反胶束体系中漆酶催化愈创木酚的研究

采用4种不同属性类型的表面活性剂(CTAB,Tween-80, AOT以及鼠李糖脂)构建反胶束体系,以木质素模式物愈创木酚为底物,研究了漆酶在反胶束环境中催化愈创木酚的特性,通过对不同反胶束环境中漆酶酶活的对比,确定在4种反胶束体系中,适合酶解反应的最佳表面活性剂浓度和对应的最佳含水率w0.分别为:CTAB浓度20mmol/L,w0=20;Tween 80浓度50mmol/L,w0=25;AOT浓度30mmol/L,w0=10;鼠李糖脂浓度10mmol/L,w0=30.并考察了表面活性剂类型属性对愈创木酚在反胶束体系中酶解行为的影响和底物动力学.结果表明,最佳表面活性剂浓度以及对应的最适含水率条件下,阴离子表面活性剂AOT和鼠李糖脂的反胶束体系中愈创木酚底物的催化效果较好,鼠李糖脂反胶束体系中底物的催化率最高,反应6h后分别比 CTAB、Tween-80以及AOT反胶束体系中的转化率高44.12%、34.6%、29.43%.     

两种介体物质在漆酶降解磺胺类抗生素中的作用

通过比较两种介体物质丁香醛(SA)和1-羟基苯并三氮唑(HBT)对漆酶降解5种典型磺胺类抗生素的影响,考察了介体的起始浓度、pH值、反应温度、漆酶起始浓度等因子的影响,得到介体SA对漆酶催化降解磺胺类抗生素的效果更好.在漆酶+SA反应体系中,反应体系pH值为5~6,反应温度为30℃,SA起始浓度为0.5mmol/L,漆酶起始浓度为0.5mg/mL时,漆酶对5种磺胺类抗生素的降解效果最佳,降解去除率在15min时达到75%左右,1h内均达到97%以上. 本研究表明,适当的介体物质可大大提升漆酶对磺胺类抗生素的降解效果.漆酶在介体物质的作用下对抗生素类污染物的生态净化具有良好的应用潜力.     

Removal of 17β-estradiol in laccase catalyzed treatment processes

The removal of 17β-estradiol (E2) in laccase catalyzed oxidative coupling processes was systematically studied in this work. We focused on the influence of pH and natural organic matter (NOM) on the performance of the enzymatic treatment processes. It was found that the optimal pH for E2 removal was between 4 and 6. The removal of E2 was slightly inhibited in the presence of NOM. Enzymatic transformation of E2 was second-order in kinetics with first-order to both the concentrations of the enzyme and contaminant. Mass spectrum (MS) analysis suggested that coupling products were formed through radical-radical coupling mechanism. The results of this study demonstrated that laccase catalyzed oxidative coupling process could potentially serve as a treatment strategy to control steroid estrogens.     

In vitro degradation of the herbicide atrazine by soil and wood decay fungi controlled through Elisa technique

The interaction between atrazine, a triazine herbicide, and a series of decay fungi was characterized in terms of biodegradation of the herbicide and its influence on fungal growth. The following fungi were studied: thermophilic cellulolytic (Penicillium sp. 13) and noncellulolytic (Humicola lanuginosa sp. 5 and 12) strains isolated from self‐heated plant composts, mesophilic diphenol oxidase producing strain Mycelia sterilia INBI 2–26, white‐rot fungi Cerrena maxima, Coriolopsis fulvocinerea and Coriolus hirsutus. Competitive enzyme immunoassay was elaborated for detection of atrazine in cultural liquid. During agar plate cultivation the growth of Humicola sp. 5 was promoted by atrazine whereas the growth of Humicola sp. 12 and Penicillium sp. 13 was suppressed whereas M. sterilia INBI 2–26 was not affected by the herbicide. Neither atrazine‐accelerated nor atrazine‐depressed thermophilic strains decomposed atrazine during 21‐day cultivation according to ELISA data. In contrast, white‐rot fungi Coriolus hirsutus, Coriolopsis fuhocinerea and Cerrena maxima degraded nearly 50% of the herbicide in 5‐day submerged cultivation and 80–92% of the herbicide up to the 40th day. The soil strain M. sterilia INBI 2–26 decomposed 70% of atrazine in 17‐day cultivation. The degradation level depended of the time of atrazine introduction to the growing media. The relationships between the degree of atrazine decomposition and laccase and Mn‐peroxidase production were shown.     

