Characterization of the e ective cellulose degrading strain CTL-6

An e cient cellulose degrading bacteria exists in the thermophilic wheat straw-degrading community, WDC2. However, this strain cannot be isolated and cultured using conventional separation techniques under strict anaerobic conditions. We successfully isolated a strain of e ective cellulose degrading bacteria CTL-6 using a wash, heat shock, and solid-liquid alternating process. Analysis of its properties revealed that, although the community containing the strain CTL-6 grew under aerobic conditions, the purified strain CTL-6 only grew under anaerobic culture conditions. The strain CTL-6 had a striking capability of degrading cellulose (80.9% weight loss after 9 days of culture). The highest e ciency value of the endocellulase (CMCase activity) was 0.404 mol/(min mL), cellulose degradation e ciency by CTL-6 was remarkably high at 50–65°C with the highest degradation e ciency observed at 60°C. The 16S rRNA gene sequence analysis indicated that the closest relative to strain CTL-6 belonged to the genus Clostridium thermocellum. Strain CTL-6 was capable of utilizing cellulose, cellobiose, and glucose. Strain CTL-6 also grew with Sorbitol as the sole carbon source, whereas C. thermocellum is unable to do so.     

人类活动影响下的高原湿地四环素类抗生素抗性基因赋存与微生物群落共现性

抗生素的广泛使用导致抗生素大量进入环境中,进而使微生物产生耐药性.近年来,随着高原区域人类活动的加剧,高原湿地中抗生素耐药基因(ARGs)的赋存和迁移研究备受关注.以地处云贵高原的鹤庆草海国家湿地公园为研究区,分析河流上游(泉眼附近原始生境)和河流下游(居民生活污水排放口)沉积物中的四环素类、磺胺类、喹诺酮类和大环内酯类共4类抗生素的含量分布,其中四环素类抗生素检出含量为103.65～2 185μg·kg^-1,是含量最高的抗生素种类.为进一步探究四环素类抗性基因的赋存特征和影响因素,通过相关性分析和网络分析揭示了人类活动影响下环境因子、细菌群落结构和病原菌对四环素类ARGs的影响.结果发现,上、下游沉积物中共检出15种四环素类抗性基因,其中,上游检出tetPA、tetD和tetPB等7种抗性基因,下游检出tetPA、tetE、tetM和tetX等13种抗性基因,下游新增的8种抗性基因占下游基因丰度的43.44%;四环素类抗生素含量及有效磷、总有机碳、硝态氮和总磷等理化指标是影响四环素类ARGs分布的主要环境因子;上、下游沉积物中检出细菌分属于64个细菌门,其中变形...     

真/细菌对疏水性有机物的吸附及其表面特性

比较了干燥后真菌Ophiostoma stenoceras LLC和细菌Pseudomonas veronii ZW菌体细胞的比表面积及其对不同疏水性有机化合物吸附性能,并利用BET、红外光谱（FTIR）和X射线电子能谱（XPS）对细胞表面进行了分析.结果表明,真菌LLC和细菌ZW菌体细胞的比表面积分别为15.8m²/g,11.57m²/g,真菌菌体细胞表面介孔较多,可以更有效地吸附有机化合物.在相同的生长阶段,真菌LLC的细胞表面疏水性（cell surfacehydrophobic,CSH）始终要大于细菌ZW;采用α-蒎烯作为唯一碳源培养时,处于对数生长期的真菌和细菌的CSH均有不同提升.干燥后真菌LLC菌体对各疏水性有机化合物吸附能力为乙酸乙酯> α-蒎烯>正己烷,即疏水性相对较低的化合物更容易被吸附.通过XPS和FTIR表征发现菌体LLC吸附有机化合物后,菌体表面的官能团位置未发生明显变化,推测该吸附过程是物理吸附.     

