低温条件下苯酚降解菌的分离鉴定及降解特性

在15℃低温的条件下,从本溪钢铁集团公司焦化厂曝气池活性污泥中分离、筛选得到1株高效苯酚降解菌,即Bb-2,它对起始质量浓度为400 mg·L-1的苯酚降解率为74.8%.经形态观察和生理生化实验,初步鉴定为假单胞菌属.该菌株能在4～40℃的温度条件下生长繁殖,因此为耐冷菌.当醋酸钠和葡萄糖作为第二碳源存在时,促进了低温下Bb-2对苯酚的生物降解.采用反应动力学方程拟合其降解过程,初始苯酚质量浓度较低时,遵循Monod方程;初始质量浓度较高时,其降解过程以基质抑制型的Haldane方程为主.     

高温条件下混菌发酵合成气产乙酸及其群落结构

合成气(主要包括CO、H_2和CO_2)通过生物转化生产高附加值的生物燃料和化学品已引起人们广泛关注,微生物菌群作为生物转化的酶催化剂对合成气发酵产物组成和效率十分关键.通过富集得到高温条件下分别稳定转化CO、甲酸钠和合成气的厌氧菌群,探究CO与甲酸钠转化菌混培物和合成气转化菌发酵合成气生成乙酸的能力,并分析其微生物群落结构.结果显示,CO-甲酸钠转化菌混培物与合成气转化菌在合成气发酵前期主要进行CO的产氢反应生成H_2和CO_2以及同型产乙酸反应生成乙酸,CO利用率为100%,CO反应速率分别为6.93和6.34 mmol L~(-1)d~(-1);随后同型产乙酸菌利用H_2和CO_2继续合成乙酸,两者的乙酸最大累积量分别为9.11 mmol/L和8.01 mmol/L.CO-甲酸钠转化菌混培物主要菌群为Thermoanaerobacterium、Romboutsia、Ruminococcus、Clostridium、Eubacterium、Moorella和Desulfotomaculum属,合成气转化混菌则主要含有Romboutsia、Thermoanaerobacterium、Moorella、Eubacterium、Acetonema和Clostridium属,其中同型产乙酸菌广泛分布于Ruminococcus、Clostridium、Eubacterium、Moorella和Acetonema属.本研究表明复配CO和甲酸钠转化菌可用于合成气高温发酵产乙酸,且转化能力优于合成气转化菌,结果可为合成气混菌发酵提供微生物资源和技术参考.     

混合耐冷菌群的筛选、鉴定及其对生活污水净化的效能

以崇礼污水处理厂SBR反应池活性污泥和黑山湾湿地底泥为菌源,分离筛选出7株在10℃培养条件下生长性能良好的耐冷菌株,以生活污水为处理对象,分别测定单株菌对有机物、NH+4-N和NO-3-N的去除能力.结果表明,分离筛选出从属于假单胞菌属3株;从属于黄杆菌属2株;从属于耶尔森菌属和不动杆菌属各1株.在7株耐冷菌中,NL-1对COD的去除率为47%,NL-2对NH+4-N去除率为73%,NL-4对NO-3-N去除率达到91%.     

好氧异养硝化菌Acinetobacter sp.YY-5的分离鉴定及脱氮机理

通过异养硝化培养基获得一株高效脱氮细菌,并通过形态学特征、生理生化反应及16S rDNA同源性比较对筛得菌株进行了鉴定;分别以NO3--N和NO2--N为唯一氮源,通过对脱氮过程中各种含氮代谢物的定量及对脱氮相关基因氨单加氧酶基因(amoA)、羟胺氧化酶基因(hao)、周质硝酸盐还原酶亚基基因(napA)的扩增及测序比较,对该菌株的生理途径及脱氮机理进行了研究.结果表明,高效脱氮细菌YY-5不能发生好氧反硝化,但能在3 d内将氨氮由95.23 mg/L降解至1.29 mg/L,降解率达妻98.6%,同时未发现亚硝酸盐氮、硝酸盐氮积累;对该菌主要代谢气体产物进行检测,发现CO2和N2明显增多,无N2O生成;经鉴定,初步判定该菌为不动杆菌属,命名为Acinetobacter sp.YY-5;从该菌基因组中均能扩增出amoA、hao、napA等基因,其中napA与hao基因与已报道的napA与hao基因进行Blaster较,发现具有较大差别.图6表3参15     