不同白腐真菌复配方式对产酶的影响

通过对1株和由多株白腐真菌复配共同参与下的复合菌产酶量和达到最高酶活所需时间进行比较,筛选出白腐真菌最佳产酶的复配方式.结果表明,青顶拟多孔菌和糙皮侧耳菌两株菌相互发生协同作用,促进漆酶的分泌,产酶量为50.45U·mL-1;青顶拟多孔菌、糙皮侧耳菌和偏肿拟栓菌这3株菌在分泌过程中促进作用大于抑制作用,产酶量最高为75.98U·mL-1;青顶拟多孔菌、糙皮侧耳菌和血红密孔菌三者相互之间出现拮抗作用,产酶量最低为2.91 U·mL-1;实验证明,在白腐真菌之间既存在拮抗作用,也存在协同作用,因此达到最高酶活所用时间也不同.     

Enzymatic treatment of estrogens and estrogen glucuronide

Natural and synthetic estrogens from sewage treatment systems are suspected to influence the reproductive health of the animals in the rivers.In this article we investigated the enzymatic treatment of three estrogens (estrone,17β-estradiol,and 17α-ethynyletstradiol) by a fungal laccase which oxidize phenolic compounds with dissolved oxygen.The elimination of the estrogenic activities by enzymatic oxidation was demonstrated by medaka vitellogenin assay.In addition,we developed an enzymatic treatment system comprised of β-D-glucuronidase and the laccase for 17β-estradiol 3-(β-D-glucuronide) degradation.The two enzymes eliminated 17β-estradiol 3-(β-D-glucuronide) and the intermediate,17β-estradiol,efficiently.     

焦化废水中降解酚优势菌漆酶活性研究

本实验选取哈依煤气反应器内的活性污泥沉降物作为菌源,以邻甲基酚做为唯一碳源,分离纯化得菌株Enterobacter sp.j11,测定酚浓度、温度、pH值及同酚浓度下的时间变化对于菌株产漆酶活性的影响。结果表明：温度35℃～40℃、pH6.5～7.5、酚800 mg/L条件下菌株生长状态佳,酶活性高;酚浓度一定800 mg/L时,测定了24 h内漆酶随时间的变化,得知菌株8 h后即适应高酚条件。说明该菌株适应能力强、产漆酶稳定。     

沼液施用对麦稻茬口期土壤微生物群落结构特征及功能的影响

为揭示麦稻茬口期沼液施用对土壤微生物群落及功能的影响,通过土柱试验,设置麦秆还田后3种处理［无氮肥（CM）、常规施肥（SN）和添加沼液（SZ）］,采用Illumina高通量测序技术分析了土壤淹水后1 d和21 d土壤细菌及真菌群落的组成、多样性和结构差异,并对其功能进行预测.微生物多样性分析表明,1 d时各处理的真菌α多样性指数均显著高于21 d处理且各处理间无显著差异;21 d时各处理细菌Simpson指数开始出现差异,SZ-21处理的细菌Simpson指数高于SN-21处理,而细菌Chao1指数显著低于SN-21处理;细菌群落结构分析表明,1 d时,SN处理的厚壁菌门、绿弯菌门和放线菌门与其它处理差异较大,而21d时,SZ和SN处理的各细菌菌门相对丰度相似;真菌群落结构分析表明,1 d时,SZ处理中的子囊菌门和接合菌门相对丰度高于SN和CM处理;21 d时,SN和SZ处理的子囊菌门相对丰度均低于CM处理,而接合菌门的相对丰度均高于CM处理.NMDS分析表明,21 d时,SN和SZ处理的细菌和真菌群落组成均有逐渐相似的趋势.PICRUSt功能分析表明,不同时期和不同处理的土壤细菌群落在功能层上表现相似,FUNGuild功能预测反映SZ-21和SN-21处理的真菌功能主要差异体现在腐生营养型和病理营养型上.综上说明茬口期施沼液在一定程度上可以替代化肥平衡土壤养分和维持土壤生态功能,但仍可能存在真菌致病风险.     

