金霉素及其异构体降解产物对斜生栅藻的毒性效应研究

为探索水体中四环素类抗生素异构体降解产物的毒性效应,选取金霉素及其异构体降解产物为目标化合物,斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试生物,结合藻类生理指标探讨金霉素及其异构体降解产物的毒性效应。研究结果表明,在斜生栅藻藻液中,金霉素主要的异构体降解产物为异金霉素及异差向金霉素。暴露72 h后,金霉素及其异构体降解产物处理组的藻细胞形态发生了明显的质壁分离,且细胞通透性均显著增大。但是,金霉素母体药物与不同异构体降解产物对斜生栅藻的毒性效应表现出了明显的差异。金霉素母体药物处理组的斜生栅藻细胞中可溶性蛋白质和叶绿素a浓度降低得更为显著,且氧化损伤更为严重。金霉素母体药物与其异构体降解产物虽然具有相似的化学结构,但取代基空间构象的不同会导致药物与藻细胞中的可溶性蛋白质的结合位点不同,因而对藻细胞产生不同的毒性效应。探究金霉素及其异构体降解产物对水生环境产生的毒性效应,有望为全面认识四环素类抗生素的生态环境风险提供新的依据。     

1株木质素降解菌的筛选、鉴定及液态发酵条件优化

  目的  制作应用于园林绿化废弃物的以木质素降解菌为原材料的高效液体菌剂。  方法  通过苯胺蓝平板褪色圈法和愈创木酚平板变色圈法从分离纯化得到的22株菌中筛选目标菌株,并用内转录间隔区(ITS)测序法对目标菌株进行鉴定,然后通过单因素试验对目标菌株的培养时间、接种量和培养基配方(碳源和氮源)进行优化,最后根据单因素试验结果,采用均匀实验结合人工神经网络算法寻找目标菌株的最佳发酵条件。  结果  根据平板褪色和显色结果,选定菌株Q01为目标菌株。经鉴定,菌株Q01为栓菌属Trametes真菌。根据单因素试验和均匀试验结果,确定菌株Q01的最优发酵条件为培养时间5 d,接种菌液体积分数为12.5%;培养基配方为木质素磺酸钠14.00 g·L?1、蛋白胨12.30 g·L?1、酵母粉5.00 g·L?1、豆饼粉3.00 g·L?1、五水合硫酸铜0.12 g·L?1、氯化钠0.53 g·L?1、pH自然。优化条件后菌株Q01的生物量提高1.27倍,锰过氧化物酶活性提高31.71倍,木质素过氧化物酶活性提高19.12倍,漆酶活性略有降低,但3种木质素酶的总酶活性提高了4.38倍。  结论  菌株Q01在优化后的发酵条件下制得的液体菌剂具有高酶活性和高生物量的特点,在降解园林绿化废弃物木质素方面具有一定应用潜力。图6表3参29     

1株耐铜、锌离子土霉素降解菌的筛选鉴定及特性

【目的】铜、锌离子和土霉素作为养殖业中常用饲料添加剂,在畜禽粪便和污水中大量残留,形成了复合污染。本文在铜、锌离子的胁迫下筛选出降解土霉素的菌株。【方法】通过选择培养基,从养殖废水中筛选分离出1株土霉素降解菌DJI,优化其降解条件,测定DJ1菌株对其他四环素类抗生素和氯霉素的耐受性。【结果】通过菌株形态学特征及18S rDNA序列比对分析,确定DJ1菌株为Cutaneotrichosporon cutaneum。该菌在pH7、温度30℃、装液量50 mL(使用250 mL三角瓶)、底物质量浓度200 mg/L、接种量为1%(φ)的条件下,培养5 d后对土霉素的降解率为78.83%。在低质量浓度(50 mg/L)土霉素的培养基中,添加50 mg/L Zn~(2+)抑制了土霉素的降解;而在高质量浓度(200mg/L)土霉素培养基中,添加50 mg/L Cu~(2+)抑制了土霉素的降解。菌株DJ1对四环素类抗生素及氯霉素具有高耐受能力,耐受均超过700 mg/L,能在抗生素与重金属铜、锌离子二元交叉培养基平板上生长,具有耐抗生素与重金属的双重抗性。【结论】菌株DJI具有高耐受四环素类抗生素、氯霉素、铜和锌离子的能力,能高效降解土霉素,可在环境抗生素污染防治中发挥积极作用。     

