Effects of Cu2+ and humic acids on degradation and fate of TBBPA in pure culture of Pseudomonas sp. strain CDT

Soil contamination with tetrabromobisphenol A(TBBPA) has caused great concerns;however, the presence of heavy metals and soil organic matter on the biodegradation of TBBPA is still unclear. We isolated Pseudomonas sp. strain CDT, a TBBPA-degrading bacterium, from activated sludge and incubated it with ~(14)C-labeled TBBPA for 87 days in the absence and presence of Cu~(2+)and humic acids(HA). TBBPA was degraded to organic-solvent extractable(59.4% ± 2.2%) and non-extractable(25.1% ± 1.3%) metabolites,mineralized to CO_2(4.8% ± 0.8%), and assimilated into cells(10.6% ± 0.9%) at the end of incubation. When Cu~(2+)was present, the transformation of extractable metabolites into non-extractable metabolites and mineralization were inhibited, possibly due to the toxicity of Cu~(2+)to cells. HA significantly inhibited both dissipation and mineralization of TBBPA and altered the fate of TBBPA in the culture by formation of HA-bound residues that amounted to 22.1% ± 3.7% of the transformed TBBPA. The inhibition from HA was attributed to adsorption of TBBPA and formation of bound residues with HA via reaction of reactive metabolites with HA molecules, which decreased bioavailability of TBBPA and metabolites in the culture. When Cu~(2+)and HA were both present, Cu~(2+)significantly promoted the HA inhibition on TBBPA dissipation but not on metabolite degradation. The results provide insights into individual and interactive effects of Cu~(2+)and soil organic matter on the biotransformation of TBBPA and indicate that soil organic matter plays an essential role in determining the fate of organic pollutants in soil and mitigating heavy metal toxicity.     

甲硫醇降解菌群筛选及其降解特性研究

从处理甲硫醚(DMS)和丙硫醇(PT)混合废气的生物滴滤塔中富集出一组能够有效降解甲硫醇(MT)的混合菌群,并对其特性进行了系列研究.结果表明,该混合菌群能有效降解MT,菌群较为适宜的生长和降解条件为30℃、p H=7.0,在该条件下能将初始浓度为20 mg·L~(-1)的MT在70 h内降解完全.添加酵母膏(YE)后,MT降解速率进一步提高,降解所需时间缩短10 h.利用高通量测序技术分析混合菌群的群落结构,发现其中优势菌属为Pseudomonas sp.、Thiobacillus sp.和Acinetobacter sp.,所占比例分别为33.78%、21.91%和17.01%.中间产物检测结果表明,混合菌群降解MT的过程中产生了甲醛、H_2S、二甲基二硫醚(DMDS)等物质,推断MT的降解途径可能有如下2条:(1)MT在MT氧化酶作用下形成甲醛和H2S,随后氧化为SO_4~(2-);(2)MT依次转化为DMDS、DMS、二甲基亚砜(DMSO)和二甲基砜(DMSO_2),最后经甲基磺酸(MSA)可生成SO_4~(2-).     

利用甘油脱水酶基因构建产3-羟基丙醛工程菌及其表达比较

3-羟基丙醛(3-HPA)是一种重要的化工产品,可由甘油经甘油脱水酶作用后生成.为获得产3-HPA基因工程菌,在已构建含甘油脱水酶基因及其激活因子大亚基质粒pEtac-dhaB-gdrA的基础上,构建了包含小亚基gdrB激活因子的重组质粒pEtac-dhaB-gdrA-gdrB.利用大肠杆菌通用tac启动子将该质粒在不同Escherichia coli BL21、DH5a及JM109中进行表达.阳性转化子经IPTG诱导后,提取总RNA,以cDNA为模板进行RT-PCR发现,目标基因在不同宿主都能较好转录.SDS-PAGE、酶活测定和3-HPA浓度测定结果表明,目标蛋白表达存在差异;酶活分别为4.7(±0.44)、3.5(±0.95)、8.1(±0.66)U/mg;发酵液中3-HPA的含量分别为0.012(±0.0044)、0.014(±0.003)、0.375(±0.018)g L-1,重组E.coli JM109/pEtac-dhaB-gdrA-gdrB具有较好的甘油脱水酶基因表达和产3-HPA性能.该基因工程菌与克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)相比,发酵副产物明显较少,有利于后期提取,为生产3-HPA提供了一条新思路.     

