CO厌氧发酵制氢过程中的微生物特性及其影响因素

以发酵液中溶解的一氧化碳(CO)为底物,研究高温嗜热菌(Carboxydothermus hydrogenoformans)厌氧发酵制氢的工艺过程.通过C.hydrogenoformans菌的生长规律、絮凝能力和反应特性等实验研究,建立菌株的生长规律模型,得出微生物衰减系数和最大比生长速率.结果表明,C.hydrogenoformans菌产氢率高,絮凝效果好,用于连续CO生物发酵制氢工艺是可行的.对发酵制氢过程的影响因素进行考察,得出最佳食微比及CO对发酵制氢过程的抑制浓度等过程参数,为有效开发CO厌氧生物发酵制氢的工艺路线提供了参考依据.图4表2参17     

基于宏基因组技术获得的对厌氧氨氧化菌代谢的新理解

厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)是化能自养菌,由于其生理代谢的奇异性、细胞结构的特殊性以及对氮素循环的重要性,已成为环境工程、微生物以及海洋生物学等领域的研究热点.然而,AAOB未能实现纯培养的现状已成为AAOB代谢途径研究的巨大障碍.近年来兴起的宏基因组技术(Metagenomics)为AAOB代谢途径的研究提供了新手段.采用宏基因组技术,可直接研究微生物群体中某特定微生物基因组的结构与功能,摆脱了传统微生物学研究对纯培养的依赖,使未培养微生物的认识和开发成为可能.本文首先简述获取AAOB宏基因组信息的过程,然后通过比较由传统代谢研究方法和宏基因组技术获得的AAOB代谢途径的研究成果,论述基于宏基因组技术获得的对AAOB代谢的新理解,得出以下结果和结论:1)AAOB的碳素固定途径为乙酰辅酶A途径,碳素固定的还原力来自NADH或者QH2;2)AAOB氮素转化的重要中间产物是NO,而非NH2OH,并提出了以NO为核心的AAOB代谢的改进模型;3)AAOB的ATP合成途径为氧化磷酸化,推测的电子传递途径为N2H4—QH2—细胞色素bc1复合体;细胞色素bc1复合体再将电子用于NO2-还原和N2H4合成.AAOB的宏基因组技术使AAOB代谢途径的研究更具方向性.随着分子生物学理论和技术的不断发展,宏基因组学的升级技术(如宏转录组学、宏蛋白质组学)将为AAOB代谢途径的研究提供新的方法与平台.图3表1参51     

一株耐盐柴油降解菌的分离鉴定及其降解性能

从某油田附近受石油污染土壤中分离出一株以柴油为惟一碳源的耐盐菌株LS1。通过对菌株的生理生化特性、菌体的形态观察及16S rDNA基因序列分析鉴定菌株LS1为假单胞菌属(pseudomonas)。该菌株可耐受的最高盐度(NaCl)和柴油浓度分别为6%~8%和12 000 mg/L。菌株生长的适宜pH和温度条件分别为6.0~8.0和28~36℃。在盐度为6%、pH为7.0、温度为32℃、菌种投加量为10%的条件下,初始浓度为3 000 mg/L的柴油经6 d降解后,去除率可达78.3%,加入适量外加碳源葡萄糖和蔗糖,可使降解率分别提高至92%和90%左右。菌株LS1的耐盐机理可能是通过在细胞内积累甜菜碱以调节菌株细胞内外渗透压平衡。投加甜菜碱可提高耐盐菌LS1在高盐环境下对柴油的降解效率。     

一株兼性自养菌硫转化性能的研究

研究了一株具有硫转化性能的兼性自养菌的培养特性,以及不同因素对该菌硫转化纺的影响,结果表明：有机物可促进细菌的生长,合适的氮源、适宜的ｐＨ、添加微量元素,可提高该菌的硫转化率。在约１％接种量时,硫转化率可达８７．４２％。     

