明党参内生菌对苯磺隆的生物降解作用

寻找能够高效降解磺酰脲类除草剂苯磺隆的新型菌株,为生物降解苯磺隆提供微生物资源。对明党参内生菌进行分离、培养与纯化,从筛选得到的多株内生菌株出发,采用富集培养法筛选苯磺隆降解菌。采用紫外分光光度计法和高效液相色谱法测定苯磺隆的含量,计算苯磺隆的降解率。结果表明,从29株明党参内生细菌中筛选出8株能降解磺酰脲类除草剂苯磺隆的菌株,通过复筛得到高效降解苯磺隆菌株PMG3,其降解率为89.07%,并经鉴定为芽孢杆菌属。PMG3比以往筛选出的苯磺隆降解菌降解效率都要高,为利用中草药内生菌对受农药苯磺隆污染的土壤进行原位修复提供理论依据和现实意义。     

改性木质素增强木塑复合材料及其性能

以碱木质素为研究对象,通过对其进行羟甲基化改性,再将改性后的碱木质素、桉木粉、高密度聚乙烯以及助剂,通过熔融混炼、挤出造粒、热压成型的方法制备木塑复合材料(WPC)。利用红外光谱研究了木质素改性前后化学基团的变化,并对改性木质素制备的木塑复合材料力学性能、吸水性能、动态热机械性能进行测定分析。结果表明:羟甲基化改性能够使羟甲基接入到苯环酚羟基的邻位或对位上,改性木质素制备的木塑复合材料试件的静曲强度、拉伸强度、冲击强度都得到了明显的提高,最高静曲强度提高了37.68%,拉伸强度提高了51.50%,冲击强度提高了40.04%。热分析表明含木质素的木塑复合材料体系各组分之间具有较好的相容性,能够形成均一的体系。通过断面微观形貌的观察可知,改性木质素制备的木塑复合材料断面更为密实均匀。腐朽试验证明,改性木质素制备的木塑复合材料体现出了更好的耐腐性。综合考虑多项指标,在反应温度为90℃、木质素与甲醛质量比为3∶1和6∶1的改性条件下,改性木质素制备的木塑复合材料性能较佳。     

NAC转录因子参与调控竹笋木质化

NAC是植物特有的转录因子家族之一，参与衰老、信号转导以及次生细胞壁合成等多种生物过程，然而关于竹子中NAC转录因子的功能尚不清楚，尤其是与次生细胞壁（SCW）合成相关的NAC更未见报道。本研究在毛竹（Phyllostachys edulis）基因组中鉴定了94个NAC同源基因（PeNAC1~PeNAC94）。系统进化树分析表明，毛竹与拟南芥的NAC蛋白共聚类为16个分支，PeNACs分布于11个分支中，其中2个分支中的15个PeNACs与次生细胞壁合成相关。用这15个基因共表达分析，预测出与PeNACs共表达的基因396个，其中包括参与木质素分解代谢和纤维素生物合成的基因分别有16个和55个。qRT-PCR分析表明，随着竹笋高度增加木质化程度加深，15个PeNACs基因的表达均上调，并呈现持续上升及先上升后下降2种趋势，表明这些PeNACs可能参与毛竹笋次生细胞壁合成以及木质化的过程。同时发现，15个PeNACs中有7个PeNACs与7个PeMYBs呈现正向共表达关系，且在毛竹不同高度笋中这些PeMYBs具有与PeNACs相似的表达趋势。另外，在16个PeNACs中发现了miR164的靶点，其中与次生细胞壁合成相关的3个PeNACs在毛竹笋中具有与miR164相反的表达趋势，证明miR164与PeNACs存在调控关系。由此表明，竹笋木质化调控将是一个由miRNA、NAC等转录因子和结构基因构成的复杂调控网络。本研究全面展示了毛竹NAC基因家族的信息及其与竹笋木质化的关系，对于进一步研究PeNACs的功能、揭示竹材材性形成的分子调控机制具有重要意义。     

