萘降解菌NAP_A的分离、降解性能和分子系统学研究

该文研究降解多环芳烃类环境污染物的微生物资源、降解活性和分子系统特征.利用萘-无机盐选择性培养基分离萘降解菌,用培养技术和气相色谱法检测菌株对底物的利用和降解情况,用分子克隆技术获得菌株的16S rRNA基因并测序,用DNAMAN软件对菌株的16S rRNA基因序列进行比对和系统发育分析.从淄博张店污水处理厂的活性污泥中分离到一株能降解萘的菌株NAP_A.此菌株在30 ～35 ℃和pH 7条件下较快的降解底物萘,其中30 ℃下,10 d内可以将初始质量浓度为320 mg·L-1的萘降解90％± 4.5％.对菌株NAP_A的16S rRNA基因进行了克隆和测序(EU142847),基于菌株NAP_A和相关菌株的16S rRNA基因进行系统发育分析,结果表明菌株NAP_A位于苍白杆菌属的分枝中,其中与假中间苍白杆菌种的同源性最高,可达99％,因此推断NAP_A菌是一株假中间苍白杆菌.此前并无苍白杆菌属成员降解多环芳烃的报道.这是首例苍白杆菌属成员降解多环芳烃的报道,对今后在环境污染防治中开发利用此类细菌具有指导意义.     

石油降解菌株G5 16S rDNA全序列的系统学分析

用PCR方法扩增了一株石油降解菌株G5的16S rRNA基因全序列，并对其进行了克隆和测序．对该序列在GenBank中的BLAST结果表明，所有与该序列高度同源的序列都是假单胞菌的16S rRNA基因．其中假单胞菌的代表菌株Pseudomonas aeruginosa，P．fluoroscens，P .putida，P.syringae的16S rRNA基因序列与G5的16S rRNA基因序列同源性分别为93．4％，98．4％，96．3％，97．5％．对G5和其他39株假单胞菌的16S rRNA基因序列进行聚类分析，获得的系统发育树与RDP(Ribosomal Database Project)报道的系统发育树基本一致，其中菌株G5与5株P．chlororaphis聚类在一起．图2参7     

龙葵根际和内生Cd抗性细菌的筛选及其生物学特性

调查了南京栖霞铅锌银矿区龙葵根际土壤和植株的重金属含量,采用稀释培养法和选择性培养基分离筛选Cd抗性细菌并研究其生物学特性.结果表明,栖霞山铅锌银矿区龙葵根际土壤总Cd含量平均为19.74 mg·kg -1,污染十分严重,龙葵(Solanum nigrum)茎和叶的Cd富集系数分别为1.21 ～9.65和0.65 ～4.76,对Cd具有较强富集能力.从龙葵根际土壤和植株中分离筛选到5株Cd抗性细菌,菌株AR1和AY1分别分离自根和叶内,BGJ4和CGJ1均分离自根际土.16S rDNA序列分析表明5株Cd抗性细菌均属于芽孢杆菌属(Bacillus),能够产生吲哚乙酸(IAA)和铁载体,根内生细菌AR1在含Cd2+ 30 mg·L-1的培养基中仍能生长良好.在1.5 mg· L-1Cd2+污染条件下,Cd抗性细菌AR1、AY1、BGJ4菌株能够明显促进油菜(Oilseed rape)幼苗根的伸长,在植物-微生物联合修复重金属污染土壤方面具有潜在的应用前景.     

两株吡啶降解菌的分离与鉴定

为了研究石油污染土壤中含氮杂环化合物的降解情况,该研究选择吡啶作为目标污染物,采用选择性富集培养的方法,从45份石油污染土壤样品中,分离得到260株降解吡啶污染物的高效降解菌株,选择降解效率最高的2株吡啶降解菌命名为菌株4-11和2-13,进行种属鉴定、细菌的生长情况和吡啶降解性能的考察.实验证明,60 h菌株4-11和2-13对质量浓度为1000 mg·L-1吡啶的降解率分别达到65.5%和64.1%.通过形态学、生理生化鉴定和16S rDNA序列比对分析,确定菌株4-11属于产硫酸杆菌(Thiobacillus)与Thiobacillus intermediu 同源性最高,为99.8 %,菌株2-13属屈挠杆菌(Flexibacter)与 Flexibacter giganteus同源性最高,为99.9 %.     

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     

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.     

4株多环芳烃降解菌的分离及鉴定

以多环芳烃(PAHs)为筛选培养基,从石油污染土壤和石油废水中筛选到4株能够降解PAHs的高效微生物菌株,分别定名为3-28、NF、EW和EY;并对其进行了形态学观察、生理生化指标测定及分子生物学鉴定.16S rDNA序列分析显示,这4株细菌分别有581、582、1209和1230个碱基,与Microbacterium、Cellulosimicrobium、Chelatococcus和Sphingopyxis等4个属有较高的序列同源性,分别为100%、97.8%、98.2%和99.0%.结合表型特征和16S rDNA序列分析,用DNAMAN构建系统发育树,并用Bootstraping法对其评价,初步将3-28、NF、EW和EY这4株PAHs降解菌分别归属于Microbacterium sp.、Cellulosimicrobium sp.、Chelatococcus sp.和Sphingopyxis sp..图3表1参22     

Methylobacterium sp. YAL-2对乙酰甲胺磷的降解特性

从有机磷生产厂家的下水道污泥中分离出一株对高浓度和低浓度乙酰甲胺磷都具有高效降解能力的寡营养菌YAL-2,根据形态、生理生化和16S rRNA基因系统发育分析,将菌株YAL-2鉴定为Methylobacterium sp.降解特性实验表明,菌株YAL-2能利用乙酰甲胺磷为唯一碳源生长和降解;在添加了甲醇的无机盐培养基中,84 h可完全降解300mg L-1乙酰甲胺磷,24 h将50 mg L-1和10 mg L-1乙酰甲胺磷降至非检测水平;4 d能完全去除100 mg L-1甲胺磷,5 d分别降解58.4%和40.6%的100 mg L-1乐果、敌敌畏.小青菜农药残留去除实验显示,菌株YAL-2可在7 d内将乙酰甲胺磷和甲胺磷将至限量水平.结果表明,将菌株YAL-2应用于保证果蔬等食品的食用安全是可行的.     

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.     

高氯酸盐降解菌的分离鉴定及特性研究

研究降解高氯酸盐环境污染物微生物的形态特征、分子系统特征、生长特性和降解活性。利用PCA选择性培养基富集分离高氯酸根降解菌,观察其形态,进行生理生化测定,用分子克隆技术获得菌株的16SrDNA基因并测序,并对菌株的16S rDNA基因序列进行比对和系统发育分析,并用培养技术和离子色谱法检测菌株对底物的利用和降解情况。从镇江江滨和镇江新区污水处理厂的活性污泥中分别分离到一株能降解高氯酸根的菌株JD14和JD125。此菌株在24～30℃条件下较快地降解底物高氯酸盐,其中在24℃下,15d内可以将初始质量浓度为1600mg·kg-1的高氯酸根降解（86±6.5）%。对两菌株的16S rDNA基因进行了克隆和测序,并进行系统发育分析,结果表明菌株JD14和Dechloromonas sp.SIUL相似度高达100%,JD125和Dechlorospirillum相似度达97%,最后鉴定JD14和JD125属于高氯酸盐降解菌。此前国内并无降解高氯酸根微生物的报道,对今后在环境污染防治中开发利用此类细菌具有指导意义。