短短芽胞杆菌及其芽胞对芘的降解

考察短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis)菌体及芽胞对四环多环芳烃芘的降解性能.结果表明,菌体5 d内对1 mg·L-1芘的降解率可达53%.菌体和胞内酶降解芘过程中检测到1-羟基芘、9-羟基菲、α-萘酚和β-萘酚这4种单羟基降解产物,在完整菌体降解体系中,产物呈现先积累后下降的趋势,而在胞内粗酶液降解体系中,大分子代谢产物表现为一直积累的趋势,说明B.brevis完整菌体在降解初期并不具备一些中间产物的降解酶,但随着时间推移,可被诱导产生相关酶对生成的新产物进行进一步降解.芽胞悬液在添加芘的无机盐培养基中5 d内萌发生成的营养细胞可达到1.5×109个·L-1,对1 mg·L-1芘的降解率达到15%.     

一株黄杆菌及其粗酶液对芘降解的动力学特征研究

实验研究了一株黄杆菌FCN2对芘降解的动力学特性,以及该菌株对芘的好氧氧化具有催化作用的酶的分布特征、芘在胞内酶存在下酶促降解的动力学特征研究结果表明,本实验室经驯化、筛选、分离所得的FCN2菌株对芘有良好的降解性能;反应后10 h内,降解反应近似表现为一级动力学特性,且随着芘初始浓度的增加,反应速度加快;当芘的初始浓度达到200 mg·L-1时,菌体的降解活性被抑制;菌体的初始浓度越大,芘的降解转化速率越快;当菌量达到3.0×108CFUs·mL-1(CFUs colony-forming units)时,芘的降解转化速度不再随着起始菌量的增加而增加在本实验的好氧条件下,最适初始菌量为1.0×108～2.0×108 CFUs·mL-1范围内.FCN2菌株对芘好氧降解起催化作用的活性酶为胞内酶,它对芘降解的催化作用迅速、有效,短时间内即达到分解平衡;胞内酶最适pH值为5,在pH 5.0～6 0之间均有较高的催化活性;胞内酶最适温度为32℃,在30～50℃之间能保持较高的催化活性;粗提胞内酶催化芘的好氧降解过程中,米氏常数较小,为1×10-4mol·L-1,最大反应速率为2×10-6mol·L-1·min-1,说明酶与芘的亲和力大.     

1株铜绿假单胞菌对芘的降解特性及代谢途径

多环芳烃（PAHs）因其具有"三致"作用对生态系统产生潜在威胁.微生物降解是多环芳烃降解的主要途径之一,筛选出能高效降解多环芳烃的菌株是微生物修复技术的关键.本文采用富集培养的方法从多环芳烃污染的污泥中分离到1株以芘为唯一碳源的菌株LX2,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,LX2属于铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）.菌株在含芘浓度为50 mg·L^-1的无机盐液体培养基中培养21 d对芘的降解效率达32.1%.经GC-MS分析发现,Pseudomonas sp.LX2降解芘的中间代谢产物主要有4,5-二氢芘、2''-羟基苯丙酮、苯酚、原儿茶酚.基于鉴定的代谢产物得出芘通过"萘"和"邻苯二甲酸"两种不同的途径被铜绿假单胞菌（Pseudomonas sp.LX2）降解.     

低浓度重金属对蜡状芽孢杆菌复合菌降解BDE209性能的影响

针对电子废弃物引起的重金属及多溴联苯醚(PBDEs)复合污染问题,采用GC-MS, ICP、紫外扫描、红外光谱等分析方法,研究了蜡状芽孢杆菌(XPB、XPC)复合菌对十溴联苯醚(BDE209)的好氧脱溴降解性能及低浓度重金属对其降解特性的影响.结果表明,复合菌对BDE209有良好的脱溴性能,能将其降解为酚类有机物,反应1 d时其最高脱溴量可达1.18mg·L-1,脱溴率至少为14.16%.低浓度重金属的存在虽减缓BDE209的降解速率,但依然能保持良好的降解效果,脱溴率仍至少达13.92%.复合菌降解BDE209和吸附重金属的过程主要与羟基、酰胺基团和C--H键有关.单一降解BDE209过程中,复合菌大量释放K 和Na ,最高释放量分别为148.867和225.835μmol·g-1.复合菌在降解BDE209并吸附重金属的过程中,也存在K 和Na 的大量释放现象,且释放量高于单一的降解过程,最高释放量分别为156.482和261.217 μmol·g-1.菌体降解BDE209的同时,对Pb2 、Zn2 、Cu2 的吸附率最高值分别为89.47%、72.22%、39.83%.     

