好氧砷还原菌对吸附态砷迁移转化的影响

利用静态和动态土柱实验初步研究了好氧砷还原菌Bacillus sp. SXB在砷迁移转化过程中的作用。结果表明,在静态实验中,菌株SXB可以有效还原吸附在针铁矿上的五价砷;在动态土柱实验中,由于原土中砷是以三价砷形式存在,因此,不论是空白对照还是菌株SXB加入处理,出水中砷均为三价砷;当孔隙体积大于100时,铁的溶出开始增加。菌株SXB的加入,轻微地促进了土壤中砷的释放,而对铁的释放并没有明显影响。     

单菌种和混合菌处理养殖污水的效果

为了优化养殖污水处理系统中的生物膜法技术,研究了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、酵母菌(Saccharomyces)和乳酸菌(Lactobacillus)及其混合菌对养殖污水的净化能力。实验共进行35 d,设置了8个处理组,以添加无菌生理盐水的处理组为对照组。结果表明,添加了菌种的处理组,对氨氮(NH4+-N)和亚硝氮(NO2--N)的处理效果显著优于对照组(PP4+-N和NO2--N的去除率均达到90%以上;接种枯草芽孢杆菌的4个处理组对无机磷(TP)的去除能力要显著高于其他未接种该菌的处理组,TP的最终浓度维持在0.2 mg/L,而其他处理组在0.59 mg/L以上;添加菌种的各处理组对化学需氧量(CODMn)的去除效果差异不显著(P>0.05),但均显著高于对照组(P<0.05),其中3种菌混合的处理组去除率最高,达76.9%。在本实验条件下,混合菌处理污水的能力要优于单菌种,3种菌混合的处理组要优于菌种两两混合的处理组。     

一株鱼粉加工硫化氢恶臭气体脱除菌株的分离与鉴定

鱼粉是水产动物、及畜禽动物养殖饲料中无法替代的优质动物蛋白源。然而因加工原料新鲜度不断下降、腐败等原因,鱼粉加工过程中会释放出大量的硫化氢恶臭气体,导致周边环境的严重污染。取鱼粉厂污水沉淀池中的污泥,对脱硫微生物进行富集、分离、纯化、检测脱硫效率,得到一株高效脱硫菌株XJ-2,其脱硫效率达87.1%。通过菌株形态观察、生理生化实验、API 50CHB试剂条检测及16S rDNA测序鉴定,结果确定该菌为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。研究菌株XJ-2生长特性,发现菌株对环境中的pH值耐受力较强,不耐高温,正好避开鱼粉厂休业期,且经生长曲线研究发现该菌的稳定期较长,具有良好的应用前景。此研究将为生物法脱除鱼粉加工恶臭气体的应用提供一定的理论基础。     

巨大芽孢杆菌对土壤理化性质及植物富集镉锌的影响

不同生物之间存在复杂相互作用,构建多元生物协同修复有利于提高修复效果.微生物群落繁殖快,适应性强以及抗逆性等优势在土壤重金属污染治理中发挥着重要作用.以巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）为供试菌株,以包心芥菜［Brassica juncea（L.） Czerniak.］为供试植物,探究二者联合作用下修复Cd和Zn污染土壤的可行性.首先开展60 d室内培养试验,明确巨大芽孢杆菌活化土壤Cd和Zn含量的潜力及改善土壤质量的可行性;进而通过盆栽试验探究巨大芽孢杆菌对包心芥菜富集重金属的影响.结果表明室内培养条件下,巨大芽孢杆菌能够显著降低土壤pH值,土壤有效态Cd和Zn含量显著增加,与对照相比,增幅分别为24%~47%和11%~13%;同时土壤磷酸酶（ALP）、蔗糖酶（SU）和脲酶（UR）活性明显改善.盆栽试验结果表明,与对照相比,接菌处理显著提高了包心芥菜生物量,增幅为10%~23%.同时植物富集Cd和Zn含量升高：植物地上和地下部分Cd富集浓度分别为对照组的1.61~1.70倍和1.05~1.15倍;不同部位对Zn的富集浓度分别为对照的1.38~1.61倍和1.47~1.53倍.相关性分析结果表明,土壤pH值是引起土壤重金属有效态活性和酶活性改变的关键因素.接菌处理下,植物过氧化氢酶（CAT）活性对增强植物抗逆性更为显著.试验结果初步证实了巨大芽孢杆菌-包心芥菜联合修复Cd和Zn污染土壤的可行性.     

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     

苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的影响因素及其工艺选择

化学杀虫剂的长期使用给生态环境造成了严重破坏,也使害虫种群的抗药性日益提高,生物杀虫剂以其＂绿色环保＂的特点引起人们的广泛关注。其中,苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）制剂是目前世界上产量最大、应用最广的生物杀虫剂。它对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、螨类等许多有害昆虫有毒杀作用,而对人类、动物和农作物无害。长期以来,人们一直致力于苏云金芽孢杆菌发酵过程的研究,以期获得高毒效的生物杀虫剂产品。本文首先对苏云金芽孢杆菌发酵生产的各种影响因素进行了综合分析,将影响因素分为培养条件和培养基组分两类,得出最佳培养条件为温度：（30±1）℃,pH：7.0±0.1,搅拌速度：400～600r·min-1,通气量：1∶0.6～1.2（发酵培养基体积与每分钟通入空气的体积之比）,接种时间：对数期初;最佳培养基配比为碳氮比：8～10∶1,无机盐含量：KH2PO4或K2HPO4为0.075%～0.2%;MgSO4·7H2O为0.075%～0.3%;CaCO3为0.075%～0.15%;MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O各为0.002%。其次,对当前研究与工业化生产中的各种发酵工艺进行了评述,总结了现有发酵工艺的优缺点。在现有研究基础上,降低培养基原料成本、改进发酵工艺和采用基因学手段构建高效工程菌株将成为未来研究热点。     

