筛选菌种酶催化降解微囊藻毒素的特点

从云南滇池底泥中筛选出1株能够高效降解微囊藻毒素(Microcystins,MCs)的纯菌种.该菌无细胞提取液能进行降解MC-RR和MC-LR的酶促反应,并有最终产物的积累.在pH 6～8范围内酶对MC-RR和MC-LR的催化降解活性较高,Cu²⁺、Mn²⁺和Zn²⁺对降解MCs的酶促反应没有明显的促进作用.     

真菌WZ-Ⅰ对有机磷杀虫剂毒死蜱的酶促降解

从高效降解真菌镰孢霉属WZ-Ⅰ(Fusarium LK.ex Fx)中提取了降解酶,研究了该降解酶的分离条件及对毒死蜱的降解特性,研究表明,其胞内酶对毒死蜱的降解率高达60.8%,细胞碎片对毒死蜱的降解率为48%,但由(NH₄)₂SO₄沉淀提取的胞外酶液对毒死蜱的降解率仅为11.3%,经8次非诱导条件下培养提取粗酶液,酶活力损失较少,判断WZ-Ⅰ菌株的毒死蜱降解酶为胞内酶且属于组成酶.以牛血清白蛋白为标准蛋白测得粗提酶中可溶性蛋白的含量为3.36mg·mL^-1;该酶对毒死蜱的酶促降解最适pH为6.8,在pH 6.0～9.0之间都有较高的活性;最适温度为40℃,在实验温度范围(20～50℃)内该降解酶均具有较好的降解活性,但在55℃时,酶活迅速降低,降低到最高酶活力的41%.测得粗提酶中其米氏常数K_m为1.049 26mmol·L^-1,v_max为0.253 5μmol·(mg·min)^-1.研究结果表明该酶具有较好的热稳定性和pH稳定性,对热和pH均具有较好的耐受力,高效降解真菌WZ-Ⅰ所产生的胞内酶对毒死蜱具有较好的降解效果.     

北京市室外空气真菌分布特征

通过定点取样研究北京市空气真菌的种类组成,浓度特征及其动态变化规律.监测结果表明,北京市空气真菌平均浓度为(1164.8±73.2)CFU.m^-3,浓度变异很大,变化范围为23.6～13959.5CFU.m^-3.空气中优势真菌为枝孢属(Cladosporium)、青霉属(Penicillium)、链格孢属(Alternaria)、曲霉属(Aspergillus)和无孢菌(non-sporing),其中枝孢属是绝对优势真菌,浓度约占真菌总浓度的1/3以上.文教区和公园绿地空气真菌浓度夏季和秋季较高,春季和秋季较低,而交通干线空气真菌浓度4季变化趋势不明显.文教区和公园绿地空气真菌浓度明显高于交通干线(p<0.05),文教区和公园绿地之间则没有显著差异.     

聚丙烯酰胺生物降解研究

研究了黄孢原毛平革菌对聚丙烯酰胺(PAM)的生物降解,从葡萄糖的加入量、pH、N浓度、Mn²⁺浓度和降解时间5个方面考察了对PAM降解的影响.结果表明,黄孢原毛平革菌对聚丙烯酰胺具有特殊的酶催化降解的能力,降解率可达50%,限氮条件(NH₄⁺=0.2g/L)和Mn2+浓度(Mn²⁺=0.017 5g/L)是菌株产聚丙烯酰胺降解酶的最佳条件.     

典型金属离子对漆酶催化降解溴代阻燃剂四溴双酚A的影响研究

研究了自然环境、垃圾渗滤液及工业废水中广泛存在的金属离子对真菌漆酶（Trametes versicolor）酶活性以及对漆酶催化降解典型溴代阻燃剂四溴双酚A（TBBPA）的影响.金属离子包括Na⁺、K⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Hg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Pb²⁺、Al³⁺能抑制漆酶酶活性和降低TBBPA的降解转化率,抑制效应随着金属离子浓度的升高而增大;Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺则对漆酶活性和TBBPA去除率均没有显著影响.金属离子的抑制作用主要是通过干扰漆酶的电子传递过程产生的.其中,Fe²⁺和Hg²⁺的抑制效应尤为明显,而二者的抑制机制不同,Fe²⁺竞争消耗O₂,Hg²⁺则通过与漆酶结构中氨基酸络合,改变其构型从而抑制其活性.此外,通过加入介体物质2,2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS）、2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物（TEMPO）等物质能够显著提高金属离子存在下漆酶对TBBPA的去除率.     

