沼泽红假单胞菌phbC-hupL双突变株构建及产氢测定

利用湖底淤泥分离的沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)CQU01和该菌株的吸氢酶基因hupL缺失菌株CQU012作为出发菌株,分别构建聚羟基丁酸酯合成酶基因phbC单突变株及聚羟基丁酸酯合成酶基因phbC与吸氢酶基因hupL双突变株,以提高其在光照培养条件下的产氢量.以同源重组双交换方法构建含有Em抗性基因的自杀载体,通过接合转移转化R. palustris CQU01菌株,经PCR扩增以及测序验证,成功获得了沼泽红假单胞菌phbC单突变株R. palustris CQU013及phbC-hupL双突变株R. palustris CQU014.相同条件下测定突变菌株与野生菌株的生长和产氢特性,结果显示,突变菌株生长曲线与野生菌株有明显差异,两株突变菌株的产氢量分别是原始菌株的1.31和1.76倍,达到454mL/L和604mL/L.双突变菌株产氢能力较phbC基因和hupL基因单突变菌株的产氢能力有明显提高,说明phbC和hupL基因对菌株R. palustris 的产氢代谢有着显著的影响.     

1株转座子插入突变菌株TB34的筛选及产氢分析

以分离自红树林污泥的厌氧发酵产氢细菌Pantoea agglomerans BH18为出发菌株,利用转座子Tn7构建突变体文库.通过卡那霉素抗性筛选与PCR扩增,鉴定转座子插入突变菌株.通过初筛和复筛,获得1株突变菌TB34,其产氢量较野生菌株明显提高.在初始pH为7.0和葡萄糖浓度10 g.L-1的海水培养条件下,产氢量(H2/葡萄糖)为(2.04±0.04)mol.mol-1,相比野生菌株产氢量提高43%.经过5次连续传代培养,突变菌株TB34表现出稳定的产氢特性.测定突变菌株TB34在不同碳源培养条件下的产氢量.结果表明,突变菌株TB34和野生菌株BH18都能利用蔗糖、葡萄糖和果糖发酵产氢.与野生菌株BH18不同,突变菌株TB34在以木糖为底物培养条件下仍能够发酵产氢,产氢量(H2/木糖)为(1.34±0.09)mol.mol-1,扩大了底物利用范围.     

混合培养对沼泽红假单孢菌产氢及代谢的影响

混合培养逐渐引起人们的关注,将沼泽红假单孢菌Rhodopseudomonas palustris和厌氧细菌Enterobacter aerogenes PCM 532的混合培养,并进行生长代谢、产氢及正交实验、Biolog碳源代谢实验。结果表明,混合菌在厌氧光照条件下生长迅速,在好氧黑暗条件下也有一定生长;混合培养的产氢量高于纯培养;正交实验得到,对混合培养产氢影响最大的是底物和混合比例;Biolog微孔板代谢中混合菌可以利用纯菌种培养不能利用的碳源。混合培养表现为协同作用,促进细菌生长和提高产氢能力。     

一株耐酸产氢突变株Pantoea agglomerans的筛选与产氢特性

以红树林污泥中分离的厌氧发酵产氢细菌Pantoea agglomerans BH18为出发菌株,利用转座子Tn7随机插入菌株基因组DNA,通过卡那霉素筛选与PCR扩增验证,获得一批转座子插入突变菌株.起始pH4.0培养条件下,以产氢量为指标分离获得一株耐酸产氢突变菌株TB220.多次传代结果表明,突变菌株TB220具有稳定的产氢遗传特性.起始pH3.5~7.0范围内,突变菌株TB220最适产氢pH值为6.0,产氢量为(2.39±0.08)mol H2/mol葡萄糖.起始pH4.0和葡萄糖浓度10g/L的海水培养条件下,突变菌株TB220产氢量为(0.47 ± 0.02)mol H2/mol葡萄糖,比野生菌株高70%,表现出较强耐酸性.     