产二羰基醛酮还原酶的1株嗜麦芽寡养单胞菌研究

用含甲基乙二醛的LB培养基平板筛选到1株能代谢甲基乙二醛的细菌,通过对克隆到的16S rDNA基因序列比对及生理生化实验,将其鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌,命名为Stenotrophomonas maltophilia YL.破碎该菌细胞后提取粗酶,以甲基乙二醛作反应底物,在还原性辅酶Ⅰ存在条件下,紫外光谱和HPLC的分析表明,该菌能代谢甲基乙二醛;并对其产酶条件进行了研究.紫外分光光度法测得酶活力表明,该菌有较强的醛酮还原酶活力;并对温度和pH值对酶活力的影响作了分析.图5表1参17     

耐碱性木聚糖酶产生菌的筛选及发酵条件研究

利用刚果红透明圈法,从造纸厂碱性土壤中筛选到一株木聚糖酶生产菌株X24-14,经培养特性研究及16S rDNA序列分析,初步认为该菌属于纤维菌属(Cellulosimicrobium).经发酵条件优化,该菌在麸皮60 g/L,蛋白胨10 g/L,K2HPO4 7.0 g/L, pH 8.5,接种量为5%, 37 ℃, 200 r/min的条件下发酵培养108 h,可达到最大活力,为2 204 u/mL. 该酶最适反应温度为60 ℃;具有较宽的pH作用范围,在pH 4.2～9.4范围内能保持较高的酶活力,在pH 9.4条件下,仍具有80%的酶活力; pH稳定性较好,在4 ℃、pH 11.0的条件下处理24 h仍能保持75%的酶活力.图3表1参12     

八种镰刀菌毒素的电子捕获气相色谱分析

通过对各种反应条件的选择,建立了八种主要镰刀菌毒素同时检测的电子捕获气相色谱分析方法(GC-ECD法).在SE-54涂布的弹性石英毛细管交链柱上,八种镰刀菌毒素达到完全分离。T-2毒素,HT-2毒素、新茄病镰刀菌烯醇、二乙酰蘸草镰刀菌烯醇,玉米赤霉烯酮等的最低检测限为5×10~(-11)g,脱氧雪腐镰刀菌烯醇、雪腐镰刀菌烯醇、镰刀菌烯酮-X的最低检测限为3×10~(-12)g.     

纳米Fe3O4的制备及其辅助吸附重金属离子的特性

采用自制半透膜水解法,以自制生物聚合铁为原料,以NaOH为沉淀剂,制备Fe3O4纳米粒子,并用XRD和TEM等方法对产物进行了表征,研究它对Pb^2 ,Cu^2 及Cr(Ⅵ)的辅助吸附及分离特性,结果表明：Fe2O4纯度较高,平均粒度在15nm左右;利用Fe2O4的大比表面和表面原子配位不足及顺磁性的特点,将其与浮游球衣菌复合,提高了对重金属离子的吸附效果,该复合吸附剂经再生可重复使用;纳米Fe2O4粒子可成为浮游球衣菌的絮凝核心而有助于体系的澄清。     