1株苯并［a］芘高效降解菌的筛选与降解特性

从广东省贵屿镇受污染河涌底泥中筛选出1株能利用苯并[a]芘(BaP)作为唯一碳源和能源生长的高效降解菌株.经生理生化试验和16S rRNA序列测定,鉴定该菌为短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis).该菌在7 d内对1 mg.L-1BaP的降解率达51.35%.降解性能研究表明,pH、温度、投菌量、BaP初始浓度和处理时间等是影响BaP降解的重要因素.B.brevis对pH与温度均有较广泛的耐受范围,在pH 2～12和温度为25～40℃的范围内对BaP均有降解能力,中性(pH=7)和室温(25℃)为最优条件.随着投菌量的增加,B.brevis对BaP的处理能力呈先增强后平缓的趋势;而BaP初始浓度的增加,则使降解量呈不断上升的趋势.水杨酸、琥珀酸和邻苯二甲酸的加入并不能明显提高B.brevis对BaP的降解效果.处理BaP后菌体表面褶皱增多,随着时间的延长,菌体出现表面凹陷、瘪塌变形的现象.     

两株假单胞菌对蒽菲芘的降解作用

从污染污泥中分离出两株假单胞菌PCN5及PCB2。研究了它们对蒽、菲、芘的降解性能及生长繁殖情况。结果表明，单基质存在下，10h，PCN5对蒽的降解转化率为91．8％，芘为75．6％，菲仅为26．25％；相反PCB2对菲的降解效果最好，蒽最差；混合基质体系中，两菌株都有良好的降解效果，对芘的降解效果较差；130h，PCN5对蒽、菲、芘混合体系中的TOC去除率为38．9％，PCB2对相应体系的去除率为73．7％；混合体系中两株的生长曲张相似，细菌浓度均呈指数增长趋势，PCN5的最大浓度约是原加入量的10000倍，PCB2是原加入量的8000倍。     

石油降解菌的分离鉴定及4株芽胞杆菌种间效应

通过富集培养和分离纯化的方法,从天津大港油田石油污染土壤和渤海海上钻井平台洗油污水中分离出6株石油降解细菌,生理生化试验及16S r DNA序列分析鉴定表明,它们分别属于Bacillus芽胞杆菌属(S1、S2、S3、S4)、Pseudomonas假单胞菌属(W1)和Ochrobactrum苍白杆菌属(W2),其中,S3具有最高的烷烃(41.3%)和芳烃(30.9%)降解率,从石油污染场地中筛选出的内源微生物对本油田石油的降解效果优于外源物种.对4株芽胞杆菌属菌株构建微生物组进行石油降解实验,结果表明,由S1和S4构成的微生物组F3具有最高的烷烃(50.5%)和芳烃(54.0%)降解率,比单菌降解率分别提高了69.9%和156.1%,同时比最优降解单菌S3的降解率分别高出22.1%和74.6%,而由S2和S3构成的微生物组F4对烷烃和芳烃的降解率最低,分别为18.5%和18.9%,比单菌降解率降低了55.3%和39.0%,实验表明同菌属微生物种间对石油的降解同时存在协同促进和拮抗抑制作用,芽胞杆菌属内亲缘性近的菌株之间对石油降解主要表现为促进作用.     

蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus吸附铅的研究

通过吸附实验和微量滴定法探讨了Pb²⁺与蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus的吸附特性.结果表明,该菌体对Pb²⁺的吸附量随着pH升高而升高,最适pH值为6;菌体浓度的增加有利于对Pb²⁺的吸附;整个吸附过程符合Langmuir吸附模型,在试验的条件下,对Pb²⁺的饱和吸附容量为36.7mg/g干菌体.通过电位滴定实验,使用实时格氏图确定了滴定体系中的等当点(Ve)以及估算了表面活性位的总浓度(HS).     

土壤芘降解菌的分离及特性研究

本研究分离纯化出芘的高效降解菌株,并探讨了菌株在土壤环境中对芘降解情况,主要结论如下：通过富集培养的方法分离得到2株对芘具有较强降解能力的菌株：芽孢杆菌B6和假单孢菌B17。2菌株对除能有效降解利用芘外,还能有效利用苯、萘、菲、甲苯、苯酚、邻苯二酚和1一萘酚等多种芳香类化合物,具有一定的应用前景。     

蜡状芽孢杆菌好氧反硝化特性研究

从湖北省洪湖、仙桃等地采集的活性污泥和土壤中分离得到32株好氧反硝化细菌,对其进行反硝化能力测定,其中3株菌的反硝化能力较强,能以NaNO₃为唯一氮源生长,分别命名为HS-N25,HS-MP12和HS-MP13. 这3株菌可以分别在18,15和12 h内将特定培养基SC中起始浓度为10 mmol/L 的NO₃-完全降解. 通过菌株形态观察、生理生化及16S rDNA 分子鉴定,菌株HS-N25,HS-MP12及HS-MP13与蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)亲缘关系最为接近,同源性达99%. 初步鉴定这3株菌为蜡状芽孢杆菌.      

六价铬还原细菌Bacillus cereus S5.4还原机理及酶学性质研究

从宝钢电镀污泥中分离得到1株六价铬还原细菌Bacillus cereus S5.4,在液体LB培养基中培养72　h完全还原2　mmol/L Cr⁶⁺.测定该菌株六价铬还原后细胞内外六价铬和总铬浓度,检测细胞各组分六价铬还原能力,并结合扫描电镜分析六价铬还原前后细胞形态的变化.结果表明,细菌的细胞壁膜能阻止六价铬进入细胞,是六价铬发生还原的主要场所,其通透性的改变将影响六价铬还原酶的作用;该菌株六价铬还原酶为非分泌型,在细菌细胞内侧发生作用.测定六价铬还原酶活性和稳定性：其最适温度范围25～37℃,最适pH 7,Cu2＋有增强六价铬还原酶活性的作用;在37℃,该菌株六价铬还原酶K_m为125.61 μmol/L,V_max为7.68 nmol/(min·mg).     

重金属抗性菌Bacillus cereus HQ-1对银离子的生物吸附-微沉淀成晶作用

发现1株对银离子有强吸附能力的蜡状芽孢杆菌HQ-1,研究了其对银离子的吸附特性及吸附机理.结果表明,菌体对银的吸附量可达91.75 mg/g,吸附过程符合Pseudo-second Order吸附动力学模型,相关系数高达0.999 9;吸附热力学很好地符合Freundlich吸附等温模型,相关系数为0.99;考察菌体浓度和温度对吸附的影响发现,菌体浓度增加有利于对银离子的吸附,温度对吸附影响较小;FTIR、SEM及EDAX实验结果表明吸附存在2种吸附机理,一为菌体表面一些含氮氧的基团对Ag⁺的络合作用,二为菌体分泌的胞外多糖等物质对Ag⁺的微沉淀成晶作用.     

