木质素降解酶研究进展与外生菌根真菌

综述了木质素降解酶系统的组成、分子生物学研究和主要影响因子的研究进展,以及国内外在外生菌根真菌产木质素降解酶方面的研究,阐述了其在有机污染土壤修复中的优势。木质素降解酶系统能够降解多环芳烃、氯代芳烃、硝基有机物和染料等多种环境污染物。许多外生菌根真菌都具有木质素降解酶系统。     

外生菌根真菌对五氯芬的耐受性及生理响应

在纯培养条件下,研究了7种外生菌根真菌--美昧牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、双色腊蘑(Laccaria bicolor)、褐疣柄牛肝菌(Leccinum 8cabrum)、红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)、大毒滑锈伞(Heboloma crustulinifoume)和长柄粘滑菇(Hebeloma longicaudum)在不同五氯酚浓度下的生长速度和耐受性,筛选出具有降解五氯酚潜力的3种外生菌根真菌--铆钉菇、双色腊蘑、褐疣柄牛肝菌;考察了这3种外生菌根真菌在五氯酚胁迫下的生长模式,并采用点试方法对真菌氧化还原酶的产生情况进行了检测.结果表明:低浓度(≤10mg·L-1)条件下,五氯酚并没有改变菌种的生长模式,其中铆钉菇表现出了对五氯酚较强的耐受性,而在较高浓度下(15mg·L-1),所有菌种生长均受到抑制.酶点试结果表明,铆钉菇是3种外生菌根真菌中氧化还原酶活性最强且种类较多的菌种,它表现出较高的漆酶、酪氨酸氧化酶和过氧化物酶活性,是一种具有高效降解芳环结构污染物潜力的菌根真菌.     

铜镉胁迫对2种菌根真菌生长和细胞壁离子交换量的影响

在离体培养条件下,研究了铜镉胁迫对2种外生菌根真菌美味牛肝菌(Boletus edulis)和铆钉菇(Gomphidius viscidus)生长状况,培养环境pH值和细胞壁离子交换量的影响.结果表明,以对照相比,铜镉处理抑制了菌根真菌的生物量积累.通过半致死浓度评价2种菌根真菌耐受性发现,铆钉菇的Cu耐受性强于美味牛肝菌,而Cd耐受性弱于美味牛肝菌.菌根真菌培养后,基质pH降低与真菌生物量有关.铜镉处理下菌根真菌单位生物量下降的pH单位大于对照,说明菌根真菌在重金属胁迫下能通过调节自身pH环境缓解压力.铆钉菇的离子交换量在780～1 800μmol·g^-1之间,并随重金属处理浓度的增加而增加;美味牛肝菌的离子交换量在500～750μmol·g^-1之间,并随重金属处理浓度的增加而减少.     

4种外生菌根真菌对滴滴涕的耐受性及生理响应

在纯培养条件下,研究了外生菌根真菌--美味牛肝菌(Boletus edulis)、铆钉菇(Gomphidius viscidus)、双色蜡蘑(Laccaria bicolor)、褐疣柄牛肝菌(Leccinum scabrum)在不同质量浓度DDT处理下的生长效应、耐受性和生理响应. 结果表明:DDT没有影响外生菌根真菌的生长模式,只是改变了其生长速度和生物量积累. 在5.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌、铆钉菇和双色蜡蘑的生长没有受到显著影响. 在25.0 mg/L的DDT处理下,美味牛肝菌的生长没有受到显著影响,显示出了较好的耐受性. 在高ρ(DDT)处理下,铆钉菇的多酚氧化酶、漆酶和过氧化物酶活性显著增强,液体培养基Ph下降幅度较大. 美味牛肝菌和铆钉菇通过不同的方式来响应DDT的胁迫,它们均具有较好地降解DDT的潜力.      

