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第十七次全国环境微生物学学术研讨会

第十七次全国环境微生物学学术研讨会

  • 召开年：2014
  • 召开地：成都
  • 出版时间： 2014-11-07

主办单位：中国微生物学会

会议文集：第十七次全国环境微生物学学术研讨会论文集

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  • 摘要：本研究从漳州九龙江口采得的土壤样品中，分离得到一株产蓝色素菌株，对其进行形态和分子生物学鉴定，确定为Rugamonas菌属，通过柱层析等方法将蓝色素组分分离纯化，获得两种主要成分，并利用高效液相色谱分析主要成分占90%以上，且该组分对赤潮异弯藻具有较强的溶藻效果。实验对蓝色素抑藻有效组分进行全波长扫描，发现其在575nm波长下具有最大吸收峰:色素组分在DMSO(二甲基亚飒)中具有较强的热稳定性，但其对强光和紫外线较敏感，强光照射24h可被大量分解，而短时间内的紫外照射即可将其完全分解;色素组分耐酸能力强，但在强碱条件(pH=13)下可被降解:添加多种金属离子到该色素组分的溶液中，发现其对大多数金属离子不敏感，但在添加Cu2+、Fe3+后色素组分被降解，溶液颜色迅速变浅。实验对蓝色素有效组分进行质谱和核磁检测，确定分子量为343.1，并用软件分析获得分子式为C18H1202N6。通过氢谱对比已经报道的紫色杆菌素的文献数据，基本确定该蓝色素抑藻有效组分为紫色杆菌素。国内外文献尚未见利用紫色杆菌素对赤潮藻类进行抑制调控的报道，本实验既是利用微生物作为天然蓝色素的来源，也为利用微生物的代谢产物进行赤潮藻类的调控提供了新的研究方向。
  • 摘要：本文采用熔融共混的方法制备了纳米SiOz含量分别为2%,4%,6%,8%,10%的PLA/Si02纳米复合材料，评价了该复合材料在蛋白酶K作用下的降解性能，探讨了SiO2纳米粒子的加入对PLA生物降解性的影响。实验结果显示，当SiO2的质量分数不超过4%时，球形SiO2的分散尺寸随含量的增加而逐渐增大，大多数的纳米粒子以单分散的形式分布在PLA基体中;但进一步提高纳米粒子填充量时，团聚体的数目和尺寸逐步增加，当SiO2;的含量为10%时，团聚粒子的尺寸可达到120-750纳米。纳米粒子与聚合物基体界面绘合良好，无明显脱粘空洞出现，显示聚合物基体和纳米粒子间有较强的界面作用。不同SiO2含量的PLA/SiO2纳米复合材料在蛋白酶K缓冲液中处理96h,酶解失重曲线显示陡着降解时间的延长，所有样品薄膜的质量损失均在增加，而纳米SiO2的加入，明显促翅了PLA的降解，SEM观察结果也显示出与纯PLA相比，在相同的降解时间内，PLA/Si02的表面被侵蚀得更加严重，形成了类似蜂窝状的形态。SiO2含量不同对降解速率的影啡也不同。当SiO2含量由0升至2%和4%时，降解速率显著提高，降解96h的失重分别关8.9g, 11.5g和14g;当SiO2含量继续升高后，降解速率仍随着SiO2含量的增加而提高但幅度有所变缓。推测SiO2对PLA材料降解的促进归因于SiO2表面含有大量的轻基，位材料的亲水性明显增加，从而有利于降解酶的吸附和攻击，加速了PLA的降解。为了醚证这一推断，测定了蛋白酶K对不同复合材料薄膜的吸附曲线，结果显示曲线的整体走势与降解曲线相同，在SiO2含量为2%和4%时，材料吸附的酶量显著增加，之后随着SiO2含量的继续升高，吸附曲线趋于平缓，证实了SiO2通过增加材料亲水性而促进PLA降惫的推断。研究结果显示Si02不但可以改善PLA的物理机械性能，而且能够有效促进PL的生物降解，是PLA改性的良好添加材料。关于PLA/SiO2纳米复合材料与酶的吸附及卞互作用机理还在进一步研究中。
  • 摘要：多环芳烃是一类由两个或两个以上苯环稠合形成的有机化合物,具有持久性.以白腐真菌Pycnoporus sanguineus为供试真菌,研究了该菌对蒽和芘的降解特征.结果表明,在以蒽为唯一碳源的培养基中,Pycnoporus sanguineus对蒽的降解率为8.5％;在以芘为唯一碳源的培养基中,并未导致芘的显著降解;在含麸皮的培养基中,菌株对蒽和芘的降解率分别提高到71.3％和30.2％,表明白腐真菌Pycnoporus sanguineus可以唯一碳源和共代谢两种方式降解蒽,仅能以共代谢方式降解芘.
  • 摘要：研究方法的限制可能是导致结论差异的重要原因之一。本研究采用Illumina新一代高通量测序技术研究了一种高分子量多环芳烃(花)对红壤细菌群落组成、结构和多样性的影响。高通量结果显示，平均每个样品得到了28、378条高质量的16S rRNA基因序列。经过42天微宇宙培养后，添加不同浓度花(5、30、70mg.kg-1)的土壤微生物的丰富度和多样性显著(P<0.05)低于不添加花的对照处理，而且其降低的程度随着花添加浓度的增加而加剧。主坐标分析(Principal coordinate analysis，PCoA)以及三种非参数多元统计分析(ANOSIM，adonis，MRPP)结果显示，添加花的土壤微生物群落结构与不添加花的对照处理之间存在显著差异，表明花改变了土壤微生物群落结构。在门/纲(Phylum/Class)的微生物学分类水平上，花显著抑制了七个优势微生物菌群(Chloroflexi、AD3、WPS-2、GALS、Alphaproteobacteria、Actinobacteria和Deltaproteobacteria)以及一个非优势菌群(Crenarchaeota)的相对丰度;在目(Order)的微生物学分类水平上，花显著抑制了12个主要的微生物菌群的相对丰度，表明在比较高和比较低的微生物学分类水平上，花均影响了微生物的群落组成。尽管花添加使得红壤中一些微生物菌群(三个门，九个目)得到了富集，但是花并没有出现降解，这说明富集的微生物可能是对花具有抗性的微生物，其在原位条件下不一定发挥了花降解作用。本研究从微生物群落的水平上阐明了花对红壤生态系统的影响，为正确评价多环芳烃污染红壤的生态风险提供了理论依据。
  • 摘要：本研究通过对恶臭假单胞菌SJTE-1的分离鉴定与生物降解性质的分析，确定了该菌株可高效降解多种雌激素类物质，降解效率高，降解周期短，终产物无雌激素活性;该菌基因组中包含多个参与激素分解代谢的关键酶编码基因，直接参与该菌株的雌激素类物质的分解过程。该菌株的分离鉴定与性质分析将有利于推进雌激素类污染物的生物分解进程，促进此类污染物的生物降解机制研究。
  • 摘要：本文利用超声波/陶瓷滤片协同预氧化-活性污泥工艺组合处理罗丹明B废水，考察了反应溶液pH、反应温度，以及H202、叔丁醇的投加对染料脱色率的影响。结果表明超声波一陶瓷滤片对罗丹明B的氧化具有明显的协同效应，30min内其脱色反应速率及COD去除率均符合一级动力学。投加H202、降低溶液的pH值会促进染料的降解，相反，温度过高、投加叔丁醇会降低染料的降解率。此外，经过活性污泥工艺的进一步处理，其出水COD达到了GB8978-1996规定的一级排放要求。
  • 摘要：本文对其不同碳硫比在其生物硫酸盐还原过程进行研究，采用厌氧摇瓶进行实验，以乳酸钠为碳源，亚硫酸钠为硫源，其它微生物所需元素按需配比，1.0g污泥(湿重)加入到120ml厌氧瓶内，溶液为100ml，pH调整为7.0±0.2，曝氮气驱除瓶内氧气以保证瓶内厌氧环境，亚硫酸根浓度为1500mg/L，通过调整乳酸钠加入量调节COD。通过对碳硫比(COD:S032-)为2:3、4:3、8:3、4:1、20:3、40:3及空白七组实验在不同时间4h、8h、12h、24h、36h、48h摇瓶内硫化物、硫酸根、亚硫酸根、硫代硫酸根进行监测，对硫平衡进行计算，对比分析不同时间段内亚硫酸盐去效果。从数据结果表明碳硫比为4:3时，24h内亚硫酸盐完全降解;碳硫比为8:3、4:1、20:3在36小时内完全降解;碳硫比为40:3在48小时内完全降解;而碳硫比为2:3在24小时，还有847mg/L亚硫酸盐，以后不在降解，说明碳硫比2:3时不能够满足亚硫酸盐还原的需要碳源。碳源过量亚硫酸盐还原速率降低，所以选择最佳碳硫比为4:3。本文针对生物脱硫厌氧亚硫酸盐还原段提出一个最佳碳硫比，为生物脱硫应用提供基础资料。
  • 摘要：本研究是首次在Shewanella oneidensis MR-1中发现与生物被膜合成相关的膜蛋白，揭示了BmpC对维持生物被膜的稳定性有重要作用，对Shewanella oneidensis MR-1生物被膜合成机制的研究具有重要的推动作用，为构建生物被膜形成能力更强的基因工程菌，提高固定化处理重金属废水的效率提供了理论依据。
