异养硝化/好氧反硝化菌的分离鉴定及其在不同培养条件下产N_2O研究

以乙酰胺为唯一碳氮源分离纯化出2株既能异养硝化又能好氧反硝化的菌株XM1和HX2,革兰氏阴性,分别为链状杆菌和球状菌.在富集培养基中,菌株HX2产N2O量为XM1的76倍;两菌株均能分别以葡萄糖、甘露醇、酒石酸钠为唯一碳源进行生长;也可分别以硝酸钠和硫酸铵为唯一氮源进行硝化和反硝化作用,但菌株XM1生长速率快于HX2,且有较多的NO2-积累.部分长度的16S rDNA序列分析表明,菌株XM1与HX2的序列与Pseudomonas sp.具有99%的相似性,定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).两菌株27d反接种培养实验结果表明,在添加外源N的条件下,HX2菌株更适合在30%的土壤水分(WFPS)条件下生长,N2O产生量为(36.01±2.48)ng/g,为60%WFPS条件下N2O产生量的1.9倍;而菌株HX1则适合在60%的水分条件下生长,在该条件下几乎不产生N2O.     

脱氮硫杆菌的分离鉴定和反硝化特性研究

从土壤中分离到1株高活性自养反硝化菌TD,并对其进行了鉴定和硝酸盐还原特性研究.该菌株为革兰氏阴性短杆菌,严格自养.16S rDNA序列分析表明.该菌株与ThiobaciUus denitrificans相似性为99.85%.结合生理生化特性和16S rDNA序列分析,确定菌株TD为脱氮硫杆菌.通过对该菌的生长特性和反硝化特性的研究表明,该菌在初始pH为6.85,32.8℃培养条件下脱氮效果最佳;在初始pH为6.90,29.5℃培养条件下生长最快.该菌生长比较缓慢,没有明显的稳定期,对数生长期阶段的反硝化能力最强,反硝化速率最快,达到了2.245 mg·(L·h)-1,在培养过程中培养基pH值明显下降.较高盐度对该菌株的反硝化活性有抑制作用.该菌株的急性毒性实验结果显示,脱氮硫杆菌对健康鱼体几乎无毒,属于无毒性菌株.     

好氧反硝化菌LJ-1的脱氮及自聚集性研究

兼具成膜与高效脱氮好氧反硝菌株的获得,可以减少功能菌流失并维持高效脱氮。该研究通过富集、分离筛选获得一株好氧反硝化菌株LJ-1。通过形态学观察和16S rRNA基因序列分析,确定该菌株为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。对该菌株的脱氮特性和影响因素进行研究,结果表明,该菌株在以NH₄⁺-N、NO₃^--N和NO₂^--N为单一氮源时(100 mg/L),氮去除速率分别高达90.99%,96.53%和99.79%。反硝化脱氮最适生长条件测试分析表明,菌株的最佳碳源为葡萄糖,最适C/N为10,最适pH为9。菌株的自聚集和疏水性指数分别高达66%和59%,呈现高效的自聚集成膜特性。富含蛋白质类和多糖类物质的胞外聚合物成分与菌株的自聚集特性呈显著正相关。菌株LJ-1的获得有望实现高效除氮功能菌在污水处理系统中的长期固定,具有潜在的应用价值。     

好/厌氧条件下反硝化细菌脱氮特性与功能基因

从西安市金盆水库沉积物中分离筛选出1株高效反硝化细菌,经形态学观察和16S r DNA测序鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),命名为KK99.探究了该菌株在好/厌氧条件下的脱氮特性以及nar G、nir S和nos Z功能基因的表达水平.结果表明,KK99菌株在好/厌氧条件下,均能进行反硝化作用,且在两种不同的条件下均具有高效的脱氮效率.经过24h的培养,其总氮(TN)去除率分别为85.08%和89.05%.胞内功能基因nos Z和nir S的表达量较高,nos Z在好氧条件下的反硝化发挥主要作用,nir S在厌氧条件下的反硝化发挥主要作用,nar G在两种条件下的表达均较低.同时该菌株还具有同步硝化反硝化性能,在好氧条件下,能同时去除硝酸盐氮和氨氮,24 h时,TN去除率为76%.施氏假单胞菌(P.stutzeri KK99)将为微污染水体富营养化控制和总氮削减工程应用提供菌源保障.     

