为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH3)、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB 18、LB 19、LB42、LB46、LB63和LB69为类芽孢杆菌,LQ10为布鲁氏菌.菌液浸种试验显示:8株菌株均对木麻黄幼苗生长具有促进效果,其中菌株LB69显著提高了木麻黄种子萌发率和幼苗活力,增幅分别达19.7％和28.3％;菌株LQ10显著提升了根长和根系活力,增幅分别为48.2％和334.4％;菌株LB18和LB42分别对初期芽长和生物量积累具有最显著的促进效果,增长率分别为22.4％和32.8％.此外,浸种后幼苗多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的同工酶谱条带数增多,个别条带增强,酶亚型多样性增加,抗逆能力增强.综上,本文所述8株菌株的添加对植物生长及抗氧化酶活性具有促进效果,有成为生物肥料的潜力.

为了减少厨余垃圾堆放时恶臭气体的排放,本研究利用富集驯化、定性初筛和定量复筛法从厨余垃圾中分离筛选到 2 株对NH3 和H2S均具有高效降解作用的菌株CN5 和CS2.通过 16S rDNA序列分析,分别鉴定为肠球菌属(Enterococcuss sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.).通过单因素实验,确定两株菌的最佳除臭条件为:培养温度为 35℃、pH为 7、碳氮比 25∶1、碳源为蔗糖、氮源为氯化铵,对NH3 和H2S的降解率均能达到 85%左右.菌株CN5 和CS2 在 2∶3 的混合状态下生长状况最好,pH值稳定,OD600 最大值为 1.342.通过氨氮含量和硫酸盐含量测定实验发现,最终氨氮含量为 50.5 mg/L,菌剂对氨氮降解率为85.3%;硫酸盐含量为 302.7 mg/L,菌剂对硫酸盐生成率为 89.2%.结果表明,从厨余垃圾中筛选得到的 2 株菌对NH3 和H2S具有良好的降解能力,且两菌株相互之间具有协同作用.

本文以甘蔗‘粤糖94/128’(YT 94/128)和‘桂糖37号’(GT 37)作为研究材料,采用针刺接种法,分析了不同甘蔗在梢腐病菌侵染下氮代谢相关指标的变化.结果表明,未接种状态下,YT 94/128叶片的核糖核酸(RNA)、可溶性蛋白(SP)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)含量和叶片硝酸还原酶(NR)、谷氨酰氨合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性都要高于GT37,且都表现出稳中有升的变化规律.受到梢腐病菌侵染后,GT 37叶片RNA含量显著下降,GS、GOGAT活性以及SP含量下降速度显著快于YT 94/128.数据显示两类材料中氮代谢各类指标存在不同程度相关性,也存在氨基酸组分差异.由此可见,梢腐病菌侵染可直接导致甘蔗叶片RNA降解,NR、GS以及GOGAT活性下降,SP下降,游离氨基酸(AA)总量上升.氨基酸不同组分与甘蔗建立抗梢腐病菌侵染机制密切相关.

研究了1株克雷伯氏菌(Klebsiella sp.TN 10)的硝化反硝化性能,结果表明,该菌能高效降解铵态氮(NH+4)、硝态氮(NO-3)和亚硝态氮(NO-2).在初始NH+4质量浓度为77.93 mg/L的培养基中,Klebsiella sp.TN 10能够在20 h内降解93.3％的NH+4,其硝化速率为3.02 mg/(L·h);在初始NO-3和NO-2质量浓度分别为64.03和87.68 mg/L的培养基中,TN 10能够在40 h内降解95.44％的NO-3和93.44％的NO-2.测定了该菌株在不同生长周期的自聚集能力和聚集动力学,结果表明,该菌在衰亡期呈现更好的自聚集性.对菌株TN 10的胞外聚合物(EPS)组成进行了研究,结果表明,其蛋白质含量为23.84 mg(以每克干细胞质量计),多糖含量为18.64 mg(以每克干细胞质量计).红外图谱表明,EPS主要成分为蛋白质和多糖.测定EPS的圆二图谱,对EPS中蛋白质二级结构进行深入分析,结果表明 α 螺旋占主要比例,为55.08％.本研究对深入认识TN 10的特点具有重要意义,也可为硝化反硝化菌胞外聚合物研究提供重要参考.

以原油为唯一碳源,从大连新港石油污染区域海底沉积物中分离获得1株石油高效降解菌AH07.通过形态学观察、生理生化特征检验及16S rDNA序列分析,确定菌株AH07为人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi),GenBank序列登录号为KT831449.通过单因素试验确定了菌株AH07的最优生长条件,即培养温度为30℃,培养基pH 7.0.为了进一步了解并提高菌株AH07的降解性能,选用5种氮源考察不同氮源对菌株石油降解性能的影响.结果 表明,玉米粉为最佳有机氮源,NH4NO3为最佳无机氮源;28℃、150 r/min振荡培养10d,菌株AH07对原油的降解率分别为58.25％和31.98％.

