农业废物堆肥中高产漆酶新菌株的分离鉴定及酶学性质研究

从农业固体废物堆肥中分离得到1株高产漆酶的新菌株,通过对其形态特征和ITS序列分析,鉴定该菌株为哈茨木霉(Hypocrea lixii).以Cu1AF和Cu2R为引物对该菌株的漆酶基因进行扩增,PCR产物回收克隆后测序得到长度为148 bp的漆酶基因片段.在液体培养条件下,菌株漆酶活力可达到67.5 U.mL-1.对该菌株的漆酶酶学性质初步研究显示:漆酶相对分子质量大约为60×103,酶反应的最适温度为35℃,最适pH为4.0;在60℃时漆酶半衰期>1 h;漆酶氧化2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)的米氏常数(Km)值为1.00 mmol.L-1;金属离子对酶活的影响很大,Na+、Fe2+、Fe3+、Pb2+、Zn2+对酶活都有抑制作用.该菌株有很好的应用潜力来作农业废物堆肥处理系统的强化菌剂.     

响应面法优化Paraconiothyrium variabile GHJ-4产漆酶发酵条件

为提高子囊菌Paraconiothyrium variabile GHJ-4产漆酶的能力,采用响应面法对其发酵条件进行优化.首先用Plackett-Burman法筛选出4个影响较大的重要因素,分别为:接种量(X1)、培养时间(X2)、装样量(X3)和转速(X4).继而采用最陡爬坡路径逼近最大响应区域,并结合中心组合试验...     

稀土-重金属共污染土壤中真菌群落结构特征及主导影响因素

稀土元素已被列为新兴污染物,稀土元素经常与重金属在土壤中富集,造成生态危机.稀土污染的生态效应已逐渐受到关注,但忽视了稀土与重金属共存的协同效应.了解稀土和重金属共污染土壤中真菌群落结构及主导影响因素,有助于制定土壤修复策略,以减少或补救人类生产活动对环境的影响.目前,长期稀土和重金属污染对土壤真菌群落的影响尚不清楚.以包头稀土尾矿坝为研究区域,利用ITS1基因扩增子Illumina高通量测序分析稀土和重金属共污染土壤中真菌群落多样性和结构特征.结果表明,在共污染环境中,土壤环境变量的异质性决定了真菌群落在小范围内的分布,构成独特的生态位.污染土壤的真菌群落丰富度和多样性显著低于未污染土壤,且真菌群落组成差异明显.随机森林分析结果表明,TN是影响真菌群落丰富度和多样性的最主要因素,其次是稀土元素、重金属Zn和AK.CCA分析结果表明,重金属Zn是影响真菌群落结构的最关键因素.VPA分析结果显示,所检测环境变量能够解释土壤真菌群落变化93.3%的差异,土壤理化性质与污染因子（稀土和重金属）的综合效应解释了总差异的58.5%,二者单独解释的贡献度分别为13.5%和21%,污染因子的贡献度稍高于土壤理化性质;稀土和重金属的协同效应对总差异的贡献度为40.1%,各自的单独作用分别为21.8%和17.9%.因此,共污染环境中真菌群落结构和组成受土壤理化性质、稀土和重金属的共同调控,稀土和重金属的协同效应大于各自的单独作用,研究结果表明需要进一步加强土壤环境中稀土元素和重金属共污染的风险管控.     