  • 摘要：本研究从污水处理厂的活性污泥中分离出一株高效的C1O4一降解菌，考察高氯酸盐降解菌降解C104-的过程中影响因素，并初步确定最佳反应条件。结果表明，分离菌株GWF属于Acinetobacter bereziniae菌属，革兰氏阴性菌。高氯酸盐降解的最佳温度为300℃，pH7.5，碳氯摩尔比为10。NO3-、SO42-、ClO3-和ClO2-等的共存离子的存在对菌GWF降解高氯酸盐的影响明显。五种水溶性醒类化合物对ClO4-降解均具有加速效果，且a-AQS>2,7-AQDS>1,5-AQDS>2,6-AQS>AQDS，其中加速效果最好的水溶性醒a-AQDS较空白去除率提高了80%，并且其最佳投加浓度范围为0.178-1.422mmol.L-1。六种非水溶性x(1,5-二氯葱醒，1,8-二氯蕙醒，1,4,5,8-四氯葱醒，葱醒，1-氯葱醒，2-氯蕙醒)加速效果最好的非水溶性醒为1,5-二氯蕙醒较空白去除率提高70%，且其最佳投加浓度为0.048mmol.L-1。研究丰富了高氯酸盐降解菌的菌种资源，并且为更进一步的研究高氯酸盐降解的机理奠定了基础。
  • 摘要：混合菌群EMSDS对玉米秸秆具有优良的降解效果，本课题组前期研究表明该菌群可产碱性木聚糖酶，少量纤维素酶和阿魏酸酷酶。本研究利用宏基因组克隆文库筛选技术，对菌群EMSDS的宏基因组进行克隆文库构建，并通过酷酶基因筛选培养基，在总共25000个克隆中筛选得到一个果胶酷酶基因，经提交GeneBank数据库比对后，发现该基因与肺炎克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)的果胶酷酶基因同源性高达99960序列分析显示该果胶醋酶基因的开放阅读框长度为1284 by，所编码的蛋白分子量为45.3kDa。进一步对来源于肺炎克雷伯氏杆菌杆菌的果胶酷酶基因进行克隆表达。生物信息学分析结果显示，该果胶醋酶存在一对二硫键桥。为促进该蛋白的正确折叠，提高可溶性，本研究使用了携带组氨酸标签的pET-22b原核表达系统在大肠杆菌E.coliBL21(DE3)进行异源表达。该系统可编码信号肤，能够将目的蛋白引入大肠杆菌的周质空间，从而促进蛋白的正确折叠。将果胶醋酶基因连接至pET-22b进行表达并利用镍柱纯化，SDS-PAGE电泳分析结果显示该表达系统产生的蛋白有较高可溶性，镍柱纯化后电泳条带单一，纯化效果较好。
  • 摘要：本研究通过在对虾饲料中添加蝇蛆活性蛋白,较系统研究了蝇蛆活性蛋白对南美白对虾生长及免疫力的影响.试验组所用饲料为在南美白对虾常规饲料中添加24%的蝇蛆活性蛋白(将冷冻鲜蝇蛆匀浆并添加助剂制得)，对照组投喂常规南美白对虾饲料。每月跟踪监测南美白对虾生长(如体长、体重等)、免疫(如酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、溶菌酶等)及肉质(如氨基酸、蛋白质、脂肪等)指标，连续监测5个月。结果显示蝇蛆活性蛋白可显著提高南美白对虾的生长速度、增强对虾抵抗多种细菌、病毒等病原微生物的能力，并且在一定程度上提升了肉质鲜味，降低肌肉中脂肪和水分含量。说明蝇蛆活性蛋白可以有效改善南美白对虾的养殖效益，值得在南美白对虾养殖中推广应用。但目前尚不清楚蝇蛆中可以提高对虾免疫力的主要活性物质是什么，需进一步研究。
  • 摘要：本研究选取我国南方水稻主产区四种典型水稻土(四川资阳ZY，江苏江都JD，广东雷州LZ，浙江嘉兴JX)，通过微域培养、稳定性同位素探针(DNA-SIP).高通量测序和荧光实时定量PCR等技术，研究其活性硝化微生物群落组成和相对贡献。微域培养试验显示，每周添加100μg urea-Ng-1 dry weight soil的情况下，四种土壤硝化活性依此是ZY(11.9),JD(9.46),LZ(3.03),JX(1.43)μg N03-1 Ng-1 d.w.s day-1。qPCR和454高通量测序结果表明，硝化过程显著刺激了ZY、JD和LZ三种土壤中AOA的数量，但JX土壤中AOA数量没有明显变化;而AOB数量增加趋势恰好与AOA相反，如JX的硝化作用只刺激了AOB数量增长。进一步DNA-SIP试验发现，ZYD和LZ三种土壤中13C一标记的AOA细胞数是AOB的37.0-，10.5-和1.91-倍，而JX土壤中只有AOB被13C-标记。此外，四种土壤中NOB的13C-标记程度远高于AOA和AOB。系统遗传进化分析表明”C-活性AOA属于土壤group 1.1b的2914-cluster类群，该类群是最新被定义的一个AOA类群。四种土壤中NOB微生物主要属于耐低氧的Nitrospira类群而非Nitrobacter类群。土壤性质祸合分析发现，AOA和AOB的相对贡献率主要受土壤氧还原容量(oxc)和OM的影响，AOA偏向于选择低OXC和高OM的环境，AOB则相反。本研究表明水稻土长期淹水所导致的低氧和高有机质的特征可能是其独特的活性硝化微生物群落结构形成的主要原因。
  • 摘要：本文通过定点突变实验证实该酶以SGNH家族保守催化三联体丝氨酸、天冬氨酸、组氨酸为催化残基。前期初步实验表明重组Estl能脱掉乙酞化木聚糖、细胞菌素C和7-ACA三种乙酞化底物的乙酞基团，因此Estl可能为生物能源的有效利用提供新思路，并且具有工业合成β-内酰胺类抗生素的潜力。
  • 摘要：实验室前期在研究生物被膜基质网的关键多糖Psl时发现，PaAP是唯一与Psl多糖共纯化的蛋白，表明PaAP与Psl多糖之间存在有某种关联。进一步实验发现，氨肤酶缺失会增强铜绿假单胞菌在载体表面的吸附能力。影响铜绿假单胞菌载体表面吸附能力的因素有鞭毛运动、菌毛运动以及Psl多糖产量。氨肤酶缺失对铜绿假单胞菌鞭毛、菌毛运动并没有显著影响，而PsI多糖产量有很大程度提高，表明PaAP很可能是通过影响Psl多糖产量进而影响铜绿假单胞菌在载体表面的吸附能力。在生物被膜形成前中期，PaAP缺失突变株可以形成较好的生物被膜，而在中后期却变得很差。虽然PaAP缺失株与野生株相比一直有较高的Psl多糖产量，但是并不能维持生物被膜生物量的稳定。由于PaAP在生物被膜形成中期才大量分泌到胞外，这使得我们推测氨肤酶的某些功能，如从N端降解蛋白为细菌生长提供营养，在生物被膜形成的中后期起到非常重要的作用。用抗生素环丙沙星与妥布霉素处理铜绿假单胞菌形成的生物被膜时发现，与野生株相比PaAP缺失株对环丙沙星变得更为敏感，而对妥布霉素敏感程度没有显著差异，表明PaAP很可能与生物被膜抗生素耐受性有关。以上实验结果有助于揭示PaAP对铜绿假单胞菌生物被膜形成的影响，为控制生物被膜带来的各种问题提供理论依据和解决办法，并为利用生物被膜中的胞外蛋白和酶类奠定基础。
  • 摘要：针对东部平原河网农业发达、 水体氮素和农药类环境激素污染凸显,生物同步脱氮及农药类环境激素技术缺乏等问题,以来源广泛、廉价的芦苇植物生物质为固体碳源,分析植物生物质释放特征,研究不同工艺参数下植物生物质对生物膜预处理工艺启动及污染物去除性能的影响,揭示植物生物质强化脱氮与农药类环境激素去除的作用机理,以期获得新型、适用的原水生物预处理强化工艺.
  • 摘要：从湖北恩施硒矿区分离纯化得到66株Se(IV)还原菌，通过16S rRNA基因分析确定这些菌分布于3个门(Actinobacteria, Proteobacteria和Firmicutes),18个属。硒还原细菌的种类和抗性均与环境密切相关，土样中的硒/铬含量越低，则硒还原细菌的种类越丰富;细菌对Se(N)的耐受性与土壤中的可溶性Se含量和可交换态Se含量均呈显著正相关。选择其中3株高效Se(N)还原菌，对其生长还原特性和产纳米硒的特征进行了研究。节杆菌(Arthrobacter sp.)ES1-15、芽胞杆菌(Bacillus sp.)ES2-45和伯克氏菌(Burkholderia sp.)ES3-20均在胞外产生大量的单质纳米硒颗粒，同时在胞内也观察到纳米硒颗粒的存在。节杆菌ES1-15和芽胞杆菌ES2-45所产纳米硒颗粒的直径为100-200nm，而伯克氏菌ES3-20所产纳米硒颗粒在胞外可达到300nm。伯克氏菌ES3-20可在30h内将1.0mM Se(N)完全还原，但另外2株菌只能还原其中一部分。体外还原试验发现芽胞杆菌ES2-45的膜蛋白提取物与伯克氏菌ES3-20的细胞质提取物均可在体外还原Se(N)。这些结果预示这3株菌可能具有不同的Se(W)还原机制。
  • 摘要：本研究在批次培养中,利用反转录定量PCR(qRT-PCR)技术,探讨了Fe2+、Mg2+和L-cysteine这三种产氢促进因子在不同投加量的条件下,分别对丁酸型和乙醇型两个菌属产氢细菌产氢促进作用的实现方式,对比分析了不同初始浓度的三种促进因子对Clostridium beijerinckii RZF-1108和Ethanoligenens harbinense YUAN-3细胞生长和氢化酶(hydA)基因在转录水平的影响差异性,在细胞和分子两个层面推断了不同产氢促进因子在不同菌属产氢细菌中的实现机制和差异性.