矿物种类对微生物利用木质素形成细胞代谢产物及矿物-菌体残留物的特性影响

微生物驱动下的木质素降解与腐殖质形成关系密切,然而在真实土壤环境中腐殖化进程无法摆脱矿物的参与,为探索矿物对于木质素参与腐殖化进程的影响机制,文章采用液体摇瓶培养法,通过向添加高岭石、蒙脱石、针铁矿、δ-MnO_2或三羟铝石的木质素培养液中接种复合菌剂,试图在110 d培养期间动态考察其细胞代谢产物的总有机碳(TOC)含量、光密度值(E4/E6)以及矿物-菌体残留物的回收率,进而明确5种土壤常见矿物对于微生物利用木质素所得产物的特性影响。结果表明:(1)培养10 d后,针铁矿、δ-MnO_2和三羟铝石对于矿物-菌体残留物回收率的促进作用要大于高岭石和蒙脱石,110 d培养结束后,针铁矿对于矿物-菌体残留物回收率的提升效果最大,而蒙脱石影响下的回收率最小。与未添加矿物的条件(CK1)相比,δ-MnO_2、三羟铝石、高岭石和蒙脱石的参与均有利于持续稳定培养期间沉淀物质的回收率;(2)在整个培养期间,高岭石参与下细胞代谢产物的TOC含量均为最大,而δ-MnO_2参与下的TOC含量皆为最小;(3)在5种矿物的添加条件下,微生物利用木质素所形成的细胞代谢产物,其有机碳分子结构先有所复杂而后再趋于简单,尽管如此,在培养结束后,其分子复杂程度均高于CK1处理,与各自培养10 d的结果相比,高岭石、蒙脱石和三羟铝石均有利于细胞代谢产物中有机碳分子结构的复杂化,而针铁矿和δ-MnO_2却使其结构更加简单。     

自毒物质对羟基苯甲酸降解细菌ZH2的分离与应用

自毒物质是造成植物连作障碍的主要因子,研究旨在筛选能够降解土壤中自毒物质的细菌。采用选择性分离方法从土壤中筛选自毒物质对羟基苯甲酸降解菌;结合形态特征、生理生化特征和16S rRNA测序鉴定菌种;采用紫外分光光度法测定菌株降解对羟基苯甲酸能力,并通过盆栽实验验证解毒效果。结果表明,分离到1株有降解对羟基苯甲酸能力的菌株,编号ZH2,经鉴定为绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)。在纯培养条件下,当对羟基苯甲酸浓度为5 mg/mL时,ZH2能在培养72 h时将其降解97%。盆栽条件下,当基质中对羟基苯甲酸浓度为10 mg/g时,ZH2能有效缓解对羟基苯甲酸对黄瓜的生长抑制作用。该研究从土壤中分离到能够降解对羟基苯甲酸的绿针假单胞菌,具有应用于连作障碍防控的潜在价值。     

嗜热链球菌等六种微生物对AFB1降解能力的研究

霉菌毒素是霉菌产生的有毒的次级代谢产物,目前饲料中黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)污染呈现分布广、检出率高的趋势,为寻求一种高效、安全、经济和绿色的降解和脱毒方法,研究选择迟缓芽孢杆菌、短小芽孢杆菌、罗伊氏乳杆菌、乳酸片球菌、嗜热链球菌、米曲霉6种饲料中允许添加的微生物分别与AFB1共培养,采用高效液相色谱-质谱联用法检测AFB1残留量和降解产物。利用筛选出的高效菌株,选择接种量、时间、温度和水分作为试验因素,在单因素试验的基础上,运用二次回归正交旋转组合设计方法进行优化,建立回归模型方程并筛选最佳发酵条件。结果显示,嗜热链球菌对AFB1的降解效果最好,降解率为80.00%,降解率显著(P0.05)高于其他几种菌;降解产物中含有AFM1,没有发现黄曲霉毒醇;最佳发酵条件为:发酵时间120 h、发酵水分65%、发酵温度44℃、接种量7×10~8CFU/g。说明嗜热链球菌可以用于降解饲料中的AFB1,为减少霉变饲料中AFB1的危害提供了理论依据和数据支撑。