一株红霉素降解菌红圆酵母的选育及其降解特性

选取长期堆放红霉素药渣的土壤,经驯化富集后筛选到1株能高效降解红霉素的菌株,根据表型特征、生理生化特性及18S rDNA序列同源性分析,鉴定为红酵母属的粘性红圆酵母（Rhodotorula mucilaginosa）。该菌的18S rDNA序列片段长度为1 562 bp,在GenBank登录号为EU294522。该菌可以利用红霉素作为碳源生长,适用碳源与氮源分别为蔗糖和NH4Cl。该菌降解红霉素的最适温度为30 ℃,最适pH 5.0～5.5,最适接菌量6%,降解率与通气量成正相关。在最适反应条件下培养48 h, 该菌株对红霉素的降解率可达100%。     

木霉T12菌株对多菌灵的降解特性及生物修复

从耐药性木霉菌株的诱变选育过程中,得到一株能在含多菌灵2000mgL-1培养基上生长的变异菌株T12。该菌株在以多菌灵为唯一碳源的无机盐培养基中,于25℃、200rmin-1振荡培养5d,对多菌灵的降解率达到73.1%。在pH6.0、温度25℃、5%接种量和加入0.5%酵母粉为最适降解条件下,该菌株对多菌灵的降解率达到92.1%。对原土壤、自然风干土壤和高温烘干土壤中的多菌灵进行室内降解实验,在25℃～28℃,5%接种量,15%含水量的条件下处理10d,对多菌灵的降解率分别达到79.7%、76.5%和70.5%。研究结果为该菌株在土壤生物修复中的应用提供了科学依据。     

一株高活性纤维素降解细菌的筛选鉴定及酶学特性

利用小麦/玉米秸秆还田土壤样品,通过富集培养和刚果红平板染色法筛选分离出纤维素降解细菌XWS-12;对分离的菌株进行16S rRNA基因序列系统发育分析,初步鉴定为伯克氏菌属(Burkholderia),定名为Burkholderia sp.XWS-12。以玉米秸秆和麸皮为碳源,研究了氮源、发酵时间、初始发酵温度、培养基初始pH等条件对该伯克氏菌产纤维素酶的影响。结果显示,该菌株产纤维素酶最适氮源为硝酸钠,培养时间为60 h,培养温度为37℃,培养基初始pH为4,该菌株的CMC酶活力最高,可达25 U/ml。其粗酶液的最适反应温度为50℃,最适反应pH为5,在pH 4~8的范围内酶活力较稳定。粗酶液的热稳定较差,当温度超过50℃时,该酶活力显著下降;当温度为50℃时,保温1 h,该酶活力损失53%。     

多菌灵降解菌的筛选及降解特性初步研究

实验采用富集培养及划线纯化法,从多年生产多菌灵的原药厂下水道污泥中分离筛选到一株可有效降解多菌灵的细菌,经形态观察、生理生化实验及16S rDNA序列分析鉴定为红平红球菌属(Rhodococcus erythropolis)。该菌在温度30℃,pH6.0,补加葡萄糖、酵母浸粉做碳氮源的条件下,150 r/min摇床培养72 h,对多菌灵的降解率高达90.07%。用菠菜作盆栽试验,结果表明,L-1菌悬液可在6 d内有效降解多菌灵使其残留量达到国家相应标准,因而可以将其应用于多菌灵污染的生物修复。     

四环素降解菌的选育、鉴定及其降解特性

生产四环素过程中产生大量发酵底物(俗称"药渣"),采用生物二次发酵法可消除药渣中四环素,使其能作为饲料原料使用.本研究从长期堆放四环素药渣的土壤中筛选四环素降解菌株,经驯化富集后筛选得到TD2和TD3两株能高效降解四环素的菌株.根据表型特征、生理生化特性及16S rDNA序列同源性分析,鉴定TD2为缺陷短波单胞菌(Brevundimonas diminuta),TD3为人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi).TD2和TD3均可利用四环素作为碳源生长.TD2在碳源、氮源、矿物质分别为无碳源、蛋白胨0.5%、CuSO4 0.015%时,降解性能最优;而TD3在葡萄糖0.5%、牛肉膏1.5%、CuSO4 0.015%的培养基中降解效率最大.两株菌的最适培养条件相同:培养时间5 d、温度30℃、接种量1%,且四环素降解率与通气量成正相关.在最适条件下,TD2和TD3的四环素降解率均达90%以上.本实验筛选所得的两株四环素降解菌株可作为四环素药渣进行二次发酵的候选菌株.     