  • 摘要：本研究通过分子调控，工艺创新和反应器的独特设计大大加快生物氧化产酸的速度，满足了电镀废渣溶出有价金属的酸耗要求，在运行周期上和强酸浸提达到同一水平。由于工艺、来源和条件的不同，不同的电镀废渣中，重金属成分及含量差别很大。本课题组，对某地电镀废渣进行了生物淋滤的研究。对于铬湿料，铬干料和铜干料三种电镀废渣:(一)用硫酸处理的金属溶释效能最高，硝酸最低。(二)生物淋滤体系，在三种不同体系过程中维持pH为1.5时调酸量较大，生物产酸太慢，这可能是由于随着废渣投加量的增多阻碍了生物传质。(三)基于前期试验结果分析，电镀废渣的淋滤浸出机理均为酸浸。当淋滤体系pH为1.5时，铬湿料的各金属元素的浸出率可达到10096,但此过程需要加入大量的化学无机酸。故基于浸出原理及利用纯生物酸浸的理念提出了分批投加废渣的理念，以及通过分子调控，工艺创新和反应器的独特设计大大加快生物氧化产酸的速度。研究表明，在分批投加电镀废渣的条件下，并使微生物扩繁加快，生物产酸能够满足电镀废渣溶出有价金属的酸耗要求，使各种金属离子的溶出效率达100%。并极大地缩短了生物淋滤的周期。同时，电镀废渣的加入并没有抑制菌株的生长，这对于保证生物淋滤技术的应用极为重要。生物淋滤就原料价格来讲要优于化学浸提，与硫酸相比，硫磺的运输和储存费用要廉价的多，其安全性更是高很多。生物淋滤整体工艺较之以硫酸为工作介质的化学浸提无疑更加绿色、安全和环保。生物淋滤工艺可以将浸提液回流并作为淋滤培养液再利用;而化学浸提工艺硫酸的蒸馏回收单元耗能、复杂、苛刻、危险。
  • 摘要：本研究从养猪废水中经富集分离得到一株耐低温的脱氮菌，通过形态学观察及系统发育分析确定该菌株属于假单胞菌属，命名为Pseudomonas sp.AD-1。AD-1在10℃时具有较好的脱氮效率，而且在4℃培养时仍然能够生长。对影响其脱氮效率的环境因子进行了研究:10℃条件下，在添加唬拍酸钠及柠檬酸钠的人工合成污水中氨氮、亚硝酸盐及硝酸盐去除效率最高，而在含有乙酸钠、蔗糖及葡萄糖的人工合成污水中氮去除效率低。三种形态氮的去除率随着C/N比值增加而增加，当C/N比值为8-10时，初始浓度为100m留L的氨氮、亚硝态氮及硝态氮在60h之内可以完全去除。氨氮、亚硝态氮及硝态氮平均去除率为1.72mg/L/h、1.47mg/L/h及1.53mg/L/h。此外，溶解氧浓度(DO)对氨氮、亚硝态氮及硝态氮的去除率无显著影响，说明菌株可以耐受较宽的溶解氧浓度范围(9.89-10.14mg/L)。综上所述，Pseudomonas sp.AD-1可以在10℃时去除水体中氨氮、硝态氮及亚硝态氮，而且溶解氧浓度对脱氮效率无显著影响，因而在低温环境中废水生物脱氮处理方面具有广阔的应用前景。
  • 摘要：从南海采集环境样品,筛选类固醇激素降解菌株M39和M30.分析菌株M39、M30对类固醇的降解能力，结果表明菌株M39可降解E2(雌二醇)、T(辜酮)，不可降解E1(雌酮)、E3(雌三醇)、EE2(乙炔雌二醇)，但在有E2的存在下，可降解E1;菌株M30具有T的降解能力，但相对于菌株M39，其降解能力较弱。采用GC-MS，在菌株M39降解E2的中间代谢产物中，检测到E1、内酯(5-轻基-15甲基-13-杂氧四环[8.7.0.0<2,7>.0.<11,15>]十七烷基-2(7),2,5-三烯-14酷)。采用2-D电泳、结合MALDI-TOF-MS分析，在菌株M39降解E2过程中，检测到降解途径中的关键性酶short-chain dehydrogenase，结合相关文献报道，推测菌株M39降解E2的可能代谢途径为:先通过类固醇脱氢酶将E2降解为E1，再在加氧酶的作用下开D环，生成内酷，然后内酷开环，进一步降解，最后通过脂肪酸p氧化和TCA循环降解为二氧化碳和水。
  • 摘要：本文对生物沥浸法促进污泥深度脱水机理的深入研究，发现除污泥中三价铁在微生物作用下形成轻基硫酸铁矿物有利于污泥脱水性改善外，微生物替代效益、生物酸化效应取着极其有重要作用。微生物替代效应生物沥浸反应过程中，生物沥浸微生物将完全替代原污泥中的活性污泥菌体，最终密度达到～1O8ce11s.mL-1。生物沥浸微生物是以自养型硫杆菌为主，而原污泥中活性污泥则以异养菌菌胶团为主。由于个体较小的自养菌完全替代原来个体较大的异养菌，破坏菌胶团结构，使原来菌胶团中毛细管水等束缚水容易释放出来变成自由水，其次个体较小的自养菌替代原来污泥中异养菌后，由于前者分泌的胞外聚合物(EPS)较原污泥中异养菌少得多，因此，污泥脱水性能得到大大增强。因为EPS亲水性强，产生越多，污泥越难脱水。研究表明，传统活性污泥法中活性污泥EPS大约可达100mg.g-1VSS-1，而生物沥浸污泥中硫杆菌分泌的EPS约不到lOmg.g-1VSS-1。为验证该替代效应，采用自养型亚硝化细菌替代污泥原来异养菌也明显促进脱水。外源添加EPS或去除污泥EPS都明显降低或增加污泥脱水性。生物酸化效应生物沥浸处理因微生物会氧化污泥或外源添加的少量S，以及介质中Fe3+的水解会导致污泥pH的下降，在生物沥浸池中污泥pH可降低到大约4以下，pH降低意味着H+浓度的增加。由于带正电荷的H+的增加，会中和污泥颗粒表面的负电荷。其结果是污泥颗粒表面的Zeta电位由负电位(-30---50mV)趋近于0，达到电中性。因此，污泥颗粒因表面不带电荷而不会互相排斥，有利于污泥聚沉和脱水。
  • 摘要：本文对海洋生态系中细菌Shewanella生物被膜形成的分子机制进行了研究，Shewanella以其极高的呼吸多样性闻名。由于海洋是个多种电子受体共存的环境，Shewanella需要在众多选择中优先利用赋予其最高环境适应性的电子受体。发现尽管作为电子受体，氧气能够提供最高能量。因此，在氧气存在时，与其他可溶性电子受体相比，氧气具有显著优势，能够几乎完全抑制其他可溶性电子的利益。出乎预料的是，当固体电子受体存在时，情况却截然不同。虽然这类电子受体在能量产出方面能力低下，但却是Shewanella的优先选择。无论在被膜形成之前还是之后，固体电子的存在能够完全抑制依赖于氧气的气液表面生物被膜(A-L Biofilm or Pellicle)的产生，转而促进固体表面生物被膜的形成。尽管这一过程在一定程度上依赖于完整的电子传递链与金属化合物还原酶，但也被一些目前未知的机制显著影响。Shewanella拥有多个将氧气转化为水的末端氧化酶:与线粒体末端氧化酶同源、氧亲和力低但能量效用最高的细胞色素caa3型、氧亲和力高但能量效用一般的细胞色素cbb,型、和氧亲和力高能量效用极低但抗逆性强的细胞色素bd型。研究发现，Shewanella舍弃了细胞色素caa3型，而选用细胞色素cbb,型作为其主力末端氧化酶。这种选择与其偏好固体表面生物被膜的生长方式一致，因为固体表面环境含氧量较低，同时细胞色素c66,型的选用也降低了氧气的产能优势。此外，Shewanella还利用细胞色素bd型作为补充，由于其的抗逆性状，在一定程度上提高了该菌在不良环境中生存能力。为了在众多电子受体和多种末端氧化酶的共存状况下获得生存优势，Shewanella进化出了一个与己知氧气与电子受体的感知一调控系统完全不同的体系。在Escherichiacoli中，该感知系统主要由全局调控蛋白Fnr总控，通过与氧气的结合失活其与DNA结合功能实现调控，因而是一种开关模式。Shewanella采用了一种渐进模式进行调控。具体是利用全局调控蛋白Crp与cAMP结合，从而激活其DNA结合能力实现调控。由于cAMP的浓度在胞内持续存在且发生变化，因此Crp的活性也随之变化，达到全时浮动调控。鉴于各种电子受体对cAMP浓度影响程度不同，其对Shewanella的生理影响也不尽相同。
  • 摘要：本报告将集中汇报在工作中发现的土壤微生物群落的功能基因和碳氮循环的关系。通过农田土壤移栽模拟气候变化的实验，发现植被对微生物群落的影响大于气候变化。微生物功能基因与土壤呼吸的相关性只在农田裸土中可以检测到，而微生物氮循环功能基因与土壤硝化过程的关系不受植被影响，证实了土壤硝化过程完全由微生物介导。在没有植被的条件下，微生物多样性随升降温而上升或下降。微生物的氨氧化基因，不论是细菌还是古菌都与微生物硝化过程形成高度一致的关系，体现了对土壤氮循环的明显作用。证明了微生物功能基因的丰度变化可以指示生态系统功能过程。由于只有整体丰度值才对生态过程具有重要影响，因此支持了功能冗余的概念，即功能类似的种群可以互换，对整体功能没有影响。这些发现修正和完善了目前国际学术界的相关主流观点。
  • 摘要：本研究的目的是在平行运行的水葫芦和浮萍中试污水处理中，通过454高通量测序方法研究两种水生植物根际微生物类群及根际微生物对氮去除的贡献;最终综合比较两种水生植物应用于污水处理和高品质生物质生产方面的潜力。研究结果表明，水葫芦和浮萍TN全年吸收量分别为1.46和1.42t/ha/y，并无显著差异，但是水葫芦TN全年去除量为3.10t/ha/y,明显高于浮萍的2.37t/ha/y，同样，水葫芦全年的NH4+-N去除量(13.03t/ha/y)也显著高于浮萍(2.26t/ha/y)。由此说明，水葫芦更高的氮去除效率是来自其他脱氮途径的贡献，而非水葫芦回收的贡献。454高通量测序结果分析显示，水葫芦拥有比浮萍更高的根际微生物丰度和多样性，两者根际微生物群落差异很大，水葫芦根际含有更高的硝化菌群，固氮菌丰度则很低;而浮萍则表现出更高的固氮菌丰度，因此，水葫芦系统较高的氮去除率来自根际高丰度硝化菌群和低丰度固氮菌群的贡献，而浮萍高的固氮菌丰度可能导致浮萍系统更多的氮输入，降低其除氮效率。由此可见，根际微生物的多样性和丰度较大程度的影响了水葫芦和浮萍对于污水中TN及氨氮的去除效率。同时，本研究尝试向浮萍中试污水处理系统中添加填料，通过添加的填料固定处理系统中的功能微生物提高处理系统的处理效果。研究结果显示，添加填料不影响浮萍的生长及主要成分含量，污水中TN去除量达到2.88t/ha/y,氨氮去除量达到2.44t/ha/y，填料对TN去除率的年均促进比率高达19.97%。高通量测序结果分析显示，填料生物膜中含有较高的自养硝化细菌，浮萍根际含有较高的固氮菌，水体中硝化细菌、反硝化细菌，固氮菌丰度极低，由此可见，填料对污水氮去除的促进作用主要来自于生物膜上大量硝化菌和反硝化菌的贡献。
  • 摘要：作为有机磷农药的代表,甲基对硫磷(Methyl Parathion,MP)曾被大量用于农业生产中的害虫防治,但其残留会造成环境与食品的严重污染,严重影响了人类的身体健康.而生物修复是去除有机污染物经济和有效的方法.因此,一株能够彻底降解甲基对硫磷的假单胞菌WBC-3从湖北沙市地区农药污染土样中被分离出来.WBC-3能以甲基对硫磷或4-硝基酚(PNP)为唯一碳源、氮源及能源生长.在假单胞菌WBC-3中编码甲基对硫磷水解酶(MPH)的基因mph被发现位于一个70Kb的质粒pZWLO上,MPH催化甲基对硫磷水解生成PNP进一步有机发现mph基因位于一个典型一型转座子IS6100中,这个代谢转座子(Tnmph)具有进一步转座能力).MPH的晶体结构解析发现其为同源二聚体,具有与有机磷水解酶(OPH)类似的二价金属离子组成的活性中心:其中一个单体含有两个锌离子,另一个单体含有一个锌离子和一个镉离子.在MPH三维结构知识的基础上,对MPH活性中心附近可能的底物结合氨基酸位点的研究表明Trp179、Phe196是活性中心的底物结合部位的关键氨基酸.对假单胞菌WBC-3分解代谢甲基对硫磷和4-硝基酚的研究，在生化和分子生物学水平阐明了其代谢途径，鉴定了功能基因(簇)及其表达调控方式，丰富了对有机磷农药和硝基芳烃微生物降解的理解;成功的实验室水平的生物修复可以应用到含有甲基对硫磷及硝基酚同分异构体污染的土壤、水体的环境治理中，为有机磷污染物和硝基芳香烃化合物引起的环境污染的生物修复提供了理论依据和资源储备。
  • 摘要：本文深入探讨污泥厌氧消化过程中病原微生物的失活机理,探讨了温度、污泥停留时间(SRT)、pH及挥发性有机酸(VFA)对于污泥厌氧消化过程中典型病原微生物(大肠杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌)杀灭效果的影响.同时,应用反转录定量PCR等研究手段,探讨各种厌氧消化工艺参数对病原菌的活的但不可培养状态(VBNC)状态影响和发生机理,阐明污泥厌氧消化过程中病原菌的失活机理.最后,考察了典型厌氧消化工艺对污泥厌氧发酵产甲烷效果和病原菌失活两方面的关系,为优化污泥厌氧发酵反应器的设计和过程管理提供基础依据.