促进氰钴胺素转化为腺苷钴胺素的基因表达与鉴定

辅酶B12作为甘油脱水酶(GDHt)的辅酶参与到Klebsiella pneumoniae代谢甘油生成1,3-丙二醇(1,3-PD)和3-羟基丙酸(3-HP)的途径中.前期研究表明底物甘油可以导致辅酶B12分子中Co—C键的断裂,进而引起GDHt的失活.为进一步研究非活性的维生素B12(CNCbI)转化为具有活性的辅酶B12(AdoCbI)的过程,从K.pneumoniae中克隆得到了ATP:钴(I)胺素腺苷转移酶(ACA)基因btuR和还原酶基因yciK,并成功构建了双启动子表达质粒pUC18-tac-btuR-tac-yciK,将表达质粒转化Escherichia coli JM109获得了一株重组菌.利用改进的分析方法,结果表明:1)重组蛋白具有腺苷转移酶的活性;2)重组菌可以很好地将非活性的钴胺素,如维生素B12,转化生成具有活性的辅酶B12.     

基于景观中性模型的不同竞争力外来种入侵对栖息地毁坏的响应

栖息地毁坏和生物入侵被认为是全球物种多样性的两大威胁,也是当前研究的热点。同时,两者的共同作用将比单独作用所带来的物种多样性丧失更大。本文基于竞争-扩散均衡机制,考虑了外来种的不同竞争力,结合景观中性模型和元胞自动机模型,模拟了外来种入侵对栖息地毁坏（栖息地破碎和面积丧失）的响应。研究结果表明：1）外来种入侵成功将首先威胁竞争力与其相邻的弱物种;2）栖息地毁坏与种间竞争共同决定着外来种入侵的成功与否。当栖息地破碎促进了与外来种竞争力相邻的本地强物种时,将会抑制入侵;当其抑制了与外来种竞争力相邻的本地强物种时,则会促进入侵。当栖息地丧失促进了外来种相邻的本地强物种时,将会抑制入侵;当栖息地丧失抑制了外来种相邻的本地强物种,将一定程度地促进入侵,但随着丧失面积的增加,则转为抑制。因此,为了抑制不同竞争力的外来种入侵,应采取不同的栖息地保护策略,并保护和促进其竞争力相邻的本地强物种。     

上海滴水湖周边土壤和沉积物对磷的吸附特征

采集滴水湖沉积物及其引水河与排水河沉积物、湿地沉积物以及周边农田土壤进行磷的等温吸附实验,探讨不同来源物质对磷吸附特性的差异.结果表明,滴水湖沉积物的吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值)为0.11~0.63 mg·L-1,高于其他来源土壤和沉积物,更容易向上覆水体释放磷.Langmuir模型和Freundlich模型对磷的等温吸附都有较高的拟合程度.由Langmuir模型计算的最大吸附量(Qm)表明,不同来源土壤和沉积物对磷的吸附能力由高到低为河流沉积物(1 003.05~2 977.65 mg·kg-1)>滴水湖沉积物(669.77~1 717.94 mg·kg-1)>湿地沉积物(368.60~1 145.51 mg·kg-1)>农田土壤(441.36~702.30 mg·kg-1).这表明农田土壤对磷的吸附能力最弱,当过量使用化肥时,农田会成为滴水湖磷的源.     

