鱼菜共生系统中乳酸菌的筛选及其发酵矿化应用

针对鱼菜共生系统固体废弃物资源化利用效率低的问题,该研究旨在筛选出抗逆性好、矿化功能强的鱼源性乳酸菌,加强鱼粪残饵的发酵矿化性能。试验从鱼菜共生系统中的生物滤料和鱼体中分离乳酸菌,并通过抗逆性及发酵矿化性能检测,筛选出2株具有应用潜力的鱼粪残饵矿化菌株,经鉴定分别为乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）L1和糊精乳杆菌（Lactobacillus dextrinicus）L2。耐温性、耐酸碱性和耐盐性检测结果显示,L1表现出较好的抗逆性。在 50 ℃时,L1存活率为96.60%,显著高于L2的存活率80.35%（P<0.05）;在pH值分别为5.0和9.0时,L1的存活率分别为65.43%和71.25%,高于L2的存活率31.10%和52.22%（P<0.05）;当盐浓度为60 g/L时,L1的存活率为37.33%,而L2无法存活。通过比较对照组（CK组,未添加乳酸菌）和乳酸乳球菌组（L组,添加乳酸乳球菌）发酵矿化过程中发酵液水质和矿物元素含量,结果显示 L组的有机物降解及矿化效果更好,除硫（S）元素以外,钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锰（Mn）和锌（Zn）元素的矿化率均在第3天达到最高（27.59%～94.67%）。综上所述,乳酸乳球菌（Lactococcus lactis）具有较强的抗逆性和显著的发酵矿化效果,且其最佳发酵矿化周期为3 d。该研究可为提高鱼菜共生系统固体废弃物资源化利用效率提供技术支持。     

基于响应面法的乳酸菌发酵藜麦秸秆工艺条件优化

为优化藜麦秸秆的乳酸菌发酵工艺条件,选取发酵时间、乳酸菌添加量和秸秆含水量3个因素,利用单因素试验和响应面分析探究不同发酵条件对发酵后藜麦秸秆感官品质和粗蛋白质含量的影响。响应面分析结果显示,3个因素对发酵后的藜麦秸秆粗蛋白质含量的影响从大到小依次为乳酸菌添加量>秸秆含水量>发酵时间,最佳工艺参数为发酵时间24.5 d,乳酸菌添加量12 mg·kg^-1,秸秆含水量60%。在此条件下,发酵后的藜麦秸秆粗蛋白质含量为(6.93±0.05)%。该结果可以为藜麦秸秆发酵饲料的开发提供技术支撑。     

产脂肪酶乳酸菌对新疆传统奶酪脂肪酸及风味的影响

为了改善奶酪品质,奶酪生产过程中通常会添加脂肪酶或者产脂肪酶乳酸菌来提升产品品质。该研究以前期筛选的4株高产脂肪酶乳酸菌为发酵剂,分别随机选取3株乳酸菌复配制作酸凝奶酪。试验组：A组T1-5和T1-3属融合魏斯氏菌（Weissella confusa）、H1-6属瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus）,B组H1-6、T1-5、B2-5属植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）,C组H1-6、T1-3、B2-5,D组T1-3、T1-5、B2-5,对照组（E组）（添加商业发酵剂）,分析发酵剂对传统奶酪pH值、滴定酸度和脂肪氧化情况的影响,并利用气相色谱法（Gas Chromatography,GC）检测奶酪中脂肪酸变化、利用气相色谱-离子迁移谱（Gas Chromatography-Ion Mobility Chromatography,GC-IMS）分析奶酪中风味物质的变化。结果表明：A,B,C,D组4组奶酪的pH值、过氧化值（Peroxide value,POV值）明显低于E组（对照组）（P < 0.05）,A,B组奶酪滴定酸度比对照E组高（P < 0.05）;A,B,C,D组奶酪中饱和脂肪酸（Saturated Fatty Acids,SFA）含量、单不饱和脂肪酸（Monounsaturated Fatty Acids,MUFA）含量和多不饱和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty Acids,PUFA）含量均显著高于E组（P < 0.05）;4个试验组样品中亚油酸（C18∶2n6c）含量明显高于对照组（E组）（P < 0.05）。GC-IMS及主成分分析结果显示,A、B组奶酪挥发性风味物质种类多,且相似度较高,其中2-庚酮、丁醛、乙酸丁酯是主要呈味物质;C、E两组奶酪中风味物质比较相似,风味物质主要以乙酸乙酯、乙酸丙酯、己酸乙酯等酯类为主;D组与其他4组有所差异,主要挥发性风味物质为乙酸丁酯、3-辛酮、庚醛等。结合感官评定,A、B两组奶酪整体风味和口感较好,评分较高。筛选得到的产脂肪酶乳酸菌可以作为发酵剂用于提升新疆传统奶酪品质。     

