产聚乙烯醇降解酶的培养条件

放线菌StreptomycesvenezuelaeGY1产生的聚乙烯醇(PVA)降解酶是一种诱导酶.以4种不同类型的PVA为唯一碳源时,该菌株单位质量细胞产酶能力比以糖类物质为唯一碳源时提高10倍以上.聚合度和醇解度最高的PVA1799是该菌株产生PVA降解酶的适宜底物,其浓度为1gL-1时,PVA降解酶的产量为120u/g(细胞).培养基中PVA1799浓度由1gL-1上升到5gL-1时,该菌株单位质量细胞产酶能力下降73%,表明PVA1799浓度过高会抑制产酶.GY1菌株产酶的最适温度和pH分别为30℃和7.0.在GY1菌株生长过程中控制以下条件有利于产生PVA降解酶:(1)保持培养体系中较高的溶氧水平;(2)在氮源中补充NO-3;(3)在一定浓度范围内添加MgSO4·7H2O、CaCl2、MnSO4、BaCl2、ZnSO4、FeSO4·7H2O和CuSO4等金属盐.Pseudomonassp.产生的PVA降解酶能够作用伯醇或仲醇类化合物,以这些伯醇或仲醇类化合物代替培养基中的PVA,不能诱导GY1菌株产生PVA降解酶;而在培养基中有PVA存在时,再添加0.5gL-1的3戊醇和环己醇能够明显促进PVA降解酶的产生(单位质量细胞产酶能力分别提高了21%和32%).图8表1参10     

Streptomyces venezuelae GY1产聚乙烯醇降解酶的培养条件

放线菌StreptomycesvenezuelaeGY1产生的聚乙烯醇(PVA)降解酶是一种诱导酶.以4种不同类型的PVA为唯一碳源时,该菌株单位质量细胞产酶能力比以糖类物质为唯一碳源时提高10倍以上.聚合度和醇解度最高的PVA1799是该菌株产生PVA降解酶的适宜底物,其浓度为1gL-1时,PVA降解酶的产量为120u/g(细胞).培养基中PVA1799浓度由1gL-1上升到5gL-1时,该菌株单位质量细胞产酶能力下降73%,表明PVA1799浓度过高会抑制产酶.GY1菌株产酶的最适温度和pH分别为30℃和7.0.在GY1菌株生长过程中控制以下条件有利于产生PVA降解酶:(1)保持培养体系中较高的溶氧水平;(2)在氮源中补充NO-3;(3)在一定浓度范围内添加MgSO4·7H2O、CaCl2、MnSO4、BaCl2、ZnSO4、FeSO4·7H2O和CuSO4等金属盐.Pseudomonassp.产生的PVA降解酶能够作用伯醇或仲醇类化合物,以这些伯醇或仲醇类化合物代替培养基中的PVA,不能诱导GY1菌株产生PVA降解酶;而在培养基中有PVA存在时,再添加0.5gL-1的3戊醇和环己醇能够明显促进PVA降解酶的产生(单位质量细胞产酶能力分别提高了21%和32%).图8表1参10     

2株石油降解菌生长和降解石油条件的优化

对2株石油降解菌DH-5和DH-9生长的最适培养基成分以及降解石油的最佳环境条件进行了筛选。结果表明,DH-5的最佳培养基成分为ρ(原油)1 g.L-1、ρ(氮源)400 mg.L-1、ρ(磷源)200 mg.L-1、ρ(酵母浸出液)20 mg.L-1,最有效利用的氨基酸为精氨酸,最适环境条件为pH 7.0、盐度20、温度15～30℃;DH-9的最佳培养基成分为ρ(原油)1 g.L-1、ρ(氮源)400 mg.L-1、ρ(磷源)100 mg.L-1、ρ(酵母浸出液)20 mg.L-1,最有效利用的氨基酸为天冬氨酸,最适环境条件为pH 7.5、盐度20、温度30℃。当ρ(原油)为20 g.L-1时,DH-9的生物量和原油降解率分别是DH-5的2.58倍和2.29倍。研究表明,DH-9对高浓度原油的耐受性明显强于DH-5,而DH-5对低温的适应性优于DH-9,2个菌株对高盐度的适应性均较强。     