异养硝化/好氧反硝化菌的分离鉴定及其在不同培养条件下产N2O研究

以乙酰胺为唯一碳氮源分离纯化出2株既能异养硝化又能好氧反硝化的菌株XM1和HX2,革兰氏阴性,分别为链状杆菌和球状菌.在富集培养基中,菌株HX2产N₂O量为XM1的76倍;两菌株均能分别以葡萄糖、甘露醇、酒石酸钠为唯一碳源进行生长;也可分别以硝酸钠和硫酸铵为唯一氮源进行硝化和反硝化作用,但菌株XM1生长速率快于HX2,且有较多的NO^-₂积累.部分长度的16S rDNA序列分析表明,菌株XM1与HX2的序列与Pseudomonas sp.具有99%的相似性,定为假单胞菌属（Pseudomonas sp.）.两菌株27 d反接种培养实验结果表明,在添加外源N的条件下,HX2菌株更适合在30%的土壤水分（WFPS）条件下生长,N₂O产生量为(36.01±2.48) ng/g,为60% WFPS条件下N₂O产生量的1.9倍;而菌株HX1则适合在60%的水分条件下生长,在该条件下几乎不产生N₂O.     

一株耐高温好氧反硝化菌的筛选及特性研究

从燃煤电厂生物滴滤系统填料的生物膜上筛选分离出一株高效好氧反硝化细菌JH8。经生理生化鉴定和16S r DNA序列分析,鉴定该菌为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。对菌株JH8进行反硝化特性研究,发现该菌可以分别以硝酸盐和亚硝酸盐为氮源,在50℃条件下进行好氧反硝化,24 h内的脱氮率高达86.96%和97.63%。通过单因素实验得到该菌最优脱氮条件:以柠檬酸钠为碳源、转速为160 r/min、C/N为16,优化后该菌24 h内脱氮率可达99%。该菌的分离对于研究高温环境下的好氧反硝化机理具有重要意义。     

海洋沉积物中反硝化细菌的分离鉴定及反硝化性能研究

利用良好的通气条件对反硝化细菌进行富集筛选,同时利用二苯胺试剂和Griess试剂显色反应分别检测NO₃--N的降解和NO₂--N的产生情况,并结合产气量筛选出具有良好耐氧性且反硝化性能优异的菌株. 最终从南海海域沉积物中筛选得到具有较强反硝化能力的细菌,并对目的菌株进行分子鉴定及反硝化能力测试. 结果表明,目的菌株F-8-1能较好地降解培养基中的NO₃--N和NO₂--N,产气快. 气相色谱检测发现,气体样品中的φ(N₂)非常高,接近100%,且未检测出其他氮氧化物气体. 16S rDNA序列分析表明,菌株F-8-1与假单胞菌属具有99%的序列相似性和很高的同源性.菌株F-8-1在有氧及高盐环境中生长良好.      

污染土壤中菲降解菌的分离鉴定及其降解能力

利用水-硅油双相系统富集培养和平板升华方法,从被多环芳烃(PAHs)污染的表层土壤中筛选分离得到10株能利用菲为唯一碳源和能源生长的菌株. 这10株菌在无机盐培养基中10 d内对初始质量浓度为50 mg/L的菲的去除率为27.6%～55.3%,其中一些菌株混合可提高或降低菲的去除率;通过形态观察、生理生化指标测定及分子生物学分析(16S rDNA)等方法对其中3株具有较高降解能力的菌株(分别定名为PE0402-5,PE0902-1和PE1501-1)进行鉴定. 这3株菌的16S rDNA序列分别与Gordonia,Mycobacterium以及Azospirillum 3个属的相似性达100%,99%和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,初步鉴定菌株PE0402-5为戈登氏菌(Gordonia sp.),PE0902-1为分枝杆菌(Mycobacterium sp.),PE1501-1为固氮螺菌(Azospirillum sp.).      

