废水中一株高效油脂降解菌的筛选和鉴定

从中国海洋大学餐厅下水道废水中分离、筛选获得9株具有油脂降解能力的菌株。菌株ss-11油脂降解能力最强,在初始筛选条件下其降解率达47.29%。对ss-11的降解条件进行初步研究,结果表明,在初始豆油量为1.0mL·L-1,初始pH为7.5,摇床转速为140r·min-1,37℃下培养72h,该菌的油脂降解率达87.55%。通过菌落形态、生理生化特征、16SrDNA序列系统发育分析,将其鉴定为产酸克雷伯氏菌（Klebsiell aoxytoca）。     

一株除草剂氰氟草酯降解菌的分离鉴定与降解特性

氰氟草酯(Calofop-buty1)是一种芳氧苯氧羧酸酯类除草剂,其迁移、转化和分解等行为对环境及人类健康具有潜在危害.为了解其微生物代谢机制,从长期使用氰氟草酯的稻田土壤中分离到1株氰氟草酯降解菌株,命名为QDZ-B.菌株QDZ-B的16S rDNA基因序列长度为1 400 bp,在RDP数据库比对结果表明其与寡养食单胞菌属菌株的同源性最近,与模式菌株嗜麦寡养食单胞菌Stenotrophomonas maltophilia(AB008509)的同源性为99.8%.根据表型特征、生理生化特性和16S rDNA序列同源性分析,将菌株QDZ-B鉴定为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.).接种量为5%时,菌株QDZ-B在基础盐液体培养基中5 d对100 mg L-1氰氟草酯的降解率约为88.2%.菌株QDZ-B的降解效果与接种量成正相关,但接种量大于5%时,降解效率趋于平稳.菌株QDZ-B降解氰氟草酯的最适温度为30℃,最适pH为7.0.通过质谱分析鉴定了3个菌株QDZ-B降解氰氟草酯的代谢产物,分别为氰氟草酸、氰氟草酰胺和2-氟-3-对-乙氧基苯氧基苯酰胺.     

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.     

氯氰菊酯降解菌的筛选鉴定及其降解特性研究

从农药厂废水排放口附近的污泥中分离到1株能降解氯氰菊酯的细菌LQ-3.根据其形态、生理生化特征和16S rDNA(GenBank Accession No.FJ222585)序列分析,将该菌株鉴定为Starkeya sp..LQ-3菌株只能以共代谢方式降解氯氰菊酯,在有酵母粉、蛋白胨、葡萄糖等营养物质存在的条件下,5 d内对20 mg·L-1氯氰菊酯的降解率达到72.1%.LQ-3菌株降解氯氰菊酯的最适温度为30 ℃左右,pH值为7～8.LQ-3菌株还能降解功夫菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯和溴氰菊酯.酶的定域试验表明,LQ-3菌株降解氯氰菊酯的酶属于胞外酶.     

白腐菌对3种含氯二(噁)(口英)类物质的降解作用

探讨了白腐菌射脉侧菌Phlebia radiateI-5-6对3种含氯量不同的二类物质———二苯并呋喃(DF)、2,7-二氯二苯并二(2,7-diCDD)和八氯二苯并呋喃(OCDF)的降解情况,并研究了不同培养条件对二降解的影响.在液体混合培养基中,在培养期内P.radiataI-5-6对3种二类物质的降解量分别为:DF>2,7-diCDD>OCDF;在培养的初始阶段,白腐菌对珠江江水/CEH漂白废水的加入需要一个适应期,然后开始降解这些污染物质.实验表明,在江水/CEH漂白废水处于一定浓度时,污染底物有更大的降解量;选择适当的培养基,可影响白腐菌对二类污染物的降解量.图3表3参17     