铜绿假单胞菌NY3及其突变株好氧降解四溴双酚A特性研究

为明确铜绿假单胞菌NY3 2个烷羟化酶基因alk B1和alk B2基因在该菌代谢四溴双酚A中的作用,研究了野生NY3菌及其突变菌株(NB1D、NB2D及NB12DD)对四溴双酚A好氧降解特性.研究表明,NY3、NB1D、NB2D及NB12DD菌株均能以四溴双酚A为单一碳源和能源进行生长,并对四溴双酚A进行一定程度上的降解.NY3菌中alk B1基因和alk B2基因的缺失对NY3菌株在四溴双酚A中的生长有抑制作用,而且alk B1基因和alk B2基因在NY3菌降解四溴双酚A中起一定的作用,但不完全,说明NY3菌中还存在其他影响四溴双酚A降解的基因.缺失alk B2基因的突变株NB2D在高浓度的四溴双酚A溶液中降解转化率最少,说明alk B2基因的缺失,对NY3菌降解高浓度四溴双酚A碳源更重要.加入同一易降解共代谢碳源,野生株NY3菌及其各突变株生长特性无明显差异,然而,因共存碳源种类不同,同一菌株细胞生长量、对四溴双酚A降解及其脱溴效率等特性差别明显.加最佳共代谢碳源乳酸钠的体系内,突变株NB2D存在下易积累中间产物3,3',5-三溴双酚A和2-溴-4(异丙基-溴苯)-苯酚等直接脱溴产物,说明alk B1基因可能为NY3菌株代谢四溴双酚A脱溴时的关键基因.     

缺陷假单胞菌M5R14粗酶液降解拟除虫菊酯类农药特性初探

以分离于杭州农药厂污水排放污泥的1株可降解多种拟除虫菊酯类农药的菌株--缺陷假单胞菌M5R14为对象,采用直接离心分离提取和超声波破碎提取的方法获得菌株M5R14的胞外和胞内粗酶,初步探讨了该菌株粗酶液降解拟除虫菊酯类农药的特性.研究表明该菌株降解拟除虫菊酯类农药的酶为胞内酶,粗酶液对联苯菊酯、甲氰菊酯和氯氰菊酯3种拟...     

Pseudomonas sp.JM2菲降解酶基因解析

Pseudomonas sp.JM2是一株新发现的菲好氧高效降解菌,文章通过对该菌株菲降解基因簇的解析,发现降解关键酶基因均处于质粒上。获得了该菌菲双加氧酶、顺-3,4-二氢二羟基菲脱氢酶、3,4-双羟基菲双加氧酶、2-羟基-2H-苯芘[h]色原烯-2-羧酸盐异构酶、水合-醛缩酶、1-羟基-2-萘甲醛脱氢酶、1-羟基-2-萘甲酸双加氧酶、反式-2'-羧基苄基丙酮酸水合-醛缩酶、2-羧基苯甲醛脱氢酶的基因序列。通过与14种多环芳烃降解菌的基因序列比对,发现JM2降解关键酶的基因序列与产碱杆菌AFK2有96%的同源性,而与同种属的假单胞菌的同源性仅有约55%。进一步用同源模建的方法获得了JM2菲双加氧酶α亚基的关键氨基酸,并结合已知的代谢产物分析,推测该菌株通过邻苯二甲酸途径降解菲,该降解途径与目前已知的假单胞菌菲降解途径不同。实验结果对于评价JM2菲降解物的环境影响、进一步通过基因调控和改造提高JM2的降解能力奠定了基础。     

假单胞杆菌抗镉基因的克隆

以pBR322为载体,将抗镉的假单胞杆菌R4染色体的抗镉基因克隆至大肠杆菌HB101,从5000个重组体中筛选出一株抗镉基因克隆株,命名为大肠杆菌HB101(pBC311)。重组质粒pBC311经PstⅠ酶解和琼脂糖凝胶电泳证实抗镉基因位于3.6kb长的PstⅠ片段上。克隆菌株可在含100μg/ml CdCl_2的L-肉汤中生长,其生长停滞期比受体大肠杆菌HB101短得多,说明克隆菌株含有抗镉基因。     