  • 摘要：本研究工作利用野生菌、重组大肠杆菌以及活性污泥体系对微生物转化AEI噪合成靛蓝类色素进行了解析，不仅为微生物合成靛蓝的扩大化应用奠定了理论基础，也为探索AEI噪废水的资源化研究提供了重要的信息。
  • 摘要：本课题组选取了四种不同类型的湿地生态系统:钱塘江底泥沉积物、西溪湿地、下诸湖湿地和水稻田，对ANAMMOX和N-DAMO进行微生物生态学研究。采用16S rRNA和功能基因克隆文库构建、实时定量PCR技术，结合DOTUR和CANOCO生物统计软件，同位素活性示踪等方法研究了四个生境中ANAMMOX和N-DAMO反应的活性和贡献，以及参与两个反应的微生物种群多样性、种群数量、种群分布及影响的主要环境因子，以期探明这两类微生物在湿地系统中的生态分布特征、作用强度以及在湿地碳氮循环、温室气体减排和氮素污染修复中的作用。
  • 摘要：本文对几种除草剂的微生物降解代谢进行了研究，大量的生态学研究结果表明:微生物降解代谢是土壤和水体环境中除草剂消失的主要因素.失的主要因素。但大部分除草剂的微生物降解代谢途径、参与的酶和基因还不清楚。因此研究除草剂的微生物降解代谢对于阐明除草剂环境行为和生态毒理具有非常重要的意义，同时除草剂降解基因资源在构建抗除草剂转基因作物有巨大应用价值，2012年全球种植了1.7亿公顷的转基因农作物，其中具有抗除草剂性状的占比超过8096，其中绝大多数都是抗草甘麟的性状。但由于长期种植抗草甘麟转基因作物及使用草甘麟导致抗草甘嶙杂草出现，因此发掘能够降解其它除草剂的菌株和基因资源具有重要的应用价值。
  • 摘要：原始煤层水样取自寺河某煤层气并排采口,采用厌氧操作技术,按50 U罐分别加入两个200 L氮气置换的发酵罐中,加入50L培养基,其中一个发酵罐另加入寺河煤样10kg,控制培养温度25℃,培养1个月和2个月后分别收集两个发酵罐中发酵液,采用Omega水样DNA提取试剂盒提取原始水样、培养1个月和2个月发酵液等共5个样品总DNA,扩增样品16S rDNA V6区片段后进行Illumina测序.结果显示,原始水样中丰度大于5％的物种为丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、嗜甲基菌科(Methylophilaceae)、链球菌科(Streptococcaceae)和肠杆菌科(Enterbacteraceae),嗜氢菌科(Hydrogenophilaceae)、红环菌科(Rhodocyclaceae)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)、莫拉氏菌科(Moraxellaceae)、脱硫微菌科(Desulfomicrobiaceae)、红细菌科(Rhodobacteraceae)和螺旋体科(Spirochaetaceae)也是其中的优势菌群.
  • 摘要：本研究以锰氧化细菌MnB6作为菌种来源研究了最适合其生长及生成生物锰氧化物的条件，MnB6的最适培养条件为260℃，pH=7.4，摇床转速140r/min。在研究中发现，当MnB6处于对数生长期和稳定期前期时，其氧化Mn(Ⅱ)的能力尚未被激活，在培养起始阶段加入Mn2+不会有生物锰氧化物的生成，因此在实验中对比了同时加入法和延时加入法对生物锰氧化物生成的影响，两种方法的对比表明，MnB6形成生物锰氧化物的决定性因素在于细菌的生长阶段，当细菌生长处于对数期时不具备氧化二价锰的活性，仅当MnB6生长至稳定期后期才能生成生物锰氧化物。环境因子对生物锰氧化物制备的影响表明，pH=7.4左右时最适于MnB6生成生物锰氧化物，Mn2+在20mg/L浓度以下时不会对生物锰氧化物的生成造成影响。由MnB6在含有二价锰的固体平板培养基形成的褐色菌斑是具有氧化性的生物锰氧化物，使用盐酸轻胺溶液可使锰氧化细菌在含有二价锰的固体培养基上的褐色菌斑褪色，可用于定性检测生物锰氧化物的形成。红外光谱法检测生物锰氧化物形成前后的曲线变化，表明生物锰氧化物形成的过程中有新的蛋白质和Mn-O键的形成。扫描电镜和能谱分析结果表明，生物锰氧化物形成后MnB6有胞外聚合物生成，且其中含有Mn元素。由此可见，生物锰氧化物是由锰氧化细菌在胞外形成的胞外聚合物，但其晶体成型能力差，很难看出晶体结构。在生物锰氧化物去除EE2的效能研究中，pH的降低有利于EE2的去除。由于生物锰氧化物的pH等电点高于Mn0:的pH等电点，生物锰氧化物在pH=6,7时仍可去除EE2较之化学Mn0:具有更宽的适宜pH范围。底物浓度和四价锰浓度对EE2去除效果的结果证实锰氧化物去除EE2的关键是固液传质的过程，EE2先与锰氧化物表面的位点结合再进行电子的传递。当溶液中有重金属离子存在时，生物锰氧化物对金属阳离子的吸附作用占据了锰氧化物表面的结合位点，抑制了EE2向锰氧化物表面的传质过程和EE2的去除效果。
  • 摘要：本文针对低温下微生物对雌激素等复杂有机污染物降解率低的问题，重点考察了高效低温降解菌Pseudomonas sp. CBZ-4在以EE2为底物的培养环境中的生长特性及对EE2的降解性能，从而进一步研究菌株CBZ-4在低温下的降解机制。
  • 摘要：本文开展了生物絮凝剂MFX去除水中雌激素效能分析，为水中该类污染物的去除提供一种有效的处理方法。雌激素包括天然激素和人工合成激素，本实验选取具有代表性的两种植物性天然激素雌二醇(E2)、雌三醇(E3)和一种人工合成激素17a一乙炔雌二醇(EE2)为研究对象，对三种雌激素的去除果和影响因素开展研究。采用与(34)正交试验设计表，对三种雌激素去除效果的主要影响因素(絮凝剂投加量、pH、助凝剂投加量和时间)进行条件优化和影响度的比对。研究结果表明:在最优条件下，生物絮凝剂MFX对E2,E3和EE2均有良好的去除效果，其絮凝率分别为78.69%,89.02%和95%。而与处理效果的差异相关性最大的参数为pH值。其中E2,E3在pH中性条件下就可以达到较高的去除率;而EE2的最适pH范围为酸性条件。这是由于只有在一定的pH值范围内，生物絮凝剂才能发生解离，同时污染物脱稳，进而发挥絮凝作用。而絮凝剂电荷密度的加大，有利于加速絮凝剂分子的扩散。因此本文测定了三种雌激素物质和生物絮凝剂在水溶液的Zeta电位。研究结果表面，生物絮凝剂MFX具有强电负性，其Zeta电位-35.130而环境雌激素类物质(E2,E3,EE2)均带有正电荷，从高到低依次为EE2>E3>E2.这与生物絮凝剂MFX对它们的去除率高低相一致。也揭示了在生物絮凝剂MFX对这三种雌激素类物质的去除中电中和起主导作用。
  • 摘要：本文利用文库构建、基因组学、蛋白组学、结构生物学等方法首次从分子和生化水平全面系统的阐明了困惑科学家近60年的假单胞菌代谢尼古丁的毗咯代谢主途径的分解代谢机制，发现该途径与人体代谢尼古丁2'轻基化途径类似。对菌株S16进行了比较蛋白组(尼古丁培养基和甘油培养基)分析，获得了1,292个蛋白，占到该菌株的2596(该菌株推测可能的蛋白数目为5,218个)。以尼古丁为唯一碳氮源的培养基中，有126个蛋白高表达，对这些蛋白进行了聚类分析，发现多个蛋白都是与尼古丁代谢、运输相关，对其中10多个基因进行了基因敲除和荧光定量PCR实验，寻找到了编码SP轻化酶SpmABC和NicAl的同工酶NicA2的基因，绘制了S16尼古丁代谢的完整途径。
  • 摘要：本文采用晶体结构生物学等方法探讨了Nfo和Ami这两种执行含氮化合物脱氮反应的酞胺水解酶的底物识别机理。解析了恶臭假单胞菌S16菌株分解尼古丁代谢途径中催化连续两步酞胺水解反应的两个酞胺水解酶-N-甲酞马来酞胺酸脱甲酞基酶Nfo与马来酞胺酸脱氨基酶Ami的晶体结构，以及Ami与其产物马来酸的复合物的晶体结构。通过晶体结构分析与酶一底物对接模拟计算，揭示了Nfo与Ami分别作为含氮杂环化合物降解途径中两类酞胺水解酶一脱甲酞基酶与脱氨基酶的代表，分别特异性地识别各自底物的分子机理。通过序列比对与活性位点结构比较，阐明了水解含梭基底物与含芳香环底物这两类脱氨基酶的底物选择性识别机制。并通过酶活性动力学检测、计算机分子对接模拟、量子化学计算，指出了Nfo与Ami虽然同为酞胺水解酶，但却有着针对各自底物量身定制的活性位点结构，从而不能互相交换酞胺底物进行交叉水解反应的特殊巧妙的分子机制。
  • 摘要：本实验根据海南象白蚁肠道C区、M区、P1区、P3区、P4区、P5区六个部分不同的生理条件设计培养基,对厌氧与兼性厌氧菌进行了分离纯化并进行了初步的种属鉴定.研究结果表明，乳球菌属细菌在海南象白蚁肠道可培养厌氧及兼性厌氧菌中占明显优势(占分离株总数的43.4%)主要分布在前肠和中肠;其次为梭菌属细菌(占分离株总数的15.1%)，主要分布于后肠;此外，明串珠菌属、芽抱杆菌属细菌也占有较高比例，分布于后肠部分区域。由此可见，栖息在海南象白蚁肠道不同部位的厌氧与兼性厌氧菌种群结构具有明显的差异。
  • 摘要：本课题组将微生物技术引入危险废物的资源化处理，从废旧电池、电镀废渣、炼尾渣、落地油土中回收有价金属和物质。研究了有价物质与固相废物的分离机制和过程，研发了用于物质回收的专用生物反应器和成套设备，部分成果进入现场中试和技术推广。
