微生物处理技术在有机污染物降解中的应用

微生物处理有机污染物是一种费用低,效果好,无二次污染且操作简单的处理方法。综述了国内外几种微生物处理有机污染物技术的研究进展。     

饮用水快速砂滤池优势微生物群落的代谢功能解析

快速砂滤池广泛应用于饮用水处理中,其净水效能一直被认为是物理化学作用,而对滤池表面附着微生物的净水作用仍不明晰.为了解析滤池中微生物的群落构成和功能特征,研究对国内8个城市的11座饮用水快滤池的进出水和滤料进行采样分析.进出水水质分析结果表明经过滤池处理,溶解性有机碳(DOC)有少量去除,氨氮(NH_4~+-N)显著降低,硝酸盐氮(NO_3~--N)显著增加,总氮(TN)未发生明显变化.利用宏基因组技术获得了滤池中微生物群落的构成和功能信息,滤池优势菌属(相对丰度占前10%)共14种,包括两类氨氧化细菌Nitrospira和Nitrosomonas.对优势菌属的功能基因信息进行分析,发现优势微生物菌群具有更高的碳水化合物、氮、硫和异生物质代谢功能丰度. Aeromonas的碳水化合物代谢基因相对丰度最高,Bradyrhizobium的氮、硫及异生物质代谢基因的相对丰度最高,说明这两种菌是影响饮用水水质的重要菌属.通过评价各个优势菌属对异生物质的代谢潜能,发现Bradyrhizobium、Sphingomonas、Methyloglobulus、Sphingopyxis和Klebsiella是饮用水快速砂滤池中降解微量有机污染物的关键菌.     

基因枪介导获得转植酸酶基因水稻研究

植酸酶是一类能促进植酸及其盐类水解成肌醇和磷酸的酶的总称.它能提高饲料和食品中磷的利用率,减轻粪便中磷排放所造成的环境污染,清除植酸与金属离子的螯合作用,改善微量元素的吸收和利用.本研究将马铃薯的胞外分泌信号肽(Psec)和大肠杆菌的植酸酶基因(appA2)结合组成融合基因导入粳稻台北309中.PCR检测和Southern杂交表明,植酸酶基因和分泌信号肽序列已经整合到水稻的基因组中.无机磷含量分析表明,含目的基因的转基因水稻种子及茎叶中的无机磷含量均较未转化植株有显著的提高.图6表1参14     

大肠杆菌总DNA快速提取方法的比较研究

从动物粪便中分离大肠埃希氏杆菌（Escherichia coli）,利用五种不同方法提取大肠埃希氏杆菌的基因组DNA .通过定性、定量分析加以比较 ,确定一套经济、有效的适用于提取大肠埃希氏杆菌基因组DNA的方法--液氮法.以该方法提取的DNA为模板,通过扩增核糖体基因区间序列（16s-23s基因间隔区）可以应用于海水中粪便污染源示踪研究.     

海洋芘降解菌Alteromonas sp.P7的降解特性及基因组初步分析

以芘(PYR)为唯一碳源,在青岛受石油烃污染的码头的海底沉积物中分离到1株PYR海洋降解菌株P7,经过形态学观察、16S rRNA基因序列分析鉴定菌株P7属于交替单胞菌(Alteromonas)。该菌株在20 d内对PYR的降解率可达44.8%。经GC-MS鉴定分析发现,菌株P7降解芘的代谢产物中含有邻苯二甲酸和水杨酸,且细胞代谢过程中产生邻苯二酚2,3-双加氧酶,由此推测出Alteromonas sp. P7对芘的降解中间产物中含有邻苯二酚,且对芘的降解是通过邻苯二甲酸途径和水杨酸途径实现的。通过对分离得到的Alteromonas sp. P7进行测序,得到1条全长4 597 467 bp的基因组,对该基因序列注释,得到编码基因8 164个,平均GC含量为44.26%。重将测序结果与数据库比对并检索,菌株P7含有参与编码邻苯二酚2,3-双加氧酶的基因。     

百乐克(BIOLAK)活性污泥宏基因组的生物多样性及功能分析

百乐克(BIOLAK)是一种在全球范围内得到成功推广的多级活性污泥工艺,然而,迄今对于百乐克工艺的核心元件——活性污泥的生物群落及其功能尚鲜见报道.以连云港市大浦工业区废水处理厂为例,借助于新一代高通量测序技术,获得百乐克活性污泥中大规模的宏基因组数据(428 588条高质量DNA序列).鉴定出47个门类、872个属及1 351个物种.细菌域(289 933条序列)中包含33个门,其中变形菌门Proteobacteria是生物量最丰富的门(62.54%),其次是拟杆菌门Bacteroidetes(11.29%)、硝化螺旋菌门Nitrospirae(5.65%)和浮霉菌门Planctomycetes(4.79%),显示这些生物类群在百乐克废水处理系统中发挥着关键作用.在748个细菌属中,硝化螺菌属Nitrospira(5.60%)最为丰富,为活性污泥氮循环过程中的关键菌群.其次为芽单胞菌属Gemmatimonas(2.45%),是生物除磷过程的重要菌属.在古菌域(1 019条序列)中鉴定出3个门及39个属.在真核域(1 055序列),鉴定出10个门及60个属,其中,纤毛虫门Ciliophora是最大的门(257条序列).同时,检测到448条病毒序列,主要为噬菌体.在百乐克活性污泥中,参与氮、芳香化合物和磷代谢的功能基因比例分别为2.50%、2.28%和1.56%,均高于美国和澳大利亚两个废水处理厂活性污泥中功能基因的比例.在氮代谢的4个过程中,反硝化相关基因所占比重最高,达到80.81%,其次是氨化(12.78%)、硝化(4.38%)和固氮(2.04%).总之,在百乐克活性污泥中蕴藏着惊人的生物多样性,同时,参与氮、芳香化合物和磷代谢的功能基因非常丰富.     

