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.     

一种嗜热细菌来源角质酶的分离纯化及酶学性质

通过跟踪发酵液中pNPB水解酶活性,对角质诱导的Thermobifida fusca 口发酵液进行分离纯化.采用活性炭脱色、硫铵沉淀、Phenyl HP疏水色谱、DEAE sephamse阴离子交换色谱等方法,分离纯化得到电泳纯PNPB水解酶.该酶水解角质可得到角质单体,是一种角质酶.SDS-PAGE电泳结果显示,角质酶表观分子量约为29×10~3.该酶的最适温度为60℃.在40℃和60℃下均具有良好的热稳定性.最适pH为8.0,pH稳定范围为6.0～9.0.该角质酶的生化性质适合在纺织工业中应用.图8表2参17     

发酵牛粪和造纸干粉对土壤中多环芳烃降解的影响

运用泥浆反应法研究添加发酵牛粪和造纸干粉对土壤中多环芳烃(PAHs)降解的影响.试验按水土比2:1制成泥浆反应器,设置对照、添加2.5%发酵牛粪和添加2.5%造纸干粉等3个处理,25～28℃摇床培养,分别于10、20、30 d采样测定土壤中多环芳烃降解菌的数量和多环芳烃含量.结果发现,所有处理土壤中多环芳烃的含量均随培养时间的延长而逐渐降低,而添加发酵牛粪和造纸干粉均有利于提高土壤中多环芳烃降解菌的数量,在培养30 d后土壤中多环芳烃的降解率分别从对照处理的19%显著提高到37%和35%(P<0.05).结果还发现,多环芳烃分环降解率随苯环数增加而下降,培养30 d后土壤中2环多环芳烃的降解率达95%以上,3环多环芳烃的降解率为50%左右,对照处理4～6环多环芳烃的降解率为7%～13%,而添加发酵牛粪和造纸干粉处理土壤中4～6环多环芳烃的降解率显著提高到21%～28%(P<0.05),但对2～3环多环芳烃的降解无明显影响,表明这两种物质对土壤中多环芳烃降解的影响关键在于促进高环多环芳烃降解菌的生长繁殖及降解活性.     

酚酸类自毒物质微生物降解转化研究进展

自毒作用是一种发生在种内的生长抑制作用,尤其是植物残体与病原微生物的代谢产物对植物有致毒作用,并连同植物根系分泌的自毒物质一起影响植株代谢,最后导致自毒作用的发生。酚酸类化合物是多种农作物根系土壤中常见的自毒物质,由其导致的自毒作用日益制约现代农业增产增收。利用微生物降解自毒物质成为防治自毒作用的研究热点之一。然而,要达到实践应用的目标,阐明微生物降解转化酚酸类物质的规律与机制是重要前提。本文总结了近年来微生物降解酚酸类化合物的已有研究成果,发现目前已积累了多种具有降解效能的微生物资源;在微生物的作用下,酚酸类化合物常发生脱羧、氧化和羟基化等生化反应,进而转变成小分子含苯环有机化合物或者彻底矿化,不同微生物对酚酸类物质的代谢转化程度差异较大。在此基础上,本文分析提出该领域研究还需进一步挖掘新型具有高效降解性能的微生物资源、阐明微生物降解转化酚酸类化合物的选择性和环境安全性等基础科学问题。     

多壁碳纳米管对土壤微生物的生态毒理效应

以多壁碳纳米管为研究对象,从生化作用、酶活性、微生物数量和群落结构4个方面系统评估其对土壤微生物的影响。设置两组实验,分别为碳纳米管组和对照组。对于碳纳米管组,按1mg碳纳米管·g-1土的浓度将多壁碳纳米管与土样均匀混合,对照组中不加入多壁碳纳米管。定期(每28d)取样测定两组土壤中的各项生态毒理指标。近5个月的实验结果显示,不同指标对多壁碳纳米管的响应不同。土壤呼吸作用初期受抑制但后期恢复,氨化作用初期被促进但后期被抑制,脱氢酶活性发生增强和抑制两次波动,荧光素二乙酸酯酶活性在整个实验期间一直被抑制,微生物量出现先减少后增加再减少的规律,群落结构在实验初期和后期均有较大变化。总体上,多壁碳纳米管对土壤微生物表现了一定的生态毒性,但除荧光素二乙酸酯酶活性外,各毒理效应在统计意义上并不显著(0.05水平)。     