白腐真菌F2的生长及产木质素降解酶特性的研究

考察了从我国生物资源中筛分出的白腐真菌F2的生长特性,采用多因素试验法研究了F2菌产木质素降解酶的特性;用统计学方法对试验数据进行了误差分析,并分析了多种影响因素对F2菌产木质素降解酶的影响.实验结果表明:F2菌在PDA培养基平板上和Tien＆Kirk培养基中都生长良好且生长速率较高;在自由悬浮振荡培养(不通氧气)条件下,F2菌产LiP的最高酶活可达60 5U·L-1,MnP的最高酶活可达263 4U·L-1,其产酶能力超过了黄孢原毛平革菌在自由悬浮振荡培养(不另外通入氧气)条件下的产酶能力.本研究还发现向培养基中添加的Cu2+浓度超过1μmol·L-1时会抑制F2菌产LiP,以往的文献未报道过Cu2+的这种抑制作用.     

久效磷降解菌的分离及其酶促降解特性研究

从某农药厂废水处理池的污泥中分离到1株久效磷高效降解菌株M-1,经过对其形态特征、生理生化、以及16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为Paracoccus sp..M-1能以久效磷作为唯一碳源生长,24 h对100 mg·L^-1久效磷的降解效率为92.47%.久效磷降解酶定域表达试验表明该酶为胞内酶,组成表达.久效磷酶促降解的最适反应pH为8.0,最适反应温度为25 ℃;其米氏常数（K_m）为0.29 μmol·mL^-1,最大降解速率(V_max)为682.12 μmol·(min·mg)^-1.久效磷降解酶热稳定性差,碱性条件下能够保持较高降解活性.     

新型氧化石墨烯生物纳米材料对印染废水中镉和孔雀石绿的去除性能及机制

印染废水因其成分复杂,并且难以被自然去除,己成为环境的重点污染源之一.本研究采用甘蔗渣还原液还原氧化石墨烯,并负载伯克霍尔德菌成功制备了新型生物纳米材料MNMs.采用SEM-EDS-Mapping和Raman分析证实该材料具有较好的结构稳定性和良好的吸附效果,并对印染废水的典型污染物Cd²⁺和孔雀石绿的联合去除率均达到80%以上.GC-MS检测结果证实该复合纳米材料可将孔雀石绿降解为N,N-二甲基苯胺和4-（二甲基氨基）二苯甲酮.动力学拟合分析表明Cd²⁺和孔雀石绿被MNMs吸附过程遵循伪二级速率模型（R²>0.99）,而MG的降解过程更遵循伪一级速率模型（R²>0.99）.MNMs对Cd²⁺和MG的理论最大吸附量分别为84.03 mg·g^-1和45.25 mg·g^-1.研究结果表明,该生物纳米材料对水溶液中Cd²⁺和孔雀石绿有较好的去除效果,未来可应用于工业印染废水的污染控制.     

Burkholderia sp.FDS-1降解硝基苯酚类化合物的特性研究

从长期受农药污染的土壤中分离到1株高效杀螟硫磷降解菌株Burkholderia sp.FDS^-1,它能以3-甲基-4-硝基苯酚(MNP)为唯一碳源和氮源进行生长.该菌能在9h内将0.6mmol.L-1MNP完全转化成邻甲基对苯二酚(MHQ),并能继续降解MHQ.该菌降解MNP的最适温度和pH分别为30℃和7.0,菌株降解MNP的速率和起始接种量呈正相关.降解MNP的酶为诱导酶.     

低浓度锌及其EDTA配合物长期暴露对鲫鱼肝脏锌富集及抗氧化系统的影响

选择幼龄鲫鱼为材料 ,研究锌(Zn²⁺)及其配合物(Zn-EDTA)低浓度长期暴露(40d)对鲫鱼(Carassius auratus)肝脏锌富集和抗氧化防御系统的影响 .结果表明 ,鲫鱼肝脏中锌的积累量随锌暴露浓度的升高而增加,且Zn²⁺处理明显高于Zn EDTA处理 .2种形态锌对鲫鱼肝脏超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶 (GPx)均表现出抑制作用 ,其中Zn²⁺暴露浓度与酶活性之间存在良好的剂量效应关系;Zn²⁺在低浓度时对谷胱甘肽转硫酶(GST)有诱导作用 ,高浓度时为抑制作用 .Zn EDTA对GST活性始终产生抑制作用 .CAT与GPx对锌暴露比GST和SOD更为敏感 ,适合作为水环境锌污染的早期监测指标 .     

