Responses of bacterial strains isolated from drinking water environments to N-acyl-L-homoserine lactones and their analogs during biofilm formation

Often as a result ofbiofilm formation, drinking water distribution systems （DWDS） are regularly faced with the problem of microbial contamination. Quorum sensing （QS） systems play a marked role in the regulation of microbial biofilm formation; thus, inhibition of QS systems may provide a promising approach to biofilm formation control in DWDS. In the present study, 22 bacterial strains were isolated from drinking water-related environments. The following properties of the strains were investigated： bacterial biofilm formation capacity, QS signal molecule N-acyl-L-homoserine lactones （AHLs） production ability, and responses to AHLs and AHL analogs, 3-chloro-4-（dichloromethyl）-5-hydroxy-2（5H）- furanone （MX） and 2（5H）-furanone. Four AHLs were added to developed biofilms at dosages ranging from 0.1 nmol.L J to 100nmol.L1. As a result, the biofilm growth of more than 1/4 of the isolates, which included AHL producers and non-producers, were significantly promoted. Further, the biofilm biomasses were closely associated with respective AHLs concentrations. These results provided evidence to support the idea that AHLs play a definitive role in biofilm formation in many of the studied bacteria. Meanwhile, two AHLs analogs demon- strated unexpectedly minimal negative effects on biofilm formation. This suggested that, in order to find an applicable QS inhibition approach for biofilm control in DWDS, the testing and analysis of more analogs is needed.     

光合细菌对2,4,6-三氯苯酚的降解特性研究

研究了混合光合细菌PSB-DR在不同光照、接种量和pH值下对2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的生物降解特性,确定了PSB-DR生物降解2,4,6-TCP的优化控制条件.结果表明,光照培养下,接种量30%,初始pH值7.0时2,4,6-TCP降解效率最高.在此条件下,50mg/L的2,4,6-TCP经5d后降解率达到82.3%.培养基中醋酸钠的加入对2,4,6-TCP降解有明显的抑制作用.PSB-DR静息细胞对2,4,6-TCP的降解符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其降解动力学参数rmax=1.746h-1,Km=38.333mg/L,Ki=260.87mg/L.     

湖泊沉积物中氨氧化微生物的amoA基因数量

采用定量PCR方法测定了4个湖泊沉积物中氨氧化微生物的amoA基因数量,并分析了其与环境因子之间的关系. 结果表明:小南湖AOA(氨氧化古菌)和AOB(氨氧化细菌)的amoA基因数量最多,分别达2.1×104和2.8×103copies/g(以干质量计,下同);梁子湖仅检测到了AOA amoA基因的存在,平均值为4.9×103copies/g. 东湖和汤逊湖的AOA amoA基因数量比较接近,约为3.0×103copies/g,然而AOB的amoA基因数量在这2个湖泊中仅分别为37和86copies/g;在这些采样点中,AOA的amoA基因数量是AOB的3~278倍. 统计分析发现,随着湖泊营养水平和间隙水中ρ(NH₄+)的上升,AOA和AOB的amoA基因数量均呈增加趋势,但ρ(NH₄+)增加对AOB的促进作用要大于AOA,导致AOA和AOB的amoA基因数量比值与间隙水中ρ(NH₄+)呈显著负相关. pH上升对2类氨氧化微生物的抑制作用则与ρ(NH₄+)增加对它们的促进作用相反. 沉积物中amoA基因数量与间隙水中ρ(NO₂-)无显著相关性,但与ρ(NO₃-)呈显著正相关. 由于ρ(NH₄+)与ρ(DO)之间呈显著负相关,因此认为ρ(DO)与氨氧化微生物amoA基因数量之间的显著负相关可能更多的是对ρ(NH₄+)与氨氧化微生物amoA基因数量之间紧密关系的一种间接反应.      