农田土壤产二甲基硫醚(DMS)细菌的筛选及其特性分析

从农田土壤中筛选到4株能在改性基础培养基上以甲硫氨酸为唯一碳源和氮源生长代谢的产DMS细菌,分别命名为AQ1、BB1、BB2和BB3.通过对其形态特征、生理生化特性及16S rRNA序列分析,确定4株产DMS细菌分别为硝基还原假单胞菌AQ1(Pseudomonas nitroreducens)、恶臭假单胞菌BB1(Pseudomonas putida)、恶臭假单胞菌BB3(Pseudomonas putida)和附着剑菌BB2(Ensifer adhaerens).研究结果表明,BB3菌株产DMS的能力显著高于其它菌株(p0.05),该菌株在温度为35℃,pH为7.0时,产DMS的能力最强;添加淀粉、硝酸钾和氯化铵显著提高了BB3菌株产DMS的能力,而添加葡萄糖和蔗糖显著抑制了该菌株产DMS的能力(p0.05).     

造纸废水中高效菌群的筛选与鉴定

从再生造纸废水中分离出细菌14株,真菌5株,通过测定菌株的COD去除率,筛选出高效菌株,对其进行形态特征、生理生化特征、16S rDNA或ITS rDNA序列分析,并比较了单个菌株与混合菌的COD去除效果。结果表明:从再生造纸废水中筛选出高效菌株4株,鉴定为巨大芽孢杆菌、施氏假单胞菌、产碱假单胞菌、皮状丝孢酵母;混合菌COD去除能力优于单个菌株,COD去除率可达86.5%。     

多聚磷酸盐激酶基因在污水生物除磷中的功能

为验证多聚磷酸盐激酶基因(ppk)在污水生物除磷中的功能.采用Red敲除系统,以p KD4质粒为模板,设计同源短臂,扩增外源线性DNA片段,将外源线性DNA片段电转化整合入已导入p KD46的大肠杆菌ATCC25922野生型菌株.获得重组菌E.coli/ppk~-Kan~+.将p CP20导入大肠杆菌E.coli/ppk~-Kan~+以消除卡那霉素抗性基因,通过负抗性筛选及正反向引物验证,构建无抗生素抗性的ppk基因缺失工程菌株E.coli/ppk~-Kan~-.比较工程菌株和野生型菌株的生长特性,并比较两者在缺磷诱导/富磷及多次厌氧/好氧诱导条件下的除磷性能.结果表明采用Red重组系统,通过无痕敲除,成功构建了大肠杆菌ppk基因缺失菌株E.coli/ppk~-Kan~-.敲除后的工程菌株和野生型菌株生长整体没有差异,但是4 h前对数期工程菌株生长快于野生型菌株,8 h后稳定期工程菌株生长慢于野生型菌株,表明ppk影响菌体的生长;缺磷诱导/富磷条件下,工程菌株并未表现出因ppk缺失而影响其除磷能力;经过5次厌氧/好氧诱导,两菌菌体含磷量保持在1%~2%,没有因诱导次数的增加而表现出菌体含磷量增加的趋势,也未发现厌氧有PHB好氧有聚磷颗粒生成,表明ppk基因的缺失并没有引起菌体除磷能力的下降.ppk并未表现出明显的与污水生物除磷相关的功能.     

Trametes sp.SQ01和Chaetomium sp.R01混合培养对四种染料的脱色

利用本实验室新构建的白腐菌Trametes sp.SQ01和毛壳菌Chaetomium sp.R01混合培养体系,对刚果红、酸性红、橙黄G和溴酚蓝4种染料进行了脱色研究.结果表明,SQ01与R01混合培养所产生的锰过氧化物酶(MnP)酶活比菌株SQ01单独培养时提高了约5.5倍.菌株R01的接种量、接种时间对混合培养中...     