4种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对拟澳洲赤眼蜂成蜂的急性毒性及安全性评价

为甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂合理使用提供科学依据,本研究采用试管药膜法测定了啶氧菌酯、吡唑醚菌酯、嘧菌酯和醚菌酯等4种药剂的原药及其制剂对拟澳洲赤眼蜂成蜂的急性毒性,并进行了安全性评价。对比原药结果发现,啶氧菌酯原药和醚菌酯原药毒性很高,LR50依次是2.66×10-4及7.32×10-4mg a.i.·cm~(-2),均属于高风险;而吡唑醚菌酯原药及嘧菌酯原药毒性较低,LR50分别为3.01×10-3和3.47×10-3mg a.i.·cm~(-2),均为中等风险药剂。对比制剂结果发现,啶氧菌酯悬浮剂毒性最高,LR50为5.02×10-5mg a.i.·cm~(-2),为极高风险药剂;其次是吡唑醚菌酯悬浮剂及乳油,LR50分别为3.78×10-3和5.80×10-3mg a.i.·cm~(-2),均为中等风险药剂;最低的是嘧菌酯水分散粒剂、悬浮剂和醚菌酯水分散粒剂,LR50均大于4.0×10-2mg a.i.·cm~(-2),均为低风险药剂。部分甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对天敌赤眼蜂存在较高风险,特别是啶氧菌酯,应避免田间使用,或通过避开赤眼蜂释放期来减少对赤眼蜂的伤害。     

腈菌唑在豇豆及露地土壤中的沉积及消解特性

利用Qu ECh ERS与气相色谱-串联质谱法(GC-MS/MS)建立了腈菌唑在豇豆(Vigna unguiculata)及土壤中的残留分析方法;并结合田间试验,研究了腈菌唑在豇豆和露地土壤中的初始沉积及消解特性。结果表明,在0.001~2 mg·kg-1浓度范围内,腈菌唑的仪器响应值与其浓度呈良好的线性关系,其最小检出量为8.0×10-12g。豇豆和土壤样品经乙腈提取后采用弗罗里硅土小柱净化,GC-MS/MS测定;当豇豆和土壤空白样品基质中腈菌唑添加量为0.05~2 mg·kg-1时,平均回收率为86.6%~105.4%,相对标准偏差为3.0%~7.0%。方法的准确度、精密度和灵敏度可满足豇豆及土壤中腈菌唑的残留检测要求。田间试验结果发现,腈菌唑在豇豆中的残留初始沉积量差异不显著,在土壤中的残留初始沉积量稍有差异,在豇豆和土壤中的消解半衰期分别为3.1~4.3和10.5~12.1 d,豇豆的生长稀释和降雨是导致其在不同地区消解速率存在差异的主要因素。     

固定化细胞生产L—苯丙氨酸研究

用聚惭烯醇（ＰＶＡ）凝胶包埋固定假单胞菌Ｅ４－１０６细胞,最佳ρ（ＰＶＡ）为８０ｇ／Ｌ;最适湿细胞包埋量为每ｍｌ凝胶０．３ｇ;转阔顺收率为７８％,连续反应２１批次后,固定化细胞酶活力为初始最高活和固定化细胞进行间歇式批次反应,结果表明其酶活性半寿期为４个月;制得的固定化细胞为直径约３ｍｍ的珠减颗粒,机械强度良好,间歇式批次反应１０个月,固定化细胞凝胶颗粒无溃破。     

固定化细胞生产L-苯丙氨酸研究

用聚乙烯醇（ＰＶＡ）凝胶包埋固定假单胞菌Ｅ４－１０６细胞,最佳ρ（ＰＶＡ）为８０ｇ／Ｌ;最适湿细胞包埋量为每ｍｌ凝胶０．３ｇ;转氨酶活力回收率为７８％,连续反应２１批次后,固定化细胞酶活力为初始最高活力的９１％;用固定化细胞进行间歇式批次反应,结果表明其酶活性半寿期为４个月;制得的固定化细胞为直径约３ｍｍ的珠状颗粒,机械强度良好,间歇式批次反应１０个月,固定化细胞凝胶颗粒无溃破     