1株高效去除氨氮的红假单胞菌的分离鉴定及特性

从云南某一沼泽地中分离筛选出1株可降解氨氮的光合细菌psb1,细胞形态及活细胞特征吸收光谱与红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.)基本一致.光合细菌16S r DNA特异引物扩增序列比对结果表明,菌株psb1与Rhodopseudomonas sp.同源性达99%,且细菌叶绿素Y亚基的蛋白质序列比对结果表明,菌株psb1与Rhodopseudomonas palustris相似性最大,为99%.但生理生化特征及其主要脂肪酸分析发现菌株psb1与Rhodopseudomonas palustris有较大差异,菌株psb1不能利用葡萄糖和甘露醇等,且含特定脂肪酸C_(18:1ω6c).单一因素实验结果表明:菌株psb1最适生长温度和p H分别为40℃和7.0,最优生长氮源为酵母膏;初始p H为6.0~7.0,30℃条件下厌氧光照培养,投加0.4%的psb1菌剂对模拟废水中氨氮的去除率达99%以上.说明光合细菌psb1为Rhodopseudomonas属的一个新菌,能高效去除氨氮,在景观水体水质调控中具有重要应用前景.     

1株反硝化除磷菌的鉴定及其反硝化功能基因研究

研究反硝化除磷菌(denitrifying polyphosphate-accumulating organism,DPAO)的筛选、鉴定及反硝化功能基因.利用反硝化培养基分离得到菌株ZQN2,经好氧吸磷试验,硝酸盐还原产气试验并辅助异染颗粒和PHB颗粒染色,确定其为反硝化除磷菌.厌氧释磷/缺氧吸磷试验结果表明,菌株ZQN2在厌氧段释磷并合成PHB(poly-β-hydroxybutyrate),在缺氧段以NO3-为电子受体氧化PHB并过量吸磷,进行了同步反硝化除磷.对菌株ZQN2进行16S rRNA基因序列分析,并构建系统进化树,结果表明该菌株与GenBank数据库中多株Bacillus cereus菌株16S rRNA基因的同源性在99%以上.结合生理生化检测,判断菌株ZQN2为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus).对其反硝化功能基因的研究表明,菌株ZQN2为nirS+和nirK-型,从分子生物学角度确认其具有反硝化功能;菌株ZQN2的nirS序列的系统发育分析结果表明,其nirS序列与多株Pseadomonas aeruginosa的亲缘关系最接近,这与基于16S rRNA的系统发育分析的结果不一致.     

新颖性染料脱色菌株的筛选及脱色效果研究

文章首次尝试以新颖筛选方法对台湾及大陆两岸当地微生物自然生态中,以非偶氮染料脱色作为优势筛选条件,以筛选出可有效电子传递于非偶氮染料RB198脱色的混菌,再进行优势纯化分离,以得到可对非偶氮染料具有强电子传递脱色能力的菌株。再藉此特性来研究其对偶氮染料电子传递生物脱色的特性。结果表明,通过脱色测试及蛋白质电泳初步筛选出4种对非偶氮染料RB198具有较优异脱色能力的菌株,并进行16S rRNA分析,此4株纯菌分别为Microvirgula aerodenitrificans,Acinetobacter guillouiae,Pseudomonas sp.,Rahnella aquatilis。其中Rahnella aquatilis DX2b,Microvirgula aerodenitrificans SH7b为脱色新菌株,文章首度发表其具有脱色性能,对非偶氮染料RB198及偶氮染料RB160,OrangeⅠ有优异脱色能力。     

假单胞菌的氯儿茶酚1,2-双加氧酶基因的克隆和表达

 从土壤中分离得到1株降解2,4-二氯酚(2,4-DCP)能力较强的细菌菌株GT241-1,克隆了该菌株的3,5-二氯儿茶酚1,2-双加氧酶基因(dcpB),采用的克隆策略为:用Southern杂交对dcpB进行定位后,构建重组质粒,再用斑点杂交从重组质粒中筛选目的转化子.经序列测定得知dcpB亚克隆片段全长4303bp,其中dcpB基因编码区765bp.核苷酸和推测的氨基酸序列分析表明,dcpB与已在GenBank登记的相关基因有一定的差异.dcpB基因能够在大肠杆菌转化子中成功地表达有生物活性的酶.     