铁尾矿芦苇根际微生物和根内生菌群落分布及其限制性因子解析

利用Illumina高通量测序技术研究了北京市怀柔区前安岭铁尾矿库周边春季和夏季芦苇根际土壤微生物和根内生菌的组成.测序结果表明：在门水平共鉴定出40个门类,在各样本中,变形杆菌（Proteobateria）和放线菌（Actinobacteriota）均是优势菌门,在所有样本中二者之和所占比例均大于80%;在属水平,假杆菌属（Pseudarthrobacter）在根际和根内均占优势.α多样性分析表明,根际土壤微生物的物种丰富度（Sobs、Chao）和物种多样性指数（Shannon、PD）均显著高于根内生菌,Sobs、Chao、Shannon和PD指数的最大值和最小值差值分别为1336、1582.24、6.48和81.18.β多样性分析表明,根际土壤微生物和根内生菌的群落组成差异显著,而不同季节的样本之间差异并不明显.另外,各样本中的优势菌种,如假单胞菌属（Pseudomonas）、节杆菌属（Arthrobacter）和链霉菌属（Streptomyces）对重金属具有较强的耐受性.独有和共有微生物分析结果显示,在774个属中,共有250个属在4种类型的样本中同时存在,这表明不同样本的微生物群落组成具有一定的相似性.与土壤基本理化性质的相关性分析表明,Ni、Fe、有效磷、有效硫和有机质与微生物群落显著相关.通过COG功能预测发现,芦苇根际土壤和根内样本中的微生物代谢功能（如能量生产与转换、氨基酸转运与代谢、碳水化合物转运与代谢和无机离子转运与代谢）十分丰富.     

生活垃圾好氧堆肥微生物接种的初步研究

对城市生活垃圾高温好氧堆肥的人工接种试验进行了初步研究,利用恒温培养箱模拟堆肥中心的温度,筛选出堆肥各个阶段的优势菌种,单独培养后混合加入到城市生活垃圾的高温好氧堆肥中,通过温度变化和微生物数量变化考察了不同堆肥条件下垃圾降解效果的差异。结果表明,利用恒温培养箱模拟堆肥中心的温度是可行的;主发酵阶段进行微生物接种不能造成所加菌种的优势地位,且加菌的效果不明显,但在后发酵中接种降解纤维素活性高的霉菌很容易达到优势地位,因此可以利用所加霉菌提高堆肥的温度,加速降解的速度,以此为下一步菌群的筛选工作提出了方向。     

城市污泥的高温好氧消化及动力学参数分析

高温好氧消化工艺是稳定化处理污泥的新工艺。文章分别研究了不同污泥类型(初沉泥、二沉泥)分别在高温(45℃、58℃)条件下的稳定化效果及动力学参数。结果表明,在45℃条件下,二沉泥在10d内达到稳定,而初沉泥需要15d;反应温度从45℃提高到58℃有利于二沉泥降解,而不利于初沉泥降解;VSS的动力学拟合曲线相关性好于TSS的拟合曲线。对于不同的污泥类型,二沉泥的拟合曲线相关性高于初沉泥;在相同停留时间条件下,初沉泥的衰减常数kd值随温度的增加而增加;在相同温度条件下,二沉泥kd值不随停留时间的延长而增加,在58℃时二沉泥的kd值还有所下降。说明二沉泥能立即被用作碳源,而初沉泥则不能。     

高温菌的生理生化及其16S rDNA序列分析

利用高温菌耐热嗜热的特性和有机物好氧分解的基本原理,从厨余垃圾处理系统中分离筛选到6株在65℃能产生淀粉酶、脂肪酶、蛋白质酶及纤维素酶的高温高效菌种,并对其生理生化和16S rDNA进行了分析。结果表明:筛选出的6株高温菌,经鉴定都有芽孢,并具有兼氧性;对其进行16S rDNA区段序列测定显示,6株高温菌属于Geobacillus thermog lucosidasius菌种中的不同亚种;分离筛选出的高温菌经过2h的迟缓期后很快进入对数生长期,且持续时间较长,生长速度尤以HB6最快;6株高温菌株全部具有淀粉、纤维素、蛋白质降解活性,5株有脂肪降解活性。可见高温菌具有更高的有机物降解活性和更快的代谢速率,可提高有机物质的降解速率,缩短工艺运行时间,有利于工业化生产,在厨余资源化利用上具有广泛的应用前景。     

基于人工湿地系统中的微生物研究

人工湿地中微生物的活动是污水中污染物降解的主要因素。本文介绍了人工湿地系统中微生物的研究进展,从微生物在人工湿地中的多样性、分布规律、酶及其活性、湿地净化作用与微生物的相关性、以及研究方法等方面进行了论述。为优化微生物群落结构和强化人工湿地功能提供理论指导。