铝和锰对外生菌根真菌生长、养分吸收及分泌作用的影响

在强酸性土壤和铝锰矿墟上,铝和锰是影响森林生长和植被恢复的主要限制因子,研究它们对外生菌根真菌的影响,筛选优良的抗性菌株,可为开展污染土壤生物修复提供技术支撑及理论依据.试验采用纯培养技术研究了Al3+、Mn2+单独或共存对褐环乳牛肝菌13(Suillus luteus 13,Sl 13)、土生空团菌04(Cenococcum geophilum 04,Cg 04)、彩色豆马勃715(Pisolithustinctorius 715,Pt 715)这3株外生菌根真菌生长、养分吸收、有机酸分泌的影响.结果表明,Mn2+使Sl 13、Cg 04、Pt 715的生物量分别降低了70.35%、52.44%和18.55%;Al3+使Sl 13的生物量下降50.74%,但增加Cg 04的生物量;Al3+和Mn2+共存对3种菌株生长均有协同抑制作用,但对Pt 715的抑制最小,表明Cg 04抗铝,Pt 715对铝、锰的单独污染和复合污染均有较强的抗性.Al3+和Mn2+抑制外生菌根真菌吸收养分,对Sl 13的抑制作用显著大于Pt 715和Cg 04;但提高3个菌株的草酸和H+分泌速率,增加其分泌量,两者共存对Cg 04草酸分泌速率具有协同促进效应,Pt 715不仅能分泌草酸而且还分泌丁二酸.因此,抗性强的外生菌根真菌可通过分泌较多的有机酸络合Al3+和Mn2+而缓解其毒害.     

铝胁迫下外源钙对外生菌根真菌抗氧化保护酶活性的影响

采用液体培养方法,研究了4个不同菌株(Bo 02、Bo 15、Pt 715和Sl 08)的抗铝性及其在铝胁迫下加入0、0.25、0.5、1.0 mmol.-1L-1Ca2+处理后抗氧化保护酶活性的变化,旨在了解钙在缓解外生菌根真菌铝毒方面的作用.结果表明,不同菌株抗铝性不同,Pt 715和Sl 08的抗铝性强于Bo 02和Bo 15.铝胁迫可显著提高外生菌根真菌Bo 02 CAT和SOD活性、Bo 15SOD活性、Sl 08 CAT和POD活性,说明外生菌根真菌中这几种酶活性的提高与铝毒胁迫密切相关.4个菌株中,Bo 02酶活性对外源钙最敏感,外源钙对Bo 02铝胁迫的缓解作用最好.较高浓度的钙(≥0.5 mmol.L-1)可缓解或消除Sl 08铝胁迫造成的抗氧化酶活性上升.     

丛枝菌根真菌-植物联合修复石油污染土壤研究进展

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)是由丛枝菌根真菌与植物根系所建立的一种互惠共生体,在自然界分布广泛,具有降解复杂有机污染物的能力.石油污染土壤中,利用土著的或外接的丛枝菌根真菌可以明显改善植物根际环境,提高土壤生物活性,从而加速土壤中石油污染物的降解.现有研究已证明丛枝菌根真菌修复石油污染土...     

4株外生菌根真菌对Al3+吸收与吸附的研究

本研究采用液体培养方法,分析了4株源自不同生境的外生菌根真菌[Pisolithus tinctorius(Pt 715)、Suillus luteus(Sl 08和Sl 14)、Gyroporus cyanescens(Gc 99)]细胞对铝的吸收与吸附,旨在探讨外生菌根真菌抗铝的机制,为减轻树木铝害、指导抗(耐)铝菌株的筛选和保持森林健康奠定理论基础.结果表明,Al3+对菌株Pt 715和Sl 08生长的影响不明显,但是可明显抑制Sl 14和Gc 99的生长;各供试菌株铝的吸附和吸收量均随培养液中Al3+浓度的升高而增加,可见环境中Al3+浓度是影响菌根真菌铝吸收量的关键因素;耐铝菌株(Pt 715和Sl 08)吸收的总铝及单位菌丝吸收的铝量较铝敏感菌株(Gc 99和Sl14)少,这可能是其对铝不敏感的原因之一.此外,增加对氮、磷、钾等营养元素的吸收亦可能是外生菌根真菌缓解铝毒的重要途径.     

