Effect of culture time on the growth curve and power performance in a microbial fuel cell at a fixed amount of liquid culture

The microbial fuel cell uses the microorganism biochemistry to carry on the energy conversion. Concerning the experimental precision, the colony culture would be replaced by a fixed amount of liquid culture for Microbial fuel cell of Escherichia coli. The anode and cathode chambers whose each volume is 100 mL were utilized, the effective surface area of proton exchange membrane Nafion-117 is about 9 cm². In addition, the electrode area of carbon cloth is 20 cm². Three kinds of Escherichia coli, named as BCRC No. 10322, 10675 and 51534, respectively, would be selected. Results show that the electricity performance of Escherichia coli of BCRC No.51534 is better than the other microorganism studied because of having a larger open circuit voltage of 1.01 V and limiting current 22 mA, the maximum power density of 1342 mW/m^2, and average working power density of 295 mW/m² would be produced. These results would be useful to improve the performance of microbial fuel cell.     

避光处理对污水紫外线消毒后大肠杆菌光复活的影响研究

以大肠杆菌为受试菌种,研究了避光处理对紫外线消毒后三级出水中细菌光复活的影响.将紫外线消毒后的水样避光放置一定时间后再置于光复活条件下,研究了大肠杆菌的复活特性.结果表明,避光放置6h以内,见光后大肠杆菌的光复活能力即刻恢复,并最终达到与非避光处理基本相同的最大复活值;5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后,最大复活百分比分别为31.1%和0.45%,复活速率分别为1.67×104CFU·(mL·h)-1和125 CFU·(mL·h)-1.延长避光时间至24 h,5 mJ/cm2和20mJ/cm2紫外线剂量照射后的大肠杆菌见光后,最大复活百分比分别减小到10.0%和0.3%,复活速率分别减小到830CFU·(mL·h)-1和20CFU·(mL·h)-1.以上结果表明,延迟消毒后出水见光时间,只能在一定程度上推迟或削弱大肠杆菌的光复活,并不能有效保证复活受到抑制,即紫外线消毒后出水中的微生物仍然存在高的复活风险.     

炭砂滤池对农村饮用水中浊度及细菌的去除效果

粗滤-炭砂过滤是简单实用的农村水处理工艺。通过中试装置,检测了滤池对浊度、细菌总数和大肠杆菌的去除效果,研究了炭砂滤池出水安全性。结果表明：炭砂滤池能进一步降低粗滤池出水浊度,并将其控制在0.7~2.2 NTU;砂层作为保证出水浊度的屏障,其浊度去除率在炭层基础上可再增加11.1%;炭砂滤池对大肠杆菌的平均去除率随着滤速的降低而增大,且该差异主要是由炭层贡献的;当滤速为5 m·h⁻¹时,炭砂滤池对大肠杆菌平均对数去除率为0.79;但滤池运行过程中会产生微生物泄露的现象,对细菌总数基本无去除作用。因此,为保障出水的微生物安全性,炭砂滤工艺后须增加行之有效的消毒工艺。     

真鲷去毒相关基因cDNA序列的克隆与肝脏组成型表达分析

赤潮发生时产生的一些海洋生物毒素对人类和海洋动物的安全形成潜在的威胁甚至导致死亡.为从分子水平探讨鱼类中海洋藻毒素的去毒分子机理,采用RT-PCR法克隆了真鲷(Pagrus major)肝脏芳香烃受体核转位蛋白(ARNT)和I时相异生素代谢酶细胞色素P4501A(CYP1A)基因cDNA核心序列,同时,应用半定量RT-PCR方法,以β-肌动蛋白作为外参照,在其指数期增长的范围内研究了芳香烃受体(AHR)、ARNT、CYP1A、II时相异生素代谢酶alpha型谷胱甘肽S-转移酶(GSTA1、GSTA2)、rho型谷胱甘肽S-转移酶(GSTR)、热休克蛋白70(HSP70)基因组成型表达水平.结果发现,真鲷ARNT、CYP1A基因cDNA核心序列片段分别长438bp和908bp,分别编码146和302个氨基酸.序列同源性分析发现,真鲷与门齿鲷(Stenotomus chrysops)、石首鱼(Micropogon undulatus)ARNT基因氨基酸序列同源性高达97.2%、95.2%,与斑马鱼(Brachydanio rerio)、人、大鼠、小鼠ARNT同源性较低(77.2%～79.3%).真鲷与门齿鲷、金头鲷(Sparus auratus)、欧洲川鲽(Rhombus maximus)、欧洲海鲈(Dicentrachus labrax)CYP1A基因氨基酸序列同源性较高,为84.8%～94.0%,与斑马鱼、人、小鼠CYP1A同源性较低,为59.6%～77.8%.真鲷肝脏AHR、ARNT、CYP1A、GSTA1、GSTA2、GSTR和HSP70基因组成型表达水平分别为(25.32±6.56)%、(26.22±4.24)%、(146.5±16.06)%、(55.42±3.75)%、(48.82±10.89)%、(79.47±3.13)%、(107.42±14.34)%.     

