目的:了解中国不同鼠疫自然疫源地鼠疫耶尔森菌（简称鼠疫菌）表型及其基因型分布，为鼠疫防控提供科学依据。方法:选取涵盖1943年以来中国11个鼠疫自然疫源地不同时间、地区、宿主、媒介体内分离的2 184株鼠疫菌，对其进行生化型鉴定，糖醇类酵解试验，毒力因子[荚膜抗原（F1）、鼠疫菌素Ⅰ（PstⅠ）、毒力抗原因子（VWa）、色素沉着因子（Pgm）]试验，差异区段（DFR）分型和规律成簇间隔短回文重复序列（CRISPR）分型研究。结果:中国鼠疫自然疫源地鼠疫菌分为16个生化型，各疫源地间呈明显的地区性分布。大多数菌株对阿胶糖（89.79%，1 961/2 184）、麦芽糖（80.13%，1 750/2 184）、甘油（94.23%，2 058/2 184）酵解阳性，脱氮反应（82.78%，1 808/2 184）阳性，对鼠李糖（88.78%，1 939/2 184）、密二糖（85.62%，1 870/2 184）酵解阴性。毒力因子试验结果显示，99.95%（2 183/2 184）的鼠疫菌F1阳性；99.73%（2 178/2 184）的鼠疫菌能产生PstⅠ；73.31%（1 601/2 184）的鼠疫菌VWa阳性，26.69%（583/2 184）的鼠疫菌VWa阴性；Pgm阳性菌株占72.62%（1 586/2 184），Pgm阴性菌株占21.52%（470/2 184），Pgm混合型菌株占5.86%（128/2 184）。DFR分型结果显示，2 184株鼠疫菌共包括52个基因型，其中19个为主要基因型，33个为次要基因型。CRISPR分型发现16个主要基因型，其中7个为新发现基因型。结论:中国各鼠疫自然疫源地鼠疫菌表型和基因型多样且具有地区分布特性。

目的:从采自云南省丽江郊野的土壤中筛选出具有抑菌活性的菌株,分离其活性成分进行抗菌作用机制初步研究以寻找抗菌活性物质.方法:使用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等6种细菌以及白色念珠菌等11种真菌作为指示菌,采用管碟法和菌丝生长速率法对拮抗菌进行筛选,通过生理生化测试和16S rDNA序列分析鉴定菌种;对发酵液中分离出的活性化合物使用液相色谱-质谱/质谱技术进行结构分析;采用氯化三苯四氮唑法检测RN8菌株发酵液不同稀释倍数处理大肠杆菌和白色念珠菌后的细胞脱氢酶活力,利用分光光度法测定蛋白质、DNA和钾离子泄漏率;将环四肽RN作用于白色念珠菌进行代谢组研究.结果:RN8菌株发酵液对17种测试指示菌具有拮抗效果,鉴定为枯草芽孢杆菌;RN鉴定为环肽类化合物,当其质量浓度为12.5 μg/mL时,抑制率达73.41％,EC50为4.69 μg/mL;KEGG数据库和路径拓扑分析显示,五个主要代谢途径有显著影响,包括嘧啶代谢,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,苯丙氨酸代谢,烟酸和烟酰胺代谢,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成,这些过程涉及2'-脱氧胞苷等37种代谢物.结论:枯草芽孢杆菌RN8是广谱拮抗性菌株,其抑菌活性成分造成白色念珠菌细胞外膜的损伤,破坏细胞膜整体结构,导致细胞内物质泄漏,显著影响主要代谢途径,从而起到抗菌作用.

[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.

为了充分开发利用灵芝资源,本研究对采自西藏墨脱县的一份野生灵芝子实体标本进行了分离纯化培养,并通过形态学观察和分子生物学分析鉴定为有柄灵芝 Ganoderma gibbosum.将此菌株作为试验菌株,从碳源、氮源、温度、pH这4个因素进行生物学特性研究,从中选择3个较优水平进行正交试验.结果表明,有柄灵芝菌丝生长的最佳碳源为果糖,氮源为酵母,最适温度为25℃,适宜 pH 为 7.0.驯化出芝栽培基质配方选用杂木屑 58%、玉米芯 20%、麦麸 20%、石灰1%、石膏 1%,40 d左右菌丝满袋,覆土一周后出现原基,50 d左右子实体成熟.初步成分分析表明,有柄灵芝粗多糖、氨基酸含量分别为1.5%和10.8%.本试验成功对野生有柄灵芝进行了人工驯化栽培,为有柄灵芝作为新的药用菌进行开发利用提供了参考.