一株菲降解菌的分离鉴定及其降解条件研究

以菲为研究对象,从克拉玛依稠油污染土壤中筛选到1株对菲具有较好降解效果的菌株JZ3-21。通过形态观察、生理生化指标及16S rDNA序列分析对该菌株进行了鉴定。该株菌的16S rDNA序列与Pseudomonas属的相似性达99%,结合分离菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定该菌株为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida.）。对其降解条件进行了研究,结果表明：在40℃,pH 8.0,接种量为1.5%的条件下,菌株对初始质量浓度为100 mg.L-1的菲在64 h内的降解率高达94.2%。该菌对高质量浓度菲有较好的耐受性,其最高耐受质量浓度可达2 000 mg.L-1。     

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-0.134h^-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-0.0388h^-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。     

乐果降解菌LGX1的筛选及其降解特性研究

通过富集培养,从连续施用农药乐果的土壤中分离得到一株具有较强降解有机磷农药乐果能力的细菌菌株LGX1,通过菌落形态观察及细菌的16SrDNA测序,对其进行了鉴定,同时初步研究了其降解性能。结果表明：该菌株为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）,在接种量为20%,乐果初始质量浓度为100mg·L-1,外加碳源葡萄糖质量分数为2%,温度为35℃,初始pH值为4时该菌株对乐果的降解能力最强;并且能在以辛硫磷、毒死蜱和三唑磷为唯一碳源的基础盐培养基中生长,且均比在以乐果为唯一碳源的基础盐培养基中生长的OD600值要高,初步推断菌株LGX1对有机磷农药的降解有一定的广谱性。     

多孔TiO_2光催化降解罗丹明B水溶液

以SiO2为模板剂,采用溶胶-凝胶-碱洗的方法制备多孔TiO2催化剂。经TEM和BET分析表明,多孔TiO2粒径约为10 nm,且颗粒大小分布均匀,其比表面积较大,约为167.572 m2/g。通过罗丹明B水溶液的光催化降解实验,考察了多孔TiO2的光催化活性。实验结果表明,初始pH=6,初始浓度30 mg/L的罗丹明...     

TiO2/活性炭复合体对罗丹明B的光催化降解

以紫外灯为光源,通过对可溶性染料罗丹明B的降解反应,考察TiO2／活性炭复合体的光催化活性,探讨了光催化反应中溶液的pH值、光强、反应温度和罗丹明B的起始浓度对催化反应的影响,结果表明,TiO2／活性炭复合体具有很高的光催化活性,对罗丹明B的降解过程遵循Langmuir-Hinshelwood动力学方程,降解速率受pH值、罗丹明B起始浓度和入射光强度的影响很大,反应温度对降解速率影响很小．在研究范围内,pH6和40W的入射光强度有利于光催化降解．     

产生物表面活性剂的石油降解菌Acinetobacter BHSN的研究

从石油污染土壤中分离筛选获得1株产生物表面活性剂的石油降解菌株BHSN.经形态观察、生理生化试验、16S rDNA 序列分析等将其鉴定为不动杆菌属(Acinetobacter sp.).研究表明,BHSN菌株能降解石油中C13～C32正构烷烃.BHSN菌株生长和产生物表面活性剂的最适温度为25～30 ℃,最适pH为5.0～8.5.LB培养基中添加终质量浓度为10 g·L-1葡萄糖能促进菌体的生长,但不利于表面活性剂的合成;添加蔗糖、乳糖、麦芽糖和木糖对菌体的生长和表面活性剂的合成均有促进作用,其中麦芽糖的促进作用最强.初步研究表明,BHSN菌株产的生物表面活性剂为脂肽类;BHSN发酵液的表面张力由初始68.3 mN·m-1降低到28.6 mN·m-1.     

一株能产生聚乙烯醇降解酶的委内瑞拉链霉菌

以聚乙烯醇(PVA)为唯一碳源,从土壤中筛选到1株能产生胞外PVA降解酶的放线菌GY1.根据扩增出的该菌株的16SrDNA全序列在GenBank中的比较结果,结合生理生化实验、细胞化学成分及菌落形态分析,确定该菌为委内瑞拉链霉菌(Stretopmycesvenezuelae).GY1菌株以PVA为唯一碳源时,产生的PVA降解酶活性达到120UL-1,是以葡萄糖或可溶性淀粉为唯一碳源时的10倍.当在PVA培养基中添加1gL-1至3gL-1的葡萄糖时,该菌株细胞量和PVA降解酶总酶活随着葡萄糖添加量的增加而增加,最大细胞量是未添加葡萄糖时的2.4倍,最高总酶活是未添加葡萄糖时的2.6倍,而单位质量细胞产生PVA降解酶的能力提高不大.但当添加的葡萄糖浓度从3gL-1增至10gL-1时,总酶活随着细胞量的增加出现下降趋势,同时单位质量细胞产生PVA降解酶的能力也大大降低.在相同PVA聚合度下,高醇解度PVA比低醇解度PVA更有利于GY1菌株的生长及产生PVA降解酶.图5表1参16     