多环芳烃降解菌的分离鉴定及其生理特性研究

从兰州石化污水处理厂的污泥中分离出一株能分别以萘、蒽为唯一碳源生长的细菌(BDP01). 通过菌株形态观察及16S rDNA序列比对, 确定该菌株属于假单胞菌属的绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa). 菌株在LB培养基中48 h内呈对数生长, 48 h到72 h进入生长稳定期, 72 h后开始进入衰亡期;其最佳培养温度为30 ℃, 最适生长pH为中性或弱碱性, 该菌能在萘和蒽的质量浓度分别为100 mg·L^-1和50 mg·L^-1的无机盐培养基中良好生长, 与已报道的其他微生物比较, BDP01在较短时间内具有较强的降解多环芳烃能力, 1%的接种量15 d内可降解89.64%的萘和77.21%的蒽. 采用PCR和琼脂糖凝胶电泳技术检测到菌株基因组中有邻苯二酚2,3-双加氧酶 (C23O)基因. 测序结果与NCBI数据库发布的C23O基因序列相似度为92%. 该酶在20~65 ℃以邻苯二酚为底物时, 细胞裂解液中酶活力变化范围为13.10~540.86 U.     

菌株WYT降解还原蓝4的关键基因

以印染厂活性污泥中筛选出的WYT菌株为研究对象,探索其对还原蓝4（VB4）染料降解脱色的关键基因.采用全基因组测序分析方法和同源重组法,确定染料代谢的可能关键基因.对该基因进行敲除,构建载体进行基因回补,设计表型验证实验验证基因的脱色效果.结果表明,该可能关键基因属于染料过氧化物酶基因中的B型,命名为DyP.敲除后的菌株对VB4没有脱色效果,基因敲除成功.WYT菌株与敲除载体发生双交换,获得回补株.在降解实验中,回补株对VB4的脱色率为96.04%,野生株的脱色率为96.95%,回补株恢复了对VB4的降解脱色能力,而敲除株几乎失去对VB4的降解能力,DyP基因是VB4降解脱色的关键基因.     

Isolation and characteristics of a novel biphenyl-degrading bacterial strain, Dyella ginsengisoli LA-4

A novel biphenyl-degrading bacterial strain LA-4 was isolated from activated sludge. It was identified as Dyella ginsengisoli according to phylogenetic similarity of 16S rRNA gene sequence. This isolate could utilize biphenyl as sole source of carbon and energy, which degraded over 95 mg/L biphenyl within 36 h. The major metabolites formed from biphenyl, such as 2-hydroxy-6-oxo-6-phenylhexa-2,4-dienoic acid (HOPDA) and benzoic acid, were identified by LC-MS. The crude cell extract of strain LA-4 exhibited the activity of 2,3-dihydroxybiphenyl 1,2-dioxygenase (2,3-DHBD) and the kinetic parameters were Km= 26.48 μmol/L and Vmax= 8.12 μmol/mg protein. A conserved region of the biphenyl dioxygenase gene bphA1 of strain LA-4 was amplified by PCR and confirmed by DNA sequencing.     

基于城市污水资源化的微藻筛选与污水预处理

利用城市污水培养微藻,可在实现污水无害化处理的同时,培养微藻回收生物质能源.污水为微藻的培养提供氮、磷等营养组分和所需水源.由于城市污水含有大量的微生物,成分复杂,且不同藻种对污水的适应性与耐受性不同,因此,需要筛选出适宜于城市污水培养和高效产脂的藻种,并研究城市污水预处理方式,以使预处理后的城市污水更适于微藻的生长与产脂.本文根据课题组前期获得的藻种在城市污水中的生长与产脂情况以及对污水的净化能力筛选出适宜于城市污水培养的藻种.其中斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)原始株与蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)离子诱变藻株生物质与油脂产量较高,经污水培养后油脂产量分别可达0.43 g·L~(-1)、0.33 g·L~(-1),且含有较多的C16~C18脂肪酸,适宜于生物柴油的制备,同时可使培养后污水中COD、NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别达到86.4%、100%、94.3%、93.4%和81.8%、100%、94.9%、94.2%.对可规模化扩大的污水预处理方式进行研究,发现不同藻种所最适的污水预处理方式不同.对于耐污性能较强的斜生栅藻原始株,除去粗大悬浮物后的城市污水即可用于其培养.对于蛋白核小球藻诱变株,城市污水经沉淀、过滤联合预处理后适宜于其培养.