白腐真菌对异狄氏剂的降解特性及降解机理

异狄氏剂作为一种防治农业害虫的杀虫剂在世界范围内曾被大量使用,其在环境中的残留及生物毒性已经引起广泛关注.为开发异狄氏剂降解菌资源,并阐明异狄氏剂的微生物降解机制,采用液体培养法研究了一株对狄氏剂具有降解能力的白腐真菌Phlebia acanthocystis TMIC34875对异狄氏剂的降解性能及机理.结果表明,在菌体接种量为15%(V/V)时,异狄氏剂在10 d培养期间的降解率达到最高的57%左右.该菌株在异狄氏剂的初始浓度为20μmol L-1时具有最大降解速率,为0.053μmol L-1h-1.在培养温度为25-35℃,pH值为4.5-5.5之间时,菌株对异狄氏剂具有较好的降解效果.相同条件下,菌株在马铃薯液体培养基中显示出比在Kirk合成液体培养基中更高的降解活性.通过气相色谱–质谱分析发现了多个未曾报道过的代谢产物,包括3个单一羟基化产物和1个羧基化产物,表明该菌株对异狄氏剂的降解途径不同于已知的细菌降解途径.     

生物活性炭滤池的启动运行

对生物活性炭滤池启动运行中微生物生物量、生物活性、代谢功能及水质指标的变化情况进行连续分析.结果表明,生物活性炭滤池中异养微生物的平板计数生物量变化呈"S"形曲线,与微生物生长规律相符合,这反映滤池中微生物群落有明显的适应期、对数期和稳定期等生长阶段.脱氢酶活性随挂膜时间延长不断增加,第30天后达到稳定水平.滤池中微生物群落碳源代谢能力随挂膜时间的推进而增强,第40天时微生物群落的丰富度指数和Shannon多样性指数达到相对稳定值.氨氮(NH4+-N)与高锰酸盐指数(CODMn)去除率经过降低—缓慢上升—稳定的变化过程后,在第40天时去除率分别达到80%和28%左右.滤池启动运行29 d后溶解氧(DO)消耗率基本稳定,其值为18%.因此,在生物活性炭滤池挂膜过程中,分析微生物生长代谢与水质的变化特征可判断挂膜启动过程是否完成.图6表1参22     

产甘油假丝酵母补料发酵中的甘油合成衰减

为揭示产甘油假丝酵母Candida glycerinogenes补料发酵后甘油合成衰减机理,以指导甘油合成及菌株改造,对补料发酵后甘油的生成情况、葡萄糖的消耗情况、细胞内的代谢流量变化以及代谢途径关键酶活力变化进行了研究.结果表明,补料发酵后葡萄糖的代谢流量分布发生变化,流向HMP途径和甘油合成途径的流量分别降低48%和33%,更多的碳流通过EMP途径形成副产物;胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(ctGPD)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)的活力下降,而丙酮酸激酶(PYK)活力上升.补料发酵后甘油合成关键酶ctGPD酶活力低下,流向甘油合成途径的碳流减小,还原力供给受影响,这些因素共同作用引起了补料发酵后甘油合成的衰减.     

草甘膦生产工艺水资源代谢分析与优化建议

以某农药集团草甘膦生产工艺为例,运用工业代谢分析方法对其水资源代谢过程进行量化分析,建立了水代谢平衡账户并绘制了水代谢图,在此基础上,识别和筛选出草甘膦生产过程中的主要用水单元及废水排放单元,并据此提出优化建议. 结果表明,草甘膦生产过程中的主要用水类别为蒸汽,其蒸汽消耗单元多且用汽量大,而换热网络单一,冷凝水浪费较严重,系统中水资源重复利用水平较差.针对该问题,从系统优化和节水管理等方面提出了工艺废水的重复利用及主要用汽单元之间的换热网络优化等建议,以期提高生产过程中的水资源利用效率.      

活性污泥宏基因组芯片DNA的制备方法

宏基因组芯片的探针是通过构建环境DNA的宏基因组文库而获得的,为了获得理想的活性污泥宏基因组文库和宏基因组芯片探针,必须获得高质量的活性污泥DNA.本文作者采用8种不同的DNA提取方法提取活性污泥的总DNA,并通过比较DNA总量、纯度、完整性、是否含有PCR酶抑制剂、能否进行限制性内切酶酶切等指标来评价不同提取方法对活性污泥总DNA提取效果的影响.结果表明,溶菌酶-SDS-蛋白酶K-酚氯仿抽提处理活性污泥所提取的总DNA效果最好,提取的DNA总量多、纯度高,DNA片段大于23 kb,无需进一步纯化就可直接进行PCR扩增反应或SauA Ⅰ限制性内切酶酶切,但DNA如果需要EcoRⅠ、HindⅢ等限制性内切酶酶切,则需采用Roche公司琼脂糖凝胶回收试剂盒将DNA进一步回收纯化.图7表3参14     