聚乙烯醇凝胶包埋固定化细菌联合植物的除氮研究

为了解聚乙烯醇(PVA)凝胶包埋固定化菌在富营养化水体生态修复中的效果,利用PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌并联合水芹(Oenanthe clecumbens)和蕹菜(Ipomoea aquatica)2种植物进行21 d的除氮试验。结果表明,加菌试验组TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N及TP去除率显著高于无菌试验组(P0.05);各试验组N的去除效率与添加PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌呈显著正相关(P0.05)。添加PVA凝胶固定硝化和反硝化细菌的蕹菜和水芹试验组植物的平均生长速率(RGR)分别为38.5和19.6 mg·g-1·d-1,而单纯蕹菜和水芹试验组RGR分别为29.9和9.5 mg·g-1·d-1。     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

铜胁迫对农田土壤酶活性、细菌和古菌数量的影响

为了研究铜矿周边农田土壤中不同Cu含量对土壤酶活性、细菌和古菌基因拷贝数的影响,在铜矿周边农田土壤中采集了8个不同Cu含量的土壤,测定土壤的酶活性、细菌和古菌基因拷贝数,结果表明,土壤总Cu含量为28.30~1 019.27mg·kg~(-1),酸可提取态Cu含量为335~415.11 mg·kg~(-1),细菌16S rRNA基因拷贝数在每克干土3.10×10~(10)~1.84×10~(11)个之间,古茵16S rRNA基因拷贝数在每克干土737×10~8~6.82×10~9个之间。土壤总Cu和酸可提取态Cu含量对土壤脲酶活性影响较大,但对土壤脱氢酶和转化酶活性影响不显著。土壤细菌基因拷贝数均与总Cu含量、各形态Cu含量呈极显著的负相关关系,同样土壤古菌基因拷贝数与总Cu含量、各形态Cu含量也均呈极显著的负相关关系,说明Cu胁迫对土壤细菌和古菌活性具有较大的抑制作用。     

苯并\[a\]芘对马氏珠母贝肝组织抗氧化酶活性的影响

为揭示不同浓度苯并[a]芘(B[a]P)对海洋贝类的生态毒理效应,将马氏珠母贝(Pinctada martensi)暴露于不同浓度(1、4和8μg.L-1)B[a]P中,检测暴露3、7和10d后,B[a]P对马氏珠母贝肝组织抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽硫转移酶GST和过氧化氢酶CAT)活性的影响。结果表明:暴露时间3d时,随着B[a]P浓度的增加,SOD活性无明显变化,GST的活性被激活,在7d和10d受到抑制,GST活性表现为抑制,并表现出一定的剂量-效应关系,而CAT的活性在染毒后第7天受到激活;暴露时间10d时,SOD活性增加,GST活性和CAT活性均受到抑制。B[a]P暴露时间相同,GST活性和CAT活性变化趋势基本相似。B[a]P浓度相同(1和4μg.L-1)时,随着暴露时间的延长,SOD活性无明显变化,GST的活性受到抑制,CAT的活性表现为先激活后抑制的趋势。另外,相对于SOD活性,GST和CAT的活性变化可以更好地反映B[a]P对马氏珠母贝胁迫的毒性效应。     

湿地根际土壤碳矿化及相关酶活性分异特征

研究了中国三江平原小叶章湿地根际土壤基础呼吸速率及相关酶活性，以了解碳矿化及其相关酶活性空间分异特征。结果表明，β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶均为碳循环的良好指示酶，它们均存在着显著的空间分异。从表层土向下，由根表土向外，碳矿化速率及其相关的各种酶活性均呈下降趋势。当从田间取出土壤样品时，土壤样品在取出后的最初阶段碳矿化速率较高，2．5h以后达到一个较为平稳的水平，然后呈平缓降低的趋势。β-葡萄糖苷酶、淀粉酶、纤维素酶是碳循环的真正催化剂，而土壤有机碳则是此反应的低物。     