偶氮染料广泛应用于纺织、造纸和包装等行业,因其具有三致性、结构稳定且难降解,已成为染料废水处理的研究热点之一.本研究以白腐真菌作为脱色菌株,考察了不同白腐真菌对偶氮类染料酸性橙 7(acid orange 7,AO7)的脱色降解,探讨了AO7 染料的浓度、pH、温度以及脱色时间对染料脱色率的影响,同时应用紫外-可见光谱吸收法、红外光谱吸收法、高效液相色谱法和气相色谱-质谱法对AO7 的降解产物进行分析,并对其产物进行植物毒性实验,以推断AO7 可能的降解途径及其降解产物的毒性.结果表明:在pH 4.5、28℃条件下,刺芹侧耳(Pleurotus eryngii)和杂色云芝(Trametes versicolor)的混合菌丝脱色降解 100 mg/L AO7,24 h脱色率可达 93.46%.推测 AO7 可能的生物降解途径:AO7 偶氮键断裂生成对氨基苯磺酸和 1-氨基-2-萘酚;接着对氨基苯磺酸脱去磺酸基,生成对苯二酚;同时 1-氨基-2-萘酚开环生成邻苯二甲酸和对羟基苯甲醛,之后进一步降解生成苯甲酸;最后对苯二酚和苯甲酸继续氧化成其他小分子中间体、H2O和CO2.植物毒性实验表明,P.eryngii和T.versicolor混合菌丝对AO7 脱毒效果较好.以上研究为探究白腐真菌在工业废水中降解偶氮类染料的应用奠定基础.

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.

[目的]从无量山国家级自然保护区森林根际土壤发掘具有多种生物活性的功能菌株,探究其开发应用潜力.[方法]采集无量山地区 25 个区域植物的根际土壤,采用选择培养基,分离鉴定磷酸盐溶解、固氮、溶锌和拮抗等活性菌株,进一步测定菌株分泌铁载体、ACC脱氨酶和吲哚乙酸等生物活性,并验证促番茄种子发芽和生长效果.[结果]分离鉴定得到解磷菌 70 株,固氮菌 27 株,解钾菌 8 株,拮抗镰刀菌的菌株 51 株.其中,YIM B08401 和YIM B08402 形态学结合生理生化特性和 16S rDNA序列测序,鉴定为白色伯克霍尔德氏菌(Burkholderia alba)和青岛假单胞菌(Pseudomonas qingdaonensis),两个菌株均具有磷酸盐溶解、固氮、溶锌和分泌铁载体的活性,最大可溶性磷含量为(455.63±59.65)mg/L和(878.95±64.78)mg/L;两株菌的促种子发芽试验结果接近,施加稀释 10 倍、102 倍和 103 倍的发酵上清液后,发芽率都维持在 82%-93%,明显高于对照组的 56%和 49%,施加菌株发酵液的处理组相较于空白对照组的长度都有显著增加.盆栽实验证明,两株菌株促生效果最明显的处理组在地上部长度、鲜重、干重、茎粗、根长、根鲜重、根干重方面的数据都显著优于对照组,YIM B08401 的上述指标相对于对照组分别显著增加了 89%、495%、268%、62%、53%、385%和 469%,YIM B08402 的上述指标相对于对照组分别显著增加了 118%、528%、477%、55%、37%、413%和 747%.此外,菌株YIM B08401 还具有拮抗病原菌和分泌ACC脱氨酶活性,YIM B08402 则还具有分泌吲哚乙酸的活性.[结论]无量山森林根际土壤蕴含具有多种生物活性的功能菌株,白色伯克霍尔德氏菌(B.alba,YIM B08401)和青岛假单胞菌(P.qingdaonensis,YIM B08402)具备开发为新型微生物肥料的应用潜力.

