大肠杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用行为和产物研究

通过批次吸附实验及介观和谱学等表征方法,研究了大肠杆菌(E.coli)粉末对水体中U(Ⅵ)的富集行为和吸附模型,并对其作用产物进行了详细分析.结果表明:大肠杆菌对初始浓度为50mg/L U(Ⅵ)溶液(pH＝5)的吸附容量可达到276.89mg/g.Langmuir等温模型和准二级动力学方程能较好的描述其吸附过程. FTIR、SEM-EDS、XRD分析结果表明:在与水体中U(VI)作用后,大肠杆菌表面检测出UO₂²⁺的红外特征峰(876.16cm^-1)和U的能谱吸收峰(结合能=2.4~4.4keV).UO₂²⁺主要与菌体表面的烷基、氨基、羧基、分子间氢键发生作用,重点与PO₂-、P(OH)₂、PO₄^3-以及PO₃^-等含P基团进行络合配位,最终产物以CaU(PO₄)₂、Ca(UO₂)₂(PO₄)₂·xH₂O、NaUO₂(PO₃)₃等铀的磷酸盐形式存在.     

群体感应信号分子存在下磺胺对大肠杆菌生长、突变及R388质粒接合转移的影响

抗生素的滥用使细菌耐药性问题日益突出,给许多疾病的预防与控制增加了难度。基因突变和质粒接合转移是细菌获得抗生素抗性基因的主要方式,许多研究围绕抗性基因来展开,但是关于群体感应对于抗性基因产生和传播的影响鲜有报道。本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为模式生物,群体感应信号分子N-(β-酮己酰)-L-高丝氨酸内酯(3-oxo-C6-HSL,C6)和3种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺氯哒嗪)为研究对象,测定了其对大肠杆菌生长效应、突变效应及接合转移效应的影响。结果表明:C6不影响磺胺对大肠杆菌的生长抑制率,但能够削弱磺胺对大肠杆菌突变的促进作用,并且能增强磺胺对大肠杆菌R388质粒接合转移的抑制作用。本文为从群体感应角度研究大肠杆菌耐药性的产生与传播提供新思路。     

氯及氯胺灭活大肠杆菌的消毒动力学模型

分别研究了游离氯和一氯胺在pH7.0、20℃时对大肠杆菌的灭活作用,利用6种不同消毒动力学模型:Chick’slaw,Chick-Watson,Hom,Rational,Hom-Powerlaw,Selleckmodel对试验数据进行了拟合,通过对拟合结果的比较分析得出:在消毒剂符合一级衰减动力学情况下,游离氯和一氯胺灭活大肠杆菌的最佳拟合模型分别是3参数的Rational模型和2参数的Selleck模型.     

矿物微尘对人体肠道大肠杆菌和嗜酸乳杆菌的体外作用研究

研究了采集自居住环境的矿物微尘对人体肠道菌群主要代表性菌株大肠杆菌(Escherichia coli)和嗜酸乳杆菌 (Lactobacillus acidophilus)的体外作用.测定了矿物微尘对培养基pH值的影响,微尘与菌体共同作用后培养基pH值的变化,并用活菌计数法检测了矿物微尘对大肠杆菌和嗜酸乳杆菌生长的影响.结果表明微尘对大肠杆菌的生长起抑制作用.培养基中矿物微尘质量分数达3%时即对大肠杆菌生长有显著抑制作用,微尘质量分数达20%时,大肠杆菌生长受到完全抑制.微尘质量分数在3%～20%这一较宽幅度内,大肠杆菌虽受抑制但能生长,说明大肠杆菌耐受矿物微尘影响的能力较强.矿物微尘对嗜酸乳杆菌生长影响复杂,培养基中矿物微尘质量分数低时起促进作用,质量分数较高时起抑制作用.微尘质量分数达5%时,嗜酸乳杆菌生长即受到完全抑制.嗜酸乳杆菌耐受矿物微尘影响的能力较弱,远小于大肠杆菌.结果还表明矿物微尘影响大肠杆菌与嗜酸乳杆菌生长的主要因素是微尘本身的化学成分与物理性质,微尘的碱性因素对大肠杆菌和嗜酸乳杆菌有一定影响,但不是主要影响因素.     

6种表面活性剂的生物毒性研究

石油工业在发展的中后期,大量使用表面活性剂以提高采收率,但大部分表面活性剂的生物毒性作用尚不明确。以502发光菌、重组大肠杆菌和大肠杆菌为受试微生物,综合研究了6种现役表面活性剂的急性毒性和Persoone毒性作用分级,通过体外凝胶电泳研究了表面活性剂的DNA损伤和作用机理。结果表明,6种表面活性剂均表现出较高的急性毒性,重组大肠杆菌较502发光菌和大肠杆菌更敏感,可能更适合作为生态监测测试菌;6种表面活性剂中有5种为高毒,1种为有毒,且均能引起质粒DNA损伤,可能原因为表面活性剂与DNA直接结合导致,其中2种磺酸型表面活性剂诱导DNA损伤的毒性较强,推测可能具有一定的遗传毒性。研究结果可为表面活性剂的健康、环境安全性指标和生物毒性的检测方法提供参考。     