简青霉(Penicillium simplicissimum)对木质纤维素的降解及相关酶活性特征

简青霉[Penicillium simplicissimum(Oudem.)Thom BGA]能分泌木质纤维素降解酶,其中半纤维素酶、纤维素酶、木质素过氧化物酶、锰过氧化酶和漆酶的最大酶活分别为146.82 Iu·g-1、2.78 U·g-1、47.97 U·g-1、34.56 U·g-1和17.94 U·g-1.实验结果和SPSS统计分析表明,简青霉产木质纤维素酶的能力与木质纤维素的结构有很大的关系,其对木质纤维素的降解可能是几种木质纤维素酶之间协同作用的结果.在30 d的固态发酵中,半纤维素含量与发酵天数呈显著负相关(r=-0.946,P<0.01),纤维素与木质素的降解趋势呈显著负相关(r=-0.818,P<0.05).木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶在降解木质素的同时对半纤维素和纤维素进行协同降解,是非选择性的木质素降解酶.木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶与纤维素酶之间呈显著相关(相关性依次为r=0.922,P<0.01;r=0.807,P<0.05).研究还发现生物吸附在简青霉对液态碱木质素的去除中起到了非常重要的作用.     

Mn2+在黄杆菌FCN2菌株降解芘过程中的作用研究

利用紫外分光光度法和原子吸收分光光度法研究了Mn²⁺在菌株FCN2生长细胞、悬浮细胞、粗酶液降解芘时的影响作用.在菌体生长期加入0.1～5 mmol/L的Mn²⁺,对菌体的生长及生长量无影响,但对芘的降解均有促进作用,以加入0.1mmol/L的Mn²⁺效果最好,其对芘的平均降解率是对照的1.26倍.此时菌株富集的Mn²⁺为0.025mmol/L;在用无外加Mn²⁺培养的菌株FCN2悬浮细胞降解芘时,加入0.5 mmol/L的Mn²⁺,芘的平均降解率为对照的1.67倍.降解反应发生72h后菌株富集的Mn²⁺为0.18mmol/L;在酶促降解时加入0.1mmol/LMn²⁺,平均降解率为对照的1.30倍.结果表明,在不同时期加入的Mn²⁺对降解芘均有一定的促进作用.     

大肠杆菌IscA膜表面表达菌株在吸附水体重金属中的应用

为构建一种能够高效、同时吸附水中多种重金属离子的大肠杆菌,利用融合蛋白表达技术,首先将大肠杆菌前脂蛋白信号肽Lpp、膜蛋白OmpA的N端部分氨基酸和铁硫簇组装蛋白IscA的编码基因序列进行融合,构建pET-Lpp-OmpA-IscA表达载体,将此载体导入大肠杆菌BL21菌株.在IPTG诱导下,IscA蛋白可表达于细胞膜表面.然后对IscA膜表面表达菌株对重金属的吸附能力进行评估,包括测定最大吸附容量、绘制吸附浓度依赖曲线和时间依赖曲线,以及对菌株清除工业污水中重金属的性能进行初步探索.研究结果表明,与本底对照菌株相比,IscA蛋白在细胞膜表面表达能够使菌株对水中的Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、As~(3+)、Co~(2+)、Hg~(2+)这7种重金属的吸附能力提高2～5倍不等,并且在pH为6～8范围内保持其吸附能力基本不变.此菌株能够在30 min内将各种重金属溶液中超标5倍的金属含量降低至最大允许排放浓度以下,并且对吸附的重金属具有不同程度的回收能力和菌株再生能力.此外,该菌株能够同时吸附工业污水中的多种重金属,有效降低各种重金属含量.因此,利用膜表面表达技术对大肠杆菌进行改造,成功提高了大肠杆菌对多种重金属的吸附能力,为利用微生物治理环境重金属污染提供了良好的应用前景.     