一株分离自葛藤根际高效溶磷细菌特性研究及菌株鉴定

对分离自葛藤(Pueraria lobata L.)根际的一株高效溶磷细菌GTR15进行促生特性、主要生理生化指标测定和16S rDNA序列分析。结果表明,菌株GTR15的HD/CD值(溶磷圈直径HD,菌落直径CD)为2.22,28℃液体振荡培养7 d后对磷酸钙的溶解量为138.72 mg.L-1,分泌IAA(3-吲哚乙酸)及有机酸量分别为14.44 mg.L-1、46.00 mmol.L-1。菌株革兰氏染色为阴性,细胞短杆状;淀粉水解、吲哚、V-P(二乙酰试验)、苯丙氨酸脱氨酶、明胶液化及M-R(甲基红)试验呈阴性;柠檬酸盐、过氧化氢酶、硫化氢及硝酸盐还原等试验呈阳性,结合菌株16S rDNA序列分析结果,初步鉴定为肠杆菌(Enterobacter sp.)。该菌株在研制高效微生物磷肥接种剂方面可能具有较大潜力。     

红壤溶磷菌的筛选及溶磷机制

采用以磷酸铝为磷源的蒙金娜(PVK)液体培养基研究了从红壤土中筛选出的4种溶磷菌的溶磷效果,选出其中的优势菌株B1,并对其溶磷机理做出初步探讨。结果表明,所筛选出的4株溶磷菌在液体培养条件下均有显著的溶磷效果,其中菌株B1在培养4 d后有效溶磷量最大,达到292.8 mg L-1。各处理培养液pH在培养期间均有显著下降,pH从7.0下降至3.2~4.7。高效液相色谱测定发现,各菌株培养液中有机酸的种类与含量随培养时间变化而不同,其中菌株B1主要分泌草酸和苹果酸,培养1 d后有机酸总量可达到5 mmol L-1;通过添加有机酸对磷酸铝活化的试验表明,分泌有机酸溶磷仅是菌株B1溶磷机制之一,可能还存在其他溶磷机制。菌株B1生长的适宜pH范围为5~9,最适培养温度为30℃,100 ml三角瓶的最适装液量为30~40 ml。经鉴定,菌株B1与苏云金芽孢杆菌有99.9%的相似性。     

根表功能细菌生物膜及其在土壤有机污染控制与修复中的潜在应用价值

土壤中的有机污染物可从根系进入植物体内,并可进一步通过食物链富集,从而威胁人群健康。植物根际微生物种类繁多、数量巨大,其中很多根际细菌可通过成膜作用在植物根表形成细菌生物膜,协助植物抵抗外界的不良环境或促进植物生长。有机污染物在被植物根系吸收的过程中,多需经过根表细菌生物膜这一特殊界面。综述了根际细菌在植物根表的成膜作用,以及根表功能细菌生物膜对污染物根际环境过程的影响及作用机理,分析了利用根表功能细菌生物膜调控植物吸收有机污染物的可行性,试图为防治土壤有机污染、降低作物污染风险、保障农产品安全等提供理论依据。     

Improvement of preservation method for ammonia-oxidizing bacteria by freeze-drying

Long-term preservation of ammonia-oxidizing bacteria had been achieved until now by using the silica gel-freezing method. Recently, the freeze-drying method for the preservation of microorganisms has been widely used, and has been applied to the preservation of ammonia-oxidizing bacteria. The 10% skim milk-l% pyruvate or glutamate ratio was optimum as a dispersion-medium, and the preservation temperature of the freeze-dried cells was effective at -80°C. This method of preservation was found to be considerably more effective than the silica gel-freezing method.     