十溴联苯醚(BDE209)对蜡状芽胞杆菌吸附/释放金属离子的影响

针对重金属及多溴联苯醚(PBDEs)复合污染问题,以蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)复合菌为吸附材料,研究了十溴联苯醚(BDE209)对蜡状芽孢杆菌复合菌吸附及释放金属离子的影响.结果表明,蜡状芽孢杆菌复合菌对低浓度的Pb(II)(0.712mg·L-1)、Zn(II)(4.844mg·L-1)具有快速、高效、稳定的吸附能力,最高吸附率分别达到98.31%和97.83%;对低浓度的Cu(II)(1.915mg·L-1)也能起到一定的去除作用,吸附率最高可达59.90%.复合菌吸附重金属离子的同时,释放了其他金属离子:Ca(II)、K(I)、Na(I),且释放总量大于吸附总量.不同浓度的BDE209对复合菌吸附重金属产生不同的影响.1mg·L-1的BDE209基本表现为促进复合菌对重金属的吸附;而10mg·L-1的BDE209在0～4h之间促进复合菌对Pb(II)、Zn(II)的吸附,在反应4h后明显抑制吸附作用,而对Cu(II)则始终表现为促进作用.BDE209对金属离子释放的影响主要体现在反应的初始阶段(0～4h),表现为高浓度的BDE209减缓K(I)、Na(I)的释放.     

分泌吲哚乙酸的蒌蒿内生耐镉细菌的筛选与鉴定

从蒌蒿（Artemisia selengensis）体中分离分泌吲哚乙酸（IAA）的内生耐镉（Cd）细菌将有助于构建有效的植物-微生物联合修复体系。本研究以分泌IAA和Cd耐性为筛选指标,采用研磨法从蒌蒿的根、茎、叶中分离能产生IAA的内生耐Cd细菌,并对其铅（Pb）、铜（Cu）、锑（Sb）的耐受性及对蒌蒿生长特性的影响进行研究,根据形态特性、生理生化测定和16S rDNA序列分析对目标菌株进行分类鉴定。结果表明,从蒌蒿体内分离获得2株分泌IAA能力较强的内生耐Cd细菌J2和Y5,J2和Y5菌对Cd的耐受质量浓度均为90 mg·L-1,IAA的分泌量分别为23.108、15.192 mg·L-1;J2菌能明显增加蒌蒿的株高、最长根长、平均根长、鲜质量和干质量,Y5菌可显著提高蒌蒿的株高、鲜质量和干质量;J2和 Y5菌对 Pb 的耐受质量浓度均为1200 mg·L-1,对Cu的耐受质量浓度分别为120和160 mg·L-1,对Sb的耐受质量浓度分别为50和150 mg·L-1;J2菌在LB平板上菌落为黄色、近圆形、粘稠,Y5菌在LB平板上菌落为白色、近圆形、湿润;J2和Y5菌的16S rDNA序列经扩增,分别获得1条大小约为1500 bp的条带,经比对分别与GenBank中Pantoea agglomerans STY29（HQ220151）、Pseudomonas fluorescens V7c10（KC195905）的相似性最高,结合形态特征与生理生化特性可分别鉴定为成团泛菌（Pantoea agglomerans）和荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）。研究表明,从蒌蒿体中分离获得分泌IAA能力较强的内生耐Cd成团泛菌和荧光假单胞菌,为进一步研究其在蒌蒿修复Cd污染土壤中的作用奠定了基础。     

施氏假单胞菌N2代谢邻/间/对甲酚的特性研究

本论文以施氏假单胞菌N2为受试菌株,研究了N2菌对邻/间/对甲酚及其混合物的生物降解特性.结果表明,N2菌能以邻/间/对甲酚为唯一碳源和能源生长,但对3种异构体的降解速率各异.完全降解600 mg·L~(-1)的对甲酚仅需6 h,间甲酚则需24 h,但对邻甲酚的降解明显减缓;200 mg·L~(-1)邻甲酚48 h的降解率仅为11.38%.GC-MS结果分析发现,N2菌代谢甲酚途径主要为甲基氧化、芳环羟化,随后脱羧、开环裂解、降解转化至矿化,但3种甲酚的降解途径及酸性代谢产物的形成次序不一致.3种甲酚混合存在时可促进N2菌对其降解,这主要是因为混合碳源的协同作用减少了体系中因产酸过多引起的毒性,从而促进了N2菌对甲酚的降解矿化.     