高效多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及降解特性分析

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类高毒且较难降解的有机污染物。筛选高效降解菌,采用微生物降解PAHs,对于消除PAHs的环境污染和毒性具有重要的意义。采用萘平板法初筛、氧化还原酶活性复筛,筛选到3株PAHs高效降解菌,分别命名为B5、sh4、sh2。经16S rDNA基因序列分析鉴定,依次为伯克氏菌(Burkholderia)、罗尔斯通菌(Reutropha)、中华单胞菌(Sinomonas)。降解条件优化结果表明:B5、sh4、sh2均能以萘、蒽、芘为唯一的碳源,120 h内,三个菌株对单一萘(200 mg/L)、蒽(100 mg/L)、芘(50 mg/L)的降解率分别达到81%、65%、53%以上;混合多环芳烃萘(200 mg/L)、蒽(100 mg/L)、芘(50 mg/L)的降解率分别为:82.17%—99.13%、70.76%—87.25%、52.59%—75.07%。PAHs的降解率与其分子量相关,同时PAHs的分子量也影响着菌株B5、sh2的生长活性。相比较而言,菌株B5、sh4、sh2均具有较强PAHs降解能力;菌株B5对PAHs降解效果最佳,可能与其氧化还原酶活性高有关;菌株sh4对芘的耐受力强,具有降解高分子量多环芳烃的潜能。     

不同磷浓度条件下三氯生对斜生栅藻的毒性影响研究

[目的]研究不同磷浓度条件下,三氯生对斜生栅藻的毒性影响。[方法]测定不同磷浓度条件(0、2.5、50.0 mg/L)不同浓度三氯生(50、200μg/L)对斜生栅藻生长、叶绿素荧光特性、生理生化指标的影响,从3个方面研究不同磷浓度条件下三氯生对斜生栅藻的毒性影响。[结果]在3种磷浓度条件(0、2.5、50.0 mg/L)下,三氯生对斜生栅藻的生长抑制表现出剂量-效应关系,斜生栅藻叶绿素荧光特性指标Yield、Fv/F0、NPQ受到不同程度的影响。斜生栅藻抗氧化系统酶(SOD、CAT)及磷代谢相关酶(ACP、AKP)活性亦发生相应变化。[结论]三氯生对斜生栅藻的毒性影响与环境中磷浓度变化有一定相关性。     

不同因子对土霉素与汞络合反应中溶解性气态汞的影响

  目的  研究不同环境因子下土霉素(OTC)与汞(Hg)络合后溶解性气态汞(DGM)的变化特征，可了解抗生素与汞的复合污染问题。  方法  利用实验室模拟实验，以OTC(1 μmol·L?1)和氯化汞(HgCl₂ 1 μmol·L?1)溶液为材料，以pH、光照、盐度和氧化还原为不同影响条件，探究反应后DGM的变化特征。  结果  不同环境因子对水体DGM的影响起主要作用，DGM随pH的增加呈减少趋势，酸性条件下的DGM显著高于碱性条件。光照条件下DGM略高于黑暗条件。淡水条件中的DGM显著高于海水条件。厌氧条件下的DGM在试验初期低于好氧条件，在第10天之后高于好氧条件。  结论  OTC与汞会发生络合反应，且络合反应有利于DGM的形成。不同环境因子也会影响两者络合后产生的DGM。OTC与Hg络合后反应生成的DGM要高于对照组，但OTC的影响程度低于本身环境因子的影响。图3参27     

纳米二氧化钛对水生生物的急性毒性与安全评价

为系统评价纳米二氧化钛(nTiO₂)对水生生物的安全性,研究其对斜生栅列藻(Scenedesmus obliquus)、大型溞(Daphnia magna Straus)、斑马鱼(Brachydanio rerio),以及非洲爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪的急性毒性,并进行安全评价。结果表明,nTiO₂对斜生栅列藻、大型溞、斑马鱼和非洲爪蟾蝌蚪的急性毒性分别为0.140 mg·L^-1(72 h-EC₅₀)、1.26 mg·L^-1(48 h-EC₅₀)、22.0 mg·L^-1(96 h-LC₅₀)和5.02 mg·L^-1(96 h-LC₅₀),毒性级别分别为高毒、中毒、低毒和中毒。     