近地层臭氧浓度升高对麦田土壤氨氧化与反硝化细菌活性的影响

利用臭氧FACE(free-air O3concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高)试验平台,研究近地层臭氧浓度(臭氧摩尔分数平均为70 nmol.mol-1)升高对小麦不同生育期植株氮吸收量,土壤w(全氮)、w(矿质氮)、脲酶活性、氨氧化细菌数量、反硝化细菌数量以及小麦成熟期土壤硝化与反硝化作用强度的影响。结果表明,与对照(臭氧摩尔分数平均为45 nmol.mol-1)相比,臭氧浓度升高条件下小麦不同生育期氮吸收量总体趋于升高,土壤w(全氮)、w(铵态氮)和w(硝态氮)总体趋于下降,在小麦成熟期土壤w(全氮)和w(铵态氮)分别比对照下降9%和71%(P0.05),而w(硝态氮)比对照下降36%;臭氧浓度升高使小麦不同生育期土壤脲酶活性总体趋于增强,在拔节期、抽穗期和灌浆期均显著高于对照(P0.05);随着小麦的生长,臭氧熏蒸土壤氨氧化细菌和反硝化细菌数量也趋于升高,在小麦成熟期均显著高于对照(P0.05)。在小麦成熟期,尽管臭氧熏蒸土壤单个氨氧化细菌的硝化活性比对照下降57%,但土壤整体硝化强度却比对照提高123%;臭氧熏蒸土壤反硝化作用强度与对照相比无明显差异,但单个反硝化细菌的反硝化活性却比对照降低96%,达显著水平(P0.05)。认为臭氧浓度升高促进了小麦对土壤氮素的吸收,导致土壤氮素库存量降低,进而加快了土壤中氮素的转化,表现为脲酶活性升高,氨氧化细菌和反硝化细菌数量增加,但它们的代谢活性反而下降。     

免耕和秸秆还田对小麦生长期内土壤酶活性的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站保护性耕作定位试验平台,研究全翻耕、常规耕作、免耕、全翻耕+秸秆还田、常规耕作+秸秆还田和免耕+秸秆还田6种耕作方式对小麦生长期内土壤酶活性的影响。结果表明:(1)在小麦整个生育期,土壤碱性磷酸酶、转化酶、脲酶活性表现为免耕处理大于常耕处理,翻耕处理小于常耕处理,有秸秆处理大于无秸秆处理,3种酶活性以免耕+秸秆还田处理为最高,翻耕处理最低。(2)在小麦成熟期,土壤脱氢酶活性表现为免耕处理小于常耕处理,其他生育期土壤脱氢酶活性表现为免耕处理大于常耕处理,有秸秆处理大于无秸秆处理。(3)在小麦不同生育期,各处理土壤酶活性表现出不同的规律性:碱性磷酸酶活性在苗期较低,至孕穗期达到峰值,至成熟期又有所降低;转化酶活性呈现在拔节期大幅升高而后降低的变化趋势;脲酶活性分别在苗期和孕穗期较高;脱氢酶活性在整个生育期一直增加,成熟期达到峰值。(4)4种土壤酶活性之间相关性均达显著水平,聚类分析表明,按照土壤总体酶活性水平可将6个处理划分为3组,酶活性水平最高的为免耕+秸秆还田处理,免耕结合秸秆还田能较好地提升土壤酶活性。     

秸秆污泥堆肥产纤维素酶细菌的筛选及产酶条件优化

从添加秸秆进行堆肥处理的污泥中采集样品,通过富集培养和刚果红平板染色法筛选分离出具有纤维素降解能力的细菌,再通过酶活力测定从中分离筛选出1株相对高活性的产纤维素酶细菌CI;通过基于16S rRNA基因序列的系统发育分析,初步确定该菌株为Devosia sp..利用单因素试验对目的菌株C1进行产纤维素酶发酵条件优化,结果表明菌株C1产纤维素酶的最佳发酵时间、培养温度、摇床转速以及最适初始pH值分别为60 h、30℃、130 r·min^-1和7.2～7.5,且在该条件下其滤纸酶（FPase）和羧甲基纤维素酶（CMCase）活力分别达23.10和54.97 U·mL^-1.     

洞庭湖区不同土地利用方式对土壤酶活性的影响

对洞庭湖区不同土地利用方式下与主要营养元素循环相关的关键土壤酶(蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)进行分析研究,结果表明,在0-30 cm土层,土地利用方式对4种酶活性的影响极其显著,且随土层深度的增加,土壤酶活性受土地利用方式的影响逐渐减小.碱性磷酸酶、蔗糖酶与脲酶在整个土壤刮面中受到土地利用方式的影响都较大,而过氧化氢酶对土地利用方式的响应只限于0-30 cm土层.不同土地利用方式下土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均随土层深度的增加呈下降趋势,表明土壤有机质的分解、土壤营养元素的循环与土壤剖面结构息息相关.