基于玛氏骨条藻(Skeletonema marinoi)转录组的氮代谢途径解析

本研究分别选取了不同生长时期、不同温度培养以及低硅条件培养的玛氏骨条藻（Skeletonema marinoi）,以Illumina Hiseq 2000平台进行转录组高通量测序分析,共获得39,098个转录本。通过NR注释、GO注释和KEGG通路注释等一系列生物信息学手段对该转录组进行了基因注释和代谢途径分析。在此基础上重点分析了玛氏骨条藻的氮代谢途径,发现共存在20种酶和蛋白及6条相关代谢途径。对38个编码这些酶的基因序列比对结果表明,其与假微型海链藻同源基因具有较高的一致性。同时对这些样品进行数字基因表达谱分析,获得不同生长时期氮代谢途径中酶和蛋白的编码基因的差异表达情况:与对数期相比,在稳定期参与硝酸盐同化过程的两种酶（硝酸盐还原酶、亚硝酸还原酶）的基因和参与氨氮代谢的两种酶（氨甲酰磷酸合成酶和氨基甲酸激酶）的基因均有明显的上调表达,这是玛氏骨条藻对所处的不同生长状态下氮元素存在形态的变化所做出的分子响应。由转录组测序构建的代谢途径及相关基因的差异表达信息有助于对玛氏骨条藻氮代谢关键酶基因调控过程的解析,为进一步研究赤潮藻氮素营养限制过程中相关基因的表达调控模式奠定了基础,可为深入了解赤潮藻对营养元素的利用提供依据。     

硫酸-乙醇预处理玉米芯制取生物乙醇研究

在用木质纤维素生产生物乙醇的过程中,原料的预处理是影响酶解糖化和发酵的关键因素之一。以玉米芯为原料,研究了硫酸-乙醇预处理方法中硫酸质量分数、预处理时间、预处理温度、固液比对酶解的影响。结果表明,硫酸-乙醇预处理的最优工艺条件如下:硫酸质量分数为2%,乙醇体积分数为50%,预处理时间为60 min,预处理温度为120℃,固液比为1∶10(g∶m L)。在该条件下,玉米芯的酶解得率从未处理的11.32%提高到68.48%;玉米芯纤维素质量分数显著增加,从之前的34.48%增加到70.25%;木质素的脱除效果明显,木质素的质量分数从之前的21.43%下降到7.86%,木质素的脱除率达到63.32%。对比预处理前后玉米芯结晶度的变化发现,硫酸-乙醇预处理使玉米芯的晶状结构受到破坏,有利于酶解糖化。预处理后的滤液可以再次回用到预处理过程,减少了蒸馏、回收乙醇的次数,降低了能量消耗,减少了运行成本。     

纳米氧化锌对EBPR系统的长期作用机制研究:从宏观到微观

研究了纳米氧化锌(ZnO NPs)对强化生物除磷(EBPR)系统的长期作用机制,系统分析了EBPR系统在ZnO NPs长期抑制下宏观运行性能与微观结构的变化.结果发现,当进水开始添加ZnO NPs后,系统沉降性能随之降低.厌氧释磷速率与好氧吸磷速率均出现显著降低并降至0 mg·g~(-1)·h~(-1)(以每g MLSS释(吸)P量(mg)计,下同),从而使得系统丧失除磷效果.同时,厌氧段COD开始积累.ZnO NPs浓度增加至10 mg·L~(-1)时,多糖与蛋白质含量在抑制条件下均开始减少.通过高通量技术对微观层面进行分析发现,ZnO NPs将会严重抑制聚磷菌的正常生长.ZnO NPs对系统内不同细菌有截然不同的作用,Proteobacteria门在试验过程中比例减小,而Bacteroidetes门却受到促进作用.恢复阶段,较低浓度(2 mg·L~(-1))抑制条件下,EBPR系统恢复速度与程度均优于高浓度(6、10 mg·L~(-1))抑制条件.然而,即使系统得到一定程度恢复也难以恢复到初始水平.     

A~2/N-SBR工艺短程反硝化除磷脱氮研究

以生活污水作为处理对象,研究了双污泥短程硝化-反硝化除磷工艺A2/N-SBR长期反硝化除磷脱氮的性能,考察了典型周期系统运行效果,并探讨短程反硝化聚磷菌代谢机制。结果表明:A2/N-SBR工艺长期稳定运行有机物去除及脱氮除磷性能良好;典型周期内NO-2-N和TP出水浓度分别为0.53 mg/L和1.14 mg/L,TP去除率达88.8%;厌氧释磷阶段COD和胞内糖原浓度分别减少107.21 mg/L和76.81 mg/L,内碳源PHB含量增加150.88 mg/L,厌氧末期TP浓度是初始TP浓度的2.6倍,缺氧吸磷阶段TP和NO-2-N去除率分别为94%和96%。A2/N-SBR工艺脱氮除磷效果显著且稳定性强,短程反硝化聚磷菌吸磷反应的电子供体PHB的合成来自外碳源和糖原。     

