菌株Trametes hirsuta zlh237发酵液对污染土壤中多环芳烃的降解及群落结构分析

[目的]利用中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室分离获得的菌株Trametes hirsuta zlh237,研究生物强化(接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液)对污染土壤中3种多环芳烃(PAHs)[Phenanthrene、Pyrene和Benzo[a]pyrene(BaP)]的降解效果,为该菌株在PAHs污染土壤中的应用提供科学依据.[方法]采用高效液相色谱(HPLC)检测7个处理土壤(接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液的Phenanthrene、Pyrene和BaP污染土壤分别标记为PheBA、PyrBA和BaPBA,接种灭菌发酵液的污染土壤分别标记为Phe、Pyr和BaP,原始土壤标记为CK)中3种PAHs含量,利用ABTS法检测土壤中漆酶活性,并运用高通量测序技术分析修复后土壤中细菌群落结构的变化.[结果]菌株T.hirsuta zlh237在3种PAHs污染土壤中均能生长,接种菌株发酵液15 d后,3种PAHs均有一定降解,其中BaP降解效果最佳,降解率达33.99%;且菌株T.hirsuta zlh237在3种污染土壤中均能分泌漆酶.高通量测序Alpha多样性指数分析结果表明,污染土壤接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液后,Chao1指数和Shannon指数显著增加(P<0.05),不同处理土壤样品的Chao1指数和Shannon指数排序均为:PheBA>PyrBA>BaPBA>CK>Phe>Pyr>BaP.Beta多样性的主成分分析(PCA)结果表明,接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液能改变污染土壤细菌群落结构组成;在门分类水平上,污染土壤样品中变形菌门(Proteobacteria)为优势门;在属分类水平上,接种菌株T.hirsuta zlh237发酵液的污染土壤样品中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)为优势菌属,接种灭菌发酵液的污染土壤Phe和Pyr样品中苯基杆菌属(Phenylobacterium)为优势菌属,而BaP样品中假单胞菌属(Pseudomonas)为优势菌属.[结论]菌株T.hirsuta zlh237发酵液在PAHs污染土壤中能分泌漆酶,对3种PAHs均有一定的降解效果,且能改变污染土壤细菌群落结构组成,在一定程度上对PAHs污染土壤有较好的修复效果.     

固定化菌株在土壤中的繁殖释放及性能分析

不同条件下固定化菌株在土壤中的释放情况存在差异,本实验测定固定化枯草芽孢杆菌在不同条件下土壤中的释放及其降解特性。通过设定不同温度、水分、pH值测定固定化枯草芽孢杆菌在灭菌土壤中的释放情况,并分别用碱扩散法、碳酸氢钠抽提-钼锑抗比色法、乙酸铵抽提-火焰光度计法测定菌株的固氮、解磷、解钾性能。结果表明：固定化菌株在温度35℃和40℃、水分为50ml/100g、pH5-8时均能大量繁殖释放,固定化后在不同温度和水分条件下不影响其降解特性。该研究结果为固定化菌株在农业复合微生物肥料上的应用提供理论基础。     

一株固氮芽孢杆菌的分离与鉴定

为从土壤中分离得到高固氮效能的芽孢杆菌,为固氮微生物肥料的开发提供优良的菌株,从小麦的根际土壤中分离得到能在无氮培养基上生长的芽孢杆菌株,然后采用Touch-Up PCR（上升PCR）的方法从菌株中扩增固氮酶的nifH结构基因和用全氮比色法测定固氮效能的方法,复筛出具有nifH结构基因同时具有高固氮酶活的菌株,进一步从形态、生理生化、16S rDNA序列分析等方面对其进行鉴定。结果表明从小麦的根际土壤中初筛得到能在无氮培养基上生长的5株芽孢杆菌,然后复筛得到1株抗逆性强、具有nifH结构基因同时具有高固氮效能的菌株C₂,经鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)。     

铅铬胁迫对小麦幼苗抗氧化酶活性和丙二醛含量的影响

为探讨铅铬胁迫对小麦的毒害机理,以‘豫麦23’为供试材料,用不同浓度的铅铬处理小麦,研究铅铬单一及复合污染胁迫对小麦过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,铅铬胁迫对小麦苗的CAT、POD和SOD具有激活效应,铅铬复合胁迫对小麦苗的CAT影响较大,而铅铬单一胁迫下小麦苗的POD和SOD变化较大。铅铬胁迫对小麦苗的MDA具有抑制效应,铅铬复合胁迫对小麦苗的MDA影响较大,铅铬单一胁迫对小麦苗的MDA影响不明显。说明小麦幼苗中抗氧化酶在铅铬胁迫下对小麦幼苗起到了保护作用,但小麦幼苗对铅铬单一及复合污染胁迫的抗性机理是完全不同的;小麦苗对铅铬胁迫的响应不仅与胁迫的重金属种类有关,而且与胁迫的重金属的质量浓度以及胁迫时间有关。     

海藻糖合成途径及分子生物学研究进展

为了更好地指导海藻糖基因工程菌株的构建,进一步提高海藻糖的产量,综述了国内外近30年,尤其是最近10年海藻糖合成途径及分子生物学方面的研究,表明不同的生物中共存在5条海藻糖合成途径,虽然各途径中的酶与基因已基本分离到,工程菌株的构建也渐次展开,但大部分工程菌局限于用来研究途径中单一酶的理化性质,对海藻糖产量提高方面的研究还存在不足.随着现代生物技术尤其是DNA重组技术、宏基因组学与合成生物学的迅速发展,构建工程菌进行异源高效表达将成为今后海藻糖研究的一个热点.     