磺胺二甲基嘧啶(SM2)高效降解菌J2的分离筛选及降解特性研究

从城市污水处理厂活性污泥中分离得到一株能以磺胺二甲基嘧啶(SM2)为唯一碳源的菌株,经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列同源性分析,将此菌鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus),命名为J2.不同条件下的降解特性研究结果表明,J2菌株具有极高的SM2耐受性(100 mg·L~(-1))、较广的温度(20～30℃)和pH(6～8)适用范围;在温度30℃、pH=8.0、初始OD_(600)=0.1、SM2起始浓度为50 mg·L~(-1)的条件下,J2菌株在36 h内对SM2的降解率可达100%,降解效率远超目前已报道的其他SM2降解菌株,展现出了良好的应用潜力.J2菌株降解SM2过程中产生了5种主要中间代谢产物,分析推断其降解SM2的途径分为两条:①磺胺二甲基嘧啶分子首先在酶促反应作用下脱除SO_2,生成嘧啶环和苯胺环自由基,这两种自由基再经过环间耦合生成N-(4,6-二甲基嘧啶-2基)-1,4-二苯胺,该分子中的C—N键在活性氧物种的作用下断开生成苯胺和2-氨基-4,6-二甲基嘧啶;②在漆酶的作用下N~4键断裂,产生N-(3,5-二甲基嘧啶)-苯磺酰胺,之后N-(3,5-二甲基嘧啶)-苯磺酰胺的N—S键断裂,进一步形成2-氨基-4,6-二甲基嘧啶和苯亚砜.     

铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附作用研究

铁铝氧化物是土壤的重要组分之一,其对土壤中有机无机组分的迁移具有重要影响.本文以枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌为研究对象,通过批吸附实验和DLVO理论,探究铁铝复合氧化物对细菌的粘附作用及其作用机制.结果表明,铁铝复合氧化物对细菌的粘附随着平衡浓度的增加而增加,吸附过程可用Langmuir方程拟合.铁铝1∶3复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3717.43和2792.29 mg·g~(-1),铁铝3∶1复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3455.58和2760.33 mg·g~(-1).随着pH值的增大,两种铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附量均呈下降趋势.铁铝1∶3复合氧化物对两种细菌的吸附量均大于铁铝3∶1复合氧化物.静电吸引力是铁铝复合氧化物与细菌之间相互作用的主要因素之一.     

降解芘的分枝杆菌M11的分离鉴定和降解特性

从多环芳烃污染的土壤中分离到1株能高效降解四环芳烃芘的放线菌M11,经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定,属于分枝杆菌属(Mycobacterium sp.).菌株M11能以菲、蒽、荧蒽和芘为唯一碳源生长,在含芘50、100和200 mg/L的无机盐液体培养基中培养16 d降解率分别达到76.9%、91.8%和79.23%.菌株M11对芘的降解具有较广泛的pH范围,在芘浓度100 mg/L,pH为5～9的液体条件下,均可生长.根据已报道的芘降解菌的双加氧酶同源序列设计引物,PCR扩增出编码双加氧酶大亚基和小亚基的基因片段,序列分析表明与已知降解芘的分枝杆菌的双加氧酶基因具有高度同源性.     

微生物转化污泥制备苏云金杆菌生物杀虫剂

以城市污水处理厂的污泥为原料,探索了微生物转化污泥制备苏云金杆菌生物杀虫剂的可行性,并与常规培养基的发酵进程进行了对比.主要考察了苏云金杆菌的代谢特征、菌体形态与杀虫晶体蛋白产量.研究表明:无需任何预处理工序,污泥所含营养成分即可基本满足苏云金杆菌生长需求,且增殖较快,24h即可达活菌数与活芽孢数的最大值:9.48×10⁸CFU·mL^-1和8.51×10⁸CFU·mL^-1,比常规培养基提前12h,数量分别提高17%和21%;36h SEM表征显示,污泥中晶体与芽孢大部分游离,且晶体较大,呈规则的菱形,而常规培养基中苏云金杆菌的代谢进程相对滞后,且晶体较小;至发酵终点污泥中杀虫晶体蛋白含量为2.80 mg·mL^-1,亦略高于常规培养基.采用污泥发酵制备苏云金杆菌生物杀虫剂大大降低了生产成本,且发酵性能优良,为污泥处置开辟了崭新途径.     