Occurrence of human pathogenic bacteria carrying antibiotic resistance genes revealed by metagenomic approach: A case study from an aquatic environment

Antibiotic resistance genes(ARGs), human pathogenic bacteria(HPB), and HPB carrying ARGs are public issues that pose a high risk to aquatic environments and public health. Their diversity and abundance in water, intestine, and sediments of shrimp culture pond were investigated using metagenomic approach. A total of 19 classes of ARGs, 52 HPB species, and 7 species of HPB carrying ARGs were found. Additionally, 157, 104, and 86 subtypes of ARGs were detected in shrimp intestine, pond water, and sediment samples, respectively. In all the samples, multidrug resistance genes were the highest abundant class of ARGs. The dominant HPB was Enterococcus faecalis in shrimp intestine, Vibrio parahaemolyticus in sediments, and Mycobacterium yongonense in water, respectively. Moreover, E. faecalis(contig Intestine_364647)and Enterococcus faecium(contig Intestine_80272) carrying efr A, efr B and ANT(6)-Ia were found in shrimp intestine, Desulfosaricina cetonica(contig Sediment_825143) and Escherichia coli(contig Sediment_188430) carrying mex B and APH(3′)-IIa were found in sediments, and Laribacter hongkongensis(contig Water_478168 and Water_369477), Shigella sonnei(contig Water_880246),and Acinetobacter baumannii(contig Water_525520) carrying sul1, sul2, ere A, qac H, OXA-21, and mph D were found in pond water. Mobile genetic elements(MGEs) analysis indicated that horizontal gene transfer(HGT) of integrons, insertion sequences, and plasmids existed in shrimp intestine, sediment, and water samples, and the abundance of integrons was higher than that of other two MGEs. The results suggested that HPB carrying ARGs potentially existed in aquatic environments, and that these contributed to the environment and public health risk evaluation.     

丁二腈高效降解菌的筛选及其降解性

以丁二腈为唯一碳源和氮源,从石化腈纶废水及其处理构筑物的生物膜中,分离、筛选出2株高效降解丁二腈的菌株:J-1-3和J-13-1.经形态学观察和生理生化特征研究,两者均被鉴定为假单胞菌(Pseudomonas spp.).通过摇瓶试验得出2菌株的最适生长条件:温度为30℃,摇床转速(间接反映通气量)为250 r/min,接种量为0.1%,初始pH为6.在最适生长条件下,分别对不同初始浓度丁二腈进行降解率试验.结果表明,2菌株对丁二腈的降解能力强,尤以J-13-1更为显著.当丁二腈的初始浓度约为6000mg/L、8000mg/L和10000mg/L时,J-13-1菌株对丁二腈的降解率分别在12.5h、14h和16h时达到100%.     

螺旋霉素废水处理过程中菌群结构、水质特征及抗性基因之间关系分析

抗生素制药废水常含有大量抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARG）,传播抗性污染的风险高于城市污水,但目前人们对抗生素制药废水处理过程中ARG转归影响机制研究尚有不足.本研究采用高通量测序考察某螺旋霉素制药废水厂A²O工艺过程中菌群结构变化,并通过多种统计学分析方法考察菌群结构、水质特征及ARG之间的相互关系.结果表明,生物处理单元中污泥的菌群结构受进水水质影响较小,其中厌氧和缺氧池中均以产甲烷菌与硫酸盐还原菌为优势菌,好氧池和二沉池中优势菌群的功能较为复杂;A²O系统对常规污染物去除效果较好,但不能稳定削减潜在致病菌丰度.水质特征、菌群结构和ARG之间存在显著相互影响关系,其中废水处理过程中生物量、NH₄⁺-N和化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）与ARG和可移动遗传元件（mobile genetic elements,MGE）的分布密切相关.在水相和泥相中对ARG和MGE产生显著影响的菌属不同,而且泥相中有更多的潜在致病菌与ARG显著相关性,即污泥中微生物同时获得耐药性和致病性的可能性比水相中高.本研究可为今后抗生素制药废水处理过程的抗性污染控制提供科学参考.     