绿色荧光蛋白基因标记内生枯草芽孢杆菌

用枯草芽孢杆菌168菌株rpsD基因的启动子替换质粒pGFP4412中蜡状芽孢杆菌4412启动子,从而构建了能在枯草芽孢杆菌中表达绿色荧光蛋白基因gfpmut3a的载体pS4GFP,将其导入具有内生、防病、促生作用的野生型枯草芽孢杆菌BS-2菌株中,筛选获得遗传稳定性好且具有良好发光表型的标记菌株BS-2-gfp.该标记菌株在小白菜体内的定殖研究结果表明,该菌株能够在小白菜根际及根、茎、叶内定殖和传导,接菌50d后仍能在其体内分离到标记菌株.图5参17     

大肠杆菌对赤子爱胜蚓体表超微结构的影响

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为实验动物,研究了细菌诱导(浸浴诱导和注射诱导)对蚯蚓体表超微结构的影响.结果表明:(1)用细菌浸浴4h的实验组、用细菌注射4h的实验组及对照组蚯蚓的角质层厚度分别为(0.51±0.03)μm、(0.56±0.02)μm、(0.50±0.01)μm;上角质层突起的高度分别为(0.16±0.02)μm、(0.12±0.01)μm、(0.11±0.01)μm;上角质层游离面中微绒毛的高度分别为(0.18±0.02)μm、(0.11±0.01)μm、(0.11±0.01)μm.统计分析表明,蚯蚓在抵御微生物侵袭过程中,体表角质层中的上角质层突起及上角质层游离面中的微绒毛发挥着重要作用.(2)细菌浸浴4h的实验组、用细菌注射4h实验组及对照组蚯蚓体表的表皮厚度分别为(2.63±0.15)μm、(2.23±0.06)μm、(1.97±0.15)μm;表皮中小颗粒蛋白细胞的颗粒直径分别为(0.38±0.04)μm、(0.26±0.02)μm、(0.24±0.02)μm;大颗粒粘液细胞的颗粒直径分别为(0.50±0.04)μm、(0.26±0.03)μm、(0.21±0.02)μm;网状粘液细胞的直径分别为(0.93±0.06)μm、(0.63±0.06)μm、(0.28±0.03)μm.统计分析表明,蚯蚓在抵御微生物侵袭的过程中,表皮中的腺细胞(小颗粒蛋白细胞、大颗粒粘液细胞及网状粘液细胞)发挥着重要作用.图4表2参17     

城市污水再生利用中的消毒问题研究

从保障再生水微生物安全的角度,考察了北方某污水处理厂污水处理工艺、混凝沉淀过滤工艺以及臭氧消毒对大肠杆菌和总细菌的去除效果。结果表明,污水处理厂进水中大肠杆菌数和细菌总数分别为10^5-10^9个/L和10^9-10^11个/L,经过厌氧-缺氧-好氧组合工艺处理后两者分别降为10^3-10^6个/L和10^6-10^9个/L,再经后续混凝沉淀过滤工艺（混凝剂PAC投加量：15 mg/L Al2O3）处理,再生水中大肠杆菌和细菌总数仍分别高达10^2-10^5个/L和10^5-10^8个/L。对上述再生水进行臭氧消毒批量实验,在臭氧反应量为12 mg/L的条件下实现了对大肠杆菌的完全灭活,此时臭氧消毒运行费用为0.13元/m^3左右。     