深海沉积物宏基因组文库中产蛋白酶克隆的筛选及性质分析

提取东太平洋深海沉积物宏基因组DNA,构建了未培养微生物宏基因组文库.该文库平均插入片段30 kb以上,含有7 000个克隆,含外源DNA总长度约为210 Mb.从文库中筛选到18个产胞外蛋白酶的克隆,16S rRNA分析表明,它们分别来源于假单胞菌(Pseudomonas)、寡养单胞菌(Stenotrophomonas)和弧菌(Vibrio)3个菌属.根据活性大小及来源菌株的16S rRNA序列比较,选择10个蛋白酶进行酶学性质分析,结果表明,它们的最适作用pH值在7～10之间,最适作用温度在10～40℃之间.其中Pro20蛋白酶最适作用温度最低,为10℃;Pro1蛋白酶具有最适作用温度低(20℃)、pH耐受性好、热稳定性较好等特性,具有良好的应用开发潜力.图6参16     

烯式吡虫啉(olefin IMI)光解及其光解产物研究

烟碱类杀虫剂吡虫啉(imidacloprid,IMI)在环境中可代谢为生物活性提高10倍的烯式吡虫啉(olefin IMI).研究了olefin IMI的光稳定性、光解动力学和光解代谢途径.结果表明:olefin IMI在避光条件下较为稳定,室温下放置400 d后,olefin IMI含量仅减少3%;而在室内模拟日光条件下,olefin IMI易于分解,光解反应符合一级动力学方程(r＞0.99),半衰期为4 d.olefin IMI的光解反应存在2条主要途径:一是羟基化生成4,5-二羟基化吡虫啉,该产物进一步氧化断裂药效基团硝基亚胺基生成羰基化产物;二是直接脱去硝基基团生成胍基产物.     

温度对并联式AA-MBBR工艺中微生物群落结构及代谢途径的影响

高原生活污水中碳氮比(C/N)较低,为了更加充分利用碳源,本试验采用并联式AA-MBBR作为处理工艺,探究温度变化对并联式AAMBBR工艺中污染物去除效率、微生物群落结构、代谢途径及功能基因的影响.结果表明,COD、TN、TP的去除效率得到了有效提升,不同温度工况下污染物去除效果优劣不同.相关功能微生物丰度在各温度工况间表现出显著差异性,反硝化菌在高于13℃的环境中,随温度的上升而受到抑制作用,反硝化基因变化趋势相同,PAOs的相对丰度在9℃时最高;PHV通过Ethylmalonyl pathway途径和甲基丙二酰辅酶A诱导产生,参与碳代谢的TCA循环和EMP途径的相关功能基因的相对丰度受温度的影响最大.     

铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊矿物质元素代谢的影响

为了评价草地铜污染对放牧乌蒙半细毛羊的影响,探讨铜污染的治理方法,在乌蒙山区的妈姑镇和凉水沟开展草地放牧试验和矿物质元素补充研究。应用原子发射光谱分析土壤、牧草和动物组织的重金属含量,应用全自动血液分析仪分析血液指标。放牧试验的结果显示:铜污染草地放牧明显增加了动物组织铜和锌的含量(P 0.01),降低了动物组织钼和铁的含量(P 0.01),试验结束时,试验组动物的血红蛋白(Hb)、红细胞压积(PCV)、红细胞数(RBC)和平均红细胞体积(MCV)显著低于对照组(P 0.01),羊毛产量和长度显著低于对照组(P 0.01)。矿物质元素补充试验的结果显示:补充硫酸钠明显降低了铜污染草地放牧动物血液和肝脏铜元素含量,补充试验结束时,处理Ⅰ组动物血液的Hb、PCV、RBC和MCV显著高于处理Ⅱ组(P 0.01),血液指标达到正常范围。处理Ⅱ组动物血液和肝脏铜元素的含量继续升高,动物组织钼的含量继续降低(P 0.01),Hb、PCV和RBC继续下降,试验结束时出现溶血性贫血,但补充硫对羊毛品质的相关指标没有显著的影响。研究表明,铜污染草地严重影响了乌蒙半细毛羊的矿物质代谢,补充硫酸钠可以部分拮抗铜的毒性。     

脂质组学在环境领域中的应用

脂质是生物体内重要的组成物质之一,具有多种重要的生物学功能。脂质组学作为代谢组学的一个重要分支,主要通过研究生物体内脂质化合物及脂质代谢谱的变化,进而鉴定生物标志物,分析相关代谢通路,阐明生物体响应外界刺激的机制。随着分析技术的不断进步,尤其是色谱和质谱技术的引入,极大地推动了脂质组学研究的发展,并扩展了其应用范围。本文介绍了脂质组学的研究方法及其在环境领域中的应用前景,重点讨论了脂质组学及多组学联用技术在环境胁迫耐受性及环境污染物毒性评价中的应用。