[背景]含氮杂环吡啶化合物是重要的环境污染物之一,在人体内长期积累会导致肿瘤/畸胎等疾病,利用微生物降解含氮杂环化合物是一种非常有效的途径.[目的]在大肠杆菌中克隆表达6-羟基烟酸3-单加氧酶基因nicC,纯化重组NicC蛋白并进行结晶条件的研究.[方法]以恶臭假单胞菌KT2440为模板对nicC基因进行PCR扩增,构建重组表达载体pET28a-nicC,在大肠杆菌(Escherichia coli) BL21 (DE3)中诱导表达,利用亲和层析和凝胶过滤层析纯化重组蛋白.利用悬滴扩散法对NicC蛋白进行结晶条件筛选和优化.[结果]成功构建重组质粒pET28a-nicC并纯化获得达到结晶纯度的NicC蛋白.通过结晶条件初筛和正交优化实验发现,NicC蛋白的最佳结晶条件为:0.2 mol/L NH4Cl,0.01 mol/L CaCl2·2H2O,31％ PEG4000,0.05 mol/L Tris-HCl pH 8.0,4℃;SeMet-NicC蛋白和NicC与6-HNA共晶的最佳结晶条件为:0.2 mol/L NHaCl,0.01 mol/L CaCl2·2H2O,0.05 mol/L Tris-HCl pH 7.9,31％ PEG3350,4℃.[结论]NicC蛋白纯化体系的构建和结晶条件的研究为最终解析NicC蛋白三维结构提供了有利条件,为揭示吡啶环β位单加氧酶识别含吡啶环底物并催化底物的吡啶环上β位羟基化的分子机理奠定了基础.

从实验室定向驯化的活性污泥中分离筛选出一株具有异养硝化-好氧反硝化功能的菌株TS-1.通过生理生化及16S rRNA基因序列鉴定其为脱氮副球菌,通过单因素和正交实验对其去除NH4+-N的最佳条件进行优化,并通过对比进一步探究其在不同氮源条件下对各形态无机氮的去除规律.结果表明该菌株最适碳源为丁二酸钠,最佳C/N为15,最佳接种量为5％,最适温度为30℃、pH为8.0.以初始浓度约为100 mg/L的NH4+-N、NO3-N和NO2-N分别为单一氮源时,菌株TS-1对各形态氮的去除率为97.49％、100％和95.94％;维持各形态氮初始浓度不变,将其两两混合时发现混合氮源中若包含NO2-N会使菌株OD600值达到最大值所用时间延长,氮源中含有NH4+-N会降低菌株对其他形态氮源的去除率,以及NO3-N的添加会使菌株对NH4+-N的去除能力降低;3种形态氮源同时存在的条件下,该菌对各氮源去除能力由强至弱为NO2-N＞NH4+-N＞NO3-N.本研究从活性污泥中分离筛选出一株具有高效异养硝化-好氧反硝化功能的菌株TS-1,通过研究碳源、氮源、温度、pH得到了最佳降解条件,可为废水短程脱氮提供参考.