土著细菌对江汉平原浅层含水层沉积物中砷迁移的影响

对江汉平原水文地质调查发现,该地区地下水砷含量已远超国家饮用水标准。以沉积物培养的土著细菌混合液为生物材料,以江汉平原高砷含水层沉积物为研究对象,在实验室内模拟地下水系统,研究厌氧环境条件下,不同生物量土著细菌和pH值对沉积物中砷迁移转化的影响,以及土著细菌活动下砷在不同沉积物中的迁移转化。结果表明,不同生物量菌悬液都能促进沉积物中As的释放,增加总As和As(III)的浓度,但150mL处理组,在研究后期,总As和As(III)的浓度呈现减缓趋势;在初始生物量一定的条件下,沉积物中As含量越高,细菌活动下总As相对释出量就越低,而且As(III)占所释出总As的比值就越高,但两个高砷含量沉积物组的差异较小;在初始pH值为5、7和9的培养条件下,细菌都能加速砷的迁移,但pH值为5的处理组(简称pH5处理组)最弱,在前8天,pH9处理组较pH7处理组的低,随后超过pH7处理组。研究表明,土著细菌悬液能加速As从沉积物中释出,并且释出的As以As(III)为主;在耐受的弱碱性环境条件下,细菌对砷的迁移和转化随环境的pH值增加而增强。     

城市污水处理厂微生物气溶胶污染和粒径分布特征

城市污水处理厂微生物气溶胶的污染与控制逐渐成为人们关注的热点问题。为明确城市污水处理厂微生物气溶胶浓度和粒径分布特征,选择鄂尔多斯市某城市污水处理厂的格栅间、配水池、氧化沟、二沉池、污泥脱水间和厂区门口6个功能区为对象,对各功能区产生的异养细菌、真菌和放线菌气溶胶浓度分布、污染特性和微生物粒子粒径分布特性进行研究。结果表明,该污水处理厂不同功能区内异养细菌、真菌和放线菌的浓度分布存在显著性差异,其中二沉池和污泥脱水间产生的异养细菌和放线菌浓度均较高,真菌浓度较高的区域为厂门口和二沉池;根据相关微生物气溶胶污染评价标准,污泥脱水间逸散的异养细菌浓度均达到污染级,二沉池、氧化沟和厂门口逸散的异养细菌浓度达轻微污染级,格栅间和配水池未受污染,而真菌浓度在各个功能区均未受到污染;各功能区产生的异养细菌、真菌和放线菌粒子粒径分布无明显差异,异养细菌、真菌和放线菌粒子粒径分别集中在第1、4级,第3、4级和第1、2、3级,大体上均呈正态分布;各功能区均逸散出一定比例的可以直接吸入人体呼吸道的微生物粒子,可能对人体健康具有一定的潜在风险。研究结果可为城市污水处理厂运行过程中微生物气溶胶的污染控制提供科学依据。     

丹参提取液对球形红细菌菌体蛋白及几种酶的影响

为探索球形红细菌对丹参的生物转化机理,采用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(N-PAGE)分别对丹参水提液、醇提液、醇水提液培养后球形红细菌菌体及纯球形红细菌(PRS)菌体蛋白质(Pro)、酯酶(EST)、细胞色素氧化酶(COD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)进行分析,比较用丹参提取液培养前后球形红细菌菌体蛋白及4种酶的同工酶变化.结果表明:丹参提取液培养前后球形红细菌菌体蛋白及4种酶的同工酶谱带差别较大,同工酶的电泳迁移率、活性、所表达同工酶的数目及分布均有差异,培养d 2～6蛋白及酶表达量变化最大,d 14～20基本稳定.研究表明丹参能诱导球形红细菌生成新的蛋白质及酶,亦可抑制某些蛋白质和酶的合成;这些蛋白和酶可能参与了丹参化学成分的生物转化.图4参22     

亚磷酸盐降解微生物的筛选、鉴定和降解特性

从太湖底泥中筛选出一株能够利用亚磷酸盐(+3价)的细菌P1.通过生理生化实验及16S rDNA基因序列分析鉴定,P1菌与所有已知菌的同源性都很低,属于未知的新菌株.P1菌的最适培养条件为:pH6.5~7.0、温度30℃.P1菌能以亚磷酸盐为唯一磷源生长,在60~100mg P/L的初始亚磷酸盐培养条件下,100mgP/L的亚磷酸盐培养基中亚磷酸盐减少量最大(11%),培养基中生成正磷酸盐的比例最高1.6%.初始亚磷酸盐浓度越低,碱性磷酸酶(BAP)活性越高,60mgP/L的亚磷酸盐培养基中BAP的最高活性为1.86mol PNP/(L菌液·h).P1菌可能通过BAP将亚磷酸盐转化成生物体内所需的磷源.     

