转Bt基因工程菌BioP8在环境中的消长动态及生物学效应

2001~2004年,在河北省保定市对转Bt基因荧光假单胞菌工程菌BioP8进行了环境释放,并跟踪调查该工程菌在田间的定殖、扩散、田间防效以及对田间节肢动物群落的影响.结果表明,BioP8在甘蓝叶、根及土壤中均能定殖、存活,在植物根部存活能力较强.在施药后d3,BioP8菌密度均达最高值,之后趋于衰减;BioP8对甘蓝田中天敌有较明显的保护作用,对田间节肢动物群落物种丰富度有一定的影响,BioP8防治区的节肢动物个体总量介于化防区和空白对照区的个体总量.图2表1参7     

沼泽红假单胞菌的番茄红素含量

研究了沼泽红假单胞菌适宜培养条件下番茄红素的含量．结果发现，在厌氧、30℃条件下，培养基中加入Fe^3 0．01g L^-1，有利于提高番茄红素的含量；培养基中Mg^2 浓度对其产量影响不显著；当光照强度为20001x时培养的菌体中番茄红素的含量最高，处于生长稳定初期(6d)，沼泽红假单胞菌中番茄红素的积累量可达53．7μgmg^-1．图3表1参11     

检测致畸物的gfp基因工程菌的构建

RecA与UvrA是细胞SOS系统中重要的修复蛋白，在细胞DNA损伤后诱导表达．将报告基因绿色荧光蛋白基因（gfpmut3a）分别置于recA和uvrA启动子调控下，构建成质粒pRecAgfp和pUvrAgfp，并转化E．coli DH5α，构建成检测菌株ERS101和EUS101．试验发现，菌株ERS101和EUS101在致畸物吖啶橙处理后，GFP的表达量增高，菌悬液经507nm的蓝光激发后产生的绿色荧光明显增强，且与吖啶橙的浓度具有一定的相关性，即使在0．5μg mL^-1的吖啶橙诱导下也能检测到荧光增强效应．对硝基酚等多种致畸物处理后的检测菌株均有荧光增强效应．图4表1参9     

Cu2+,Cd2+和Cr(Ⅵ)抑制沼泽红假单胞菌生长的毒性效应

运用标准方法进行有毒化学品对水生生物急性毒性实验 ,得到Cu2 + ,Cd2 + ,Cr(Ⅵ )对光合细菌沼泽红假单胞菌生长抑制作用的 96h剂量反应方程 ,分别为 :y =- 1.72 6 7x +8.70 0 4 ,R2 =0 .96 5 5c(Cu2 + ) ;y =$C1.15 5 1x +8.9996 ,R2 =0 .92 5 2c(Cd2 + ) ;y=$C1.342 7x +10 .785 ,R2 =0 .975 8c〔Cr(Ⅵ )〕 ,由此计算出Cu2 + ,Cd2 + ,Cr(Ⅵ )的 96h -EC50 分别为 2 .172× 10 -6mol/L ,2 .5 6 6× 10 -5mol/L和 3.92 6× 10 -4mol/L .从而得出它们对沼泽红假单胞菌生长毒性作用大小的顺序为Cu2 + >Cd2 + >Cr(Ⅵ ) .表 2参 11     

假单胞菌表达载体pYMB03的构建与性能分析

恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)是具有强抗逆性能的环境优势菌,构建其质粒表达载体有着明显的应用潜力.将恶臭假单胞菌AB92019菌株中肽聚糖相关脂蛋白编码基因的启动子PoprL和质粒载体pTrcHis-B的多克隆位点片段插入到质粒载体pUCPl8的EcoRL/HInIII位点,获得了重组载体pYMB03.用绿色荧光基因gfp作为标记进行外源蛋白表达的结果表明,该载体能分别在恶臭假单胞菌AB92019菌株和大肠杆菌DH5a菌株中,由启动子PoprL启动组成型表达GFP蛋白并使细胞产生可见荧光.经SDS-PAGE验证,所产生的GFP蛋白分别占细胞总蛋白的12.5%和5.O%.重组菌株YMB001中GFP表达量与菌体培养时间有关,在稳定期后期其相对荧光强度达到最大值(D600nm=l.0),但与培养温度未见相父性.对携带该载体的2株重组恶臭假单胞菌7次168 h继代培养测定,载体pYMB03的稳定性均为100%.     