酸碱度对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响

主要研究p H值对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响,以生物量干重为指标研究p H值对光合产氢细菌生长的影响,以产氢速率和产氢量为指标研究p H值对光合细菌产氢的影响。利用Logistic模型和MMF模型分别对光合细菌生长和玉米秸秆酶解液光合生物产氢进行了回归模拟,提出了p H值对光合细菌生长动力学和玉米秸秆酶解液产氢动力学的影响规律。结果表明:p H值对光合细菌生长及产氢过程都有显著影响,随碱性增强,光合细菌生物量逐渐增大,当p H值为8时,光合细菌生物量达到最大,为0.543 7 g/L,最佳接种时间为84~96 h;光合细菌产氢量随p H值增加同样呈现先递增再递减的趋势,当p H值为6时,产氢速率和产氢量达到最大,分别为29.72 m L/(L·h)、168.96 m L。     

微直流电场对大肠杆菌生长代谢活性的作用

对大肠杆菌（Escherichia coli,DH5α）培养液在连续培养时分别通入不同强度的直流电场,研究了其在持续直流电刺激下的生长曲线、pH曲线、ATP酶活性、胞内总蛋白含量、细胞膜通透性以及细菌微观形态变化.结果表明,适宜的直流电能够促进大肠杆菌增殖;大肠杆菌的ATP酶活在25 mA电流作用下在对数生长前期、对数...     

染料降解菌的脱色特性、降解酶系及基因定位研究进展

本文分析了当前染料废水微生物降解优势菌的降解效果及降解机制等，介绍了三种染料降解酶的催化机理和影响因素，阐明了某些降解菌中的质粒可以控制不同结构染料的脱色。最终指出了提高菌株应用价值的两种途径：一是筛选或构建出具有多功能性的超级菌；二是在不改变染料性质的前提下，向其分子结构中引入特定取代基团，以提高其生物降解性。     

联苯胺对线粒体抗氧化酶活性及同工酶的影响

不同浓度联苯胺(0.5,1.0,1.5,2.0mg/mL),以体外染毒方式作用于武昌鱼-团头鲂(Megalobrama amblycephala)肝脏线粒体,研究了武昌鱼肝脏线粒体两种主要抗氧化酶[谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)和超氧化物歧化酶(SOD)]活性的变化,用聚丙烯酰胺凝胶电泳法分析了其同工酶谱.结果显示0.5,1.0mg/mL联苯胺激活GSH-Px, 0.5mg/mL联苯胺激活SOD,而1.5, 2.0mg/mL联苯胺抑制这两种酶的活性;另外,在GSH-Px同工酶谱中呈现出特异性标志酶gsh4.     

Changes in enzymes activity, substrate utilization pattern and diversity of soil microbial communities under cadmium pollution

Heavy metal pollution has received increasing attention in recent years mainly because of the public awareness of environmental issues. In this study we have evaluated the effect of cadmium （Cd） on enzymes activity, substrate utilization pattern and diversity of microbial communities in soil spiked with 0, 20, 40, 60, 80, and 100 mg/kg Cd, during 60 d of incubation at 25℃. Enzyme activities determined at 0, 15, 30, 45, and 60 d after heavy metal application（DAA） showed marked declines for various Cd treatments, and up to 60 DAA, 100 mg/kg Cd resulted in 50.1%, 47.4%, and 39.8% decreases in soil urease, acid phosphatase and dehydrogenase activities, respectively to control. At 60 DAA, substrate utilization pattern of soil microbial communities determined by inoculating Biolog ECO plates indicated that Cd addition had markedly inhibited the functional activity of soil microbial communities and multivariate analysis of sole carbon source utilization showed significantly different utilization patterns for 80 and 100 mg/kg Cd treatments. The structural diversity of soil microbial communities assessed by PCR-DGGE method at 60 DAA, illustrated that DGGE patterns in soil simplified with increasing Cd concentration, and clustering of DGGE profiles for various Cd treatments revealed that they had more than 50% difference with that of control.     

氯苯甲酸植物毒性实验中抗氧化酶变化的量化研究

为研究氯苯甲酸(CBA)的植物毒性,评估生物化学参数能否作为CBA植物毒性的指示因子,采用对CBA敏感的小白菜种子和大白菜种子进行暴露实验,在根伸长抑制率为10%～50%的质量浓度范围内,研究了CBA剂量-抗氧化酶活性的关系.结果表明:随着CBA质量浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体上呈逐渐上升至峰值然后下降趋势,过氧化物酶(POD)活性逐渐降低,过氧化氢酶(CAT)活性与SOD活性近似,呈先升后降趋势,但幅度大于SOD活性.对CBA剂量-酶活性抑制率进行了回归分析,对拟合效果进行了显著性检验(P<0.05),并求出相应的半效应浓度(EC50),实验材料的SOD和CAT活性的EC50均在实验区间之外,POD活性的EC50则在实验区间之内,表明在实验区间内,SOD和CAT活性不敏感,POD活性为有效指标