鼠李糖脂在铜绿假单胞菌NY3代谢烃过程中的生理作用

为了解鼠李糖脂在菌代谢烃过程中所起的具体作用,对NY3菌体生理生化指标进行测定,研究了NY3菌降解烃过程中,鼠李糖脂促进烃降解与细胞生理特性变化规律的相关性。结果表明,投加60、100和140 mg/L鼠李糖脂,能使正十六烷降解率分别提高23.7%、48.3%和32.2%,且产酸明显。鼠李糖脂能加快疏水性有机物的传质速度,与未加鼠李糖脂相比,鼠李糖脂浓度为100和140 mg/L时,菌细胞内积聚的正十六烷量增加12.5%和37.69%。鼠李糖脂存在下,NY3菌细胞内正十六烷吸收是一个积累和消耗相互交替的动态过程。鼠李糖脂使菌体细胞中疏水性脂类的相对含量和细胞表面的负电荷明显增加,但使所生长的细胞内脂多糖含量明显减少,生长过程投加鼠李糖脂浓度为60、100、140和200 mg/L时,细胞中脂多糖含量分别减少45.65%、58.13%、45.61%、和59.44%。因此,鼠李糖脂能加快NY3菌对十六烷的降解,同时对代谢过程中菌体的生理生化特性有明显的改变。     

铜绿假单胞菌NY3所产表面活性剂对原油降解的影响

铜绿假单胞菌NY3是从石油污染土壤中分离出的一株能快速代谢疏水性化合物的菌种。研究了该菌产表面活性剂及对原油降解的作用。实验表明,在敞开体系中,投加82 mg/L NY3菌产的鼠李糖脂,240 h能使NY3对原油的降解率提高50%。投加甘油使NY3产鼠李糖脂与降解原油同步进行,与投加鼠李糖脂对原油降解的促进作用相近。投加9‰甘油使NY3在168 h对原油的降解率提高43%。NY3菌能同时降解原油中的直链烷烃及菲(Pr)和芘(Ph)等多环芳烃。在敞开体系中用少量甘油使产鼠李糖脂和降解原油同步进行,节约处理费用。研究结果为NY3菌株在露天石油污染环境修复中的应用奠定了基础。     

铜绿假单胞菌NY3及突变株代谢油污泥同步产胞外聚合物的特性

油污泥属危险性固体废弃物,大量排放已成为石化企业可持续发展的障碍。利用铜绿假单胞菌NY3及突变株,将油污泥转化为生物质,并研究了其特性。研究表明,NY3、NB1D、 NB2D及NB12DD均能降解油污泥中烷烃,但NY3、NB1D和NB2D菌对分子量较高烷烃(从C17~C32)的降解率比双突变菌NB12DD分别平均提高19.68%、28.76%和24.04%。铜绿假单胞菌NY3及突变株能直接将油污泥中烃类转化为胞外聚合物。与未加共代谢碳源相比,葡萄糖作为共代谢碳源时(培养液中表观油浓度达15 g·L-1),培养120 h后,NY3 、NB1D、NB2D、NB12DD菌胞外聚合物产量分别提高83.3%、79.8%、20.6%和62.9%,且碱性条件有利于各菌株高效降解油转化为生物质,pH为8~9时,其胞外聚合物产量均最高,分别达到8.1、4.34、4.94和7.15 g·L-1,野生菌NY3转化碳源为生物质转化率最高,为52.75%。结构和组成分析表明,胞外聚合物主要为糖蛋白,蛋白4.4%,总糖44.1%,蛋白与糖的连接方式为O-糖苷键链接,91.1%大分子粒径分布在33.0~716.9 μm范围。     

二鼠李糖脂对白腐菌降解稻草中木质纤维素的影响

通过固态发酵方式采用白腐菌对稻草中木质纤维素进行降解,并研究了生物表面活性剂二鼠李糖脂对该降解过程的影响。结果表明,不同浓度的二鼠李糖脂能在不同程度上提高降解过程水溶性有机碳的含量,添加0.007%和0.021%二鼠李糖脂的实验组最高TOC(total organic carbon)浓度较对照组分别提高了83.6%和54.5%,这有利于黄孢原毛平革菌的生长,且延缓了菌体的衰退。添加临界胶束浓度0.007%和0.021%浓度的二鼠李糖脂可使LiP(lignin peroxidase)酶活分别提高85.7%和41.2%,二鼠李糖脂对MnP(manganese peroxidase)酶活没有显著影响。生物表面活性剂的介入促进了白腐菌对稻草中木质素的降解,添加0.007%二鼠李糖脂可使木质素降解率提高54%。     

