Arthrobacter sp. AG1菌株降解土壤中阿特拉津研究

在阿特拉津浓度为50mg/kg干土的黄棕壤、潮土和红壤接种1.5×106CFU/g干土的降解菌Arthrobacter sp. AG1,10天后土壤中的阿特拉津分别降解至1.5、6.6和10mg/kg干土。阿特拉津的降解速率受到土壤性质的影响,但AG1仍能在不满足其生长繁殖要求的pH值的土壤中有效降解酸性土壤中阿特拉津;土壤中水分含量对降解效果影响较大,>20%时降解效果较好;土壤低含水量和低pH值会导致AG1降解阿特拉津的活力下降。不同的接种量对降解效果有一定影响,但105～107CFU/g干土接种量的AG1都能有效发挥降解作用。AG1降解完土壤中的阿特拉津后,在土壤含水量分别为5%和15%的情况下能长期保持降解活性,对60天后第2次施入黄棕壤和潮土中的50mg/kg阿特拉津4天时降解效率在65%以上。     

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。     

污染土壤中原位阿特拉津降解菌的分离和鉴定

为克服传统富集培养分离降解菌的局限性,直接将长期受阿特拉津污染的土壤稀释后,涂布于加有土壤浸出液和阿特拉津农药的平板,分别从两个采自不同地区的污染土壤中各分离了一株高效广谱降解菌AG1和ADG1：它们能以阿特拉津为唯一碳源、氮源和能源生长,能分别在44h和48 h内降解1 000mg L^-1的阿特拉津,降解率100%;它们还能以扑草净、西玛津等三嗪类除草剂为唯一氮源生长.16S rDNA核苷酸序列分析结果表明菌株AG1与ADG1都与节杆菌属（Arthrobacter）的细菌有高度同源性,结合两株菌的形态特征及生理生化特征,将它们鉴定为Arthrobacter spp..PCR扩增两株菌的降解基因,结果表明它们的降解基因都是trzN和atzBC的组合,这是国内首次报道具有该基因类型的阿特拉津降解菌.     

阿特拉津降解细菌的筛选和鉴定

从营口农药厂排污口、药厂周围受污染土壤及未受污染农田分别采集活性污泥和土样,共富集分离到以阿特拉津作为唯一氮源生长的28个菌株。对所分离到的菌株进行降解能力的测定,筛选到降解能力相对较高的2个菌株,其降解率分别为62.7%、58.3%,分别编号为AT1、AT3;对AT1、AT3菌株进行初步鉴定,分别为芽孢杆菌(Bacillus sp.)、假单胞菌(Pseudom onas sp.)。     

微生物降解阿特拉津的研究进展

除草剂阿特拉津长期使用所造成环境污染问题的日益加重,受污染土壤、水体的生物降解、生态修复等诸多问题也受到人们的广泛关注,本文综述了降解阿特拉津的微生物类群、阿特拉津降解酶以及微生物对阿特拉津的作用方式和降解途径,并对其应用前景进行了展望。     

两株降解菌对阿特拉津污染土壤的修复效果研究

阿特拉津 [2 chloro 4 (ethylamino) 6 (isopropy lamino) 1,3,5 trazine],又名莠去津 ,是一种广泛使用的三嗪除草剂 ,其作用方式是破坏植物体中叶绿体光系统II(PSII) ,主要用于玉米、高粱和甘蔗田杂草的防除。该除草剂在世界范围内使用已经 4 0多年 ,但由于其溶解性较好 ,迁移率较高 ,残留期长 ,在世界上许多地区引起土壤和地下水的污染 ,从而引起许多国家政府和科学家的重视。随着我国农业的发展和阿特拉津在我国的推广使用 ,阿特拉津所带来的环境问题也日趋严重 ,已经造成了许多重大损失和环境污染[1～ 5] 。像阿特拉津这样的长…     

粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津。结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16S rDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp.。接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物固定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物。用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同。阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期（t1/2）分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d。     

联苯菊酯降解菌的筛选、鉴定及降解特性研究

联苯菊酯是一种广谱高效杀虫剂,大规模的应用使其广泛残留在环境中,因此筛选联苯菊酯的高效降解菌具有重要意义。从扬州农药厂附近的地表土壤取样,利用富集驯化培养分离得到一株编号为S8的降解细菌,经表形特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析其为醋酸钙不动杆菌（Acinetobacter calcoaceticus）,该菌株在pH7.0和30 ℃的条件下,对100 mg·L-1联苯菊酯的3 d降解率达56.4%,半衰期为60.7 h。其最适生长条件为：pH6.0~8.0,温度30~35 ℃,接种量5%。研究结果可为今后治理联苯菊酯残留污染提供理论参考。     

竹炭固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

采用环境友好材料竹炭为主要载体,壳聚糖和海藻酸钠为辅助载体,固定从污泥中分离出的阿特拉津降解菌株,研究不同固定材料对降解菌生长的影响,以及固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解效果.结果表明,竹炭对阿特拉津降解菌具有较强的吸附固定能力,且竹炭粒径越小,固定化效果越好.利用壳聚糖和海藻酸钠交联并加固阿特拉津降解菌,增大了固定化空间,显著增加了降解菌的生物量,并提高了阿特拉津的降解效率.1％壳聚糖+5％海藻酸钠+竹炭+降解菌颗粒对阿特拉津降解菌的固定化效果最佳,施用该微生物固定化颗粒28天后,砂姜黑土及红壤中阿特拉津残留率分别为48.07％和47.23％.     