汽油降解菌的分离鉴定及其降解特性

以长沙市环保塑胶炼油厂排污口的污泥为菌源,经过富集筛选、分离纯化得到一株能以汽油为唯一碳源和能源进行生长的细菌,命名为Z菌.通过形态学观察、生理生化特征鉴定,结合16S rDNA扩增、测序,运用BLAST检索分析,建立系统进化树. 结果表明:Z菌的形态及主要生理生化特征与芽孢杆菌属一致,而且与蜡状芽孢杆菌(AH1134)的16S rDNA序列有较高的同源性(相似度为99%);在系统发育树上构成一个分支. 由此确定该汽油降解菌为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).Z菌降解汽油的最适温度为37 ℃,最适pH为8.0,最适降解的ρ(汽油)为500 mg/L,72 h内降解率为79.4%. 能较好利用的碳源是蔗糖和葡萄糖,以硫酸铵为氮源,生长量最好.      

一株海洋柴油降解菌的分离筛选鉴定及其生物表面活性剂特性分析

从中国浙江省舟山渔场油污染的海水和海洋沉积物中分离筛选产生物表面活性剂的柴油降解菌株。经富集培养、形态观察、测定单菌噬油斑、柴油降解率大小初筛到3株柴油降解菌。然后对初筛到的3株菌进行液滴坍塌实验、发酵液的表面张力、排油圈和乳化稳定性的大小测定进一步复筛,最终筛选出1株产生物表面活性剂的柴油降解菌,经18s rRNA鉴定为海洋解脂耶罗威亚酵母（Yarrowia lipolytica）。其柴油降解率为80%,发酵液液体表面张力可从73.4 mN/m降至23.56 mN/m,乳化效率E₂₄为60%。通过薄层色谱、傅里叶变换红外光谱、GC/MS鉴定,其产生的表面活性剂是由C₁₄、C₁₅β-羟基脂肪酸组成的脂肽。     

DMF降解菌MBYD-1的分离、鉴定及降解特性

从农药厂污水处理池的活性污泥中分离得到一株能以二甲基甲酰胺(DMF)为唯一碳、氮源生长的菌株MBYD-1.经形态观察、生理生化实验及16S rRNA基因序列分析,将菌株初步鉴定为假单胞菌属 (Pseudomonas sp.).菌株MBYD-1降解DMF的最适条件为:pH 7.0,30℃.当DMF浓度为400mg/L,接种量为2%时,菌株能在72h内将DMF完全矿化.底物广谱性实验表明,菌株MBYD-1能在甲酸盐和甲醛中很好地生长,在甲酰胺中的生长情况优于二甲胺.     

方斑东风螺“急性死亡症”病原及其毒力基因研究

为明确引起方斑东风螺（Babylonia areolata）"急性死亡症"的病原及相关的毒力因子,对"急性死亡症"疫区的方斑东风螺进行了病原分离纯化鉴定、人工感染试验等,经鉴定为塔氏弧菌（Vibrio tubiashii）。本实验以4株分离自发病方斑东风螺且具有不同程度毒力的塔氏弧菌及东风螺组织样品为研究对象,根据半数致死剂量（LD₅₀）确定菌株毒力大小依次为:BBXP1>FBC1>FB20>FB13,针对17种弧菌毒力相关基因进行了检测分析,结果显示强毒株BBXP1、FBC1中的毒力基因检出率最高,携带12种毒力基因,弱毒株FB13毒力基因检出率最低,携带7种,表明弧菌的致病性可能与其携带毒力基因的数量具有相关性。其中,不耐热溶血毒素基因tlh、胞外碱性丝氨酸蛋白酶基因asp、金属蛋白酶基因vtmp、几丁质外切酶基因chi36、锌金属蛋白酶基因vtpA、塔氏弧菌溶血素基因vthA在4株塔氏弧菌中检测均呈阳性,且仅在患有"急性死亡症"的东风螺组织样品中检测出,在健康的组织样品中未检测出。进一步通过实时荧光定量PCR方法检测此6种毒力基因在4株不同毒力的塔氏弧菌中的mRNA表达差异,结果显示,asp、vtpA的mRNA表达量与弧菌的毒力呈正相关,随着塔氏弧菌致病性的增强,vtpA、asp的mRNA表达量呈上升趋势,且菌株的半致死剂量LD₅₀与相对表达量具有显著相关性（r2=0.933,0.948;P < 0.05）;溶血素vthA的表达量则与弧菌的致病性呈现负相关,相关性并不显著（r2=0.2401;P < 0.05）,因此推测可能与其致病性关联不大;其它几种毒力基因的相对表达量与弧菌的毒力相关性不显著（P>0.05）,可见同种毒力因子在不同毒力的菌株中相对表达量存在差异,推测塔氏弧菌致病株在侵染螺体的过程主要由金属蛋白酶和丝氨酸蛋白酶发挥主导作用。     