有机碳源对铜绿假单胞菌还原Cr（Ⅵ）的影响

采用批式实验,研究了2种有机碳源苹果酸和葡萄糖对铜绿假单胞菌还原Cr（Ⅵ）效果的影响,并从pH、氧化还原电位和细胞生长量等方面对2种有机碳源的影响差异及其原因进行了分析、探讨。结果表明,葡萄糖和苹果酸均能促进菌株对Cr（Ⅵ）的还原,苹果酸的促进作用比葡萄糖更加显著,加入葡萄糖和苹果酸时Cr（Ⅵ）还原率分别提高了16.34%和25.72%。加入苹果酸时的细胞生长量明显高于加入葡萄糖时的细胞生长量。添加葡萄糖时还原过程中培养基pH值下降,氧化还原电位上升,而添加苹果酸其变化趋势相反。添加了葡萄糖的培养基代谢液（无菌体细胞）对Cr（Ⅵ）具有较好的还原作用,但添加了苹果酸的培养基代谢液（无菌体细胞）不能还原Cr（Ⅵ）。     

铜绿假单胞菌GF31降解土壤中氯氰菊酯的性能研究

利用实验室分离获得铜绿假单胞菌GF31(Pseudomonas aeruginosa GF31,简称菌株GF31),采用气相色谱/质谱联用(GC/MS)分析技术,开展菌株GF31在实际土壤环境中对氯氰菊酯的降解特性和降解产物研究,并进行了模拟田间实验.结果表明,在土壤中菌株GF31降解氯氰菊酯的主要产物为二氯菊酸和间苯...     

鼠李糖脂洗脱土壤中多氯联苯影响因素的研究

研究了由铜绿假单胞菌发酵产生的代表性生物表面活性剂鼠李糖脂（RL）对土壤中PCBs解吸的影响。结果表明,RL的种类与浓度、土壤污染类型、解吸时间、洗脱次数、pH以及离子强度对土壤中PCBs的洗脱有一定的影响,而温度对PCBs的洗脱影响很小。当RL浓度低于CMC时,对PCBs的洗脱没有明显的促进作用;当RL浓度高于CMC后,对PCBs的洗脱有显著的促进作用。具有较低HLB的单鼠李糖脂R2对PCBs的洗脱效果要优于二鼠李糖脂R1。人工污染土壤中PCBs的洗脱效果要高于陈化土壤。污染土壤中TOC的含量越高,PCBs的洗脱率越低。延长解吸时间和增加洗脱次数可增加土壤中PCBs的洗脱率。碱性环境（pH＞7）或增加RL溶液中的离子强度均有利于土壤中PCBs的洗脱。     

鼠李糖脂对不同菌株降解柴油污染物的影响

通过一系列实验分析了鼠李糖脂对柴油污染物生物降解的影响。单菌株柴油降解实验结果表明,在添加生物表面活性剂鼠李糖脂后,各菌株细胞表面疏水性均发生不同程度的增加,并且对柴油的降解率均有所提高。在混合菌的柴油污染物降解实验中,发现当向土壤中添加了200 mg/L鼠李糖脂时,对柴油的降解才有较大的提高;而当添加100 mg/L的鼠李糖脂到水体中时,对柴油的降解就有较大的提高,而当鼠李糖脂浓度提高为200 mg/L时,柴油的降解率却没有进一步明显的提高。这说明鼠李糖脂对柴油降解的影响程度不仅与环境介质有关,还与添加的鼠李糖脂浓度有关。进一步分析表明,添加适当浓度的鼠李糖脂不仅可以提高对柴油的降解率,而且可加速其降解速度,缩短生物修复所需时间。     

紫外诱变对假单胞菌降解间甲酚生物特性的影响

室温下用紫外光对假单胞菌进行2min诱变。分别用驯化后紫外诱变和未诱变假单胞菌处理不同浓度的间甲酚水样,对比分析其在降解能力、降解速率、微生物呼吸率、酶活性等方面的差异性。结果表明,诱变假单胞菌和未诱变假单胞菌能完全降解400mg/L以下的间甲酚水样,降解过程中脱氢酶始终保持较高活性。诱变假单胞菌降解相同浓度间甲酚的速率明显高于未诱变假单胞菌,假单胞菌经诱变后其降解间甲酚的能力、对间甲酚的耐受性均有所提高。     