水溶性羧甲基壳聚糖的毒性影响研究

[目的]探索水溶性羧甲基壳聚糖（WSCC）对铅毒性的影响。[方法]对壳聚糖进行羧甲基化改性,合成水溶性好并能跟重金属形成配位作用的水溶性羧甲基壳聚糖;以斜生栅藻为受试生物进行培养,绘制藻的生长曲线,通过测量吸光度,做出藻细胞浓度与吸光度的线性关系图;进行WSCC、Pb2＋、Pb2＋-WSCC对斜生栅藻的毒理试验,对不同处理的毒性进行评估。[结果]Pb2＋对斜生栅藻有较大的毒性作用,随着Pb2＋投加量的增加,其抑制率明显升高;WSCC对斜生栅藻的毒性很小;当含Pb2＋溶液中分别加入适量的WSCC后,其对斜生栅藻的抑制率明显下降,且随着WSCC投加量的增加,其对斜生栅藻的联合抑制效果越来越好。[结论]WSCC与Pb2＋发生配位作用后,可大大降低溶液的毒性,从而降低Pb2＋对斜生栅藻的抑制率。     

克百威降解菌CYW-44的分离及其酶促降解研究

为了有效治理克百威农药污染,以克百威为唯一碳源,利用富集培养的方法从农药厂活性污泥中分离到一株克百威降解菌CYW-44,经生理生化、16S rDNA序列分析及API 50CHB鉴定试剂条分析,将菌株鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。该菌在营养培养基中培养5 d时对100 mg.L-1的克百威降解率为97.72%,6 d能够完全降解克百威。通过液相色谱(HPLC)法检测,发现在降解过程中,克百威降解产物呋喃酚及其他代谢产物不产生累积;研究证实该菌株能分泌胞外降解酶和胞内降解酶高效降解克百威,对克百威的降解率分别达到99.1%和82.63%;通过SDS-PAGE验证了克百威对菌株降解酶活性的诱导作用。     

2株降解菌对棉田土壤中敌草隆的降解效果评价

[目的]针对菌株SL-1(芬氏纤维微细菌Cellulosimicrobium funkei)和SL-6(木糖氧化无色杆菌Achromobacter xylosoxidans)对土壤中敌草隆的降解情况及影响因素展开研究.[方法]采用室内盆栽试验,并用生物法进行验证.[结果]药后15 d,菌株SL-1和SL-6对敌草隆含量100 mg/kg的土壤降解效果最佳,降解率分别达到63.4％和77.3％;两菌株对敌草隆含量1000 mg/kg的土壤降解效果最慢,降解率分别为51.0％和57.1％.敌草隆在土壤中的消解动态符合一级动力学方程,在敌草隆含量100,200,500,1000 mg/kg的土壤中,不接菌时敌草隆的半衰期分别为17.77,24.75,25.67,27.72 d;当接入菌株SL-1时,其半衰期分别低至9.9,11.75,13.08,13.86 d;当接入SL-6菌株时,其半衰期分别低至7.14,10.5,10.83,12.38 d.不同接菌量的土壤中敌草隆降解效果显示,当菌株SL-1接菌量为10％时,降解率最高;菌株SL-6不同接菌量的降解率出现先增高后降低的趋势,接种量为15％时降解率最高.药剂初始浓度为100 mg/kg时,两株菌株对药剂降解率最高,分别为63.5％和77.3％,较不接菌的自然降解率45.4％分别提高了18.1个百分点和31.9个百分点.土壤湿度对敌草隆的降解有显著影响,当含水量最低为200 g/kg时,CK及接菌后的降解率分别为15.6％,35.5％和39.4％;而当含水量升至800 g/kg时,CK及接菌后的降解率分别高达46.9％,69.3％和74.9％.温度为30℃时,两菌株的降解率最高,较CK分别增加了20.4个百分点和25.3个百分点;且温度过高或过低均会对菌株的活性产生影响,导致降解速率变慢.室内盆栽法验证菌株的安全性表明,菌株SL-1和SL-6能一定程度的减缓敌草隆对棉苗的损伤,其中对照组棉苗长势最好,其次是两菌株处理带药土壤中的棉苗.[结论]菌株SL-1和SL-6在一定程度上可以降低土壤中敌草隆的含量,具有一定的修复作用.     

