微生物研究在土壤质量评估中的应用

为了防止土壤退化,实现资源的持续利用,必须对土壤质量进行评估.传统的理化指标已难满足需要,寻找能够全面反映土壤质量动态变化和判别胁迫环境或人为干扰下土壤质量变化的灵敏指标,已成为土壤生态学的研究热点.土壤微生物是土壤生态系统的重要组分,在生物地球化学循环过程中有重要的作用,对土壤环境变化和胁迫的反应十分灵敏.但由于土壤微生物种类繁多且难以培养,限制了其在土壤质量评价中的应用.近年来围绕土壤微生物总量、活性和组成的测定发展出了很多新的技术,如微生物生物量测定、土壤酶活件测定、土壤诱导呼吸强度测定、Biolog微量分析、纯培养、磷脂脂肪酸谱图分析和分子生物学技术等,极大地促进了微生物指标在土壤质量评价中的应用.本文就这3个方面的土壤微生物研究技术及其在土壤质量评价中的应用进行评述.表1参70.     

耐碱性木聚糖酶产生菌的筛选及发酵条件研究

利用刚果红透明圈法,从造纸厂碱性土壤中筛选到一株木聚糖酶生产菌株X24-14,经培养特性研究及16S rDNA序列分析,初步认为该菌属于纤维菌属(Cellulosimicrobium).经发酵条件优化,该菌在麸皮60 g/L,蛋白胨10 g/L,K2HPO4 7.0 g/L, pH 8.5,接种量为5%, 37 ℃, 200 r/min的条件下发酵培养108 h,可达到最大活力,为2 204 u/mL. 该酶最适反应温度为60 ℃;具有较宽的pH作用范围,在pH 4.2～9.4范围内能保持较高的酶活力,在pH 9.4条件下,仍具有80%的酶活力; pH稳定性较好,在4 ℃、pH 11.0的条件下处理24 h仍能保持75%的酶活力.图3表1参12     

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)过氧化氢酶的分离纯化及性质

对产自枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis WSHDZ-01的过氧化氢酶,通过乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析3步纯化,最终获得电泳纯的目标酶(纯化6.8倍).该过氧化氢酶的亚基相对分子质量(M1)为63×103,在405 nm处显示特征吸收峰,推测含有血红素.计算获得酶的表观米氏常数为26.87 mmol L-1.该过氧化氢酶不受低亚硫酸钠的还原作用影响,但被氰化物、叠氮化物和3-氨基-1,2,4-三唑(单功能过氧化氢酶的专一抑制剂)强烈抑制.以邻苯二胺作为电子供体测定酶活时,该酶不显示过氧化物酶活性,因此本文将纯化的过氧化氢酶定性为单功能过氧化氢酶.此外,该酶具有热敏感的特点,且酶活在pH 5～10范围内不受pH影响,此后,活性随着pH的升高而升高,并在pH 11～12处有明显的酶活高峰,在pH 11、25℃放置60 min酶活基本不变,表明该酶在高碱条件下具有很高的活力和一定的稳定性.     

漆酶修复土壤DDT污染的动力学研究

研究了漆酶在土壤灭菌与否以及在不同施用剂量条件下对土壤DDT污染的修复动力学特征.结果表明,在土壤灭菌与否和不同施用剂量条件下,漆酶对DDT各组分及DDTs的降解率均随着时间的延长而不断提高,且在第15天之前提高迅速,到第15天之后至第25天基本上处于稳定状态.DDTs的降解过程符合拟表观一级动力学方程,非灭菌对照处理和灭菌对照处理之间,以及非灭菌加酶处理和灭菌加酶处理之间DDTs的降解速率常数分别相近,且加酶处理的降解速率常数明显高于对照处理.随着加酶量的增大,DDTs的降解速率常数也呈增大趋势,其中在加酶量为6 U·g-1土时其降解速率常数最大.     

基于木质素生物降解的堆肥化接种剂开发

选取由农林废物堆肥中筛选出的木质素降解优势土著微生物枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、铜绿假单孢菌(Pseudomonas aeruginosa)、黑曲霉(Aspergillus niger)、简青霉(Penicillium simplicissim)、栗褐链霉菌(Streptomyces badius),依据PLFA-PLS定量分析所得堆肥化2次发酵期有效的木质素降解微生物群落组成比例混合接种至稻草基质发酵瓶中,做1组L9(34)正交试验以优化混合比例,期望开发1种基于木质素降解的高效堆肥化接种剂.试验结果表明:混合菌剂具有较强的木质素降解能力,其对木质素的降解是木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶、纤维素酶和半纤维素酶共同作用的结果;当按照个数比细菌∶放线菌∶真菌为85∶5∶ 10,枯草芽孢杆菌∶铜绿假单孢菌为55∶25,黑曲霉∶简青霉为2∶1配比时,木质素、纤维素、半纤维素降解率最高,分别达到22.13%,48.97%和55.93%;在不灭菌前提下,按此配比接入菌剂,其木质素、纤维素、半纤维素降解率分别比不接菌剂发酵稻草提高19.16,38.25和46.30百分点.     