不同浓度鼠李糖脂对土壤多环芳烃去除率及微生物群落结构的影响

研究了鼠李糖脂浓度对3种多环芳烃(PAHs)菲、荧蒽和芘去除率的影响,以及对土壤微生物群落结构的影响。结果表明,培养35d后,鼠李糖脂质量浓度为100～200mg/kg时,菲、荧蒽和芘的去除率相对最高,土壤中细菌16SrRNA基因和phnAc基因的丰度也达到最大。土壤中天然的PAHs降解菌群主要是假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、溶杆菌属(Lysobacter)和环脂酸芽孢杆菌属(Tumebacillus)等;加入鼠李糖脂后,赭黄嗜盐囊菌属(Haliangium)和土壤红杆菌属(Solirubrobacter)的丰度增加,促进了PAHs更高效的降解。     

鼠李糖脂对剩余污泥中铜和镍的去除

采用批次淋洗的方法研究了鼠李糖脂浓度、pH、淋洗时间、提取次数以及重金属形态对剩余污泥中Cu和Ni去除效果的影响。结果表明,随着鼠李糖脂浓度的增加,2种重金属的去除率增加,且鼠李糖脂在碱性条件下对Cu和Ni的去除效果较好,最高去除率可分别高达80.77%和46.74%;随着振荡时间和提取次数的增加,Cu和Ni的去除率随之增加,并明显高于去离子水的提取;对污泥重金属形态进行分析发现,鼠李糖脂能有效去除酸提取态的Cu和Ni。研究结论可为剩余污泥的资源化而产生重金属安全隐患问题提供解决的参考方案和奠定理论基础。     

鼠李糖脂对微生物菌剂降解石油的影响

以石油烃降解微生物菌剂和铜绿假单胞菌株A6为对象,考察不同浓度鼠李糖脂对菌剂细胞表面疏水性、原油降解性能和微生物生长的影响,采用GC-MS分析石油中正构烷烃组分的降解情况。结果表明,低浓度鼠李糖脂就可提高菌剂细胞的表面疏水性和原油降解效果。以250mg／L添加组最明显,第7天疏水性达最高,为58．6％,比对照组提高约26．2％;降解第15天原油降解率达71．6％,分别比对照组和TW20组提高16％和13．3％。GC-MS结果显示鼠李糖脂对高碳数烷烃的降解作用大于低碳数烷烃,正二十三烷和正三十三烷的降解率分别较对照提高了21．5％和33．7％。菌剂对奇数碳烷烃的降解效果优于偶数碳烷烃。鼠李糖脂分别使菌剂中细菌、放线菌和霉菌的最大生物量提高了5．7、2．4和1．8倍。鼠李糖脂对微生物细胞疏水性和生物量的提高与石油降解效果正相关。     

鼠李糖脂对底泥三氯生脱附的影响因素

采用吸附/脱附平衡实验考察了温度对鼠李糖脂作用下三氯生（TCS）在底泥/水中分配的影响,以及鼠李糖脂浓度、泥水比、反应时间、TCS初始浓度对鼠李糖脂脱附底泥中TCS的影响;并通过Box-Behnken响应曲面法（RSM）确定了鼠李糖脂强化脱附底泥中TCS的影响因素排序、最佳脱附条件和调控策略。结果表明,在283~323 K的温度范围内,温度越高,TCS越容易向水相迁移;鼠李糖脂浓度越大、泥水比越低、时间越长、TCS初始浓度越低,越有利于鼠李糖脂脱附TCS。各影响因素作用排序为：泥水比 > 鼠李糖脂浓度 > pH > 时间;最佳脱附条件：鼠李糖脂浓度2 996.96 mg·L-1、泥水比10 g·L-1、反应时间30 h及pH 7.9。此时,鼠李糖脂对底泥中TCS的最大脱附率可达90.70%。可为鼠李糖脂生物表面活性剂强化受TCS污染水体的原位修复的可行性提供判据。     