低营养水体中芽孢杆菌降解有机氮的研究

芽孢杆菌具有降解有机氮的功能,但在养殖水体等低营养水体中,其降解效果可能受到影响.为研究低营养水体中有机氮的降解情况,通过模拟凡纳滨对虾中间培育过程配制低营养水体,分别接种芽孢杆菌NT9和YB3(NT9水体和YB3水体),然后研究水体中微生物的生长与有机氮的降解情况,并构建数学模型进行分析.结果显示,起始接种量为10×10~5 cfu·mL~(-1)时,NT9水体总菌量呈下降趋势,平均为(3.46×10~5±2.39×10~5) cfu·mL~(-1),YB3水体总菌量则上升到(25.43×10~5±8.84×10~5) cfu·mL~(-1),但均高于未接种的对照水体.NT9水体和YB3水体的有机氮降解率显著高于对照水体(p0.05),分别提高50.28%和119.41%,降解速率也分别提高65.22%和121.74%.对照水体、NT9水体和YB3水体单位菌量的有机氮降解效率分别为1.238、1.649和1.904 mg·L~(-1),降解模型分别为y=-6.40+1.39x_1+1.45x_2、y=2.11+8.21x_3-0.64x_4-1.26x_1x_3-0.32x_2x_4和y=1.73+6.11x_2(x_1、x_2、x_3、x_4分别表示总菌量、总菌增量、有机氮含量和时间).研究表明,在低营养水体中接种芽孢杆菌有利于有机氮的降解,但不同的菌株具有不同的降解模式,菌株YB3为能够适应低营养水平、增殖能力较强的菌株,可以更有效地促进有机氮的降解,提高降解效率.     

甲基对硫磷高效降解菌的分离鉴定及降解酶基因的克隆表达

从湖北沙隆达农药厂枵水处理池的活性污泥中分离到一株能以甲基对硫磷(MP)和对硝基苯酚(PNP)为唯一碳源生长的细菌HS-D36,经生理生化试验和16S rDNA同源性分析,初步鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stuazeri).该菌在3h内对浓度为50mg˙L-1MP的降解率为90%;在12h内能将50mg·L-1PNP完全降解.HS-D36在以MP为唯一碳源的无机盐培养基上可以耐受800mg·L-1的MP,在LB培养基上可耐受浓度为2000mg·L-1的MP.同时,克隆了甲基对硫磷水解酶基因mpd,并在E.coli中获得高效表达.重组甲基对硫磷水解酶粗酶液活性达到52.5 U·mL-1.     

碳质纳米材料与枝孢菌KR14的相互影响研究

碳质纳米材料(Carbon Nanomaterials, CNMs)因具有独特的电学及光学等性质而引起了人们的广泛关注,从而被大量使用并释放到环境中,进而影响生态系统环境及生物化学过程,但目前有关CNMs与环境微生物相互作用的研究鲜见报道.因此,本文研究了枝孢菌KR14(Cladosporium sp.)与3种CNMs(单壁碳纳米管(SWCNTs)、石墨烯(Graphene)和氧化石墨烯(GO))的相互作用.结果表明,CNMs的加入促进了3种非特异性酶(漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶)活性增加,其中,对锰过氧化物酶(MnP)活性的促进作用最为显著,18 d最高增加26.1%.在3种类型的CNMs中,SWCNTs对MnP活性刺激最佳,GO最弱.木质素降解实验和电化学分析表明,CNMs可作为电子导体提高真菌胞外电子传递效率,进而提高KR14对木质素的降解.X射线光电子能谱(XPS)结果表明,除GO外,SWCNTs和石墨烯的氧碳比(O/C)均上升,二者表面发生变化.拉曼光谱(Raman)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)结果表明,SWCNTs的I_D/I_G显著提高,无序性增加;石墨烯出现2D峰,即与KR14相互作用后有一定程度堆叠;KR14可引起CNMs结构转变.本研究结果有助于深入理解和评价环境中CNMs与真菌之间的相互作用关系及CNMs对真菌降解木质素和环境碳循环的影响.     

Potential bioremediation of mercury-contaminated substrate using filamentous fungi isolated from forest soil

The use of filamentous fungi in bioremediation of heavy metal contamination has been developed recently. This research aims to observe the capability of filamentous fungi isolated from forest soil for bioremediation of mercury contamination in a substrate. Six fungal strains were selected based on their capability to grow in 25 mg/L Hg2+-contaminated potato dextrose agar plates. Fungal strain KRP1 showed the highest ratio of growth diameter, 0.831, thus was chosen for further observation.Identification based on colony and cell morphology carried out by 18S rRNA analysis gave a 98%match to Aspergillus flavus strain KRP1. The fungal characteristics in mercury(Ⅱ) contamination such as range of optimum pH, optimum temperature and tolerance level were 5.5–7 and 25–35℃ and 100 mg/L respectively. The concentration of mercury in the media affected fungal growth during lag phases. The capability of the fungal strain to remove the mercury(Ⅱ) contaminant was evaluated in 100 mL sterile 10 mg/L Hg2+-contaminated potato dextrose broth media in 250 mL Erlenmeyer flasks inoculated with 108spore/mL fungal spore suspension and incubation at 30℃ for 7 days. The mercury(Ⅱ) utilization was observed for flasks shaken in a 130 r/min orbital shaker(shaken) and nonshaken flasks(static) treatments. Flasks containing contaminated media with no fungal spores were also provided as control. All treatments were done in triplicate. The strain was able to remove 97.50%and 98.73% mercury from shaken and static systems respectively. A. flavus strain KRP1 seems to have potential use in bioremediation of aqueous substrates containing mercury(Ⅱ) through a biosorption mechanism.     

