目的 观察健脾理气化湿方对非酒精性脂肪性肝炎(NASH)小鼠肝细胞损伤、氧化应激和硝化应激的影响,探讨其治疗NASH的作用机制.方法 32只雄性C57BL/6J小鼠随机分为对照组、模型组和中药低、高剂量组,每组8只.对照组予普通饲料喂养,其余各组予高脂饲料喂养,连续16周.第13周开始,对照组和模型组予0.4%羧甲基纤维素钠溶液灌胃,中药低、高剂量组分别予相应剂量药物灌胃.生化仪检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)含量,HE染色、油红O染色观察肝脏组织病理变化,试剂盒检测肝组织三酰甘油(TG)含量和髓过氧化物酶(MPO)活性,免疫荧光染色检测肝组织CD11b阳性表达,RT-PCR检测肝组织NADPH氧化酶1(NOX1)、中性粒细胞胞浆因子1(NCF1)mRNA表达,Western blot检测肝组织诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、3-硝基酪氨酸(3-NT)蛋白表达.结果 与对照组比较,模型组小鼠肝细胞弥漫性脂肪变性,肝细胞肿胀、有明显炎性细胞浸润,油红O染色见大量脂滴形成;血清ALT、AST含量显著升高(P<0.05),肝组织TG含量、MPO活性显著升高(P<0.05),CD11b阳性表达升高,肝组织NOX1、NCF1 mRNA表达显著升高(P<0.05),iNOS、3-NT蛋白表达显著升高(P<0.05).与模型组比较,中药低、高剂量组小鼠肝脏脂肪变性、炎性细胞浸润减轻,脂滴明显减少;血清ALT、AST含量显著降低(P<0.05),肝组织TG含量、MPO活性显著降低(P<0.05),CD11b阳性表达降低,肝组织NOX1、NCF1 mRNA表达显著降低(P<0.05),3-NT蛋白表达显著降低(P<0.05),中药高剂量组小鼠肝组织iNOS蛋白表达显著降低(P<0.05).结论 健脾理气化湿方可能通过减轻肝脏氧化应激和硝化应激,减轻NASH小鼠肝细胞损伤、脂质沉积和炎症反应,发挥治疗NASH作用.

[目的]异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)微生物在生物脱氮中具有重要作用,而能同时去除废水中多种无机氮尤其是羟胺的HN-AD微生物报道较少.本研究从菜地中分离筛选出一株能同时去除羟胺和亚硝酸盐的HN-AD菌株EN-F4,探究其脱氮特征以及羟胺对其脱氮过程的影响,为提高废水处理效率奠定基础.[方法]通过形态学和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定,并利用批量试验研究该菌株的脱氮特征,结合氮平衡、酶活性和特异性酶抑制剂探索菌株的HN-AD机理,最后通过添加羟胺研究其对不同氮源转化的影响.[结果]菌株EN-F4经鉴定为栖稻假单胞菌(Pseudomonas oryzihabitans),该菌株在25℃条件下对铵盐、羟胺、亚硝酸盐和硝酸盐的去除效率分别为99.27％、99.13％、87.01％和85.20％,对应的最大去除速率分别为8.27、1.85、5.10和5.31 mg/(L·h).更突出的是,外加羟胺后不会抑制该菌的反硝化能力,反而促进了亚硝酸盐和总氮的去除,其最大去除速率分别提升至7.80 mg/(L·h)和7.51 mg/(L·h).结合酶活性的成功检测、氮平衡和HN-AD特异性酶抑制剂分析证实了菌株具有优异的HN-AD能力.[结论]菌株Pseudomonas oryzihabitans EN-F4可以在25 ℃条件下高效地进行HN-AD去除废水中的多种无机氮,且羟胺能显著促进亚硝酸盐和总氮的去除.

从活性污泥中筛选到一株高效的耐低温脱氮菌株W4,评估了该菌株在5、15和25℃下的脱氮性能.结果表明,W4属于假单胞菌属(Pseudomonas),能够在4～42℃、盐度(NaCl)为0～30 g·L-1与pH 6～9条件下生长.在5 ℃条件下,菌株W4能够在72 h内将初始浓度为76.0 mg·L-1的NH4+-N去除74.3％,相应的脱氮平均速率达0.78 mg·L-1·h-1.好氧条件下菌株在5 ℃时可去除42.4％的NO3--N(86.3 mg·L-1)或38.2％的NO2--N(82.2 mg·L-1);在15、25℃条件下菌株脱氮能力进一步提高,对NH4+-N的去除率超过95％,对NO3--N和NO2--N的去除率分别超过66％和69％.菌株W4具有异养硝化-好氧反硝化(HA-ND)代谢活性,在硝化过程中不出现N02--N的积累,在中低温条件下去除无机氮污染具有较好潜力.本研究结果有助于丰富低温脱氮微生物资源并可为HA-ND脱氮工艺提供支撑.

枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharides,LBPs)作为枸杞子中重要的活性成分,其理化性质和生物活性的研究具有重要意义.该研究采用前期通过不同提取方法(冷水浸提、冷水浸提后的滤渣沸水回流提取、50%乙醇超声提取、50%乙醇提取后的滤渣 25%乙醇超声提取、热水浸提)得到的 5 种LBPs(LBP-1、LBP-2、LBP-3、LBP-4、LBP-5)为研究对象,利用紫外光谱、热重分析、扫描电镜对LBPs的结构进行了表征,并比较了其体外生物活性(抗氧化、降血脂、抑制亚硝化反应、抑制乙酰胆碱酯酶和抑制酪氨酸酶活性).结果表明,高温提取会破坏多糖的结构,而超声辅助提取保证了多糖主要结构的完整;5 种LBPs的热稳定性和降解行为存在差异,但5 种LBPs的紫外光谱分析结果并无显著差异,都显示蛋白质的特征吸收峰.生物活性结果表明,LBP-3 和LBP-4 表现出良好的抗氧化活性,而LBP-3 降血脂活性最好.此外,LBP-3 对亚硝化反应和乙酰胆碱酯酶的抑制作用也显著优于其他组分.相反,LBP-2 对酪氨酸酶的抑制能力最为出色.该文探讨了不同提取方法对枸杞多糖的理化性质和生物活性的影响,以期为选择合适的提取方法以获得具有理想生物活性的枸杞多糖提供科学依据.

文章分别向东北某污水处理厂2个完全独立的生物反应器中投放乙酸钠和麦可碳 2000来驯化活性污泥,之后对污泥样品依次进行DNA提取、PCR扩增后再进行 16S rRNA高通量测序分析,以探究经过这两种不同碳源驯化后活性污泥的生物多样性和微生物群落结构的差异以及其对总氮去除效果的影响,以期为污水处理厂选择合适的碳源提供理论参考.

文章对海南某焦炭制造厂的全规模污水处理系统进行了深入分析,该系统包含两个缺氧罐、四个好氧罐和三个硝化罐及相关配套设施.在研究过程中对系统的污水净化性能进行了评估,并基于运行参数对全规模颗粒污泥去氮的出水浓度影响进行了探讨.结果表明,尽管系统面临苯酚、SCN、氨和氰化物等污染物带来的硝化作用不稳定的问题,但通过调整废水净化系统的运行参数,可以达到对排放浓度的调控.此外,研究还展示了微生物活性在颗粒污泥硝化和反硝化活性的变化中所发挥的关键作用.因此,研究为提高工业废水的处理效率,特别是提高全规模颗粒污泥法的氮素去除效率提供了有益的研究成果和实践建议.

气候变暖和秸秆还田是影响农田生态系统碳氮循环和土壤养分周转的重要因子,然而两者的交互作用尚缺乏系统研究.通过大田模拟试验,设置土壤正常温度+秸秆不还田、土壤正常温度+秸秆还田、土壤增温+秸秆不还田和土壤增温+秸秆还田四个处理,探讨土壤增温与秸秆还田对土壤养分循环及胞外酶活性的影响.结果显示,土壤增温使硝态氮含量、土壤可溶性有机碳含量和氧化酶活性分别增加了 40.4％,25.8％和6.0％,但也使土壤水分、铵态氮含量与土壤微生物量碳分别损失了 10.6％,33.4％和29.9％.秸秆还田则使土壤含水量、全氮、铵态氮、有效磷与可溶性有机碳的含量分别增加了 7.5％,7.2％,44.1％,32.3％和18.4％,同时也使土壤碳氮磷循环酶的活性分别增加了 46.2％,22.9％和20.6％.因此研究表明,土壤增温提高了氧化酶的活性,加速了土壤碳的转化,也使土壤氮矿化与硝化反应速率提高.秸秆还田通过增加外源有机物质,丰富了土壤的碳、氮源,使土壤养分含量提高,一定程度上弥补了增温带来的养分损失.