猪毛角蛋白降解菌的分离筛选及其降解特性研究

为了筛选能高效降解猪毛角蛋白的微生物,该研究利用猪毛角蛋白为唯一碳氮源的培养基从土壤中分离角蛋白降解菌,并对其菌种分类及降解角蛋白的特性进行了研究。通过驯化共筛选到6株能够降解猪毛角蛋白的菌株,经过7 d发酵培养,菌株X-3对猪毛角蛋白的降解率达77.3%,降解效果最佳。结合菌株形态特征、生理生化特征及16S rDNA发育进化树分析,初步鉴定该菌株为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。菌株X-3是一株广谱的角蛋白降解菌,对猪毛、羊毛、鸡毛、鹅毛、鸭毛的降解率均大于60%。该菌株在角蛋白底物作用下可产生角蛋白酶和二硫键还原酶,且酶活与猪毛角蛋白降解率变化存在显著的正相关性,表明菌株X-3产生的角蛋白酶和二硫键还原酶在角蛋白降解中起到非常关键的作用。在降解过程中,产生了大量的可溶性蛋白,二硫键中的硫也随之转化为硫酸盐、亚硫酸盐和巯基化合物,其中硫酸盐是主要的转化形式。该菌株的分离筛选丰富了猪毛角蛋白降解菌的微生物资源库,在氨基酸饲料生产中具有潜在的应用价值。     

玉米秸秆低温降解复合菌系降解能力及微生物组成研究

根据还田秸秆配施尿素的生产实际,对玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20进行氮源培养基驯化,探明其菌种组成和功能多样性及其与菌源菌种结构差异,完善复合菌系筛选方法,促进其开发利用。本文以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象,在硫酸铵和尿素不同配比下连续继代培养10代,获得不同氮源菌系(硫酸铵处理N1,硫酸铵和尿素混合处理N2-N5,尿素处理N6),测定其玉米秸秆降解率,评价复合菌系秸秆降解效率;采用MiSeq高通量测序对菌源土壤样品及不同氮源下继代培养的复合菌系菌种组成和功能多样性进行研究。结果显示N2处理玉米秸秆降解率显著高于其他处理;菌源土壤的Alpha多样性指数显著高于继代培养后的复合菌系,不同处理间N2处理显著高于其他氮处理;菌源和复合菌间以及不同氮处理间菌种组成具有显著差异, N2处理菌种组成多样性较高,菌群结构更加丰富、均匀,且碳水化合物的代谢通路丰度较高。菌源经限制性继代筛选后得到了参与玉米秸秆降解过程的功能菌,能有效提高秸秆降解率,其在硫酸铵和尿素氮源为0.16%+0.04%的条件下,菌系的秸秆降解效率较高,这为复合菌的生产实际开发利用提供了理论依据。     

秸秆纤维素降解真菌QSH3-3的筛选及其特性研究

为了获得高效降解秸秆纤维素的微生物菌株,采用滤纸降解法和刚果红染色法从含纤维素类物质的土壤中筛选到一株产纤维素酶菌株QSH3-3,通过形态观察和ITS序列分析,鉴定为草酸青霉Penicillium oxalicum QSH3-3。摇瓶产酶试验结果表明,该菌株的最佳产酶条件为:碳源为0.5%的碱处理过的玉米秸秆粉,氮源为0.2% 硫酸铵,起始pH为7,接种量为5%,产酶温度为30℃,培养时间为4 d。最佳产酶条件下,滤纸酶（FPase）、内切酶（CMCase）和木聚糖酶（Xylanase）分别为12 U、33 U、605 U（U为酶活性单位）;在15℃,其残余酶活力可达70%～80%;在pH 4～9 范围内,其残余酶活力可达70%以上。酶学稳定性研究表明,FPase、CMCase和Xylanase在pH 4～9范围残余酶活力达85%以上,具有较强的酸碱适应能力;FPase、CMCase和Xylanase在45℃以上酶活力迅速下降,耐热性较差。该菌株具有较高的木聚糖酶活力以及较强的低温、pH的耐受力,因而该菌株在田间温差大、土壤偏碱性等复杂条件下对秸秆纤维素类物质的降解具有较高的应用潜力。     