具有微囊藻毒素清除能力的乳酸菌的分离筛选及其影响因素

微囊藻毒素是由蓝藻产生的环状多肽物质,可引发人类肝中毒等健康问题,因此微囊藻毒素的清除对食品安全和环境保护有着深远的意义.本研究从泡菜、腊肠等传统发酵食品中分离筛选获得33株乳酸菌,通过对其微囊藻毒素清除能力的测定,获得一株具有高效微囊藻毒素清除能力的乳酸菌菌株干酪乳杆菌BBE10-212.实验发现菌体浓度、藻毒素浓度、菌体活性等因素对实验菌株清除藻毒素的效能具有显著影响,此外,外源添加5%的葡萄糖可使藻毒素清除率提高至52%,远高于未添加时的19%.而外源添加替代藻毒素的微生物发酵氮源以及作为部分代谢关键酶辅酶的金属离子则会抑制菌体对藻毒素的清除效率.研究结果为深入分析实验菌株清除微囊藻毒素的作用机制,实现微囊藻毒素的生物干预策略,并基于对菌株的代谢调控促进微囊藻毒素的高效降解提供了数据和资料.     

添加蚓粪对玉米秸秆厌氧发酵产气特性的影响

以玉米秸秆为原料,总固体(TS)含量为50g.kg-1,采用中温35℃批式发酵,考察了添加蚓粪对玉米秸秆厌氧发酵产气的影响。结果表明:玉米秸秆单独发酵时,单位TS产气量为333.3mL.g-1,甲烷产量为202.0mL.g-1,并在反应初期出现酸化现象;蚓粪与玉米秸秆TS质量比为1:1进行发酵时,单位TS产气量为400.0mL.g-1,甲烷产量为269.6mL.g-1,相对于玉米秸秆单独厌氧发酵分别提高了20.0%和35.5%,且反应过程中未出现酸化现象。说明蚓粪适合作为玉米秸秆厌氧发酵产气的添加剂。     

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     

呋喃丹降解菌CFDS-1的筛选鉴定及降解特性

为有效治理呋喃丹的污染,从受呋喃丹长期污染的土壤中分离筛选到一株高效降解呋喃丹的菌株CFDS-1,经形态、生理生化、16S rDNA(GenBank accession No.AY702969)同源性及系统发育地位等分析,将其初步鉴定为Sphingomonas sp.当接种量为5%时,CFDS-1能在48 h内降解100 mg L-1的呋喃丹,对于高达300 mg L-1的呋喃丹依然有降解效果;CFDS-1对呋喃丹的降解率与起始接种量呈正相关;降解呋喃丹的最适pH是8.0～9.0;在20～42℃范围内,温度对CFDS-1降解呋喃丹没有显著影响;该菌在250 mL三角瓶中装液量为100 mL时,对呋喃丹的降解效果最好.土壤实验表明,该菌株同样能有效地降解土壤中的呋喃丹残留.     

白腐真菌对异狄氏剂的降解特性及降解机理

异狄氏剂作为一种防治农业害虫的杀虫剂在世界范围内曾被大量使用,其在环境中的残留及生物毒性已经引起广泛关注.为开发异狄氏剂降解菌资源,并阐明异狄氏剂的微生物降解机制,采用液体培养法研究了一株对狄氏剂具有降解能力的白腐真菌Phlebia acanthocystis TMIC34875对异狄氏剂的降解性能及机理.结果表明,在菌体接种量为15%(V/V)时,异狄氏剂在10 d培养期间的降解率达到最高的57%左右.该菌株在异狄氏剂的初始浓度为20μmol L-1时具有最大降解速率,为0.053μmol L-1h-1.在培养温度为25-35℃,pH值为4.5-5.5之间时,菌株对异狄氏剂具有较好的降解效果.相同条件下,菌株在马铃薯液体培养基中显示出比在Kirk合成液体培养基中更高的降解活性.通过气相色谱–质谱分析发现了多个未曾报道过的代谢产物,包括3个单一羟基化产物和1个羧基化产物,表明该菌株对异狄氏剂的降解途径不同于已知的细菌降解途径.