光合细菌PSB07-15对辣椒及土壤中甲氰菊酯残留的生物修复

利用光合细菌菌株PSB07-15对辣椒促生作用及对植株与土壤中甲氰菊酯残留的生物修复进行了研究,为光合细菌生物修复菊酯类农药残留的实际应用提供科学依据。结果表明：菌株PSB07-15菌液用ddH2O稀释100倍液、200倍液浸种处理后能够显著提高辣椒种子发芽率;田间小区试验结果表明,菌株PSB07-15施用1 875、3 750、7 500 mL.hm-2,辣椒鲜质量分别增加15.12%、21.68%、14.79%;菌株PSB07-15能够有效降解辣椒和土壤中甲氰菊酯残留（辣椒中大于47.20%,土壤中大于50.73%）。     

几株紫色非硫细菌的分离鉴定与产氢特性分析

从重庆地区不同环境淤泥、泥水样品中,经富集培养、分离纯化,获得5株紫色非硫细菌.根据菌体的菌落形态、染色特性、生理生化特征及活细胞光吸收峰对菌株进行常规鉴定,结合菌株16S rDNA扩增测序进行分子生物学分析验证,构建了菌株与数据库中近缘菌株的系统发育树.以优化的培养条件(营养、pH、接种量等参数)对供试菌株的生理生化特性和产氢能力做了比较分析.结果显示,5个菌株均为光合产氢细菌,菌株ANI、D1为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris),AN2、AS1、BS1等3株为类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides);其中类球红细菌菌株AN2在给定的培养条件下光合产氢能力最高,可达9.55μg/mL d-1,是一株有应用前景的光合产氢细菌.图4表2参15     

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。     

固定化球形红假单胞菌处理电镀废水中Cd和Cr的研究

比较了4种固定化球形红假单胞菌(Rhodopseudomonas sphaeroides)处理含Cd、Cr重金属废水的效果,对固定化菌吸附Cd和Cr的工艺条件进行了优化,并通过生物反应器连续处理实际电镀废水,分析了处理后的效果。通过比较,确定了20g.kg-1沸石和20g.L-1海藻酸钠组合作为共固定材料,固定化菌对Cd和Cr的去除效果明显优于游离菌。采用正交试验优化废水处理工艺条件,结果表明,废水pH值、菌体投加量对固定化菌体的处理效果影响较大,当处理废水的pH值为6.0、菌体投加量为10.00g.L-1时,对40.00mg.L-1含Cd废水的去除率可达96.68%。4轮吸附-解吸循环试验结果显示,固定化菌体可重复利用3次,固定化菌体在使用第3次时,Cd去除率仍可达51.20%。在生物反应器中,用固定化菌体处理质量浓度为92.61mg.L-1的含Cd电镀废水,3h时对Cd的去除率达到98.80%,对含Cu、Au、Ni废水中重金属的去除率也高于90.00%。     

微生物育种技术在废水处理工程菌株研制中的应用

随着环境污染的日益严重,仅靠从自然环境中分离筛选有降解酶活菌株的方法已不能适应废水处理实践的要求,需要应用先进的微生物育种技术来更加快速而定向地制备降解工程菌株并用以组成高效的废水生物处理系统.本文从细胞和分子生物学水平综述了国内外应用微生物育种技术研制环保工程菌的部分理论研究进展和应用概况,对各种育种方法的利弊及目前研究中尚存的问题也作了探讨.     

蒽醌染料及中间体脱色优势菌的特性研究和基因定位

本文对分离到的两株蒽醌染料脱色优势菌的脱色能力及其基因定位进行了研究,结果表明,ＮＤ１,ＮＤ２均能有效脱除活性艳蓝ＫＮ－Ｒ及溴氨酸的色度;两株优势菌均含有质粒,其降解染料的能力是由质粒控制的;并考察了不同碳源、氧、温度、ｐＨ值等理化因素对菌株降解染料的影响。     

超滤技术在环境工程中的应用现状

本文对国内外超滤技术在环境工程中的应用，主要是废水处理中的应用现状进行了综述。涉及的废水包括纺织工业，机械制造工业，石油化工工业，食品加工工业及其它工业污水，也包括部分生活污水，在这些污水治理过程中，不仅可消除或减轻污水对环境的污染，同时也可以回收有价值的物质，使水部分或全部回用。     