菌渣与化肥配施对稻田土壤微生物群落组成及多样性的影响

菌渣是一种独特而丰富的有机物料,与化肥配施不仅能改良土壤质量还可以调控微生物群落.然而,土壤细菌和真菌对菌渣与化肥配施的响应是否一致仍不清楚.在水稻田间长期定位试验条件下,设置化肥水平(C)0%、 50%和100%,菌渣相对用量(F)0%、 50%和100%各3个水平,共9个处理,对土壤肥力与微生物群落的相关指标进行测定.结果表明,土壤全氮(TN)在C₀F₁₀₀处理中最高,碳氮比(C/N)、全磷(TP)、可溶性碳(DOC)和有效磷(AP)在C₁₀₀F₁₀₀处理中最高,土壤有机碳(SOC)、碱解氮(AN)、速效钾(AK)和pH在C₅₀F₁₀₀处理中最高,较对照分别增加了55.56%、 26.18%、 26.46%、 17.13%、 279.54%、 85.57%、 41.61%、 29.33%和4.62%.菌渣与化肥配施后,不同处理土壤细菌和真菌α-多样性存在显著变化,与对照C₀F₀处理相比较,各处理细菌β-多样性...     

半干旱-亚湿润干旱沙区樟子松根内真菌群落结构和功能时空动态特征

研究揭示呼伦贝尔沙地樟子松天然林和不同引种地(呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地和毛乌素沙地)不同林龄(中龄林、近熟林和成熟林)人工林根内真菌群落结构和功能时空动态特征及其对环境变化(气候因子和土壤理化性质)的响应,阐明樟子松根内真菌生态功能及其与林木生长的互作关系.结果表明：(1)樟子松人工林根内真菌多样性指数均显著高于天然林(P<0.05),且毛乌素沙地人工林最高;樟子松根内真菌群落存在明显的地理分布,但林龄影响不存在显著差异(P>0.05).(2)与樟子松人工林相比,天然林外生菌根真菌比例更高(50.49%),主要包括Acephala、小菇属(Mycena)和乳牛肝菌属(Suillus);樟子松天然林主要指示菌种为Acephala,呼伦贝尔沙地人工林为肉齿菌属(Sarcodon),科尔沁沙地人工林为红菇属(Russula)和美口菌属(Calostoma),毛乌素沙地人工林为地孔菌属(Geopora)、Mallocybe和棉革菌属(Tomentella).(3)在樟子松天然林和人工林中,指示菌种主要受到有效氮、有效磷和林龄的影响,而与土壤含水量、 pH值和全氮含量相关的指示菌种数...     

非灭菌条件下白腐真菌在反应器中的形态特征变化

揭示白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)在反应器中的形态变化有助于了解白腐真菌反应器难以连续运行问题的本质. 在耦合臭氧单元的反应器对酸性蓝45连续降解的过程中,考察了非固定化和固定化菌丝系统中白腐真菌的形态特性变化. 结果表明,在接种量为1 700 mg/L的非固定化系统中,染菌量为7.1×105 CFU/mL,平均脱色率为19%;但菌丝球形态不稳定,运行8~12 d时出现破裂、菌丝脱落、内容物大量流失,污染微生物的生长加剧. 在固定化系统中,接种量为1 700 mg/L时,染菌量降至8.4×104 CFU/mL,平均脱色率升至22%;接种量为4 300 mg/L时,染菌量降至4.7×104 CFU/mL,平均脱色率达29%. 在固定化菌丝系统中,白腐真菌的形态相对稳定,但21 d后,其稳定性降低,也出现了菌丝脱落现象,这与菌丝球或固定化菌丝的内部菌丝老化和自溶有关,可以考虑通过设计新载体从生物膜的内部和外部同时供给营养物和氧气解决该问题.      