不同材质水窖沉积物中真菌群落差异及其与环境因子的相关性

集雨窖水沉积物中蕴含丰富多样的真菌群落,这些真菌作为连接窖水生态系统与沉积物之间物质交换的桥梁和纽带,在窖水生态系统中发挥着重要作用;真菌群落结构特征的变化也通常与环境因子的变化有着紧密的联系.运用16S rRNA基因-Illumina MiSeq高通量测序技术,对两种不同集流面环境下的水窖沉积物中真菌群落多样性及差异进行研究.结果表明,混凝土集流环境下的水窖沉积物较黄土地集流环境下的水窖沉积物具有更高的真菌群落多样性与丰富度,两种集流环境下的真菌群落优势菌门相同,分别为子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和接合菌门（Zygomycota）,它们构成了菌门丰度的90%以上,但前者具有更好的均一性和稳定性.基于LEfSe分析得到的标志物种显示,在黄土地集流环境中对差异性贡献最大的菌群是Basidiobolales,贡献最小的是Mycosphaerella;在混凝土集流环境中对差异性贡献最大的菌群是Saccharomycetales,贡献最小的是Periconia.微生物群落-环境因子共现性网络显示真菌和真菌之间,真菌和环境因子之间均为正向关系大于负向关系.研究结果加深了对水窖沉积物中真菌群落多样性的认识,可为保障集雨窖水人畜饮用安全和改善窖水水质提供了借鉴.     

土壤多功能性对微生物多样性降低的响应

土壤微生物群落在驱动多种生态系统功能和生态过程中发挥着重要作用,是维持生物地球化学循环的主要驱动力.鉴于全球背景下观察到土壤微生物多样性随着土地利用集约化、气候变化而降低的现象,对土壤微生物多样性的减少是否会对土壤多功能性产生影响进行调查显得尤为重要.利用稀释灭绝法构建土壤微生物多样性梯度,结合高通量测序等技术手段,探究细菌、真菌和原生生物多样性降低对土壤多功能性的影响.结果表明,与未灭菌土壤相比,稀释处理土壤微生物α多样性（丰富度指数和香农指数）显著降低.主坐标分析（PCoA）表明,未灭菌土壤微生物群落结构与稀释处理土壤存在显著分异,而且细菌和真菌群落对稀释处理的响应高于原生生物.回归模型显示,土壤多功能性与微生物多样性指标呈显著的负线性关系,表明土壤微生物群落变化是调节土壤多功能性的关键因素.其次,通过集成推进树（ABT）和回归模型预测分析发现,一些特定的微生物类群如真菌短柄菌属（Solicoccozyma）、瓦湖胶珊瑚菌（Holtermanniella）和细菌属Rudaea相对丰度与土壤多功能性显著负相关,说明关键微生物类群在生物过程中发挥了指示性作用.进一步通过结构方程模型揭示,细菌、真菌和原生生物多样性都对土壤多功能性存在直接或间接影响,其中细菌是驱动土壤多功能性变化的关键生物因子.研究为土壤微生物多样性对土壤多功能性的影响提供了试验证据,并认为在单一农业生态系统中维持一定的土壤微生物群落多样性,特别是关键微生物类群的多样性对未来生态系统功能的可持续发展具有重要意义.