  • 摘要：本研究采用的pKSV7在30℃条件下稳定复制，42℃条件下过夜培养质粒便大部分发生丢失。采用了upp作为反向筛选标记。upp编码尿嘧啶磷酸转移酶(uracilphosphoribosyltransferase)，能够将尿嘧啶转化为UMP，从而能够使细胞利用外源尿嘧啶。5-FU是毒性的嘧啶类似物，能够被尿嘧啶磷酸转移酶转化为5-fluoro-UMPo5-fluoro-UMP之后转化为5-fluoro-dUMP，强烈抑制胸苷酸合成酶的活性，细胞生长受到抑制。ups，缺失的芽孢杆菌能够对5-FU产生抗性。在缺失upp基因的基础上，upp表达盒能够作为一个反向筛选标记。通过融合PCR将upp，上下游各500bp融合到一起，连接入pKSV7。将此重组质粒通过电转化进入LL3中，42℃过夜培养，涂布Cm平板，筛选得到质粒整合到染色体的单交换重组菌。然后撤掉Cm选择压力，传代培养24h，涂布5-FU平板。影印平板表明，在5-Fu平板上生长的菌株均为氯霉素敏感型，证明upp是一个有效的反向筛选标记，假阳性率几乎为O。
  • 摘要：为了系统研究厌氧消化的微生物学机制，使用全混流反应器(CSTR)，构建了分别以厌氧消化体系常见的底物和中间代谢产物如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、甘油、葡萄糖、淀粉和蛋白等为唯一碳源的连续恒化(chemostat)厌氧消化系统，利用分子生物学手段如荧光原位杂交(FISH)、克隆文库分析、定量PCR、变性梯度凝胶电泳(DGGE)和末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)等研究了各恒化系统的微生物群落特征及反应器操作参数的影响机制。结果表明，碳源种类、最终产物、稀释率和温度显著影响微生物群落结构。微生物群落结构随碳源种类发生显著变化;即使是同一碳源，当系统的稀释率发生变化时，微生物群落会随之发生变化;稀释率不仅影响微生物群落结构，同时还对甲烷产生途径产生明显影响。同一运行条件下微生物群落的稳定性和碳源种类及运行条件相关;碳源结构简单群落稳定性更高，运行温度越高群落变化约不显著。基于供给唯一碳源的厌氧消化体系的微生物群落研究，进一步解析了分别处理包括城市垃圾、蒸馏废液、畜禽粪尿、下水污泥等在内的多种实际有机废水/废物反应器的操作特性和微生物群落的关系。上述针对厌氧消化过程的微生物学机制的系统性的研究将对实现能稳定运行且具有高处理速率和效率的厌氧消化过程具有重要指导意义。
  • 摘要：为了更好地挖掘利用白腐真菌这类微生物资源，本实验室近年来紧密围绕白腐真菌重要的木质素降解酶漆酶开展了较为系统的分子生物学研究，以上紧密围绕木质素降解酶漆酶所取得的研究成果为更好地将白腐真菌及其漆酶应用于生物质能源的有效获取、环境污染物的高效治理等能源和环境生物技术领域提供了有力的理论支撑和基础，对于深入揭示白腐真菌及其木质素降解酶高效降解木质素和异生物质的分子机理以及大力促进白腐真菌在生物质能源和环境保护等领域的高效利用具有较为重要的理论意义和实践价值。
  • 摘要：细菌砷氧化酶的调控机制是一个复杂、精密的过程，涉及到砷氧化.砷抗性,磷酸盐转运三个系统的协同调控，此外还可能存在目前未知的新型的调控机制，如AioF等。由于砷在元素周期表中与磷、硫等位置相近，其化学性质也有相似之处。目前己有报道证明细菌砷代谢与环境中的氧、磷酸盐和硫酸盐等关系密切。而且，细菌砷代谢与磷代谢的关系己经密不可分。据此推测，硫酸盐调控也可能参与细菌砷代谢调控。因此，由细菌砷代谢的调控机制入手可以了解细菌砷代谢与其他物质代谢的关联。从而有助于阐明细菌物质代谢的整体调控网络。研究细菌砷代谢机制还能使我们更好的认识砷的地球化学循环，为重金属污染的微生物修复提供理论依据和可行对策，对环境保护具有重要意义。
  • 摘要：以黑胸散白蚁(Reticulitermes chinensis)和一种海南象白蚁Nasutitermes sp.分别作为低等木食性白蚁和高等木食性白蚁的代表,研究了木食性白蚁肠道内微生物的多样性与纤维素降解相关的酶基因资源.基于16S rRNA基因的分子系统学研究表明，在黑胸散白蚁肠道内共生细菌的主要类群为螺旋体、Elusimicriobia、厚壁菌、变形菌等，其中螺旋体是最大的类群，占细菌克隆总数的47%;而共生古菌均为甲烷短杆菌。在象白蚁Nasutitermes sp.肠道内共生细菌的主要类群为螺旋体、纤维杆菌、拟杆菌等，其中螺旋体占细菌克隆总数的65%;而共生.古菌种类较多，有产甲烷的甲烷短杆菌、甲烷微菌和Methanoplasmatales，以及非甲烷菌，泉古菌。在黑胸散白蚁肠道内还有6-8种共生鞭毛虫。模拟黑胸散白蚁肠道的生理条件，在好氧与厌氧条件下用不同的培养基分别分离到113株和65株细菌，这些细菌分属于20多个不同的细菌属。其中分离到最多的细菌为芽抱杆菌，其次为肠杆菌、乳球菌、链霉菌等。肠杆菌科的肠杆菌、柠檬酸杆菌和约克氏菌均具有分解尿酸的活性，在白蚁体内可以促进氮源的重新利用。芽抱杆菌和链霉菌可以水解部分纤维素类物质如梭甲基纤维素。象白蚁Nasutitermes sp.肠道有相对复杂的分区，每个区段pH,氢氧分压及氧化还原电位等均不同，根据肠道不同区段生理条件分别设计培养基，在好氧与厌氧条件下从中分离到500余株的好氧、兼性厌氧和厌氧菌，分离菌种类在肠道不同区段之间具有显著差异。在厌氧条件下，从象白蚁Nasutitermes sp.分离到的优势菌为乳球菌、纤维单胞菌、梭菌等。从象白蚁肠道内还分离出了能有效降解纤维素的一个混合菌系。此外，在从两种白蚁肠道内分离到的细菌中有十多个细菌为可能的新种，部分新菌的菌种鉴定工作已经完成并发表。
  • 摘要：本文使用城市水资源与水环境国家重点实验室所筛选的异养硝化一好氧反硝化菌株Pseudomonas stutzeri T13，针对其在同步硝化反硝化过程中亚硝酸盐积累的问题展开研究。以氨氮和硝酸盐同时作为氮源，考察T13异养硝化一好氧反硝化效能得知，T13具有高效的异养硝化和好氧反硝化效能。在好氧条件下，T13对氨氮和硝酸盐的去除率均高达近100%。当以氨氮作为唯一氮源，单独考察其异养硝化效能时，在异养硝化过程中并没有检测到亚硝酸盐和硝酸盐的产生。然而在T13完成对氨氮和硝氮的高效去除的同时，其对总氮的去除率仅为23.47%，该现象发生的主要原因在于，整个过程中伴随着严重的亚硝酸盐积累，从而反硝化作用不彻底，氮素污染物并没有完全从水体中脱除。通过调节摇床转速来控制溶解氧的复氧速率，分别以硝酸盐和亚硝酸盐作为唯一氮源，研究溶解氧对好氧反硝化作用的影响得知，溶解氧对硝酸盐去除率的影响并不大。在培养摇床转速分别为160rpm,100rpm,5Orpm和0rpm时，其对硝酸盐的去除率均可达到近100%，表明好氧反硝化菌所特有的周质硝酸盐还原酶的活性并不受溶解氧所抑制。然而，好氧反硝化菌与传统的缺氧反硝化菌中所含有的亚硝酸盐还原酶是一致的，其受溶解氧的抑制作用较为明显，当溶解氧含量过高时，会严重一致亚硝酸盐还原酶的活性，从而中断亚硝酸盐还原过程的进行。当培养摇床转速从160rpm降至5Orpm时，其对亚硝酸盐的去除率从62.37%提高至100%。实验结果验证了亚硝酸盐还原酶的活性是好氧反硝化过程高效、彻底完成的限制性因素，只有一定程度上降低溶解氧的浓度，才能保证亚硝酸盐还原酶高效作用的发挥，使好氧反硝化作用顺利进行。在低溶解氧条件下(50rpm)考察T13的异养硝化一好氧反硝化效能时发现，一定程度上降低溶解氧可以有效促进T13的脱氮效能，在保证氨氮和硝酸盐均高效去除的基础上(近100%)，其对TN的去除率也提高至99.21。本研究是首次考察好氧反硝化过程中亚硝酸盐积累问题的本质，并相应的提出控制方法。
  • 摘要：本文采用生物复合型絮凝剂(阴离子型聚丙烯酞胺APAM和Klebsiella sp.J1所产的生物絮凝剂MFX先后投加复配使用)治理福离子废水，以期取长补短，既实现低投量低成本，还可以通过协同增效作用提高锅离子的去除效能。首先通过响应面方法优化APAM和MFX的投量，考察生物复合型絮凝剂的去除效能，其次采用各吸附等温线、吸附动力学模型来进一步考察其吸附过程，探讨吸附机制。
  • 摘要：本文以SBR为反应器，在厌氧/好氧/厌氧(A/O/A)交替运行条件下，通过监测全程活性氮(即氨氮、硝氮、亚硝氮等)、SCOD, SMP和胞外聚合物及其组分等指标，建立SMP与反硝化作用的关系，并分析SMP中可作为反硝化碳源基质的有效成分，为提出SMP作为补给碳源促进反硝化作用的调控策略提供理论依据。通过研究SMP作为反硝化碳源的可行性发现，反硝化菌群可以在贫养、缺(厌)氧条件下胁迫利用SMP作为碳源进行反硝化作用，其中多糖、蛋白质均是可作为碳源的有效物质。此外，在贫养条件下反硝化菌群所利用的碳源不仅仅来源于水中原有的SMP更多的来源于EPS水解后所产生的新的SMP，SMP是为反硝化作用补充碳源的直接物质，而EPS则是补充碳源的间接物质。经试验发现，在A/O/A运行条件下系统对TN的去除率约为77.38%，其中以SMP作为有效碳源进行反硝化作用以实现对TN的脱除，占TN总去除率的12.14%，说明可溶性微生物产物作为有效碳源对系统总氮去除产生了重要的作用。虽然微生物产物可以作为工艺后续反硝化作用的补充碳源，但微生物在利用SMP进行反硝化时，并不是完全对SMP进行直接利用，其中部分SMP物质需要经过水解产酸作用后才能成为反硝化作用的有效碳源。且厌氧一好氧条件的交替进行可以促进EPS向SMP的转化，进而被微生物所利用，因此可以通过定点间歇微曝气的调控手段提高微生物产物作为反硝化碳源的有效利用率。
  • 摘要：我国制药、化工等行业每年排放大量含硫含氮有机废水,一直是环境领域的难点问题.由于碳、氮、硫污染物并存,硫系物生物毒性大,导致长期以来适用技术缺乏,达标减排困难.本文以水中碳、氮、硫污染物共脱除同步回收单质硫为目标,研发出新型生物工艺系统,其重要突破是反硝化脱硫生成单质硫,从而解除硫系物的毒性抑制.