抗锶放线菌的分子鉴定及对Sr~(2+)的吸附效果和初步吸附机理分析

从大亚湾核电站附近水体中分离筛选出一株抗锶放线菌(编号YF-64),研究了该菌株在不同环境参数条件下对锶的吸附效果和初步机理,通过形态和16S rDNA序列相结合的方法对菌株进行了分类鉴定,采用红外光谱(FT-IR)分析技术对菌株吸附前后进行表征,探讨其吸附机制。结果表明,抗锶菌株隶属于天蓝黄链霉菌(基因序列登录号:JF901702),菌株对Sr~(2+)具有较强的吸附效果,根据数据显示,当接触时间为50 min,pH值为6,Sr~(2+)初始浓度为50 mg/L,摇床转速为120 r/min时,该菌株的吸附效果达到最佳为44.29 mg/g;FT-IR结果显示,JF901702菌株对Sr~(2+)的吸附主要是由细胞壁上的羟基,次甲基,羰基起主要吸附作用。由此可知,JF901702菌株可作为经济、高效、环境友好的生物吸附材料进行废水重金属处理。     

一株苯乙烯高效降解菌的分离鉴定及降解特性研究

从某橡胶厂的活性污泥中筛选得到一株可高效降解苯乙烯的微生物菌株WJ,通过透射电镜(TEM)、生理生化试验、Biolog鉴定和16S rRNA基因的系统发育树建立等分析方法,鉴定该菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过环境单因素试验,确定该菌株WJ在温度30℃、pH值7.0的培养条件下具有良好的降解效果.通过不同初始浓度苯乙烯的降解及生长特性,确定该菌株的最大底物耐受浓度达到1500mg/L,且其生长动力学过程符合Haldane’s方程,相应动力学参数为: vmax=0.282h-1,Ks=23.57mg/L,Ki=1784.56mg/L.底物宽泛性试验表明,该菌株对苯系物(BTEX)、正己烯等与苯乙烯结构类似的碳氢化合物都具有良好的降解能力,表明其具备良好的底物宽泛性.该菌株对苯乙烯的氧化降解途径主要为乙烯基侧链的氧化.     

具有广谱偶氮还原能力柠檬酸菌AzoR-2的分离鉴定和还原特性研究

从印染活性污泥中分离到1株高效广谱偶氮还原菌AzoR-2,并对该菌株进行了鉴定和偶氮还原特性分析.通过细胞形态和BIOLOG细菌自动鉴定系统的生理生化特性及16S rDNA与β-内酰胺酶基因相结合的分子生物学特性的分析,鉴定该菌株为柠檬酸菌属细菌,定名为Citrobacter sp.AzoR-2.通过对其偶氮还原特性的研究表明,菌株AzoR-2能够在厌氧条件下利用多种有机物和氢气为电子供体还原多种偶氮化合物,具有广谱偶氮还原特征.对电子供体和偶氮键的定量分析表明,还原过程中偶氮键接受的电子全部来自一级电子供体.氧气对其偶氮还原具有强烈的抑制作用.该菌株的偶氮还原系统定位在菌体的细胞膜上,推测该菌株的偶氮还原与菌体膜上的电子传递过程密切相关.菌株AzoR-2的厌氧偶氮还原在碱性pH值范围发生,其反应的最适pH值为7.5.菌株偶氮还原要求的温度范围较宽泛,在20～40℃范围内都显还原活性,最适作用温度为35℃.具有偶氮还原能力的柠檬酸菌在受偶氮染料污染的环境以及在印染废水的脱色中,可以发挥重要作用.