胶质芽孢杆菌对印度芥菜富集土壤Cd及土壤pH的影响

采用根袋法盆栽试验,研究接种活菌量浓度分别为1×1010 cfu·kg-1 (T1)和2×1010 cfu·kg-1(T2)的胶质芽孢杆菌,对印度芥菜富集土壤Cd、土壤有效态Cd含量及土壤pH的影响.结果表明,以不接种菌液作为对照,处理T1、T2地上部分生物富集系数分别为13.58、16.83,与对照相比分别提高42.95％、77.16％;地下部分生物富集系数分别为4.35、4.83,分别比对照提高24.64％、38.40％;土壤的净化率分别是对照的1.73、2.20倍.对照组土壤有效态Cd含量随着时间的延长而降低,根际和非根际土壤分别降低32.93％和45.54％;但T1和T2处理中,根际、非根际土壤有效态Cd含量分别提高15.15％、31.73％和36.54％、45.28％.收获时,处理T1、T2根际土壤pH降低率分别是对照的1.08、1.10倍.不同浓度胶质芽孢杆菌处理下土壤pH与有效态Cd含量均呈显著负线性关系.综上,胶质芽孢杆菌主要是通过改变土壤pH来影响土壤Cd生物有效性,从而促进超富集植物的修复效果.本研究可为微生物辅助植物修复重金属污染土壤提供一定理论依据和实践指导.     

Biological treatment of chicken feather waste for improved biogas production

A two-stage system was developed which combines the biological degradation of keratin-rich waste with the production of biogas. Chicken feather waste was treated biologically with a recombinant Bacillus megaterium strain showing keratinase activity prior to biogas production. Chopped, autoclaved chicken feathers (4%, W/V) were completely degraded, resulting in a yellowish fermentation broth with a level of 0.51 mg/mL soluble proteins after 8 days of cultivation of the recombinant strain. During the subsequent anaerobic batch digestion experiments, methane production of 0.35 Nm³/kg dry feathers (i.e., 0.4 Nm³/kg volatile solids of feathers), corresponding to 80% of the theoretical value on proteins, was achieved from the feather hydrolyzates, independently of the pre-hydrolysis time period of 1, 2 or 8 days. Cultivation with a native keratinase producing strain, Bacillus licheniformis resulted in only 0.25 mg/mL soluble proteins in the feather hydrolyzate, which then was digested achieving a maximum accumulated methane production of 0.31 Nm³/kg dry feathers. Feather hydrolyzates treated with the wild type B. megaterium produced 0.21 Nm³ CH₄/kg dry feathers as maximum yield.     

Stability of green fluorescent protein using luminescence spectroscopy: is GFP applicable to field analysis of contaminants?

Green fluorescent protein (GFP) was first isolated in the early 1970s for experimental use from coelenterates or the Pacific jellyfish. Aequorea victoria (Morin and Hastings, 1971). GFP has since become a favored biomarker in the photophysical analysis of molecular and cell biology because of its strong intrinsic visible fluorescence and the feasibility of fusing it to other proteins without affecting their normal functions (Creemers et al., 2000). Here we report using Bacillus subtilis expressing GFP to evaluate the influence of different environmental pH conditions on GFP fluorescence. Emission acquisitions were configured to excite at 471 nm and detect at an emission from 490 to 650 nm at 1-nm increments. Fluorescence intensity was significantly better at pH 7 (4.2 x 105 cps; P-value < 0.01) than at acid or alkaline conditions. GFP is a good biomarker for environments near netural conditions: however, GFP may be unsuitable where soils or waters are below or above pH 7 because of loss in fluorescence intensity. Alternative fluorescent markers and delivery systems must be examined in different environments to optimize responses from bioreporter molecules.     

一株芽孢杆菌在低氮源浓度培养基中的生长与氨氮去除特性

对菌株YB3进行了16S rRNA基因序列进化分析,并分别以NH_4Cl、NaNO_2、NaNO_3、尿素和蛋白胨为单一氮源,配制了5种低氮源浓度培养基,研究YB3在与养殖水体相近营养水平条件下的生长与氨氮去除特性.结果显示,菌株YB3属于蜡样芽孢杆菌(Bacullis cereus),在5种培养基中均能够生长,菌悬液(吸光度OD600为1.0)接种量为1.0%(v/v)时,OD600由0.010增长到0.100~0.117.在NH_4Cl培养基中,YB3的氨氮去除速率为1.23 mg·L~(-1)·d~(-1),去除率为93.5%.在尿素、蛋白胨等有机氮源培养基中,YB3将首先导致氨氮的积累,累积倍数分别为51.69和3.38,之后开始去除,去除速率为1.56和0.29 mg·L~(-1)·d~(-1),去除率为93.7%和26.8%.结果也表明,提高YB3接种量至8.0%(v/v),可以使蛋白胨培养基氨氮累积倍数下降至2.02,去除速率提高至1.07 mg·L~(-1)·d~(-1),去除率最终达到98.4%.NaNO_2和NaNO_3培养基中均未检测到氨氮,而NH_4Cl、尿素和蛋白胨培养基中也未检测到NO_2~--N和NO_3~--N,表明YB3的硝化、亚硝化和反硝化作用均不强烈,去除氨氮的同时将不会造成NO_2~--N和NO_3~--N等的大量积累.本文为菌株YB3在养殖水体调控与净化中的应用研究提供了实验基础和理论支持.