  • 摘要：阿魏酸酯酶是参与木质纤维素降解的重要酶类之一,能够水解半纤维素中的羟基肉桂酸与阿拉伯木聚糖和某些胶质形成的酯键.其中,来源于黑曲霉的阿魏酸酯酶A(AnFaeA)是目前研究和应用最多的阿魏酸酯酶.为了提高AnFaeA的热稳定性以促进其在工业上的应用,本课题通过PoPMuSiC和ep-PCR方法,以实验室合成的阿魏酸2-氯对硝基苯酚酯作为底物进行高通量筛选,获得了11个热稳定性有不同程度提高的突变子.整合所有位点构建突变体Mll,与木聚糖酶突变体FC06T在60℃联合作用水解气爆玉米秸秆释放阿魏酸的效率提高220倍.我们又利用DNA家族改组的方法对随机突变库进行有效补充,筛选到4个在65℃的热失活半衰期比Mll提高1.8倍的突变子.以上结果表明，Cys235位突变体在低温处理时，酶失活率更高，而在高温下可能形成更容易复性的中间体。
  • 摘要：针对低温生活污水脱氮的特点，本文以生活污水的低温生物强化方法与低温生物脱氮效能为出发点，通过连续富集驯化得到具有显著低温异养硝化一好氧反硝化性能的驯化菌群一组，通过并以其作为低温异养生物强化菌剂来源，该菌群可在好氧条件下对氨氮、硝氮及有机物实现高效同步去除且无亚硝酸盐氮积累，并从该菌群富集和筛选得到两株低温异养硝化-好氧反硝化细菌YL-7和YL-8，经16SrDNA鉴定得知YL-7属于假单胞菌属，YL-8属于不动杆菌属，10℃条件下下生长较为迅速，且经过120h培养其对总氮去除率可以分别达到39.59%和48.84%。
  • 摘要：为了获得脱氮功能较强的异养硝化、好氧反硝化菌株用于养猪污水的脱氮处理，本文从污水处理厂的活性污泥、垃圾渗滤液中分离到的191株菌株中，筛选得到20株兼具亚硝化和反硝化特性的菌株，其中菌株FX69在人工合成污水中培养48小时时氨氮降解率最高，达到67.02%，此时亚硝氮的去除率可达91.6%。以1:10稀释的猪粪水作培养基，28℃、180rpm，培养103小时氨氮去除率为24.96%。在添加葡萄糖400mg/L的情况下，稀释的猪粪水接入FX69培养16小时，氨氮去除率可达82.38%，COD去除率达44.41，培养112小时，氨氮去除率仍达81.52%，COD去除率可达70.89%。氨氮去除率与碳氮比关系较密切。在不添加外源碳源时，氨氮至40小时降至最低，而亚硝氮在72小时降至最低，因此可以考虑将反应条件控制在72小时以内。
  • 摘要：本文通过大量的突变株筛选获得了一系列在蓝细菌铁的吸收、转运、存储和Fe-S组转方面起关键作用的关键基因，并揭示了多个关键基因的功能，研究发现蓝细菌在铁吸收机制上与其它非光合细菌存在较大差异，比如利用阳离子扩散蛋白(CDF)参与细胞在低铁条件下的铁吸收，而大肠杆菌则利用CDF蛋白向外排出铁进行高铁的脱毒害。水体中绝大多数铁被有机物鳌合，以维持其可溶性，而无机自由铁浓度低至纳摩尔以下，但蓝细菌可以利用Tong-ExbB-ExbD依赖的外膜主动运输途径，高效的吸收环境中浓度极低的无机自由铁，揭示了蓝细菌吸收铁的独特机制。
  • 摘要：磷肥的面源污染和各种含磷污水大量排放导致严重的水体富营养化,筛选能有效去除排放水体及不同微环境中磷的高效聚磷菌株是降低磷污染、防治水体富营养化的有效途径.但是目前关于聚磷菌的研究多集中在菌株分离筛选、聚磷条件、聚磷效果、聚磷工艺优化等方面,关于细菌聚磷机理尚不完全清楚.本研究从玉米根际土壤、玉米根茎组织、太湖底泥和污水处理厂底泥等12个样品中采用MOPS蓝白斑法分离筛选获得258株聚磷菌株，进一步通过摇瓶摄磷能力复筛得到一株高效聚磷菌株PA019，其摄磷量为8.23mg/L,16S rRNA基因鉴定为烟草节杆菌。聚磷机理研究结果显示，菌株PA019基因组中包括两套Pi响应双组分系统PhoR-PhoB和SenX3-RegX3,Pi转运系统、polyp代谢系统和ATP合成系统等相关基因。据文献报道，Pi响应调节系统PhoR-PhoB存在于绝大多数细菌中，如大肠杆菌、枯草杆菌和蓝细菌集胞藻中，而SenX3-RegX3主要存在于分枝杆菌属中。此前尚未发现同时具有两套Pi响应双组分系统的菌株，这从一个方面解释了节杆菌PA019对不同磷环境胁迫的适应机制。进一步的基因调控研究发现，低磷条件下，磷响应双组分调节系统PhoR-PhoB和SenX3-RegX3处于活化状态，各组成元件基因表达上调，特别是其核心组分碱性磷酸酶PhoA和PhoD高水平表达，以便降解环境中的有机磷源产生Pi来应对低磷胁迫:同时主要的磷转运蛋白PstSCAB表达上调，以利一切可用Pi源的转运。同时，糖酵解、TCA循环和氧化磷酸化途径中的主要酶表达上调，有利于Polyp和ATP的合成，具体如图2所示。该研究首次阐明了polyp代谢与其它磷代谢途径的关系，为进一步揭示不同菌株聚磷的分子机理及聚磷菌的推广应用奠定了理论和实验基础。
  • 摘要：本课题组己从石油污染土壤中分离得到一株可高效分解石油(烷烃类物质)的铜绿假单胞菌菌株SJTD-1，研究了其烷烃降解效能，并完成了其全基因组序列测定与和蛋白组学研究，初步确定至少有五种单加氧酶(单加氧酶A1kB1和AlkB2，细胞色素P450家族的单加氧酶1和2,A1mA单加氧酶)参与了其烷烃降解途径。但目前对该菌种烷烃降解过程中参与的调控因子与调控模式尚不清楚。
  • 摘要：本课题组前期研究获得一组耐低温能高效降解木质纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪等有机物的菌群A25-3,并利用16rRNA基因克隆文库技术对其种属组成进行了研究,为了进一步开发耐低温有机物料腐熟剂,本研究从菌群中分离降解淀粉、蛋白质、脂肪酸的耐低温菌株,并进一步利用PCR-DGGE技术分析该菌群在堆肥过程的种属演替.从菌群中分离到一株在低温下具有较强降解蛋白质和淀粉活性的菌株,15℃培养的世代时间为254min,经16S rRNA基因的测序比对,确定该菌属于放线菌无色杆菌属(Leucobacter sp.PL-11);同时,还分离到2株具有较高降解脂肪活性的耐低温菌株,分别属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.FEB-8)和放线菌节杆菌属(Arthrobacter sp.FEF-1),在15℃下世代时间分别为236min和319min.