锁磷剂联合好氧反硝化菌修复富营养化水体

氮磷是造成水体富营养化的主要原因,单一治理方法常常难以同时有效去除氮磷.本文利用1株分离自富营养化水体的好氧反硝化菌株（AD-19）构建固定化菌膜,并与锁磷剂Phoslock^®联合修复富营养化水体,研究了Phoslock^®的控磷效能和反硝化菌的脱氮性能及二者联合作用时对富营养化水体的修复效果.结果表明,在投加比例为80（Phoslock^®与PO₄^3--P的质量比）的条件下,Phoslock^®对模拟富营养化水体中PO₄^3--P去除率可达95%以上,并能有效抑制底泥中磷的释放.好氧反硝化菌AD-19具有较好的异养硝化-好氧反硝化功能,在以NH₄⁺-N或NO₃^--N为唯一氮源条件下生长良好并能去除97%以上的氮,经16S rDNA鉴定该菌株属于假单胞菌属（Pseudomonas sp.）.利用湖泊模拟装置论证了Phoslock^®联合固定化菌膜修复富营养化水体的可行性,进一步地,利用该技术对武汉市某公园内富营养化池塘进行修复治理,经过16 d的处理,氮磷等水质指标从劣Ⅴ类地表水提升至Ⅲ类,并持续稳定270 d以上,证明Phoslock^®联合固定化菌膜可快速和有效地修复富营养化水体,并保持水质长期稳定.     

海洋菌株y3的分离鉴定及其异养硝化-好氧反硝化特性

从胶州湾海底沉积物中筛选出1株高效的海洋异养硝化-好氧反硝化细菌y3,经形态学观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列分析,确定该菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).对其在实际含氮海水中的脱氮实验结果表明,菌株y3的最佳碳源为柠檬酸三钠,最适p H为7.0,最适C/N为13;菌株均能以NH4Cl、Na NO_2和KNO_3为唯一氮源进行反应,20 h后其去除率分别为98.69%、78.38%和72.95%,在硝化过程中几乎没有亚硝酸盐和硝酸盐的积累.以不同比例混合两种氮源反应20 h,当NO~-_3-N∶NO~-_2-N分别为2∶1、1∶1和1∶2时,脱氮率分别为99.56%、99.75%和99.41%;当NH~+_4-N∶NO~-_3-N分别为2∶1、1∶1、1∶2时,脱氮率均为100%;当NH~+_4-N∶NO~-_2-N分别为2∶1、1∶1、1∶2时,脱氮率分别为90.43%、92.79%和99.96%,多高于单一氮源的情况.该菌株具有较好的高盐废水脱氮处理效能.     

MBR系统内丝状菌污泥膨胀的分子生态学解析

膜 生物反应器 (MembraneBioreactor ,MBR)工艺是目前污水处理技术的研究的热点之一 .以前大部分研究集中于宏观工程参数控制和活性污泥特性对系统运行的作用过程 ,针对系统内活性污泥的分子生态学研究尚少 .本文在长期试验运行基础上 ,发现丝状菌在MBR运行过程中容易大量增殖形成污泥膨胀 ,对系统的处理效率及膜污染造成一定影响 .为了对其膨胀发生过程及变化进行深入的机理解析 ,本研究利用荧光原位杂交 (FluorescentinSituHybridization ,FISH)分子生物学分析技术 ,对MBR系统内丝状菌污泥膨胀的发生过程进行了跟踪研究 .发现引起膨胀的丝状菌主要是 0 2 1NⅡ型丝状细菌 ,G2M探针杂交后的丝状菌相对量的变化逐渐升高 .     

一株降解苄嘧磺隆光合细菌的分离鉴定及其降解特性

从农药厂工业废水和污泥中富集分离到一株能降解苄嘧磺隆(Bensulfuron methyl)的光合细菌PSB07-6,根据分离菌株的细胞形态结构、活细胞光吸收特征、生理生化特征以及系统发育分析将该菌初步鉴定为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris).高效液相色谱法(HPLC)测定该菌降解光合细菌培养基中苄嘧磺隆的能力,在pH为6.5的光合细菌培养基中培养5 d,对350 mg·L-1苄嘧磺隆降解率达25.03%.添加回收率为105%～112%.降解特性研究结果表明,该菌能以苄嘧磺隆为唯一碳源和氮源,降解最佳条件为30℃、pH6.5.