模拟条件下土壤硝化作用及硝化微生物对不同水分梯度的响应

以江苏滨海县一植稻土壤为研究对象,在微宇宙培养条件下设置了不同水分处理(最大持水量的30%、60%、90%和淹水2 cm深),研究了硝化作用及硝化微生物对水分变化的响应特征。结果表明:淹水处理显著降低了土壤的氧化还原电位(Eh),但所有处理土壤Eh变化范围为330~500 m V,土壤整体处于氧化态。在每7天向土壤加入10 mg kg-1NH+4-N的连续培养过程中,各个水分处理均观察到明显的NH+4-N降低和NO-3-N累积的现象,60%WHC处理下土壤硝态氮累积最显著和迅速,90%WHC处理次之,随培养时间延长,30%WHC和淹水处理也观察到明显的硝化作用。淹水处理中氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的数量显著高于非淹水处理,且淹水处理中AOB在DGGE图谱上的条带更加清晰明亮,而氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)的群落组成和数量在不同水分处理间无明显变化。表明该土壤中AOB对水分条件变化响应灵敏,是该土壤的硝化作用、尤其是淹水条件下硝化作用发生的主要原因。     

氮肥形态对香蕉种植土壤中氨氧化细菌与古菌的影响

氨氧化微生物通过影响氮素在土壤中的转化而间接影响作物对不同氮素形态的吸收。因此,本实验采集了海南省种植香蕉的滨海土壤,通过施用硫酸铵和硝酸钙,研究了氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的数量与群落的变化,并测定了香蕉的生长与氮营养状况。通过构建氨氧化细菌和古菌的功能基因amo A文库后发现:施用硫酸铵的土壤中AOB的amo A基因拷贝数显著高于施用硝酸钙的土壤和不施肥的土壤,而AOA的拷贝数低于硝酸钙与不施肥处理。但是氨氧化古菌AOA的绝对数量都高于AOB。施用硫酸铵的土壤中AOB的群落多样性和丰富度明显增加,而施用硝酸钙的土壤却没有发生显著变化。施用硫酸铵和硝酸钙的土壤中AOA群落结构相似,但丰富度和多样性均高于不施肥处理。从施肥效果看,相比硫酸铵,硝酸钙显著提高了香蕉植株的生物量和全氮含量。上述结果表明,在南方酸性土壤中AOA占优势,虽然施用铵态氮肥可以促进AOB的丰度与多样性,但是很可能会抑制AOA的数量。因此,在海南滨海土中施用铵态氮肥后,通过硝化作用以满足香蕉吸收硝态氮的需求达不到理想的效果,应直接补充硝态氮肥来促进香蕉生长。     

Influence of water potential on nitrification and structure of nitrifying bacterial communities in semiarid soils

The objective of this study was to examine the relationship between soil water potential, nitrifier community structure and nitrification activity in semiarid soils. Soils were collected after a 5-month dry period (end of summer) and subsequently rewetted to specific water potentials and incubated for 7 days prior to analysis of nitrification activity and nitrifier community structure. The approach used in this study targeted a 491bp segment of the amoA gene which encodes the active site of the ammonia monooxygenase enzyme, which is the key enzyme for all aerobic ammonia oxidisers. amoA serves as a useful target for environmental studies since it is both specific and universal for all ammonia oxidisers and reflects the phylogeny of the ammonia oxidisers. Our results suggest that in semiarid soils water potential plays a key role in determining the structure of ammonia oxidising bacteria (AOB), and that additionally AOB community structure is correlated to potential nitrification rate in these soils.