硫化叶菌病毒dUTPase基因的表达及酶学活性分析

对硫化叶菌病毒(Sulfolobus virus)STSV2脱氧尿苷焦磷酸酶(dUTPase)基因进行克隆表达,并分析其酶学特征.根据STSV2的dUTPase基因序列设计特异性引物,以病毒STSV2 DNA为模板进行PCR扩增,将产物克隆至原核表达载体pET32a(+)中,然后,将其转化至Escherichia coli BL21(DE3)进行dUTPase的IPTG诱导表达及纯化,通过SDS-PAGE检测其大小,并测定其酶学活性.结果表明,诱导表达的重组dUTPase蛋白分子量(Mr)约为38×103(含pET32a(+)自带的助溶标签),重组dUTPase在Mg2+存在的情况下能特异性催化dUTP生成dUMP和PPi,其反应最适温度为60℃,在pH值3-8之间有较高的活性,其在提高PCR扩增效率和特异性方面具有一定的作用.本研究通过克隆表达获得了硫化叶菌病毒(Sulfolobus virus)STSV2脱氧尿苷焦磷酸酶,其在基因扩增领域有一定的应用价值.图5表1参18     

同型乙酸菌研究进展及应用前景

同型乙酸菌是一类分布极广、形态差异极大的微生物类群.该类微生物利用厌氧乙酰辅酶A途径合成代谢中间体乙酰辅酶A,即可营自养生活亦可营异养生活;可利用多种物质作电子供体及电子受体,代谢能力强,底物范围广,能够生成多种代谢产物,如乙酸、乳酸、琥珀酸及甲酸;其独具特色的生理代谢特点,具有应用于工业生产的巨大潜力.本文就同型乙酸菌特有的代谢特点及应用前景作一综述.图2表1参18     

一株新的反硝化短程除硫菌的鉴定及主要培养因素筛选

依据反硝化除硫原理,以味精废水污泥为种泥,利用全混流反应器富集并分离出同步反硝化短程除硫菌(SNBI),采用传统与现代分子生物学相结合的手段对其鉴定,以确定其分类地位;同时对SNB1的主要培养因素(营养和环境)进行筛选.结果表明:SNB1的形态特征及生理生化指标与Thauera selenatis最相似,同源性达99.0%,属短杆菌属,尚无中文命名;生理生化指标、富集条件及富集过程物料平衡显示SNB1是一株兼性厌氧反硝化除硫菌;培养SNB1的最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为蛋白胨,最佳培养温度为35℃,最适宜pH范围为7～9;最佳条件培养时,OD_(650)和对数细菌数量(CFU)呈直线相关,相关系数R~2=0.981.     

降解氯氰菊酯光合细菌的分离鉴定及降解特性研究

从农药厂污水处理池的活性污泥中分离到一株高效氯氰菊酯农药降解菌,命名为PSB07-13。根据该菌体培养特征、菌落形态特征、活细胞光谱吸收特征、生理生化特性、光合作用内膜系统结构类型,并结合16S rRNA（Genebank Accession NO.EU366142）序列相似性分析,将其鉴定为沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）。利用气相色谱对PSB07-13的降解能力进行了测定,结果表明：该菌培养6d后,对50mg·L-1的氯氰菊酯的降解率达到80.94%。降解特性研究结果表明：该菌在含氯氰菊酯培养基中的最适生长温度为30℃、pH为7.0及光照强度为7500lx;该菌不能以氯氰菊酯为唯一碳源和能源生长;该降解菌还能较好地降解甲氰菊酯、联苯菊酯、溴氰菊酯等菊酯类农药。该农药残留降解菌可以用于农药厂有机废水处理及农田农药残留降解,具有一定的应用前景。     

2-氯苯甲酸好氧降解菌的降解特性

分离出 2株以 2 -氯苯甲酸为唯一碳源的细菌W1和W2 ,这 2株菌对 2 -氯苯甲酸的降解均表现为一级动力学反应。W1降解酶系为诱导酶 ,对 2 -氯苯甲酸的降解动力学常数为 -0 .1 34h- 1;W2降解酶系为非诱导酶 ,对 2 -氯苯甲酸的降解动力学常数为 -0 .0 388h- 1。W1还能够降解 4 -氯苯甲酸、苯、甲苯和邻苯二酚 ,但不能降解 3-氯苯甲酸、2 ,4 -二氯苯甲酸、乙苯、丙苯和萘。W1菌体质粒和染色体提取实验表明 ,其降解基因位于染色体上。