为强化新的絮团形成菌伪杜擀氏菌YN12(Pseudoduganella eburnea YN12,YN)利用养殖尾水生成生物絮团效果,并将絮团制成饲料,探讨在胡子鲶(Clarisfuscus)饲养上的可行性.在生物絮团系统中,接种活性污泥(Activated sludge,AS)、伪杜擀氏菌YN12和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,BS)并配制成7组(AS、YN、BS、AS+YN、AS+BS、YN+BS和AS+YN+BS),分析絮团形态结构差异,评估出对模拟养殖尾水氮去除效果及微生物群落结构优势的最佳组合,最终收集最佳组合絮团烘干研磨成粉末添加到商业饲料制粒,分成对照组和絮团组两组,探讨对胡子鲶的生长性能、饲料利用率、肌肉营养成分及肝脏的消化酶和免疫酶活性的影响.结果表明:YN+BS组水质净化效果稳定,总氮去除效果(89.6％)良好,氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐积累低,具有良好的絮团生成量(9.0 ml/L)及占据优势(47.5％)的反硝化菌群(包括Hydrogenophaga、Flavobacterium、Pseudoxanthomonas、Burkholderiaceae、Comamonas、Acinetobacter等).该组絮团粉以5％比例与商业饲料混合、研磨加工制粒后用于胡子鲶养殖,发现胡子鲶生长性能[包括存活率:(100±0.00)％＞(95±0.00)％;增重:(2.81±0.35)g＞(2.52±0.52)g;体长增加(1.68±0.36)cm＞(1.51±0.34)cm]和饲料系数55±0.03＞46±0.12均优于纯商业饲料的对照组,然而在淀粉酶等消化酶、免疫酶包括过氧化氢酶、总超氧化物歧化物、谷胱氨酸过氧化物酶等及肌肉营养成分包括谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸和甘氨酸等鲜味氨基酸上均低于对照组.YN+BS组絮团饲料在生长性能占据优势,然而在消化能力、免疫活性及肌肉营养成分上并未表现出明显优势,需要进一步调整水平絮团添加水平以优化胡子鲶饲养效果.

氟喹诺酮类抗生素(FQs)是使用量最大的抗生素之一,是一种在环境中具有"伪持久性"的新型污染物,具有巨大的生态风险.FQs会改变微生物群落结构和功能从而影响微生物介导的氮循环过程,改变环境中各种类型氮的组分,进而对全球氮循环产生重要影响.本文总结了 FQs污染现状及对微生物介导氮循环的影响,以阐明FQs对氮循环各个关键过程的作用,从而为揭示FQs的生态效应研究提供科学依据.FQs普遍存在于各类环境介质中,不同环境中FQs浓度和种类存在显著差异,其中氧氟沙星、诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星是检出频率和浓度最高的4种FQs.FQs对氮循环的作用过程具有典型的剂量和种类依赖型特征.FQs主要通过降低氨氧化过程相关的amoA基因丰度和氨氧化细菌丰度、组成来抑制硝化过程;主要通过降低相关酶活性和narG、nirS、norB和nosZ等基因丰度,以及降低反硝化功能属微生物丰度、组成来抑制反硝化过程;通过降低厌氧氨氧化细菌丰度、组成和hzo基因丰度来限制厌氧氨氧化过程;最终导致环境中活性氮去除的降低和氧化亚氮(N2O)释放的增加,甚至进一步诱发水体富营养化和温室效应等环境问题.未来应重点关注低浓度FQs和复合抗生素对氮循环过程的影响,进一步加强FQs对氮循环微生物单体和群落变化影响的研究.

文章基于高通量测序技术对污水处理厂微生物群落多样性进行分析研究,并针对污水处理脱氨氮效率低,产生二级污染物等问题,筛选分离出同步硝化好氧反硝化菌实现高效脱氮,探索其脱氮特性,为强化微生物法处理高氨氮废水提供新的菌源.微生物多样性分析结果显示,脱氮系统具有丰富的群落多样性,其主要菌门为变形杆菌门(Proteobacteria),主要优势菌属为陶厄氏菌属(Thauera sp.).从污水处理系统的活性污泥中分离鉴定高效脱氮菌株.通过形态观察和 16S rDNA基因序列比对,鉴定分离菌株为康德拉氏副球菌(Paracoccus kondratievae);测定不同氮源降解过程中菌体生长量变化和脱氮效率,分析其同步硝化好氧反硝化性能,结果显示,其 24h内的氨氮去除率为 99.91%,将菌株应用于实际污水处理中,其总氮、氨氮、硝氮脱除率分别为 60.70%,88.77%和86.35%.