节杆菌AD26的分离鉴定及其与假单胞菌ADP对阿特拉津的联合降解

用富集培养法,从农药厂的工业废水中分离到高效降解除草剂阿特拉津的AD26菌株,通过16SrRNA基因序列分析,该菌株被鉴定为节杆菌（Arthrobacter sp.）。降解基因的PCR分析表明,AD26含有阿特拉津降解基因trzN和atzBC,它能以阿特拉津为唯一氮源、蔗糖或柠檬酸钠为碳源生长,将阿特拉津降解成氰尿酸,降解速度快但降解不完全。假单胞菌（Pseudomonas sp.）ADP是Wackett实验室分离的阿特拉津降解菌株,含有阿特拉津降解基因atzABCDEF,能以阿特拉津为唯一氮源、柠檬酸钠为碳源（不能以蔗糖为碳源）生长,将阿特拉津降解成NH3和CO2,降解完全但降解速度慢。在阿特拉津浓度为200mg·L^-1的无机盐培养基中进行的AD26和ADP混合培养表明,它们对阿特拉津的降解发生了互补和增强作用,两个菌株能在以阿特拉津为唯一氮源、蔗糖为碳源的培养基中生长,而且生长和降解速率都好于单个菌株,培养72h后阿特拉津去除率达到99.9%,其中76.7%的阿特拉津被降解成NH3和CO2。这表明由节杆菌AD26和假单胞菌ADP组成的混合菌株在阿特拉津废水处理和污染土壤的生物修复中有很好的应用潜力。     

沼灌土壤17β-雌二醇专性降解菌的分离筛选及降解特性

集约化畜禽养殖场产生的沼液通常就地回用,在循环利用有机物的同时也会带来类固醇雌激素（Steroid Estrogens,SEs）的累积及污染。为降低沼灌后SEs对水土环境的污染风险,该研究采用富集和纯化培养法,对西南地区某奶牛养殖场沼灌区土壤中雌激素降解菌进行分离及筛选,获得一株利用17β-雌二醇（17β-E2）为唯一碳源生长繁殖的降解菌。通过16S rDNA 基因序列进行同源性比对以确定种属,并研究其降解特性。分别研究了菌株在不同温度、pH值、底物浓度三种单因素条件下的降解特性,然后利用三因素三水平正交试验继续优化菌株最适降解条件。结果表明：分离出的优势菌为生丝微菌属（Hyphomicrobium sp.）,命名为Hyphomicrobium sp.SS-1,该菌株在10～40 ℃、pH值为5～9、底物浓度为1～10 mg/L的条件下,均能不同程度降解17β-E2。其中菌株在温度为30 ℃、pH值为7、底物浓度5 mg/L的条件下,培养7 d对17β-E2的降解率可达71%,并伴随毒性低于E2的降解产物E1和E3生成,总雌激素去除率为56.8%。正交试验结果显示,各因素对菌株降解能力的影响顺序从小到大为：底物浓度、温度、pH值,且都为显著影响（P<0.05）;菌株最适降解条件为温度35 ℃、pH值为7、底物浓度5 mg/L,该条件下培养7 d,菌株对17β-E2的降解率可达97.09%。研究结果可为复杂基质环境中微生物降解SEs提供优质菌种资源,并为沼液灌溉区土壤的雌激素污染修复提供有效途径。     

一株高浓度烟碱降解菌的筛选、分离和初步鉴定

采用以烟碱为唯一碳源氮源的选择培养基,从烟草和植烟土壤中分离筛选出15株高浓度烟碱降解的菌株,其中菌株D9烟碱降解能力最强,其烟碱降解率为82％,耐受烟碱的最高浓度为8g／L。经常规形态特征、16SrDNA同源序列以及系统进化树分析,初步鉴定该菌株为类似氧化微杆菌,命名为Microbacteriumsp．GYC29。本研究为微生物降解烟碱的研究及应用提供了菌种资源。     

木霉对多菌灵的生物降解特性研究

从耐药性木霉菌株的诱变选育过程中,得到一株能在含多菌灵2 000 mg L-1培养基上生长的变异菌株T32。该菌株在以多菌灵为唯一碳源的无机盐培养基中,于25℃、200 rm in-1振荡培养5 d,对多菌灵的降解率达到61.4%。在pH6.0、25℃、5%接种量和加入0.5%酵母粉为最适降解条件下,该菌株对多菌灵、速克灵、扑海因、甲基布托津和三唑酮这5种常用化学农药的降解率分别达到91.4%、92.1%、55.3%、40.1%和86.5%。对原土壤、自然风干土壤和高温烘干土壤中的多菌灵进行室内降解实验,在25~28℃、5%接种量、含水量维持15%的条件下处理10 d,对多菌灵的降解率分别达到78.6%、75.3%和70.5%。     

Isolation from soil and growth characteristics of a cipc-degrading strain of Pseudomonas cepacia

A bacterial strain, identified as Pseudomonas cepacia, was isolated from soil and had the ability to utilize phenyl carbamates (BIPC, CIPC) as the sole source of carbon and energy. The degradation of CIPC, at various concentrations, was studied in a minimal medium. The addition of yeast extract increased bacterial growth, decreased the degradation-lag period, and increased the rate of CIPC transformation. The bacterial isolate also utilized 3-chloroaniline, the degradation product of CIPC. Its ability to degrade the herbicide was retained despite repeated growth in media without the herbicide.     