产甲烷生化代谢途径研究进展

微生物产甲烷过程产生的甲烷约占全球甲烷产量的74%.产甲烷过程对生物燃气生产和全球气候变暖等都有着重要的意义.本文综述了产甲烷菌的具体生化代谢途径,其本质是产甲烷菌利用细胞内一系列特殊的酶和辅酶将CO2或甲基化合物中的甲基通过一系列的生物化学反应还原成甲烷.在这一过程中,产甲烷菌细胞能够形成钠离子或质子跨膜梯度,驱动细胞膜上的ATP合成酶将ADP转化成ATP以获得能量.根据底物类型的不同,可以将该过程分为3类:还原CO2途径、乙酸途径和甲基营养途径.还原CO2途径是以H2或甲酸作为主要的电子供体还原CO2产生甲烷,其中涉及到一个最新的发现——电子歧化途径;乙酸途径是乙酸被裂解产生甲基基团和羧基基团,随后,羧基基团被氧化产生电子供体H2用于还原甲基基团;甲基营养途径是以简单甲基化合物作为底物,以外界提供的H2或氧化甲基化合物自身产生的还原当量作为电子供体还原甲基化合物中的甲基基团.通过这3种途径产甲烷的过程中,每消耗1mol底物所产生AT P的顺序为还原CO2途径>甲基营养途径>乙酸途径.由于产甲烷菌自身难以分离培养,未来将主要通过现代的生物技术和计算机技术,包括基因工程和代谢模型构建等最新技术来研究产甲烷菌的生化代谢过程以及其与其它菌群之间的相互作用机制,以便将其应用于生产实践.     

南京市校园室内空气微生物特征

为调查南京市学校教室内空气微生物污染状况,本研究各选一所幼儿园、小学、初中和大学,每所学校分别随机选取10间教室,采用六级安德森采样器进行空气微生物采样.研究发现,在南京地区所调研的这4所不同类型的学校中,幼儿园室内空气微生物浓度最高,细菌和真菌浓度均值分别为605CFU/m³和648CFU/m³,均显著高于其余3所学校.室内细菌和真菌粒径分布趋同,峰值均出现在Ⅴ级（1.1~2.1μm）.仅在大学教室内,发现环境参数与空气微生物浓度存在显著相关性.幼儿园教室内学生每天吸入的细菌和真菌剂量分别为150.2CFU/kg和160.9CFU/kg,均显著高于其他学校学生.     

巢湖水体和水产品中多环芳烃的含量与健康风险

利用GC-MS测定了巢湖水体15个样品及9种主要水产品中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量,并用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价模型估算了巢湖地区居民由于饮水、洗澡及食用水产品造成的PAHs暴露量.在此基础上,利用概率风险评价和蒙特卡罗模拟方法分析了巢湖水体与水产品中PAHs的健康风险及其不确定性.研究结果表明,巢湖水体中16种优控PAHs总含量(PAH16)范围为95.63～370.13ng·L-1,平均为(170.72 ±70.79) ng·L-1,BaP当量浓度(Bapeq)为(1.43±0.79) ng·L-1;水产品中PAH16的干重含量范围为129.33 ～575.31 ng·g-1,均值为(320.93±147.50) ng·g-1,BaP当量浓度为(4.67±6.68) ng·g-1.巢湖地区居民由于饮水和洗浴造成的PAH16暴露量分别为(5.76±2.39)×10-3 ng·kg-1·d-1和(25.08±10.40)×10-3 ng·kg-1·d-1,城镇与农村居民食用水产品造成的PAH16暴露量分别为(190.86±84.17) ng· kg-1· d-1和(75.88±33.47) ng·kg-1·d-1;水产品食用是巢湖地区居民PAHs暴露的主要途径.洗浴和饮水造成的PAH16暴露风险分别为(6.33±4.70)×10-9 a-1和(4.32±2.47) ×10-7 a-1,城镇与农村居民食用水产品造成的PAH16暴露风险分别为(3.17±3.79)×10-5 a-1和(1.25±1.50) ×10-5 a-1;居民食用水产的PAH16暴露风险高于USEPA建议的可接受风险(1.0×10-6 a-1),存在一定的致癌风险.水产品食用风险的不确定度较高,Bap当量浓度是影响风险评估不确定性的主要因素.     

基于AHP法的泰安市生态系统脆弱性模糊评价

采用基于AHP法的模糊评价模型,并通过最大特征根一致性检验、肯达尔一致性检验,全面评价了泰安市2001-2005年生态脆弱度变化情况,结果表明:二级指标中气候因素脆弱度、自然环境因素脆弱度、经济因素脆弱度逐年降低,社会因素脆弱度在较不脆弱的基础上波动,泰安市总生态脆弱度呈现逐年改良趋势;利用线性回归分析,确定自然环境因素是影响泰安市总脆弱度的主导因素,可根据其变化情况为预测泰安市生态脆弱度变化及指导生态建设提供科学依据。