基于人工神经网络算法的2株木质素降解菌固体菌剂的制备

【目的】以2株不同的木质素降解菌[菌株A(构巢曲霉Aspergillus nidulans)、菌株Q(栓菌属1种Trametes sp.)]为材料,分别制作应用于园林绿化废弃物降解或者堆肥的高效固体发酵菌剂。【方法】采用单因素试验确定固体发酵培养基的碳氮源和外加营养组分种类,再通过正交试验对碳氮源添加量进行优化,最后根据碳氮源优化结果,采用均匀实验结合人工神经网络算法寻找2株木质素降解菌的外加营养组分接种量和最佳固体培养基发酵条件。【结果】优化后的菌株Q固体菌剂培养基基质以麸皮30.000 g作为基底,添加豆饼粉3.000 g和玉米粉0.188 g;外加营养组分(按基质的质量比)为硫酸镁(MgSO₄) 1.434%、磷酸二氢钾(KH₂PO₄)0.115%和硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)1.497%;接种条件为接菌量6.000%、料水比(质量比)1.000∶0.992、保护剂1.000%。优化后的菌株A固体菌剂培养基基质以麸皮30.000 g作为基底,添加豆饼粉1.500 g和...     

海绵热解炭固定化微生物吸附-降解餐饮废水中油脂的研究

【目的】随着餐饮行业的迅速发展,餐饮废水油脂对环境的危害日益严重,因此对餐饮废水油脂的治理刻不容缓。【方法】以废弃海绵为原料,经热解炭化制得吸附性能良好的海绵热解炭(SPC_x,x为热解温度),利用冷场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对其形貌、结构等理化性质进行表征。利用SPCx吸附废水中大豆油,研究了热解温度、废水pH和温度等对吸附性能的影响;分析了SPC₆₀₀吸附剂的吸附动力学和吸附等温线,采用Langmuir和Freundlich模型对数据进行分析。基于此,探究了SPC₆₀₀固定化微生物对模拟废水和实际废水中油脂的吸附-降解规律。【结果】海绵热解炭(SPC₆₀₀)具有丰富的“网络”结构和断裂分支,且表面含有大量的羟基、羰基和醚键等含氧官能团,进而提高了其对油脂吸附和微生物固定能力。优化的SPC₆₀₀,在pH7和吸附温度30℃时,吸附容量高达8 093.1 mg·g^-1。吸附过程符合准二级动力学方程,且是以化学吸附为主的放热过程。...     

碳氮培养条件下伊氏杀线虫真菌的代谢组研究

【目的】比较伊氏杀线虫真菌Esteya vermicola (EV菌)在碳、氮营养源培养下的代谢差异,并找到重要代谢物或信号分子。【方法】选取培养真菌的碳培养基[主要为马铃薯葡萄糖肉汤培养基(PDB)]和培养细菌的氮培养基(主要为酵母粉),将EV菌在2种培养基上25℃条件下培养7 d,收获菌丝体并提取代谢产物。采用非靶标的高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS),在阴、阳离子模式下对代谢物组分进行分析和鉴定,并分析差异显著代谢物的代谢通路。【结果】共得到498种代谢物,阴、阳离子模式分别有176和362种,其中2种模式共同含有40种。差异显著的代谢物共有444种,占总数的89.2%,其中阴、阳离子模式分别有162和310种,有28种为2种模式共有。主成分和偏最小二乘判别分析均可使碳、氮培养条件下的代谢物聚为不同的簇并显著分离。氮培养条件下,磷酸胍基乙酸酯和对甲酚硫酸盐是大量产生且特有的代谢物;重要代谢物尿囊素、光色素、吲哚和海藻糖产量显著上调。通路分析将显著上调和下调的代谢物分别富集到氨基酸和糖类代谢相关的代谢通路。【结论】EV菌在碳培养和氮培养条件下呈现明显的代谢差异,代谢通路主...     