丛枝菌根真菌及猪炭对多氯联苯污染土壤的联合修复作用

选用玉米(Zea mays L.)为供试植物,采用盆栽试验研究了接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌(Funneliformis mosseae)和添加不同粒径猪炭对多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)污染土壤的联合修复效应及其对土壤微生物的影响.结果表明,接种AM真菌(10%接种量)及添加2.5%猪炭对土壤有效磷含量提高具有显著的协同效应,猪炭还显著提高了土壤有机碳、速效钾含量和pH值(p0.05);猪炭显著促进了菌根真菌侵染率,但对玉米根系生物量具有抑制作用.接种AM真菌的同时添加猪炭提高了细菌16S rDNA丰度,且接种AM真菌同时添加粒径0.25 mm猪炭显著促进了土壤PCBs降解率.AM真菌与猪炭改变了土壤微生物种群的相对丰度,其中,Planctomycetes与土壤三氯联苯降解显著相关(r=0.049,p0.05),而Acidobacteria与五氯联苯降解显著相关(r=0.008,p0.01).AM真菌及猪炭提高了土壤有效养分含量,促进了植物生物量和土壤PCBs降解,对PCBs污染土壤具有较好的修复潜力.     

石油污染土壤生物修复中外源微生物的影响

在室外条件下采用正交盆栽试验设计,以污染水平、细菌接种量、真菌接种量和有机肥添加量为调控因子,研究了石油污染土壤生物修复过程中外源专性微生物(细菌和真菌)接种对土壤中矿物油和美国EPA 16种多环芳烃(PAHs)降解的作用.结果表明,经过一个生长季(150d)各处理土壤中的细菌总量、真菌总量、PAH-降解细菌和PAH-降解真菌数量不受外源专性细菌和真菌初始接种量的影响(p＞0.05);有机肥促进土壤微生物数量的增长,其添加量与土壤细菌总量、真菌总量和PAH-降解细菌数量显著正相关(p＜0.05);实验结束时矿物油的去除率为58.8%～88.3%,PAHs的去除率为91.7%～97.8%,外源专性细菌和真菌的接种对矿物油和PAHs的降解无明显促进作用.     

一株假单胞菌对高粘原油的乳化降解作用

从油田原油污染土壤中筛选出一株以原油为最佳碳源产表面活性剂的假单包菌SY-3。该菌在以原油烃为唯一碳源的无机盐培养基中,除降粘外还能产生甲酸和乙酸。通过单因素试验,确定了降低原油粘度最适条件:初始原油浓度12g/L,氮源为4g/L的混合氮源[硝酸钠和硝酸铵(1:1)],培养温度37℃,接种量5%,初始pH值7.0,培养时间5d。GC谱图分析经SY-3菌降解前后原油组分的变化,可知原油的重质组分含量明显降低,轻质组分含量明显增加,降粘率达56%。表明该菌株对原油有良好的乳化降解能力。     

黄河水中细菌对18种酚的降解作用研究

为了掌握酚污染物在黄河水中的生物降解情况,采用苯酚为唯一碳源的液体培养基富集黄河水中的降酚微生物,并研究富集微生物对18种酚的降解作用.结果表明:黄河水中含有降解苯酚的微生物,该微生物属于细菌;降酚细菌对实验用的15种酚均有降解能力,其中对二元酚分解能力较强;但是,对4-氨基苯酚、2,4,6-三氯苯酚、五氯苯酚无分解能力;混合细菌的降酚能力可以代表黄河水体的降酚能力.     

石油降解菌株的分离及其降解特性研究

从广州石化厂污水中分离到一株能降解石油的细菌，并对该菌的降解特性进行了研究。结果表明，该菌在原油培养基中培养3d能降解61．17％的原油，培养13d原油的降解率达88．71％；在pH7．0左右生长最好，除油率达到88．66％；接种量、菌龄对菌的除油率有较大影响；氮磷营养盐的影响非常显著，而水体盐度对除油率影响不大，在加入补充氮磷盐的淡水和海水中除油率均在70％以上。该菌能以石蜡为碳源生长，而不能利用芳烃。     

醋酸钙不动杆菌PHEA-2对苯酚的降解特性研究

自炼油厂污水中分离的醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus) PHEA-2具有 较强的苯酚降解能力.在温度为30℃和接种量为1%条件下,该菌在24h内完全降解苯酚的浓度 为300mg/L;该菌的最适生长和最适降解苯酚温度为30℃;在pH值5～10范围内能保持对苯酚的 降解能力.醋酸钙不动杆菌PHEA-2的苯酚降解反应符合Monod动力学模式,其反应的米氏常数K m为275mg/L,最大反应速度Vm为41mg苯酚/(10⁸·h).一定量的葡萄糖(5%)促进PHEA-2菌体的 生长,从而提高了整个培养体系降解苯酚的能力.     

