与环境污染物转化相关的细菌厌氧呼吸研究动态

基于细菌呼吸理论为基础的环境有毒物质降解为环境污染治理提供了新的策略和方法,是近年来研究的热点问题.细菌呼吸是自然界中一个最基本、最重要的生物代谢过程,具有很大的灵活性和多样性,且与生态环境密切相关.在厌氧条件下,细菌利用环境中多种有毒物质作为呼吸链末端电子受体进行厌氧呼吸,在有毒物质被还原甚至降解的同时实现电子在呼吸链上的传递,形成跨膜的质子浓度电势梯度,进而转化为其生长代谢所需的能量.细菌以环境有毒物质为电子受体的厌氧呼吸不断被发现,这对于深入理解细菌呼吸的本质具有重要的理论意义,同时对于有毒物质的降解及元素的生物地球化学循环具重要的环境学意义,对于提高对地球表面有毒物质污染生物修复策略的认识具有重要的现实意义.图1表1参45     

一株光合细菌的分离鉴定及污水处理能力研究

光合细菌(photosyntheticbacteria,简称PSB)是一种在自然界广泛存在的具有光能合成体系的原核微生物,除可用作饲料添加剂外,还具有在好氧、微氧、厌氧多种条件下代谢废水中有机化合物、难降解卤化物等的能力,具有一定的工农业应用前景。本实验以实验室废水处理反应器活性污泥为材料,采用液体富集培养、平板反复划线分离方法,得到一株光合细菌,命名为PSB-O。经菌落形态特征、细胞形态特征、活细胞光吸收光谱特征、生理生化特性及16SrRNA基因分析,将PSB-O菌株鉴定为Rhodopseudomonassp.。将该菌用于连续培养反应器处理合成有机废水试验,结果表明PSB-O可以有效去除合成有机废水中的COD,在稀释率为0.025h-1时去除率达到最高62.8%,可以用于有机废水处理。     

一株多菌灵降解菌NY97-1的分子鉴定及GFP标记

用PCR方法扩增的多菌灵降解菌NY97-1的16SrDNA片段经TA克隆后,进行序列测定和BLAST同源序列比较分析,确定了其分类地位为短小芽孢杆菌(Bacilluspumilus,B.p).经BamHⅠ酶切的启动子探针载体pUC19-gfp与NY97-1基因组DNA的Sau3AⅠ酶切片段酶连,酶连产物转化E.coliDH5a,建立B.p的启动子基因文库.挑选其中的两个强阳性克隆,亚克隆来自短小芽孢杆菌总基因组的启动子活性片段F4、F5,构建大肠杆菌-短小芽孢杆菌穿梭表达载体pNW33N-F4-gfp、pNW33N-F5-gfp.通过电转化得到gfp在B.p中的两株标记菌株.在荧光显微镜下,观察到了明亮的绿色荧光,证明活性片段F4、F5均具有组成型启动子的功能,实现了gfp基因在B.p中组成型表达,且遗传稳定,为今后研究多菌灵降解菌B.p在自然环境中的定殖、分布及动态变化打下了基础.图3表2参20     

细菌偶氮还原研究进展

细菌偶氮还原是在细菌偶氮还原酶作用下偶氮复合物分解为芳香氨的过程,多种细菌都具有偶氮还原功能.有氧条件下细菌的偶氮还原是在特异性的偶氮还原酶作用下完成的,对氧气不敏感.而厌氧菌和兼性厌氧菌的偶氮还原是在厌氧或兼性厌氧条件下由一些氧化还原中间体作为电子穿梭体与偶氮复合物作用的非特性的还原过程.电子穿梭体与偶氮复合物作用是一个纯化学氧化还原过程,其中偶氮复合物作为电子受体接受电子.厌氧偶氮还原是细菌偶氮还原的主要形式.偶氮还原在厌氧-好氧染料废水处理系统和偶氮水溶胶聚合物作为结肠靶向给药载体的研究中有重要应用.图2表1参45     