紫云英根瘤菌共生基因分布及其共生效应的多样性

从同一植株不同根瘤分离40株紫云英根瘤菌，所有菌株对10种抗生素的抗药性测定表明，该群体分为22个抗药类群，质粒检测显示所有公离株都含有质粒，质粒数1～4条，用快生型大豆根瘤菌USDA205质粒作参考，估测质粒Mr分布范围为83～226MU．根据图谱分析表明，该菌群可分为6个不同质粒型．各类型质粒通过与Dig-nodABC和Dig-nifHDK杂交，结果显示带有1条质粒的菌株其共生基因定位在染色体上．带有2条或2条以上质粒的菌株各拥有1条共生质粒，共生质粒Mr范围有差异，大约为117～220MU．研究结果也显示，不同质粒型的菌株其共生效应存在明显差异，其中第6质粒型的菌株共生固氮率最强，第1质粒型菌株共生固氮率较低．共生固氮能力最强的第6质粒型菌株，只占总菌数7．5％．     

植物次生代谢:功能、调控及其基因工程

植物次生代谢物具有多种重要的生物学功能 ,在工农业生产和人们日常生活中具有广阔的应用前景 .随着可持续农业的发展 ,植物次生代谢物的化学生态学功能及其对农产品品质的影响倍受关注 .植物次生代谢调控的生物化学、分子生物学和基因工程已成了当今国际生物界十分活跃的前沿研究领域 .本文仅就植物次生代谢物功能、代谢调控及基因工程研究进行简要的概述 .1　植物次生代谢物的功能1.1　植物次生代谢物的化学生态学功能植物次生代谢物按其合成方式可分为组成型和诱导型两种类型 ,它们在植物与植物、植物与微生物及植物与昆虫之间的关系中行…     

原生质体电诱导融合构建去除重金属的高效菌

研究了采用原生质体电融合技术构建高效的重金属去除菌;对影响电融合效率的几个参数,以及融合子的生长条件、除铬性能和遗传稳定性等方面进行了考察;确定了进行电融合的最佳条件,并选出 1株最好的融合株R32. 实验结果表明:R32不论是在处理低浓度还是高浓度的铬液时,其去除率和还原率都明显高于 2株亲本菌,处理低浓度含铬废水时,去除率和还原率可达到 100%;处理高浓度含铬废水(200mgL-1 )时,还原率仍可达 50%以上. 经过多次传代后,R32的除铬能力保持稳定. 当投菌量>10gL-1 (湿重)时,其去除率和还原率都在 80%以上. 正交实验结果显示,pH和Cu2 浓度对R32的生长影响都不大,这些特点都有利于R32在实际含铬废水处理中的应用. 图 4表 3参 14     

用celB基因检测慢生花生根瘤菌竞争性的可行性

采用大肠杆菌和根瘤菌接合的方法，将celB标记基因分别导入了两株慢生型花生根瘤菌Spr3-5和Spr4-5中，对出发菌株和标记菌株的代时测定结果表明，二者之间没有显著差异．在标记菌株与出发菌株等量接种的前提下，比较了二者的竞争结瘤能力；结果显示，标记菌株形成的根瘤（蓝瘤）的占瘤率与50％相比，差异不显著，为了研究标记菌株与出发菌株的固氮有效性，测定了标记菌株与出发菌株各自共生植株的干重、全氮和叶绿素含量；结果表明，标记菌株与出发菌株的这3项指标之间没有显著差异．说明利用celB基因研究慢生花生根瘤菌的竞争结瘤能力是可行的，表5参7     

辐射型生态工程结构优化研究

本文根据辐射型生态工程——星火养殖场的生产情况,建立新型投入产出模型,结合线性规划模型,对系统结构进行综合评价和优化设计。模式Ⅰ优化结果,利润最大值41万元,是实际值的4倍;模式Ⅱ的最优结构与模式Ⅰ的相同,利润最大值77万元。结果表明,充分利用系统设施和不断采用新技术是取得最佳效益的两个重要方面。     

荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)工程菌株田间残留和扩散的追踪检测

分别在北京和江苏省连云港市对携带Btcry基因的荧光假单胞菌工程菌进行了田间残留与扩散的追踪检测 .对越冬前后的试验地和保护地土壤样品进行抗生素抗性平板分离 ,能检测到极少量的具有与出发菌株相同抗性的荧光假单胞菌菌落 ,但没有发现工程菌株的残留与扩散 .对江苏试验地样品还进行了工程菌株质粒卡那霉素和壮观霉素抗性标记基因的抗性菌落分离 ,绝大多数样品中都能分离到包括荧光假单胞菌在内的抗性菌落 ,土样中菌密度n(cfu) =10 4 ～ 10 5g-1,但进行Btcry基因PCR -RFLP检测时没有从样品中得到特异扩增产物 .研究结果表明 :工程菌株抗性标记基因在自然界广泛存在 ,工程菌在株环境中没有残留和扩散 ,具有良好的生物安全性 .表 4参 8