重组荧光假单胞菌BioP8在环境中消长动态与安全性评价

通过选择分离培养和PCR鉴定,对转苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫蛋白基因荧光假单胞菌BioP8及其天然受体菌P303在温室自然土壤和田间大白菜根际、叶面的环境生存竞争能力进行研究.结果表明,在温室自然土壤中,可培养细菌总量在108 CFU/g土(湿重)左右,40 d内P303和BioP8群落总量分别能维持在105 CFU/g土(湿重)和104 CFU/g土(湿重)左右,100 d后检测不到残留; 在大白菜根际,可培养细菌总量在1010 CFU/g根(湿重)左右,30 d内P303和BioP8可维持在106 CFU/g根(湿重)和105 CFU/g根(湿重),75 d后检测不到残留; 在大白菜叶面,可培养细菌总量在103～106 CFU/ cm2叶片之间波动,处理后3 d的供试菌菌量迅速由105 CFU/ cm2叶片降至最低(103 CFU/cm2叶片和102 CFU/cm2叶片左右),之后回升并以(104和103)CFU/ cm2叶片维持一段时间(第5-15 d),30 d检测不到残留.P303及其工程菌株在温室自然土壤、田间大白菜根际和叶面的定殖时间至少分别为60 d、50 d和15 d,它们的消长动态相似,在温室自然土壤、田间大白菜根际的定殖能力明显强于叶面,BioP8定殖能力弱于出发菌P303.     

对一株海洋发光细菌保存方法的探究

从乌贼体表及内脏中提取一株海洋发光细菌,进行分离、纯化。通过四种不同保存方法对该株发光菌进行保存,测定了发光菌在存活期内的相对发光强度,探讨了最佳保存方法,比较发现:低温甘油法可在短期内替代条件苛刻的冷冻干燥法,可保存至少一年,沙土管保存法发光菌复苏效果差,不适宜保存发光菌,常温石蜡保存在实验室条件下可短期保存半年。     

活性污泥高质量RNA快速提取方法研究

通过比较RNA产量、纯度、降解程度、特定基因的扩增能力、微生物多样性等评价指标,考察和探讨了5种不同RNA提取方法对活性污泥总RNA提取效果的影响并最终建立了一种快速、有效的活性污泥RNA提取方法,即在TENP和PBS洗涤沉淀污泥的基础上,分别采用溶菌酶和TRIzol裂解活性污泥细菌、氯仿去除细菌裂解液中的蛋白和大部分DNA、异丙醇沉淀核酸和DNase I水解残留DNA后,最后进一步用离心柱纯化RNA.结果表明,这种方法可以有效提取高质量的菌群RNA,不仅提取的RNA总量多(每g污泥可提取169.6μg RNA)、纯度高、降解程度低、完整性好、具有丰富的生物多样性,而且可同时进行16SrRNA和amoA基因的RT-PCR扩增反应;与其它方法相比,性价比高,具有明显的优越性,适用于活性污泥RNA的大量提取,同时,T-RFLP结果证明RNA提取方法对分析样品的微生物种类和丰度分析结果影响较大,不同的RNA提取方法所获得的微生物群落基因多样性及其种类、丰度均不同.本研究建立了一种快速、有效的高质量RNA提取方法,将在监测活性污泥菌群动态变化、菌群代谢功能学、微生物群落芯片等研究上具有重要意义.     

高效原油降解菌处理油田采出水

利用油田采用废水中原有微生物种群分离驯化出的高效原油降解菌，通过单一菌种高效原油降解菌降解性能实验，高效混合菌正交实验，最佳组合菌株的连续生物处理油田采出水实验，都取得了处理低浓度含油废水的良好效果。这表明在常规物理，化学法处理油田采出水的基础上，利用生物再空度处理是可行的。     

高效原油降解菌和内循环3-PBFB处理油田采出水的研究

在物理化学处理的基础上添加了生物处理部分，即三相生物流化床（3-PBFB）处理油田采出废水。采取了利用高效原油降解菌及漂浮填料、悬浮填料的强化处理措施，使废水出水含油量达到3.5-4.9mg/L，达到国家一级排放标准。     

高效菌活性污泥法处理分散染料废水实验研究

针对复合微生物的筛选和分离进行了研究 ,分离出处理分散染料废水起高效降解作用的 2株菌种。结果表明 ,2株高效菌对分散染料废水降解能力很强 ,与普通菌结果对比CODCr去除率提高 17% ,并且高效菌对废水浓度的耐受性也明显提高