固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响

  目的  以生物质炭和米糠为载体,将木质素降解菌No.11通过固定化的方式制备促进园林废弃物堆肥腐熟的固体菌剂。  方法  通过单因素试验探究接菌量(5%、10%、15%、20%、25%)、保护剂体积分数(0、4%、8%、12%、16%、20%)、含水率(5%、10%、15%、20%、25%)的优化范围,再通过正交试验在该范围内寻找固体菌剂的最佳制备条件。以市售常见有效微生物复合菌(EM菌)菌剂为对比,将制得的菌剂添加到园林废弃物堆肥中,探究其对木质素、纤维素降解和相关酶活力的影响。  结果  木质素降解菌No.11的最佳固定化条件为:接菌量10%、保护剂体积分数8%、含水率15%,制得的菌剂中有效活菌数达1.26×1011 CFU·g?1。园林废弃物堆肥中添加自制菌剂后木质素降解相关酶(漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶)的活力均得到提高。与添加EM菌相比,木质素降解率提高8.69%;与不添加菌剂相比,木质素降解率提高23.91%,纤维素降解率提高8.34%,堆肥产品达到腐熟标准。  结论  通过固定化木质素降解菌制备的固体菌剂,其有效活菌数符合GB 20287?2006《农用微生物菌剂》的相关要求,将菌剂添加到园林废弃物堆肥中可提高木质素和纤维素降解率,促进堆肥产品腐熟。图3表3参36     

4种柳树抗虫性和代谢组分析

【目的】研究不同柳树Salix spp.对柳蓝叶甲Plagiodera versicolora的抗虫性,为选育抗虫性强的柳树品种提供参考。【方法】对旱柳S. matsudana、黄花柳S. caprea、垂柳S. babylonica以及三蕊柳S. triandra的3个无性系进行室内饲虫试验,并对抗虫组与非抗虫组进行差异次生代谢产物的测定与筛选。【结果】各无性系室内饲虫成活率旱柳为98%、垂柳为93%、黄花柳为90%,三蕊柳的3个无性系均为0。非抗虫组与抗虫组有23种主要的差异代谢产物,其中阿魏酰胍丁胺、抗坏血酸、没食子酸、绿茶儿茶酚、没食子儿茶素、杨梅苷、葡萄酸铜、D-(-)-阿拉伯糖、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯、N-阿魏酰胍丁胺、葡糖酸、2′, 4′, 5, 7-四羟基异黄酮、N-乙酰-DL-色氨酸、异泽兰黄素3-葡萄糖苷、十六聚甲烷基鞘氨醇等15种产物表现为上调,而槲皮素-3-O-(6″-O-乙酰基)-β-D-吡喃半乳糖苷、橙皮甙、芦丁、聚半乳糖醛酸、2, 5-二羟基苯甲酸、槲皮素O-乙酰己烯苷、3-羟基-5-甲基苯酚-1-氧化基-β-D-葡萄糖、槲皮素等8种产物表现为下调...     

黄曲霉毒素B1高灵敏定性定量免疫层析检测方法的建立

  目的  真菌毒素可污染农产品和动物源性食品，其中黄曲霉毒素B₁(AFB₁)毒性强、危害大，建立AFB₁快速、高灵敏和便捷的检测方法对于监测相关产品中AFB₁污染水平，保障人和动物健康均具有重要意义。基于侧向层析技术原理，采用竞争模式，优化建立免疫层析检测方法，以实现AFB₁的快速定性检测和定量分析。  方法  通过比较分析不同粒径金颗粒标记抗体效果，优化确定免疫层析各组分材料类型、相关缓冲液配方及最佳使用质量浓度，建立AFB₁高灵敏定性定量免疫层析检测方法。  结果  优化建立的AFB₁免疫层析检测法在实际样本中的定性和定量检测限分别为2.5和0.5 μg·kg?1，灵敏度高、特异性强，与其他常见真菌毒素无交叉反应，加标回收实验结果显示:该方法准确稳定，且对AFB₁天然污染样本的定量检测结果与商品化试剂盒及LC-MS/MS一致性较好。  结论  本研究制备的免疫层析检测法可用于样本中AFB₁污染的快速定性检测与定量分析，适合缺乏实验条件的基层检验检疫机构和农产品加工企业对大量样本进行快速筛查，样本检测结果疑似阳性再采用仪器法进行确认，可降低检测成本，提升检测效率，同时为建立其他病原微生物免疫层析检测方法提供参考。图9表2参26     