  • 摘要：本研究利用高通量测序技术，分析再生水补入的景观娱乐湖泊中微生物群落结构的变化，并识别、筛查潜在细菌病原菌多样性和分布特征，从而探讨再生水补入对微生物群落结构和细菌病原菌存在特性的影响，以及群落结构与病原菌变化的异同性，以期为保障再生水应用于景观娱乐水体的安全性提供理论支持，有效预防疾病传播。本研究选取北京某公园湖泊为研究对象，该湖除生态、景观作用外，主要有划船、喂鱼、喷泉等娱乐功能，每年春季补水。除冰冻期外，分别在补水期和非补水期每月连续采集表层湖水样品，监测常规理化指标并选取理化性质有代表性的样品进行微生物分析。采用高通量测序技术分析微生物群落结构，后对其潜在人类细菌病原菌进行数据筛选与分析。本研究比较了再生水与补水期湖水、补水期与非补水期湖水的理化性质和微生物群落结构差异，结果表明再生水补入对湖水水质产生显著影响，主要以硝酸盐氮的形式增加了湖水氮元素的浓度和负荷;再生水的微生物群落也直接影响了湖水中微生物群落结构。进一步分析湖水理化性质与微生物群落结构的关系发现，水中氮、碳营养元素浓度的改变与群落组成的改变有关，因此群落结构可能也受到湖水营养元素的间接影响而变化。对人类细菌病原菌的筛选分析发现，在该湖水中检出20种潜在病原菌属，其中8个在几乎所有样品中检出，包括不动杆菌属Acinetobacter,气单胞菌属Aeromonas,弓形杆菌属Arcobacter、军团杆菌属Legionella、分枝杆菌属Mycobacterium、假单胞菌属Pseudomonas、梭菌属CIostridium,希瓦氏菌属Shewanella。比较再生水与湖水、补水期与非补水期湖水中潜在人类细菌病原菌属水平的丰度变化，结果表明再生水对湖水中检出的几种潜在病原菌属不存在显著影响，但该景观娱乐水体中的病原菌风险仍然值得进一步研究。
  • 摘要：本实验室从天津市西青区玛钢厂锰原料仓库的锰污染的土壤中分离了一株具有锰能力的细菌细菌M14，初步鉴定其为赖氨酸芽抱杆菌(Lysinibacillus sp.)。在已灭菌的液体A培养基中接种对数期的M14菌液28C, 160r/min摇床中震荡培养10天，可使0.3mmo1/L Mn2+离子去除率达到92.62%，氧化效率达到82.66%。菌株M14产生物锰氧化物的电荷零点为7.64±0.5，比表面积为16.53m2/g，是弱晶质的二氧化锰。在含Mn2+浓度为4mmol/L，克百威浓度分别为0、11.53、23.07、34.61、46.15ppmA培养基中接种生长对数期M14菌(己驯化)的培养液，研究发现，克百威的存在一定程度上都刺激了克百威的生长，其中，克百威浓度为34.61ppm时，M14菌长势最佳，说明M14在含有Mn2+和克百威的环境中，可以利用克百威作为碳源或氮源，促进其生长。用HPLC测得克百威的降解，研究也发现，培养10天后克百威的降解率分别为84%-76%，说明克百威能在该条件下被较好得降解了。在含13.04ppm克百威，不同浓度的Mn2+ (0、1、4mmo1/L)的A培养基中接种生长对数期M14菌(己驯化)的培养液，用HPLC检测培养过程中克百威的浓度，研究发现，相同时间内均有克百威的降解率均存在4mmo1/L Mn2+>1mmol/L Mn2+>0mmol/L Mn2+。结果表明，同时M14利用环境中的Mn2+生成锰氧化物，而锰氧化物又能进一步降解环境中的克百威。在含Mn2+浓度为10mmol/L，克百威浓度分别为50.70、100ppm的A培养基中接种生长对数期来自海洋的锰氧化细菌I7-9菌(己驯化)的培养液，用HPLC检测培养过程中克百威的浓度，研究发现，培养10天后克百威的降解率分别为98.36%-99.05%，说明海洋的锰氧化细菌I7-9菌及其此生氧化锰比来自陆地的M14具有更强的降解克百威的能力。
  • 摘要：本研究选择添加造孔剂法用以制备硅藻土基多孔陶瓷，用于固定微生物;通过调整造孔剂的加入量和球磨时间来探讨其对制品气孔率、形貌特征、固定微生物性能的影响。由SEM形貌分析发现，采用石墨和淀粉作为造孔剂，均形成了1-5μm大小的大孔，并保留着硅藻土本身存在的大部分纳米级别孔径，大小孔隙相互连通。并且随着球磨时间的增长，陶瓷原料颗粒度越小，使其孔洞变得细密，较大的微米级孔隙较少。阿基米德法测试结果显示，样品的球磨时间越长，其显气孔率就越大。以淀粉作为造孔剂时，随着球磨时间从O.5h到4h，显气孔率从42.00%增加到57.62%;以石墨作为造孔剂时，随着球磨时间从O.5h到4h，显气孔率从51.53%增加到60.21%。随着造孔剂含量的增加，显气孔率变大。在造孔剂含量达到15%后，显气孔率的增长趋势变缓和。本研究采用具有废水净化中反硝化作用的单一菌种，通过硅藻土多孔陶瓷进行固定。由亚硝酸盐氮的t测定结果显示，微生物通过硅藻土多孔陶瓷负载后，相比于没有负载的微生物，具有更好的污水处理效果。说明了硅藻土多孔陶瓷作为微生物负载载体，有利于微生物的固定化和生长繁殖，能够保持较多的生物量;有利于微生物代谢过程中所需氧气和营养物质以及代谢产生的废物的传质。
  • 摘要：本研究的土壤样品采集于桂林市猫儿山风景区的1800m至2000m的常绿针阔叶林和2000m以上的灌丛矮林.猫儿山景区共设146个坐标点，采集1168份土壤，分离鉴定出Bt菌株44株，出菌率为30.14%;针阔叶林设定127个坐标点，采集1016份土壤，共分离鉴定出Bt菌株38株，出菌率32.28%:灌丛矮林19个坐标点，采集152份土壤，共分离鉴定出Bt菌株3株，出菌率15.79%。于光学显微镜100倍油镜下进行观察，发现44株Bt分离株的伴抱晶体均为菱形没有发现其他形态的伴抱晶体。将分离出Bt的14个采样坐标点，每坐标随机取一株Bt分离株进行伴抱晶体的SDS-PAGE电泳分析，共取14株Bt分离菌株，14株Bt的伴抱晶体均表达了120kD的蛋白，12株Bt的伴抱晶体表达了“kD的蛋白，14株Bt分离株中5株表达了3种分子量，3株表达5种分子量，3株表达4种分子量，2株表达7种分子量，1株表达9种分子量。其中表达了9种分子量的Bt分离株可能为含有新型Bt基因的野生菌株，需进一步研究。将14株Bt分离株的发酵液上清，以草生欧文氏杆菌为指示菌，Bt菌株HD-1为阳性对照，发酵培养基为阴性对照做抑菌检测。结果显示14株Bt分离株中有4株对草生欧文氏杆菌有抑制效果，其中的1株Bt分离株抑制率对草生欧文氏杆菌抑制效果要远高于HD-1，2株Bt分离株对草生欧文氏杆菌的抑制效果与HD-1相同，将发酵液上清进行95℃水浴2h后，仅有1株Bt分离株对其还有抑制效果。使用对草生欧文氏杆菌抑制效果远高于HD-1的分离株发酵液上清进行抑菌物质热稳定性研究，绘制热稳定性的回归曲线得65℃回归曲线为y=13.699-0.0266x.R=0.7853;80℃回归曲线为y=12.2661-0.O155x,R=0.7532;95℃回归曲线为11.940-0.0494x，R=0.8763。65℃水浴15120 min的抑菌率区域稳定，说明抑菌活性物质在65℃下2h以内不失活;80℃水浴15-120min的抑菌率波动性较大，推测抑菌活性物质在该温度2h内既有既有增强也有减弱;95℃水浴60min后区域稳定，可推测出至少含有2种抑菌物质。
  • 摘要：本研究旨在阐明高羊茅根系分泌物与石油降解相关功能微生物的作用机制以及其分泌物组分对土壤中石油污染物去除的影响.本研究首先对连续性根系分泌物系统进行改进，制作了一套结合XAD-4树脂的根系分泌物连续收集装置，使用该装置对高羊茅根系分泌物进行收集并使用GC-MS对分泌物组分进行分析鉴定。然后通过趋化实验、群游实验和体外培养实验研究高羊茅根系分泌的主要有机酸成分与3株石油降解相关功能微生物--根际促生菌Klebsiella sp.DSA，表面活性剂产生菌Pseudomonas sp.SB，石油降解菌Streptomyces sp.KT的作用。最后采用盆钵实验将有机酸添加到石油污染土壤中以探究有机酸添加对石油污染物去除的影响，并使用BIOLOG ECO板探究其对污染土壤中微生物群落对碳源利用的影响。实验最终收集并鉴定出高羊茅根系分泌的四种主要有机酸分别是苯甲酸、硬脂酸、棕搁酸、对经基苯甲酸。趋化实验结果表明四种有机酸浓度均在30μM时对3株功能微生物的趋化作用最强，在该浓度下棕搁酸、对经基苯甲酸和苯甲酸显著促进了根际促生菌DSA的群游生长并且棕搁酸显著强化了其在高羊茅根部的定殖。棕搁酸和苯甲酸显著促进了表面活性剂产生菌SB的群游生长，而仅棕搁酸显著促进KT的生长。盆钵实验表明除硬脂酸外，其他3种有机酸均强化了石油污染物的去除，其中棕搁酸的添加对石油污染的去除效果最为显著。总体来看，棕搁酸是采用高羊茅对石油污染土壤进行修复过程中的一种关键分泌物，这一发现不仅深化了我们对植物修复石油污染土壤机制的理解，而且能够进一步指导我们对石油污染修复植物的筛选及将有机酸实际应用于强化石油污染土壤的修复过程中。
  • 摘要：本研究采用UASB反应器培养反硝化颗粒污泥,反应器中污泥完全颗粒化后,掺杂少量厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化工艺,探讨混合培养解决厌氧氨氧化菌生长速率慢瓶颈问题的可行性和深层次机理.
  • 摘要：本实验室从重金属污染土壤中分离得到一株可实现杂环芳烃降解和重金属还原的微生物SHE,经16S rDNA鉴定为耐金属贪铜杆菌(Cupriavidus metallidurans).这一菌属的典型菌株CH34可耐受多种重金属离子,如Cr6+,Hg2+,pb2+等,已被作为研究微生物应对重金属压力响应机制的模式微生物,然而,关于该菌属对非金属元素的还原性能的研究尚处于起步阶段.
  • 摘要：本研究通过对恶臭假单胞菌SJTE-1在不同碳源条件下比较蛋白组的分析，确定了该菌株会提高涉及雌激素类物质摄取转运及代谢相关蛋白的表达水平，以适应雌激素环境的胁迫压力。这一结果为后续该菌株中雌激素降解通路的研究提供基础，推进此类污染物的生物降解机制研究。
  • 摘要：本实验室前期从活性污泥中分离得到一株新颖的靛蓝产生菌Comamonas sp.MQ,并利用菌株MQ中的萘双加氧酶基因(nag)构建了重组大肠杆菌NDIND,其具有较好的靛蓝合成能力.在本研究中,以吲哚废水资源化为目标,将野生菌MQ (G2)以及重组大肠杆菌ND IND(G3)投加到活性污泥体系中,对活性污泥强化体系合成靛蓝的特性进行研究.
  • 摘要：本文提出结合分子生物学的相关技术通过采集土壤，提取土壤中微生物DNA并进行纯化，来比较盐碱地、矿区、滩地及林地等不同土地利用方式及植被覆盖下土壤微生物群落的不同，旨在能够得到利用土壤微生物的相关特性来改善盐碱地和矿区的重金属污染及塌陷区土壤质量的生态修复方法。
  • 摘要：本研究对WB1降解海带中褐藻胶条件进行了优化。通过对发酵时间、氯化钠浓度、褐藻酸钠浓度、料液比、发酵温度、发酵初始pH，补充氮源等因素进行单因素实验确定各因素的最人响应区域;以单因素实验为依据设计Plackett-Burman试验筛选影响褐藻胶降解量的主要因素;在PB试验基础上利用Central Composite Design试验设计及响应面方法进行回归分析，求解回归方程得到优化发酵条件。得出最佳优化条件为牛肉膏含量0.31%，发酵初始pH为7.0，褐藻酸钠含量0.1%, NaCl浓度为2%，接菌量5%，料液比为41.51于25℃ 条件下发酵114.31h，海带中褐藻胶降解量为64.26%，与优化前相比海带中的褐藻胶降解量约提高了50%。
  • 摘要：本文首先选择以氮气为氮源和无机盐培养基中不含铜元素和氮源两个条件为控制因素，从污泥中驯化具有PHB合成能力的甲烷氧化菌混合菌群。其中甲烷气的分压为0.35bar、氧气的分压为0.25bar、氮气分压为0.9bar，气液比为1:1，每四小时更换一次气体，每三天使用离心重悬的方法更换无机盐培养基。驯化200天后，污泥合成PHB的能力稳定，含量可达35%。该甲烷氧化菌混合菌群的甲烷单加氧酶酶活为47nmolEPO*min-'*(mg dry sludge weight)-1，固氮酶的酶活为1.6nmol ethylene* min-1(mgdry sludge weight)-1。说明该方法可有效的从剩余活性污泥中驯化出具有PHB合成能力的甲烷氧化菌混合菌群。而后考察了PHB合成过程中，甲烷气、氧气分压对甲烷氧化菌混合菌群合成PHB能力的影响。在甲烷为0.4bar、氧气为0.4bar的条件时，污泥PHB的含量为13.3%;甲烷为0.5bar、氧气为0.5bar，污泥PHB含量为36.2%;甲烷为0.6bar,氧气为0.6bar时，污泥PHB含量为18%;甲烷为lbar、氧气为lbar时，污泥PHB含量为22.7%。该实验说明甲烷氧化菌混合菌群合成PHB的能力受甲烷氧气的浓度影响明显，最优条件为甲烷0.5bar、氧气0.5bar。
  • 摘要：本文以实验室分离保藏的THF高耐受红球菌YYL(Rhodococcus sp.YYL)为研究对象,利用转录组测序比较了菌株YYL在葡萄糖(Rho-GLU)和THF(Rho-THF)两种不同代谢底物下的基因组转录水平.