Accelerated biodegradation of nitrophenols in the rhizosphere of Spirodela polyrrhiza

We investigated the biodegradation of 2-nitrophenol (2-NP), 4-nitrophenol (4-NP), and 2,4-dinitrophenol (2,4-DNP) in the rhizosphere of Spirodela polyrrhiza plants by conducting degradation experiments with three river water samples supplemented with each nitrophenol (NP). We then isolated NP-degrading bacteria both from the S. polyrrhiza roots and from the river water. In the river water samples, removal of the three NP was accelerated in the presence of S. polyrrhiza plants. The three NPs persisted in an autoclaved solution with sterile plants suggests that NP removal was accelerated largely by bacterial NP biodegradation rather than by adsorption and uptake by the plants. We isolated 8 strains of NP-degrading bacteria: 6 strains from the S. polyrrhiza roots and 2 strains from river water without the plants. The 2-NP- and 2,4-DNP-degrading bacteria were isolated only from the S. polyrrhiza roots. The 4-NPdegrading bacteria different from those isolated from the river water samples were also found on S. polyrrhiza roots. The 2-NP- and 4-NP-degrading strains isolated from the roots utilized the corresponding NP (0.5 mmol/L) as the sole carbon and energy source. The 2,4-DNP-degrading strains isolated from the roots showed substantial 2,4-DNP-degrading activity, but the presence of other carbon and energy sources was required for their growth. The isolated NP-degrading bacteria from the roots must have contributed to the accelerated degradation of the three NPs in the rhizosphere of S. polyrrhiza. Our results suggested that rhizoremediation with S. polyrrhiza may be effective for NP-contaminated surface water.     

刺芹侧耳对孔雀石绿的脱色降解及其产物分析

以白腐真菌刺芹侧耳(Pleurotus eryngii-Co007)为染料脱色菌株,研究三苯甲烷染料孔雀石绿的浓度、脱色p H、脱色温度及脱色时间对染料脱色的影响,并对降解产物进行紫外-可见吸收光谱分析、红外光谱分析、GC-MS分析和植物毒性实验,以揭示孔雀石绿可能的降解路径及其产物毒性.结果表明:在p H 6、30℃条件下,P.eryngii-Co007脱色降解200 mg·L-1孔雀石绿,9 h脱色率可达98.22%;孔雀石绿的降解产物主要包括4-(二甲氨基)二苯甲酮、4-(甲氨基)二苯甲酮和4-氨基二苯甲酮;推测孔雀石绿可能的降解路径为孔雀石绿中心碳的羟基化反应,随后中心碳迅速发生碳-碳键断裂,产生4-(二甲氨基)二苯甲酮,4-(二甲氨基)二苯甲酮经过两个连续的N-去甲基化过程,分别产生4-(甲氨基)二苯甲酮和4-氨基二苯甲酮;植物毒性实验表明,P.eryngii-Co007对孔雀石绿有较好的脱毒作用.综上,P.eryngii-Co007能高效脱色降解高浓度的孔雀石绿,同时可显著降低染料对植物的毒害作用.     

多环芳烃降解真菌Fusarium solani对芘的吸收存储和降解特性研究

以芘为唯一碳源,从公路旁污染土壤中分离得到一株芘降解真菌,经鉴定为Fusarium solani(命名为Py F-1),荧光显微镜观察发现其菌丝能吸收储存芘.对该菌株在芘浓度为50 mg·L-1的液体培养基中对芘的吸收储存和降解特性,具体包括芘的生物降解、菌体吸收、菌体吸附和消解总量进行了39 d的动态研究,结果表明:生物降解芘在培养0~14 d内逐渐增加,培养14 d时占芘添加量的15.9%,此后基本达到稳定,培养结束时生物降解芘为芘添加量的17.6%;菌体吸收芘在0~21 d内含量较少且变化不显著,低于芘添加量的3%;而在21~39 d内,菌体吸收芘变化显著,芘的消解总量随着菌体吸收量的变化产生显著波动;培养28 d时,芘的消解总量达到最大值,其中菌体吸收芘占芘消解总量的一半,达到芘添加量的16.0%,菌体吸附芘不足芘添加量的0.5%,在研究中可以忽略不计.因此,培养前期培养基中芘的消解以生物降解为主,培养后期菌体吸收芘的变化是芘消解总量变化的主要原因.