水产养殖过程中氮元素超标易造成水质恶化,威胁水产动物的生长繁殖,亟需安全、高效的脱氮方法.从福建某水产养殖池底的污泥中筛选出一株氨氮降解菌,菌种鉴定后进行适应性驯化,并研究不同条件对菌株生长和氨氮降解的影响,随后又以亚硝态氮为唯一氮源检测菌株的好氧反硝化特性.菌株经 16S rRNA鉴定为阿氏芽孢杆菌Bacillus aryabhattai,命名为JN01;驯化后,菌株的生长、氨氮去除率均有不同程度提高,初始NH4+-N浓度为 200 mg/L的氮去除率最高达 87.29%;影响菌株脱氮的单因素实验结果表明,当NH4+-N浓度为 200 mg/L、丁二酸钠为碳源、碳氮比为 15∶1、pH 7.5、培养温度为 30℃时,菌株的氨氮降解率可以达到 92.78%.在亚硝态氮为唯一氮源的条件下,菌株JN01 也能进行好氧反硝化转化,NO2--N降解率为 82.30%.B.aryabhattai JN01 具有良好的异养硝化和好氧反硝化特性,具备同时解决养殖废水中氨氮和亚硝酸盐超标的应用潜力.

为了提高低温废水的生物脱氮效率,从寒冷地区冬季土壤和底泥中分离筛选耐低温异养硝化-好氧反硝化细菌,研究其脱氮特性及途径.通过菌落和细胞形态特征观察、16S rRNA基因序列分析鉴定菌种.分别以NH4+-N、NO3--N、NO2--N为唯一氮源,以NH4+-N和NO3--N为混合氮源,考察菌株在低温条件(10℃)的硝化、反硝化以及同步硝化反硝化性能.采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)对菌株的脱氮功能酶基因扩增,推测低温脱氮途径.结果表明,从河水底泥中筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌,经鉴定为Pseudomonas veronii,命名为P.veronii DH-3.该菌分别以相同初始含氮量(105 mg/L)的NH4+-N、NO3--N和NO2--N为唯一氮源,在 10℃好氧培养 48 h时,氮的去除率分别为 99.07%、96.89%和 90.29%,且在脱氮过程中几乎无亚硝酸盐的累积.以NH4+-N和NO3--N为混合氮源时,NH4+-N在 48 h内被完全去除,NO3--N的去除率为 87.09%;氮平衡分析结果表明,以NO3--N和NO2--N为唯一氮源时含氮气体和细胞内生物氮的转化率均低于NH4+-N,表明该菌株的异养硝化能力强于好氧反硝化能力.脱氮功能基因hao、napA、nirS、nirK、cnorB和nosZ的成功表达,进一步证实该菌株具有硝化反硝化能力.根据上述研究结果,推测该菌株低温脱氮的主要途径为异养硝化-好氧反硝化作用和同化作用.菌株P.veronii DH-3 具有良好的异养硝化-好氧反硝化性能,为低温含氮废水的生物净化提供了理论支持.

通过对福建省龙海市海门岛红树林保护区的近海沉积物样品进行富集驯化,得到了能够协同降解偶氮染料活性黑5的混合菌群HMD9-Q7.经过生化试验和16S rDNA序列分析,鉴定该混合菌群主要由越南蔷薇菌(Rossellomorea vietnamensis)、转化异源物食烷菌(A lcanivorax xenomutans)和近海生微泡菌(Microbulbifer maritimus)组成.与单一菌株相比较,混合菌群具有显著的脱色效果,可能因其菌株之间存在着相互协同促进作用.该混合菌群对含20～100 mg/L浓度的活性黑5均产生脱色作用.混合菌群HMD9-Q7可以广泛利用外加碳源和氮源,如葡萄糖、硝酸铵、牛肉膏等;NaCl浓度在5～30 g/L范围内都可对活性黑5进行脱色;在pH 7和温度30℃条件下脱色率最高.在最优条件下,该混合菌群在60 h内对活性黑5的脱色率可达到85％～90％.该新型混合菌群主要通过生物降解途径来实现对活性黑5的脱色.随着降解反应的发生,活性黑5的最大吸收峰逐渐变小直至完全消失,降解产物吸收峰位于近紫外光区.