生防细菌对油茶炭疽病病原菌的抑制作用

  目的  从酸浆果实内分离筛选出对油茶炭疽病病原果生刺盘孢具有拮抗作用的内生细菌，并了解该菌对油茶炭疽病病原菌的抑菌机制，以期为油茶炭疽病的田间防治提供理论依据。  方法  本研究通过组织分离法从果实中分离出细菌14株, 通过平板对峙法筛选得到对油茶炭疽病病原菌具有显著抑制作用的细菌3株，菌株依次命名为DLSB-1、DLSB-4和DLSB-13。结合菌株形态学、生理生化特征以及16S rDNA序列比对分析，对菌株进行了鉴定。在上述试验基础上，判定生防菌株能否产生蛋白酶、纤维素酶和β-1,3-葡聚糖酶，通过显微镜观察3株细菌的无菌上清发酵液对病原菌丝的生长情况，并在室内测定了油茶盆栽苗的防治效果。  结果  3株细菌无菌发酵上清液均能抑制油茶炭疽病病原菌丝的正常生长，使其尖端膨大，畸变，扭曲。可产生蛋白酶和纤维素酶，不能产生β-1,3-葡聚糖酶；5个梯度的无菌发酵上清液（0.6 × 108、1.0 × 108、1.4 × 108、1.8 × 108、2.2 × 108 cfu/mL）与对照相比，对油茶炭疽病病原菌抑菌效果显著（P < 0.05），抑菌率最高达到81.14%。其中，菌株（DLSB-4）5个梯度的无菌发酵上清液对油茶盆栽苗的防治效果分别达到40.2%、43.9%、57.7%、68.7%和71.1%，差异显著（P < 0.05），且无菌发酵上清液的含量与防治效果呈正相关。  结论  3株细菌通过自身产生拮抗作用酶来抑制果生刺盘孢病原菌菌丝的生长，降低油茶炭疽病的发病率和病情指数。      

黑翅土白蚁菌圃微生物对蚁巢伞生长的影响

  目的  探明黑翅土白蚁Odontotermes formosanus菌圃微生物对优势真菌蚁巢伞Termitomyces heimii生长的影响，可为深入研究白蚁菌圃微生态提供实验参考，对人工栽培蚁巢伞也具有重要参考意义。  方法  使用寡营养培养基分离菌圃微生物。细菌方面，通过探究细菌发酵液对蚁巢伞生长的影响，采用高效液相色谱法测定发酵菌液中新生成的可溶性糖类物质，初步明确菌圃细菌对蚁巢伞生长的影响；真菌方面，采用对峙培养手段探明蚁巢伞与其他菌圃真菌的互作情况。  结果  从黑翅土白蚁菌圃中共分离8种细菌及12种真菌杂菌，发现菌圃内存在大量蚁巢伞孢子。菌圃厚壁菌门Firmicutes细菌促进蚁巢伞生长，在其影响下蚁巢伞菌丝呈现纽结凸起，菌丝生长速率相比对照组极显著提高，最高提升0.033 cm·d?1(P＜0.01)。而菌圃变形菌门Proteobacteria细菌抑制蚁巢伞生长，Burkholderia sp. (待定)抑制效果最为显著，使得蚁巢伞几乎无法生长。通过高效液相色谱分析发现:菌圃细菌发酵液新生成大量可溶性糖类物质，表明菌圃细菌具备降解木质纤维素并将其转化为寡糖的能力。蚁巢伞与菌圃真菌杂菌的对峙培养表明:菌圃内真菌杂菌抑制蚁巢伞生长，一旦菌圃开始消亡，真菌杂菌(如多种霉菌)将快速占领菌圃。  结论  分离的78.9%菌圃细菌可促进蚁巢伞生长，而分离的所有真菌杂菌均抑制蚁巢伞生长，可见，菌圃微生物对蚁巢伞存在明显调控作用。图5表2参18