多环芳烃(PAHs)污染对滨海湿地入侵植物互花米草的影响北大核心CSCD

滨海湿地生态系统正遭受着人为活动或自然因素的威胁,为探究多环芳烃（PAHs）污染对滨海湿地入侵植物互花米草根际、根内微生物的影响及植物-微生物联合修复PAHs的潜力,设置含有不同浓度菲和芘的沉积物处理,通过盆栽实验对互花米草幼苗进行暴露.结果显示,培养70 d后,菲和芘的去除率分别为13%-36%和11%-30%;菲处理的互花米草根际沉积物中脱氢酶活性显著高于对照（P〈0.05）,非根际沉积物多酚氧化酶活性则降低10%.磷脂脂肪酸（PLFA）分析显示,菲处理显著降低了根际沉积物微生物量（P〈0.05）,尤其是革兰氏阴性菌下降了24%;而芘处理对脱氢酶、多酚氧化酶以及总微生物量的影响相对较小.100 mg/kg菲处理使得根际与根内革兰氏阴性菌PAHs-环羟基双加氧酶基因（PAH-RHDα-GN）丰度比对照组分别增加了100倍和3倍;而100 mg/kg芘处理使得根际与非根际沉积物中PAH-RHDα-GP丰度显著升高（P〈0.05）.上述结果表明,入侵植物互花米草对PAHs污染存在明显的响应,其根内细菌在植物-微生物联合修复PAHs污染具有重要的作用.     

改性玄武岩纤维填料的生物亲和性及污水处理应用

改性玄武岩纤维(MBF)是一种新型无机微米级纤维填料。为了研究MBF填料的生物亲和性,评估其推广应用的可行性,采用扩展DLVO理论构建了细菌与MBF填料间附着行为的动力学数学模型,并将MBF作为生物接触氧化反应池的填料处理合成市政污水,初步评价MBF填料的污水处理效果。结果表明:枯草芽孢杆菌在MBF填料表面发生了牢固且较强的黏附行为,二者间不存在能垒障碍,故MBF填料具有较高的微生物附着能力。此外,基于MBF填料的生物接触氧化反应器启动较快,可长期维持稳定运行。COD、NH₃-N和TN平均去除率分别可达到94%、99.5%和97%。因此,MBF填料在环境工程领域具有较好的推广应用前景,可作为传统有机填料的替代品。     

赤水河流域浮游细菌群落特征及其与水质的关系

赤水河是茅台酒酿造用水的水源地,其环境承载能力和水质质量与该流域微生物的群落息息相关,而目前赤水河浮游细菌群落组成、功能及其与水质之间的关系研究开展较少.本研究以茅台酒厂采水点为中心,在其上中下游设置了W1~W6共6个采样点,采用16S rDNA Miseq高通量测序技术研究了赤水河浮游细菌群落的组成及其功能.结果表明浮游细菌群落主要由55门、167纲、415目、706科、1431属组成,假单胞菌属（Pseudomonas）和马赛菌属（Massilia）是相对优势种群.此外,W1和W3采样点样品与其他采样点样品相比,群落组成差异较大.冗余分析表明COD_Mn、COD和DO是影响群落组成的显著因素（p<0.05）,其与NH₃-N、pH、TN、Novosphingobium、Stenotrophomona和Pontibacter等参数是该流域浮游细菌群落网络的重要节点.使用PICRUSt2软件对该水源地微生物群落的功能进行预测,结果显示其功能主要涉及代谢（metabolism）、环境信息处理（environmental information processing）、遗传信息处理（genetic information processing）等6类生物代谢通路和碳水化合物代谢（carbohydrate metabolism）、氨基酸代谢（amino acid metabolism）、能量代谢（energy metabolism）、辅助因子和维生素的代谢（metabolism of cofactors and vitamins）等46个子功能.本研究探明了赤水河浮游细菌群落组成和功能及其与环境因子的相互联系,丰富了赤水河地区的第一手研究资料,为改善其水域环境提供了参考.