丛枝菌根(AM)真菌对土壤中阿特拉津降解的影响

于盆栽高粱(Sorghum,龙杂一号)条件下研究了丛枝菌根(AM)真菌根内球囊霉(Glomus intraradices,GI)和摩西球囊霉(Glomus mosseae,GM)降解土壤中阿特拉津的效用。结果表明,阿特拉津(浓度为50 mg/kg)污染土壤中,供试AM真菌都能够侵染高粱根系形成菌根,而且GM比GI侵染效果好,最高侵染率可达到90.5%,显著提高了植株的生物量。接种AM真菌后土壤中阿特拉津的残留浓度显著低于不接种对照处理,并且接种GM比GI对阿特拉津的降解效果显著。接种GM处理的土壤中阿特拉津最高降解率达到了91.6%,其中菌根效应占22.6%。接种AM真菌的宿主植物根际土壤中微生物数量多于不接种处理,且GM优于GI处理,说明AM真菌能促进根际微生物的繁殖。此外,接种AM真菌后能显著增加土壤中脲酶活性,但对过氧化氢酶活性影响不显著。认为GM是一株比较理想的修复阿特拉津污染土壤的AM真菌。     

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.     

一株蒽降解菌的分离筛选及降解特性初析

多环芳烃(PAHs)是土壤中最常见的典型持久性有机污染物,蒽作为其典型代表,常被用作降解PAHs的模型化合物和检测PAHs污染的指示物。采集北京郊区受污染土样,通过驯化和富集,分离出185株具有蒽降解潜力的菌株,采用高效液相色谱法定量测定菌株的蒽降解效率,筛选获得一株可高效降解蒽的菌株R4004-2。经菌落形态观察、16SrRNA和gyrB基因系统发育分析、基因组框架图ANI、DDH和dDDH值分析,确定R4004-2为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。菌株R4004-2以蒽为唯一碳源,对蒽的降解率可达82.3%,在肉汤培养基中的生长速度最快。在蒽含量为0.25mg/kg的污染土壤中,施氏假单胞菌R4004-2可以有效定殖,具有修复污染土壤的潜力。基于转录组以及代谢组结果,施氏假单胞菌R4004-2通过双加氧酶进行对蒽的第一步氧化,后续分别通过蒽醌的氧化以及1-羟基-2-萘甲酸酯的分解两个途径完成对蒽的降解,初步解析了其降解机制。     

纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津降解的研究

采用纳米Fe3O4/微生物联合体系降解溶液中2,4-D和阿特拉津,考察了不同2,4-D和阿特拉津初始浓度、微生物接种量、纳米Fe3O4投加量、溶液ｐＨ值等对降解效果的影响。结果表明,纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe3O4和微生物单一体系;2,4-D和阿特拉津初始浓度在0～10 mg·L^-1、微生物接种量在0～12 mg·L^-1、纳米Fe3O4的投加量在0～200 mg·L^-1范围内,2,4-D和阿特拉津的降解率随其初始浓度、微生物接种量和纳米Fe3O4 投加量的增大而增加。溶液pH3．0左右、2,4-D和阿特拉津初始浓度10 mg·L^-1、微生物接种量12 mg·L^-1、纳米Fe3O4投加量200 mg·L^-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7 d,2,4-D和阿特拉津的残留率分别降低至35．7％和54．0％。     

苯磺隆降解菌的分离鉴定和特性研究

为解决苯磺隆残留问题,本试验利用富集驯化培养分离法,从连续多年使用苯磺隆的田间土壤中,分离筛出一株能以苯磺隆为唯一碳源、氮源生长的降解菌。通过形态学、生理生化测定及16S r DNA序列系统发育分析,鉴定该菌株为产碱杆菌。抗生素敏感试验和底物敏感试验表明:降解菌株BHL对试验浓度范围内的所有供试抗生素都表现为敏感,其中对硫酸阿米卡星最为敏感;菌株BHL可以很好的利用试验所用磺酰脲类除草剂和有机磷农药,同时还可以利用部分芳香族化合物。本研究为功能农药残留降解菌的研究提供了理论基础。     