磷灰石、石灰对Cd胁迫下黑麦草根形态及Cd吸收影响研究

为考察磷灰石、石灰和黑麦草对Cd污染土壤的修复效果,通过盆栽试验研究了不同剂量磷灰石(0、6、12、24 g·kg^-1风干土,编号为CK、L1、L2、L3)和石灰(1、2、4 g·kg^-1风干土,编号为S1、S2、S3)对Cd胁迫下黑麦草生物量、根形态、黑麦草Cd含量、Cd富集量、富集系数、土壤pH、土壤有效态Cd含量等的影响。结果表明,磷灰石、石灰处理(L1,S1除外)显著增加了黑麦草生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、Cd富集量和土壤pH,显著降低了黑麦草Cd含量、Cd富集系数、根平均直径和土壤有效态Cd含量。相关性分析结果表明:除根平均直径为正相关关系外,黑麦草根长、根表面积、根体积、根尖数与土壤有效态Cd含量、黑麦草地上部分及根系Cd含量、Cd富集系数呈显著或极显著负相关关系;除根平均直径为负相关关系外,其他根指标与黑麦草地上部分及根系生物量、Cd富集量呈极显著正相关关系。其中,L3处理黑麦草地上部分及根系生物量达到CK处理(不添加改良剂)的176.0倍和174.4倍;根平均直径相比CK降低了29.4%,根长、根表面积、根体积和根尖数分别为CK处理的20.2、21.0、21.3倍和24.5倍;黑麦草地上部分及根系Cd富集量达到CK处理的89.6倍和100.9倍。研究表明,根形态受土壤有效态Cd含量的影响显著,并可通过影响黑麦草生物量及Cd吸收决定其Cd富集量,施用24 g·kg^-1的磷灰石并种植黑麦草能很好地修复Cd污染土壤。     

M-14复合生物肥料抗小麦孢囊线虫及增产效果

本试验将复合生物肥料M-14与基质、常规肥料一次性施入各小区,采用对越冬期小麦根部胞囊线虫侵染情况统计、成熟期小麦基本生物学性状测量、收获期土壤小麦禾谷孢囊线虫有效孢囊数的筛查统计以及测产结果分析等方法对复合生物肥M-14在田间条件下抗小麦禾谷孢囊线虫及增产效果进行了研究。结果表明,施750 kg/hm~2复合微生物肥料M-14,不仅能有效增加小麦株高、茎粗、穗长、公顷穗数及千粒重,并且与空白对照相比增产14.3%,增产效果达极显著水平(P0.01),而且还能显著地减少胞囊线虫侵染率和收获时土壤中有效孢囊数,与空白对照、常规复合肥、基质处理组相比其侵染率分别减少43.4%、70.8%、65.9%,与对照相比有效孢囊数减少了97.59%,与其他各处理相比差异极显著(P0.01),从而降低小麦胞囊线虫发病级别和发病指数,有效地防止小麦禾谷孢囊线虫病发生。因此,施复合生物肥料M-14既能抗小麦孢囊线虫病又能增产,为复合生物肥料M-14的推广应用奠定了理论基础。     

果园生草的生态效应·经济效应·栽培技术

果园生草栽培是果树生态培育的一种可持续发展模式。重点介绍了果园生草栽培的生态效应和经济效应,探讨了生草栽培在实际推广应用中的技术要点。针对我国果园生草现状,提出需要因地制宜选择草种及生草方式,加强水肥管理,加深土壤微生物及土壤酶活性方面研究,倡导精耕细作,推进"果-草-牧"等良性复合体系的构建,为我国大面积推广应用果园生草栽培方式提供理论依据。     

4株溶磷解钾芽孢杆菌的互作效应研究

通过A、B、C、D 4株解磷解钾芽孢杆菌间互作效应研究,找出最佳菌株组合,为复合菌肥的研制提供技术支持。通过钼锑抗比色法、火焰分光光度计等方法分别测定了上述4株芽孢杆菌单独和混合培养菌株的溶磷、解钾能力与培养液pH和有机酸总量变化及其彼此之间的相关性。结果表明：在无机磷发酵培养液上清液中,菌株混合培养的各处理可溶性磷含量均明显高于单菌株处理,并且各处理的可溶性磷含量与pH成显著的负相关,而与有机酸总量成明显的正相关;在有机磷发酵培养液上清液中,各处理的可溶性磷含量差异不显著(P>0.05),而且可溶性磷含量与pH、有机酸总量之间不存在显著的相关性;在钾矿石发酵培养液上清液中,各处理均具有一定的溶钾能力,并且可溶性钾含量与其pH、有机酸总量之间、有机酸总量与pH之间均呈现一定的相关性,但各处理可溶性钾含量差异不显著(P>0.05)。各菌株混合培养,尤其是三菌和四菌株组合处理能显著提高可溶性磷含量,但并不完全表现为加成效应;综合各处理的特性,第13处理组组合菌株间协同效应较强,有望成为最佳菌株组合。     

海藻糖合成途径及分子生物学研究进展

为了更好地指导海藻糖基因工程菌株的构建,进一步提高海藻糖的产量,综述了国内外近30年,尤其是最近10年海藻糖合成途径及分子生物学方面的研究,表明不同的生物中共存在5条海藻糖合成途径,虽然各途径中的酶与基因已基本分离到,工程菌株的构建也渐次展开,但大部分工程菌局限于用来研究途径中单一酶的理化性质,对海藻糖产量提高方面的研究还存在不足。随着现代生物技术尤其是DNA重组技术、宏基因组学与合成生物学的迅速发展,构建工程菌进行异源高效表达将成为今后海藻糖研究的一个热点。