白腐菌对焦化废水中喹啉的降解及机理研究

选用白腐菌BP降解喹啉,研究了白腐菌在不同培养基中对喹啉的降解过程和机理,以及喹啉的降解与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率、培养基pH值的关系。结果显示秸秆滤出液培养基中生长的白腐菌对喹啉具有最高的去除率89%;喹啉的相对去除率与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率具有较好的相关性;白腐菌BP最适pH为6~7;2-羟基喹啉是喹啉降解过程中首先出现的中间产物。     

耐盐石油烃降解菌的筛选鉴定及其特性研究

为得到高效耐盐石油烃降解菌,从黄河三角洲石油污染盐渍化土壤中分离出39株细菌,经液体培养初筛和土壤培养复筛实验,得到1株高效耐盐石油烃降解菌BM38.通过形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析,确定该菌为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）.通过液体培养实验,研究了BM38的耐盐和产生物表面活性剂特性以及对不同烃的利用能力.结果表明,在含0.5%～6.0%NaCl液体培养基中BM38生长良好,属中度耐盐菌.在高盐环境下BM38具有较强的分解石油烃能力,其中在含1.0%NaCl液体培养基中,降解7 d后,原油降解率达到73.5%;在含盐量0.22%和0.61%土壤中添加BM38,降解40 d后,土壤总石油烃降解率达到40%以上.BM38能产生一种生物乳化剂,盐浓度对这种乳化剂的乳化能力影响较大,当NaCl浓度增加到1.0%,乳化值（EI24）开始迅速降低,但在NaCl浓度为2.0%时,EI24仍达到61.0%.BM38能够利用环己烷、甲苯、异辛烷、菲和正十六烷为唯一碳源生长,其中对正构烷烃和芳烃具有较强的利用能力.     

Biodegradation of oil wastewater by free and immobilized Yarrowia lipolytica W29

The ability of Yarrowia lipolytica W29 immobilized by calcium alginate to degrade oil and chemical oxygen demand(COD) was examined.The degradation rules of oil and COD by immobilized cells with the cell density of 6.65 × 106 CFU/mL degraded 2000 mg/L oil and 2000 mg/L COD within 50 h at 30℃(pH 7.0,150 r/min),similarly to those of free cells,and the degradation effciencies of oil and COD by immobilized cells were above 80%,respectively.The factors affecting oil and COD degradation by immobilized cells were i...     

乙草胺降解菌A-3的筛选及其降解特性

采用富集培养的方法从农药厂污泥和长期受乙草胺污染的土壤中分离到1株能以乙草胺为氮源生长的细菌命名为A-3,经16S rRNA鉴定,菌株A-3属于粘着剑菌属(Ensifer adhaerens).研究结果表明,菌株A-3能以乙草胺作为唯一氮源生长并高效降解乙草胺.在含10 mg/L乙草胺的无机盐培养基中培养10 d后,菌...     

咪唑乙烟酸降解菌S181的分离鉴定及其降解特性

为咪唑乙烟酸污染土壤的生物修复提供菌源,采用瓶富集培养法,从长期施用咪唑乙烟酸的土壤中筛选出1株对咪唑乙烟酸降解能力较强的放线菌,命名为S181.该菌株可利用咪唑乙烟酸为唯一氮源生长.经形态特征、生理生化特性及16S rRNA序列分析,初步鉴定该菌株为大宫链霉菌(Streptomyces omiyaensis).以S1...     

Degradation of crude oil by indigenous microorganisms supplemented with nutrients

Different kinds of mineral nutrients(NO3-N, NH4-N and PO4-P) were applied in the simulated oil-polluted seawater for enhancing oil biodegradation in the N/P ratio 10:1 and 20: 1. Although indigenous microorganisms have the ability to degrade oil, adding nutrients accelerated biodegradation rates significantly. For the group amended with NO3-N and PO4-P in the ratio 10:1, the reaction rate coefficient was 4 times higher than the natural biodegradation. Chemical and microbiological analysis showed that the optimal N/P ratio in the system is 10: 1, and microorganisms tend to utilize nitrate rather than ammonium as N source.