贵阳市水库中硫酸盐还原菌及铁还原菌对甲基汞分布的影响

微生物在汞的甲基化过程中起着关键作用,但关于野外微生物活动对甲基汞分布的影响研究较为缺乏.通过对贵阳市不同污染类型水库中硫酸盐还原菌(SRB)、铁还原菌(DIRB)、甲基汞(MeHg)及相应水质参数分布规律研究,探讨了水库中SRB和DIRB活动在汞甲基化及其分布中所起的作用.在水库上覆水体中,SRB与甲基汞呈显著正相关关系(r=0.398,p0.015,n=37),表明在上覆水体中,SRB为主要的汞甲基化细菌.在污染严重且差异明显的沉积物中,两种微生物对甲基汞分布的影响各不相同.在受矿山酸性废水污染的阿哈水库,由于其过高的SRB含量及其硫酸盐还原活动,导致夏季沉积物表层硫离子大量积累,严重抑制了汞的甲基化过程,使得沉积物孔隙水表层甲基汞明显低于其它两个水库,也低于阿哈水库上覆水体甲基汞含量.在红枫水库,沉积物表层适宜的SRB活动促进了汞的甲基化,硫酸盐还原物硫离子和孔隙水甲基汞存在显著相关性(r=0.674,p0.001,n=31);在百花水库,由于沉积物曾受到严重汞污染,甲基汞峰值主要受到沉积物总汞的影响,和两种微生物活动及其产物均未表现出显著相关性.     

Characterization of the effective cellulose degrading strain CTL-6

An efficient 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 effective 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 efficiency value of the endocellulase (CMCase activity) was 0.404 μtmol/(min-mL), cellulose degradation efficiency by CTL-6 was remarkably high at 50-65°C with the highest degradation efficiency 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, celiobiose, and glucose. Strain CTL-6 also grew with Sorbitol as the sole carbon source, whereas C.therrnocellum is unable to do so.     

甲胺磷降解菌的分离与降解特性研究

从长期受甲胺磷农药污染的土壤中采集土样,经过富集培养,稀释倒平板后划线分离得到3个菌株,分别编号为J-1,J-2,J-3菌株。将分离到的3个菌株接种到富集培养基中培养后,利用钼锑抗分光光度法测定磷含量变化,明显可以看出J-3菌株具有较高的降解能力,因此选择J-3菌株作为下一步研究的对象。经形态学和生理生化指标初步鉴定J-3菌株为假单胞菌。J-3菌株能在没有外加碳氮源的情况下以甲胺磷作为唯一的碳源和氮源生长。另外,确定J-3菌株降解甲胺磷的最适温度为37℃,最适pH为7.0,外加碳氮源分别为葡萄糖和蛋白胨,最适装液量和接种量分别为100,250mL和8%等降解特性。     

Biodecolorization and partial mineralization of Reactive Black 5 by a strain of Rhodopseudomonas palustris

A strain of photosynthetic bacterium, Rhodopseudomonas palustris W1, isolated from a lab-scale anaerobic moving bed biofilm reactor (MBBR) treating textile e?uent was demonstrated to decolorize Reactive Black 5 (RB5) effciently under anaerobic condition. By a series of batch tests, the suitable conditions for RB5 decolorization were obtained, namely, pH < 10, light presence, glutamine or lactate as carbon source with concentration more than 500 mg/L when lactate is selected, NH4Cl as a nitrogen source with ...     

优势复合菌剂处理黑臭河水的实验研究

初试条件下系统的考察了优势复合菌剂对西洋河黑臭河水水体的处理效果,实验结果表明:(1)优势复合菌剂能有效降低黑臭河水的COD、氨氮和总磷,去除率达到80%以上;(2)好氧条件下的处理效果要优于自然条件下的处理效果;(3)不同的接种量(V菌/V水)、温度、pH值及摇床转速对处理效果均有不同的影响,由正交试验得到的最佳降解条件为接种量10/10000、温度35℃、pH值9、转速100r/min。在优化条件下对COD、氨氮和总磷的去除率分别达到67.83%、70.29%、70.59%。     

利用复合微生物菌剂控制水华的治理工程试验

为了探索利用微生物控制正在爆发水华的富营养化城市内湖的效果,试验利用光合细菌(Rhodop seudomonas palustris)、芽孢杆菌(Bacillus subtilis)2种微生物菌剂,采用直接投放的方式,治理武汉市重度富营养化湖泊四美塘湖(西),治理时间从2008年8月1日持续到2008年9月27日,治理结束后,湖水水质从劣Ⅴ类提高到Ⅴ类,高锰酸钾盐指数除去率达52.78%,TN除去率达49.26%,TP除去率达73.02%,氨氮除去率达16.18%,Chl-a含量降低了46.70%。治理进行1个月后,湖水的感官效果大幅提高,藻类水华完全消失,透明度提高,不良气味消失。在投菌结束后的3个月内,湖水水质仍然保持良好,没有出现反弹。利用复合微生物菌剂治理富营养化湖泊,控制水华的爆发,是一种经济、快速、无二次污染的富营养化水体治理方法,如将其与其他的治理技术相结合将会使其在富营养化水体治理领域中发挥重要的作用。