羧基裂解酶基因对施氏假单胞菌N2代谢苯酚的影响

研究了羧基裂解酶基因对施氏假单胞菌N2降解苯酚的影响。结果表明,施氏假单胞菌N2以唯一碳源苯酚生长时,与野生菌相比,突变菌株的生长明显受到抑制,ubiD和ubiX等羧基裂解酶基因发挥重要作用,并且,就生长特性而言,ubiD基因起关键作用。降解反应期间,对开环产物进行研究发现,基因ubiD主导的是邻苯二酚间位开环,而基因ubiX主导的是邻苯二酚邻位开环。从质谱结果分析,野生菌和突变菌以苯酚为碳源生长时,均能通过羟化和羧化开环裂解途径将苯酚转化成相应的中间产物：顺,顺-己二烯二酸和2-HMS。其中,单突变株N2ubiX-降解苯酚过程中生成的中间产物与野生菌相比,种类相等,但各中间产物含量明显低于野生菌,而单突变株N2ubiD-和双突变菌株N2ubiX-ubiD-代谢苯酚的中间产物的含量及种类都明显低于野生菌。     

氧化石墨烯强化铜绿假单胞菌降解污染土壤多环芳烃的效果及其机制研究

微生物修复技术具有经济绿色、环境友好等特征,已成为多环芳烃(PAHs)污染土壤的主要修复手段之一。然而,针对经历长期老化的污染场地土壤,微生物修复效率偏低,生物强化技术亟待进一步提高。以PAHs高效降解菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PAE)为对象,研究了新型碳质纳米材料氧化石墨烯(GO)对PAE生长和PAHs降解的影响,探讨了GO强化PAE降解土壤PAHs的效果及其机制。结果显示：(1)50～100 mg/L GO可以显著促进PAE的生长和胞外聚合物(EPS)的分泌。(2)PAE及GO(100 mg/kg)的添加显著促进了老化土壤中PAHs的降解。(3)GO添加前期,土著微生物群落丰度下降,PAE丰度显著增加;处理后期,土壤细菌群落丰度恢复至对照组水平。适宜浓度GO的添加可以影响土壤微生物的多样性和丰度,促进PAHs的降解,然而,修复后期GO的影响力下降,土壤微生物群落呈现出“扰动—恢复”模式。研究结果有助于深入理解GO对环境微生物的效应,为PAHs污染土壤的微生物修复提供新思路。     

荧光假单胞菌产铁载体对油麦菜吸收砂基和水基中镉的影响

选取荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescence)作为代表微生物菌种,考察了菌体产铁载体的规律,并研究了添加菌体对水培油麦菜吸收砂基和水基中Cd2+的影响。在此基础上分析了根际微生物与重金属之间的相互作用机理,为典型微生物在重金属污染治理中的作用提供了可借鉴的理论基础。通过平板实验证实荧光假单胞菌菌体代谢能够产生铁载体,且产铁载体量随着菌体培养时间的增加而增大。铁载体能够与Cd2+络合,将Cd2+固定,使得油麦菜对Cd2+的吸收减少。添加菌体后,采用砂基和水基方式培养的油麦菜中Cd的含量分别减少了27.23%~50.74%和10.57%~45.53%,表明菌体形成的根际微生物能抑制油麦菜对Cd的吸收。因此,微生物代谢产生的铁载体可在重金属污染的植物修复中起到重要作用。     

利用16S rRNA高通量测序技术考察温度对生物脱氮硝化过程中亚硝酸盐氧化菌代谢功能的影响

为探究温度对生物脱氮硝化过程微生物代谢及功能基因的影响,采用16S rRNA高通量测序技术,以富集的亚硝酸盐氧化菌(NOB)为研究对象,考察了活性污泥系统硝化过程中菌属与比亚硝酸盐氧化速率(SNiOR)的相关性。通过LEfSe分析筛选出3种温度(25、35和40℃)条件下的生物标记物,并利用KEGG数据库解析了微生物的代谢功能、氮代谢相关酶类型及相对丰度。结果表明,在3种温度条件下,NOB富集系统内的Nitrospira是SNiOR的唯一影响因子,且两者呈现显著的正相关性,Spearman相关系数(ρ)为0.95。此外,在温度条件为25、35和40℃时,分别筛选出14种、6种和8种生物标记物,显著优势菌分别是Xanthomonadales目、Sphingomonadales目和Gammaproteobacteria纲。以上结果说明：温度对微生物的代谢功能具有一定程度的影响,低温有利于碳水化合物代谢、能量代谢;较高温度会抑制能量代谢,NOB丰度降低;随着温度的升高,亚硝酸盐氧化还原酶(nxr)类基因(nxrA和nxrB)的数量基本保持不变。