氯嘧磺隆高效降解真菌F8的分离和鉴定

从田间多年施用氯嘧磺隆的土壤中,驯化分离得到一株能够以氯嘧磺隆为唯一碳源和能源生长的真菌F8,F8在麦芽汁液体培养基中发酵96h,对10mgL-1氯嘧磺隆的降解率为93.07%。F8明显促进土壤中氯嘧磺隆的降解,20μgkg-1氯嘧磺隆的降解半衰期由对照的46.52d缩短为15.03d。F8在麦芽汁平板培养基上形成的菌落为乳白色,圆形,干燥,绒毛状或粉状,中心突起;经电镜观察,细胞长宽比大于2,形成发达的假菌丝,连接成树枝状;糖类发酵试验表明:F8能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、半乳糖,不能发酵淀粉、乳糖;同化碳源试验表明:F8能利用葡萄糖、蔗糖、麦芽糖,不能利用淀粉、乙酸钠;同化氮源试验表明:F8不能利用硝酸钾,能利用硫酸铵,尿素;能分解脂肪,能胨化牛奶,不能液化明胶,不能同化乙醇,不能产生淀粉化合物,不能产酸,不能产酯。根据其形态特征,生理生化特性、18SrRNA序列分析,初步鉴定F8为酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。     

Biodegradation of buprofezin by Rhodococcus sp. strain YL-1 isolated from rice field soil

A buprofezin-degrading bacterium, YL-1, was isolated from rice field soil. YL-1 was identified as Rhodococcus sp. on the basis of the comparative analysis of 16S rDNA sequences. The strain could use buprofezin as the sole source of carbon and nitrogen for growth and was able to degrade 92.4% of 50 mg L(-1) buprofezin within 48 h in liquid culture. During the degradation of buprofezin, four possible metabolites, 2-tert-butylimino-3-isopropyl-1,3,5-thiadiazinan-4-one, N-tert-butyl-thioformimidic acid formylaminomethyl ester, 2-isothiocyanato-2-methyl-propane, and 2-isothiocyanato-propane, were identified using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. The catechol 2,3-dioxygenase activity was strongly induced during the degradation of buprofezin. A novel microbial biodegradation pathway for buprofezin was proposed on the basis of these metabolites. The inoculation of soils treated with buprofezin with strain YL-1 resulted in a higher degradation rate than that observed in noninoculated soils, indicating that strain YL-1 has the potential to be used in the bioremediation of buprofezin-contaminated environments.     

Biostimulation and enrichment of 2,6-dichlorobenzamide-mineralising soil bacterial communities from dichlobenil-exposed soil

Eleven enrichment cultures of 2,6-dichlorobenzamide (BAM)-mineralising bacteria from a dichlobenil-exposed soil were enriched using three different media. Ten of the enriched mixed cultures had stimulated BAM mineralisation only in the presence of supplementary carbon and were able to utilise BAM as the sole nitrogen source, while only one was able to utilise BAM as the sole source of both carbon and nitrogen. Cultivation and DNA-based analysis of the mixed cultures suggested that different bacterial populations were stimulated by the three strategies. Our findings indicate that natural BAM-mineralising populations capable of using BAM as a source of nitrogen can be readily stimulated, enriched and maintained following sub-culturing from dichlobenil-treated soils by adding an alternative carbon source.     

阿特拉津降解菌ADH-2的分离、鉴定及其特性研究

从长期施用阿特拉津的玉米地中采集土样,通过富集培养的方法分离出一株能以阿特拉津为唯一碳、氮源生长的细菌ADH-2,结合生理生化特陛及16SrRNA基因的相似性分析将其初步鉴定为节杆菌属（Arthrobacter sp．）。该菌在10h内对100mg·L-1阿特拉津的降解率为99．9％。外加氮源能促进菌株的生长,但对阿特拉津的降解有轻微的抑制作用。外加蔗糖和葡萄糖能显著促进菌株的生长,但对阿特拉津的降解表现出显著的抑制。而淀粉既能促进菌株的生长又能促进阿特拉津的降解。对其降解基因的初步研究显示,该菌含有trzN、atzB和atzC3个阿特拉津降解相关基因。通过与本实验室另外两株阿特拉津降解菌比较,菌株ADH-2具有更好的应用潜力。