Assessment of physically-based and data-driven models to predict microbial water quality in open channels

In the present study,a physically-based hydraulic modeling tool and a data-driven approach using artificial neural networks (ANNs) were evaluated for their ability to simulate the fate and transport of microorganisms in a water system.To produce reliable data,a pipe network was constructed and a series of experiments using a fecal coliform indicator (Escherichia coli 15597) was conducted.For the physically-based model,morphological (pipe size,link length,slope,etc.) and hydraulic (flow rate) conditions were used as input variables,and for ANNs,water quality parameters (conductivity,pH,and turbidity) were used.Both approaches accurately described the fate and transport of microorganisms (physically-based model: correlation coefficient (R) in the range of 0.914 – 0.977 and ANNs: R in the range of 0.949 – 0.980),with the exception of one case at a low flow rate (q = 31.56 cm 3 /sec).This study also indicated that these approaches could be complementarily utilized to assess the vulnerability of water facilities and to establish emergency plans based on hypothetical scenarios.     

镍钴转运酶NiCoT基因的克隆表达及基因工程菌对镍离子的富集

利用PCR技术从Staphylococcus aureus/ ATCC6538基因组中扩增出大小为1?053 bp的镍钴转运酶基因NiCoT gene,将其连接到pET-3c载体上构建重组质粒,并转化至E.coli BL21.筛选阳性菌并经酶切分析和PCR扩增双重鉴定.核苷酸序列测定及分析结果与GenBank中报道的同类基因相似性高达97%以上,表明其具有正确的NiCoT基因核苷酸序列.重组菌的SDS-PAGE结果图谱中,在相对分子量为39?000附近有特异性蛋白条带,大小符合预测值,表明NiCoT基因在E.coli BL21中成功表达.基因工程菌在IPTG用量为1.00 mmol·L^-1,诱导时间为4 h的条件下培养对镍离子的富集能力最高.在不同镍离子浓度时,基因工程菌对溶液中Ni²⁺的平衡富集量为11.33 mg·g^-1,与原始宿主菌相比提高了3倍.对基因工程菌吸附镍和钴的实验表明,Staphylococcus aureus ATCC6538的NiCoT对镍具有较高的特异性和富集容量,属于第Ⅲ类镍钴转运酶.     

Identification and expression of the COI1 gene family in Camellia sinensis and its expression in oolong tea processing北大核心CSCD

茉莉酸受体蛋白COI1(coronatine insensitive 1)是茉莉酸信号转导途径的重要组成部分,为鉴定分析茶树茉莉酸受体COI1基因家族,预测其潜在的分子功能,了解茉莉酸受体COI1基因在乌龙茶加工中应答胁迫的分子机制,利用生物信息学方法对茶树茉莉酸受体COI1进行家族成员鉴定,氨基酸序列、结构域、基因结构、进化分析以及启动子顺式元件分析,结合实时荧光定量分析CsCOI1基因在乌龙茶加工中的表达.结果显示,茶树茉莉酸受体CsCOI1家族有两个成员,均含有F-box和富亮氨酸重复序列(LRRs)两个结构域;单子叶、双子叶的COI1蛋白各聚一支,且与蜜柑进化关系较近;茶树COI1基因家族两个成员均含有3个内含子,启动子顺势元件主要有胁迫响应元件、激素响应元件以及光响应元件;转录组数据说明茶树CsCOI1基因具有较强的组织表达差异性.实时荧光定量分析表明,CsCOI1a基因在室内萎凋后表达显著上调,且15 min、30 min日光萎凋后CsCOI1b基因的表达水平显著上调,同时茉莉酸含量发生显著变化.本研究推测CsCOI1基因可能通过茉莉酸信号转导途径参与乌龙茶加工中萎凋的胁迫响应过程,该结果可为乌龙茶加工品质调控奠定基础.(图8表2参30)