处理秸秆纤维素乙醇废水的东北土著白腐真菌筛选及特性研究

为了提高秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,选择6种东北土著白腐真菌,对2%的秸秆纤维素乙醇废水中木质素进行降解处理.采用正交试验法对筛选出的高效降解菌进行产漆酶培养基的优化.结果表明:6种白腐真菌最高酶活大小顺序为青顶拟多孔菌>血红密孔菌>糙皮侧耳菌>彩绒革盖菌>烟色烟管菌>灵芝;血红密孔菌、糙皮侧耳菌、彩绒革盖菌、青顶拟多孔菌、灵芝、烟色烟管菌在第0天起始质量浓度为640.9~716.6 mg/L,在第14天木质素的质量浓度分别为434.0、411.2、441.8、441.7、533.3、503.5 mg/L,对木质素的去除率分别为37.1%、37.0%、31.8%、31.7%、25.6%、21.4%,并分别在第12、12、4、4、2、6天木质素降解趋于平稳,表明降解效果最好的菌种为血红密孔菌.血红密孔菌产漆酶培养基最优组合方案:最佳碳源为锯末,质量浓度为35 g/L;最佳氮源为蛋白胨,质量浓度为4 g/L;最佳pH为5.极差分析表明,各因素对血红密孔菌产漆酶的影响顺序为碳源>氮源> pH >氮源质量浓度>碳源质量浓度.在最佳培养基条件下,废水中木质素降解率达41.1%.研究显示,血红密孔菌可以作为生物法处理秸秆纤维素乙醇废水的菌种资源,也可为今后的进一步应用研究提供科学依据.      

Comamonas sp. IDO2合成靛蓝的特性研究

利用吲哚降解菌丛毛单胞菌(Comamonas)IDO2转化吲哚合成靛蓝,优化靛蓝合成条件,并对合成产物进行分析.结果表明,菌株IDO2能够在苯酚、萘、苯和菲的诱导下转化吲哚合成靛蓝,在苯酚诱导时靛蓝的产量最高.采用表面响应法优化菌株合成靛蓝的条件:吲哚197.76mg·L~(-1),苯酚203.39 mg·L~(-1),酵母浸粉0.18%,在此条件下靛蓝的合成量为9.0 mg·L~(-1),与初始条件下的产量相比提高了104%.此外,考察了不同金属离子对菌株IDO2合成靛蓝的影响,结果表明Ba~(2+)和Ca~(2+)对靛蓝的合成具有促进作用.采用液相色谱/飞行时间/质谱联用对菌株IDO2转化吲哚的产物进行定量和定性分析,发现合成产物主要为靛蓝和靛红,并依此提出了可能的反应途径.     

东北土著白腐真菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的可行性探讨

青顶拟多孔菌是一种可以降解木质素的白腐真菌,也是具有较高的产漆酶能力的生产者.选择青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水,于液体培养青顶拟多孔菌中的锥形瓶中添加不同体积的废水,考察其对不同稀释比玉米秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,并通过研究废水投加时间的调控,获得具有高木质素降解率且相对最短降解时间的工艺条件.结果表明:青顶拟多孔菌可从废水中去除50%以上的COD_Cr和23.8%的木质素.对不同稀释比例（1%~20%）玉米秸秆纤维素乙醇废水中木质素具有较好的去除效果,其中稀释6%废水的体系中降解木质素效果最好,在第10天木质素降解率达到73.5%.不同废水投加时间对青顶拟多孔菌处理稀释20%废水体系中木质素的降解效果影响较大,第5天投加废水可获得理想的木质素降解效果,在试验进行的第19天降解率达到68.4%;在投加废水时间不同的情况下,经青顶拟多孔菌处理后的各体系中BOD₅/COD_Cr均有所提升,并且都提升至0.58以上,其中第9天投加废水体系经处理后BOD₅/COD_Cr最大,达到0.64.研究结果可为青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的实际应用提供参考.