蜡蚧轮枝菌入侵蚧虫表皮过程中蛋白酶和几丁质酶的作用

研究了蜡蚧轮枝菌两个菌株No.V3.4504和No.V3.4505感染沙里院褐球蚧的外观症状、入侵体壁的过程及胞外蛋白酶与几丁质酶的作用.结果发现.用菌株No.V3.4504的孢子悬浮液感染蚧虫2 d后,在虫体表面蜡粉稀薄的位置和柔软的虫体腹面出现了菌丝,5 d后菌丝覆盖虫体,7 d后菌丝层加厚,虫体开始死亡.显微切片观察.在体壁的外表皮、内表皮和真皮层都发现了菌丝.说明该菌已侵染成功.以蚧虫的表皮为培养基对这两个菌株连续培养8 d,发现菌株No.V3.4504的蛋白酶活性在前6天连续上升,最大值为(33.94±1.61)U/g,然后降低;几丁质酶活性在前期维持在一个较低水平,d 5开始增加,最大值为(7.28±1.36)U/g.菌株No.V3.4505的蛋白酶和几丁质酶的活性变化趋势与No.V3.4504相似.说明蛋白酶在菌丝侵染体壁的前期发挥了作用,降解表皮中的蛋白质,使几丁质暴露,诱导几丁质酶的大量产生,从而分解几丁质.图3表2参22     

2,4-DNT对鲤鱼的急性和亚急性毒性

实验测定２,４－ＤＮＴ对鲤鱼的急生和亚急性亚急性试验经１．６４０,３．２８０,４．９１９,６．５５９,９．１０９ｍｇ．Ｌ＾－１２,４－ＤＮＴ暴露３６ｄ,在１５－１９℃下,２４,４８,７２,９６ｈ的ＬＣ５０值分别为３０．７８,２７．２５,８４．２４,９６ｍｇ．Ｌ＾－１。     

铜离子对中国花鲈幼鱼的毒性研究

为给中国花鲈(Lateolabrax maculatus)养殖提供污染生物学的理论数据,研究了中国花鲈幼鱼的铜离子中毒症状和半致死浓度(LC50);检测了幼鱼肝脏的谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)活力;分析了铜离子胁迫对...     

邻苯二甲酸二丁酯对海洋微藻生长的影响

近年来,内陆和近海水体中的一种典型环境激素邻苯二甲酸二丁酯(DBP)含量显著上升,但其对海洋生态系统的影响并不明确。本研究选取7种海洋微藻为实验材料,包括1种甲藻(东海原甲藻Prorocentrum donghaiense),2种定鞭藻(小普林藻Prymesium parvum和球形棕囊藻Phaeocystis globosa),2种硅藻(中肋骨条藻Skeletonema costatum和三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum),以及1种隐藻(红胞藻Rhodomonus salina)和1种绿藻(海洋小球藻Chlorella sp.),设置5个DBP暴露浓度(5、10、20、50、100μg·L-1),研究其对海洋微藻生长的影响,并探索DBP暴露对微藻抗氧化系统和光合系统的影响。结果表明:在所有暴露组中,球形棕囊藻、小普林藻、东海原甲藻、红胞藻、海洋小球藻生长速率显著增加;5~20μg·L-1的DBP暴露下中肋骨条藻不受影响,50、100μg·L-1下受到抑制;所有DBP暴露组对三角褐指藻没有显著影响。在50μg·L-1DBP暴露下,随着时间的延长,球形棕囊藻的SOD、CAT、MDA均表现出先升高后下降的趋势,第7天藻的叶绿素a、叶绿素b,类胡萝卜素含量较对照组分别增加了23%、10%、48%,球形棕囊藻光系统II(PSII)的最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII的潜在活性(Fv/F0)、光合性能指数PI分别增加了4.8%、16%、69%。研究发现DBP对海洋微藻的影响具有种间差异性,能够显著促进有害赤潮藻球形棕囊藻的生长,近岸水体DBP含量的增加可能改变浮游植物群落组成,进而增加有害藻华暴发的风险。     

海水中邻苯二甲酸二乙酯的快速检测方法建立

为构建海水中邻苯二甲酸二乙酯(DEP)快速检测方法,采用胶体金酶联免疫层析技术,利用抗DEP单克隆抗体杂交瘤细胞株进行腹水制备。以邻苯二甲酸单乙酯(MEP)-OVA为包被抗原,羊抗鼠IgG为二抗,优化抗原抗体配对组合和胶体金-抗体标记条件,最后组装获得快速检测DEP胶体金免疫层析试纸条。利用包括DEP在内的12种邻苯二甲酸酯类化合物标准溶液检测试纸条的灵敏度和特异性,并利用人造海水作为稀释溶剂检测试纸条的海水环境适应性。结果显示:纯化后抗体效价最高可以达到1∶30 000以上,胶体金溶液与抗体最佳标记条件为pH=7.2,抗体最佳标记量为6μL·mL~(-1);所制备胶体金酶联免疫层析(GICA)试纸条对DEP的检测特异性较高,在人造海水条件下试纸条对DEP的检测限可达20μg·L~(-1),适用于海水中DEP的快速检测。