石油污染土壤中细菌的分离筛选

从辽河油田石油污染土壤中分离筛选得到59株细菌,并对其石油降解能力进行了研究。结果表明,大多数细菌具有较高的石油降解能力及脂酶活性,其中B-4、B-5、B-46、B-47四株细菌的石油降解率分别达到52.1%、55.4%、51.6%、59.3%。经初步鉴定B-5、B-46、B-47均属于微球菌属(Micrococcusspp.),B-4属于节杆菌属(Arthrobactersp.)。     

石油降解菌的筛选、鉴定及菌群构建

从胜利油田石油污染土壤中富集、分离得到236株能以石油作为唯一碳源和能源的石油降解菌株；采用选择性培养基进行复筛得到直链烷烃降解菌31株、环烷烃降解菌28株、芳烃降解菌3株以及表面活性剂产生菌24株；从3种不同烃类降解菌和表面活性剂产生菌中选择菌株，构建石油降解微生物菌群，结果表明，由菌株SL-51、SL-84、SL-133和SL-163组成的菌群c9降解石油能力最强，菌群C9在含原油浓度为0．5％的无机盐培养液中，5d内原油的降解率达到了55．5％；气相色谱分析结果证明，菌群C9能有效降解原油中的饱和烃和芳烃组分；通过16SrDNA序列分析，初步鉴定SL-51和SL-163属于红球菌属（Rhodococcus spp．），SL-84、SL-133两株菌分别属于苍白杆菌属（Ochrobactrum sp．）、铜绿假单胞菌属（Pseudomonas sp．）。     

柴油降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

以柴油为唯一碳源,在富集、驯化培养基础上,从胜利油田石油污染土壤中筛选出一株柴油降解微生物WS14,通过外观形貌、Biolog鉴定等生理生化分析以及16S rRNA基因序列分析,确定该微生物为不动杆菌属（Acinetobacter sp.）。通过对筛选到柴油降解菌的生长因子研究发现：适合WS14菌株生长的最佳pH值为6.0～8.5,适宜温度为35℃,最佳培养时间为72h,并且柴油含量为11.5%时菌株的生长量最大;实验结果显示,WS14菌株对高盐和高含量柴油具有一定的耐受性,能够在5%含盐量和30%柴油含量的环境生长。     

基于构建微生物传感器的甲基对硫磷降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

有机磷农药是目前环境中残留量最多的农药之一,对其残留量的检测及降解机制的研究对于环境污染及生态修复具有重要意义。微生物传感器由生物学元件与换能器构成,因具有成本低廉、易于微型化及选择性高等特点而被广泛应用于各种生化物质的分析和检测。本文从长期受农药污染的土壤中分离出4株能以甲基对硫磷为碳源生长的菌株,根据形态特征和16S r RNA基因序列同源性分析,对4株降解菌进行鉴定,利用高效液相色谱测定降解率,选取降解率最高的1株菌进行降解机制研究,以期将其应用于测定环境中甲基对硫磷残留的电位型微生物传感器的构建。结果表明,在甲基对硫磷初始浓度50 mg·L-1、30℃、p H 7.0的培养条件下培养7 d,4株菌对甲基对硫磷的降解率均在78%以上,其中1株菌的降解效率可达100%。16S r RNA基因序列测定表明,该菌株属于克雷伯氏菌属,命名为Klebsiella sp.MP-6。利用液相色谱-质谱联用对其降解产物的研究表明,菌株MP-6水解甲基对硫磷主要产生二甲基硫代磷酸(dimethyl thiophosphoric acid,DMTP)和对硝基苯酚(p-nitrophenol,PNP),极少部分PNP通过产生4-硝基邻苯二酚(4-nitrocatechol,4-NC)和1,2,4-苯三酚(1,2,4-BT)进一步代谢。结果表明,基于测定中间产物对硝基苯酚(p-nitrophenol,PNP)的电位响应信号,该菌株适用于构建测定海水及土壤等环境中有机磷农药的微生物传感器。     

一株毒死蜱降解菌株Sphingomonas sp.Dsp-2的分离鉴定及降解特性

从长期受毒死蜱污染的污水处理池中分离到一株毒死蜱高效降解菌株,命名为Dsp-2。经生理生化和16S rDNA序列同源性分析,鉴定其为鞘胺醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)细菌。该菌株能在24 h内完全降解100 mg L-1的毒死蜱,降解特性的研究表明:随着农药浓度的加大,绝对降解量也增大,但高浓度的毒死蜱会导致不能完全降解;起始接种量和降解毒死蜱的速率呈正相关;外加氮源营养能够明显促进降解;1 mmol L-1的Fe3 和Ni2 等对其降解性能有抑制作用。研究了Dsp-2在土壤中降解毒死蜱的效果。结果表明,Dsp-2在三种供试土壤中都能有效的降解毒死蜱,其中在潮土中降解的速率最快,且当毒死蜱的浓度范围在1~100 mg kg-1内Dsp-2都能有效的降解毒死蜱,7 d降解率达到85%~98%。     

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。