回用生活污水的电化学消毒试验研究

对北京某中水站回用于杂用水的生活污水进行电化学消毒试验。试验结果表明 ,生活污水经生物接触氧化、活性炭吸附后 ,流经电化学消毒器停留 2 0s、耗电 0 .30kWh/m3 、消毒器出水放置 1h后 ,总大肠菌群数 <3个 /L ,满足生活杂用水的卫生学指标。当余氯浓度及接触时间相等的条件下 ,电化学消毒法的杀菌效果好于加氯消毒。E .coli细胞经电化学消毒和加氯消毒处理后 ,扫描电镜观察的结果表明 :2种方法作用后的细胞在形态上的变化是不相同的 ,说明电化学消毒的消毒机制不仅仅取决于电解产氯的作用 ,还有其他的杀菌作用     

产1,3-丙二醇新型基因工程菌的构建

以甘油为底物转化生产1,3-丙二醇的生物合成途径中,往往由于还原力NADH的不足,限制了1,3-丙二醇的合成,引起中间代谢产物3-羟基丙醛累积,进而抑制甘油脱水酶的活性,阻碍菌体的生长,严重影响1,3-丙二醇的合成途径.为了解决合成途径中还原力不足这一主要矛盾,本文以大肠杆菌和克雷伯氏菌染色体DNA为模板克隆得到yqhD和dhaB、dhaT基因,构建双启动子表达载体pEtac-dhaB-tac-yqhD及表达载体pUC-tac-dhaT,成功共转入E.coli JM109,得到可利用两种辅酶(NADH、NADPH)将片油转化为1,3-丙二醇且传代稳定的重组大肠杆菌双质粒系统,发酵结果表明,1,3-丙二醇产量提高了28.6%.图6表1参17     

产1,3-丙二醇温控重组大肠杆菌JM109(pBV220-yqhD-dhaB)的构建

1,3-丙二醇(1,3-PD)是一种重要的化工原料,其最重要的用途是作为合成聚酯PTT的单体.由于微生物发酵法生产1,3-PD具有操作简单,不易产生有毒副产物等特点,已得到广泛关注.本研究在前期工作的基础上,分别获得了来源于肺炎克雷伯氏菌的甘油脱水酶编码基因dhaB和来源于大肠杆菌的1,3-PD氧化还原酶同工酶编码基因yqhD,利用温控表达载体pBV220串联构建了重组质粒pBV220-yqhD-dhaB,将其转化大肠杆菌得到产1,3-丙二醇温控重组大肠杆菌JM109(pBV220-yqhD-dhaB).该重组菌在LB培养基中,30℃好氧培养12 h至对数生长中期,再经42℃好氧诱导发酵4 h,测得胞内甘油脱水酶和1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶的酶活力分别达到260 U/mg蛋白和140U/mg蛋白;在含甘油40 g/L的发酵培养基中,30℃好氧培养12 h至对数生长中期,再经42℃好氧诱导发酵4 h,测得发酵液中1,3-PD含量为8.5 g/L.这将为进一步构建基因工程菌生产1,3-PD打下坚实的基础.图6表1参18     

微波无极紫外光对自来水中微生物的灭活作用

选取大肠杆菌和枯草芽孢杆菌分别代表自来水中易被灭活和不易被灭活的微生物,研究了微波无极紫外光最佳杀菌效果的极限浊度和照射时间。在此条件下,考察了自来水中大肠杆菌和枯草芽孢杆菌杀灭情况,并与普通中压汞灯进行比较。结果表明:最佳照射时间为210s,微波无极紫外光杀菌率高达99.92%;为了获得最佳的杀菌效果,原水浊度应<8NTU,杀菌的极限浊度为40NTU;微波无极紫外光在180s时,对大肠杆菌的杀菌率达到100%;在300s时,对枯草芽孢杆菌的杀菌率达到100%,明显高于普通中压汞灯产生的紫外线杀菌效果。     

抗生素单一及联合暴露对RP4质粒介导的抗性基因水平转移的hormesis效应研究

抗生素滥用导致的抗性基因(ARGs)泛滥问题引起人们的日益关注。目前关于抗性基因的研究主要集中在环境监测方面,但是关于抗生素对ARGs传播的影响研究还相对缺乏。质粒是ARGs传播的重要载体,因此以基于RP4质粒的大肠杆菌(E.coli)接合转移体系为研究对象,探讨了盐酸四环素、甲氧苄啶、磺胺氯哒嗪、磺胺异唑在单一暴露条件下对RP4质粒接合转移的影响。根据单一暴露的结果设计混合抗生素的浓度比,探究抗生素联合暴露实验对质粒接合转移的影响。结果表明:在单一暴露条件下,只有盐酸四环素对含有四环素抗性的RP4质粒的接合转移频率有低促高抑的hormesis效应;在联合暴露条件下,对RP4质粒接合转移无促进作用的抗生素会抑制四环素的hormesis效应,这一定程度上降低了抗生素的环境风险。并且用受体理论解释了抗生素对质粒接合转移的hormesis效应产生机制,为目前尚无定论的hormesis受体理论机制提供了证据支持。