丹江口水库浮游细菌和氮磷循环基因垂直分布特征及其驱动因素

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其驱动因素尚未清晰. 选取丹江口水库5个生态点位,采用宏基因组学研究表层、 中层和底层垂直分布浮游细菌群落组成,分析预测氮磷循环功能及其驱动因素. 结果表明,丹江口水库主要由变形菌门、 放线菌门和浮霉菌门等优势种群组成,不同深度来源的浮游细菌群落结构具有显著差异,水温（T）、 氧化还原电位（ORP）、 溶解氧（DO）和Chla是影响浮游细菌群落组成的主要因素. 氮循环功能基因分析表明,主要涉及生物固氮过程、 硝化作用、 反硝化作用和异化硝酸盐还原作用等7个主要途径的gltB、 glnA、 gltD、 gdhA和NRT等39个氮循环功能基因. 磷循环功能基因分析表明,主要涉及有机磷矿化、 无机磷溶解、 调节等6个主要途径的pstS、 ppx-gppA、 glpQ和ppk1等54个磷循环功能基因. 聚类分析表明不同深度是影响氮磷循环功能基因组成和丰度的主要因素,表层和底层氮磷循环功能基因丰度高于中层样品. 奇异球菌属、 嗜氢菌属、 Limnohabitans和棍状杆菌属等是氮磷循环的关键物种. DO、 pH、 T、 总溶解性固体（TDS）、 电导率（EC）和Chla与氮磷循环功能基因显著相关,以上环境因子随丹江口水库深度增加浓度降低或升高,导致浮游细菌氮磷循环功能基因呈明显的垂直分布特征. 通过揭示丹江口水库不同深度浮游细菌群落组成、 氮磷循环功能及其影响因素,可为丹江口浮游细菌生态功能和多样性保护发挥潜在的作用.     

一种经济、简单的微生物基因组DNA的提取方法

获得一定浓度和纯度的DNA是进行分子生物学研究的基础。破解细胞壁与细胞膜是获得基因组DNA的前提，而蛋白质和核酸物质的分离是获得高质量DNA产物的关键。目前，主要采用的破壁方法有：冷冻研磨法、溶菌酶法、EDTA测等，这些方法一般采用复杂的裂解液体系，并借助蛋白酶K和RNA酶的帮助来获得高质量的抽提产物。由于细胞裂解体系不仅配制十分麻烦，而日部分药品有毒操作危险性大，此外部分药品及相关酶试剂价格昂贵。本文充分利用DNA在不同温度下自身可变性与复性的特性和在高盐与高温条件下蛋白质能够变性并沉淀。以无菌的SDS（c／c=20％）和NaCl（c/c=8％）的混合液作裂解体系，在沸水浴中破壁膜并使得部分的蛋白质变性和DNA变性并得到初步分离；随后在60℃和72℃水浴中使变性的DNA复性和重新凝聚，同时让RNA、蛋白质和细胞壁碎片等杂质降解或沉淀，从而获得高质量的DNA产物。     

六价铬化合物的肝脏毒性及其作用机制研究进展

六价铬化合物普遍存在于环境中,并被广泛应用于多种工业生产中,由此引发的铬污染及健康问题已经引起了人们的重视。作为体内代谢及解毒的重要场所,肝脏是Cr(Ⅵ)毒性作用的靶器官之一。本文对Cr(Ⅵ)化合物在环境中的污染来源与污染状况、机体内吸收、分布与代谢及对肝脏的毒性损害及其作用机制的研究现状加以综述。     

海洋微藻活体及乙醇固定状态下基因组DNA的微量提取方法

探讨了海洋微藻活体及固定状态下基因组DNA的提取方法,即作者改进的CTAB法.结果表明,CTAB改进法提取的基因组DNA蛋白质、酚、盐和小分子的污染较少,多糖成份也得到了有效去除.用5%乙醇固定样本提取DNA的效果最好,对原生动物抑制效果也较明显;10%以上的乙醇可杀死原生动物,但对DNA的降解率较大;30%以上的乙醇对细菌抑制较明显,但DNA都有较大程度的降解.本法提取的DNA可用于正常的酶切和PCR.用甲醛、甲醇/冰醋酸等其它固定液固定样品,DNA的得率低或者质量和纯度低.图7表1参27