以牛粪污水为研究对象,通过高通量测序技术研究三种微生物除臭菌剂在牛粪污水除臭过程中对细菌多样性的影响,并对部分菌群功能进行预测分析.对分别添加布氏乳杆菌(Lactobacillus buchneri)CC1、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)Q3、苍白杆菌(Ochrobactrum)FSB进行除臭处理的牛粪污水细菌多样性及群落结构进行分析对比.结果表明:(1)分别添加甲基营养型芽孢杆菌Q3和苍白杆菌FSB的处理可使粪水的微生物群落丰富度和多样性先升后降,而添加布氏乳杆菌CC1的处理微生物群落丰富度和多样持续升高.(2)在属水平,不同处理的组间差异性较大,微生物的丰富度、多样性、相似性、优势菌群均有不同.与除臭和降解功能相关的脱硫微菌属(Desulfomicrobium)、纤维素分解菌属(Ruminiclostridium)、Prolixibacter菌属和Desulfomicrobium菌属在分别添加菌剂处理的F、C、Q组与对照组K,CK差异明显并随着发酵时间的变化而变化,其中随着处理时间的延长,纤维素分解菌属(Ruminiclostridium)的丰度增加明显,菌剂处理组增幅明显大于对照组,发酵15天时在处理Q中,其丰度由0增加到13.01％,F处理和C处理分别由0增加到4.33％,而对照组仅由0增加到1.69％;具有除NH3功能的菌属Prolixibacter的丰度在所有处理中发酵3天时丰度最大,15天时为0;与产NH3功能相关的菌属Paracoccus随着发酵进程逐渐降低,在15天时完全消失;产生H2S的菌属Desulfomicrobium也随着发酵进程逐渐降低,由对照的5.22％下降至3％以下,并且添加菌剂组下降幅度大于不加菌剂组;病原菌Pesudomonas和Acholeplasma的数量呈现先升高后降低的趋势,由0天的1.54％和2.8％降至15天的1.38％和1.87％.(3)在门水平含量最多的是变形菌门(Proteobacteria),接下来依次为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、互养菌门(Synergistetes)、热脱硫杆菌门(Spirochaetae)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和纤维杆菌门(Fibrobacteres).其中,变细菌门在K2处理中丰度最高,达43.6％,在C1处理中最低,为27.5％,并且在所有处理中表现出发酵15天的丰富度大于3天的变化趋势.厚壁菌门在处理F、Q、C中也表现出发酵15天的含量大于3天的变化趋势.拟杆菌门和放线菌门在所有处理中都表现出随着发酵时间的延长而含量降低的现象,并且所有处理的含量均低于空白对照;在Q和F处理中,与纤维素降解相关的纤维杆菌门的含量明显升高.(4)功能菌群总体变化趋势为:分别添加三种菌剂组中纤维素分解菌群、有机物降解菌群、固氮菌群、H2S/NH3去除菌群种类和丰度明显高于对照组,而H2S/NH3产生菌低于对照组,病原菌和土著菌株经过发酵后含量明显降低或消失.

通过Hiseq高通量测序方法分析了中华绒螯蟹(Eriocheir sisensis L.)养殖池塘和外源河水体的微生物群落结构、功能特征以及与环境因子的关系.结果表明:养殖池水体的6个样本,共得到有效序列541349条,可归纳为2938个OTU;外源河水体的6个样本,共得到有效序列551891条,可归纳为2779个OTU;池塘沉积物的6个样本,共得到有效序列557736条,可归纳为8920个OTU.α-多样性分析表明,养殖池沉积物的Sobs指数、Shannon指数、Simpson指数、Chao指数均显著高于水体样本;β-多样性分析表明,各样本菌群按照菌群结构可以分为两大类,既沉积物组和水体组;在养殖池和外源河水体中,门水平的优势菌群主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes);在养殖池沉积物中,门水平的优势菌群主要有变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomyce-tes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes).冗余分析表明,温度(r2 = 0.915,P＜0.01)、pH(r2 = 0.8,P＜0.01)、溶氧量(r2 = 0.65,P＜0.0l)、水质总硬度(r2 = 0.756,P＜0.01)与菌群结构呈极显著相关,NH3-N、NO2--N、COD、N(3--N、TP、TN与菌群结构无显著相关性.方差分解分析表明,在门水平对水体菌群分布贡献度较大的环境因子为pH、温度和溶氧量,贡献度分别为44.14％、41.20％和33.2％.Tax4Fun对各样本的菌群进行基因功能预测表明,在level 2水平下共得到37个预测功能,水体和沉积物中主要优势功能均为碳水化合物代谢、氨基酸代谢.沉积物菌群中氨基酸代谢、脂类代谢、膜转运、外源性生物降解和代谢的功能基因丰度显著低于养殖水体,能量代谢、多糖生物合成和代谢的功能基因丰度显著高于养殖水体.研究结果为河蟹养殖环境调控和生态环境保护提供了科学基础.

从冬季北京化工大学污水处理站活性污泥、江苏省某污水处理厂生物转盘污泥和实验室的好氧颗粒污泥中筛选出3株较好的低温异养硝化的菌株制成混合菌剂,解决低温条件下异养硝化菌硝化能力差的问题.应用传统分离纯化培养技术筛选菌株,纳氏试剂分光光度法评价菌株的异养硝化能力,通过形态观察、生理生化特性和16S rDNA测序对菌株进行种属鉴定,设计正交试验和单因素试验,确定菌剂复配比并进行固定化,探究低温异养硝化的最优条件.在13℃下共筛选出3株脱氮效果好的菌株,经鉴定均属于不动杆菌(Acinetobacter sp.),复合菌剂最佳复配比为1:1:1,进行固定化后在碳源为柠檬酸钠、pH为8、NH4+-N浓度为50 mg/L、NaCl浓度为10 g/L-20 g/L时,其氨氮去除效率可达95.86％,对高氨氮,高盐度废水具有较高耐受性,在低温废水处理方面具有潜在的应用价值.