  • 摘要：本研究以陈垃圾构建处理晚期垃圾渗滤液的生物反应器为研究对象,结合高通量测序、PCR-DGGE、qPCR等分子生物学技术以及稳定同位素示踪法等技术,对反应器内功能微生物的群落结构和数量变化进行分析,并解析脱氮效能和功能微生物之间的关系,为优化反应器脱氮提供依据.
  • 摘要：本文筛选了P3/4HB降解微生物，并对其P3/4HB解聚酶进行了系统的研究，在分子水平和整体材料水平对P3/4HB的降解机理进行了探讨。通过唯一碳源筛选结合紫外诱变，获得了一株可高效降解P3/4HB的细菌菌株DSGZ，鉴定该菌株属于土壤杆菌属(Agrobacterium sp.)。采用底物吸附一步纯化法，对菌株分泌的P3/4HB胞外解聚酶进行了分离纯化，得到一个分子量为36kDa的P3/4HB解聚酶。酶的最适反应温度为500℃,低于40℃时其稳定性较好;最适反应pH为7，在pH6-9的范围内均具有很高的酶活力。该酶可降解PHB和聚己内酷(PCL)，但是对聚乳酸没有降解活力。Na+可以增强其活性，而Zn2+, Mg2+和Mn2+对酶活力呈现一定的抑制作用;EDTA、PMSF、NaN3和Triton X-100显著抑制该酶的降解活性。P3/4HB解聚酶酶解产物的质谱分析检测出轻基丁酸(HB)单体和经基丁酸二聚体(HB-HB)，说明该降解酶剪切P3/4HB链段的第一个和第二个酷键;进一步的核磁分析结果显示，HB单体中4HB优先积累，之后3HB含量升高，推测单链水平上降解酶对4HB单元的识别优于3HB。另外，对不同4HB含量的P3/4HB薄膜进行了降解行为的研究，结果显示4HB含量由0%增加至12%时，其降解性逐渐增强;但当4HB含量进一步增加时，其降解速率变慢。推测当4HB含量较低时，其加入破坏了P3HB的结晶结构，使材料整体的结晶度降低，制造了大量的非晶区，有利于微生物或酶的直接作用，因此在一定范围内，4HB的加入促进了薄膜的酶解;但当4HB的含量达到某一阂值后，4HB本身也形成结晶结构，使材料整体的结晶度上升，这直接影响了微生物的酶解作用，所以此时降解速率会大幅降低。
  • 摘要：本课题组筛选到一株能够以联苯(BP)为唯一碳源生长的菌株一恶臭假单胞菌B6-2,研究了菌株B6-2能够以共代谢方式降解各种PAHs和dioxins类化合物，包括二苯并峡喃(DBF)、咔哇(CA)、二苯并唆吩(DBT )等。菌株B6-2的广底物谱特性适合于复杂芳香化合物污染环境的修复，从转运、调控及代谢关键基因层面进一步揭示其广底物谱特性机制方面的研究正在进行中。通过基因组比对分析，获得了BP降解相关的完整基因簇，并发现该基因簇位于一个基因组岛上;期于通过该基因组岛功能分析，研究其起源与进化，揭示菌株B6-2代谢有机污染物的遗传获得机制。菌株B6-2能够耐受高浓度(体积比20%)有机溶剂甲苯，在体积比100%的对二甲苯中能够生长良好，这一特性使其具有修复有机溶剂污染环境的潜力，在对其有机溶剂耐受机制研究过程中，我们发现菌株B6-2含有有机溶剂外排泵，可能与其有机溶剂耐受能力密切相关。此外，发现菌株B6-2的DBF代谢主要依赖侧面双加氧、间位裂解开环途径，根据检测的代谢中间物，发现11个新的代谢产物;结合差异蛋白组与转录组数据分析，有望寻找到这条代谢途径中新的降解基因，揭示调控机制，逐步完善菌株B6-2的DBF侧面双加氧共代谢的分子机制。基于菌株B6-2具有PAHs和二嗦英类化合物降解能力，期望结合合成生物学手段改造菌株B6-2基因组，使其获得对极难降解且高毒性的卤代类二噁英化合物的代谢能力。
  • 摘要：本研究分别以新鲜瘤胃液及瘤胃液和颗粒厌氧污泥复配作为接种物，至两套600m1自制秸秆厌氧消化装置中，保持HRT, SRT不变，不断提高上样负荷(LR)从2.5gL-1d-1到12.5gL-1d-1，使两套装置VS(g/L)从分别从77.13、70.31提高至122.2、123.47;以碳代谢作为指标体系，检测纤维素、半纤维、木质素含量变化，液相COD(可溶性糖、VFAs)，产气:pH、酶活性测定，随着VS(g/L)的不断提到，两套体系DM降解率、甲烷产量、液相COD、pH呈现出不同的变化规律。基于16S rDNA进行PCR扩增，对古菌、细菌保守16S rDNA进行PCR扩增后，利用PCR-DGGE进行了菌群结构多样性分析，利用定量PCR技术分析了总菌、真菌、原虫和甲烷菌菌群数量的变化，结果表明，两套体系不同条件下优势菌群组成的不同，瘤胃微生物强化了秸秆厌氧消化产甲烷。进一步工作重点以培养体系菌群为出发菌群，将(青霉素、链霉素)用于去细菌;放线菌酮、制真菌素用于去真菌;氯霉素用于去甲烷菌，利用亨氏厌氧滚管法分离纯化不同组成共培养菌群，进行鉴别和功能验证，在微生物菌群结构、功能基因转录、能量代谢及群体感应信号等多维水平上研究菌群关系的形成机制;并有目的地塑造互利、互养、互营三种菌群关系，通过考察电子传递和群体感应信号在菌群关系形成中的作用，以有效调控共培养菌群的结构和功能，最终强化秸秆消化产甲烷过程。本研究为菌群关系研究提供理论和实践经验，为共培养菌群强化秸秆消化产甲烷新的技术手段和依据。
  • 摘要：环二鸟昔酸(c-di-GMP)是一种影响生物被膜形成的重要的第二信使。当c-di-GMP水平上升时多糖和茹附素分泌增加，使细胞从游离形态转变成生物被膜形态。合成c-di-GMP的蛋白二鸟昔酸环化酶(DGC)含有保守的GGDEF结构域，基因组测序发现在铜绿假单胞菌PA01中有17个蛋白均含有GGDEF结构域。之前的研究表明不同DGC的生物学活性有很大的差异。SadC是一种DGC，研究发现，它可以促进Psl胞外多糖的合成和生物被膜的形成，并且抑制细胞的运动能力。当同时过表达SadC和另一种DGC WspR时，SadC更有效的改变上述各种表型。认为这种差异可能与两种DGCs的不同亚细胞定位有关。SadC定位在细胞内膜上，而WspR无跨膜结构域。我们截去SadC蛋白的跨膜区部分得到了SadC蛋白，其催化Psl多糖合成的活性减弱很多，运动抑制能力基本消失，这证明锚定在细胞膜上促进SadC对下游靶标的影响。另外，连接跨膜结构域和GGDEF结构域的300-323氨基酸片段对SadC的活性是必需的。通过分子筛实验证明，失去这段氨基酸导致SadC无法聚合形成复合体，晶体分析揭示它是一段a-螺旋，可能有利于形成有活性的SadC复合体。总的来说，膜定位和形成活性复合体对SadC的功能都至关重要。其他DGCs可能也含有类似特点。
  • 摘要：南极地区温度低、海拔高、气候干燥,这种极端环境造就了南极微生物的特殊生长类型,并在不同的采样点体现出不同程度的多样性.对南极地区科林斯冰盖前缘暴露时间不同的四个采样点的土壤微生物进行分离、纯化,共得到约300株细菌,属于17个不同的属.在冰盖边沿的59号冰碛混合物中包含5个不同的属,分别是节杆菌属(67％)、冷杆菌属(13％)、假单胞菌属(10％)、海沉积物菌属(7％)和类诺卡氏菌属(3％).随着离冰盖距离的增加，52号、53号土样中细菌多样性丰富，共包含15个不同的属，数量上占优势的属是假单胞菌属(17%)、节杆菌属(18%)，其中42株菌属于变形菌门，36株菌属于放线菌门，22株菌属于拟杆菌门，1株菌属于厚壁菌门。而离冰盖前沿最远的58号土样，细菌多样性反而有减少的趋势。可看出四个采样点中微生物多样性随着暴露时间的不同存在一定的演替规律。
  • 摘要：随着工农业的快速发展,含氮废水的大量排放严重影响自然界的氮素平衡,并威胁着人类健康.为了满足高效脱氮的要求并达到日益严格的水质排放标准,新型生物脱氮技术得到了广泛的开发和应用.研究表明,电极生物膜法将生物法和电化学法有机结合,具有不需有机碳源、电解法氧化还原能力高以及生物膜与电极之间的高效传质等特点,因此电极生物膜法成为近年来脱氮的研究热点.传统电极生物膜法存在电流效率低,脱氮效率低等缺点,而复三维电极生物膜反硝化技术可相对提高脱氮效率,但其影响因素较多,工艺条件复杂,机理分析尚不完善.因而本课题以复三维电极生物膜反硝化为基础,开展复三维电极生物膜反硝化特性研究,重点对反硝化菌的驯化和电极挂膜进行探讨,并对其影响因素进行分析探究,以期为复三维电极生物膜反硝化技术提供新的思路,并为此技术在实际中的应用提供理论和技术支持.

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