平菇漆酶对不同重金属胁迫的响应

平菇是一种重要的白腐真菌,可以合成包括漆酶在内的多种木质素纤维素降解酶. 以平菇(ACCC 52857)为材料,通过在培养基中分别添加不同浓度的重金属离子(Cu2+、Pb2+、Cd2+),考察菌体生长及培养基中漆酶活性的变化情况,并利用非变性聚丙烯酰胺电泳检测不同重金属离子对平菇漆酶同工酶(Lacc2和Lacc10)活性的影响. 结果表明:在培养基中添加Cu2+、Pb2+、Cd2+对平菇漆酶活性均有不同程度的增强作用. 培养至第9天时,对照组漆酶活性达到最大值,为(565.6±5.2)nkat/mL;而添加重金属离子的各组漆酶活性仍在上升,Cu2+、Pb2+、Cd2+分别以终浓度为3 000、2 000、150 μmol/L时对漆酶活性的增强作用最大,培养至第20天、第15天、第17天时,漆酶活性达到最大值,分别为(8 612.1±840.0)、(2 204.0±347.0)、(2 928.0±217.7)nkat/mL. 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳结果显示,3种重金属离子对液体培养条件下Lacc2和Lacc10这2种漆酶同工酶活性的影响不同. 培养基中较高c(Cu2+)可以显著增加Lacc10活性;随着c(Pb2+)的升高,Lacc2活性升高;随着c(Cd2+)不断增加,Lacc2活性略有降低,但Lacc10活性逐渐增加. 研究结果有助于进一步解释漆酶的生理功能和漆酶基因的表达调控机制.      

The Effect of Interaction Between White-rot Fungi and Indigenous Microorganisms on Degradation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Soil

White-rot fungi applied for soil bioremediation have to compete with indigenous soil microorganisms. The effect of competition on both indigenous soil microflora and white-rot fungi was evaluated with regard to degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) with different persistence in soil. Sterile and non-sterile soil was artificially contaminated with ¹⁴C-labeled PAH consisting of three (anthracene), four (pyrene, benz[a]anthracene) and five fused aromatic rings (benzo[a]pyrene, dibenz[a,h]anthracene). The two fungi tested,Dichomitus squalens and Pleurotus ostreatus, produced similar amounts of ligninolytic enzymes in soil, but PAH mineralization by P. ostreatus was significantly higher. Compared to the indigenous soil microflora, P.ostreatus mineralized 5-ring PAH to a larger extent, while the indigenous microflora was superior in mineralizing 3-ring and 4-ring PAH. In coculture the special capabilities of both soil microflora and P. ostreatus were partly restricted due to antagonistic interactions, but essentially preserved. Thus, soil inoculation with P. ostreatus significantly increased the mineralization of high-molecular-weight PAH, and at the same time reduced the mineralization of anthracene and pyrene. Regarding the mineralization of low-molecular-weight PAH, the stimulation of indigenous soil microorganisms by straw amendment was more efficient than application of white-rot fungi.     

The biodegradation of blends of polycaprolactone and polyethylene exposed to a defined consortium of fungi

Polycaprolactone, polyethylene, and blends of polycaprolactone and polyethylene—in which the portion of polycaprolactone was 80 and 10%—were exposed for periods of from 1 to 16 weeks to a consortium of five fungi in a nutrient salt medium containing 0.8 mg/ml potato dextrose. After exposure the samples were cleaned, dried, and analyzed for weight loss, changes in their molecular weight distribution as determined by gel permeation chromatography, molecular changes as seen by Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), and changes in tensile strength. Tensile strength of polycaprolactone began to decrease after 1 week of exposure, even though the molecular weight distribution showed no change. FT-IR spectra indicated a loss of amorphous polycaprolactone from the surface of samples.Certain commercial products ae identified in order to specify experimental procedures adequately. In no case does such identification imply endorsement by the National Institute of Standards and Technology or that the material is necessarily the best available for the purpose.     

白腐菌漆酶催化聚合造纸废水中木素的研究

为了证实漆酶对从造纸厂二沉池出水提取出的木素的催化聚合作用,研究了白腐菌采绒革盖菌Coriolus versicolor漆酶对木素聚合的影响。在有氧条件下,通过添加漆酶和少量ABTS介体到水样中,用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化,利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化。结果表明:酶处理6h以后,废水中木素浓度从93.1mg/L下降到17.2mg/L。酶处理2h以后,从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到58610。造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去,从而实现废水色度与COD降低,进而为造纸废水回用提供可能。